DE19544355A1

DE19544355A1 - Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung

Info

Publication number: DE19544355A1
Application number: DE19544355A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Umeda; Masatoshi Uchio; Tomomitsu Muta; Junichi Saito; Masahiro Tanaka
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1996-06-05
Also published as: GB2295707A; GB2295707B; GB9523867D0; TW321753B; US5949403A

Description

Die Erfindung betrifft eine Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung, mit deren Hilfe beispielsweise ein Cursor intuitiv über einen Bildschirm bewegt werden kann, indem ein entfernt angeordnetes Fernbedienteil räumlich bewegt wird, wobei dieses Fernbedienteil auch als bei Fernseh geräten übliche Fernbedienung verwendet werden kann.

Als übliche Koordinaten-Ferneinstelleinrichtungen sind eine Kreuz- Cursortaste sowie eine Kugel-Zeigereinrichtung als Zusatz für Fernbe dienungsteile bekannt. Auch werden häufig eine Steuerung mit einem Joystick, eine flächige Koordinaten-Eingabeeinrichtung mit einer Schalt element-Matrix oder dergleichen verwendet.

Die oben angesprochene Kreuz-Cursortaste als Zusatz zu den üblichen Fernbedienteilen ermöglicht eine schrittweise Anzeige eines Cursors, durch die der Cursor aber nur in horizontaler und vertikaler Richtung bewegt werden kann. Bei der Kugel-Zeigereinrichtung läßt sich ein direktes Bedienungsgefühl beim Bewegen des Cursors nicht erzielen, so daß das Bewegen des Cursors umständlich ist.

Ein erstes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Koordinaten-Fern einstelleinrichtung, die es ermöglicht, die Genauigkeit von seitens eines Fernbedienteils gesendeten Daten zu erhöhen und dadurch die Bedie nungsfreundlichkeit ohne das Risiko eines fehlerhaften Betriebs zu steigern.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Koordinaten- Ferneinstelleinrichtung, die in der Lage ist, die Koordinatenposition eines Fernbedienteils auch dann zuverlässig zu erfassen, wenn mehrere Sendebetriebsarten möglich sind.

Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung, die einen breiten Halbwertswinkel eines Lichtmusters eines Lichtabstrahlbauelements, hohe Lichtstärke, einen breiten Einsatzbereich, einen großen Erfassungswinkelbereich und gute Linearität der Bewegungen eines Cursors sowie einer Fernbedie nung ermöglichen kann.

Ein viertes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Koordinaten-Fern einstelleinrichtung, die auch bei Schwankungen der Lichtabgabemuster der lichtemittierenden Bauelemente dann, wenn eine Bedienungsperson das Gerät bei normalem Haltewinkel verwendet, keine Biegungen in der Erfassungswinkel-Kennlinie verursacht. Ferner soll eine gute Linearität der Cursorbewegung ansprechend auf die Bewegung eines Fernbedien teils erreicht werden. Zusätzlich soll eine hohe Produktausbeute bei der Fertigung ebenso möglich sein wie eine verbesserte Handhabbarkeit.

Das obige erste Ziel wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Das zweite Ziel wird durch eine zweite Einrichtung erreicht, die die Merkmale des Anspruchs 2 besitzt.

Das zweite Ziel wird erreicht durch eine dritte Einrichtung, die in der zweiten Einrichtung enthalten ist und die Merkmale des Anspruchs 3 aufweist.

Das dritte Ziel wird erreicht durch eine vierte Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4.

Das dritte Ziel wird erreicht durch eine fünfte Einrichtung, die in der vierten Einrichtung enthalten ist und die Merkmale des Anspruchs 5 aufweist.

Das vierte Ziel der Erfindung wird erreicht durch eine sechste Einrich tung, die in der vierten Einrichtung enthalten ist, wobei der Halb wertswinkel des mittleren Lichtabstrahlbauelements gleich oder kleiner ist als die Halbwertswinkel des rechten, des linken, des oberen und des unteren Lichtabstrahlbauelements.

Da bei der ersten Einrichtung die Genauigkeit der von der Fernbedie nung gesendeten Daten verbessert werden kann, besteht kein Risiko eines fehlerhaften Betriebs, so daß eine hohe Bedienungsfreundlichkeit erreicht wird.

Bei der oben genannten zweiten und dritten Einrichtung läßt sich die Koordinatenposition der Fernbedienung zuverlässig auch dann nachwei sen, wenn mehrere Übertragungsarten verwendet werden.

Da bei der vierten und der fünften Einrichtung ein breiter Halbwertswin kel des Lichtmusters ebenso wie eine hohe Lichtstärke erzielbar ist, läßt sich der nutzbare Bereich sowie der Erfassungswinkelbereich verbrei tern.

