DE102009041879A1

DE102009041879A1 - Input device for computer unit of computer system, has electromagnetic detection help signal that is emitted along propagation direction by sending unit, where propagation direction is different from another propagation direction

Info

Publication number: DE102009041879A1
Application number: DE200910041879
Authority: DE
Inventors: Franz-Peter Firmbach; Heiko Heckmann
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-10

Abstract

The input device (10) has an electromagnetic detection help signal (78,82,86,90) that is emitted along a propagation direction (79,83,87,91) by a sending unit (36), where the propagation direction is different from another propagation direction (50). The electromagnetic detection help signal is produced by a signal source (38). The electromagnetic detection help signal is emitted to mark a reference location (80,84,88,92) on a signal receiving area (34) of a detection unit (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für eine Rechnereinheit, umfassend eine Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer optischen Darstellung anhand eines von der Rechnereinheit vorgebbaren Bildsignales in einem Bildanzeigebereich, eine Sendeeinrichtung zum Emittieren eines mittels mindestens einer Signalquelle der Sendeeinrichtung erzeugbaren elektromagnetischen Zeigesignals entlang einer ersten Ausbreitungsrichtung, um auf dem Bildanzeigebereich einen Zeigeort zu kennzeichnen sowie eine ortsauflösende Detektionseinrichtung zur Ausgabe eines Positionsinformationssignals in Abhängigkeit von der Position des Zeigeortes auf dem Bildanzeigebereich.The invention relates to an input device for a computer unit, comprising an image generating device for generating an optical representation on the basis of an image signal preselectable by the computer unit in an image display area, a transmitting device for emitting an electromagnetic pointer signal, which can be generated by means of at least one signal source of the transmitting device, along a first propagation direction, on the first Image display area to identify a pointing location as well as a spatially resolving detection device for outputting a position information signal in dependence on the position of the pointing location on the image display area.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Computersystem mit mindestens einer Rechnereinheit sowie mindestens einer mit dieser verbindbaren Eingabevorrichtung.In addition, the invention relates to a computer system having at least one computer unit and at least one input device which can be connected to it.

Eingabevorrichtungen der eingangs genannten Art sind zum Beispiel aus der WO91/01543 , der WO97/41502 und der WO00/23938 bekannt. Ein die optische Darstellung wahrnehmender Benutzer kann sich ihrer bedienen, um die Sendeeinrichtung auf den Bildanzeigebereich auszurichten und dort einen Zeigeort zu kennzeichnen. Dessen Position auf dem Bildanzeigebereich ist unter Zuhilfenahme der ortsauflösenden Detektionseinrichtung ermittelbar. Hierfür kann die Detektionseinrichtung der Rechnereinheit ein Positionsinformationssignal über den Zeigeort bereitstellen. Auf Basis dieses Positionsinformationssignals kann die Rechnereinheit beispielsweise Informationen betreffend einen Positionsanzeiger dem Bildsignal hinzufügen, so dass an der Stelle des Zeigeortes der optischen Darstellung ein Positionsanzeiger hinzugefügt wird. Möglich ist auch eine Nutzung des Zeigesignals zur Auswahl oder Markierung eines am Zeigeort gelegenen Teilbereiches der optischen Darstellung, welcher zum Beispiel mit einer virtuellen Schaltfläche, einem sogenannten ”Soft key”, verknüpft ist. Anhand des Positionsinformationssignals kann die Rechnereinheit feststellen, dass der Benutzer die Schaltfläche zu betätigen und auf diese Weise der Rechnereinheit eine Anweisung zu übermitteln beabsichtigt.Input devices of the type mentioned are, for example, from the WO91 / 01543 , of the WO97 / 41502 and the WO00 / 23938 known. A user perceiving the optical representation can use it to align the transmission device with the image display area and to identify a pointing location there. Its position on the image display area can be determined with the aid of the spatially resolving detection device. For this purpose, the detection device of the computer unit can provide a position information signal via the pointing location. On the basis of this position information signal, the computer unit can, for example, add information relating to a position indicator to the image signal, so that a position indicator is added to the optical representation at the location of the point of presentation. It is also possible to use the pointer signal to select or mark a partial area of the optical display located at the point of presentation, which, for example, is linked to a virtual button, a so-called "soft key". On the basis of the position information signal, the computer unit can determine that the user wants to actuate the button and in this way intends to transmit an instruction to the computer unit.

Bei den aus den vorgenannten Druckschriften bekannten Eingabevorrichtungen kommt als Detektionseinrichtung jeweils eine Kamera mit einem signalempfindlichen Sensor, beispielsweise in Form eines CCD-Sensors, zum Einsatz. Mittels der Kamera werden Anteile des Zeigesignals, welche am Zeigeort vom Bildanzeigebereich weg weisend gestreut werden, erfasst und so die Position des Zeigeortes ermittelt. Dies erfordert einen beträchtlichen apparativen Aufwand, eine sehr genaue Relativpositionierung der Detektionseinrichtung und des Bildanzeigebereiches und eine genaue Kalibrierung der Empfindlichkeit der Detektionseinrichtung im Hinblick auf vom Zeigeort ausgehende Signalpegel, um Anteile des Zeigesignals von denjenigen der optischen Darstellung unterscheiden zu können.In the case of the input devices known from the aforementioned publications, a camera with a signal-sensitive sensor, for example in the form of a CCD sensor, is used as the detection device. By means of the camera, portions of the pointing signal, which are scattered pointing away from the image display area at the point of presentation, are detected, thus determining the position of the pointing location. This requires a considerable expenditure on equipment, a very accurate relative positioning of the detection device and the image display area and an accurate calibration of the sensitivity of the detection device with respect to signal point originating from the point of display in order to distinguish portions of the pointing signal from those of the optical representation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Eingabevorrichtung sowie ein Computersystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie bzw. es eine einfachere Konstruktion aufweist und dass mit ihrer Hilfe eine einfachere Bestimmung des Zeigeortes auf dem Bildanzeigebereich durchgeführt werden kann.Object of the present invention is to develop an input device and a computer system of the type mentioned in such a way that it or it has a simpler construction and that with their help a simpler determination of the point of presentation can be performed on the image display area.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Eingabevorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mittels der Sendeeinrichtung mindestens ein mittels der mindestens einen Signalquelle erzeugbares elektromagnetisches Detektionshilfssignal entlang mindestens einer von der ersten Ausbreitungsrichtung unterschiedlichen zweiten Ausbreitungsrichtung emittierbar ist, um auf einem Signalempfangsbereich der Detektionseinrichtung mindestens einen Referenzort zu kennzeichnen.This object is achieved in a generic input device according to the invention in that by means of the transmitting device at least one by means of the at least one signal source producible electromagnetic detection auxiliary signal along at least one of the first propagation direction different second propagation direction is emitted to mark on a signal reception area of the detection device at least one reference location.

Bei der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung kommt zusätzlich zum Zeigesignal zur Kennzeichnung des Zeigeortes auf dem Bildanzeigebereich mindestens ein Detektionshilfssignal zum Einsatz. Dieses breitet sich in mindestens einer zweiten Ausbreitungsrichtung aus, welche sich von der ersten Ausbreitungsrichtung des Zeigesignals unterscheidet. Mittels des mindestens eines Detektionshilfssignals kann auf der Detektionseinrichtung, insbesondere deren Signalempfangsbereich, mindestens ein Referenzort gekennzeichnet werden. Auf diese Weise bildet das mindestens eine Detektionshilfssignal ein Referenzsignal, welches gewissermaßen zur Übermittlung der Positionsinformation über den Zeigeort an die Detektionseinrichtung dienen kann. Weil die Detektionseinrichtung ortsauflösend ausgebildet ist, kann auf diese Weise mit geringem Aufwand die Lage des mindestens einen Referenzortes und dadurch des Zeigeortes auf dem Bildanzeigebereich erfasst und der Rechnereinheit in Form des Positionsinformationssignals bereitgestellt werden.In the case of the input device according to the invention, at least one detection auxiliary signal is used in addition to the pointer signal for identifying the pointing location on the image display area. This propagates in at least one second propagation direction, which differs from the first propagation direction of the pointer signal. By means of the at least one detection auxiliary signal, at least one reference location can be identified on the detection device, in particular its signal reception area. In this way, the at least one detection auxiliary signal forms a reference signal, which to a certain extent can be used to transmit the position information about the pointing location to the detection device. Because the detection device is designed to be spatially resolving, the position of the at least one reference location and thereby of the pointing location on the image display area can be detected with little effort in this way and provided to the computer unit in the form of the position information signal.

