DE19701344A1 - Dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung, welche Koordinaten berechnen und eine Position eines Cursors (Positionsanzeigers) in einem dreidimensionalen Raum steuern kann.

Bei den drahtlosen Zeigevorrichtungen gibt es im allge­ meinen drahtlose Ultraschall-Zeigevorrichtungen, in welchen mehrere Ultraschall erzeugende Teile und Ultraschall empfan­ gende Sensoren so angeordnet sind, daß sich ihre Achsen in einem rechten Winkel gegenseitig kreuzen, um eine relative Phasendifferenz der abhängig von einer Zeigerichtung bewirk­ ten Ultraschallsignale bei der Berechnung der Koordinaten ei­ ner gezeigten Position zu nutzen, und drahtlose Infrarot- Zeigevorrichtungen, in welchen mehrere Infrarot erzeugende Teile und Infrarot empfangende Sensoren so angeordnet sind, daß sich ihre Achsen in einem rechten Winkel gegenseitig kreuzen, um eine relative Intensitätsdifferenz von abhängig von einer Zeigerichtung bewirkten Infrarotsignalen bei der Berechnung der Koordinaten einer gezeigten Position zu nut­ zen. Die drahtlose Ultraschall-Zeigevorrichtung wurde bereits vom selben Anmelder angemeldet (U.S. Patentanmeldung Nr. 580 757/08), und die Infrarot-Zeigevorrichtung wurde ebenfalls bereits vom selben Anmelder angemeldet (U.S. Patentanmeldung Nr. 679 644/08).

Jedoch weisen diese Ultraschall- oder Infrarot-Zeigevor­ richtungen, welche Zeigevorrichtungen zum Berechnen von Koor­ dinaten einer Position auf einer zweidimensionalen Ebene und zum Steuern einer Cursorposition sind, das Problem auf, daß die Zeigevorrichtungen auf keine dreidimensionale räumliche Position in einem Anzeigeraum einer dreidimensionalen Dar­ stellung, wie z. B. in einem Hologramm zeigen können.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung bereitzustellen, welche im wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen des Standes der Technik ver­ meidet.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Patentansprüche.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung erläutert und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Um­ setzen der Erfindung in die Praxis erfahren werden. Die Auf­ gaben und weiteren Vorteile der Erfindung werden durch den Aufbau realisiert und erhalten, der im besonderen in der Beschreibung und den Ansprüchen sowie in den beigefügten Zeichnung­ en ausgeführt ist.

Um diese und weitere Vorteile und in Übereinstimmung mit dem Ziel der Erfindung, so wie sie ausgeführt und ausführlich beschrieben wird, zu erreichen, weist die dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung auf:
eine Positionszeigeeinrichtung mit einem Infrarotstrah­ len-Emissionsteil und mehreren Ultraschallwellen-Erzeugungs­ teilen, die in einer vorbestimmten Achsenrichtung in vorbe­ stimmten Winkeln zum Emittieren eines Infrarotstrahls und zum Erzeugen mehrerer Ultraschallwellen mit unterschiedlichen Charakteristiken in einen Raum angeordnet sind;
eine Detektionseinrichtung mit einem Ultraschallwellen- Empfangssensor und mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssenso­ ren, die auf einem Körper eines elektronischen Gerätes an un­ terschiedlichen Stellen auf einer geraden Linie so befestigt sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Infrarot­ strahlen-Emissionsteil und zu den mehreren Ultraschallwellen- Erzeugungsteilen in der Positionszeigeeinrichtung liegen, um die Ultraschallwellen und das Infrarotsignal zu empfangen, die von der Positionszeigeeinrichtung gesendet werden;
eine Raumpositions-Analyseeinrichtung zum Digitalisieren mehrerer in der Detektionseinrichtung detektierter Infrarot­ signale und zum Detektieren einer relativen Phasendifferenz der Ultraschallwellen bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen detektiert werden;
eine Koordinatenberechnungseinrichtung zum Messen der Intensitäten der mehreren detektierten, in der Raumpositions- Analyseeinrichtung digitalisierten, Infrarotstrahlen, um ei­ nen ersten Koordinatenwert zu erhalten, zum Messen der Inten­ sitäten der mehreren Ultraschallwellen mit unterschiedlichen Charakteristiken, die an dem Ultraschallwellen-Empfangssensor empfangen werden, bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen von den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren detektiert werden, um einen zweiten Koordinatenwert zu erhal­ ten, und zum Berechnen einer gemittelten Laufzeit der Ultra­ schallwellen bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infra­ rotstrahlen von den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren detek­ tiert werden, um einen dritten Koordinatenwert zu erhalten, um dadurch eine dreidimensionale Relativposition zwischen der Positionszeigeeinrichtung und der Detektionseinrichtung zu ermitteln; und
eine Positionssteuereinrichtung, um die von der Koordi­ natenberechnungseinrichtung ermittelte Position als die aktu­ elle Position zu übernehmen, die durch eine Positionsbewegung der Positionszeigeeinrichtung relativ zu der Detektionsein­ richtung bewirkt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung vorgese­ hen, welche aufweist:
eine Positionszeigeeinrichtung mit einem Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteil und mehreren Infrarotstrahlen-Emissions­ teilen, die in einer vorbestimmten Achsenrichtung in einem vorbestimmten Winkel zum Erzeugen eines Ultraschallwellensi­ gnals und zum Emittieren mehrerer Infrarotstrahlensignale mit unterschiedlichen Charakteristiken in einen Raum angeordnet sind;
eine Detektionseinrichtung mit einem Ultraschallwellen- Empfangssensor und mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssenso­ ren, die auf einem Körper eines elektronischen Gerätes an un­ terschiedlichen Stellen auf einer geraden Linie so befestigt sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteil und zu den mehreren Infrarot­ strahlen-Emissionsteilen in der Positionszeigeeinrichtung liegen, um das Ultraschallwellensignal und die Infrarotstrah­ lensignale zu empfangen, die von der Positionszeigeeinrich­ tung gesendet werden;
eine Raumpositions-Analyseeinrichtung zum Digitalisieren der mehreren in der Detektionseinrichtung detektierten Infra­ rotsignale und zum Detektieren einer Phase des Ultraschall­ wellensignals bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem die In­ frarotstrahlen detektiert werden;
eine Koordinatenberechnungseinrichtung zum Messen detek­ tierter Intensitäten der mehreren in der Raumpositions-Ana­ lyseeinrichtung digitalisierten Infrarotstrahlen, um einen ersten Koordinatenwert zu erhalten, zum Messen detektierter Intensitäten der mehreren Infrarotsignale mit unterschiedli­ chen Charakteristiken, die an einem von den mehreren Infra­ rotstrahlen-Empfangssensoren empfangen werden, um einen zwei­ ten Koordinatenwert zu erhalten, und zum Berechnen einer ge­ mittelten Laufzeit der Ultraschallwellen bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen von den Infrarot­ strahlen-Empfangssensoren detektiert werden, um einen dritten Koordinatenwert zu erhalten, um dadurch eine dreidimensionale Relativposition zwischen der Positionszeigeeinrichtung und der Detektionseinrichtung zu ermitteln; und
eine Positionssteuereinrichtung, um die von der Koordi­ natenberechnungseinrichtung ermittelte Position als die aktu­ elle Position zu übernehmen, die durch eine Positionsbewegung der Positionszeigeeinrichtung relativ zu der Detektionsein­ richtung bewirkt wird.

Es ist selbstverständlich, daß sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachstehend detaillierte Beschreibung nur exemplarischer und erläuternder Natur sind und eine ausführlichere Erläuterung der Erfindung gemäß den Ansprüchen bereitstellen sollen.

