DE19720925A1 - Means for inputting information - Google Patents

Means for inputting information

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DE19720925A1 DE1997120925 DE19720925A DE19720925A1 DE 19720925 A1 DE19720925 A1 DE 19720925A1 DE 1997120925 DE1997120925 DE 1997120925 DE 19720925 A DE19720925 A DE 19720925A DE 19720925 A1 DE19720925 A1 DE 19720925A1
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Abstract

The device comprises a grid of photodetectors which is coordinated with a grid of light-emitting picture elements. The light emitted by at least one of the picture elements is reflected to at least one of the photodetectors when an object approaches the device. The output signals produced by the photodetectors indicate which of the photodetectors have received reflected light.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Eingabe von Informationen. The invention relates to a device for entering information.

Zur Eingabe von Informationen im Zusammenhang mit einem Bildschirm sind verschiedene Einrichtungen bekanntgeworden. To enter information related to a screen different devices have become known. So ist es beispielsweise bekannt, mit einem sogenannten Lichtgriffel auf einen Bildschirm zu zeigen. It is known, for example, to show a so-called light pen on a screen. In der Spitze des Lichtgriffels ist ein Photodetektor angeordnet, der ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Schreibstrahl des Bildschirms die vom Photodetektor erfaßte Fläche des Bildschirms überstreicht. In the tip of the light pen, a photodetector is arranged, which emits an output signal when the write beam of the screen passes over the detected from the photodetector surface of the screen. Aus der zeitlichen Lage dieses Signals kann auf den Ort des Lichtgriffels geschlossen werden. From the timing of this signal can be closed to the location of the light pen. Damit kann einerseits ein Bilddetail markiert und andererseits auch auf dem Bildschirm geschrieben werden. Thus one hand can be labeled and on the other hand written on the screen an image detail.

Weitere Einrichtungen zur Eingabe von Informationen im Zusammenhang mit einem Bildschirm sind sogenannte Touch-Screen-Vorrichtungen, die druckempfindlich sind oder kapazitiv arbeiten. Other facilities for the input of information related to a screen, so-called touch-screen devices that are sensitive to pressure or work capacitive. Derartige Vorrichtungen werden heute von Bauteilherstellern als Zusatz für Bildröhren und Flachbildschirme angeboten, beispielsweise im Katalog Elektronika, München 1995. Die Kapazitätsmessung, Druck- oder Widerstandsänderung in der auf den Bildschirm aufgelegten matrix-adressierten Folienfläche wird dabei mit entsprechenden Rechenprogrammen identifiziert und den in Masken unterlegten Funktionen und Informationen oder Programmschritten zugewiesen. Such devices are offered today by component manufacturers as an additive for picture tubes and flat panel displays, such as in the catalog Elektronika, Munich 1995. The capacity measurement, pressure or resistance change in placed on the screen matrixaddressed film area is identified with appropriate computer programs and highlighted in masks functions and information or program steps assigned.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Eingabe von Informationen anzugeben, die sowohl als autarke Einrichtung als auch als Zusatz für einen Bildschirm herstellbar ist. Object of the present invention is to provide a device for inputting information, which can be manufactured both as a stand-alone device and as an additive for a screen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem Raster aus lichtemittierenden Bildelementen ein Raster aus Photodetektoren zugeordnet ist, wobei das von mindestens einem der Bildelemente ausgesandte Licht zu mindestens einem der Photodetektoren reflektiert wird, wenn sich ein Gegenstand der Einrichtung nähert, und daß aus Ausgangssignalen der Photodetektoren Informationen gewonnen werden, welche der Photodetektoren reflektiertes Licht empfangen. This object is inventively achieved in that a grid of light-emitting pixels a screen associated with one of the photodetectors, wherein the light emitted by at least one of the picture elements is reflected to at least one of the photodetectors, when an object of the device is approaching, and that the from output signals photodetectors information is obtained which receive the photodetectors reflected light.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht die Eingabe von vorgegebenen Informationen durch Draufzeigen. The inventive device enables the input of predetermined information by top pointing. Die Eingabe wird durch das gesteuerte Zusammenspiel der Bildwiedergabe-Funktion und der Bildaufnahme-Funktion in der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt. The input is achieved by the controlled interaction of the image reproduction function and the image recording function in the inventive device. Die auswählbaren Informationen werden dabei über die Bildwiedergabe-Funktion des Bildschirmes programmiert ausgegeben und stehen als bestehendes Bild mit unterschiedlichen Helligkeiten und gegebenenfalls Farben auf dem Bildschirm. The selectable information is output thereby programmed via the image display function of the screen and are available as an existing image with different brightnesses and optionally colors on the screen. Mit dem Finger oder einem reflektierenden Gegenstand kann die Information ausgewählt werden, in dem man auf den Bereich, in dem sie dargestellt ist, deutet und dabei den Finger nahe an den Bildschirm bringt. With a finger or a reflective object, the information can be selected, in which one to the area in which it is shown, indicated while bringing the finger close to the screen. Dabei ist die Verwendung eines lichtaussendenden Zeigers ebenfalls möglich. The use of a light-emitting pointer is also possible.