Insbesondere ist bei der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung die Möglichkeit gegeben, das mindestens eine Detektionshilfssignal unmittelbar auf die Detektionseinrichtung auszurichten. Dadurch lässt sich eine aufwendige Relativausrichtung der Detektionseinrichtung und des Bildanzeigebereichs vermeiden. Des Weiteren kann eine aufwendige Kalibrierung der Empfindlichkeit der Detektionseinrichtung im Hinblick auf eine Unterscheidung von Signalpegeln, welche vom Zeigeort ausgehen und vom Zeigesignal oder von der optischen Darstellung stammen könnten, vermieden werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, dass die Detektionseinrichtung zur Ermittlung der Position des Zeigeortes eine Abbildung des Bildanzeigebereichs erstellt, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Eingabevorrichtungen der Fall ist. Wie bereits erwähnt, kann die Positionsinformation betreffend den Zeigeort der Detektionseinrichtung unmittelbar mittels des mindestens einen Detektionshilfssignals zugeführt werden.In particular, in the case of the input device according to the invention, it is possible to align the at least one detection auxiliary signal directly with the detection device. As a result, a complicated relative orientation of the detection device and the image display area can be avoided. Furthermore, a complex calibration of the sensitivity of the detection device with regard to a distinction of signal levels, which could originate from the point of indication and originate from the pointing signal or from the optical representation, can be avoided. In addition, it is not necessary that the Detection device for determining the position of the point of presentation creates an image of the image display area, as is the case with the input devices known from the prior art. As already mentioned, the position information concerning the point of presentation can be supplied to the detection device directly by means of the at least one detection auxiliary signal.

Günstig ist es, wenn die mindestens eine Signalquelle zur Erzeugung des Zeigesignals und/oder des mindestens einen Detektionshilfssignals in Form sichtbaren Lichts ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Benutzer den Zeigeort auf dem Bildanzeigebereich erkennen und feststellen, ob dies der von ihm gewünschte Zeigeort ist. Ergänzend oder alternativ kann der Benutzer erkennen, in welche Richtung sich das mindestens eine Detektionshilfssignal ausbreitet.It is favorable if the at least one signal source is designed to generate the pointing signal and / or the at least one detection auxiliary signal in the form of visible light. In this way, the user can recognize the pointing location on the image display area and determine if this is the desired pointing location. Additionally or alternatively, the user can recognize in which direction the at least one detection auxiliary signal propagates.

Von Vorteil ist es, wenn die mindestens eine Signalquelle zur Erzeugung des Zeigesignals und/oder des mindestens einen Detektionshilfssignals in Form von Laserlicht ausgebildet ist, wobei insbesondere Laserlicht des sichtbaren Spektrums zum Einsatz kommen kann. Dies erlaubt es, am Zeigeort einen intensiven und für den Benutzer gut erkennbaren Lichtpunkt oder Lichtfleck zu erzeugen und/oder der Detektionseinrichtung mindestens ein intensives Detektionshilfssignal zuzuführen, so dass eine zuverlässige Ermittlung des Referenzortes und dadurch auch des Zeigeortes möglich ist. Die Sendeeinrichtung kann insbesondere in Form eines sogenannten ”Laserpointers” ausgebildet sein.It is advantageous if the at least one signal source is designed to generate the pointing signal and / or the at least one detection auxiliary signal in the form of laser light, in particular laser light of the visible spectrum can be used. This makes it possible to generate an intensive spot of light or spot that is easily recognizable to the user at the point of use and / or to supply at least one intensive detection auxiliary signal to the detection device, so that a reliable determination of the reference location and thereby also of the pointing location is possible. The transmitting device can be designed in particular in the form of a so-called "laser pointer".

Vorzugsweise ist die mindestens eine Signalquelle zur Erzeugung des Zeigesignals und des mindestens einen Detektionshilfssignals ausgebildet. Dies erlaubt es, die Sendeeinrichtung auf konstruktiv einfachere Weise auszugestalten und ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung derselben. Insbesondere ist die mindestens eine Signalquelle eine Laserlichtquelle zur Erzeugung sichtbaren Laserlichts für das Zeigesignal und das mindestens eine Detektionshilfssignal.Preferably, the at least one signal source is designed to generate the pointing signal and the at least one detection auxiliary signal. This makes it possible to design the transmitting device in a structurally simpler way and allows a more cost-effective production thereof. In particular, the at least one signal source is a laser light source for generating visible laser light for the pointing signal and the at least one detection auxiliary signal.

Vorteilhafterweise weist die Sendeeinrichtung eine Signalformungseinheit auf zur Emission jeweils des Zeigesignals und einer Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in mindestens einer gemeinsamen Signalebene, die durch die erste Ausbreitungsrichtung und die jeweiligen zweiten Ausbreitungsrichtungen der Mehrzahl der Detektionshilfssignale definiert wird. Auf diese Weise kann mehr als nur ein Detektionshilfssignal zur Positionsbestimmung des Zeigeortes eingesetzt werden. Dies erlaubt es, den Signalempfangsbereich zu verkleinern, weil bei unterschiedlichen Zeigeorten jeweils ein anderes Detektionshilfssignal denselben Referenzort auf dem Signalempfangsbereich zu kennzeichnen vermag. Dies begünstigt eine einfachere Konstruktion der Detektionseinrichtung und vermindert deren Herstellungskosten. Dadurch, dass das Zeigesignal und eine Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in einer gemeinsamen Signalebene liegen, weisen sie, in Ersteckung der Signalebene, gewissermaßen eine gemeinsame Koordinate auf. Diese Koordinate definiert eine Koordinate des Zeigeortes auf dem Bildanzeigebereich.Advantageously, the transmitting device has a signal-shaping unit for emitting in each case the pointing signal and a plurality of auxiliary detection signals in at least one common signal plane which is defined by the first propagation direction and the respective second propagation directions of the plurality of detection auxiliary signals. In this way, more than just a detection auxiliary signal can be used for determining the position of the pointing location. This makes it possible to reduce the signal reception range, because at different display locations, a different detection auxiliary signal is able to identify the same reference location on the signal reception range. This favors a simpler construction of the detection device and reduces its manufacturing costs. Due to the fact that the pointing signal and a plurality of auxiliary detection signals lie in a common signal plane, they have, as it were, a common coordinate when they are outstripped by the signal plane. This coordinate defines a coordinate of the pointing location on the image display area.

Die Signalformungseinheit umfasst beispielsweise, insbesondere bei Einsatz sichtbaren Lichts, optisch aktive Elemente wie etwa Linsen, Spiegel, Prismen, Blenden, Filter oder dergleichen, um eine Emission des Zeigesignals und der Mehrzahl der Detektionshilfssignale in einer Signalebene zu ermöglichen. Ausgehend von der Sendeeinrichtung kann die Emission des Zeigesignals und der Mehrzahl von Detektionshilfssignalen beispielsweise fächerförmig sein.The signal-shaping unit comprises, for example, in particular when visible light is used, optically active elements such as lenses, mirrors, prisms, diaphragms, filters or the like in order to enable emission of the pointing signal and the plurality of detection auxiliary signals in a signal plane. Starting from the transmitting device, the emission of the pointing signal and the plurality of auxiliary detection signals may be, for example, fan-shaped.

Von Vorteil ist es, wenn mittels der Signalformungseinheit das Zeigesignal und die Mehrzahl der Detektionshilfssignale in der mindestens einen Signalebene derart emittierbar sind, dass auf einer durch den Bildanzeigebereich definierten Bildfläche mindestens eine durch den Zeigeort und Signalorte der Mehrzahl der Detektionshilfssignale definierte Linie ausbildbar ist. In diesem Fall emittiert die Sendeeinrichtung eine ”linienförmige” Gesamtheit von Signalen, d. h. eine Gesamtheit von Signalen, welche auf einer durch den Bildanzeigebereich und den Signalempfangsbereich definierten Bildfläche, vorzugsweise Bildebene, eine Linie entsprechend einer Schnittlinie der Signalebene mit der Bildfläche ergeben. Mit Ausnahme des Zeigeortes, der durch das Zeigesignal entlang der ersten Ausbreitungsrichtung entsteht, handelt es sich bei sämtlichen anderen Punkten der Linie um Signalorte, welche jeweils durch ein Detektionshilfssignal gekennzeichnet werden. Die Linie stellt auf diese Weise gewissermaßen eine Achse eines gedachten Koordinatensystems dar. Ein gedachter ”Schnittpunkt” dieser fiktiven Achse mit dem Signalempfangsbereich, betrachtet etwa in Draufsicht auf die Achse und den Signalempfangsbereich, kennzeichnet auf diesem einen Referenzort. Der Abstand des Referenzortes vom Zeigeort definiert eine Koordinate des Zeigeortes, die auf einfache Weise erfasst werden kann. Diese Koordinate ändert sich nicht und kann an demselben Referenzort erfasst werden, wenn die Sendeeinrichtung derart bewegt wird, dass das Zeigesignal und die Mehrzahl der Detektionshilfssignale eine in Richtung der Achse ausgerichtete neue Linie definieren. Zur Erfassung einer Koordinate des Zeigeortes kann daher eine Vielzahl von Detektionshilfssignalen dienen, so dass der Signalempfangsbereich weiter verkleinert werden kann.It is advantageous if the pointer signal and the plurality of auxiliary detection signals in the at least one signal plane can be emitted in such a way that at least one line defined by the display location and signal locations of the plurality of detection auxiliary signals can be formed on an image area defined by the image display area. In this case, the transmitter emits a "linear" set of signals, i. H. a set of signals which, on a screen surface defined by the image display area and the signal reception area, preferably image plane, give a line corresponding to a section line of the signal plane with the image area. With the exception of the pointing location, which results from the pointing signal along the first propagation direction, all other points on the line are signal locations, which are each identified by a detection auxiliary signal. In this way, the line in a sense represents an axis of an imaginary coordinate system. An imaginary "intersection" of this imaginary axis with the signal reception area, viewed approximately in plan view of the axis and the signal reception area, marks a reference location thereon. The distance of the reference location from the pointing location defines a coordinate of the pointing location that can be easily detected. This coordinate does not change and can be detected at the same reference location when the transmitting device is moved such that the pointing signal and the plurality of detection auxiliary signals define a new line aligned in the direction of the axis. For detecting a coordinate of the pointing location, therefore, a plurality of detection auxiliary signals can be used, so that the signal receiving area can be further downsized.

