DE19880483C1

DE19880483C1 - Eingabevorrichtung für einen Computer

Info

Publication number: DE19880483C1
Application number: DE19880483A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Richter
Original assignee: VLG VIRTUAL LASER SYSTEMS GmbH
Current assignee: VLG VIRTUAL LASER SYSTEMS GmbH
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2018-10-22

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphischen Benutzeroberfläche, mit einer mit dem Computer verbundenen Darstellungsvorrichtung, die zur Wiedergabe eines durch den Compter erzeugten Inhaltes in einem Darstellungsbereich eingerichtet ist, einer einen Erfassungsbereich erfassenden und mit dem Computer verbindbaren Bildaufnahmevorrichtung, wobei der Erfassungsbereich größer ist als der Darstellungsbereich, wobei die Bildaufnahmevorrichtung wenigstens einen von einer zum Aussenden eines gerichteten elektromagnetischen Strahls eingerichteten Sendereinrichtung in den Erfassungsbereich gerichteten Strahl erfaßt und ein Signal erzeugt, das charakteristisch ist für den Ort, an dem der Strahl in dem Erfassungsbereich auf eine Oberfläche trifft und/oder für die Strecke und die Richtung, die/in der sich ein in dem Erfassungsbereich auf eine Oberfläche treffender Strahl bewegt, wobei die Bildaufnahmevorrichtung mit einer Steuerschaltung verbunden ist, die beim Erfassen des Strahls das für den Auftreffort und/oder die Bewegungsstrecke und -richtung charakteristische Signal sowie ein "Strahl-Erfaßt"-Signal an einem Datenausgang für den Computer ausgibt, und die mit einem Stellglied verbunden ist, um die Intensität einzustellen, die ein Lichtfleck haben muß, damit er als solcher gegenüber anderen Lichtquellen zu erkennen ist.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphischen Benutzeroberfläche.

Stand der Technik

Im Stand der Technik sind als Eingabevorrichtungen für Compu ter mit einer graphischen Benutzeroberfläche Computermäuse, Joy-Sticks, Track-Balls oder auch Graphik-Tabletts etc. be kannt. Diesen Eingabevorrichtungen haften eine Reihe unter schiedlicher Nachteile an.

Zum einen ist es notwendig, daß ein Benutzer die Maus, den Track-Ball oder den Eingabestift des Graphik-Tabletts zur Be dienung des Computers in die Hand nehmen muß. Die Maus und der Eingabestift des Graphik-Tabletts müssen dann über eine Oberfläche geführt werden, während gleichzeitig der Bild schirm des Computers beobachtet werden muß, auf dem ein Sym bol sich entsprechend der Bewegung der Maus oder des Eingabe stiftes des Graphik-Tabletts verschiebt. Die Koordination der Bewegung der Maus bzw. des Eingabestiftes des Graphik-Tab letts mit der Verschiebung des Symbols auf dem Bildschirm be reitet manchen Benutzern Schwierigkeiten.

Außerdem ist zum Beispiel bei der Wiedergabe des Bildschirm inhaltes auf Großbildwänden der Computerbediener gezwungen, sich an einem Tisch oder dergleichen aufzuhalten, über dessen Oberfläche er die Maus zur Eingabe von Befehlen bewegt. Dies stellt eine erhebliche Einschränkung bei Präsentationen dar und führt oftmals dazu, daß eine erste Person an einem Tisch sitzend den Computer mittels der Maus bedient und eine zweite Person zur Erläuterung des mittels des Computers auf der Großbildwand präsentierten Inhaltes notwendig ist.

Auch ein von dem Präsentator in der Hand gehaltener Track- Ball mit einer drahtlosen (Infrarot-)Schnittstelle zu dem Computer ist hierbei nur bedingt eine Verbesserung. Dies liegt daran, daß ungeübte Präsentatoren in der Regel Schwie rigkeiten haben, mit Hilfe des Track-Balls bei gleichzeitigem Blick-Kontakt mit der Großbildwand Befehle in den Computer einzugeben.