Die Zahl der Photodetektoren und der lichtemittierenden Bildelemente kann je nach Bedarf gewählt werden. The number of photodetectors and the light emitting picture elements can be selected according to need. Zur Darstellung von Bildern, an deren Auflösung ein Betrachter gewöhnt ist und die einen hohen Informationsgehalt aufweisen, können die von der Fernsehtechnik und von Computer-Bildschirmen gewohnten Zahlen von Bildelementen verwendet werden - beispielsweise 600 × 800. Durch eine großflächige Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung, beispielsweise im DIN-A4-Format, sind die Anforderungen an die lithographischen Verfahren und ihre Auflösung geringer und damit die Kosten der Herstellungsmaschinen relativ gering. For displaying images, at the resolution, a viewer is accustomed and which have a high information content, the familiar from the television technology and computer screens numbers of pixels can be used - for example, 600 × 800. A large-scale version of the inventive device, for example, in DIN A4 format, the demands on the lithographic processes and their resolution are low and therefore the cost of manufacturing machines relatively low. Diese können auch in Abwandlung herkömmlicher Druckmaschinen realisiert werden. These can also be implemented as a modification of conventional presses.

Als emittierende Bildelemente können die bei Bildröhren üblichen Phosphore verwendet werden, die von jeweils mit Abstand angeordneten und mit entsprechender Spannung beaufschlagten Elektronenquellen mit Elektronen bestrahlt werden. As emitting picture elements, the conventional picture tubes phosphors may be used, which are arranged in each case at a distance, and irradiated with appropriate voltage applied electron sources with electrons. Die Elektronenquellen sind vorzugsweise Feldemitteranordnungen, die durch Korpuskularstrahl-Deposition hergestellt werden können. The electron sources are preferably field emitter arrays, which can be produced by corpuscular-beam deposition.

Die Photodetektoren können aus nanokristallinem Verbundmaterial bestehen, das durch korpuskularstrahl-induzierte Deposition hergestellt wird und in der deutschen Patentanmeldung 196 21 175.1 beschrieben ist. The photodetectors may consist of nanocrystalline composite material, which is produced by corpuscular-beam-induced deposition and is described in the German patent application 196 21 175.1.

Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß jeweils einem lichtemittierenden Bildelement ein Photodetektor zugeordnet ist. It is preferably provided in the inventive device such that a respective light-emitting pixel is associated with a photodetector. Es sind je nach Erfordernissen im einzelnen jedoch auch unterschiedliche Zahlen von Bildelementen und Photodetektoren möglich. also different numbers of pixels and photo detectors are possible, however, depending on the requirements in detail.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung als "flache Kamera" ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch möglich, daß vor jeweils einem Photodetektor eine Sammellinse angeordnet ist. A use of the device according to the invention as a "flat camera" is possible in accordance with an embodiment of the invention, that a converging lens is arranged in front of each photodetector.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß für jeweils von einer wiedergegebenen Maske gebildete Bildschirm-Bereiche die von den darin befindlichen Photodetektoren gemessene Intensität mit einer bekannten Hintergrundintensität verglichen wird und daß bei Überschreiten der Hintergrundintensität eine Annäherung des Gegenstandes festgestellt wird. A development of the device according to the invention is that the time measured by the therein photodetectors intensity with a known background intensity is compared for formed by a reproduced mask each screen areas and that an approximation of the object is determined when exceeding the background intensity.

Bei dieser Weiterbildung wird die störende Wirkung von Streulicht vermieden, das einerseits von außen eindringt und andererseits durch die lichtemittierenden Bildelemente selbst verursacht wird. In this development, the disturbing effect of stray light is avoided, on the one hand from entering from the outside and on the other hand caused by the light-emitting screen elements themselves.

Die Weiterbildung kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, daß die Hintergrundintensität während Zeiten, in denen sich der Gegenstand nicht der Einrichtung nähert, gemessen und in einem Speicher abgelegt wird, wobei in vorteilhafter Weise zum Vergleich und zur Feststellung ein Rechner mit Bildvergleichs-Routinen vorgesehen ist. The training may be formed preferably such that the background intensity during times in which the object does not approach the device is measured and stored in a memory, wherein a computer with image comparison routines is provided in an advantageous manner for comparison and determination.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein Speicher für mindestens eine Maske vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Maske derart gestaltet ist, daß diejenigen Bereiche der lichtemittierenden Bildelemente, in welchen eine Eingabe möglich sein soll, mindestens eine vorgegebene Lichtintensität abstrahlen. A particularly advantageous embodiment of the invention is that a memory is provided for at least one mask, preferably wherein the mask is configured such that those areas of the light-emitting screen elements in which input is to be possible emit at least one predetermined light intensity. Damit ist sichergestellt, daß im Bereich derjenigen Photodetektoren, die eine Eingabe feststellen sollen, auch genügend Licht zum Reflektieren vorhanden ist. This ensures that in the region of those photodetectors that are to determine enable input even enough light to reflect exists.

