DE19959373A1

DE19959373A1 - Positionsfernbezeichnungssystem

Info

Publication number: DE19959373A1
Application number: DE19959373A
Authority: DE
Inventors: Kwang-Muk Chae
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2000-06-21
Also published as: AU1513300A; KR20000039283A; CN1256425A; JP2000231445A; GB9929041D0; IT1314105B1; ITMI992541A1; US6388656B1; GB2344673A; FR2787906A1; WO2000035237A1; ITMI992541A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positionsfernbezeichnungssystem für die Bezeichnung einer optionalen Position in einer Ebene von einer Stelle aus, die von der Ebene entfernt ist. Das Positionsfernbezeichnungssystem weist folgendes auf: eine Sendereinheit mit Sendern (82, 84, 86, 88), die zum Senden als ein Positionssignal von Signalen der gleichen Frequenz, jedoch mit unterschiedlichen Phasen auf jeweils simultane Weise ausgestaltet sind, eine Empfängereinheit zum Empfangen der von den Sendern (82, 84, 86, 88) der Sendereinheit übertragenen Signale in Form eines zusammengesetzten Signals, zum Verstärken des empfangenen zusammengesetzten Signals bis zu einem Sättigungspegel und zum Durchführen einer Signalverarbeitung des verstärkten Signals, um eine Positionsinformation zu erhalten, die mit einer Phasenverschiebung des verstärkten Signals von einer Referenzphase verbunden ist, und eine Steuerungseinheit zum Erzeugen eines Steuerungssignals, das zum Anzeigen einer Position, die durch das Positionssignal von der Sendereinheit bezeichnet wird, auf einem Bildschirm ausgestaltet ist, basierend auf der Positionsinformation von der Empfängereinheit. Das Positionsfernbezeichnungssystem ist für eine Vielzahl elektronischer Geräte anwendbar, wie TVs, Computer, Videorecorder, LDPs, DVD-Spieler, VOD-System, Kabel-TV-Endgeräte, Kommunikationsendgeräte, Videospielmaschinen für den Heimbedarf und Computer für Kleinkinder. Auf diese Weise kann leicht eine Bewegung eines Cursors erzielt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Positionsfernbezeich nungssystem, und insbesondere ein Positionsfernbezeichnungs system, das eine Sendereinheit, die zum Senden von Signalen der gleichen Frequenz, jedoch mit unterschiedlichen Phasen, ausgestaltet ist, und eine Empfängereinheit aufweist, die zum Empfangen dieser Signale von der Sendereinheit für deren Wei terverarbeitung ausgestaltet ist.

Im allgemeinen wird ein Positionsfernbezeichnungssystem bei einer Vielzahl elektronischer Geräte, wie TVs, Computer, Vi deorecorder, LDPs, DVD-Spieler, VOD-Systeme, Kabel-TV- Endgeräte, Kommunikationsendgeräte, Videospielmaschinen für den Heimbedarf und Computer für Kleinkinder angewandt. Ein solches Positionsfernbezeichnungssystem weist eine Senderein heit und eine Empfängereinheit auf. Die Sendereinheit über sendet unter Verwendung von jeweils zwei oder mehreren Sen dern Signale an die Empfängereinheit, die in einem elektroni schen Gerät vorhanden ist, das von der Sendereinheit aus eine um bestimmte Entfernung beabstandet ist. Die Sendereinheit verstärkt die dort empfangenen Signale gemäß einem Verstär kungsverfahren unter Verwendung von Verstärkerschaltungen oder gemäß einem optischen Verstärkungsverfahren. Die ver stärkten Signale werden dann in einem Analog/Digital- Wandlerprozeß weiterverarbeitet. Danach wird eine Differenz zwischen den umgewandelten Signalen berechnet und anschlie ßend in einen entsprechenden Wert auf einem Koordinatensystem umgewandelt. In dem Fall, in dem das Positionsfernbezeich nungssystem nur schwer zwischen den gleichzeitig dort empfan genen Signalen unterscheiden kann, sendet die Sendereinheit diese Signale jeweils in einem bestimmten Zeitintervall, da mit die Empfängereinheit die Signale unterscheidbar voneinan der weiterverarbeiten kann. Daher führt das oben erwähnte herkömmliche Positionsfernbezeichnungssystem zu einem Anstieg der Kosten, da sehr komplexe Schaltungen verwenden werden müssen, die eine hohe optische Genauigkeit für die Verarbei tung empfangener Signale erfordern. Damit die Genauigkeit verbessert werden kann, werden als Sendesignale Gleichstrom signale verwendet, die mittels einer relativ einfachen Si gnalverarbeitung verarbeitet werden können. Bei diesen Gleichstromsignalen ist es jedoch schwierig, diese von dem Umgebungsrauschen zu unterscheiden, so daß die Verwendung von Gleichstromsignalen nicht unbedingt eine verbesserte Genauig keit der Positionsbezeichnung liefern kann. Daher ist dieses Verfahren unpraktisch.

