DE102013217355A1

DE102013217355A1 - input unit

Info

Publication number: DE102013217355A1
Application number: DE102013217355.5A
Authority: DE
Inventors: Hans Schweizer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-08-31
Also published as: CN104423289A; KR101672177B1; KR20150026973A; DE102013217355B4; CN104423289B

Abstract

Bei dieser Eingabeeinheit und dem dazugehörigen Verfahren sind in dem Steuerelement der Eingabeeinheit eine mindestens ein Sendeelement aufweisende Sendeeinheit und eine mindestens ein Empfangselement aufweisende Empfangseinheit integriert, wobei die Sendeelemente und die Empfangselemente derart ausgerichtet sind dass die jeweiligen Übertragungsstrecken zwischen korrespondierenden Sende- und Empfangselementen nahe dem Steuerelement verlaufen.In this input unit and the associated method, a transmitting unit having at least one transmitting unit and a receiving unit having at least one receiving unit integrated in the control of the input unit, wherein the transmitting elements and the receiving elements are aligned such that the respective transmission links between corresponding transmitting and receiving elements near the control run.

Description

Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung einer Eingabeeinheit. The invention relates to the configuration of an input unit.

Steuersignale können mittels eines Joysticks, der auch als Eingabemittel bezeichnet werden kann, motorisierten Antriebseinheiten oder Gerätekomponenten vorgegeben werden. Control signals can be given by means of a joystick, which can also be referred to as input means, motorized drive units or device components.

Werden motorisierte Antriebseinheiten beispielsweise von einem medizinischen Gerät über ein derartiges Eingabemittel initialisiert, so wird um ein versehentliches Aktivieren der Antriebseinheiten zu vermeiden das Eingabemittel vor Benutzung entriegelt. Die Entriegelung bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass in diesem Betriebszustand mit dem Eingabemittels auch nicht beabsichtigte Steuersignale ausgelöst werden können. So könnten nach einer Entriegelung des Eingabemittels, durch ein Berühren des Eingabemittels oder ein versehentliches Drücken einer Taste auf dem Eingabefeld des Eingabemittels Steuersignale von diesem gebildet werden. Bewegte Geräteteile bringen zusätzlich die Gefahr von Kollisionen mit anderen Objekten mit sich. Um mögliche Kollisionen zu vermeiden sind separat neben dem Eingabemittel an Bedieneinheiten oder den zu steuernden Geräten sogenannte Totmannschalter angeordnet, um einen Bewegungsablauf beim Gerät priorisiert zu beenden. If motorized drive units are for example initialized by a medical device via such an input device, the input device is unlocked prior to use in order to avoid inadvertent activation of the drive units. However, the unlocking has the disadvantage that in this operating state with the input means unintentional control signals can be triggered. Thus, after an unlocking of the input means, by touching the input means or by accidentally pressing a key on the input field of the input means control signals can be formed by the latter. Moving parts of the device also entail the risk of collisions with other objects. In order to avoid possible collisions so-called dead man's switch are arranged separately next to the input means to control units or the devices to be controlled in order to prioritize a movement sequence in the device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Eingabeeinheit zur Gerätesteuerung anzugeben. Object of the present invention is to provide a further input unit for device control.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 oder 9 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved by the features specified in claim 1 or 9 features.

Eine Eingabeeinheit zur Abgabe von Steuersignalen für eine Geräteeinheit ist mit einem Eingabemittel versehen. Dieses Eingabemittel weist ein Steuerelement zur Bestimmung von Steuersignalen auf. An diesem Steuerelement ist eine mindestens ein Sendeelement aufweisende Sendeeinheit und eine mindestens ein Empfangselement aufweisende Empfangseinheit integriert. Die Sendeelemente und die Empfangselemente sind derart ausgerichtet, dass die jeweiligen Übertragungsstrecken zwischen korrespondierenden Sende- und Empfangselementen nahe dem Steuerelement verlaufen. An input unit for outputting control signals for a device unit is provided with an input means. This input means has a control for the determination of control signals. At this control element, a transmitting unit having at least one transmitting element and a receiving unit having at least one receiving element is integrated. The transmitting elements and the receiving elements are aligned such that the respective transmission links extend between corresponding transmitting and receiving elements near the control.

Die Eingabeeinheit weist mindestens eine Überprüfungseinheit zur Überprüfung eines mit dem Eingabemittel eingegebenen Steuersignals auf. Eine erste Überprüfungseinheit bestätigt das Steuersignal mit einem vorläufigen Freigabesignal wenn eine bestimmungsgemäße Benutzung des Eingabemittels vorliegt. The input unit has at least one checking unit for checking a control signal input with the input means. A first check unit confirms the control signal with a provisional enable signal when a proper use of the input means is present.

Von der ersten Überprüfungseinheit wird ein vorläufiges Freigabesignal einem anliegenden Steuersignal zuordnet wenn die am Steuerelement verlaufenden Übertragungsstrecken zwischen den Sendeelementen und Empfangselementen durch eine das Steuerelement des Eingabemittels umgreifende Hand eines Bedieners unterbrochen werden. The first checking unit assigns a provisional enable signal to an applied control signal if the transmission lines extending on the control between the transmitting elements and receiving elements are interrupted by an operator's hand embracing the control element of the input device.