Da bei der sechsten Einrichtung eine Krümmung in der Detektierwin kel-Kennlinie beim normalen Gebrauch seitens einer Bedienungsperson auch dann nicht stattfindet, wenn die Lichtmuster der Lichtabstrahlbau elemente variieren, erhält man eine gute Linearität der Cursorbewegung ansprechend auf die Bewegung der Fernbedienung. Hierdurch wiederum erhöht sich die Produktausbeute und verbessert sich die Bedienungs freundlichkeit.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine anschauliche Darstellung des Konzepts einer erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstellein richtung;

Fig. 2 eine Skizze zum Veranschaulichen des Prinzips der Winkelerfassung mit der erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung;

Fig. 3A, 3B und 3C Ansichten der Anordnung von Lichtabstrahlbau elementen bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstellein richtung;

Fig. 4 eine Detektierwinkel-Kennlinie entsprechend Lichtmustern der Koordinaten-Ferneinstelleinrich tung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine anschauliche Darstellung der Anordnung von Lichtabstrahlbauelementen in einer zweiten Aus führungsform der erfindungsgemäßen Koordina ten-Ferneinstelleinrichtung;

Fig. 6A, 6B und 6C anschauliche Darstellungen der Anordnung von Lichtabstrahlbauelementen bei einer dritten Aus führungsform der erfindungsgemäßen Koordina ten-Ferneinstelleinrichtung;

Fig. 7 eine Detektierwinkel-Kennlinie für den Fall, daß der Halbwertswinkel des mittleren Lichtabstrahl bauelements größer ist als bei den anderen Licht abstrahlbauelementen der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstell einrichtung;

Fig. 8 eine Detektierwinkel-Kennlinie für den Fall, daß der Halbwertswinkel des mittleren Lichtabstrahl bauelements schmaler ist als derjenige der übrigen Lichtabstrahlbauelemente bei der ersten Aus führungsform der erfindungsgemäßen Koordina ten-Ferneinstelleinrichtung;

Fig. 9A, 9B und 9 C Wellenformdiagramme, die das gesamte Format eines von einem Fernbedienteil in einer erfin dungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung kommenden Signals, Schaltdaten sowie einen Zeitsteuervorsatz für die Koordinatenerfassung und ein Koordinatenerfassungs-Trägersignal ver anschaulichen; und

Fig. 10 ein Blockdiagramm des Schaltungsaufbaus der erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstellein richtung.

Fig. 3A, 3B und 3C sind eine Vorder-, Seiten- bzw. Bodenansicht der Anordnung von Lichtabstrahlbauelementen einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung. Fig. 4 ist eine Detektierwinkel-Kennlinie für den Fall, daß die Halbwertswinkel der Lichtabstrahlbauelemente der Ferneinstelleinrichtung einander ähneln. Fig. 6A, 6B und 6C sind Vorder-, Seiten- und Bodenansichten von Lichtabstrahlbauelementen bei der dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Fernbedienteil 1 (dies wird im folgenden auch einfach als "Fernbedienung" bezeichnet), einen Monitor 2, eine Steuerung 3 und einen Fotoempfänger 4, der durch eine PIN-Fotodiode gebildet wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Koordinatenerfas sung sowie die Signalübertragung seitens des Fernbedienteils 1 beschrie ben.

Die weiter unten noch zu beschreibende Trägersignalerzeugung erfolgt durch das Fernbedienteil 1, und von der Steuerung 3 wird eine Winkel erfassung durchgeführt. Von dem Fernbedienteil 1 wird auf die Steue rung 3 ein Infrarotstrahl gesendet und nur in einer Richtung empfangen. Das Fernbedienteil 1 besitzt als Lichtabstrahlbauelemente fünf Leucht dioden (LEDs). Die Steuerung 3 berechnet die X- und Y-Koordinaten des Fernbedienteils 1 anhand der Lichtstärkenbilanz bei einem einzigen Fotoempfänger 4, der von dem Fernbedienteil 1 den Infrarotstrahl em pfängt. Die berechneten Daten der X- und Y-Koordinaten werden zu dem Monitor 2 übertragen, um einen Cursor 5 zu bewegen. Das Format der Signale, die von den LEDs gesendet werden, ist in den Fig. 9A, 9B und 9C dargestellt. Die Signale setzen sich jeweils aus einem Träger abschnitt mit 40 kHz für die Fernbedienung und einem Trägerabschnitt von 16 kHz zusammen, was niedriger ist als die normale Fernbedie nungsfrequenz.

Zunächst soll das Prinzip bei der Winkelerfassung in einer axialen Rich tung anhand der Fig. 2 beschrieben werden, wobei hier als Beispiel die X-Richtung gewählt ist.

Die X-Koordinate entspricht annähernd einem Winkel Θ, der zwischen der optischen Achse (diese ist durch eine strichpunktierte Linie darge stellt), welche das Fernbedienteil 1 mit dem Fotoempfänger 4 verbindet, und der Mittellinie des Fernbedienteils 2 gebildet wird.

Die Erfindung macht Gebrauch von den Lichtfeldern der LEDs. Wenn eine LED A eingeschaltet und anschließend eine LED B eingeschaltet wird, werden die Lichtmengen von den LEDs A und B in dem Foto empfänger 4 als Stromstärken I_A und I_B auf der optischen Achse als Beobachtungspunkt detektiert. Ein unter Verwendung dieser Stromstär ken und der Formel (1) ermittelter Wert stellt eine Annäherung an die projizierte X-Koordinate dar:

x = (I_A-I_B)/(I_A+I_B) (1)

Nach diesem Prinzip werden die Koordinaten in X- und Y-Richtung erfaßt. Was nun das Licht der Leuchtdiode angeht, so lassen sich ein gewisser Abstand und ein gewisser Winkel dann nicht erreichen, wenn nicht der Halbwertswinkel groß und die Lichtstärke hoch ist. Der Be griff Halbwertswinkel bedeutet einen Winkel, bei dem sich die Lichtstär ke der Leuchtdiode halbiert. Die Leuchtdiode (LED) ist dann nicht sinnvoll einsetzbar, wenn nicht der Halbwertswinkel einen gewissen Mindestwert aufweist, und wenn nicht die Lichtstärke hoch ist. Aller dings sind ein breiter Halbwertswinkel und eine hohe Lichtstärke ein ander zuwiderlaufende Forderungen. Anders ausgedrückt die Lichtstärke ist dann niedrig, wenn der Halbwertswinkel breit ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Lichtfeld, bei dem der Halbwertswinkel breit und die Lichtstärke hoch ist, indem Leuchtdioden (LEDs) in der nachfol gend erläuterten Weise kombiniert werden.