Vorzugsweise sind mittels der Signalformungseinheit jeweils das Zeigesignal und eine Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in einer ersten Signalebene und in einer die erste Signalebene schneidenden zweiten Signalebene emittierbar. Somit kann die Sendeeinrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise das Zeigesignal und eine Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in der ersten Signalebene emittieren und das Zeigesignal und eine Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in der zweiten Signalebene. Die beiden Signalebenen schneiden sich längs einer Geraden, die durch den Verlauf der ersten Ausbreitungsrichtung, längs derer das Zeigesignal emittiert wird, definiert wird. Wie vorstehend erläutert, definiert die Emission jeweils des Zeigesignals und einer Mehrzahl von Detektionshilfssignalen in einer Signalebene gewissermaßen eine Koordinate des Zeigeortes. Bei dieser Ausführungsform wird somit auch eine zweite Koordinate des Zeigeortes definiert. Insbesondere ist es in Kombination mit der zuletzt beschriebenen Ausführungsform möglich, dass mit der Gesamtheit der Signale in der ersten Signalebene und der Gesamtheit der Signale in der zweiten Signalebene auf der Bildfläche gewissermaßen ein ”Signalkreuz” aus zwei Linien ausgebildet ist, von denen jede Linie eine gedachte Achse eines Koordinatensystems definiert, dessen Ursprung im Zeigeort liegt. Die gedachten ”Schnittpunkte” dieser Achsen mit dem Signalempfangsbereich, beispielsweise betrachtet in Draufsicht auf das Signalkreuz und den Signalempfangsbereich, kennzeichnen Referenzorte. Deren Abstände vom Zeigeort definieren dessen Koordinaten, welche auf einfache Weise erfasst werden können. Je eine Koordinate des Zeigeortes kann somit mit Hilfe einer Vielzahl von Detektionshilfssignalen erfasst werden. Dies gibt die Möglichkeit einer in zwei Raumrichtungen verkleinerten Ausgestaltung des Signalempfangsbereiches. Dieser kann insbesondere in je einer Raumrichtung längserstreckt und in der anderen Raumrichtung von geringer Abmessung ausgebildet werden, z. B. ”streifenförmig” oder ”linienförmig”, sofern sich ein gedachter ”Schnittpunkt” des Signalempfangsbereiches mit zumindest einer Koordinatenachse sicherstellen lässt.Preferably, by means of the signal shaping unit in each case the pointer signal and a A plurality of detection auxiliary signals in a first signal level and in a second signal plane intersecting the first signal plane can be emitted. Thus, in the manner described above, the transmitting device can emit the pointing signal and a plurality of detection auxiliary signals in the first signal plane and the pointing signal and a plurality of auxiliary detection signals in the second signal plane. The two signal planes intersect along a straight line which is defined by the course of the first propagation direction along which the pointer signal is emitted. As explained above, the emission of each of the pointing signal and a plurality of auxiliary detection signals in a signal plane effectively defines a coordinate of the pointing location. Thus, in this embodiment, a second coordinate of the pointing location is also defined. In particular, it is possible in combination with the last-described embodiment that with the entirety of the signals in the first signal plane and the entirety of the signals in the second signal plane on the image surface to a certain extent a "signal cross" is formed of two lines, each of which line a imaginary axis of a coordinate system whose origin lies in the point of presentation. The imaginary "intersections" of these axes with the signal reception area, as viewed in plan view of the signal cross and the signal reception area, indicate reference locations. Their distances from the point of view define their coordinates, which can be easily detected. Depending on a coordinate of the pointing location can thus be detected using a variety of detection auxiliary signals. This gives the possibility of a configuration of the signal reception range which is reduced in two spatial directions. This can be elongated in particular in each one spatial direction and formed in the other spatial direction of small dimension, z. B. "strip-shaped" or "linear", provided that an imaginary "intersection" of the signal reception area can be ensured with at least one coordinate axis.

Von Vorteil ist es, wenn die erste Signalebene und die zweite Signalebene senkrecht zueinander ausgerichtet sind, denn dies gibt die Möglichkeit, ein kartesisches Koordinatensystem auf dem Bildanzeigebereich zu definieren mit dem Zeigeort als Ursprung. Mit Hilfe des kartesischen Koordinatensystems lassen sich die erste Koordinate und die zweite Koordinate des Zeigeortes auf genauere Weise bestimmen.It is advantageous if the first signal plane and the second signal plane are aligned perpendicular to one another, since this makes it possible to define a Cartesian coordinate system on the image display area with the pointing location as the origin. With the help of the Cartesian coordinate system, the first coordinate and the second coordinate of the point of presentation can be determined more precisely.

Günstig ist es, wenn die Eingabevorrichtung eine Befestigungseinrichtung für die Sendeeinrichtung zu deren Befestigung am Körper eines Benutzers umfasst. Auf diese Weise kann der Benutzer die Sendeeinrichtung auch dann benutzen, wenn er keine Hand frei hat, um die Sendeeinrichtung zu halten. Stattdessen lässt sich diese mit der Befestigungseinrichtung am Körper befestigen. Der Benutzer kann durch eine Körperbewegung die Sendeeinrichtung relativ zum Bildanzeigebereich bewegen und so den Zeigeort verändern. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise von besonderem Interesse für Anwendungen der Eingabevorrichtung bei medizinischen Eingriffen. Ein Benutzer in Gestalt eines Operateurs hat häufig keine Hand frei zum Halten der Sendeeinrichtung, bedarf aber dennoch einer Eingabemöglichkeit für die Rechnereinheit über eine virtuelle Schaltfläche auf dem Bildanzeigebereich. Durch das Vorsehen der Befestigungseinrichtung kann der Benutzer, ohne ein chirurgisches Instrument aus der Hand zu geben, mittels der Sendeeinrichtung auf den Bildanzeigebereich zeigen und etwa, wie nachfolgend beschrieben, eine Eingabe für die Rechnereinheit vornehmen.It is favorable if the input device comprises a fastening device for the transmitting device for attaching it to the body of a user. In this way, the user can use the transmitter even if he has no hand free to hold the transmitter. Instead, it can be attached to the body with the fastening device. The user can move the transmitter relative to the image display area by body movement and thus change the pointing location. For example, such an embodiment is of particular interest for medical device applications of the input device. A user in the form of an operator often has no hand free to hold the transmitting device, but still needs an input option for the computer unit via a virtual button on the image display area. By providing the fastening device, the user can, without handing over a surgical instrument, point at the image display area by means of the transmitting device and, as described below, make an input for the computer unit.

Vorteilhafterweise weist die Befestigungseinrichtung ein Stirnband mit einer Aufnahme für die Sendeeinrichtung auf, so dass sich die Sendeeinrichtung am Kopf des Benutzers befestigen lässt. Sie ist insbesondere derart festlegbar, dass die erste Ausbreitungsrichtung des Zeigesignals in Geradeausblickrichtung des Benutzers ausgerichtet ist, so dass der Benutzer einfach und entspannt in Richtung des Bildanzeigebereichs zeigen kann.Advantageously, the fastening device has a headband with a receptacle for the transmitting device, so that the transmitting device can be attached to the head of the user. In particular, it can be defined such that the first direction of propagation of the pointing signal is aligned in the straight-ahead direction of the user, so that the user can easily and relaxed point in the direction of the image display area.