Um jedoch zu vermeiden, daß das von den Bildelementen emittierte Licht ebenfalls in die Photodetektoren gelangt, und die Auswertung stört, kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen sein, daß die Photodetektoren gegenüber den lichtemittierenden Bildelementen durch eine lichtundurchlässige Schicht abgeschirmt werden. However, to avoid that the light emitted from the picture elements of light also enters the photodetectors, and the evaluation interfere, may be provided with the inventive device such that the photodetectors are opposite to the light-emitting pixels shielded by an opaque layer. Zusätzlich oder alternativ kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auch vorgesehen sein, daß jeweils innerhalb der Bereiche diejenigen Bildelemente, die sich in unmittelbarer Nähe von Photodetektoren befinden, aus deren Ausgangssignalen Informationen gewonnen werden, eine geringere oder keine Lichtintensität abstrahlen. Additionally or alternatively, may also be provided in the inventive device, that in each case within the ranges of those picture elements which are located in the immediate vicinity of photodetectors are obtained from the output signals of information, a lesser or emit no light intensity. Durch das sich von den Bildelementen ungerichtet ausbreitende Licht ist trotzdem eine genügende Beleuchtung des Gegenstandes vor den Linsen vor den Photodetektoren sichergestellt. Through which non-directional spreading of the pixels light still sufficient illumination of the subject is assured in front of the lenses in front of the photodetectors.

Eine weitere Trennung zwischen Umgebungslicht und dem von den Bildelementen für die Zwecke der Eingabe emittierten Licht kann gemäß einer anderen Ausgestaltung dadurch erfolgen, daß das von den Bildelementen emittierte Licht moduliert ist und daß die Ausgangssignale der Photodetektoren über Filter geleitet werden, die für das Modulationssignal durchlässig sind. Further separation between ambient light and the light emitted from the picture elements for the purposes of the input light can be carried out according to another embodiment in that the light emitted from the picture elements of the light is modulated, and that the output signals of the photodetectors are passed through filters permeable to the modulation signal are.

Diese Maßnahme kann dadurch, daß für verschiedene Bereiche verschiedene Modulationssignale und verschiedene Filter vorgesehen sind, auch zur weiteren Ortsselektion verwendet werden. This measure can be characterized in that different modulation signals and different filters are provided for different areas, also be used for other local selection. In diesem Zusammenhang wird noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur zur Auswertung eines einzelnen sich nähernden Gegenstandes, sondern auch zur Auswertung mehrerer Gegenstände in der Lage ist. In this context, it is pointed out that the device according to the invention not only for evaluating an individual approaching the object, but also for the evaluation of multiple objects is capable.

Ferner kann die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur zur Eingabe von Informationen, sondern auch zur Darstellung beliebiger Bilder und zur Aufnahme von Bildern von Gegenständen, die vor die erfindungsgemäße Einrichtung gebracht werden, verwendet werden. Furthermore, the device of the invention not only to enter information, but also display any images and for taking pictures of objects that are brought before the inventive device can be used. Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist daher ein Betrieb in drei Phasen vorgesehen, wobei Therefore, in another development of the device according to the invention, an operation is provided in three phases, wherein

  • - während einer ersten Phase die Bildelemente zur Wiedergabe eines Bildes angesteuert werden, - during a first phase the picture elements are driven for reproducing an image,
  • - in einer zweiten Phase die Bildelemente kein Licht emittieren, während die Ausgangssignale der Photodetektoren zur Bildaufnahme ausgewertet werden und - in a second phase, the pixels emit no light while the output signals of the photodetectors are evaluated for image recording and
  • - in einer dritten Phase die Bildelemente Licht emittieren und die Ausgangssignale der Photodetektoren zur Gewinnung der einzugebenden Informationen ausgewertet werden. - in a third phase the picture elements emit light and the output signals of the photodetectors are evaluated in order to obtain the information to be entered.

Wird die Kamera-Funktion nicht benötigt, so kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch ohne weiteres mit zwei Phasen, nämlich der ersten und der dritten Phase betrieben werden. When the camera function is not required, so the present system can also be operated readily with two phases, namely the first and the third phase.