Fig. 3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Fig. 3 sind fünf Leuchtdioden in Form eines Kreuzes angeordnet. Anders ausgedrückt, es gibt eine mittlere LED 10C, eine sich oberhalb der LED 10C befindende und nach oben weisende LED 10U, eine sich unterhalb der LED 10C befindliche und nach unten weisende LED 10D, eine rechts bezüglich der LED 10C befindliche und nach rechts weisen de LED 10R und eine sich links von der LED 10C befindende und nach links weisende LED 10L. Diese Leuchtdioden werden abwechselnd zum Leuchten gebracht.

Die Leuchtdioden werden z. B. derart angesteuert, daß die Leuchtdioden Paare bilden, nämlich (10C+10R), (10C+10L), (10C+10U) und (10C+10D), wobei diese Paare alternierend eingeschaltet, d. h. zum Leuchten gebracht werden. In anderen Worten: die Leuchtdioden 10C und 10R werden für eine bestimmte Zeit gleichzeitig eingeschaltet, es werden die Leuchtdioden 10C und 10L für eine bestimmte Zeit gleich zeitig eingeschaltet, es werden die Leuchtdioden 10C und 10U für eine bestimmte Zeit gleichzeitig zum Leuchten gebracht, und dann werden für eine vorbestimmte Zeit die Leuchtdioden 10C und 10D eingeschaltet. Dieser Vorgang wird dann wiederholt.

In diesem Fall erhält man die X-Koordinate aus den Stromstärken IC+R und IC+L der Paare (10C+10R) und (10C+10L) an einem Beobachtungs punkt, indem man die obige Formal (1) verwendet, nämlich

x = k((I_C+R-I_C+L)/(I_C+R+I_C+L)) (2)

Außerdem erhält man die Y-Koordinate aus dem Stromstärken IC+U und I_C+D der Paare (10C+10U) und (10C+10D) an einem Beobachtungs punkt unter Verwendung der obigen Formel (1), nämlich

y = k((I_C+U-I_C+D)/(I_C+U+I_C+D)) (3)

Ein Kippwinkel oder Neigungswinkel β der Leuchtdioden 10U, 10D, 10R und 10L wird praktisch ähnlich wie deren Halbwertswinkel einge stellt.

Fig. 4 ist eine Detektierwinkel-Kennlinie dieser Ausführungsform. In dieser Kennlinie bedeutet die horizontale Achse einen Abweichungswin kel Θ des Fernbedienteils 1 während auf der vertikalen Achse der Nennwert aufgetragen wird, den man erhält, wenn der Maximalwert entsprechend der Formel (2) oder (3) 1 beträgt. Kurz gesagt, ein Nenn wert 0 bedeutet, daß die Lichtmengen von der rechten und der linken Leuchtdiode gleich groß sind. Wie der Graph zeigt, steigt die Kennlinie glatt und monoton an. In anderen Worten, die Steigung und die Linea rität der Kurve lassen sich dadurch justieren, daß man die Lichtstärke und den Montagewinkel der Leuchtdioden einstellt. Die Steigung wird flacher, wenn der Montagewinkel zunimmt, und die Kurve wird steiler, wenn der Montagewinkel abnimmt. Wenn der Nutzwinkel des Fernbe dienteils 1 in einem Bereich von ±15° liegt, ist die Kurve praktisch gestreckt, wie dies bei der Kennlinie in Fig. 4 zu sehen ist.

Wenn man annimmt, daß ein üblicher Fernsehschirm eine Diagonale von 20 bis 50 Zoll besitzt und eine Bedienungsperson üblicherweise aus einer Entfernung von zwei bis drei Metern auf den Bildschirm schaut, so liegt der Winkel, unter dem die Person das Fernbedienteil 1 in dieser Stellung auf den Bildschirm richtet, zwischen ±10° und 15°. Ferner ist es für das menschliche Verhalten typisch, daß das Fernbedienteil 1 bequem unter einem Winkel von ±15° im Betrachtungspunkt gehalten wird. Deshalb wird das Fernbedienteil 1 in vielen Fällen unter einem solchen Winkel gehandhabt.

Obschon der Kippwinkel der Leuchtdioden fast auf den oben erwähnten Halbwertswinkel dieses Bauelements eingestellt ist, gibt es bei den Halb wertswinkel von Leuchtdioden Schwankungen. Aus Kostengründen ist es schwierig, diese Schwankungen zu beseitigen. Wenn es allerdings bei den Halbwertswinkeln von Leuchtdioden Schwankungen gibt, ändert sich, auch wenn die Schwankungen nur geringfügig sind, die Form der Kennlinie, so daß man eine mit Biegungen oder Krümmungen, Wende punkten oder dergleichen behaftete Kurve erhält, wie sie in Fig. 2 ge zeigt. Als Folge davon bewegt sich der Cursor 5 auf dem Monitor 2 entlang einer Kurve auch dann, wenn das Fernbedienteil 1 geradlinig bewegt wird. Dies gilt insbesondere für den Umfangsbereich des Monitor-Bildschirms.