Alle diese vorstehend beschriebenen Eingabevorrichtungen ha ben den Nachteil, daß kein direkter Zugriff auf Symbole in dem Darstellungsbereich möglich ist. Vielmehr muß eine Trans formation einer Relativbewegung einer Kugel in einer Maus ge genüber einer anderen Fläche oder einer Kugel eines Track- Balls mittels des Fingers des Benutzers erfolgen.

Lediglich wenn der Benutzer direkt, sozusagen auf Armlänge, Zugang zu dem Bildschirm hat, können berührungssensitive Bildschirme (touch screens) eingesetzt werden, bei denen eine Matrix aus (Infrarot-)Lichtstrahlen mit dem Finger oder einem Stift unterbrochen, oder eine Kontaktfolie mit einem Raster aus Kontaktstellen mit dem Finger oder einem Stift berührt wird. Diese Variante scheidet jedoch bei Großbildwänden aus, auf die der Bildschirminhalt projiziert wird.

Neben der Einschränkung derartiger berührungssensitiver Bild schirme hinsichtlich ihrer Größe haben alle bisher bekannten Eingabevorrichtungen den Rand der Bild(schirm)fläche als Be grenzung. Mit anderen Worten sind bisherige Eingabevorrich tungen nicht in der Lage, sowohl Befehle einzugeben oder Er eignisse zu steuern, die auf der Bild-(schirm)fläche des Com puters abgebildet sind, als auch auf Ereignisse zu reagieren, die in der Umgebung der Bild-(schirm)fläche des Computers stattfinden.

Aus der DE 44 37 961 A1 ist eine optische Positionserfas sungseinheit und eine optische Koordinateneingabeeinheit be kannt, bei der mittels eines Projektors auf einem Bildschirm ein computergeneriertes Bild dargestellt wird. Mittels eines Laserzeigers wird auf dem Bildschirm ein Lichtpunkt erzeugt, eine optische Positionserfassungseinheit tastet den Bild schirm in der nachstehend beschriebenen Weise ab und ermit telt die Koordinaten des durch den Laserzeigers erzeugten Lichtpunktes. Die Positionserfassungseinheit enthält einen Mikrocomputer, der einerseits mit einem Abbildungseingabebe reich (Sensor) verbunden ist, und andererseits eine LCD- Abdeckung steuert. Dazu ist zwischen dem Mikrocomputer und der LCD-Abdeckung ein LCD-Steuerbereich vorgesehen, der die Bewegung des Lichttransmissionsbereichs der LCD-Abdeckung auf Grundlage einer vom Mikrocomputer gegebenen Anweisung steu ert. Wie in der DE 44 37 961 A1 ausführlich beschrieben ist, wird mittels der LCD-Abdeckung ein hinsichtlich seiner geome trischen Abmessungen speziell gestaltetes Durchlaßfenster schrittweise über den gesamten Abdeckungsbereich bewegt. Nur wenn die Form des Lichtpunktes mit der Form des Fensters in der LCD-Abdeckung übereinstimmt, und wenn der Auftrittsort des Lichtpunktes mit der Position des Fensters in dem LCD- Durchlaßbereich zusammenfallen, erkennt der Mikrocomputer die Position des Lichtpunktes auf dem Bildschirm. Diese sehr auf wendige, da auf Bildverarbeitungsalgorithmen beruhende Vorge hensweise ist relativ langsam, was die Erfassungsgeschwindig keit angeht, da im schlimmsten Fall das Durchlaßfenster von ganz links oben in der LCD-Abdeckung bis ganz rechts unten Schritt für Schritt bewegt werden muß. Darüber hinaus muß je weils noch eine Mustererkennung ausgeführt werden um sicher zu sein, daß kein Fremdlicht anstelle des Lichtzeiger- Lichtpunktes erfaßt wird.

Auch enthält dieses Dokument keinen Hinweis, die teure und anfällige LCD-Matrix wegzulassen oder auf die Mustererkennung im übrigen zu verzichten. Des weiteren fehlt der Hinweis, den im Umfeld des Bildschirms liegenden Bereich ebenfalls abzuta sten.