Günstig ist es, wenn die Intensität des Zeigesignals größer ist als die Intensität des mindestens einen Detektionshilfssignals, insbesondere bei Einsatz sichtbaren Lichts für das Zeigesignal und das mindestens eine Detektionshilfssignal. Der Benutzer kann den Zeigeort auf dem Bildanzeigebereich dadurch besser erkennen.It is favorable if the intensity of the pointing signal is greater than the intensity of the at least one auxiliary detection signal, in particular when visible light is used for the pointing signal and the at least one detection auxiliary signal. The user can thereby better recognize the pointing location on the image display area.

Bevorzugt sind der Signalempfangsbereich und der Bildanzeigebereich ungefähr in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei beide vorzugsweise zumindest näherungsweise planar ausgebildet sind. Die Ebene kann die Bildebene sein, in der die vom Benutzer wahrnehmbare optische Darstellung angeordnet zu sein scheint. Bei dieser Ausführungsform lässt sich eine fehlerbehaftete Ermittlung des Zeigeortes in Abhängigkeit von der Relativposition der Sendeeinrichtung einerseits und des Bildanzeigebereiches und des Signalempfangsbereiches andererseits minimieren. Ändert sich z. B. der Winkel, unter dem das Zeigesignal bei konstantem Zeigeort auf den Bildanzeigebereich auftrifft, führt dies nur zu einer sehr geringen Veränderung des Referenzortes. Je nach Ortsauflösung der Detektionseinrichtung muss dies möglicherweise sogar noch nicht einmal zu einer Änderung des Positionsinformationssignals führen.Preferably, the signal reception area and the image display area are arranged approximately in a common plane, wherein both are preferably at least approximately planar. The plane may be the image plane in which the user perceivable optical representation appears to be located. In this embodiment, erroneous determination of the pointing location can be minimized depending on the relative position of the transmitting device on the one hand and the image display area and the signal receiving area on the other hand. Changes z. For example, the angle at which the pointer signal impinges on the image display area at a constant display location, this only leads to a very small change in the reference location. Depending on the spatial resolution of the detection device, this may even not even lead to a change in the position information signal.

Vorteilhafterweise ist die Detektionseinrichtung in fester räumlicher Beziehung zum Bildanzeigebereich ausgebildet. Dadurch lassen sich auch bei wiederholtem Einsatz der Eingabevorrichtung Ausrichtungen der Relativposition der Detektionseinrichtung und des Bildanzeigebereichs vermeiden.Advantageously, the detection device is formed in fixed spatial relation to the image display area. This also allows for repeated use of the input device Avoid alignments of the relative position of the detection device and the image display area.

Günstig ist es, wenn die Detektionseinrichtung zumindest teilweise mit dem Signalempfangsbereich an einem Umfang des Bildanzeigebereichs angeordnet ist. Günstigerweise kann sie z. B. mindestens teilweise eine Einfassung für den Bildanzeigebereich ausbilden, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Signalempfangsbereich den Bildanzeigebereich vollständig oder im Wesentlichen vollständig einfasst. Werden das Zeigesignal und die Mehrzahl der Detektionshilfssignale wie vorstehend erwähnt von der Sendeeinrichtung derart emittiert, dass auf der durch den Bildanzeigebereich definierten Bildfläche eine Linie oder gar ein ”Signalkreuz” definiert wird, ergeben sich die Koordinate(n) des Zeigeortes durch einen gedachten ”Schnittpunkt” oder gedachte ”Schnittpunkte” des Signalempfangsbereiches mit der Linie bzw. mit dem Signalkreuz. Wird der Zeigeort durch Bewegen der Sendeeinrichtung verschoben, ist bei dieser Ausführungsform sichergestellt, dass auf dem Signalempfangsbereich jederzeit ein Referenzort gekennzeichnet werden kann. Somit lässt sich stets eine Positionsbestimmung für den Zeigeort durchführen.It is advantageous if the detection device is arranged at least partially with the signal reception area on a circumference of the image display area. Conveniently, it can, for. B. form at least partially an enclosure for the image display area, wherein it is particularly preferred if the signal reception area completely or substantially completely surrounds the image display area. If the pointer signal and the majority of the auxiliary detection signals are emitted by the transmitter in such a way that a line or even a "signal cross" is defined on the image area defined by the image display area, the coordinate (s) of the point of presentation result from an imaginary "intersection "Or imagined" intersections "of the signal reception area with the line or with the signal cross. If the pointing location is shifted by moving the transmitting device, in this embodiment it is ensured that a reference location can always be marked on the signal receiving area. Thus, it is always possible to perform a position determination for the show location.

Von Vorteil ist es, wenn der Signalempfangsbereich einen vorzugsweise rechteckigen Rahmen für den Bildanzeigebereich ausbildet, denn auf diese Weise lässt sich eine konstruktiv einfache vollständige Einfassung des Bildanzeigebereichs bewerkstelligen.It is advantageous if the signal receiving area forms a preferably rectangular frame for the image display area, because in this way a structurally simple complete enclosure of the image display area can be accomplished.

Bevorzugt ist die Bilderzeugungseinrichtung als Bildanzeigeeinrichtung ausgebildet, welche den Bildanzeigebereich umfasst. Die optische Darstellung kann bei dieser Ausführungsform durch die Bilderzeugungseinrichtung direkt erzeugt und dargestellt werden, ohne dass es einer zusätzlichen Projektionsfläche oder dergleichen bedarf.The image generation device is preferably designed as an image display device, which comprises the image display region. In this embodiment, the optical representation can be directly generated and displayed by the image generation device without the need for an additional projection surface or the like.

Insbesondere kann die Bildanzeigeeinrichtung einen Computerbildschirm, einen Monitor oder dergleichen umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Als Bildanzeigebereich kann in diesem Fall die einem Benutzer zugewandte frontseitige Bildfläche des Computerbildschirms, Monitors oder dergleichen aufgefasst werden, in der die optische Darstellung nach Wahrnehmung durch den Benutzer angeordnet ist.In particular, the image display device may include or be configured as a computer screen, monitor or the like. In this case, as the image display area, the front-side image surface of the computer screen, monitor or the like facing a user can be understood, in which the visual display is arranged after being perceived by the user.

Vorteilhafterweise weist die Bildanzeigeeinrichtung einen Befestigungsbereich für die Detektionseinrichtung auf. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, eine feste räumliche Beziehung zwischen dem Bildanzeigebereich und der Detektionseinrichtung sicherzustellen. Wie erwähnt, lässt sich auf diese Weise eine wiederholte Ausrichtung der Relativposition von Detektionseinrichtung und Bildanzeigebereich vermeiden. An dem Befestigungsbereich kann die Detektionseinrichtung und insbesondere deren Signalempfangsbereich an der Bildanzeigeeinrichtung befestigt werden.Advantageously, the image display device has a mounting area for the detection device. This provides the possibility of ensuring a fixed spatial relationship between the image display area and the detection device. As mentioned, a repeated alignment of the relative position of the detection device and the image display region can be avoided in this way. At the attachment area, the detection device and in particular its signal reception area can be attached to the image display device.

Bevorzugt ist der Befestigungsbereich an einem den Bildanzeigebereich einfassenden Rahmen der Bildanzeigeeinrichtung angeordnet, denn dies gibt die Möglichkeit, den Signalempfangsbereich am Rahmen der Bildanzeigeeinrichtung anzubringen. Insbesondere erlaubt diese Ausführungsform, mittels des Signalempfangsbereiches eine Einfassung, vorzugsweise in Form eines Rahmens, für den Bildanzeigebereich zu bilden. Wie vorstehend erläutert, lässt sich damit eine besonders einfache Erfassung der Position des Zeigeortes durch die Detektionseinrichtung durchführen.Preferably, the attachment area is arranged on a frame of the image display device enclosing the image display area, since this makes it possible to attach the signal reception area to the frame of the image display device. In particular, this embodiment allows to form an enclosure, preferably in the form of a frame, for the image display area by means of the signal reception area. As explained above, this makes it possible to carry out a particularly simple detection of the position of the pointing location by the detection device.