Diese Weiterbildung der Erfindung ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß die Wiederholfrequenz der drei bzw. zwei Phasen größer als die vom menschlichen Auge wahrnehmbare Flimmerfrequenz ist und/oder daß die Dauer der dritten Phase wesentlich geringer ist als die Dauer der ersten Phase. This development of the invention is preferably designed such that the repetition frequency of the three or two phases is greater than the perceptible flicker by the human eye and / or that the duration of the third phase is substantially less than the duration of the first phase. Damit wird eine flimmerfreie Wiedergabe des Bildes sichergestellt, die weitgehend frei von Störungen durch die während der Eingabe-Phase dargestellte Maske ist. For a flicker-free reproduction of the image ensures that is largely free of interference by the illustrated during the input phase mask.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann einerseits als eigenständige Einheit durch die Ausbildung als plattenförmiger Körper, in welchem sowohl die lichtemittierenden Bildelemente und auch die Photodetektoren angeordnet sind, ausgebildet sein. The device according to the invention can on the one hand be designed as a separate unit by the construction as plate-shaped body, in which both the light emitting picture elements and the photodetectors are arranged. Es ist jedoch andererseits auch eine Nachrüstung von bestehenden Bildschirmen möglich durch die Ausbildung als Folie, welche die Photodetektoren und Leiterbahnen zur Ableitung der Ausgangssignale der Photodetektoren enthält und die auf einen Bildschirm aufbringbar ist, der die lichtemittierenden Bildelemente enthält. However, it is on the other hand a retrofitting of existing screens possible by the formation of a film containing the photodetectors and printed conductors for deriving the output signals of the photodetectors, and can be applied to a screen containing the light-emitting pixels.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawing way of several figures and explained in detail in the following description. Es zeigt: It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Einrichtung als Querschnitt, Fig. 1 shows a section of an inventive device in cross-section,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer beispielhaft dargestellten Ansteuer- und Auswerteschaltung, Fig. 2 is a block diagram of a device according to the invention with an illustrated control and evaluation circuit,

Fig. 3 ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wiedergegebenes Bild, Fig. 3, a reproduced image with the aid of the inventive device,

Fig. 4 eine bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kurzzeitig wiedergegebene Maske, Fig. 4 is a short time reproduced in the inventive device mask,

Fig. 5 den zeitlichen Ablauf einzelner Phasen bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die sowohl zur Bildwiedergabe als auch zur Bildaufnahme und als Eingabe-Einrichtung verwendet werden kann und Fig. 5 shows the timing of individual phases in an inventive device which can be used both for image reproduction as well as for image recording and as an input means and

Fig. 6 eine schematische Darstellung von Frequenzbereichen für einzelne Funktionen der erfindungsgemäßen Einrichtung im Falle eines anderen Ausführungsbeispiels. Fig. 6 is a schematic representation of frequency ranges for individual functions of the device according to the invention in the case of another embodiment.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden zwei parallele Glasplatten 1 , 2 durch Abstandshalter 3 , 4 auf Abstand gehalten und schließen einen evakuierten Hohlraum ein. In the embodiment according to FIG. 1, two parallel glass plates 1, 2 held by spacers 3, 4 at a distance, and include an evacuated cavity. Die Innenseite der Glasplatte 1 ist mit Bildelementen 6 versehen, die in an sich bekannter Weise unser Beschuß von Elektronen, die von Elektronenquellen 7 erzeugt werden, Licht emittieren. The inside of the glass plate 1 is provided with picture elements 6, which emit in a known manner our bombardment of electrons generated by the electron sources 7, light. Bildwiedergabe-Einrichtungen dieser Art sind beispielsweise in DE 44 16 597 A1 beschrieben. Image display devices of this type are described for example in DE 44 16 597 A1. Eine Erläuterung ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung im einzelnen daher nicht erforderlich. An explanation is not necessary for understanding the present invention in detail, therefore.

Auf der Glasplatte 2 befinden sich Photodetektoren 8 , die im wesentlichen in der Brennebene jeweils einer Linse 9 angeordnet sind. On the glass plate 2 there are photodetectors 8, which are disposed substantially in the focal plane of each lens. 9 Hierüber findet sich ebenfalls eine Beschreibung in DE 195 45 484 A1. Here About also found a description in DE 195 45 484 A1. Die Sammellinsen bewirken, daß Licht, das etwa aus Richtung der optischen Achse der Linse einfällt, auf den dazugehörigen Photodetektor 8 fällt. The collecting lenses cause light incident approximately from the direction of the optical axis of the lens falls on the associated photodetector. 8 Bezüglich der Bildelemente 6 wirkt die Linse jedoch nicht als Sammellinse, so daß das von den Bildelementen durch geeignete Ansteuerung gebildete Bild in einem größeren Winkel sichtbar ist. With respect to the picture elements 6, however, the lens does not act as a converging lens, so that the image formed by the picture elements by suitable control is visible in a larger angle.