Das in dem oben erwähnten Positionsfernbezeichnungssystem an gewandte Signalverarbeitungsverfahren kann nicht direkt Sig nale verarbeiten, die von irgendeinem der existierenden Sen der gesendet werden. Daher ist es schwierig, den Aufbau des Positionsfernbezeichnungssystems zu vereinfachen. Ferner wird die wesentliche Signalverarbeitung, die unmittelbar mit der Genauigkeit der Positionsbezeichnung in Verbindung steht, un ter Verwendung sperriger Analogschaltungen durchgeführt. Da her ist es schwierig, das Positionsfernbezeichnungssystem zu miniaturisieren. Außerdem ist es unmöglich, die Kosten zu vermindern.

Es ist Ziel der Erfindung, ein Positionsfernbezeichnungssy stem zu schaffen, das von einer Sendereinheit gesendete Si gnale auf digitale Weise von einer Empfängereinheit verarbei ten kann, um dadurch eine leichte Auswahl einer gewünschten Funktion aus einem Menü zu erzielen, das auf dem Bildschirm eines elektronischen Geräts angezeigt wird, für welches das Positionsfernbezeichnungssystem angewandt wird.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit dem Gegenstand des An spruchs 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Un teransprüchen beschrieben.

Hiernach ist ein Positionsfernbezeichnungssystem geschaffen für die Bezeichnung einer optionalen Position in einer Ebene von einer Stelle aus, die von der Ebene entfernt ist, welches umfaßt: eine Sendereinheit mit Sendern, die zum Senden als ein Positionssignal von Signalen der gleichen Frequenz, je doch mit unterschiedlichen Phasen auf jeweils simultane Weise ausgestaltet sind; eine Empfängereinheit zum Empfangen dieser von den Sendern der Sendereinheit in der Form eines zusammen gesetzten Signals gesendeten Signale, zum Verstärken des emp fangenen zusammengesetzten Signals bis zu einem Sättigungspe gel und zum Ausführen einer Signalverarbeitung für das ver stärkte Signal, um eine Information zu erhalten, die mit der Phasenverschiebung des verstärkten Signals bezüglich einer Referenzphase verbunden; und eine Steuerungseinheit zum Er zeugen eines Steuerungssignals, das zum Anzeigen einer durch das Positionssignal von der Sendereinheit bezeichneten Posi tion auf einem Bildschirm, basierend auf der Positionsinfor mation von der Empfängereinheit, ausgestaltet ist.

Das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfin dung ist für eine Vielzahl elektronischer Geräte anwendbar, wie TVs, Computer, Videorecorder, LDPs, DVD-Spieler, VOD- Systeme, Kabel-TV-Endgeräte, Kommunikationsendgeräte, Vi deospielmaschinen für den Heimbedarf und Computer für Klein kinder. In diesem Fall kann eine leichte Bewegung eines Cur sors erzielt werden.