Günstig ist es, wenn die Eingabevorrichtung eine Betätigungseinrichtung umfasst zur Entgegennahme einer Betätigungsanweisung durch einen Benutzer und einer darauf basierenden Übermittlung eines Betätigungssignales an die Rechnereinheit. Wie eingangs erwähnt, kann die Eingabevorrichtung beispielsweise zur Kennzeichnung eines Teilbereiches auf dem Bildanzeigebereich dienen, etwa einer virtuellen Schaltfläche. Um der Rechnereinheit zu übermitteln, dass die Schaltfläche zu betätigen ist, kann die Eingabevorrichtung eine oder mehrere Betätigungseinrichtungen umfassen, beispielsweise in Form eines Schalters. Die Betätigungseinrichtung kann an der Sendeeinrichtung angebracht und mit einer Hand betätigbar sein. Möglich ist auch eine mittels eines Fußes betätigbare Betätigungseinrichtung, z. B. in Form eines Fußschalters.It is advantageous if the input device comprises an actuating device for receiving an operating instruction by a user and a transmission of an actuating signal based thereon to the computer unit. As mentioned at the outset, the input device can serve, for example, for identifying a partial area on the image display area, for example a virtual button. In order to convey to the computer unit that the button is to be actuated, the input device may comprise one or more actuating devices, for example in the form of a switch. The actuator may be attached to the transmitter and operable with one hand. Also possible is an actuatable by means of a foot actuator, for. B. in the form of a footswitch.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit es als Betätigungsanweisung auffasst, wenn sich das Positionsinformationssignal der Detektionseinrichtung über einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise 5 Sekunden, nicht ändert. Durch Verweilen des Zeigeortes an einer gewünschten Position auf dem Bildanzeigebereich für eine vorgebbare Dauer ist dem Benutzer somit die Möglichkeit gegeben, eine Schaltfläche auch ohne eine gesonderte Betätigungseinrichtung zu betätigen.Additionally or alternatively it can be provided that the computer unit considers it as an operating instruction when the position information signal of the detection device does not change over a certain period of time, for example 5 seconds. By lingering the show location at a desired position on the image display area for a predetermined duration, the user is thus given the opportunity to operate a button without a separate actuator.

Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Computersystem. Bei einem gattungsgemäßen Computersystem wird die eingangs genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Eingabevorrichtung als eine der vorstehend beschriebenen Eingabevorrichtungen ausgebildet ist. Die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung erwähnten Vorteile lassen sich dadurch bei dem erfindungsgemäßen Computersystem ebenfalls erzielen.As already mentioned, the invention also relates to a computer system. In a generic computer system, the object mentioned in the introduction is achieved according to the invention in that the at least one input device is designed as one of the input devices described above. The advantages already mentioned in connection with the explanation of the input device according to the invention can thus also be achieved in the computer system according to the invention.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen: The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings of the further explanation of the invention. Show it:

1: ein erfindungsgemäßes Computersystem mit einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung bei Anwendung durch einen Benutzer und 1 a computer system according to the invention with an input device according to the invention when used by a user and

2: eine Draufsicht auf eine Bilderzeugungseinrichtung der Eingabevorrichtung aus 1 in deren Betrieb. 2 FIG. 4 is a plan view of an image forming device of the input device. FIG 1 in their operation.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist in 1 mit dem Bezugszeichen 10 belegt und dort bei Anwendung durch einen Benutzer 12 perspektivisch dargestellt. Die Eingabevorrichtung 10 umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung, die als Bildanzeigeeinrichtung ausgebildet ist, und zwar in Form eines Computerbildschirms 14. Der Computerbildschirm 14 ist auf bekannte Weise mit einer Rechnereinheit in Gestalt eines Computers 16 verbunden, um in einem Bildanzeigebereich 18 eine vom Computer 16 anhand eines Bildsignales vorgebbare optische Darstellung in Form eines Bildes 20 darzustellen. Die Eingabevorrichtung 10 und der Computer 16 bilden zusammen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems 100.A preferred embodiment of an input device according to the invention is in 1 with the reference number 10 occupied and there when used by a user 12 shown in perspective. The input device 10 comprises an image forming device, which is designed as an image display device, in the form of a computer screen 14 , The computer screen 14 is in a known manner with a computer unit in the form of a computer 16 connected to in an image display area 18 one from the computer 16 based on an image signal specifiable optical representation in the form of an image 20 display. The input device 10 and the computer 16 together form a preferred embodiment of a computer system according to the invention 100 ,

Das Bild 20, für den Benutzer 12 im Bildanzeigebereich 18 erkennbar, kann beispielsweise eine Mehrzahl von Informationen 22 für den Benutzer 12 enthalten sowie eine Mehrzahl virtueller Schaltflächen zur Entgegennahme von Anweisungen durch den Benutzer 12 mittels der Eingabevorrichtung 10, wie dies nachfolgend am Beispiel einer ausgewählten Schaltfläche 24 beschrieben wird.The picture 20 , for the user 12 in the image display area 18 can be seen, for example, a plurality of information 22 for the user 12 and a plurality of virtual buttons for receiving instructions from the user 12 by means of the input device 10 , as shown below using the example of a selected button 24 is described.

Den Bildanzeigebereich 18 umgebend weist der Bildschirm 14 einen Rahmen 26 herkömmlicher Art auf mit einem rahmenförmigen, den Bildanzeigebereich 18 umgebenden Befestigungsbereich 28 für eine Detektionseinrichtung 30 der Eingabevorrichtung 10. Bei der Detektionseinrichtung 30 handelt es sich um eine ortsauflösende Detektionseinrichtung mit einer Vielzahl von einzelnen lichtempfindlichen Detektionsgliedern 32, beispielsweise in Form von Halbleiterdetektoren. Jedes Detektionsglied 32 deckt einen gewissen Raumbereich ab, z. B. in der Größenordnung von wenigen Quadratmillimetern. Aneinandergereiht bilden die Detektionsglieder 32 einen den Bildanzeigebereich 18 rahmenförmig einfassenden Signalempfangsbereich 34 der Detektionseinrichtung 30 in Rechteckform.The image display area 18 Surrounds the screen 14 a frame 26 conventional type with a frame-shaped, the image display area 18 surrounding mounting area 28 for a detection device 30 the input device 10 , In the detection device 30 it is a spatially resolving detection device with a plurality of individual photosensitive detection members 32 , for example in the form of semiconductor detectors. Each detection element 32 covers a certain area of space, z. B. on the order of a few square millimeters. Strung together form the detection elements 32 an image display area 18 frame-shaped signal receiving area 34 the detection device 30 in rectangular shape.

Die Detektionseinrichtung 30 kann beispielsweise in Dünnschichtbauweise gefertigt sein und auf dem Befestigungsbereich 28 durch Verkleben am Rahmen 26 gehalten sein. Es ist auch möglich, dass der Rahmen 26 eine Aufnahme, beispielsweise eine Vertiefung, für die Detektionseinrichtung 30 ausbildet, in welcher diese eingelassen ist. Denkbar ist auch eine integrale Ausbildung des Rahmens 26 und der Detektionseinrichtung 30.The detection device 30 can be made, for example, in thin-film construction and on the mounting area 28 by gluing to the frame 26 be held. It is also possible that the frame 26 a receptacle, for example a depression, for the detection device 30 training, in which this is embedded. Also conceivable is an integral training of the frame 26 and the detection device 30 ,

Mit dem Computer 16 ist die Detektionseinrichtung 30 über eine oder mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen elektrisch wirksam verbunden, über welche ein infolge Lichteinfalls auf ein oder mehrere Detektionsglieder 32 entstehendes Signal an den Computer 16 übermittelt werden kann.With the computer 16 is the detection device 30 electrically connected via one or more lines not shown in the drawing, via which a light incident on one or more detection elements 32 resulting signal to the computer 16 can be transmitted.

Die Eingabevorrichtung 10 umfasst ferner eine Sendeeinrichtung zur Emission elektromagnetischer Strahlung und insbesondere sichtbaren Lichts in Gestalt eines Laserpointers 36. Dieser weist eine Signalquelle 38 auf zur Erzeugung sichtbaren Laserlichts, z. B. eine Laserdiode, sowie eine Signalformungseinheit 40 zur Emission des Laserlichts vom Laserpointer 36 in nachstehend beschriebener Weise. Die Signalformungseinheit umfasst hierfür beispielsweise optisch aktive Elemente wie Linsen, Spiegel, Strahlteiler, Blenden, Filter oder dergleichen. Die Signalquelle 38 kann mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht gezeigten Aktivierungselementes an- und abgeschaltet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Signalquelle 38 dauerhaft in Betrieb ist.The input device 10 further comprises a transmitting device for emitting electromagnetic radiation and in particular visible light in the form of a laser pointer 36 , This has a signal source 38 on visible to the generation laser light, z. B. a laser diode, and a signal shaping unit 40 for emission of the laser light from the laser pointer 36 in the manner described below. For this purpose, the signal-shaping unit comprises, for example, optically active elements such as lenses, mirrors, beam splitters, diaphragms, filters or the like. The signal source 38 can be switched on and off with the aid of an activation element not shown in the drawing. It can also be provided that the signal source 38 permanently in operation.