Wenn der Halbwertswinkel der mittleren Leuchtdiode 10C breiter als der der anderen Leuchtdioden ist, was z. B. auf die oben erwähnten Schwankungen zurückgeführt werden kann, so bedeutet dies durch das breitere Feld der mittleren Leuchtdiode 10C die Entstehung von Biegun gen oder Krümmungen in Fig. 7, durch die die Linearität beseitigt wird.

Wenngleich eine solche Verringerung der Linearität dadurch verhindert werden kann, daß man die Linearität über die Lichtstärke und den Mon tagewinkel der Leuchtdioden einstellt, läßt sich die Linearität dadurch verbessern, daß man das Fernbedienteil 1 in einem solchen Bereich einsetzt, in welchem kein Extremwert in der Detektierwinkel-Kennlinie auftritt. Eine solche Verbesserung wird unten anhand der Fig. 8 näher erläutert.

Bei diesem Beispiel ist der Halbwertswinkel der mittleren Leuchtdiode 10C schmal, während der Halbwertswinkel jeder der übrigen Leucht dioden breit ist. Berücksichtigt man die Schwankungen der Leuchtdio den, so erfolgt die Einstellung in der Weise, daß der Halbwertswinkel der mittleren Leuchtdiode 10C mit Sicherheit kleiner ist als diejenigen der übrigen Leuchtdioden, ungeachtet der Schwankungen unter den Leuchtdioden selbst.

Kurz gesagt, die Halbwertswinkel der Lichtmuster der jeweiligen Leuchtdioden werden folgendermaßen eingestellt:

LH_C LH_R, LH_L und LH_C LH_U, LH_D

wobei LH den Halbwertswinkel des Lichtmusters der betreffenden Leuchtdiode angibt und die Indizes C, R, L, U und D für die fünf Leuchtdioden in der Mitte (center), rechts, links, oben (upper) und unten (down) stehen.

Die Detektierwinkel-Kennlinie, die der obigen Formel entspricht, ist eine S-förmige Kennlinie, deren Extremwert aus dem Nutzwinkelbereich herausfällt, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Hier liefert die Kennlinie einen geradlinigen Abschnitt ohne jegliche Biegungen und Krümmungen bei Winkeln Θx im Bereich von ±15°, so daß bei diesen Winkeln eine gute Linearität erhalten wird. Wenngleich der Winkel Θx zwei Werte für einen Nennwert aufweist (die Ausgangssignale des Fotoempfängers sind gleich), wird durch Software-Verarbeitung festgestellt, welcher Winkel ausgewählt wird. Obschon beispielsweise die Zunahme des Werts I_C+I_R und die Abnahme des Werts I_C+I_L bedeuten, daß das Fern bedienteil 1 nach links gekippt ist, kann einer von zwei Winkeln Θx auch auf der Grundlage der Zunahme oder Abnahme des Nennwerts ausgewählt werden. Ein Lichtmuster, dessen Halbwertswinkel der obigen Formel genügt, läßt sich in zuverlässiger Weise dadurch erhalten, daß man die Leuchtdioden sortiert und vor jeder Leuchtdiode zusätzlich eine Linsenkappe anbringt.

Anhand der Fig. 5 wird im folgenden eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmal beschrieben.

Bei der zweiten, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind Leuchtdioden 10U, 10D, 10C, 10R und 10L beginnend auf der linken Seite in einer Linie angeordnet (diese Anordnung wird auch als "Typ mit linear unab hängigem Winkel" bezeichnet). Eine solche Anordnung der Leuchtdio den in einer Linie oder Zeile macht es möglich, das Fernbedienteil 1 dünner auszugestalten. Das Einschalten oder Erleuchten der Leuchtdio den ist bei dieser Ausführungsform ähnlich wie bei der oben beschriebe nen ersten Ausführungsform.

Als nächstes wird anhand der Fig. 6A, 6B und 6C eine dritte Ausfüh rungsform der Erfindung beschrieben. Die gleichen Bauteile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.

Bei dieser dritten Ausführungsform ist eine Leuchtdiode 10C in der Mitte zentriert angeordnet, während gemäß Fig. 6 Leuchtdioden 10LU, 10LD, 10RU und 10RD in schrägen Richtungen um die Mitte herum angeordnet sind.

Was nun das Einschalten oder Ansteuern der Leuchtdioden bei dieser dritten Ausführungsform angeht, so sind die Leuchtdioden in Gruppen mit jeweils drei Elementen zusammengefaßt, nämlich (10C+10LU+10LD), (10C+10RU+10RD), (10C+10LU+10RU) und (10C+10LD+10RD), wobei das Einschalten gruppenweise abwechselnd erfolgt. In anderen Worten: die Leuchtdioden 10C, 10LU und 10LD werden für eine bestimmte Zeit gleichzeitig eingeschaltet, die Leucht dioden 10C, 10RU und 10RD werden für eine vorbestimmte Zeit gleich zeitig eingeschaltet, die Leuchtdioden 10C, 10LU und 10RU werden für eine vorbestimmte Zeit gleichzeitig eingeschaltet, und die Leuchtdioden 10C, 10LD und 10RD werden für eine vorbestimmte Zeit gleichzeitig eingeschaltet. Dieser Vorgang wird dann wiederholt.