Die aus der EP 0 598 648 A1 bekannte Anordnung verwendet ei nen Durchlichtprojektor, bei dem mittels einer komplizierten Strahlteileranordnung ein auf eine Durchlichtprojektionswand projizierter Bildinhalt von einen von der entgegengesetzten Seite der Projektionswand auftreffender Lichtstrahl getrennt und erfaßt wird. Systembedingt ist hierbei der Darstellungs bereich der Durchlichtprojektionswand auch der maximale Er fassungsbereich, während bei der Erfindung der Erfassungsbe reich wesentlich größer ist als der Darstellungsbereich. Dar über hinaus fehlt in diesem Dokument auch jeglicher Hinweis auf die Auswertung in der beanspruchten Weise.

Aus der EP 0 686 935 A1 ist es bekannt, in einer aus mehreren Einzelbildschirmen zusammengesetzten Großbildschirmwand je weils an den Ecken der einzelnen Bildschirme Lichtquellen an zubringen und mittels eines richtungsempfindlichen Empfängers die Orientierung dieses Empfängers relativ zu den vier Licht quellen zu ermitteln. Auf diese Weise kann dann die Ausrich tung des Empfängers auf einen bestimmten Punkt auf den jewei ligen Einzelbildschirm errechnet und mittels einer drahtlosen Übertragungsstrecke an das Steuersystem zurückgegeben werden.

Aus der EP 0 718 748 A2 ist eine Vorrichtung und ein Verfah ren zur Positionserkennung eines Zeigers oder Lichtstrahls auf einen Bildschirm bekannt, bei dem zwei Bilder des Bild schirms in zeitlichem Abstand erfaßt und miteinander vergli chen werden. Auch hierbei ist der Erfassungsbereich der ver wendeten Kamera mit dem Darstellungsbereich des Projektors identisch.

Auch die US-Patentschrift 5,712,658 enthält den Hinweis, den Erfassungsbereich an die Größe eines Bildschirms anzupassen. Des weiteren findet bei dieser Anordnung eine extrem aufwen dige Bildverarbeitung der geometrisch unterschiedlichen Lichtstrahlen aus unterschiedlichen Lichtzeigern statt.

Durch das Internet-Dokument "A More 'Universal' Remote Con trol" von Lee W. Campbell, dessen Vorveröffentlichungsstatus ungeklärt ist, ist unter der Überschrift "machine Vision" ei ne Vorgehensweise beschrieben, bei der lediglich auf in einem durch Kameras überwachten Raum befindliche Gegenstände mit tels eines Lichtstrahls hin gedeutet wird. Die sich auf diesen Gegenstand beziehenden Befehle werden dann über her kömmliche Infrarotübertragungsstrecken an die Zentralsteue rung ausgesendet.

Der Erfindung zugrundeliegendes Problem

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Einga bevorrichtung für Computer zu schaffen, bei der ein oder meh rere Benutzer ohne Beschränkung auf die Größe des Darstel lungsbereiches über einen räumlichen Abstand hinweg Befehle auslösen kann, wobei eine sichere und schnelle Befehlserkennung mit geringem Schaltungsaufwand erreicht werden soll.

Erfindungsgemäße Lösung

Zur Lösung des Problems stellt die Erfindung eine Eingabevor richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit.

Die Erfindung macht damit die älteste menschliche nonverbale Kommunikationsweise für die Computertechnik direkt und unmit telbar nutzbar: Das Zeigen auf Zeichen oder Gegenstände mit dem Zeigefinger. Dabei wird der menschliche Finger durch den gerichteten (Licht-)Strahl "verlängert" und für die Technik einfach identifizierbar und ortbar gemacht. Die Erfindung er laubt das Auslösen von Befehlen in Computerprogrammen, indem der Lichtstrahl, zum Beispiel aus einem handelsüblichen Lichtzeiger oder sog. Laserpointer, auf ein Symbol auf der Bild(schirm-)Fläche in dem Erfassungsbereich gerichtet wird. Dabei sieht ein Benutzer den durch den Laserpointer erzeugten Lichtpunkt direkt auf der Bild(schirm-)Fläche und kann durch Ändern der Richtung, in die er den Lichtzeiger hält, den Lichtfleck in dem Erfassungsbereich unmittelbar beliebig ver schwenken. Dies wird von der Bildaufnahmevorrichtung erfaßt, die ein für die Position oder die Strecke und die Richtung charakteristisches Signal erzeugt, das dem Computer(-Pro gramm) über eine Schnittstelle des Computers bzw. einer Be triebssystem-Routine des Computers zugeführt wird, um das Si gnal in entsprechende Bedienbefehle umzusetzen. Durch Aus schalten des Lichtzeigers, oder durch schnelles Ein-/Aus schalten des Lichtzeigers, wobei der Lichtfleck nicht von der Stelle bewegt wird, können auch Schaltvorgänge wie mit einer Taste an einer herkömmlichen Computermaus, einem herkömmli chen Track-Ball oder dergleichen ausgelöst werden.