Mittels einer Befestigungseinrichtung in Form eines Stirnbandes 42, welches eine Aufnahme für den Laserpointer 36 in Form einer Lasche 44 umfasst, kann der Benutzer 12 den Laserpointer 36 am Kopf befestigen, wie dies in 1 dargestellt ist. Der Laserpointer 36 kann auch der Lasche 44 entnommen werden und vom Benutzer 12 mit der Hand benutzt werden.By means of a fastening device in the form of a headband 42 , which is a recording for the laser pointer 36 in the form of a tab 44 includes, the user can 12 the laser pointer 36 attach to the head like this in 1 is shown. The laser pointer 36 can also be the tab 44 be removed and by the user 12 be used by hand.

Der Einsatz des Stirnbandes 42 gibt dem Benutzer 12 die Möglichkeit, den Laserpointer 36 auch dann zu benutzen, wenn er keine Hand frei hat. Dies ist z. B. bei Anwendung der Eingabevorrichtung 10 im medizinischen und insbesondere chirurgischen Bereich von Nutzen. Der Operateur braucht auf diese Weise kein chirurgisches Instrument aus der Hand zu geben, um den Laserpointer 36 zu benutzen.The use of the headband 42 gives to the user 12 the possibility of the laser pointer 36 even if he has no hand free. This is z. B. when using the input device 10 in the medical and especially surgical field of use. In this way, the surgeon does not need to hand over a surgical instrument to the laser pointer 36 to use.

Die Signalformungseinheit 40 ist derart ausgebildet, dass das von der Signalquelle 38 erzeugbare Licht ausgehend vom Laserpointer 36 jeweils fächerförmig in einer ersten Signalebene 46 sowie in einer zweiten Signalebene 48 ausgesendet werden kann. Die Signalebenen 46 und 48 sind quer und insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet und schneiden sich entlang einer Geraden, welche eine nachfolgend als erste Ausbreitungsrichtung 50 definierte Richtung aufweist. Die Öffnungswinkel des ”Lichtfächers” in der ersten Signalebene 46 und des zweiten ”Lichtfächers” in der zweiten Signalebene 48 betragen beispielsweise 20°. Der Bildschirm 14 ist selbst dann noch innerhalb eines vom ”ersten Lichtfächer” und vom ”zweiten Lichtfächer” erzeugten Raumwinkels angeordnet, wenn sich der Benutzer 12 nahe dem Bildschirm 14 befindet.The signal shaping unit 40 is designed such that from the signal source 38 producible light from the laser pointer 36 each fan-shaped in a first signal level 46 as well as in a second signal level 48 can be sent out. The signal levels 46 and 48 are aligned transversely and in particular perpendicular to each other and intersect along a straight line, which is a subsequently as the first propagation direction 50 has defined direction. The opening angle of the "fan of light" in the first signal plane 46 and the second "fan of light" in the second signal level 48 be for example 20 °. The screen 14 is still located within a solid angle generated by the "first fan of light" and the "second fan of light" as the user 12 near the screen 14 located.

Wenn das vom Laserpointer 36 emittierte Licht auf den Bildschirm 14 trifft, entsteht dort in einer durch den Bildanzeigebereich 18 definierten Bildfläche und insbesondere Bildebene aufgrund der Emission des Lichtes in den zwei senkrecht zueinander stehenden Signalebenen 46 und 48 eine kreuzförmige Lichterscheinung, nachfolgend als ”Lichtkreuz” 52 bezeichnet. Der Rahmen 26 und damit der Signalempfangsbereich 34 liegen ebenfalls näherungsweise in der Bildebene. Das Lichtkreuz 52 weist eine erste, vorliegend horizontal verlaufende Linie 54 auf dem Bildanzeigebereich 18 und dem Rahmen 26 auf sowie eine zweite, vorliegend vertikal verlaufende Linie 56 auf dem Bildanzeigebereich 18 und dem Rahmen 26. Die Linien 54 und 56 schneiden sich an einem Schnittpunkt 58, und sie definieren Koordinatenachsen 60 bzw. 62 eines durch das Lichtkreuz 52 gebildeten kartesischen Koordinatensystems 64.If that from the laser pointer 36 emitted light on the screen 14 meets, arises there in a through the image display area 18 defined image area and in particular image plane due to the emission of light in the two mutually perpendicular signal planes 46 and 48 a cruciform light phenomenon, hereinafter referred to as "light cross" 52 designated. The frame 26 and thus the signal reception area 34 are also approximately in the image plane. The cross of light 52 has a first, in this case horizontally extending line 54 on the image display area 18 and the frame 26 on and a second, in this case vertically extending line 56 on the image display area 18 and the frame 26 , The lines 54 and 56 intersect at an intersection 58 , and they define coordinate axes 60 respectively. 62 one through the cross of light 52 formed Cartesian coordinate system 64 ,

Mittels des Lichtkreuzes 52 kann der Benutzer 12 einen Teil des Bildes 20 markieren oder auswählen, vorliegend die Schaltfläche 24. Dies erfolgt derart, dass der Benutzer 12 den für ihn am Schnittpunkt 58 liegenden Lichtpunkt über dem von der Schaltfläche 24 abgedeckten Teilbereich des Bildes 20 positioniert. Auf diese Weise zeigt der Benutzer 12 mit einem sich entlang der ersten Ausbreitungsrichtung 50 ausbreitenden Lichtstrahl auf die Schaltfläche 24. Dieser Lichtstrahl definiert ein Zeigesignal 66 entlang der ersten Ausbreitungsrichtung 50, welches auf dem Bildanzeigebereich 18 und dort insbesondere am Schnittpunkt 58 einen Zeigeort 68 entstehen lässt.By means of the light cross 52 can the user 12 a part of the picture 20 highlight or select, in this case the button 24 , This is done in such a way that the user 12 for him at the intersection 58 lying light point above that of the button 24 covered part of the picture 20 positioned. This way the user points 12 with one extending along the first propagation direction 50 spreading light beam on the button 24 , This light beam defines a pointing signal 66 along the first propagation direction 50 which is on the image display area 18 and there especially at the intersection 58 a pointing location 68 can arise.

Das Zeigesignal 66 breitet sich sowohl in der ersten Signalebene 46 als auch in der zweiten Signalebene 48 vom Laserpointer 36 in Richtung des Bildschirms 14 aus. Sämtliche weiteren Anteile des vom Laserpointer 36 emittierten Lichts, welche sich nicht entlang der ersten Ausbreitungsrichtung 50 ausbreiten, werden nachfolgend als ”Detektionshilfssignale” bezeichnet.The pointer signal 66 Spreads both in the first signal level 46 as well as in the second signal level 48 from the laser pointer 36 in the direction of the screen 14 out. All other parts of the laser pointer 36 emitted light, which is not along the first propagation direction 50 are hereinafter referred to as "detection auxiliary signals".

Jedes Detektionshilfssignal, welches auf die Bildebene auftrifft, kann auf dieser an einem Signalort einen Lichtpunkt oder einen Lichtfleck erzeugen, welcher sich vom Schnittpunkt 58 unterscheidet. Die Gesamtheit aller solcher durch Detektionshilfssignale erzeugten Lichtpunkte bilden zusammen mit dem Schnittpunkt 58 die erste Linie 54 sowie die zweite Linie 56 aus. Dabei wird die erste Linie 54 gebildet durch die Lichtpunkte aufgrund aller sich in der ersten Signalebene 46 ausbreitenden Detektionshilfssignale sowie den Schnittpunkt 58, und die zweite Linie 56 wird gebildet durch die Gesamtheit aller Lichtpunkte aufgrund von sich in der zweiten Signalebene 48 ausbreitenden Detektionshilfssignalen und den Schnittpunkt 58.Each detection auxiliary signal, which impinges on the image plane, can generate on this at a signal location a light spot or a light spot which extends from the point of intersection 58 different. The totality of all such points of light generated by detection auxiliary signals form together with the point of intersection 58 the first line 54 as well as the second line 56 out. This will be the first line 54 formed by the points of light due to all in the first signal level 46 propagating detection auxiliary signals as well as the point of intersection 58 , and the second line 56 is formed by the totality of all points of light due to it in the second signal plane 48 spreading detection auxiliary signals and the point of intersection 58 ,

Um zu ermitteln, wo der Zeigeort 68 auf dem Bildanzeigebereich 18 liegt, d. h. wohin der Benutzer 12 mit dem Laserpointer 36 auf dem Bildschirm 14 zeigt, wird die Detektionseinrichtung 30 der Eingabevorrichtung 10 eingesetzt. Die Position des Zeigeortes 68 kann beispielsweise festgestellt werden, indem ermittelt wird, an welchen gedachten ”Schnittpunkten” 70 und 72, betrachtet in Draufsicht auf die Bildebene und den Signalempfangsbereich 34, letzterer die erste Koordinatenachse 60 und an welchen ”Schnittpunkten” 74 und 76 er die zweite Koordinatenachse 62 ”schneidet”. An jedem der gedachten Schnittpunkte 70 bis 76 weist der Signalempfangsbereich 34 ein räumlich begrenztes Detektionsglied 32 auf, so dass dann, wenn auf das jeweilige Detektionsglied 32 Laserlicht fällt, dort ein lichtabhängiges Signal erzeugt werden kann, welches Information über die Koordinaten des Zeigeorts 68 umfasst.To determine where the show location is 68 on the image display area 18 lies, ie where the user is going 12 with the laser pointer 36 on the screen 14 shows, the detection device 30 the input device 10 used. The location of the show location 68 can be determined, for example, by determining which imaginary "intersections" 70 and 72 , viewed in plan view of the image plane and the signal reception area 34 the latter the first coordinate axis 60 and at which "intersections" 74 and 76 he the second coordinate axis 62 "Cuts". At each of the imaginary intersections 70 to 76 indicates the signal reception area 34 a spatially limited detection element 32 on, so then, if on the respective detection element 32 Laser light falls, there a light-dependent signal can be generated, which information about the coordinates of the show location 68 includes.