Die obigen Ziele und weitere Merkmale und Vorteile der vor liegenden Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher er läutert, in der:

Fig. 1 ein Diagramm ist, das eine Richtungscharakteri stik-Kurve einer allgemeinen Sendereinheit dar stellt;

Fig. 2a bis 2d Wellenform-Diagramme sind, die jeweils das Prinzip der Erzeugung einer Phasenverschiebung in einem Positionsbezeichnungssystem gemäß der vor liegenden Erfindung darstellen;

Fig. 3a und 3b schematische Ansichten sind, die jeweils eine Koordinatenbezeichnungsprozedur darstellen, die in dem Positionsbezeichnungssystem gemäß der vorlie genden Erfindung ausgeführt wird, wobei Fig. 3a einen Fall darstellt, bei dem eine Position auf der linken Seite eines Bildschirms bezeichnet wird, während Fig. 3b einen Fall darstellt, bei dem eine Position auf der rechten Seite des Bild schirms bezeichnet wird;

Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das eine Sendereinheit dar stellt, die in dem Positionsbezeichnungssystem der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 5a und 5b Flußdiagramme sind, die jeweils eine Operation der Sendereinheit darstellen;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm von Steuerungsoperationen ist, die in der Sendereinheit der Fig. 4 ausge führt werden;

Fig. 7a und 7b perspektivische Ansichten sind, die jeweils die Anordnung der in der Sendereinheit der Fig. 4 enthaltenen Sender darstellen;

Fig. 8 ein Wellenformdiagramm ist, das das Prinzip einer Substitution von Rechteckwellen für sinusoidale Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm ist, das eine Verstärkungsein heit darstellt, die in einer Empfängereinheit des Positionsfernbezeichnungssystems gemäß der vorlie genden Erfindung enthalten ist;

Fig. 10 ein Blockdiagramm ist, das eine Digitalsignal- Verarbeitungsschaltung darstellt, die in der Emp fängereinheit des Positionsfernbezeichnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 11 ein Zeitablaufdiagramm von Signalen ist, die für einen Sendercode-Vergleich und eine Phasenmessung verwendet werden;

Fig. 12 ein Flußdiagramm ist, das eine digitale Filter- und Demodulationsprozedur darstellt, die in der Empfängereinheit der Fig. 10 durchgeführt wird;

Fig. 13 ein Flußdiagramm ist, das eine Signalverarbei tungsprozedur darstellt, die in der Empfängerein heit der Fig. 10 durchgeführt wird; und

Fig. 14 ein Flußdiagramm ist, das eine Operation einer in dem Positionsfernbezeichnungssystem enthaltenen Steuerungseinheit nach Erzeugung eines Empfangsbe endigung-Interruptsignals in der Prozedur der Fig. 13 darstellt.

Es werden nunmehr bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin dung im Detail mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung be schrieben.

Sinus- und Kosinuswellen, die sinusoidale Wellen mit einer Phasendifferenz von 90° zueinander sind, haben Wellenformen, die jeweils durch grundsätzliche mathematische Einheiten aus gedrückt werden. Dementsprechend können solche Sinus- und Ko sinuswellen äußerst einfach berechnet werden. In diesem Zu sammenhang genügen diese Sinus- und Kosinuswellen einer Be dingung, die für die einfachste Welle unter verschiedenen Wellen gegeben ist, die für eine Sendereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.

Wenn Sinus- und Kosinuswellen überlagert werden, weist die resultierende zusammengesetzte Welle eine Phasenverschiebung aufgrund einer Amplitudenvariation auf, die durch die Überla gerung der Sinus- und Kosinuswellen hervorgerufen wird. Diese Phasenverschiebung wird nunmehr beschrieben.

Im allgemeinen können die neuen Koordinatenwerte x' und y' eines Punktes, dessen Koordinatenwerte x und y der x- und y- Achse um einen Winkel A gedreht werden, durch die folgende Rotationsgleichung ausgedrückt werden:

Aus dem obigen Matrixausdruck können die Koordinatenwerte x' und y' wie folgt abgeleitet werden:

x' = x cosθ - y sinθ
y' = x sinθ - y cosθ

Unter Anwendung des obigen Ausdrucks kann eine Phasenver schiebung aus den Grundphasen von sinθ und cosθ um α wie folgt ausgedrückt werden:

cos(θ+α) = cosθ cosα - sinθ sinα (1)

sin(θ+α) = sinθ cosα + cosθ sinα (2)