Eine vorläufige Freigabe des oder der Steuersignale erfolgt, wenn mindestens eine der unmittelbar entlang der Oberfläche eines zylinderförmigen Eingabemittels geführten z.B. optischen Übertragungsstrecken bestimmungsgemäß durch den Bediener unterbrochen werden. Die Weiterleitung des Steuersignals an die Geräteeinheit erfolgt erst wenn von nachgeordneten Überprüfungseinheiten keine höherprioren Steuervorgänge bezüglich der anzusteuernden Geräteeinheit vorliegen. Preliminary release of the control signal (s) occurs when at least one of the trays guided directly along the surface of a cylindrical input means, e.g. optical transmission links are intended to be interrupted by the operator. The forwarding of the control signal to the device unit takes place only when there are no higher-priority control operations with respect to the device unit to be controlled by downstream checking units.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine unbeabsichtigte Auslösung von Steuersignalen unterbleibt. The invention has the advantage that an unintentional triggering of control signals is omitted.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mit der Integration der Totmanntaste in die Eingabeeinheit diese nicht separat vom Bediener betätigt werden muss, da eine Auslösung von dieser, dass heißt in diesem Fall durch eine Aufhebung der Unterbrechung der Übertragungsstrecken diese ausgelöst wird und eine weitere Steuerung der Geräteeinheit unterbleibt. The invention has the advantage that with the integration of the deadman button in the input unit, this does not have to be operated separately by the operator, since a release of this, that is in this case by canceling the interruption of the transmission links this is triggered and another Control of the unit is omitted.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass nur bei bestimmungsgemäßer Bedienung der Eingabeeinheit und eines kollisionsfreien Bewegungsablaufs, Steuersignale an eine zu steuernde Geräteeinheit abgegeben werden. The invention has the advantage that control signals are delivered to a device unit to be controlled only when the input unit and a collision-free sequence of movements are operated as intended.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mit einer mehrkanaligen Steuersignal- und Sensorsignalauswertung eine ungewollte Bewegung der Geräteeinheit unterbleibt. The invention has the advantage that with a multichannel control signal and sensor signal evaluation an unwanted movement of the device unit is omitted.

Nachfolgend wird in Figuren des Ausführungsbeispieles der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Hereinafter, the subject matter of the invention is explained in more detail in figures of the embodiment.

Es zeigen: Show it:

1 ein Prinzipschaltbild einer Eingabeeinheit, 1 a schematic diagram of an input unit,

2 ein Eingabemittel, 2 an input means,

3 eine Ausgestaltung des Eingabemittels und 3 an embodiment of the input means and

4 ein Flussdiagramm. 4 a flowchart.

Bei dieser Eingabeeinheit werden Steuersignale erst freigegeben und ausgeführt, wenn eine Überprüfung einer bestimmungsgemäßen Benutzung des Eingabemittels und keine höherprioren geräteinternen Signalisierungen des zu steuernden Gerätes vorliegen. In this input unit, control signals are only released and executed when there is a check for proper use of the input means and no higher-priority device-internal signaling of the device to be controlled.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Prinzipschaltbildes einer Eingabeeinheit EEH für eine zu steuernde Geräteeinheit GE wiedergegeben. Diese Eingabeeinheit EEH weist unter anderem ein Eingabemittel JS sowie eine Auswerteeinheit AS aufweisende Vorverarbeitungseinheit VE auf. Die Auswerteeinheit AS kann auch als erste Überprüfungseinheit und die Vorverarbeitungseinheit VE kann auch als zweite Überprüfungseinheit bezeichnet werden. Das Eingabemittel JS ist mindestens mit einem Sensor und/oder Sensorfeld SF versehen. In 1 is a schematic representation of a schematic diagram of an input unit EEH reproduced for a unit to be controlled GE. This input unit EEH has inter alia an input means JS and an evaluation unit AS having preprocessing unit VE. The evaluation unit AS can also be referred to as the first checking unit and the preprocessing unit VE can also be referred to as the second checking unit. The input means JS is provided with at least one sensor and / or sensor field SF.

Die Vorverarbeitungseinheit VE führt zum Beispiel eine elektrische Anbindung der Sensoren SF, eine Gruppierung mit Überprüfung der Sensordaten, eine Zusammenfassung von Sensorpaaren sowie eine Pegelwandlung der von den Sensoren abgegebenen Daten durch. Mittels der Auswerteeinheit AS wird eine logische Verknüpfung der ausgewählten Sensordaten durchgeführt. Ferner werden in der Auswerteeinheit AS auch Bedieneinstellungen, wie z.B. die Auslenkungsstärke und Richtung des Joysticks sowie gedrückte Auslöse bzw. Funktionstasten AT überprüft. Die Auswerteeinheit AS kann in einer weiteren Ausführungsvariante eine Selbsttestlogik enthalten, die z.B. bei Initialisierung des Joysticks die Schalterzustände und Auslenkungswerte auf Plausibilität prüft. An eine Systemsteuereinheit SSE werden die vorverarbeiteten Sensor- und Steuersignale der Auswerteinheit AS weitergeleitet und eine endgültige Entscheidung über die Ansteuerung der Antriebselemente in den Geräteteilen getroffen. Die Systemsteuerungseinheit SSE ist in dieser Figur der Geräteeinheit GE zugeordnet. Die Systemsteuereinheit SSE verfügt über weitere Daten wie z.B. Betriebsabläufe, Systemzustände des Gerätes GE. Die auch als dritte Überprüfungseinheit zu bezeichnende Systemsteuereinheit SSE, bewertet die anliegenden Bediendaten mit Statusinformationen der zu steuernden Geräteeinheiten und gibt diese wenn keine höherprioren Signalisierungen vorliegen an die zu steuernden Geräteelemente weiter. Die Eingabeeinheit EEH ist über eine redundant ausgebildete Übertragungsstrecke UES mit der Geräteeinheit GE verbunden. Diese Übertragungsstrecken UES können jeweils als eine kabelgebundene und/oder kabelfreie bidirektionale Übertragungsstrecke UES ausgebildet sein. The preprocessing unit VE carries out, for example, an electrical connection of the sensors SF, a grouping with verification of the sensor data, a summary of sensor pairs and a level conversion of the data output by the sensors. By means of the evaluation unit AS, a logical combination of the selected sensor data is performed. Furthermore, in the evaluation unit AS also operating settings, such. the deflection strength and direction of the joystick and pressed trigger or function keys AT checked. The evaluation unit AS may in another embodiment contain a self-test logic, which may be e.g. When the joystick is initialized, the switch states and deflection values are checked for plausibility. The preprocessed sensor and control signals of the evaluation unit AS are forwarded to a system control unit SSE and a final decision is made on the activation of the drive elements in the equipment parts. The system control unit SSE is assigned to the device unit GE in this figure. The system controller SSE has other data such as e.g. Operating procedures, system states of the device GE. The system control unit SSE, which can also be referred to as the third checking unit, evaluates the appertaining operating data with status information of the device units to be controlled and forwards them to the device elements to be controlled if no higher-priority signaling is available. The input unit EEH is connected to the device unit GE via a redundantly formed transmission link UES. These transmission links UES can each be designed as a wired and / or cable-free bidirectional transmission link UES.