Vorliegend weist ein Detektionshilfssignal 78 in der ersten Signalebene 46 in einer Ausbreitungsrichtung 79 vom Laserpointer 36 in Richtung des Schnittpunktes 70 und kennzeichnet auf dem Signalempfangsbereich 34 einen Referenzort 80. In entsprechender Weise zeigt ein Detektionshilfssignal 82 in der ersten Signalebene 46 in einer Ausbreitungsrichtung 83 auf den Schnittpunkt 72 und kennzeichnet dort einen Referenzort 84. Entsprechend weist ein Detektionshilfssignal 86 in der zweiten Signalebene 48 in Ausbreitungsrichtung 87 auf den Schnittpunkt 74 und kennzeichnet dort einen Referenzort 88. Wiederum entsprechend weist ein Detektionshilfssignal 90 in der zweiten Signalebene 48 in einer Ausbreitungsrichtung 91 auf den Schnittpunkt 76, um dort einen Referenzort 92 zu kennzeichnen.In the present case has a detection auxiliary signal 78 in the first signal level 46 in a propagation direction 79 from the laser pointer 36 in the direction of the intersection 70 and marks on the signal reception area 34 a reference location 80 , In a corresponding way, a detection auxiliary signal 82 in the first signal level 46 in a propagation direction 83 on the intersection 72 and marks a reference location there 84 , Accordingly, a detection auxiliary signal 86 in the second signal level 48 in the direction of propagation 87 on the intersection 74 and marks a reference location there 88 , Again, accordingly, a detection auxiliary signal 90 in the second signal level 48 in a propagation direction 91 on the intersection 76 to find a reference location there 92 to mark.

Durch Identifikation der an den Referenzorten 80, 84, 88 und 92 gelegenen Detektionsglieder 94, 95, 96 bzw. 97 mittels darin aufgrund des Laserlichts induzierter Signale können bei bekannter Anordnung der Detektionsglieder 94 bis 97 relativ zum Bildanzeigebereich 18 die Koordinaten des Zeigeorts 68 ermittelt werden. In jedem der Detektionsglieder 94 bis 97 kann auf bekannte Weise durch Licht eine elektrische Ladung erzeugt werden, so dass von der Detektionseinrichtung 30 auf ebenfalls bekannte Weise ein entsprechendes Signal an den Computer 16 ausgegeben werden kann.By identification at the reference sites 80 . 84 . 88 and 92 located detection elements 94 . 95 . 96 respectively. 97 By means of signals induced therein on the basis of the laser light, in the case of a known arrangement of the detection elements 94 to 97 relative to the image display area 18 the coordinates of the show location 68 be determined. In each of the detection members 94 to 97 can be generated in a known manner by light, an electric charge, so that of the detection device 30 in a known manner, a corresponding signal to the computer 16 can be issued.

Der Computer 16 kann anhand des Signals ermitteln, wo sich der Zeigeort 68 auf dem Bildanzeigebereich 18 befindet. Eine erste Koordinate des Zeigeortes 68 kann beispielsweise durch dessen Abstand und/oder Abstände vom Referenzort 80 und/oder 84 und eine zweite Koordinate durch dessen Abstand und/oder Abstände vom Referenzort 88 und/oder 92 ermittelt werden. Dies kann im ersten Fall anhand der bekannten Lage der Referenzorte 88 und/oder 92 relativ zum Bildanzeigebereich 18 erfolgen und im zweiten Fall anhand der bekannten Lage der Referenzorte 80 und/oder 84 relativ zum Bildanzeigebereich 18. Weil zur Bestimmung der Koordinaten des Zeigeortes 68 Messsignale der Detektionsglieder 94 und 95 sowie der Detektionsglieder 96 und 97 herangezogen werden können, kann ferner gleichzeitig eine Kontrolle der Positionsbestimmung durchgeführt werden.The computer 16 can use the signal to determine where the point of view is 68 on the image display area 18 located. A first coordinate of the show location 68 can for example by its distance and / or distances from the reference location 80 and or 84 and a second coordinate through its Distance and / or distances from the reference location 88 and or 92 be determined. In the first case, this can be based on the known position of the reference locations 88 and or 92 relative to the image display area 18 and in the second case on the basis of the known location of the reference sites 80 and or 84 relative to the image display area 18 , Because to determine the coordinates of the point of presentation 68 Measuring signals of the detection elements 94 and 95 and the detection members 96 and 97 Furthermore, a control of the position determination can be carried out at the same time.

Es kann vorgesehen sein, dass die Ermittlung der Koordinaten des Zeigeortes 68 bereits in der Detektionseinrichtung 30 vorgenommen wird, welche von dieser dem Computer 16 dadurch unmittelbar zur Verfügung gestellt werden können.It can be provided that the determination of the coordinates of the point of presentation 68 already in the detection device 30 is made, which of this the computer 16 can be made available immediately.

Der Computer 16 kann beispielsweise eine Positionsmarkierung an den Bildschirm 14 übermitteln, welche ebenfalls an der Stelle des Zeigeortes 68 im Bild 20 dargestellt wird. Damit der Benutzer 12 die Schaltfläche 24 betätigen kann, kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 10 eine Betätigungseinrichtung aufweist, beispielsweise in Form eines Schalters. Dieser kann als Fußschalter ausgebildet sein oder als Handschalter, welcher auch am Laserpointer 36 angeordnet sein kann. Möglich ist es auch, mehr als nur einen Schalter vorzusehen. Durch Betätigen der Betätigungseinrichtung kann diese auf bekannte Weise dem Computer 16 eine Betätigungsanweisung übermitteln, dass der Benutzer 12 die Schaltfläche 24 zu betätigen beabsichtigt, nachdem er sie auf vorstehend beschriebene Weise mittels des Zeigesignals 66 ausgewählt hat.The computer 16 For example, a position marker can be applied to the screen 14 transmit, which also in the place of the point of presentation 68 in the picture 20 is pictured. So the user 12 the button 24 can be provided that the input device 10 has an actuating device, for example in the form of a switch. This can be designed as a footswitch or as a hand switch, which also on the laser pointer 36 can be arranged. It is also possible to provide more than just a switch. By pressing the actuator, this can the computer in a known manner 16 transmit an operating instruction that the user 12 the button 24 after having operated it in the manner described above by means of the pointing signal 66 has selected.

Es kann auch vorgesehen sein, dass dann, wenn der Benutzer 12 mit dem Zeigesignal 66 für eine vorgebbare Zeitdauer, beispielsweise 5 Sekunden, an im Wesentlichen demselben Zeigeort 68 verweilt, eine Betätigungsanweisung von der Eingabevorrichtung 10 automatisch ausgelöst wird, ohne dass es einer gesonderten Betätigungseinrichtung bedarf.It can also be provided that if the user 12 with the pointer signal 66 for a predetermined amount of time, for example 5 seconds, at substantially the same point of view 68 resides an operation instruction from the input device 10 is triggered automatically, without the need for a separate actuator.