Die begleitenden Zeichnungen, welche zum besseren Verständnis der Erfindung beigefügt sind und in diese Beschreibung integriert sind und einen Teil davon bil­ den, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2a eine Vorderansicht einer Anordnung der Ultraschall­ wellen-Erzeugungsteile und des Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteils in der in Fig. 1 dargestellten Positions­ zeigeeinrichtung;

Fig. 2b eine Seitenansicht der Anordnung der Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteile und des Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteils in der in Fig. 1 dargestellten Positions­ zeigeeinrichtung;

Fig. 3a eine Draufsicht auf eine Strahlverteilung der Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteile und des Infrarotstrah­ len-Emissionsteils in der in Fig. 1 dargestellten Po­ sitionszeigeeinrichtung;

Fig. 3b eine Seitenansicht auf eine Strahlverteilung der Ul­ traschallwellen-Erzeugungsteile und des Infrarot­ strahlen-Emissionsteils in der in Fig. 1 dargestell­ ten Positionszeigeeinrichtung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Positionszeigeeinrichtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Signalempfangseinrichtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7a eine Vorderansicht einer Anordnung der Infrarotstrah­ len-Emissionsteile und des Ultraschallwellen-Erzeu­ gungsteils in der in Fig. 6 dargestellten Positions­ zeigeeinrichtung;

Fig. 7b eine Seitenansicht der Anordnung der Infrarotstrah­ len-Emissionsteile und des Ultraschallwellen-Erzeu­ gungsteils in der in Fig. 6 dargestellten Positions­ zeigeeinrichtung;

Fig. 8a eine Draufsicht auf eine Strahlverteilung der Infra­ rotstrahlen-Emissionsteile und des Ultraschallwellen- Erzeugungsteils in der in Fig. 6 dargestellten Posi­ tionszeigeeinrichtung;

Fig. 8b eine Seitenansicht auf eine Strahlverteilung der In­ frarotstrahlen-Emissionsteile und des Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteils in der in Fig. 6 dargestellten Positionszeigeeinrichtung;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Positionszeigeeinrichtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer vierten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer fünften Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung.

Nun wird im Detail auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

Eine dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist ganz allgemein ein elektroni­ sches Gerät, welches ein Zeigeziel ist, und eine Positions­ zeigeeinrichtung zum Zeigen auf das Ziel auf. Das elektroni­ sche Gerät ist ein allgemeiner Begriff für elektronische Ge­ räte, wie z. B. für einen Anzeigeschirm für Fernsehgeräte und Monitore, Mikrocomputer, Textverarbeitungssysteme, Workstati­ ons, Roboter und Peripheriegeräte großer Computer. Bei der Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird der Anzeigeschirm oder Anzeigevorrichtung als ein Beispiel erläutert. Die Positions­ zeigeeinrichtung kann eine Fernsteuerung, ein Ring an einem Finger, eine Maus, ein Stift oder ein Schreibgerät sein, und ein Signal an das elektronische Gerät mit oder ohne Kabel übertragen.

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer dreidi­ mensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei ein An­ zeigeschirm 31 dargestellt ist, welcher Infrarotstrahlen-Em­ pfangssensoren 32A und 32B, die auf einem unteren (bzw. obe­ ren) Teil des Anzeigeschirms 31 an dessen beiden Enden in ei­ nem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt in einer X-Achsen-Richtung befestigt sind, und einen Infrarotstrahlen- Empfangssensor 32C und einen Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 aufweist, die in der Mitte des unteren Teils befestigt sind.

Fig. 2a und 2b stellen eine Vorder- und Seitenansicht einer Anordnung der Ultraschallwellen-Erzeugungsteile (Schallwandler) 11A und 11B und des Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteils 12 in der in Fig. 1 dargestellten Positionszeige­ einrichtung dar, wobei man sehen kann, daß jedes Ultraschall­ wellen-Erzeugungsteil 11A und 11B in einer Y-Achsen-Richtung mit einem Winkel α zwischen diesen angeordnet sind und das Infrarotstrahlen-Emissionsteil 12 zwischen den Ultraschall­ wellen-Erzeugungsteilen 11A und 11B angeordnet ist. Die Posi­ tionszeigeeinrichtung und die Empfangseinrichtung sind so an­ geordnet, daß ihre Achsenrichtungen zueinander orthogonal sind. Fig. 3a und 3b stellen eine Drauf- und Seitenansicht auf eine Strahlverteilung der Ultraschallwellen-Erzeugungs­ teile und des Infrarotstrahlen-Emissionsteils in der in Fig. 1 dargestellten Positionszeigeeinrichtung dar.

Fig. 4 stellt ein Blockdiagramm der Positionszeigeein­ richtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrich­ tung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung dar.

Gemäß Fig. 4 enthält die Positionszeigeeinrichtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Tast- Eingabeteil 13 mit Tasten zum Bewegen eines Cursors und Ein­ geben von Auswahlbefehlen und Operationsbefehlen, ein Erzeu­ gungsteil 14 für periodische Impulse, um ein Tastensignal aus dem Tast-Eingabeteil 13 zum Erzeugen periodischer Impulse ei­ ner Code-Identifikationswellenform und einer Synchronisati­ ons-Identifikationswellenform zu empfangen, ein Signalerzeu­ gungsteil 15 zum Umwandeln des in dem Erzeugungsteil 14 für periodische Impulse erzeugten periodischen Impulssignals in Ultraschallwellen P1 und P2 und ein Infrarotstrahlensignal P3 mit unterschiedlichen Charakteristiken und zum Überlagern mit Trägersignalen fc1 und fc2, ein Trägererzeugungsteil 16 zum Erzeugen eines Ultraschall-Trägersignals fc1 und eines Infra­ rot-Trägersignals fc2 und zum Anlegen an das Signalerzeu­ gungsteil 15, um eine Störung oder Interferenz der Ultra­ schallwellen und des Infrarotsignals während des Sendens zu verhindern, und mehrere Signalerzeugungsteile wie Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteile 11A und 11B und ein Infrarot­ strahlen-Emissionsteil 12 zum Senden der Ultraschallwellen P1+fc1 und P2+fc2 und des Infrarotsignals P3+fc2 aus dem Si­ gnalerzeugungsteil 15 in einen Raum. Die Ultraschallwellen- Erzeugungsteile 11A und 11B und das Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteil 12 von den mehreren Signalerzeugungsteilen sind in einer Y-Achsen-Richtung in einem vorbestimmten Winkel α ange­ ordnet.

Fig. 5 stellt ein Blockdiagramm einer Signalempfangsein­ richtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrich­ tung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung dar.

Gemäß Fig. 5 enthält die Signalempfangseinrichtung in einer dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Detek­ tionseinrichtung 30 zum Detektieren der Ultraschallwellen und der Infrarotstrahlen, die an den Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren 32A, 32B und 32C und dem Ultraschallwellen-Empfangs­ sensor 33 empfangen werden, die auf dem Anzeigeschirm 31 in vorbestimmten Abständen voneinander entfernt in der X-Achsen- Richtung quer in einem rechten Winkel zu den Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteilen 11A und 11B und dem Infrarotstrahlen- Emissionsteil 12 in der Positionszeigeeinrichtung 10 befe­ stigt sind, eine Raumpositions-Analyseeinrichtung 40 zum Di­ gitalisieren der von der Detektionseinrichtung 30 detektier­ ten Infrarotsignale und zum Detektieren relativer Phasendif­ ferenzen der Ultraschallwellen bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem die Infrarotsignale detektiert werden, einen Mi­ krocomputer 50, zur Nutzung von Intensitäten der in der Raum­ positions-Analyseeinrichtung 40 digitalisierten Infrarot­ strahlensignale und von Phasen der Ultraschallwellensignale zur Erzielung von X-, Y-, Z-Koordinaten einer Position, um die relative dreidimensionale Position zwischen der Positi­ onszeigeeinrichtung 10 und der Detektionseinrichtung 30 zu ermitteln, und eine Positionssteuereinrichtung 60, um die von dem Mikrocomputer 50 ermittelte dreidimensionale Position, die durch eine relative Bewegung der Positionszeigeeinrich­ tung relativ zu der Detektionseinrichtung 30 bewirkt wird, bei der Steuerung eines Steuerziels wie z. B. eines Cursors oder eines Menüs als die aktuelle Position zu übernehmen.

Die Detektionseinrichtung 30 enthält die Infrarotstrah­ len-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C, um jeweils den von den Positionszeigeeinrichtung 10 gesendeten Infrarotstrahl zu em­ pfangen, Verstärkungs- und Filterungsteile 34-1, 34-2 und 34-4, um die an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C empfangenen schwachen Infrarotsignale zu verstärken und Infrarotsignale eines Trägerfrequenzbandes passieren zu lassen, Hüllkurvendetektoren 35-1, 35-2 und 35-4 zum Entfer­ nen von Trägersignalen aus den Infrarotsignalen aus den Ver­ stärkungs- und Filterungsteilen 34-1, 34-2 und 34-4, um In­ tensitätspegel von an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C empfangenen Lichtanteilen zu detektieren, den Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 zum Empfangen des von der Positionszeigeeinrichtung 10 gesendeten Ultraschallwel­ lensignals, ein Verstärkungs- und Filterungsteil 34-3, um das an dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 empfangene schwa­ che Ultraschallwellensignal zu verstärken und das Ultra­ schallwellensignal des Trägerfrequenzbandes passieren zu las­ sen, einen Hüllkurvendetektoren 35-3 zum Entfernen des Trä­ gersignals aus dem Ultraschallwellensignal aus den Verstär­ kungs- und Filterungsteil 34-3, um einen Intensitätspegel der an den Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 empfangenen Ultra­ schallwelle zu detektieren.