Die Intensität des von den Bildelementen 6 emittierten Lichts nimmt schnell mit der Entfernung ab. The intensity of the light emitted from the picture elements 6 light decreases rapidly with the distance. Kommt jedoch ein Gegenstand 5 der erfindungsgemäßen Einrichtung nahe, so wird er bei entsprechender Ansteuerung der Bildelemente 6 relativ hell beleuchtet und reflektiert Licht durch die auf ihn gerichteten Sammellinsen 9 zu den dahinterliegenden Photodetektoren 8 . However, if an object 5 of the device according to the invention close, it will be relatively brightly illuminated with appropriate control of the picture elements 6 and reflected by the light directed to it condenser lenses 9 to the underlying photodetectors. 8

Die Signale der Photodetektoren 8 können, wie bei anderen Bildsensoren üblich, zeilenweise ausgelesen und ausgewertet werden, so daß schließlich Signale zur Verfügung stehen, an welcher Stelle der gesamten erfindungsgemäßen Einrichtung sich ein Gegenstand nähert. As with other image sensors, the signals of the photodetectors 8 can, as usual, line by line read out and evaluated, so that, finally, signals are available, at which point the entire device according to the invention an object approaches. Dabei können auch mehrere Gegenstände detektiert werden. Here, several objects can be detected.

Um zu verhindern, daß das von den Bildelementen in Richtung auf die Glasplatte 2 emittierte Licht ein Ansprechen der Photodetektoren 8 bewirken, sind mehrere Maßnahmen möglich. In order to prevent that the light emitted from the picture elements in the direction of the glass plate 2 cause light response of the photodetectors 8, several actions are possible. So können beispielsweise die Bildelemente in Richtung auf die Glasplatte 2 mit Hilfe einer lichtundurchlässigen Schicht optisch abgeschirmt werden, wobei durch einen geeigneten Versatz zwischen den Bildelementen 6 einerseits und den Linsen 9 und den Photodetektoren 8 andererseits eine Belichtung der Photodetektoren 8 durch einfallendes Licht sichergestellt sein muß. For example, the picture elements in the direction of the glass plate 2 can be shielded optically with the aid of an opaque layer, by a suitable offset between the picture elements 6 on the one hand, and the lenses 9 and the photo detectors 8 on the other hand, an exposure of the photodetectors must be 8 ensured by incident light ,

Eine andere Möglichkeit zur Beeinträchtigung der Auswertung durch von den Bildelementen nach hinten abgestrahltes Licht besteht darin, diejenigen Bildelemente, die vor einem oder mehreren Photodetektoren angeordnet sind, deren Signale ausgewertet werden sollen, nicht anzusteuern. Another possibility to affect the evaluation by light emitted from the picture elements to the rear light is not to control those picture elements which are disposed in front of one or more photodetectors whose signals are to be evaluated. Ein vor diese Photodetektoren gelangender Gegenstand wird wegen des großen Abstrahlwinkels der emittierenden benachbarten Bildelemente auch ausreichend beleuchtet. A successful forming in front of these photodetectors is subject because of the large emission angle of the emitting adjacent pixels also sufficiently illuminated.

Schließlich ist die Kompensation des nach hinten emittierten Lichts gleichzeitig mit von außen einfallendem Licht, das nicht von einem in die Nähe gebrachten Gegenstand reflektiert wird, dadurch möglich, daß in einer Justierphase - dh, wenn kein Gegenstand in der Nähe der erfindungsgemäßen Einrichtung ist - die Ausgangssignale der Photodetektoren gemessen und gespeichert werden. Finally, the compensation of the light emitted to the rear light is simultaneously incident from the outside light which is not reflected by a accommodated in the proximity object, characterized possible that in a calibration phase - that is, when no object in the vicinity of the device according to the invention - the output signals of the photodetectors are measured and stored. Zur Anzeige von sich nähernden Gegenständen ist dann lediglich ein Vergleich mit den gespeicherten Werten erforderlich. For displaying the approaching objects only a comparison with the stored values ​​is then required.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einer schematischen Darstellung der Ansteuer- und Auswerteschaltungen. Fig. 2 shows a device according to the invention with a schematic representation of the control and evaluation circuits. Dabei ist die erfindungsgemäße Einrichtung selbst in zwei Teile, nämlich in das Raster von lichtemittierenden Bildelementen 10 und in ein Raster von Photodetektoren 11 aufgeteilt. The device of the invention itself in two parts, namely in the raster of light-emitting pixels 10 and to a raster of photodetectors 11 is divided. Da diese beiden Teile als Bildwiedergabe- und als Wiederaufnahme-Einrichtung dienen können, werden sie im folgenden der Einfachheit halber als Bildschirm 10 und Kamera 11 bezeichnet. Since these two parts can be used as image reproduction and as a recovery device, they will be hereinafter referred to simply as the screen 10 and camera. 11