Der Einsatz der Detektionshilfssignale 78, 82, 86 und 90 zur Positionsbestimmung des Zeigeortes 68 ermöglicht dessen Ermittlung auf apparativ einfache Weise. Mittels der Detektionshilfssignale 78, 82, 86 und 90 kann der Signalempfangsbereich 34 unmittelbar beleuchtet werden, so dass die Detektionshilfssignale 78, 82, 86 und 90 der Detektionseinrichtung 30 unmittelbar Informationen über die Position des Zeigeortes 68 übermitteln. Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Eingabevorrichtungen ist es mit der Eingabevorrichtung 10 nicht erforderlich, den Zeigeort 68 apparativ aufwendig auf eine Detektionseinrichtung abzubilden. Weil die Detektionseinrichtung 30 darüber hinaus in fester räumlicher Beziehung zum Bildanzeigebereich 18 steht und insbesondere mit dem Bildschirm 14 fest verbunden ist, entfällt auch bei wiederholtem Einsatz der Eingabevorrichtung 10 eine sonst erforderliche aufwendige Ausrichtung der Relativposition der Eingabevorrichtung 10 und des Bildschirms 14.The use of detection auxiliary signals 78 . 82 . 86 and 90 for determining the position of the pointing location 68 allows its determination in a simple manner. By means of the detection auxiliary signals 78 . 82 . 86 and 90 can the signal reception area 34 be illuminated directly, so that the detection auxiliary signals 78 . 82 . 86 and 90 the detection device 30 immediate information about the position of the point of presentation 68 to transfer. Unlike the input devices known from the prior art, it is with the input device 10 not required, the show location 68 in terms of apparatus, to be modeled on a detection device. Because the detection device 30 moreover, in fixed spatial relation to the image display area 18 stands and in particular with the screen 14 is firmly connected, also eliminates repeated use of the input device 10 an otherwise required complex orientation of the relative position of the input device 10 and the screen 14 ,

Um dem Benutzer 12 die Benutung der Eingabevorrichtung 10 zu erleichtern, kann vorgesehen sein, dass längs der Ausbreitungsrichtung 50 eine erhöhte Lichtintensität vom Laserpointer 36 abgegeben wird als entlang der übrigen Ausbreitungsrichtungen von Signalen in den Ebenen 46 und 48. Dies hat zur Folge, dass am Zeigeort 68 ein Lichtfleck entsteht, der für den Benutzer 12 leichter wahrnehmbar ist als die Lichtpunkte entlang der Linien 54 und 56.To the user 12 the use of the input device 10 can be provided that along the propagation direction 50 an increased light intensity from the laser pointer 36 is given as along the remaining propagation directions of signals in the planes 46 and 48 , As a result, at the point of view 68 A light spot is created for the user 12 is easier to perceive than the points of light along the lines 54 and 56 ,

Mittels der Eingabevorrichtung 10 ist eine einfache Bestimmung des Zeigeorts 68 selbst dann möglich, wenn, anders als in der Zeichnung dargestellt, das Koordinatensystem 64 um die durch die Ausbreitungsrichtung 50 definierte Achse verdreht ist, also beispielsweise dann, wenn der Laserpointer 36 in axialer Richtung in der Lasche 44 verdreht ist. In diesem Fall verlaufen die Koordinatenachsen 60 und 62 nicht horizontal bzw. vertikal. Gleichwohl ”schneidet” die Koordinatenachse 60 den Signalempfangsbereich 34, betrachtet in Draufsicht, in zumindest einem ”Schnittpunkt”, an dem sich eines der Detektionsglieder 32 befindet, und die Koordinatenachse 62 ”schneidet” den Signalempfangsbereich 34 in entsprechender Weise an zumindest einem ”Schnittpunkt”, an dem sich ein weiteres Detektionsglied 32 befindet.By means of the input device 10 is a simple determination of the show location 68 even if possible, if, unlike in the drawing shown, the coordinate system 64 around by the propagation direction 50 defined axis is rotated, so for example, when the laser pointer 36 in the axial direction in the tab 44 is twisted. In this case, the coordinate axes run 60 and 62 not horizontal or vertical. Nevertheless, the coordinate axis "cuts" 60 the signal reception area 34 seen in plan view, in at least one "intersection" at which one of the detection members 32 located, and the coordinate axis 62 "Cuts" the signal reception area 34 in a corresponding manner to at least one "intersection" at which a further detection element 32 located.

Aufgrund der bekannten Relativposition der auf diese Weise beleuchtbaren anderen Detektionsglieder 32 und des Bildanzeigebereichs 18 ist es ebenfalls ohne weiteres möglich, den Zeigeort 68 entsprechend der oben beschriebenen Vorgehensweise zu ermitteln.Due to the known relative position of the illuminated in this way other detection elements 32 and the image display area 18 It is also readily possible to the show location 68 to determine according to the procedure described above.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 91/01543 [0003]
WO 97/41502 [0003]
WO 00/23938 [0003]

Claims

Input device for a computer unit, comprising an image generating device for generating an optical representation on the basis of an image generator signalable by the computer unit in an image display area, a transmitting device for emitting an electromagnetic pointer signal generated by at least one signal source of the transmitting device along a first propagation direction to on the image display area to a show location and a spatially resolving detection device for outputting a position information signal as a function of the position of the point of presentation on the image display area, characterized in that by means of the transmitting device ( 36 ) at least one by means of at least one signal source ( 38 ) generateable electromagnetic detection auxiliary signal ( 78 . 82 . 86 . 90 ) along at least one of the first propagation direction ( 50 ) different second propagation direction ( 79 . 83 . 87 . 91 ) is emissive to a signal reception area ( 34 ) of the detection device ( 30 ) at least one reference location ( 80 . 84 . 88 . 92 ).

Input device according to claim 1, characterized in that the at least one signal source ( 38 ) for generating the pointer signal ( 66 ) and / or the at least one detection auxiliary signal ( 78 . 82 . 86 . 90 ) is formed in the form of visible light.

Input device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one signal source ( 38 ) for generating the pointer signal ( 66 ) and / or the at least one detection auxiliary signal ( 78 . 82 . 86 . 90 ) is formed in the form of laser light.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one signal source ( 38 ) for generating the pointer signal ( 66 ) and the at least one detection auxiliary signal ( 78 . 82 . 86 . 90 ) is trained.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting device ( 36 ) a signal shaping unit ( 40 ) for emission of each of the pointer signal ( 66 ) and a plurality of detection auxiliary signals ( 78 . 82 . 86 . 90 ) in at least one common signal level ( 46 . 48 ) caused by the first propagation direction ( 50 ) and the respective second propagation directions ( 79 . 83 . 87 . 91 ) of the plurality of detection auxiliary signals ( 78 . 82 . 86 . 90 ) is defined.

Input device according to claim 5, characterized in that by means of the signal-shaping unit ( 40 ) the pointer signal ( 66 ) and the majority of detection auxiliary signals ( 78 . 82 . 86 . 90 ) in the at least one signal level ( 46 . 48 ) are emissable in such a way that on a through the image display area ( 18 ) defined image area at least one through the point of 68 ) and signal locations of the plurality of detection auxiliary signals ( 78 . 82 . 86 . 90 ) defined line ( 54 . 56 ) can be formed.

Input device according to claim 5 or 6, characterized in that by means of the signal-shaping unit ( 40 ) the pointer signal ( 66 ) and a plurality of detection auxiliary signals ( 78 . 82 . 86 . 90 ) in a first signal level ( 46 ) and in one the first signal level ( 46 ) intersecting second signal level ( 48 ) are emissive.

Input device according to claim 7, characterized in that the first signal level ( 46 ) and the second signal level ( 48 ) are aligned perpendicular to each other.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the input device ( 10 ) a fastening device ( 42 ) for the transmitting device ( 36 ) for attachment to the body of a user ( 12 ).

Input device according to claim 9, characterized in that the fastening device ( 42 ) a headband ( 42 ) with a recording ( 44 ) for the transmitting device ( 36 ) having.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the pointer signal ( 66 ) is greater than the intensity of the at least one detection auxiliary signal ( 78 . 82 . 86 . 90 ).

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal reception area ( 34 ) and the image display area ( 18 ) are arranged approximately in a common plane.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 30 ) in fixed spatial relation to the image display area ( 18 ) is trained.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 30 ) at least partially an enclosure for the image display area ( 18 ) trains.

Input device according to claim 14, characterized in that the Signal reception area ( 34 ) the image display area ( 18 ) connected voltmeter.

Input device according to claim 14 or 15, characterized in that the signal reception area ( 34 ) a preferably rectangular frame for the image display area ( 18 ) trains.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the image generating device ( 14 ) as an image display device ( 14 ) is formed, which the image display area ( 18 ).

Input device according to claim 17, characterized in that the image display device ( 14 ) a computer screen ( 14 ) or is designed as such.

Input device according to claim 17 or 18, characterized in that the image display device ( 14 ) a fastening area ( 28 ) for the detection device ( 30 ) having.

Input device according to claim 19, characterized in that the attachment area ( 28 ) on one of the image display area ( 18 ) encompassing framework ( 26 ) of the image display device ( 14 ) is arranged.

Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the input device ( 10 ) comprises an actuating device for receiving an operating instruction by a user ( 12 ) and a transmission of an actuating signal based thereon to the computer unit ( 16 ).

Computer system comprising at least one computer unit ( 16 ) and at least one input device ( 10 ) connected to the at least one computer unit ( 16 ), wherein the at least one input device ( 10 ) is designed according to one of the preceding claims.