In diesem Fall erhält man die X-Koordinate aus den Stromstärken I_C+LU+LD und I_C+RU+RD der Gruppen (10C+10LU+10LD) und (10C+10RU+10RD) an einem Betrachtungspunkt unter Verwendung der obigen Formel (1), nämlich

x = k((I_C+LU+LD-I_C+RU+RD)/(I_C+LU+LD++I_C+RU-RD)) (4)

Die Y-Koordinate erhält man aus den Stromstärken I_C+LU+RU und I_C+LD+RD der Gruppen (10C+10LU+10RU) und (10C+10LD+10RD) an einem Betrachtungspunkt unter Verwendung der obigen Formel (1), nämlich

y = k((I_C+LU+RU-I_C+LD+RD)/(I_C+LU+RU+I_C+LD+RD)) (5)

Die Anordnung der Leuchtdioden gemäß Fig. 6 macht es möglich, das Lichtmusterfeld zu verbreitern und den detektierbaren Bereich sowie den Detektierwinkelbereich zu verbreitern.

Als nächstes wird anhand der Fig. 9A, 9B und 9C eine Lichtsignal- Beschreibung gegeben.

Fig. 9A, 9B und 9C sind anschauliche Darstellungen des Formats eines Signals von der Fernbedienung, von Schaltdaten und einem Koordinaten erfassungs-Zeitsteuervorsatz innerhalb des Signalformats, und eines Koordinatenerfassungs-Trägersignals in dem Signalformat. Dieses Signalformat entspricht den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen.

Wie oben erläutert, empfängt die Steuerung 3 von dem Fernbedienteil 2 abgestrahltes Infrarotlicht, und sie erfaßt den Winkel des Lichts gemäß dieser Ausführungsform. Ein von dem Fernbedienteil 2 emittiertes Licht signal wird im folgenden erläutert.

Von der Fernbedienung 1 wird das Lichtsignal in einem Format gesen det, welches zwei Muster in Form einer Einheit (ein Zyklus) gemäß Fig. 9A enthält. Eines der Muster enthält Schaltdaten 20 und einen Zeit steuervorsatz 21 für die Koordinatenerfassung in einem Schaltdatenab schnitt 23, wie er in Fig. 9B dargestellt ist, und das andere Muster enthält ein Koordinatenerfassungs-Trägersignal 24, wie es in Fig. 9C gezeigt ist. Die Schaltdaten 20 und der Koordinatenerfassungs-Zeit steuervorsatz 21 werden zuerst gesendet, und dann wird der Koordina tenerfassungs-Träger 24 gesendet.

Als erstes sollen anhand der Fig. 9B die Schaltdaten und der Koordina tenerfassungs-Zeitsteuervorsatz 21 beschrieben werden.

Die Fernbedienung 1 besitzt einen Schalter, der lediglich zum Zeigen dient, beispielsweise ähnlich wie bei einer Maus eine rechte und linke Taste sowie Auswahl- und Lösch-Schalter. Ein-Aus-Information für den Schalter ist in den Schaltdaten 20 enthalten.

Die Schaltdaten 20 und der Koordinatenerfassungs-Zeitsteuervorsatz 21 dienen auch als Zeitsteuervorsatz. Gemessen wird die Zeit von dem Anstieg des ersten Burst-Abschnitts, der in Fig. 9B gezeigt ist. Anderer seits wird die Zeit von dem Ansteigen des ersten Burst-Abschnitt bis zum Ansteigen des Koordinatenerfassungs-Trägers in der Steuerung festgelegt. Deshalb wird die Koordinatenerfassung dann begonnen, wenn die feste Zeitspanne nach dem Ansteigen des ersten Burst-Abschnitts vorbei ist. Somit dienen die Schaltdaten 20 und der Koordinatenerfas sungs-Zeitsteuervorsatz 21 auch als Zeitsteuervorsatz.

Ferner bilden die Schaltdaten 20 und der Koordinatenerfassungs-Zeit steuervorsatz 21 die in Fig. 9B veranschaulichten "Daten A" und "Daten B". Wenngleich die Daten A und Daten B den gleichen Inhalt besitzen, sind sie doch in bezug aufeinander umgekehrt. Ein Signal "0" der Daten A ist in den Daten B zu einem Signal "1" umgekehrt, und ein Signal "1" der Daten A ist in den Daten B zu einem Signal "0" umgedreht. Dies erhöht die Genauigkeit der Daten. In anderen Worten: wenn ir gendwo ein Datenfehler entsteht, liefert die Summe der Werte der Daten A und der Daten B keine Parität. Wenn die Daten A und die Daten B mit ihrem jeweiligen Informationsinhalt übereinstimmen, wird das Erfassen oder Detektieren der Positionskoordinaten begonnen. Eine Verifizier-Funktion ist durch Addieren und Senden von umgedrehten Signalen gegeben.