Damit können nicht nur eine praktisch beliebige Anzahl von vor dem Erfassungsbereich befindliche Personen mittels eines in ihrer Hand gehaltenen Lichtzeigers Befehle oder andere (Daten-)Eingaben in den Computer durch Richten eines Licht strahls auf die Bild(schirm-)wand bewirken. Vielmehr ist es auch möglich, den Darstellungsbereich mit der Bild(schirm- )wand hinter einer Schaufenster-Glasscheibe anzuordnen, so daß Passanten zu jeder beliebigen Zeit mit dem Computer in Interaktion treten können.

Außerdem können die einzelnen Benutzer sehr einfach mit ihrem Lichtzeiger auch an mehreren, in unterschiedlichen Darstel lungs- oder Erfassungsbereichen parallel ablaufenden Compu terprogrammen aktiv werden. Weiterhin ist die freie Beweg lichkeit des Benutzers oder der Benutzer nicht mehr begrenzt, da der Lichtzeiger nicht mehr über eine Leitung mit dem Com puter in Verbindung stehen muß.

In dem Darstellungsbereich kann eines zweidimensionales Bild auf einer Bildschirmwand, ein dreidimensionales Bild in einem Projektionsraum wiedergegeben werden. Für zweidimensionale Bilder eignet sich ein Filmprojektor, ein Videoprojektionsge rät (sog. Videokanone). Für dreidimensionale Bilder eignen sich Laserprojektionsgeräte oder Hologrammprojektoren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sendereinrichtung zum Aussenden eines gerichteten elektroma gnetischen Strahls, vorzugsweise eines sichtbaren Licht strahls eingerichtet, wobei der elektromagnetische Strahl mit einer für die Sendereinrichtung charakteristischen Kennung versehen sein kann. Der Lichtstrahl kann durch eine Ultra bright-LED-Anordnung (mit einer davorangeordneten Optik) oder durch eine Halbleiter-Laser-Anordnung erzeugt werden, wobei die Kennung (durch Frequenz-, Amplituden-, Phasenmodulation oder dergl.) aufmoduliert wird. Dabei ist es auch möglich, eine herkömmliche Glühlampe als sichtbare Hauptquelle für den Strahl zu verwenden und daneben z. B. einen gebündelten, modu lierten Infrarot-Lichtstrahl auszusenden. Aus Batteriespar gründen kann dabei die herkömmliche Glühlampe als sichtbare Hauptquelle für den Strahl auch entfallen, wenn das Computer programm dazu eingerichtet ist, einen entsprechenden Licht fleck auf der Bildschirmwand als Rückmeldung für den Benutzer zu erzeugen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ei ne Schnittstelle zwischen der Bildaufnahmevorrichtung und dem Computer vorgesehen, die das charakteristische Signal in ein für das Betriebssystem des Computers oder ein in dem Computer ablaufendes Programm weiterverarbeitbares Datenformat um setzt.

Für die Ausgestaltung der Bildaufnahmevorrichtung gibt es mehrere Alternativen. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Bildaufnahmevorrichtung eine CCD-Kamera, die einen CCD- Sensor und ein diesem vorgeschaltetes Optiksystem, vorzugs weise mit einer Linsen/Blenden-Anordnung aufweist.