Die Raumpositions-Analyseeinrichtung 40 enthält einen ADC (Analog/Digital-Wandler) 41 zum umwandeln von Ausgangs­ signalen der Infrarot-Hüllkurvendetektoren 35-1, 35-2 und 35-4, einen Komparator 42 zum Vergleichen des Infrarotstrahlen­ signals aus dem Hüllkurvendetektor 35-2 mit einem internen Referenzsignal, um es in eine Rechteckwelle, d. h., in ein Zeittaktsignal zur Verwendung als ein Referenzsignal bei der Koordinatenberechnung und Codeanalyse umzuwandeln, einen Kom­ parator 43 zum Vergleichen des Ultraschallwellensignals aus dem Ultraschall-Hüllkurvendetektor 35-3 mit einem internen Referenzsignal, um es in ein Zeittaktsignal umzuwandeln, ei­ nen Phasendifferenzdetektor 44 zum Detektieren einer relati­ ven Phasendifferenz des Ultraschallwellensignals aus dem Kom­ parator 43 bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem der Infra­ rotstrahl von dem Komparator 42 detektiert wird, und einen Taktgenerator 45 zum Erzeugen und Anlegen von Taktsignalen an den Phasendifferenzdetektor 44.

In der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung ge­ mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorstehende erwähnte System aufweist, erzeugt bei dem Empfang eines Tastensignals von den verschiedenen Tasten­ signalen (beispielsweise von Tasten zum Bewegen eines Cursors und Eingeben von Auswahlbefehlen und operationsbefehlen usw.) über das Tast-Eingabeteil 13, das Erzeugungsteil 14 für peri­ odische Impulse periodische Impulse mit einer Code-Identi­ fikationswellenform gemäß dem angelegten Tastensignal und er­ zeugt zusätzlich periodische Impulse mit einer Synchronisati­ ons-Identifikationswellenform für ein Tastensignal eines Cur­ sorbewegungsbefehls, wandelt Ultraschallwellensignale P1 und P2 mit unterschiedlichen Charakteristiken und ein Infrarot­ strahlensignal P3 um, und legt es an das Signalerzeugungsteil 15 an. In diesem Augenblick erzeugt und legt das Trägererzeu­ gungsteil 16 ein Ultraschall-Trägersignal fc1 und ein Infra­ rot-Trägersignal fc2 an das Signalerzeugungsteil 15 an, um eine Störung oder Interferenz der Ultraschallwellen und des Infrarotstrahlensignals während des Sendens zu verhindern.

Das Signalerzeugungsteil 15 überlagert das Ultraschall- Trägersignal fc1 und ein Infrarot-Trägersignal fc2 aus dem Trägererzeugungsteil 16 mit den Ultraschallwellensignalen P1 und P2 mit unterschiedlichen Charakteristiken und dem Infra­ rotstrahlensignal P3 aus dem Erzeugungsteil 14 für periodi­ sche Impulse und sendet die überlagerten Ultraschallwellen P1+fc1 und P2+fc1 und den Infrarotstrahl P3+fc2 über die Ul­ traschallwellen-Erzeugungsteile 11A und 11B bzw. das Infra­ rotstrahlen-Emissionsteil 12 in einen Raum. In diesem Augen­ blick wird das in dem Erzeugungsteil 14 für periodische Im­ pulse erzeugte periodische Impulssignal in den meisten Fällen auf die Infrarotsignale gepackt. Die Verteilung der über die Ultraschallwellen-Erzeugungsteile 11A und 11B bzw. das Infra­ rotstrahlen-Emissionsteil 12 in den Raum gesendeten Ultra­ schallwellen bzw. des Infrarotstrahls ist so, wie sie in Fig. 3a und 3b dargestellt ist.

Die Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C in der Detektionseinrichtung 30, die an beiden Enden und mit­ tig in einer x-Achsen-Richtung in vorbestimmten Abständen voneinander entfernt an einem unteren Teil des Anzeigeschirm 31 angeordnet sind, empfangen den von der Positionszeigeein­ richtung 10 gesendeten Infrarotstrahl und legen ihn an die Verstärkungs- und Filterungsteile 34-1, 34-2 und 34-4 an, die mit den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B bzw. 32C verbunden sind. Und der an dem unteren Teil des Anzeige­ schirms 31 in der X-Achsen-Richtung in einem vorbestimmten Abstand von dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32C entfernt in der Mitte des Anzeigeschirms 31 angebrachte Ultraschall­ wellen-Empfangssensor 33 empfängt das von der Positionszeige­ einrichtung 10 ausgesendete Ultraschallwellensignal und legt es an das Verstärkungs- und Filterungsteil 34-3 an.

Demzufolge verstärkt das Verstärkungs- und Filterungs­ teil 34-1 das an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32A emp­ fangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenz­ band an den Hüllkurvendetektor 35-1, und der Hüllkurvendetek­ tor 35-1 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-1, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32A empfangenen Lichtintensität zu detektieren. Das Verstärkungs- und Filte­ rungsteil 34-2 verstärkt das an dem Infrarotstrahlen-Em­ pfangssensor 32C empfangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüllkurvendetektor 35-2, und der Hüllkurvendetektor 35-2 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-2, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32C empfangenen Lichtintensität zu detektieren. Das Verstär­ kungs- und Filterungsteil 34-3 verstärkt das von dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor 33 empfangene Ultraschallwellen­ signal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüll­ kurvendetektor 35-3, und der Hüllkurvendetektor 35-3 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-3, um einen Pegel der an dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor 33 empfangenen akustischen Inten­ sität zu detektieren. Und das Verstärkungs- und Filterungs­ teil 34-4 verstärkt das an dem Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensor 32B empfangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüllkurvendetektor 35-4, und der Hüllkurvendetektor 35-4 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-4, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32B empfangenen Lichtintensität zu detektieren.

Die Ausgangssignale von den Infrarot-Hüllkurvendetek­ toren 35-1, 35-2 und 35-4 werden an den ADC 41 angelegt, in entsprechende digitale Signale digitalisiert und an dem Mikrocomputer 50 angelegt. Das Ausgangssignal aus dem Infrarot­ strahlen-Hüllkurvendetektor 35-2 wird in dem Komparator 42 mit einem internen Referenzsignal verglichen und in ein Zeit­ taktsignal umgewandelt, mittels welchem eine Analyse von Zei­ tintervallen möglich ist, um diese als eine Referenz bei der Codeanalyse und der Koordinatenberechnung zu verwenden. Das Ausgangssignal aus dem Ultraschallwellen-Hüllkurvendetektor 35-3 wird in dem Komparator 43 mit einem internen Referenzsi­ gnal verglichen und in ein dem Ausgangssignal entsprechendes Zeittaktsignal umgewandelt. In diesem Augenblick wird das Ausgangssignal aus dem Komparator 42 sowohl an den Mikrocom­ puter 50 zum Analysieren eines Codes als auch an den Phasen­ differenzdetektor 44 zum Berechnen von Koordinaten angelegt. Der Phasendifferenzdetektor 44 detektiert eine Phasendiffe­ renz des Ultraschallwellensignals aus dem Komparator 43 bezo­ gen auf das Infrarotstrahlensignal aus dem Komparator 42 und legt es an den Mikrocomputer 50 an.

Der Mikrocomputer 50 verwendet die Zeitintervalle in dem Zeittaktsignal aus dem Komparator 42 bei der Analyse einer Code-Identifikationswellenform und einer Synchronisations- Identifikationswellenform, führt einen allgemeinen Ablauf aus, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode ist, der keine Bewegung des Cursors erfordert, und berechnet X-, Y-, Z-Koordinaten von Daten aus der Raumpositions-Analyseein­ richtung 40, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode für eine Bewegung des Cursors ist. Daher benutzt der Mikrocompu­ ter 50 dann, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode für eine Bewegung des Cursors ist, da die Intensitätspegel des Infrarotstrahls aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 12 an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B eine von den X-Achsen-Winkeln zwischen dem Infrarotstrahlensignal und den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B abhängige relative Differenz zeigen, dieses Phänomen zur Berechnung der X-Achsen-Koordinate. Das heißt, daß dann, wenn der Infrarot­ strahl mittels der Positionszeigeeinrichtung 10 gesendet wird, der Mikrocomputer 50 die Intensitätspegeldifferenz(en) des an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B oder an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C de­ tektierten Infrarotstrahls berechnet, um die X-Koordinate zu erhalten.