In der Auswerteeinheit AS werden zusätzlich zu Plausibilitätsüberprüfungen auch Sicherheitsprüfungen durchgeführt. Eine vorläufige Freigabe eines Steuersignals erfolgt nur, wenn die mit dem Joystick JS eingestellten Steuerbefehle bzw. Steuersignale beispielsweise mit einer Schwellwertbeurteilung als valide bewertet wurden. In der Auswerteeinheit AS werden unter anderem die durch das Eingabemittel JS vorgegebenen Steuersignale zum Beispiel bezüglich ihrer Höhe und Initialisierung einer Plausibilität unterzogen. Der Joystick JS ist mit mindestens einem Sensorfeld SF ausgebildet. Als Sensoren können beispielsweise Infrarot- bzw. passiv Infrarot Sensoren verwendet werden. Sensoren zur Messung der elektrische Leitfähigkeit der Haut, Pulserkennung, Ultraschall sowie Sensoren zur Messung von kapazitiven Veränderungen bei Umfassen des Joysticks sowie eine Messung von Body-Impedance Signalen können zur Signalabgabe des Eingabemittels JS zusätzlich von den Sensorflächen abgefragt werden. Das vom Eingabemittel JS abgegebene Steuersignal wird bei einer bestimmungsgemäßen Bedienung des Eingabemittels JS mit einem vorläufigen Freigabesignal bestätigt. In the evaluation unit AS, safety checks are carried out in addition to plausibility checks. A preliminary release of a control signal takes place only if the control commands or control signals set with the joystick JS have been evaluated as valid, for example with a threshold value evaluation. In the evaluation unit AS, among other things, the control signals predetermined by the input means JS are subjected to plausibility, for example with regard to their height and initialization. The joystick JS is formed with at least one sensor field SF. As sensors, for example, infrared or passive infrared sensors can be used. Sensors for measuring the electrical conductivity of the skin, pulse detection, ultrasound and sensors for measuring capacitive changes when embracing the joystick and a measurement of body impedance signals can also be queried from the sensor surfaces for the signal output of the input means JS. The control signal output by the input means JS is confirmed with a provisional enable signal when the input means JS is operated as intended.

Das Eingabemittel JS ist über die die Auswerteeinheit AS aufweisende Vorverarbeitungseinheit VE mit der Systemsteuerungseinheit SSE verbunden. Eine Überprüfung der Steuersignale findet auch in der Vorverarbeitungseinheit VE wie auch in der Systemsteuereinheit SSE statt. The input means JS is connected to the system control unit SSE via the preprocessing unit VE having the evaluation unit AS. A check of the control signals also takes place in the preprocessing unit VE as well as in the system control unit SSE.

Das Eingabemittel JS weist in dieser schematischen Darstellung ein zylinderförmiges Element auf. Dieses zylinderförmige Element wird von der Hand des Bedieners während der Steuerung der Geräteeinheit GE umgriffen. Mit der Neigung des Joysticks JS wird z.B. die Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit für die zu steuernde Geräteeinheit vorgegeben. Mittels der zu 2 beschriebenen Bedienelemente und/oder Auslösetasten AT kann eine zu steuernde Geräteeinheit selektiert und die eingestellten Werte durch den Joystick an die Systemsteuereinheit SSE bzw. die Geräteeinheit weitergeleitet werden. The input means JS has a cylindrical element in this schematic illustration. This cylindrical element is gripped by the operator's hand during the control of the device unit GE. With the inclination of the joystick JS, for example, the direction of movement and / or movement speed for the device unit to be controlled is specified. By means of the 2 described control elements and / or release buttons AT can be selected to be controlled unit of equipment and the set values are forwarded by the joystick to the system control unit SSE or the device unit.