Das Aufstellen der obigen Gleichungen ist wohl bekannt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung verwendet eine Sendereinheit zwei Sender, die jeweils mit der Abszissen- und der Ordinatenachse einer Ebene verbun den sind, um Frequenzsignale für die Detektion einer linken oder rechten Position zu senden. Unter der Annahme, daß zwei Frequenzsignale mit unterschiedlichen Phasen gleichzeitig je weils von den oben erwähnten beiden Sendern gesendet werden, empfängt eine mit einer Signalverarbeitungseinheit ausgestat tete Empfängereinheit unausweichlich die Summe der beiden Frequenzsignale als ihr Eingangssignal. In diesem Fall wird Gleichung (2) in geeigneter Weise angewandt. Dort, wo die Ausgangssignale von den Sendern eine Wellenform von sinθ und eine Wellenform von cosθ haben, während sie jeweils die glei che Frequenz haben, wird das gleiche Ergebnis erhalten, wie es in der Gleichung (2) ausgedrückt ist. Dies wird nunmehr im Detail beschrieben.

Wenn eine Empfängereinheit Signale mit jeweils entsprechenden Wellenformen von sinθ und cosθ empfängt, die gleichzeitig von zwei Sendern gesendet worden sind, variiert jedes empfangene Signal in der Amplitude gemäß der Signalempfangsposition der Empfangseinheit bezüglich des Signalsendewinkels der zugehö rigen Sender, wie in Fig. 1 gezeigt. Diese Amplitudenvariati on resultiert aus Richtungscharakteristika des zugehörigen Senders. Unter der Annahme, daß die Amplitude jeder Si gnaleingabe an die Empfängereinheit jeweils kA für eine Si nuswellenform und kB für eine Kosinuswellenform ist, sollte das resultierende zusammengesetzte Eingangssignal die folgen de Bedingung erfüllen, basierend auf Gleichung (2):
Unter der Annahme, daß A = cosα und B = sinα,

k A sinθ + k B cosθ = k sin(θ+α)

wobei k eine Konstante darstellt, die eine optionale Amplitu de berücksichtigt.

Dementsprechend wird der folgende Ausdruck aufgestellt:

Mit Bezug auf die oben erwähnte, für die vorliegende Erfin dung angewandte Theorie kann es schließlich vorkommen, daß eine Phasenverschiebung α der von den Sendern jeweils über tragenen Sinus- und Kosinuswelle

bezüglich der Amplituden der Sinus- und Kosinuswelle auf tritt, wie folgt:
Umgekehrt ist es möglich, wenn die Phasenverschiebung α des zusammengesetzten Signals bekannt ist, das Verhältnis zwi schen der Amplitude A des von dem Sinuswellen-Sender ausgege benen Signals und der Amplitude B des von dem Kosinuswellen- Sender ausgegebenen Signals zu berechnen. Dementsprechend können die Richtungswinkel der der Empfängereinheit zugewand ten Sender genau berechnet werden, indem die physischen Cha rakteristika der Sender verwendet werden, basierend auf dem oben berechneten Ergebnis, d. h. der Richtungscharakteristik kurven der Sender.

Wenn ein Sendegerät, wie eine Fernsteuerung, verwendet wird, muß es für den Übertragungswinkel jedes in dem Sendegerät enthaltenen Senders nicht unbedingt erforderlich sein, genau mit der Empfangsposition der Empfängereinheit ausgerichtet zu sein. In diesem Fall ist es praktischerweise bedeutungslos, eine geradlinige Trajektorie zwischen dem Übertragungswinkel jedes Senders und der Empfangsposition der Empfängereinheit abzuleiten, wie eine Schußtrajektorie eines Direktfeuerge wehrs, das geradlinig mit einem Zielobjekt ausgerichtet ist.

Es gibt kein wesentliches Problem, selbst wenn die Phasenver schiebung α direkt berechnet wird, basierend auf einer axia len Bewegungsentfernung in einer Ebene, unter Berücksichti gung des obigen proportionalen Ausdrucks.