Da ferner die Intensitätspegel der Ultraschallwellen aus den Ultraschallwellen-Erzeugungsteilen 11A und 11B, die an dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 empfangen werden, ei­ ne von den Y-Achsen-Winkeln zwischen den Ultraschallwellen und dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 abhängige relati­ ve Differenz zeigen, benutzt der Mikrocomputer 50 dieses Phä­ nomen zur Berechnung der Y-Achsen-Koordinate. D.h., es werden bezogen auf einen Detektionszeitpunkt des Infrarotstrahlensi­ gnals aus dem Komparator 42 eine Laufzeitdifferenz der Ultra­ schallwelle aus dem Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 11A zu dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 und eine Laufzeitdif­ ferenz der Ultraschallwelle aus dem Ultraschallwellen-Er­ zeugungsteil 11B zu dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 erhalten, und eine relative Differenz der zwei Zeitdifferen­ zen wird wiederum bei der Berechnung der Y-Achsen-Koordinate erhalten. Dieses ist möglich, weil der Infrarotstrahl ein Licht ist, und die Ultraschallwellen akustische Wellen sind, was bewirkt, daß die Laufzeit des Infrarotstrahls zu der Emp­ fangseinrichtung kürzer ist als die Laufzeit der Ultraschall­ wellen zu der Empfangseinrichtung.

Ferner wird unter Bezug auf einen Detektionszeitpunkt des Infrarotstrahlensignals aus dem Komparator 42 eine Lauf­ zeitdifferenz der Ultraschallwelle aus dem Ultraschallwellen- Erzeugungsteil 11A zu dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 und eine Laufzeitdifferenz der Ultraschallwelle aus der den Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 11B zu dem Ultraschallwel­ len-Empfangssensor 33 erhalten, und ein Mittelwert der zwei Differenzen für den Erhalt der Z-Achsen-Koordinate verwendet.

Somit erzielt der Mikrocomputer 50 die X-, Y-, Z-Achsen- Koordinaten um die dreidimensionale relative Positionsdiffe­ renz zwischen der Positionszeigeeinrichtung 10 und der Detek­ tionseinrichtung 30 zu ermitteln, und die Positionssteuerein­ richtung 55 übernimmt die von dem Mikrocomputer 50 ermittelte dreidimensionale Position als die der momentanen Cursorposi­ tion entsprechende Positionsbewegung zwischen der Positions­ zeigeeinrichtung 10 und der Detektionseinrichtung 30, und be­ wegt den Cursor an die dreidimensionale Position.

Die Positionszeigeeinrichtung 10 kann dazu verwendet werden, Ultraschallwellen mit derselben Trägerfrequenz zu verschiedenen Zeitpunkten oder Ultraschall­ wellen mit voneinander unterschiedlichen Trägerfrequenzen gleichzeitig zu senden.

Fig. 6 stellt eine perspektivische Ansicht einer dreidi­ mensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, deren Positi­ onszeigeeinrichtung sich von der der ersten Ausführungsform unterscheidet, aber die Empfangseinrichtung mit der der er­ sten Ausführungsform identisch ist. Das heißt, die Empfangs­ einrichtung weist Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B, die auf beiden Enden eines unteren Teils (bzw. oberen Teils) des Anzeigeschirms 31 in einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt in einer X-Achsen-Richtung angebracht sind, und einen Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32C und einen Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 auf, die in einer Mitte zwischen diesen angebracht sind.

Fig. 7a und 7b stellen Vorder- und Seitenansichten einer Anordnung der Infrarotstrahlen-Emissionsteile 21A und 21B und des Ultraschallwellen-Erzeugungsteils 22 in der in Fig. 6 dargestellten Positionszeigeeinrichtung 20 dar, wobei man se­ hen kann, daß die Infrarotstrahlen-Emissionsteile 21A und 21B in einer Y-Achsen-Richtung mit einem Winkel α zwischen diesen angeordnet sind und das Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 22 zwischen den Infrarotstrahlen-Emissionsteilen 21A und 21B an­ geordnet ist. Die angeordneten Achsenrichtungen der Positi­ onszeigeeinrichtung und der Empfangseinrichtung sind zueinan­ der orthogonal. Fig. 8a und 8b stellen Drauf- und Seitenan­ sichten auf eine Strahlverteilung der Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteile und des Ultraschallwellen-Erzeugungsteils der in Fig. 6 dargestellten Positionszeigeeinrichtung dar.

Fig. 9 stellt ein Blockdiagramm der Positionszeigeein­ richtung 20 in der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrich­ tung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung dar.

Gemäß Fig. 9 enthält die Positionszeigeeinrichtung 20 in der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Tast- Eingabeteil 23 mit Tasten zum Bewegen eines Cursors und zum Eingeben von Auswahlbefehlen und Operationsbefehlen, ein Er­ zeugungsteil 24 für periodische Impulse für den Empfang eines Tastensignals aus dem Tast-Eingabeteil 13 zum Erzeugen peri­ odischer Impulse mit einer Code-Identifikationswellenform und einer Synchronisations-Identifikationswellenform, ein Signal­ erzeugungsteil 25 zum Umwandeln des in dem Erzeugungsteil 24
für periodische Impulse erzeugten periodischen Impulssignals in Infrarotstrahlensignale P11 und P12 und ein Ultraschall­ wellensignal P13 mit unterschiedlichen Charakteristiken und zum Überlagern mit Trägersignalen fc11 und fc12, ein Trä­ gererzeugungsteil 26 zum Erzeugen eines Infrarot-Trägersignals fc11 und eines Ultraschallwellen-Trägersignals fc12 und zum Anlegen an das Signalerzeugungsteil 25, um eine Störung oder Interferenz der Infrarotsignale und der Ultraschallwelle wäh­ rend des Sendens zu verhindern, und mehrere Signalerzeugungs­ teile wie Infrarotstrahlen-Emissionsteile 21A und 21B und ein Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 22 zum Senden der Infrarot­ signale P11+fc11 und P12+fc12 und der Ultraschallwelle P13+fc12 aus dem Signalerzeugungsteil 25 in einen Raum. Die Infrarotstrahlen-Emissionsteile 21A und 21B und das Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteil 22 von den mehreren Signalerzeu­ gungsteilen sind in einer Y-Achsen-Richtung in einem vorbe­ stimmten Winkel α angeordnet.

Ein System der Empfangseinrichtung der zweiten Ausfüh­ rungsform wird nicht dargestellt, da das System mit dem der ersten Ausführungsform identisch ist. Da sich jedoch das Raumpositions-Analyseverfahren der Empfangseinrichtung der zweiten Ausführungsform von der Empfangseinrichtung der er­ sten Ausführungsform aufgrund des Unterschiedes der Positi­ onszeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform zu der der ersten Ausführungsform unterscheidet, wird das System der Po­ sitionszeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform unter Be­ zugnahme auf Fig. 5 erläutert.

Gemäß Fig. 5 enthält die Signalempfangseinrichtung in der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine De­ tektionseinrichtung 30 zum Detektieren der Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlen, die an mehreren Infrarotstrahlen- Empfangssensoren 32A, 32B und 32C und an dem Ultraschallwel­ len-Empfangssensor 33 empfangen werden, die auf dem Anzeige­ schirm 31 in vorbestimmten Abständen in der X-Achsen-Richtung voneinander entfernt quer in einem rechten Winkel zu den meh­ reren Infrarotstrahlen-Emissionsteilen 21A und 21B und dem Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 22 in der Positionszeigeein­ richtung 20 angeordnet sind, eine Raumpositions-Analyse­ einrichtung 40 zum Digitalisieren der von der Detektionsein­ richtung 30 detektierten Infrarotsignale und zum Detektieren einer Phasendifferenz der Ultraschallwellen bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infrarotsignale detektiert werden, einen Mikrocomputer 50 zur Nutzung der Intensitäten von in der Raumpositions-Analyseeinrichtung 40 digitalisierten In­ tensitäten der Infrarotsignale und von Phasen der Ultra­ schallwellensignale zum Erzielen von X-, Y-, Z-Koordinaten einer Position, um eine relative dreidimensionale Position zwischen der Positionszeigeeinrichtung 20 und der Detektions­ einrichtung 30 zu ermitteln, und eine Positionssteuereinrich­ tung 60, um die von dem Mikrocomputer 50 ermittelte dreidi­ mensionale Position, die durch eine relative Bewegung der Po­ sitionszeigeeinrichtung relativ zu der Detektionseinrichtung 30 bewirkt wird, bei der Steuerung eines Steuerziels wie z. B. eines Cursors oder eines Menüs als die aktuelle Position zu übernehmen.