Vorzugsweise ist dabei der CCD-Sensor mit einer Steuerschal tung zur zeilen- oder spaltenweisen Auslesung verbunden.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist die Bildaufnahme vorrichtung einen Bildsensor mit einer photo-empfindlichen Detektor-Matrix und ein diesem vorgeschaltetes Optiksystem, vorzugsweise mit einer Linsen/Blenden-Anordnung auf.

Vorzugsweise ist dabei die Detektor-Matrix mit einer Steuer schaltung verbunden.

Gemäß einer dritten Ausführungsform weist die Bildaufnahme vorrichtung einen Bildsensor mit einer Lateraleffektdiode und ein diesem vorgeschaltetes Optiksystem, vorzugsweise mit ei ner Linsen/Blenden-Anordnung auf.

Vorzugsweise ist dabei die Lateraleffektdiode mit einer Steu erschaltung verbunden, wobei die Steuerschaltung mit den Ausgängen der Lateraleffektdiode verbundene Analog/Digital- Wandler aufweist, die deren Ausgangssignale in X,Y-Koordi naten umwandeln, und einen Komparator, der beim Erfassen ei nes aus einer Sendereinrichtung in den Darstellungsbereich gerichteten Strahls durch die Lateraleffektdiode ein "Strahl- Erfaßt"-Signal sowie dessen Koordinaten an einem Datenausgang für den Computer ausgibt.

Lateraleffektdioden bestehen im wesentlichen aus eine groß flächigen rechteckigen Photodiode mit Elektroden an den Sei ten. Abhängig von der Lage des auf die Fläche treffenden Lichtstrahls wird ein entsprechender Strom an den verschiede nen Elektroden ausgegeben. Die Differenzströme sind somit ein Maß für die Lage des auf die Fläche treffenden Lichtstrahls bzw. des dadurch hervorgerufenen Lichtflecks. Damit kann un abhängig von der Größe des Lichtflecks dessen Position oder deren Änderung sehr genau und mit hoher Geschwindigkeit de tektiert werden.

Grundsätzlich sind auch andere Ausgestaltungen von Bildauf nahmevorrichtungen möglich. Es ist lediglich erforderlich, daß die Bildaufnahmevorrichtung in der Lage ist, den Erfas sungsbereich mit einer Auflösung zu erfassen, die eine genü gend genaue Orts- bzw. Vektorbestimmung (nach Betrag und Richtung) des Lichtflecks auf der Oberfläche in dem Darstel lungsbereich erlaubt.

Zur ordnungsgemäßen Funktion der Erfindung ist eine Kalibrie rung der Bildaufnahmevorrichtung relativ zu der Bildschirm wand in dem Darstellungsbereich erforderlich. Diese Kalibrie rung kann in der Weise erfolgen, daß ein Testbild in den Dar stellungsbereich projiziert wird, wobei das Computerprogramm Koordinaten bestimmter auffälliger Punkte in diesem Testbild kennt. Auf diese Punkte wird mittels einer Sendereinrichtung ein Lichtstrahl gerichtet, während der Computer - von dem Computerprogramm gesteuert - anzeigt, in welche Richtung die Bildaufnahmevorrichtung solange kontrolliert (von Hand oder mittels entsprechender Stellmotoren) verschwenkt werden muß, bis der auf diesen Punkt gerichtete Lichtstrahl erfaßt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung der Figur erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der erfin dungsgemäßen Eingabevorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Bildaufnahmevorrichtung der erfindungsgemä ßen Eingabevorrichtung nach Fig. 1 in einer ersten Ausfüh rungsform im Detail.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 gezeigte Eingabevorrichtung ist bestimmt für einen Computer in Form eines PC 10, der eine Tastatur 12, ei ner herkömmlichen Computermaus 14 und einen Monitor 16 auf weist. In dem Computer 10 ist ein Betriebssystem mit einer graphischen Benutzeroberfläche installiert. Damit kann ein Benutzer durch Verschieben der Computermaus 14 auf einer (Tisch-)Oberfläche ein Zeigersymbol auf dem Monitor 16 ver schieben und durch Betätigen einer Taste 14' an der Computer maus 14 einen Befehl oder eine Aktion in dem Betriebssystem des Computers oder einem in dem Computer ablaufenden Anwen derprogramm auslösen.