2 zeigt die Ausgestaltung des Eingabemittels JS. Das zylinderförmige Element des Eingabemittels JS ist schaftartig ausgeprägt. Auf und/oder in der Schaftoberfläche sind zur Ermittlung eindeutiger die das willentliche Bedienen des Eingabemittels ermittelnde Senoren und/oder Sensorflächen SF angeordnet. Das Eingabemittel JS kann über eine oder mehrere zusätzliche Auswahltasten zur Terminierung bzw. Auslösung einer in die Geräteeinheit GE eingebauten Funktion wie z.B. Strahlungsauslösung oder Umschaltung von Bewegungsfunktionen verfügen. Das zylinderförmige Eingabemittel JS ist an einem ersten Ende durch eine untere Begrenzung UB und an seinem zweiten Ende durch eine obere Begrenzung OB eingefasst. Der zylinderförmige Schaft SA zwischen der unteren und oberen Begrenzung UB, OB ist in seiner Höhe und seinem Durchmesser derart ausgeprägt, dass dieser von einer Hand eines Bedieners umfassbar ist. Oberhalb der oberen Begrenzung OB können je nach Durchmesser des zylindrisch ausgebildeten Schaftes SA eine oder mehrere Bedienelemente bzw. Auslösetasten AT zur Selektion einer Funktionalität einer dem Gerät zugeordneten Geräteeinheit angeordnet sein. Eine Auslösetaste kann beispielsweise zur Auslösung eines Röntgenstrahls vorgesehen sein. Die Bedientasten bzw. die Auslösetasten AT sind um eine zufällige Auslösung zu vermeiden jeweils oder gemeinsam mit einem Schutzelement MSW umgeben. Das Schutzelement MSW ist dazu so ausgeprägt, dass ein einzelnes oder die Gesamtheit der Tasten durch stegförmige Elemente umgeben sind. Die Höhe des stegförmigen Elementes ist dabei so ausgebildet, dass dieses jeweils die Höhe der Auslösetasten übersteigt. Die beiden Begrenzungen sind in Ihren Durchmessern etwas größer als der Durchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Schaftes SA. In der unteren Begrenzung UB sind in Richtung oberer Begrenzung Sendeelemente SE einer Sendeeinheit SEH angeordnet. Korrespondierend zur Sendeeinheit SEH in der unteren Begrenzung UB sind in der oberen Begrenzung OB eine Empfangseinheit EE integriert. Wie in 3 gezeigt ist die Sendeeinheit SEH mit mindestens einem Sendeelement SE1, ..., SEm und die Empfangseinheit EFE mit mindestens einem Empfangselement EE1, ..., EEm ausgeprägt. Der Öffnungswinkel des Sendemittels SEn, ist auf mindestens ein Empfangselement EEn fokussiert. Eine Fokussierung kann beispielsweise durch eine Laserdiode, zusätzliche optische Hilfsmittel wie Linsen, Polarisationsfilter oder Frequenzfilter für unterschiedliche Farben erreicht werden. Das Sendeelement SE1, ..., SEm kann zyklisch ein- und ausgeschaltet werden. Dabei leuchtet jedes Sendeelement SEn nacheinander immer nur für ein paar Millisekunden und das Licht läuft in einem bestimmten Muster rund um die im Joystick JS angeordneten Sendeelemente SE1, ..., SEm. Mit einer beispielsweise im Schaft angeordneten Ansteuerlogik können die Sende- und Empfangselemente SEn, EEn jeweils nacheinander angesteuert bzw. ausgelesen werden. Die Auswahl der jeweiligen Überprüfungsstrecke IL kann beliebig erfolgen. Die Sendeelemente SEn könnten zur besseren Unterscheidung auch mit unterschiedlich modulierten Lichtwellenlängen arbeiten. Durch ein Umschließen des Schaftes mit einer Hand des Bedieners kann auch eine Unterbrechung von gegenüberliegenden Übertragungsstrecken erwirkt werden. 2 shows the embodiment of the input means JS. The cylindrical element of the input means JS is shaped like a shaft. The sensors and / or sensor surfaces SF that determine the intentional operation of the input device are arranged on and / or in the shaft surface to determine them more clearly. The input means JS can have one or more additional selection keys for termination or triggering of a function built into the unit GE such as radiation triggering or switching of motion functions. The cylindrical input means JS is enclosed at a first end by a lower boundary UB and at its second end by an upper boundary OB. The cylindrical shaft SA between the lower and upper boundary UB, OB is so pronounced in its height and diameter that it can be covered by a hand of an operator. Above the top Depending on the diameter of the cylindrically shaped shank SA, one or more operating elements or triggering buttons AT can be arranged for selection of a functionality of a device unit assigned to the device. A trigger button may be provided, for example, to trigger an X-ray beam. The control buttons or the trigger buttons AT are to avoid accidental triggering respectively or together with a protective element surrounded MSW. The protective element MSW is so pronounced that a single or all of the keys are surrounded by web-shaped elements. The height of the web-shaped element is designed so that this exceeds the height of the release buttons. The two limits are slightly larger in diameter than the diameter of the cylinder-shaped shaft SA. In the lower boundary UB, transmission elements SE of a transmission unit SEH are arranged in the direction of the upper boundary. Corresponding to the transmitting unit SEH in the lower limit UB, a receiving unit EE is integrated in the upper limit OB. As in 3 Shown is the transmitting unit SEH with at least one transmitting element SE1, ..., SEm and the receiving unit EFE with at least one receiving element EE1, ..., EEm pronounced. The opening angle of the transmission means SEn, is focused on at least one receiving element EEn. Focusing can be achieved for example by a laser diode, additional optical aids such as lenses, polarizing filters or frequency filters for different colors. The transmitting element SE1, ..., SEm can be cyclically switched on and off. In this case, each transmitting element SEn shines in succession only for a few milliseconds and the light runs in a specific pattern around the transmitting elements SE1,..., SEm arranged in the joystick JS. With a control logic arranged, for example, in the shaft, the transmission and reception elements SEn, EEn can each be activated or read in succession. The selection of the respective verification path IL can be arbitrary. The transmission elements SEn could also work with different modulated wavelengths of light for better distinction. By enclosing the shaft with one hand of the operator, an interruption of opposite transmission links can be obtained.

Mindestens ein Sendeelement SE1, ..., SEm der Sendeeinheit SEH wird jeweils mindestens einem Empfangselement EE1, ..., EEm zugeordnet. In dieser gezeigten Ausführungsvariante, ist die Empfangseinheit EFE und die Sendeeinheit SEH über mindestens eine Infrarotverbindung verbunden. Die optische Verbindung/Übertragungsstrecke IL zwischen den beiden Einheiten wird beispielsweise unmittelbar über dem Schaft SA geführt. Die Übertragungsstrecke IL kann auch als Lichtschranke bezeichnet werden. Die Funktion einer Totmanntaste kann durch die beschriebene Auswertung der Lichtschranken am Schaft/Steuerelement SA des Joysticks JS berücksichtigt werden. At least one transmitting element SE1,..., SEm of the transmitting unit SEH is assigned in each case to at least one receiving element EE1,..., EEm. In this embodiment shown, the receiving unit EFE and the transmitting unit SEH is connected via at least one infrared connection. The optical connection / transmission path IL between the two units is guided, for example, directly above the shaft SA. The transmission path IL can also be referred to as a light barrier. The function of a deadman button can be taken into account by the described evaluation of the light barriers on the shaft / control element SA of the joystick JS.