Die Detektionseinrichtung 30 enthält die mehreren Infra­ rotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C, um jeweils die von der Positionszeigeeinrichtung 20 gesendeten Infrarot­ strahlen zu empfangen, Verstärkungs- und Filterungsteile 34-1, 34-2 und 34-4, um die an den Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren 32A, 32B bzw. 32C empfangenen schwachen Infrarotsi­ gnale zu verstärken und die Infrarotsignale eines Trägerfre­ quenzbandes passieren zu lassen, Hüllkurvendetektoren 35-1, 35-2 und 35-4 zum Entfernen der Trägersignale aus den Infra­ rotsignalen aus den Verstärkungs- und Filterungsteilen 34-1, 34-2 und 34-4, um Intensitätspegel von an den Infrarotstrah­ len-Empfangssensor 32A, 32B bzw. 32C empfangenen Lichtantei­ len zu detektieren, den Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 zum Empfangen des von der Positionszeigeeinrichtung 20 gesen­ deten Ultraschallwellensignals, ein Verstärkungs- und Filte­ rungsteil 34-3, um das an dem Ultraschallwellen-Empfangs­ sensor 33 empfangene schwache Ultraschallwellensignal zu ver­ stärken und das Ultraschallwellensignal des Trägerfrequenz­ bandes passieren zu lassen, einen Hüllkurvendetektor 35-3 zum Entfernen eines Trägersignals aus dem Ultraschallwellensignal aus dem Verstärkungs- und Filterungsteil 34-3, um einen In­ tensitätspegel der an dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 empfangenen Ultraschallwelle zu detektieren.

Die Raumpositions-Analyseeinrichtung 40 enthält einen ADC (Analog/Digital-Wandler) 41 zum Umwandeln der Ausgangs­ signale aus den Infrarot-Hüllkurvendetektoren 35-1, 35-2 und 35-3, einen Komparator 42 zum Vergleichen des Infrarotsignals aus dem Hüllkurvendetektor 35-2 mit einem internen Referenz­ signal, um es in eine Rechteckwelle, d. h., in ein Zeittaktsi­ gnal zur Verwendung als ein Referenzsignal bei der Koordina­ tenberechnung umzuwandeln, einen Komparator 43 zum Verglei­ chen des Ultraschallwellensignals aus dem Ultraschall-Hüll­ kurvendetektor 35-3 mit einem internen Referenzsignal, um es in ein Zeittaktsignal umzuwandeln, einen Phasendifferenzde­ tektor 44 zum Detektieren einer relativen Phasendifferenz des Ultraschallwellensignals aus dem Komparator 43 bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem der Infrarotstrahl aus dem Kompa­ rator 42 detektiert wird, und einen Taktgenerator 45 zum Er­ zeugen und Anlegen von Taktsignalen an den Phasendifferenzde­ tektor 44.

In der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung ge­ mäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorstehende erwähnte System aufweist, erzeugt das Erzeugungsteil 24 zum Erzeugen periodischer Impulse bei dem Empfang eines Tastensignals von den verschiedenen Tastensi­ gnalen (beispielsweise von Tasten zum Bewegen eines Cursors und Eingeben von Auswahlbefehlen und Operationsbefehlen usw.) über das Tast-Eingabeteil 23 auf der Positionszeigeeinrich­ tung 20, periodische Impulse mit einer Code-Identifikations­ wellenform gemäß dem angelegten Tastensignal und zusätzlich periodische Impulse einer Synchronisations-Identifikations­ wellenform für ein Tastensignal eines Cursorbewegungsbefehls, wandelt Infrarotstrahlensignale P11 und P12 und ein Ultra­ schallwellensignal P13 mit unterschiedlichen Charakteristiken um, und legt sie an das Signalerzeugungsteil 25 an. In diesem Augenblick erzeugt und legt das Trägererzeugungsteil 26 ein Infrarot-Trägersignal fc11 und ein Ultraschall-Trägersignal fc12 an das Signalerzeugungsteil 25 an, um eine Störung oder Interferenz des Infrarotstrahlensignals und der Ultraschall­ wellen während des Sendens zu verhindern.

Das Signalerzeugungsteil 25 überlagert das Infrarot-Trä­ gersignal fc11 und ein Ultraschall-Trägersignal fc12 aus dem Trägererzeugungsteil 26 mit den Infrarotstrahlensignalen P11 und P12 mit unterschiedlichen Charakteristiken und mit dem Ultraschallwellensignal P13 aus dem Erzeugungsteil 24 für pe­ riodische Impulse und sendet die überlagerten Infrarotsignale P11+fc11 und P12+fc11 und das Ultraschallwellensignal P13+fc12 über die Infrarotstrahlen-Emissionsteile 21A und 21B bzw. das Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 22 in einen Raum. In diesem Augenblick wird das in dem Erzeugungsteil 24 für periodische Impulse erzeugte periodische Impulssignal in den meisten Fällen auf die Infrarotsignale gepackt. Die Vertei­ lung der über das Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 21A und 21B bzw. das Infrarotstrahlen-Emissionsteil 22 in den Raum gesendeten Ultraschallwellen bzw. des Infrarotstrahls ist so, wie sie in Fig. 8a und 8b dargestellt ist.

Die Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C in der Detektionseinrichtung 30, die an beiden Enden und mit­ tig in einer X-Achsen-Richtung in vorbestimmten Abständen voneinander entfernt an einem unteren Teil des Anzeigeschirms 31 angeordnet sind, empfangen die von der Positionszeigeein­ richtung 20 gesendeten Infrarotstrahlensignale und legen sie an die Verstärkungs- und Filterungsteile 34-1, 34-2 und 34-4 an, die mit den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B bzw. 32C verbunden sind. In diesem Augenblick empfängt jeder der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C das Signal aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 21A und empfängt nach einem vorbestimmten Zeitintervall noch einmal das Signal aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 21B. Und der an dem unteren Teil des Anzeigeschirms 31 in der X-Achsen-Richtung in einem vorbestimmten Abstand von dem Infra­ rotstrahlen-Empfangssensor 32C entfernt in der Mitte des An­ zeigeschirms 31 angebrachte Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 empfängt das von der Positionszeigeeinrichtung 20 ausge­ sendete Ultraschallwellensignal und legt es an das Verstär­ kungs- und Filterungsteil 34-3 an.

Demzufolge verstärkt das Verstärkungs- und Filterungs­ teil 34-1 das an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32A emp­ fangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenz­ band an den Hüllkurvendetektor 35-1, und der Hüllkurvendetek­ tor 35-1 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-1, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32A empfangenen Lichtintensität zu detektieren. Das Verstärkungs- und Filte­ rungsteil 34-2 verstärkt das an dem Infrarotstrahlen-Em­ pfangssensor 32C empfangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüllkurvendetektor 35-2, und der Hüllkurvendetektor 35-2 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-2, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32C empfangenen Lichtintensität zu detektieren. Das Verstär­ kungs- und Filterungsteil 34-3 verstärkt das an dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor 33 empfangene Ultraschallwellen­ signal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüll­ kurvendetektor 35-3, und der Hüllkurvendetektor 35-3 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-3, um einen Pegel der an dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor 33 empfangenen akustischen Inten­ sität zu detektieren. Und das Verstärkungs- und Filterungs­ teil 34-4 verstärkt das an dem Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensor 32B empfangene Infrarotsignal und liefert nur dessen Trägerfrequenzband an den Hüllkurvendetektor 35-4, und der Hüllkurvendetektor 35-4 entfernt eine Trägerfrequenz aus dem Ausgangssignal des Verstärkungs- und Filterungsteils 34-4, um einen Pegel der an dem Infrarotstrahlen-Empfangssensor 32B empfangenen Lichtintensität zu detektieren.