Bei der schematischen Darstellung der Ansteuer- und Auswerteschaltungen wird davon ausgegangen, daß es für viele Anwendungszwecke vorteilhaft ist, wenn sich das für einen Benutzer sichtbare Bild von einer Maske unterscheidet, die mit Hilfe der Bildelemente nur dargestellt wird, um günstige optische Voraussetzungen für die Auswertung der Ausgangssignale der Photodetektoren zu haben. In the schematic representation of the energization and evaluation circuits, it is assumed that it is advantageous for many applications when the visible to a user image different from a mask that is displayed using the pixels only to favorable optical conditions for the evaluation the outputs of the photodetectors to have. Deshalb sind zur Ansteuerung des Bildschirms 10 zwei Quellen vorgesehen, die über einen Umschalter 12 selektiv Zugriff auf den Bildschirm haben. Therefore, two sources 10 are provided for the control of the screen that have via a changeover switch 12 selectively access to the screen. Die eine Quelle ist ein Video-RAM 13 , in dem ein darzustellendes Bild als Zeilenraster zwischengespeichert wird. One source is a video RAM 13, in which an image to be displayed is temporarily stored as a line screen. Die Daten hierzu werden einem Speicher 14 entnommen. The data for this are taken from a storage 14th Das Bild kann beispielsweise, was schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, eine Tastatur zeigen. The image may, for example, which is illustrated schematically in Fig. 3, showing a keyboard. Es sind jedoch auch beliebige andere Bildinhalte möglich. however, any other video content are possible. Während eines größten Teils der Bildperiode von beispielsweise 1/60 Sekunde wird das Bild, wie bei der Wiedergabe von Videosignalen üblich, geschrieben. While a majority of the field period, for example, 1/60 second the image as playback of video signals is customary written. Während dieser Zeit befindet sich der Umschalter 12 in der oberen Stellung. During this time, the switch 12 is in the upper position.

Während der restlichen Zeit wird der Umschalter in die untere Stellung gebracht, so daß kurzzeitig eine in einem als andere Quelle wirkenden Speicher 15 abgelegte Maske auf dem Bildschirm 10 dargestellt wird. During the remaining time of the switch is brought into the lower position, so that a briefly stored in a memory 15 acting as another source mask is displayed on the screen 10th Im einfachsten Fall kann die Maske darin bestehen, daß alle Bildelemente auf höchste Intensität gesteuert werden. In the simplest case, the mask may be that all the pixels are controlled at the highest intensity. Andere Masken sind jedoch auch anwendbar. However, other forms are also applicable. Ein Beispiel dafür wird später im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert. An example of this is explained later in connection with FIG. 4.

Die Maske kann auch durchaus zeitlich veränderlich sein, so daß die Intensität der Bildelemente moduliert wird. The mask can also be time-varying, so that the intensity of the picture elements is modulated thoroughly. Damit kann Fremdlichteinfluß kompensiert werden. So extraneous light influence can be compensated. Ist die Modulation ortsabhängig, kann eine zusätzliche Information über den Ort des sich nähernden Gegenstandes erzeugt werden. Is the modulation function of location, additional information on the location of the approaching object can be generated.

Ein Prozessor 16 steuert den gesamten Ablauf bei der erfindungsgemäßen Einrichtung einschließlich je eines Rastergenerators 17 , 18 für den Bildschirm 10 und die Kamera 11 . A processor 16 controls the entire sequence of the inventive device, including each of a raster generator 17, 18 for the screen 10 and the camera. 11 Der Prozessor 16 wertet ferner die zuvor bei 19 beispielsweise durch Verstärkung und Filterung aufbereiteten Ausgangssignale der Kamera 11 aus, so daß an einem Ausgang 20 Daten zur Verfügung stehen, die besagen, an welchen Stellen sich ein oder mehrere Gegenstände der erfindungsgemäßen Einrichtung nähern. The processor 16 also evaluates the previously at 19 prepared for example, by amplification and filtering output signals of the camera 11 so as to stand at an output 20 of data, which indicate at which points approach one or more articles of the inventive device.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Einrichtung bei ihrer Verwendung als Telefontastatur. FIGS. 3 and 4 show a device according to the invention when used as a telephone keypad. Dazu werden dem Bildschirm 10 ( Fig. 2) in der Bildwiedergabephase Signale zugeführt, die das in Fig. 3 dargestellte Bild 21 mit Tastenabbildungen 23 ergeben, wobei jeweils ein Quadrat ein Bildelement 22 darstellt. For this purpose, 10 (Fig. 2) are applied to signals in the image reproduction phase the screen, which result in the image 21 shown in Fig. 3 with keys pictures 23, wherein each square representing a picture element 22. Der Einfachheit halber wurden relativ große Bildelemente 22 angenommen. For simplicity, assume relatively large pixels 22nd