Um einer größeren Anzahl von Personen den auf dem Monitor 16 angezeigten Inhalt darstellen zu können, ist der Computer 10 über seinen Video-Ausgang mit einem Projektor 18 verbunden, der den Inhalt auf einen Darstellungsbereich 20 projiziert.

Des weiteren ist mit dem Computer 10 über dessen serielle Schnittstelle eine Bildaufnahmevorrichtung 30 verbunden, die einen wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Eingabevorrich tung darstellt. Die Bildaufnahmevorrichtung 30 erfaßt einen Erfassungsbereich 22 vollständig. Dieser Erfassungsbereich 22 ist größer als der Darstellungsbereich 20. Damit kann die Bildaufnahmevorrichtung 30 sowohl Ereignisse aufnehmen, die auf dem Darstellungsbereich 20 stattfinden, als auch solche Aktionen, die sich in dessen Umgebung ereignen. Der Darstel lungsbereich 20 kann in Form einer Bildwand ausgestaltet sein.

Erfindungsgemäß ist eine solche Aktion oder ein solches Er eignis ein gerichteter Lichtstrahl S aus einer Sendereinrich tung 40 in Form eines Lichtzeigers oder sogenannten La serpointers, der auf einem Gegenstand 42, 44 oder einer ande ren Oberfläche in dem Erfassungsbereich einen Lichtfleck L erzeugt, wenn eine der den Darstellungsbereich 20 betrachten den Personen einen solchen Laserpointer in den Erfassungsbe reich 22 richtet und betätigt.

Die Bildaufnahmevorrichtung 30 erfaßt den Strahl S bzw. den dadurch erzeugten Lichtfleck L und erzeugt ein Signal, das charakteristisch ist für den Ort, an dem der Strahl S in dem Erfassungsbereich 22 auf eine Oberfläche trifft und/oder für die Strecke und die Richtung, die/in der sich ein in dem Er fassungsbereich 22 auf eine Oberfläche treffender Strahl S bewegt.

Dieses Signal wandelt eine der Bildaufnahmevorrichtung 30 zu geordnete Schnittstelle 32 mit einem Microcontroller in ein für das Betriebssystem des Computers oder ein in dem Computer 10 ablaufendes Programm weiterverarbeitbares Datenformat um.

Die Bildaufnahmevorrichtung 30 ist in dieser Ausführungsform eine CCD-Kamera, die einen CCD-Sensor 34 und ein diesem vor geschaltetes Optiksystem mit einer Linsen/Blenden-Anordnung 36 aufweist.

Die Details der Bildaufnahmevorrichtung 30 sind in Fig. 2 veranschaulicht. Der CCD-Sensor 34 ist mit einer Steuerschal tung 50 zum zeilen- oder spaltenweisen Auslesen verbunden. Die Steuerschaltung 50 erzeugt beim Erfassen eines Licht flecks L von einem in den Erfassungsbereich 22 gerichteten Strahl S durch den CCD-Sensor 34 dessen Koordinaten (X, Y) so wie ein "Strahl-Erfaßt"-Signal (SE). Diese werden an einem Datenausgang für den Computer 10 ausgeben. Dazu dient ein Komparator 52, des sen einer nicht-inventierender Eingang mit dem Ausgang des CCD-Sensors 34 verbunden ist und dessen zweiter inventieren der Eingang mit einem Stellglied 54, das entweder ein Poten tiometer oder ein vom Computer 10 aus programmierbarer D/A- Wandler 56 ist. Damit kann die Intensität eingestellt werden, die ein Lichtfleck haben muß, damit er als solcher - gegen über anderen Lichtqellen - erkannt wird. Zur Bestimmung des Ortes des Lichtfleckes liest die Steuerschaltung 50 den CCD- Sensor 34 zeilenweise Zelle für Zelle aus. Sobald der Kompa rator 52 eine positive Signalflanke an seinem Ausgang aus gibt, wird der Auslesevorgang beendet. Die Anzahl der ausge lesenen Zellen dividiert durch die Anzahl der Zellen pro Zei le ergibt die Y-Koordinate und der ganzzahlige Rest die X- Koordinate der Position des Lichtflecks L, wie er auf die Sensoroberfläche projiziert wird.