Die Ausgangssignale von den Infrarot-Hüllkurvendetekto­ ren 35-1, 35-2 und 35-4 werden an den ADC 41 in der Raumposi­ tions-Analyseeinrichtung 40 angelegt, in entsprechende digi­ tale Signale digitalisiert und an den Mikrocomputer 50 ange­ legt. Das Ausgangssignal aus dem Infrarotstrahlen-Hüllkurven­ detektor 35-2 wird in dem Komparator 42 mit einem internen Referenzsignal verglichen und in ein Zeittaktsignal umgewan­ delt, mittels welchem eine Analyse von Zeitintervallen mög­ lich ist, um diese als eine Referenz bei der Codeanalyse und der Koordinatenberechnung zu verwenden. Das Ausgangssignal aus dem Ultraschallwellen-Hüllkurvendetektor 35-3 wird in dem Komparator 43 mit einem internen Referenzsignal verglichen und in ein dem Ausgangssignal entsprechendes Zeittaktsignal umgewandelt. In diesem Augenblick wird das Ausgangssignal aus dem Komparator 42 sowohl an den Mikrocomputer 50 zum Analy­ sieren eines Codes als auch an den Phasendifferenzdetektor 44 zum Berechnen von Koordinaten angelegt. Der Phasendifferenz­ detektor 44 detektiert eine Phasendifferenz des Ultraschall­ wellensignals aus dem Komparator 43 bezogen auf das Infrarot­ strahlensignal aus dem Komparator 42 und legt es an den Mi­ krocomputer 50 an.

Der Mikrocomputer 50 verwendet die Zeitintervalle in dem Zeittaktsignal aus dem Komparator 42 bei der Analyse einer Code-Identifikationswellenform und einer Synchronisations- Identifikationswellenform, führt einen allgemeinen Ablauf aus, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode ist, der keine Bewegung des Cursors erfordert, und berechnet X-, Y-, Z-Koordinaten von Daten aus der Raumpositions-Analyseein­ richtung 40, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode für eine Bewegung des Cursors ist. Daher benutzt der Mikrocompu­ ter 50 dann, wenn der identifizierte Code ein Befehlscode für eine Bewegung des Cursors ist, da die Intensitätspegel des Infrarotstrahls aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 12 an den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B ein von den X-Achsen-Winkeln zwischen dem Infrarotstrahlensignal und den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B abhängige rela­ tive Differenz zeigen, dieses Phänomen bei der Berechnung der X-Achsen-Koordinate. Das heißt, daß dann, wenn der Infrarot­ strahl von dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 21 in der Posi­ tionszeigeeinrichtung 20 an die Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren 32A und 32B oder an die Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren 32A, 32B und 32C gesendet wird, der Mikrocomputer 50 die Intensitätspegeldifferenz(en) der an den Infrarotstrah­ len-Empfangssensoren 32A und 32B oder der an den Infrarot­ strahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C detektierten In­ frarotstrahlen berechnet, um eine erste X-Koordinate zu er­ halten. Und wenn der Infrarotstrahl von dem Infrarotstrahlen- Emissionsteil 21B in der Positionszeigeeinrichtung 20 an die Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B oder an die In­ frarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C nach einem vorbestimmten Zeitintervall gesendet wird, berechnet der Mi­ krocomputer 50 Intensitätspegeldifferenz(en) der an den In­ frarotstrahlen-Empfangssensoren 32A und 32B oder an den In­ frarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C detektierten Infrarotstrahlen, um eine zweite X-Koordinate zu erhalten.

Dann werden der erste und zweite Koordinatenwert gemittelt, um eine endgültige X-Achsen-Koordinate zu erhalten.

Da ferner die Intensitätspegel der aus den Infrarot­ strahlen-Emissionsteilen 21A und 21B emittierten und bei ei­ nem der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C empfangenen Infrarotstrahlen eine von Y-Achsen-Win­ keln zwischen den Infrarotstrahlen und dem einem der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C abhängige relative Differenz zeigen, benutzt der Mikrocomputer 50 die­ ses Phänomen zur Berechnung der Y-Achsen-Koordinate.

Ferner wird bezogen auf einen Detektionszeitpunkt des Infrarotstrahlensignals aus dem Komparator 42 eine Laufzeit­ differenz der Ultraschallwelle aus dem Ultraschallwellen- Erzeugungsteil 21A zu dem Ultraschallwellen-Empfangssensor 33 und eine Laufzeitdifferenz der Ultraschallwelle aus dem Ul­ traschallwellen-Erzeugungsteil 21B zu dem Ultraschallwellen- Empfangssensor 33 erhalten, und ein Mittelwert der zwei Lauf­ zeitdifferenzen zum Erzielen der Z-Achsen-Koordinaten verwen­ det. Das heißt, es wird eine Differenz der Laufzeit des In­ frarotstrahls aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 21A zu einem der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C und der Laufzeit der Ultraschallwelle aus dem Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteil 22 zu dem Ultraschallwellen-Em­ pfangssensor 33 berechnet, um eine erste Z-Achsen-Koordinate zu erhalten, und eine Differenz der Laufzeit des Infrarot­ strahls aus dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil 21B zu einem der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C und der Laufzeit der Ultraschallwelle aus dem Ultra­ schallwellen-Erzeugungsteil 22 zu dem Ultraschallwellen-Em­ pfangssensor 33 berechnet, um eine zweite Z-Achsen-Koordinate zu erhalten. Der erste und zweite Z-Achsen-Koordinatenwert werden dann gemittelt, um einen endgültigen Z-Achsen-Koor­ dinatenwert zu erhalten. Dieses ist möglich, weil der Infra­ rotstrahl ein Licht ist und die Ultraschallwellen akustische Wellen sind, was bewirkt, daß die Laufzeit des Infrarot­ strahls zu der Empfangseinrichtung kürzer ist als die Lauf­ zeit der Ultraschallwellen zu der Empfangseinrichtung. Bei der Berechnung der Y- und Z-Achsen-Koordinaten wird nur einer der mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 32A, 32B und 32C verwendet.

Somit erzielt der Mikrocomputer 50 die X-, Y-, Z-Achsen- Koordinaten, um die dreidimensionale relative Positionsdiffe­ renz zwischen der Positionszeigeeinrichtung 20 und der Detek­ tionseinrichtung 30 zu ermitteln, und die Positionssteuerein­ richtung 55 übernimmt die von dem Mikrocomputer 50 ermittelte dreidimensionale Position als die der momentanen Cursorposi­ tion entsprechende Positionsbewegung zwischen der Positions­ zeigeeinrichtung 20 und der Detektionseinrichtung 30, und be­ wegt den Cursor an die dreidimensionale Position.

Die Positionszeigeeinrichtung 20 kann dazu verwendet werden, Infrarotsignale mit derselben Trä­ gerfrequenz zu verschiedenen Zeitpunkten oder Infrarotsignale mit voneinander unterschiedlichen Trägerfrequenzen gleichzei­ tig zu senden. Ferner kann ein Polarisationsfilter an jedem Infrarotstrahlen-Emissionsteil und jedem Infrarotstrahlen- Empfangssensor so angeordnet werden, daß eines von den Infra­ rotstrahlen-Emissionsteilen eine Längswelle (horizontal polarisiert) des Infrarotstrahls sendet und das andere Infrarotstrahlen-Emissionsteil getrennt davon eine Querwelle (vertikal Polarisiert) des Infrarotstrahls sendet, oder es können Infrarotstrahlen-Emissionsteile und Infrarot­ strahlen-Empfangssensoren mit unterschiedlicher Infrarot- Strahlen-Wellenlängen vorgesehen werden, um Infrarotstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge zu senden.

Fig. 10 stellt eine perspektivische Ansicht einer drei­ dimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Gemäß Fig. 10 enthält die dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung eine Positionszeigeeinrichtung 60 mit In­ frarotstrahlen-Emissionsteilen 61A und 61B, die in einer X-Achsen-Richtung in einem vorbestimmten Winkel angeordnet sind, und ein Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 62, das zwi­ schen den Infrarotstrahlen-Emissionsteilen 61A und 61B ange­ ordnet ist, um eine Ultraschallwelle und Infrarotstrahlensi­ gnale mit vorbestimmten Perioden zu senden, und eine Emp­ fangseinrichtung mit Ultraschallwellen-Empfangssensoren 72A und 72B, die am oberen und unteren Ende der linken oder der rechten Seite eines Anzeigeschirms 71 in einer Y-Achsen-Rich­ tung in einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt an­ geordnet sind, und einen Ultraschallwellen-Empfangssensor 72C und einen Infrarotstrahlen-Empfangssensor 73 die in der Mitte zwischen diesen angebracht sind, zum Empfangen der gesendeten Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlen. In dieser Ausfüh­ rungsform werden Koordinaten einer gezeigten Position umge­ kehrt zu der in der ersten Ausführungsform erläuterten Form berechnet.