Das Eingabemittel JS ist über ein Koppelelement KE mit der Vorverbindungseinheit VE verbunden. Mit diesem Koppelelement KE ist eine mehrachsige Lagerung des Eingabemittels JS möglich. So kann beispielsweise eine Gerätebewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Gerätekomponente je nach Auslenkung des Eingabemittels JS bestimmt werden. Die Auslenkungen des Eingabemittels JS werden mittels Sensoren z.B. Neigungsdetektierung in dem Eingabemittel JS und/oder der Koppeleinheit KE ausgewertet. The input means JS is connected via a coupling element KE with the pre-connection unit VE. With this coupling element KE a multi-axis storage of the input means JS is possible. Thus, for example, a device movement direction and / or a movement speed of a device component can be determined depending on the deflection of the input device JS. The deflections of the input means JS are detected by means of sensors e.g. Tilt detection in the input means JS and / or the coupling unit KE evaluated.

Wie oben beschrieben und in den Figuren gezeigt, wird ein Steuersignal erst bei einem Anliegen eines vorläufigen Freigabesignals generiert. Dieses vorläufige Freigabesignal wird bei einem Vorliegen einer definierten Unterbrechung der Infrarotverbindungswege durch die Auswerteeinheit AS erzeugt. Das Steuersignal wird dann je nach Ausführungsvariante, direkt über die Verbindungslogik in der Vorverarbeitungseinheit VE an die Systemsteuerungseinheit SSE der Geräteeinheit GE weitergeleitet. Bei einer Ausführungsvariante mit Auswahltasten wird das Steuersignal nach Überprüfung in der Systemsteuereinheit SSE an das ausgewählte Geräteteil der Geräteeinheit GE weitergeleitet. Das vorläufige Freigabesignal kann durch weitere sensorgestützte Abfragen bestätigt werden. As described above and shown in the figures, a control signal is generated only when a provisional enable signal is applied. This provisional enable signal is generated by the evaluation unit AS in the event of a defined interruption of the infrared connection paths. Depending on the variant embodiment, the control signal is then forwarded directly via the connection logic in the preprocessing unit VE to the system control unit SSE of the device unit GE. In an embodiment variant with selection keys, the control signal is forwarded to the selected device part of the device unit GE after checking in the system control unit SSE. The preliminary enable signal can be confirmed by further sensor-based queries.

Mit einer in/am Schaft SA des Eingabemittels JS integrierte mehrteilige Sensorfläche, bestehend z.B: aus zwei diagonal gegenüberliegenden Senorflächen kann ein Umgreifen einer Hand vom Bediener erzwungen werden und von der Eingabeeinheit EEH eindeutig erkannt werden und das Steuersignal nach einer Überprüfung in der Systemsteuereinheit zur Steuerung eines Gerätteils weitergeleitet werden. With a multi-part sensor surface integrated in / on the shaft SA of the input means JS, consisting for example of two diagonally opposite sensor surfaces, the operator can force a hand around the hand and be clearly recognized by the input unit EEH and control the control signal after a check in the system control unit a device part forwarded.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Vorverarbeitungseinheit VE derart ausgestaltet, dass das mit dem Joystick JS initiierte Steuersignal nur freigegeben wird, wenn mehrere Sende-Empfangsstrecken gleichzeitig durch eine einen Schaft umfassende Hand unterbrochen sind. In a further embodiment variant, the preprocessing unit VE is designed such that the control signal initiated with the joystick JS is only released if a plurality of transmit-receive paths are simultaneously interrupted by a hand comprising a shaft.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal erst freigegeben, wenn weitere eindeutige eine sachgemäße Bedienung des Eingabemittels JS bildende Signalisierung durch weitere Sensoren vorliegen. Als weitere Merkmale können eine von der Hand des Bedieners messbare kapazitive oder induktive Messwerte ermittelt und/oder eine Puls- sowie Wärmemessung oder eine vom Bediener abzugebende Identifizierung abgefragt werden. In a further exemplary embodiment, the control signal is not released until further clear, appropriate operation of the input means JS-forming signaling by further sensors is present. As further features, a capacitive or inductive measured values that can be measured by the hand of the operator can be determined and / or a pulse and heat measurement or an identification to be output by the operator can be interrogated.

In einer weiteren Ausgestaltung können Teile des Schaftes SA und des mechanische Schutzwalles MSW mit mehrfarbig abstrahlenden Leuchtelementen LE wie z.B. LED´s ausgestattet werden, um dem Bediener die jeweilige Überprüfung des Steuersignals optisch anzuzeigen. So z.B. zeigen die LED Leuchtelemente LE eine Sperrung eines vorliegenden Steuersignals durch eine rot blinkende Signalisierung der Leuchtelemente LE an wenn der Schaft SA des Eingabemittels JS nicht bestimmungsgemäß mit einer den Schaft umgreifenden Hand umfasst ist und eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsstrecken nicht unterbrochen werden. Liegt eine definierte Unterbrechung der Infrarotsignale wie beispielsweise eine Unterbrechung von diagonal am Schaft SA angeordneten Sendestrecken IL vor, so senden die den jeweiligen Betriebszustand anzeigenden Leuchtelemente LE ein blinkendes grün leuchtendes Signal aus und der Bediener kann das Steuersignal etwa durch Betätigen einer der Auslösetasten AT an die Geräteeinheit senden. Das Vorliegen eines kontinuierlich grünen Signals erfolgt nach einer systeminternen Überprüfung durch die Systemsteuerungseinheit SSE. Überprüft wird in der Systemsteuerungseinheit SSE ob eine höherpriore Signalisierung von Seiten der Geräteeinheit GE abzuarbeiten ist. Die Systemsteuerungseinheit SSE ist so konzipiert, dass eine Freigabe kontinuierlich überprüft wird. Die Freigabe wird wieder zurückgenommen wenn eine höherpriore Signalisierung ansteht. In a further embodiment, parts of the shaft SA and the mechanical protective wall MSW can be equipped with multicolor radiating light elements LE, such as LEDs, in order to visually display to the operator the respective checking of the control signal. Thus, for example, the LED lighting elements LE indicate a blockage of a present control signal by a red flashing signaling of the lighting elements LE when the shaft SA of the input means JS is not included as intended with a hand embracing the shaft and a predetermined number of transmission links are not interrupted. If a defined interruption of the infrared signals such as an interruption of diagonally arranged on the shaft SA transmit paths IL, send the respective operating state indicating light elements LE a flashing green light signal from and the operator can control signal about by pressing one of the shutter buttons AT to Send device unit. The presence of a continuous green signal takes place after an internal system check by the system control unit SSE. It is checked in the system control unit SSE if a higher-priority signaling is to be processed by the device unit GE. The system control unit SSE is designed so that a release is continuously checked. The release is canceled again if a higher-priority signaling is pending.