Diese Daten werden dann entweder über eine parallele oder ei ne serielle Schnittstelle an den Computer übermittelt, in dem ein Treiberprogramm vorgehalten wird, das folgende Funktionen ausführt:

1. -a- Einlesen der Koordinaten-Daten X, Y und falls vorhanden des "Strahl-Erfaßt"-Signals SE von der Schnittstelle in entsprechende Register oder Speicherplätze X_POS; Y_POS; SIG_PRES des Computers 10;
2. -b- Überprüfen ob der Inhalt des Registers oder des Spei cherplatzes SIG_PRES oder der Register oder Speicher plätze X_POS und Y_POS Null ist, falls ja, wiederhole Schritt -a-;
3. -c- Transformieren des Inhaltes der Register oder Speicher plätze X_POS und Y_POS in Bildschirmkoordinaten X_SCREEN; Y_SCREEN mittels durch vorherige Kalibrierung ermittelten Umrechnungsfaktoren; und
4. -d- Übermitteln der Bildschirmkoordinaten X_SCREEN; Y_SCREEN in Form eines asynchronen Mauszeiger-Positionierungs- Ereignisses an das Betriebssystem des Computers.

Mit einem derartigen Treiberprogramm verhält sich das Be triebssystem oder ein Anwendungsprogramm, an das von diesem Treiberprogramm asynchrone Mauszeiger-Positionierungs- Ereignisse übermittelt werden genau so, als wäre eine her kömmliche Computermaus, Trackball oder dergl. betätigt wor den.

Um auch die Funktion einer Tastenbetätigung bei einer her kömmlichen Computermaus, Trackball oder dergl. zu haben, ist das Treiberprogramm in folgender Weise erweitert:

1. -a- Rücksetzen eines einen Leer-Ereigniszähler enthaltenden Registers oder Speicherplatzes KEY_COUNT;
2. -b- Einlesen der Koordinaten-Daten X, Y und falls vorhanden des "Strahl-Erfaßt"-Signals SE von der Schnittstelle in entsprechende Register oder Speicherplätze X_POS; Y_POS; SIG_PRES des Computers 10;
3. -c- Überprüfen ob der Inhalt des Registers oder des Spei cherplatzes SIG_PRES oder der Register oder Speicher plätze X_POS und Y_POS Null ist, falls ja, Inkrementiere den Leer-Ereigniszähler (KEY_COUNT) und wiederhole Schritt -b-;
4. -d- Überprüfen ob der Leer-Ereigniszähler (KEY_COUNT) einen vorbestimmten Wert (MAX) nicht überschreitet, falls ja,
5. -e- Übermitteln eines asynchronen Maustasten-Ereignisses an das Betriebssystem des Computers.

Zur Verbesserung der Genauigkeit können auch zwei im Abstand zueinander angeordnete Bildaufnahmevorrichtungen 30 vorgese hen sein, die über jeweils eine Schnittstelle mit dem Compu ter verbunden sind. In diesem Fall ist es notwendig, daß das Treiberprogramm die Daten aus beiden Bildaufnahmevorrichtun gen 30 ausliest und daraus ein asynchrones Mauszeiger- Positionierungs-Ereignis erzeugt und an das Betriebssystem des Computers sendet.

Claims

1. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche, mit

1. einer mit dem Computer (10) verbundenen Darstellungsvor richtung (18), die zur Wiedergabe eines durch den Computer (10) erzeugten Inhaltes in einem Darstellungsbereich (20) eingerichtet ist,
2. einer einen Erfassungsbereich (22) erfassenden und mit dem Computer verbindbaren Bildaufnahmevorrichtung (30), wobei der Erfassungsbereich (22) größer ist als der Darstellungsbereich (20),
3. wobei die Bildaufnahmevorrichtung (30) wenigstens einen von einer zum Aussenden eines gerichteten elektromagnetischen Strahls (S) eingerichteten Sendereinrichtung (40) in den Er fassungsbereich (22) gerichteten Strahl (S) erfaßt und ein Signal erzeugt, das charakteristisch ist für den Ort, an dem der Strahl (S) in dem Erfassungsbereich (22) auf eine Ober fläche trifft und/oder für die Strecke und die Richtung, die/in der sich ein in dem Erfassungsbereich (22) auf eine Oberfläche treffender Strahl (S) bewegt, wobei
4. die Bildaufnahmevorrichtung (30) mit einer Steuerschaltung (50) verbunden ist,
- 1. die beim Erfassen des Strahls (S) das für den Auftreffort und/oder die Bewegungsstrecke und -Richtung charakteristische Signal sowie ein "Strahl-Erfaßt"-Signal an einem Datenausgang für den Computer ausgibt, und
- 2. die mit einem Stellglied (54) verbunden ist, um die Inten sität einzustellen, die ein Lichtfleck haben muß, damit er als solcher gegenüber anderen Lichtquellen zu erkennen ist.

2. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 1, mit

1. einer Schnittstelle zwischen der Bildaufnahmevorrichtung (30) und dem Computer (10), die ausgegebene Signale in ein für das Betriebssystem des Computers (10) oder ein in dem Computer ablaufendes Programm weiterverarbeitbares Datenfor mat umsetzt.

3. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 1 oder 2, wobei

1. die Bildaufnahmevorrichtung (30) eine CCD-Kamera ist, die einen CCD-Sensor (34) und ein diesem vorgeschaltetes Optiksy stem (36) aufweist.

4. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 3, wobei

1. der CCD-Sensor (34) mit der Steuerschaltung (50) zur zei len- oder spaltenweisen Auslesung verbunden ist.

5. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 1 oder 2, wobei

1. die Bildaufnahmevorrichtung (30) einen Bildsensor mit einer photo-empfindlichen Detektor-Matrix und ein diesem vorge schaltetes Optiksystem (36) aufweist.

6. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 5, wobei

1. die Detektor-Matrix mit der Steuerschaltung (50) verbunden ist.

7. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 1 oder 2, wobei

1. die Bildaufnahmevorrichtung (30) einen Bildsensor mit einer Lateraleffektdiode und ein diesem vorgeschaltetes Optiksystem (36) aufweist.

8. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 7, wobei

1. die Lateraleffektdiode mit der Steuerschaltung (50) verbun den ist, und wobei die Steuerschaltung mit den Ausgängen der Lateraleffektdiode verbundene Analog/Digital-Wandler auf weist, die deren Ausgangssignale in X,Y-Koordinaten umwan deln, welche in das charakteristische Signal eingehen, und einen Komparator, der beim Erfassen des Strahls (S) durch die Lateraleffektdiode die Ausgabe des charakteristischen Signals und des "Strahl-Erfaßt"-Signals auslöst.

9. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 1, wobei die Darstel lungsvorrichtung (18) zur Wiedergabe eines zweidimensionalen Bildes auf einer Projektionsfläche und/oder zur Wiedergabe eines dreidimensionalen Bildes in einem Projektionsraum ein gerichtet ist.

10. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 3 oder 4, wobei

1. die Steuerschaltung (50) einen Komparator (52) aufweist, dessen einer nicht-inventierender Eingang mit dem Ausgang des CCD-Sensors (34) verbunden ist und dessen zweiter inventie render Eingang mit dem Stellglied (54) verbunden ist, das entweder ein Potentiometer oder ein vom Computer (10) aus programmierbarer D/A-Wandler (56) ist, um die Intensität ein zustellen, die ein Lichtfleck haben muß, damit er als solcher gegenüber anderen Lichtqellen zu erkennen ist.

11. Eingabevorrichtung für einen Computer mit einer graphi schen Benutzeroberfläche nach Anspruch 10, wobei

1. die Steuerschaltung (50) den CCD-Sensor (34) zeilenweise Zelle für Zelle solange ausliest, bis der Komparator (52) ei ne Signalflanke an seinem Ausgang ausgibt, wobei
2. die Anzahl der ausgelesenen Zellen dividiert durch die An zahl der Zellen pro Zeile die Y-Koordinate und der ganzzahli ge Rest die X-Koordinate der Position des Lichtflecks L er gibt, wie er auf die Sensoroberfläche projiziert worden ist.