Fig. 11 stellt eine perspektivische Ansicht einer drei­ dimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Gemäß Fig. 11 enthält die dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung eine Positionszeigeeinrichtung 60 mit In­ frarotstrahlen-Emissionsteilen 61A und 61B, die in einer X-Achsen-Richtung in einem vorbestimmten Winkel angeordnet sind, und ein Ultraschallwellen-Erzeugungsteil 62, das zwi­ schen den Infrarotstrahlen-Emissionsteilen 61A und 61B ange­ ordnet ist, um eine Ultraschallwelle und Infrarotstrahlensi­ gnale mit vorbestimmten Perioden zu senden, und eine Emp­ fangseinrichtung mit Infrarotstrahlen-Empfangssensoren 72AA und 72BA, die am oberen und unteren Ende der linken oder der rechten Seite eines Anzeigeschirms 71 in einer Y-Achsen- Richtung in einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt angeordnet sind, und einen Infrarotstrahlen-Empfangssensor 72CA und einen Ultraschallwellen-Empfangssensor 73A, die in der Mitte zwischen diesen angebracht sind, zum Empfangen der gesendeten Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlen. In die­ ser Ausführungsform werden Koordinaten einer gezeigten Posi­ tion umgekehrt zu der in der zweiten Ausführungsform erläu­ terten Form berechnet.

Fig. 12 stellt eine perspektivische Ansicht einer drei­ dimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Gemäß Fig. 12 enthält die dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung gemaß einer fünften Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung eine getrennte Sensor-Anbringungsvor­ richtung 94 zum Anbringen der Infrarotstrahlen-Empfangssen­ soren 92A, 92B und 92C und eines Ultraschallwellen-Empfangs­ sensors 93 zum Empfangen des Infrarotstrahls bzw. der Infra­ rotstrahlen und des Ultraschallwellensignal bzw. der Ultra­ schallwellensignale, die von einer Positionszeigeeinrichtung 80 gesendet werden, wodurch die Sensoren 92A, 92B und 92C und 93 nicht an einer Anzeigevorrichtung 91 angebracht sind, sondern außerhalb der Anzeigevorrichtung 91, um ein externes Empfangsteil 95 in der Form eines Adapters zu bilden, welcher an ein an­ ders Gerät angeschlossen werden kann.

Wie erläutert enthält die dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Senderseite mit mehreren Ultraschallwellen-Erzeugungsteilen und nur einem Infrarotstrahlen-Emissionsteil oder nur einem Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteil und mehreren Infrarotstrahlen-Emissions­ teilen, die in einer bestimmten Achsenrichtung in bestimmten Winkeln angeordnet sind, und eine Empfangsseite mit mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren und nur einem Ultraschall­ wellen-Empfangssensor, die so angeordnet sind, daß sie zu den(m) Ultraschallwellen-Erzeugungsteil(en) und dem(n) Infra­ rotstrahlen-Emissionsteil(en) quer in einem rechten Winkel liegen, um dadurch Intensitäten des(r) Infrarotstrahls(en) und des(r) Ultraschallwelle(n), die abhängig von der Zeige­ richtung variieren, zu messen, um eine Differenz der relati­ ven Laufzeitdauer des Infrarotstrahls und der Ultraschallwel­ le zu berechnen, um Koordinatenwerte einer Position in einem dreidimensionalen Raum zu erhalten, wodurch eine Cursorposi­ tion oder ein Menü, welches ein Steuerziel ist, unter Verwen­ dung der erzielten Koordinatenwerte gesteuert werden kann.

Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet offensicht­ lich, daß verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der dreidimensionalen drahtlosen Zeigevorrichtung der vorlie­ genden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von der Idee und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Daher soll die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Varianten der Erfindung unter der Voraussetzung mit abdecken, daß diese in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äqui­ valente fallen.

Claims (14)

1. Dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung, aufweisend:
eine Positionszeigeeinrichtung mit einem Infrarot­ strahlen-Emissionsteil und mehreren Ultraschallwellen-Er­ zeugungsteilen, die in einer vorbestimmten Achsenrichtung in vorbestimmten Winkeln zum Emittieren eines Infrarot­ strahls und zum Erzeugen mehrerer Ultraschallwellen mit unterschiedlichen Charakteristiken in einen Raum angeord­ net sind;
eine Detektionseinrichtung mit einem Ultraschallwel­ len-Empfangssensor und mehreren Infrarotstrahlen-Em­ pfangssensoren, die an unterschiedlichen Stellen auf ei­ ner geraden Linie auf einem Körper eines elektronischen Gerätes so befestigt sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Infrarotstrahlen-Emissionsteil und zu den mehreren Ultraschallwellen-Erzeugungsteilen in der Posi­ tionszeigeeinrichtung liegen, um die Ultraschallwellen und das Infrarotsignal zu empfangen, die von der Positi­ onszeigeeinrichtung gesendet werden;
eine Raumpositions-Analyseeinrichtung zum Digitali­ sieren mehrerer in der Detektionseinrichtung detektierter Infrarotsignale und zum Detektieren einer relativen Pha­ sendifferenz der Ultraschallwellen bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen detektiert werden;
eine Koordinatenberechnungseinrichtung zum Messen von Intensitäten der mehreren detektierten, in der Raumposi­ tions-Analyseeinrichtung digitalisierten Infrarotstrah­ len, um einen ersten Koordinatenwert zu erhalten, zum Messen von Intensitäten der mehreren Ultraschallwellen mit unterschiedlichen Charakteristiken, die an dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor empfangen werden, bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen von den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren detektiert werden, um einen zweiten Koordinatenwert zu erhalten, und zum Be­ rechnen einer gemittelten Laufzeit der Ultraschallwellen bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrah­ len von den Infrarotstrahlen-Empfangssensoren detektiert werden, um einen dritten Koordinatenwert zu erhalten, um dadurch eine dreidimensionale Relativposition zwischen der Positionszeigeeinrichtung und der Detektionseinrich­ tung zu ermitteln; und
eine Positionssteuereinrichtung, um die von der Koor­ dinatenberechnungseinrichtung ermittelte Position als die aktuelle Position zu übernehmen, die durch eine Positi­ onsbewegung der Positionszeigeeinrichtung relativ zu der Detektionseinrichtung bewirkt wird.