Wie in 3 dargestellt, sind die Sendeelemente SE1, SEn der Sendeeinheit SEH mit Infrarotdioden ausgebildet. Die Infrarotdioden sind beispielsweise ringförmig in der unteren Begrenzung UB um den Schaft SA angeordnet. Beispielsweise können die Infrarotdioden der Sendeeinheit SEH im Abstand von 45 Grad um den zylinderförmigen Schaft SA angeordnet sein. Die Infrarotdioden sind bei dieser Ausführungsvariante mit einem eingeschränkten Abstrahlungswinkel ausgebildet. Dies bringt den Vorteil mit sich, das hier Streustrahlungen durch die Sendeeinheiten SEn vermieden werden. Anstatt einer Ausstattung mit Infrarotdioden könnten beispielsweise Laserdioden mit einer reduzierten Abstrahlungsleistung als Sendeelemente SE1, ..., SEn verwendet werden. As in 3 illustrated, the transmitting elements SE1, SEn the transmitting unit SEH are formed with infrared diodes. The infrared diodes are, for example, arranged annularly in the lower boundary UB around the shaft SA. For example, the infrared diodes of the transmission unit SEH can be arranged at a distance of 45 degrees around the cylindrical shaft SA. The infrared diodes are formed in this embodiment with a limited radiation angle. This has the advantage that stray radiation is avoided by the transmission units SEn here. Instead of equipping with infrared diodes, for example, laser diodes with a reduced emission power could be used as transmitting elements SE1,..., SEn.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Empfangselemente EE_n bzw. die Empfangseinheit EFE als ganzes im oberen Teil OB des Schaftes SA angeordnet und jeweils zu den Sendeelementen ausgerichtet. Zur Sicherung der übertragenen Signale kann die Empfangseinheit EFE mit einem Streulichtschutzring umgeben werden, um damit die Gefahr von Fremdlichtstörungen zu verringern. Ein mittels Bewegung des Joysticks JS initiiertes Steuersignal wird erst von nachgeordneten Überprüfungseinheiten, wie oben aufgeführt, freigegeben, wenn eine Hand des Bedieners das Eingabemittel JS umgreift und wenigstens ein von einer Sendeeinheit SEn ausgehende Übertragung IL unterbrochen wird. In a further embodiment, the receiving elements EE _n and the receiving unit EFE are arranged as a whole in the upper part OB of the shaft SA and aligned in each case to the transmitting elements. To secure the transmitted signals, the receiving unit EFE can be surrounded by a stray light protection ring in order to reduce the risk of external light interference. A control signal initiated by means of movement of the joystick JS is only released by downstream checking units, as stated above, when a hand of the operator surrounds the input means JS and at least one transmission IL originating from a transmitting unit SEn is interrupted.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das durch die Sendeeinheit SE_n abgegebene Signal durch Infrarotsignale mit einer definierten Frequenz moduliert werden, um unbeabsichtigte Interferenzen mit anderen Infrarotquellen wie z.B. optischen Trackingsystemen herausfiltern zu können und somit Störungen zu vermeiden. In a further exemplary embodiment, the signal emitted by the transmitting unit SE _n can be modulated by infrared signals having a defined frequency in order to be able to filter out unintended interference with other infrared sources, such as optical tracking systems, and thus avoid interference.

In 4 ist ein Flussdiagramm wiedergegeben. Dieses Flussdiagramm lässt sich ein erstes bis fünftes Modul untergliedern. In 4 a flowchart is shown. This flowchart can be subdivided a first to fifth module.