Der Koordinatenerfassungs-Träger 24 ist ein Zeitsteuersignal, welches das Einschalten der Leuchtdioden angibt, die in der Mitte, rechts, links, oben und unten in getrennten vier Lichtfeldern angeordnet sind, wie es oben erläutert wurde, und in der Steuerung 3 ist vorab die in vier Perio den aufgespaltene Einschaltreihenfolge abgespeichert. In anderen Worten: die Leuchtdioden 10C und 10R werden für eine vorbestimmte Zeit gleichzeitig eingeschaltet während einer Zeitdauer (C+R) des Koor dinatenerfassungs-Trägers 24, und dann werden die Leuchtdioden 10C+10L gleichzeitig für eine bestimmte Zeit in einer Zeitspanne (C+L) eingeschaltet. Anschließend werden in einer Zeitspanne (C+U) die Leuchtdioden 10C und 10U eingeschaltet, und dann werden in einer Zeitspanne (C+D) die Leuchtdioden 10C und 10D eingeschaltet. Bei der dritten Ausführungsform werden die Leuchtdioden in der Reihenfolge (C+RU+RD), (C+LU+LD), (C+LU+RU) und (+LD+RD) einge schaltet.

Was nun die Frequenz für die Schaltdaten und den Koordinatenerfas sungs-Zeitsteuervorsatz angeht, so wird von einer Frequenz Gebrauch gemacht, für die man den Begriff normales Fernbedienungs-Frequenz band benutzt, während der Koordinatenerfassungs-Träger eine niedrigere Frequenz als die normale Fernbedienungsfrequenz verwendet.

Als nächstes soll anhand der Fig. 10 der Aufbau der Koordinaten-Fern einstelleinrichtung erläutert werden.

Gemäß Fig. 10 ist eine Mehrzahl von Leuchtdioden (LEDs) 31 in einer Fernbedienung (Fernbedienteil) 30 angeordnet und mit einer CPU 33 über Stromverstärker 32 verbunden. Eine in der Fernbedienung 30 vorgesehene Taste 34 ist ebenfalls an die CPU 33 angeschlossen. Wenn die Taste 34 betätigt wird, um die Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung einzuschalten, wird Infrarotlicht (ein Winkeldetektierimpuls) von den Leuchtdioden 31 in dem oben erläuterten Signalformat ausgesendet, was durch die CPU 33 gesteuert wird. Weiterhin wird von den Leuchtdioden 31 auch ein Fernbediencode gesendet, indem Druckschalter verwendet werden, die auf der Fernbedienung 30 vorhanden sind, um den Kanal, die Lautstärke und dergleichen eines Fernsehgeräts einzustellen.

Eine Steuerung 40 enthält ein Sperrfilter 41 zum Sperren sichtbaren Lichts, so daß die Signale von den Leuchtdioden 31 empfangen werden, eine Linse 42, einen Fotoempfänger 43, ein eine variable Verstärkung aufweisende I/U-Einrichtung 44, einen ersten Verstärker variabler Ver stärkung, 45, ein erstes Bandpaßfilter (BPF) 46, eine Abtast- und Halte schaltung (S/H) 47, einen Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 48, eine CPU 49, einen ersten Wellenformer 50, einen zweiten Verstärker mit variabler Verstärkung, 51, ein zweites Bandpaßfilter (BPF) 52, einen Detektor 53, ein Tiefpaßfilter (TPF) 54 und einen zweiten Wellenformer 55.

Die oben beschriebene Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung arbeitet wie folgt:
Von den Leuchtdioden 31 der Fernbedienung 30 wird ein Signal in dem in Fig. 9 gezeigten Format gesendet. Die vorlaufenden Schaltdaten 20 und der Zeitsteuervorsatz 21 verwenden die normale Fernbedienungs frequenz.

Als erstes gelangt das Signal durch das Sperrfilter 41 für sichtbares Licht, wird von der Linse 42 gesammelt und von dem Fotoempfänger 43 empfangen, wodurch das Signal proportional in eine Stromstärke ab hängig von der Lichtstärke umgesetzt wird. Dieser Strom wird von der I/U-Einrichtung 44 variabler Verstärkung in eine Spannung umgesetzt. Die beim vorausgehenden Ereignis detektierte Spannung ist in der CPU 49 abgespeichert und wird zur entsprechenden Verstärkungseinstellung zurückgekoppelt. Diese Rückkopplung ändert die Verstärkungseinstellung der I/U-Einrichtung 44, und zwar abhängig von der Stärke des von dem Fotoempfänger 43 empfangenen Lichts.

Das den Schaltdaten 20 und dem Zeitsteuervorsatz 21 am Kopf des Signalformats von der Fernbedienung 30 entsprechende Signal gelangt durch die eine variable Verstärkung aufweisende I/U-Einrichtung 44 und tritt in den zweiten, eine variable Verstärkung aufweisenden Verstärker 51 ein. Der Verstärker 51 erfaßt seinerseits das Ausgangssignal und bringt es auf einen fixen Pegel. Von dem zweiten Bandpaßfilter 52 wird lediglich ein Trägersignal aus dem Fernbedienungs-Frequenzband durchgelassen, welches von dem Detektor 53 detektiert und über das Tiefpaßfilter 54 und den zweiten Wellenformer 55 geleitet wird, wo durch die Ausgangsdaten erzeugt werden können, welche den Schalt daten und dem Koordinator der Fassungs-Zeitsteuervorsatz entsprechen.

Das Ausgangssignal am zweiten Wellenformer 55 wird von der CPU 49 empfangen, es wird die oben angesprochene Verifizierung durchgeführt, und der oben erläuterte Koordinatenerfassungs-Träger 24 wird gesendet, nachdem nach dem Anstieg des ersten Burstabschnitts eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.