Während der Eingabephase wird die in Fig. 4 dargestellte Maske 24 auf dem Bildschirm 10 wiedergegeben. During the input phase, the mask shown in Fig. 4 is displayed on the screen 10 24th Dabei werden alle Bildelemente bis auf diejenigen schraffiert dargestellten Bildelemente 25 , welche in unmittelbarer Umgebung der in Fig. 4 durch Kreise dargestellten Photodetektoren 8 liegen, aufgehellt. In this case, all of the pixels up to those hatched picture elements 25 shown, which lie in the immediate vicinity of photodetectors shown in Fig. 4 by circles 8, brightened. Die Eingabephase ist dabei so kurz, daß sie die Betrachtung des Bildes gemäß Fig. 3 nicht stört. The input stage is so short that it does not interfere with viewing of the image of FIG. 3.

Fig. 5a zeigt den zeitlichen Ablauf der Bildwiedergabephase 26 und der Eingabephase 27 , deren Dauer vergrößert dargestellt ist. Fig. 5a shows the timing of the image reproduction stage 26 and input stage 27, the duration of which is shown enlarged. Bei dem in Fig. 5b dargestellten Ablauf ist zusätzlich eine Bildaufnahmephase 28 vorgesehen, in welcher keine Ansteuerung des Bildschirms 10 erfolgt, so daß die Kamera 11 das sich vor ihr befindliche Bild aufnimmt. In the in Fig. 5b flowchart shown an image pickup stage 28 is additionally provided in which there is no control of the screen 10 so that the camera 11 captures the image is located in front of it. Die Pfeile in den Fig. 5a und 5b veranschaulichen das Licht, das von den Bildelementen in der jeweiligen Phase emittiert wird, und das Licht, das von den Photodetektoren angezeigt wird. The arrows in Fig. 5a and 5b illustrate the light emitted from the picture elements in the respective phase, and the light that is indicated by the photodetectors.

Die in Fig. 6 dargestellte spektrale Verteilung kann gewählt werden, um die vom Fremdlicht - beispielsweise Leuchtstoffröhren - verursachten Anteile in den Ausgangssignalen der Photodetektoren zu unterdrücken. ., Shown in Figure 6 is the spectral distribution can be chosen by the external light - to suppress portions caused in the output signals of the photo detectors - for example fluorescent tubes. Dabei befinden sich in einem niedrigeren Frequenzbereich 30 die bei der Bildwiedergabe und Bildaufnahme verwendeten Bildfrequenzen, während zur Modulation des emittierten Lichtes während der Eingabephase Frequenzen im Bereich 31 benutzt werden. In this case located in a lower frequency range 30, the frame rates used in the image reproduction and image recording while be used for modulation of the light emitted during the input phase of frequencies in the range 31st

Claims (17)