In dem ersten Modul M1 werden Handlungen des Anwenders am Eingabemittel JS sowie generierte Sensorsignale aufgenommen. In dem zweiten Modul werden die Steuer- sowie Sensorsignale sowohl in der Vorverarbeitungseinheit VE als auch in der Auswerteeinheit AS einer Analyse unterzogen. Beim Vorliegen einer auszuführenden Steuerung der Geräteeinheit GE wird eine für den Bediener sichtbare Signalisierung mittels dafür vorgesehene Leuchtelemente LE ausgelöst. Am Ausgang des zweiten Moduls M2 wird das Nutzsignal bzw. das Steuersignal vom Eingabemittel JS sowie ein vorläufiges Freigabesignal für dieses Nutzsignal bzw. Steuersignal an die Systemsteuerungseinheit SSE weitergeleitet. Dieser Übermittlungsvorgang ist im dritten Modul M3 zusammengefasst. Im vierten Modul M4 überprüft die Systemsteuerungseinheit SSE ob etwa von Seiten der Geräteeinheit höherpriore Steuersignale zur Verarbeitung anstehen oder unmittelbar vorgesehen sind. Solche höherprioren Steuersignale könnten z.B. zwischenzeitlich anliegende Notstoppsignalisierungen, Störungsmeldungen von Seiten des Antriebs oder bereits eingetretene Endstellungen für Bewegungsabläufe sein. Im fünften Modul M5 sind mögliche Visualisierungsmöglichkeiten für den Bediener wiedergegeben der Bedienwunsch umgesetzt, d.h. z.B. die gewünschte Bewegung wird tatsächlich von der Geräteeinheit GE ausgeführt. Ein vorläufiges Freigabesignal wird freigegeben und entsprechend über die Leuchtelemente LE dem Bediener signalisiert. Eine grün blinkende Signalisierung die dem Bediener eine Vergabe eines vorläufigen Freigabesignals anzeigt wird in eine permanent anliegende grüne optische Signalisierung umgewandelt. Der Bediener kann dann beispielsweise durch ein nochmaliges betätigen der Auslösetaste AT die beabsichtigte Steuerung bei der Geräteeinheit durchführen. Eine automatische Weiterleitung des Steuersignals ist ebenso denkbar. Das Modul M4 und das Modul M5 werden zyklisch durchlaufen, solange ein gültiges Signal aus Modul M3 anliegt. In the first module M1, actions of the user on the input means JS and generated sensor signals are recorded. In the second module, the control and sensor signals are subjected to an analysis both in the preprocessing unit VE and in the evaluation unit AS. In the presence of a control of the unit GE to be executed, a visible to the operator signaling is triggered by means provided for lighting elements LE. At the output of the second module M2, the useful signal or the control signal from the input means JS and a preliminary enable signal for this useful signal or control signal is forwarded to the system control unit SSE. This transmission process is summarized in the third module M3. In the fourth module M4, the system control unit SSE checks whether higher-priority control signals are waiting for processing by the device unit or are provided directly. Such higher priority control signals could e.g. Intermittent Notstoppsignalisierungen be, malfunction messages from the side of the drive or already occurred end positions for motion sequences. In the fifth module M5 possible visualization options for the operator are reproduced the control request implemented, i. e.g. the desired movement is actually carried out by the unit GE. A preliminary enable signal is released and signaled to the operator via the light elements LE. A flashing green signal indicating the operator issuing a preliminary enable signal is converted into a permanently applied green optical signaling. The operator may then perform the intended control on the unit by, for example, pressing the release button AT again. An automatic forwarding of the control signal is also conceivable. The module M4 and the module M5 are cyclically run as long as a valid signal from module M3 is present.

Nachfolgend werden jeweils die Funktionalität der in dem ersten bis fünften Modul M1, ..., M5 integrierten Submodule sowie deren Zusammenwirken beschrieben. The functionality of the submodules integrated in the first to fifth modules M1,..., M5 and their interaction will be described below.

M1.1: Der Bediener oder Anwender ergreift mit der Hand das Eingabemittel JS, lenkt dieses aus um Steuersignale einzustellen und/oder drückt evtl. eine am Schaft SA integriertes Bedienelement und/oder eine Auslösetaste AT. M1.2: Die im und/oder am Schaft integrierten Sensoren liefern eine Mehrzahl von Sensordaten die jeweils die Handhabung des Eingabemittels wiedergeben. M1.1: The operator or user grasps the input means JS by hand, deflects it to set control signals and / or possibly presses an operating element integrated on the shaft SA and / or a triggering key AT. M1.2: The sensors integrated in and / or on the shaft supply a plurality of sensor data which respectively reflect the handling of the input device.

M1.3, M1.4: Der Bediener oder Anwender lässt das Eingabemittel los und die Sensordaten werden zurückgesetzt. M1.3, M1.4: The operator or user releases the input device and the sensor data is reset.

M2.1: Die Auswerteeinheit bzw. erste Überprüfungseinheit AS führt eine Bewertung und Verknüpfung der Sensorsignale durch. M2.1: The evaluation unit or first checking unit AS carries out an evaluation and linking of the sensor signals.

Bei einer bestimmungsgemäßen Bedienung des Eingabemittels JS wird das anliegende Steuersignal durch ein vorläufiges Freigabesignal bestätigt. M2.2: Die Vorverarbeitungseinheit bzw. zweite Überprüfungseinheit VE erkennt die Auslenkung bzw. die Art der Interaktion am Eingabemittel und bildet ein Steuersignal. When the input means JS is operated as intended, the applied control signal is confirmed by a provisional enable signal. M2.2: The preprocessing unit or second checking unit VE detects the deflection or the type of interaction at the input means and forms a control signal.

M2.3, M2.4, M2.5: Bei Vorliegen eines vorläufigen Freigabesignals wird dies dem Bediener durch ein beispielsweise am Eingabemittel angeordnetes Leuchtelement LE beispielsweise durch eine blinkende optische Signalisierung mitgeteilt. Submodul M2.3. Ein Vorliegen eines vorläufigen Freigabesignals, symbolisiert durch Submodul M2.4, wird mittels der Leuchtmittel mit einer grün blinkenden Signalisierung angezeigt. Fehlt ein vorläufiges Freigabesignal so wird dies durch rot blinkende Leuchtelement LE angezeigt, Submodul M2.5. M2.3, M2.4, M2.5: In the presence of a preliminary release signal, this is communicated to the operator by a light-emitting element LE arranged, for example, on the input means, for example by a flashing optical signaling. Submodule M2.3. A presence of a preliminary release signal, symbolized by submodule M2.4, is indicated by means of the luminous means with a green flashing signaling. If a provisional release signal is missing, this is indicated by red flashing LED LE, submodule M2.5.

M3.1: Das Steuersignal sowie das vorläufige Freigabesignal werden mehrkanalig einmalig oder zyklisch an die Systemsteuereinheit SSE übermittelt wenn vorläufiges Freigabesignal vorliegt. M3.1: The control signal and the provisional enable signal are multichannel once or cyclically transmitted to the system control unit SSE when preliminary release signal is present.