Der von der Fernbedienung 30 gesendete Koordinatenerfassungs-Träger 24 gelangt ebenfalls durch das Sperrfilter 41, wird von der Linse 42 gesammelt, und von dem Fotoempfänger 43 empfangen und proportio nal in eine Stromstärke umgesetzt, die von der Lichtstärke abhängt. Dieser Strom wird von der eine variable Verstärkung aufweisenden I/U- Einrichtung 44 in eine Spannung umgesetzt. Das Ausgangssignal der Einrichtung 44 tritt in den ersten, eine veränderliche Verstärkung auf weisenden Verstärker 45 ein und gelangt dann durch das erste Bandpaß filter 46. Weil das erste Bandpaßfilter 46 ein der Frequenz des Koor dinatenerfassungs-Trägers entsprechendes Bandpaßfilter ist, gelangt nur der Koordinatenerfassungs-Träger durch das erste Bandpaßfilter 46 und wird in die Abtast- und Halteschaltung 47 und den Analog-Digital-Um setzer 48 eingegeben. Das Ausgangssignal des ADU 48 gelangt in die CPU 49. Das über das erste Bandpaßfilter 46 gelangte Signal besitzt Sinusform, und sein Spitzenwert sowie sein unterer Wert werden von der Abtast- und Halteschaltung 47 erfaßt und gehalten. Um zwischen dem Spitzenwert und dem Tiefstwert zu unterscheiden, setzt der erste Wellenformer 50 die Sinuswelle in eine Rechteckwelle um, und die CPU 49 ermittelt die Spitze-Boden-Zeit durch Zeitmessung des Anstiegs und des Abfalls der Welle, um an die Abtast- und Halteschaltung 47 einen Abtast- und Haltebefehl zu geben.

Die CPU 49 fungiert als Steuereinrichtung innerhalb der Steuerung 40, und sie fungiert außerdem als arithmetische Einheit zum Berechnen von Koordinateninformation, die von der Fernbedienung 30 an die Steuerung 40 gesendet wird, basierend auf der Eingabe des Zeitsteuervorsatzes und der empfangenen Lichtabgabe. Die CPU 49 gibt diese Koordinateninfor mation an den Monitor, um die Bewegung des Cursors zu steuern. Wenn außerdem die Schaltdaten Zeiger-Schaltinformation enthalten, liefert die CPU 49 die Information an den Monitor, um dadurch das Schalten des Monitorbildschirms und dgl. zu steuern.

Als nächstes soll der Empfang des Fernbedien-Codes erläutert werden.

Wenn der Druckschalter zum Auswählen der Kanalnummer oder zum Einstellen der Lautstärke des Fernsehgeräts betätigt wird, sendet die Fernbedienung 30 ein Signal von der Leuchtdiode 31 in dem dem Druckschalter entsprechenden Infrarotlicht-Format in der gleichen Wei se, wie es bei einer üblichen Fernbedienung der Fall ist. Dieses Signal wird verarbeitet mit Hilfe des zweiten Verstärkers 51 veränderlicher Verstärkung, des zweiten Bandpaßfilters 52, des Detektors 53 und dgl., und es gelangt in die CPU 49 so wie bei dem oben erläuterten Prozeß des Schaltdaten 20 und des Zeitsteuervorsatzes 21. Die CPU 49 gibt den Fernbediencode entsprechend dem Druckschalter auf den Monitor, um dadurch das Umschalten zwischen Monitorkanälen und dgl. zu steuern.

Das normale Fernbediensignal kann auch von einer Verarbeitungsschal tung für die Fernbedienung verarbeitet werden, die in dem Fernsehgerät selbst vorhanden ist.

Gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gibt es keine Möglichkeit eines Fehlbetriebs, weil die Genauigkeit der von dem Fern bedienteil abgesendeten Daten verbessert ist. Hiermit ist die Bedienungs freundlichkeit gesteigert.

Gemäß der in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Erfindung läßt sich die Koordinatenposition des Fernbedienteils auch dann zuverlässig erfas sen, wenn mehrere Übertragungs-Betriebsart vorhanden sind.

Durch die Erfindung gemäß den Ansprüchen 4, 5 und 6 läßt sich der nutzbare Bereich und Erfassungswinkelbereich deshalb verbreitern, weil der Halbwertswinkel des Lichtmusters breit und die Lichtstärke hoch ist.

Durch die Erfindung gemäß den Ansprüchen 7 und 8 läßt sich eine gute Linearität der Cursorbewegung ansprechend auf die Bewegung des Fern bedienteils erzielen, da in der Detektierwinkel-Kennlinie unter dem normalerweise von einer Bedienungsperson genutzten Winkelbereich keine Krümmungen vorhanden sind, auch wenn es Schwankungen der Lichtmuster der Lichtabstrahlbauelemente gibt; hierdurch wird die Pro duktausbeute ebenso verbessert wie die Bedienungsfreundlichkeit gestei gert wird.