1. Einrichtung zur Eingabe von Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß einem Raster aus lichtemittierenden Bildelementen ( 6 ) ein Raster aus Photodetektoren ( 8 ) zugeordnet ist, wobei das von mindestens einem der Bildelemente ( 6 ) ausgesandte Licht zu mindestens einem der Photodetektoren ( 8 ) reflektiert wird, wenn sich ein Gegenstand ( 5 ) der Einrichtung nähert, und daß aus Ausgangssignalen der Photodetektoren ( 8 ) Informationen gewonnen werden, welche der Photodetektoren ( 8 ) reflektiertes Licht empfangen. 1. A device for inputting information, characterized in that a grid of light-emitting screen elements (6) with a raster of photodetectors (8) is associated, wherein the light emitted by at least one of the image elements (6) light to at least one of the photodetectors (8) is reflected, when an object (5) approaches the device, and that output signals from the photodetectors (8) information are obtained, which received the photodetectors (8) reflected light.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem lichtemittierenden Bildelement ( 6 ) ein Photodetektor ( 8 ) zugeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that in each case a light-emitting screen element (6) is associated with a photodetector (8).
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeweils einem Photodetektor ( 8 ) eine Sammellinse angeordnet ist. 3. A device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that a converging lens is arranged in front of each photodetector (8).
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeweils von einer wiedergegebenen Maske ( 24 ) gebildete Bildschirm-Bereiche die von den darin befindlichen Photodetektoren ( 8 ) gemessene Intensität mit einer bekannten Hintergrundintensität verglichen wird und daß bei Überschreiten der Hintergrundintensität eine Annäherung des Gegenstandes ( 5 ) festgestellt wird. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that formed in each case by a reproduced mask (24) screen areas compares the temperature measured by the therein photodetectors (8) intensity with a known background intensity and in that on exceeding the background intensity a approach of the object (5) is detected.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundintensität während Zeiten, in denen sich der Gegenstand ( 5 ) nicht der Einrichtung nähert, gemessen und in einem Speicher ( 14 ) abgelegt wird. 5. A device according to claim 4, characterized in that the background intensity during times in which the object (5) does not approach the device is measured and stored in a memory (14) is stored.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich und zur Feststellung ein Rechner ( 16 ) mit Bildvergleichs-Routinen vorgesehen ist. 6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that a computer (16) is provided with image comparison routines for comparison and determination.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher ( 15 ) für mindestens eine Maske ( 24 ) vorgesehen ist. 7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a memory (15) for at least one mask (24) is provided.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske ( 24 ) derart gestaltet ist, daß diejenigen Bereiche der lichtemittierenden Bildelemente ( 6 ), in welchen eine Eingabe möglich sein soll, mindestens eine vorgegebene Lichtintensität abstrahlen. 8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the mask (24) is configured such that those areas of the light-emitting screen elements (6) in which an input is to be possible, at least emit a predetermined light intensity.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoren ( 8 ) gegenüber den lichtemittierenden Bildelementen ( 6 ) durch eine lichtundurchlässige Schicht abgeschirmt werden. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photodetectors (8) opposite to the light-emitting screen elements (6) are shielded by an opaque layer.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils innerhalb der Bereiche diejenigen Bildelemente ( 25 ), die sich in unmittelbarer Nähe von Photodetektoren ( 8 ) befinden, aus deren Ausgangssignalen Informationen gewonnen werden, eine geringere oder keine Lichtintensität abstrahlen. 10. Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that located respectively within the ranges of those picture elements (25) located in the immediate vicinity of photodetectors (8) are obtained from the output signals information radiate a lower or no light intensity ,
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Bildelementen ( 6 ) emittierte Licht moduliert ist und daß die Ausgangssignale der Photodetektoren ( 8 ) über Filter ( 19 ) geleitet werden, die für das Modulationssignal durchlässig sind. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitted by the screen elements (6) light is modulated, and that the output signals of the photodetectors (8) via filter (19) are passed, which are permeable to the modulation signal.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für verschiedene Bereiche verschiedene Modulationssignale und verschiedene Filter vorgesehen sind. 12. The device according to claim 11, characterized in that different modulation signals and different filters are provided for different areas.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Betrieb in drei Phasen, wobei 13. Device according to one of the preceding claims, characterized by operation in three phases, wherein
  • - während einer ersten Phase die Bildelemente ( 6 ) zur Wiedergabe eines Bildes ( 21 ) angesteuert werden, - during a first phase, the screen elements (6) for displaying an image (21) are driven,
  • - in einer zweiten Phase die Bildelemente ( 6 ) kein Licht emittieren, während die Ausgangssignale der Photodetektoren ( 8 ) zur Bildaufnahme ausgewertet werden und - in a second phase the picture elements (6) emit no light while the output signals of the photodetectors (8) for recording images are evaluated, and
  • - in einer dritten Phase die Bildelemente ( 6 ) Licht emittieren und die Ausgangssignale der Photodetektoren ( 8 ) zur Gewinnung der einzugebenden Informationen ausgewertet werden. - in a third phase the picture elements (6) emit light and the output signals of the photodetectors (8) for obtaining the inputted information is evaluated.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholfrequenz der drei Phasen größer als die vom menschlichen Auge wahrnehmbare Flimmerfrequenz ist. 14. Device according to claim 13, characterized in that the repetition frequency of the three phases is greater than the perceptible flicker by the human eye.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der dritten Phase wesentlich geringer ist als die Dauer der ersten Phase. 15. Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that the duration of the third phase is substantially less than the duration of the first phase.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als plattenförmiger Körper ( 1 , 2 , 3 , 4 ), in welchem sowohl die lichtemittierenden Bildelemente ( 6 ) und auch die Photodetektoren ( 8 ) angeordnet sind. 16 are arranged device according to one of the preceding claims, characterized by the design as a plate-shaped body (1, 2, 3, 4), in which both the light-emitting screen elements (6) and also the photodetectors (8).
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Folie, welche die Photodetektoren und Leiterbahnen zur Ableitung der Ausgangssignale der Photodetektoren enthält und die auf einen Bildschirm aufbringbar ist, der die lichtemittierenden Bildelemente enthält. 17. Device according to one of claims 1 to 15, characterized by being formed as a foil containing the photodetectors and printed conductors for deriving the output signals of the photodetectors, and can be applied to a screen containing the light-emitting pixels.
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