M4.1: In der Systemsteuereinheit SSE wird allgemein und im speziellen abgeprüft ob in der Geräteeinheit GE Systeminformationen vorliegen oder evtl. der Notstoppschalter gedrückt wurde oder sonst höherpriore Steuersignale zur Abarbeitung vorliegen. M4.1: In the system control unit SSE, it is generally and specifically checked whether system information is present in the device unit GE or possibly the emergency stop switch has been pressed or otherwise higher-priority control signals are available for execution.

M4.2, M4.3, M4.4: Nach einer nochmaligen Überprüfung ob das vorläufige Freigabesignal, Submodul M4.2, das Steuersignal, Submodul M4.3, sowie zu berücksichtigende Systemzustände des Gerätes, Submodul M4.4, noch vorliegen erfolgt in den Submodulen M5.1, M5.2, M5.3 ein endgültiges Freigabesignal, Submodul M5.1, eine optische Signalisierung, Submodul M5.2, sowie die Ausführung der Steuersignale, Submodul M5.3. Die blinkende grüne Signalisierung wird beendet und eine permanente grüne Signalisierung zeigt dem Bediener an, dass die eingestellten Steuersignale umgesetzt bzw. ausgeführt werden. Die Statusinformation zur Ansteuerung der Leuchtmittel LE wird über einen Rückkanal an die Eingabeeinheit EEH übermittelt. M5.4, M5.5, M5.6: Bei Vorliegen eines Hindernisses wird das vorläufige Freigabesignal blockiert. Submodul M5.4. Eine evtl. blickende optische Signalisierung durch das Leuchtmittel LE wird geändert. Dem Bediener wird dies durch eine permanente rote Signalisierung angezeigt, Submodul M5.5, und die Steuersignale oder Bedienwünsche verworfen, Submodul M5.6. M4.2, M4.3, M4.4: After a further check whether the provisional enable signal, submodule M4.2, the control signal, submodule M4.3, as well as system states of the device to be considered, submodule M4.4, are still present in the submodules M5.1, M5.2, M5.3 a final enable signal, submodule M5.1, an optical signaling, submodule M5.2, and the execution of the control signals, submodule M5.3. The flashing green signaling is terminated and a permanent green signaling indicates to the operator that the set control signals are being implemented. The status information for controlling the lighting means LE is transmitted via a return channel to the input unit EEH. M5.4, M5.5, M5.6: If there is an obstacle, the preliminary enable signal is blocked. Submodule M5.4. A possibly visual optical signaling by the light source LE is changed. The operator is indicated by a permanent red signaling, submodule M5.5, and the control signals or operator requests discarded, submodule M5.6.

Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS

EEH

input unit

JS

Input device, joystick

SA

Stem / Control

SF

sensor field

LE

light element

AT

Control element, shutter button

MSW

mechanical barrier

UB

Lower limit

IF

Upper limit

IL

Transmission line at the control / infrared light

GE

unit

AS

Evaluation unit, first verification unit

VE

Pre-processing unit, second verification unit

SSE

System control unit, third verification unit

SEH

transmission unit

EFE

receiver unit

SE1, ..., SEm

transmitting elements

EE1, ..., EEm

receiving elements

KE

coupling element

M1, ..., M5

first to fifth module

M1.1, ..., M5.6

submodules

UES

link

Claims

Input unit (EEH) for outputting control signals for a device unit (GE) with an input means (JS) that has a control element (SA) for determining control signals, characterized in that in the control element (SA) at least one transmission element (SE1, .. , SEm) and an at least one receiving element (EE1, ..., EEm) having receiving unit (EFE) is integrated, wherein the transmitting elements (SE1, ..., SEm) and the Receiving elements (EE1, ..., EEm) are aligned such that the respective transmission links (IL) between corresponding transmitting and receiving elements (SE1, EE1, ..., SEm, EEm) run near the control element (SA).

Input unit (EEH) according to claim 1, characterized in that the control element (SA) has a lower and upper limiting element (UB, OB) that in the lower limiting element (UB) the transmitting elements (SE1, ..., SEm) and respectively corresponding arranged in the upper boundary element receiving elements (EE1, ..., EEm) are arranged.

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting elements (SE1, ..., SEm) and the receiving elements (EE1, ..., EEm) arranged annularly around the shaft (SA) of the input means (JS) in each case a transmitting and receiving element (SE1, EE1, SEn, EEn, SEm, EEm) form a transmission path (IL).

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that in each case a transmitting and receiving element (SE1, EE1; ...; SEm, EEm) forms a transmission path (IL) and are aligned such that the respective transmission links (IL ) directly along the surface of the cylindrical shaft of the control element (SA) of the input means (JS) (SA).

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that a first checking unit (AS) is provided, wherein a preliminary enable signal is assigned to an applied control signal when the control element (SA) extending transmission links (IL) between the transmitting elements and receiving elements ( SE1, EE1, SEn, EEn) are interrupted by an operator's hand embracing the control element (SA) of the input device (JS).

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that the input means (JS) at least one with a protection choice (MSW) surrounded control element and / or release button (AT) is provided.

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that at the input means (JS) comprises at least one light source (LE) for signaling a preliminary and / or a final enable signal for control signals.

Input unit (EEH) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one checking unit (AS, VE, SSE) is provided for checking a control signal input with the input means (JS), wherein a first checking unit (AS) outputs the control signal with a preliminary one Release signal confirmed if the intended use of the input device is present.

Method for dispensing control signals for a device unit (GE) having an input means (JS) which has a control element (SA) for determining control signals, characterized in that the transmission (SE1, ... , SEm) and receiving elements (EE1, ..., EEm) are guided close to the control element (SA).

A method according to claim 9, characterized in that an applied control signal is confirmed with a preliminary release signal when at the control element (SA) between transmitting and receiving elements (SE1, EE1; ..., SEm, EEm) extending transmission links (IL) by a the Control (SA) of the input means (JS) encompassing an operator's hand are interrupted.