Claims

1. Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung, umfassend:

- ein Fernbedienteil (1, 30) mit einer Lichtabstrahleinrichtung (31) zum Abstrahlen von Licht; und
- eine Steuerung (3, 40), die eine vorgegebene Position dadurch erfaßt, daß sie Licht von dem Fernbedienteil aus der Entfer nung empfängt,

wobei ein Zyklus eines Lichtsignals von der Lichtabstrahleinrich tung (31) sich zusammensetzt aus Schaltdaten (20) und einem vor laufenden Koordinatenerfassung-Zeitsteuervorsatz (21) sowie einem Koordinatenerfassungs-Träger (24), von denen die Schaltdaten (20) und der Koordinatenerfassung-Zeitsteuervorsatz (21) die gleiche Frequenz benutzen wie das normale Fernbedienungs-Frequenzband, während die Frequenz des Koordinatenerfassungs-Trägers niedriger ist als die Frequenz der Schaltdaten und des Koordinatenerfassungs- Zeitsteuervorsatzes (21), die Schaltdaten (20) Ein-Aus-Information über einen Zeiger-Schalter enthalten, und die Koordinatenerfassung dann gestartet wird, wenn nach dem Anstieg eines Burstabschnitts der Schaltdaten eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.

2. Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung umfassend:

wobei ein Winkelerfassungssignal und ein Fernbediencode-Signal von dem Fernbedienteil (1, 30) gesendet werden und die Steuerung (3, 40) eine Verarbeitungsschaltung (51-55, 49) für das Fernbedien code-Signal, eine Verarbeitungsschaltung (45-48, 49, 50) für das Winkelerfassungssignal, und eine CPU (49) zum Steuern beider Signale aufweist.

3. Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal mit einer den Schaltdaten und einem Koordinatenerfassungs-Zeitsteuervorsatz (21) ent sprechenden Wellenform in der Verarbeitungsschaltung (51-55) für das Fernbediencode-Signal dadurch erhalten wird, daß ein zweiter Verstärker mit veränderlicher Verstärkung (51) ein Ausgangssignal für sich selbst detektiert und das detektierte Signal auf einen fixen Pegel einstellt, lediglich einen Fernbediencode des Fernbedienungs- Frequenzbandes mit Hilfe eines zweiten Bandpaßfilters (52) heraus greift und den Code durch einen Detektor (53) erfaßt, den Code durch ein Tiefpaßfilter (54) und einen zweiten Wellenformer (55) leitet, und in der Verarbeitungsschaltung (45-48, 50) für das Win kelerfassungssignal das Winkelerfassungssignal proportional in eine Stromstärke abhängig von der Lichtstärke mit Hilfe eines Foto empfängers (43) umgesetzt wird, der Strom von einem eine variable Verstärkung aufweisenden I/U-Bauelement in eine Spannung umge setzt wird, ein Ausgangssignal von diesem I/U-Bauelement (44) in einen ersten Verstärker (45) mit veränderlicher Verstärkung einge geben wird, und lediglich ein Koordinatenerfassungs-Träger (24) durch ein erstes Bandpaßfilter (46) hindurch geleitet und in die CPU (49) eingegeben wird.

4. Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung, umfassend:

wobei das Fernbedienteil (1, 30) ein mittleres Lichtabstrahlbau element (10C) aufweist, welches mittig angeordnet ist, und ein oberes, ein unteres, ein rechtes und ein linkes Lichtabstrahlbau element (10U, 10D, 10R, 10L) aufweist, die um das mittlere Licht abstrahlbauelement (10C) herum angeordnet und in solche Richtun gen gekippt angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen von dem mittleren Lichtabstrahlbauelement wegweisen.

5. Ferneinstelleinrichtung nach Anspruch 4, bei der das mittlere Licht abstrahlbauelement (10C) und das rechte Lichtabstrahlbauelement (10R) zu einem Paar gruppiert sind, das mittlere Lichtabstrahlbau element (10C) und das linke Lichtabstrahlbauelement (10L) zu einem Paar gruppiert sind, das mittlere Lichtabstrahlbauelement (10C) und das obere Lichtabstrahlbauelement (10U) zu einem Paar gruppiert sind, das mittlere Lichtabstrahlbauelement und das untere Lichtabstrahlbauelement (10D) zu einem Paar gruppiert sind und die vier Paare von Lichtabstrahlbauelementen abwechselnd eingeschaltet werden.

6. Ferneinstelleinrichtung nach Anspruch 4, bei der das rechte, das linke, das obere und das untere Lichtabstrahlbauelement in einer Reihe zentriert bzgl. des mittleren Lichtabstrahlbauelements ange ordnet sind.

7. Koordinaten-Ferneinstelleinrichtung, umfassend:

wobei das Fernbedienteil (1, 30) aufweist: ein mittleres Lichtab strahlbauelement (10C), welches mittig angeordnet ist, sowie ein oberes, ein unteres, ein rechtes und ein linkes Lichtabstrahlbau element (10U, 10D, 10R, 10L; 10LU, 10RU, 10LD, 10RD), die um das mittlere Lichtabstrahlbauelement (10C) herum angeordnet und in solche Richtungen gekippt sind, daß ihre optischen Achsen von dem mittleren Lichtabstrahlbauelement wegweisen, wobei der Halbwertswinkel des mittleren Lichtabstrahlbauelements (10C) gleich oder kleiner ist als die jeweiligen Halbwertswinkel des rech ten, des linken, des oberen und des unteren Lichtabstrahlbau elements.

8. Ferneinstelleinrichtung nach Anspruch 7, bei der das rechte, das linke, das obere und das untere Lichtabstrahlbauelement etwa auf einer Linie zentriert bzgl. des mittleren Lichtabstrahlbauelements angeordnet sind.