2. Dreidimensionale drahtlose Zeigevorrichtung, aufweisend:
eine Positionszeigeeinrichtung mit einem Ultraschall­ wellen-Erzeugungsteil und mehreren Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteilen, die in einer vorbestimmten Achsenrichtung in vorbestimmten Winkeln zum Erzeugen eines Ultraschallwel­ lensignals und zum Emittieren mehrerer Infrarotstrahlen­ signale mit unterschiedlichen Charakteristiken in einen Raum angeordnet sind;
eine Detektionseinrichtung mit einem Ultraschallwel­ len-Empfangssensor und mehreren Infrarotstrahlen-Em­ pfangssensoren, die auf einem Körper eines elektronischen Gerätes an unterschiedlichen Stellen auf einer geraden Linie so befestigt sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Ultraschallwellen-Erzeugungsteil und zu den mehreren Infrarotstrahlen-Emissionsteilen in der Positi­ onszeigeeinrichtung liegen, um das Ultraschallwellensi­ gnal und die Infrarotstrahlensignale zu empfangen, die von der Positionszeigeeinrichtung gesendet werden;
eine Raumpositions-Analyseeinrichtung zum Digitali­ sieren der mehreren in der Detektionseinrichtung detek­ tierten Infrarotsignale und zum Detektieren einer Phase des Ultraschallwellensignals bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem die Infrarotstrahlen detektiert werden;
eine Koordinatenberechnungseinrichtung zum Messen de­ tektierter Intensitäten der mehreren in der Raumpositi­ ons-Analyseeinrichtung digitalisierten Infrarotstrahlen, um einen ersten Koordinatenwert zu erhalten, zum Messen detektierter Intensitäten der mehreren Infrarotsignale mit unterschiedlichen Charakteristiken, die an einem von den mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren empfangen werden, um einen zweiten Koordinatenwert zu erhalten, und zum Berechnen einer gemittelten Laufzeit der Ultraschall­ wellen bezogen auf den Zeitpunkt, an welchem die Infra­ rotstrahlen von dem Infrarotstrahlen-Empfangssensoren de­ tektiert werden, um einen dritten Koordinatenwert zu er­ halten, um dadurch eine dreidimensionale Relativposition zwischen der Positionszeigeeinrichtung und der Detekti­ onseinrichtung zu ermitteln; und
eine Positionssteuereinrichtung, um die von der Koor­ dinatenberechnungseinrichtung ermittelte Position als die aktuelle Position zu übernehmen, die durch eine Positi­ onsbewegung der Positionszeigeeinrichtung relativ zu der Detektionseinrichtung bewirkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Positionszeigeein­ richtung aufweist:
ein Tast-Eingabeteil mit Tasten zum Bewegen eines Cursors und Eingeben von Auswahlbefehlen und Operations­ befehlen;
ein Erzeugungsteil für periodische Impulse um ein Tastensignal aus dem Tast-Eingabeteil zum Erzeugen peri­ odischer Impulse mit einer Code-Identifikationswellenform und einer Synchronisations-Identifikationswellenform zu empfangen;
ein Signalerzeugungsteil zum Überlagern des in dem Erzeugungsteil für periodische Impulse erzeugten periodi­ schen Impulssignals mit Ultraschall- und Infrarot-Träger­ signalen, um es in ein Ultraschallwellensignal und in mehrere Infrarotstrahlensignale mit unterschiedlichen Charakteristiken umzuwandeln;
ein Trägererzeugungsteil zum Erzeugen eines Ultra­ schall-Trägersignals und eines Infrarot-Trägersignals und zum Anlegen an das Signalerzeugungsteil während des Sen­ dens des Ultraschallwellensignals und des Infrarotstrah­ lensignals; und
ein Signalerzeugungsteil mit dem Ultraschallwellen- Erzeugungsteil und den mehreren Infrarotstrahlen-Emis­ sionsteilen zum Senden des Ultraschallwellensignals und der mehreren Infrarotstrahlensignale mit unterschiedli­ chen Charakteristiken in einen Raum.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Detektions­ einrichtung aufweist:
die mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren, die an verschiedenen Stellen auf einer geraden Linie jeweils zum Empfangen des von der Positionszeigeeinrichtung ge­ sendeten Infrarotstrahls angebracht sind;
den Ultraschallwellen-Empfangssensor, der an einer von der Stelle der Infrarotstrahlen-Empfangssensoren un­ terschiedlichen Stelle auf derselben geraden Linie zum Empfangen der von der Positionszeigeeinrichtung gesende­ ten Ultraschallwellensignale angebracht ist;
Verstärkungs- und Filterungsteile, die mit dem Ultra­ schallwellen-Empfangssensor und den mehreren Infrarot­ strahlen-Empfangssensoren verbunden sind, um das schwache Ultraschallwellensignal und die mehreren Infrarotsignale, die an dem Ultraschallwellen-Empfangssensor bzw. den meh­ reren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren empfangen werden, zu verstärken und nur deren Trägerfrequenzbänder passie­ ren zu lassen; und
Hüllkurvendetektoren zum Entfernen von Trägersignalen aus den Ausgangssignalen der Verstärkungs- und Filte­ rungsteile, um Intensitätspegel der an dem Ultraschall­ wellen-Empfangssensor bzw. den Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren empfangenen Signale zu detektieren.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Raumpositions-Analyseeinrichtung aufweist:
einen Analog/Digital-Wandler zum Digitalisieren der Ausgangssignale aus den Hüllkurvendetektoren, wovon jeder Hüllkurvendetektor eine Hüllkurve eines der an den mehre­ ren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren empfangenen Infra­ rotstrahlensignale detektiert;
einen ersten Komparator zum Vergleichen eines Aus­ gangssignals eines vorbestimmten Hüllkurvendetektors, welcher die Hüllkurve des Infrarotstrahlensignals mittels eines internen Referenzsignals detektiert, um es in ein Zeittaktsignal zur Verwendung des Zeittaktsignals als ein Referenzsignal bei der Koordinatenberechnung und Codeana­ lyse umzuwandeln;
einen zweiten Komparator zum Vergleichen eines Aus­ gangssignal aus dem Hüllkurvendetektor, welcher die Hüll­ kurve des Ultraschallwellensignals aus dem Ultraschall- Hüllkurvendetektor mittels eines internen Referenzsignals detektiert, um es in ein Zeittaktsignal umzuwandeln;
einen Phasendifferenzdetektor zum Detektieren einer relativen Phasendifferenz des Ultraschallwellensignals aus dem zweiten Komparator bezogen auf einen Zeitpunkt, an welchem das Infrarotstrahlensignal aus dem ersten Kom­ parator detektiert wird; und
einen Taktgenerator zum Erzeugen und Anlegen von Taktsignalen an den Phasendifferenzdetektor.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Koordinatenberechnungseinrichtung Intensitäten von den mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren detektierter Infrarotsignale mißt, die mittels des einen der Infrarot­ strahlen-Emissionsteile in der Positionszeigeeinrichtung gesendet werden, um einen ersten Koordinatenwert zu be­ rechnen, und nach einem vorbestimmten Zeitintervall In­ tensitäten von den mehreren Infrarotstrahlen-Empfangs­ sensoren detektierter Infrarotsignale mißt, die mittels des anderen der Infrarotstrahlen-Emissionsteile in der Positionszeigeeinrichtung gesendet werden, um einen wei­ teren ersten Koordinatenwert zu berechnen, und um die be­ rechneten ersten Koordinatenwerte zu mitteln, um einen endgültigen ersten Koordinatenwert zu berechnen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 wobei der erste Koordinaten­ wert ein X-Achsen-Koordinatenwert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Ultraschallwellen-Erzeugungsteil und die mehreren Infra­ rotstrahlen-Emissionsteile in der Positionszeigeeinrich­ tung in einer Y-Achsen-Richtung in vorgegebenen Winkeln angeordnet sind, und der Ultraschallwellen-Empfangssensor und die mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren in der Detektionseinrichtung auf einem Körper eines elektroni­ schen Gerätes in einer X-Achsen-Richtung in vorbestimmten Abständen voneinander entfernt so angeordnet sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteil und zu den mehreren Infrarotstrahlen- Emissionsteilen in der Positionszeigeeinrichtung liegen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Ultraschallwellen-Erzeugungsteil und die mehreren Infra­ rotstrahlen-Emissionsteile in der Positionszeigeeinrich­ tung in einer X-Achsen-Richtung in vorgegebenen Winkeln angeordnet sind, und der Ultraschallwellen-Empfangssensor und die mehreren Infrarotstrahlen-Empfangssensoren in der Detektionseinrichtung auf einem Körper eines elektroni­ schen Gerätes in einer Y-Achsen-Richtung in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet so angeordnet sind, daß sie quer in einem rechten Winkel zu dem Ultraschallwel­ len-Erzeugungsteil und zu den mehreren Infrarotstrahlen- Emissionsteilen in der Positionszeigeeinrichtung liegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Ultraschallwellen-Empfangssensor und die mehreren Infra­ rotstrahlen-Empfangssensoren in der Detektionseinrichtung in einem System angeordnet sind, welches von dem Körper des elektronischen Gerätes abnehmbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die mehreren Infrarotstrahlen-Emissionsteile in der Positi­ onszeigeeinrichtung an voneinander unterschiedlichen Stellen angeordnet sind und Infrarotstrahlen mit vonein­ ander unterschiedlichen Trägerfrequenzen gleichzeitig emittieren.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die mehreren Infrarotstrahlen-Emissionsteile in der Positi­ onszeigeeinrichtung an voneinander unterschiedlichen Stellen, angeordnet sind und Infrarotstrahlen mit gleicher Trägerfrequenz zu voneinander unterschiedlichen Zeitpunk­ ten emittieren.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die mehreren Infrarotstrahlen-Emissionsteile in der Positi­ onszeigeeinrichtung an voneinander unterschiedlichen Stellen angeordnet sind und eines davon einen Längswel­ len-Infrarotstrahl und das andere davon eine Querwellen- Infrarotstrahl emittiert.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die mehreren Infrarotstrahlen-Emissionsteile in der Positi­ onszeigeeinrichtung an voneinander unterschiedlichen Stellen angeordnet sind und Infrarotstrahlen mit vonein­ ander unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.