Um den obigen Ausdruck zu verifizieren, wird nunmehr eine Be schreibung im Zusammenhang mit den Fig. 2a bis 2d geliefert. Gemäß einer Zusammensetzung von Sinus- und Kosinuswellen ge mäß der vorliegenden Erfindung wird eine zusammengesetzte Welle aus Sinuswellen, die als ein Referenzsignal verwendet werden soll, zusammen mit einer zusammengesetzten Welle aus Sinus- und Kosinuswellen erzeugt, die als ein Positionsbe zeichnungssignal verwendet werden soll. Die zusammengesetzte Welle aus Sinus- und Kosinuswellen ist im Zusammenhang mit drei Amplitudenbedingungen dargestellt, d. h. die Bedingung, bei der die Sinus- und Kosinuswellen die gleiche Amplitude haben (sin = cos), die Bedingung, bei der die Amplitude der Sinuswelle größer als diejenige der Kosinuswelle ist (sin < cos) und die Bedingung, bei der die Amplitude der Sinuswelle kleiner als diejenige der Kosinuswelle ist (sin < cos).

Das Wellenformdiagramm der Fig. 2a stellt den Fall dar, bei dem die beiden Sender jeweils Sinuswellen als ein Referenzsi gnal ausgeben. In diesem Fall tritt ungeachtet der Ausgang samplitude jedes Senders keine Phasenverschiebung auf.

Die Wellenformdiagramme der Fig. 2b bis 2d stellen die Fälle dar, bei denen die Sender jeweils eine Sinuswelle und eine Kosinuswelle unter unterschiedlichen Amplitudenbedingungen ausgeben. Das Wellenformdiagramm der Fig. 2b stellt den Fall für sin = cos dar. In diesem Fall weist die zusammengesetzte Welle wegen tan^-11 (tan^-11 = 45°) eine Phasenverschiebung von 45° von sowohl der Sinus- als auch von der Kosinuswelle auf. Das heißt, daß diese zusammengesetzte Welle eine Phasenver schiebung hat, die der Hälfte der Phasenverschiebung zwischen der Sinus- und der Kosinuswelle entspricht. Das Wellen formdiagramm der Fig. 2c stellt den Fall für sin < cos dar. In diesem Fall ist die Bedingung tan^-10 (tan^-10 = 0°) schließlich erfüllt. Dementsprechend weist die zusammenge setzte Welle der Fig. 2c eine Phasenverschiebung von der Art auf, daß sie letztlich die gleiche Phase hat wie diejenige der Kosinuswelle. Andererseits stellt das Wellenformdiagramm der Fig. 2d den Fall für sin < cos dar. In diesem Fall ist letztendlich die Bedingung tan^-1θ (tan^-1θ = 90°) erfüllt. Dem entsprechend weist die zusammengesetzte Welle der Fig. 2d ei ne Phasenverschiebung von der Art auf, daß sie letztendlich die gleiche Phase wie diejenige der Sinuswelle hat. Daher ist ersichtlich, daß die gleichen Ergebnisse erhalten werden wie diejenigen, die in den obigen Gleichungen ausgedrückt sind.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wer den eine Sender- und eine Empfängereinheit verwendet, die In frarotlicht emittierende Dioden mit einem relativ einfachen Schaltungsaufbau verwenden.

Im allgemeinen müßte eine von der physischen Größe ziemlich komplex aufgebaute Schaltung verwendet werden, um sinusoidale Wellen jeweils mit einer Sinuswellenform und einer Kosinus wellenform zu erzeugen.

Wenn eine Rechteckwelle durch einen Bandpaßfilter gelangt, der mit der Frequenz der Rechteckwelle in Verbindung steht, bleibt lediglich eine Sinuskomponente der Rechteckwelle zu rück, die eine Grundwellenkomponente ist. Unter Anwendung dieses Prinzips werden von der Sendereinheit gemäß dem Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anfangs Rechteck wellen mit jeweils einer Sinusphase und einer Kosinusphase erzeugt. Diese Rechteckwellensignale werden in der Empfänger einheit empfangen, die ihrerseits die empfangenen Rechteck wellensignale unter Verwendung von Bandpaßfiltern filtert, die jeweils mit den Frequenzen der Rechteckwellensignale in Verbindung stehen. Dementsprechend können die gleichen Effek te wie in dem Fall erhalten werden, in dem sinusoidale Wellen jeweils mit einer Sinuswellenform und einer Kosinuswellenform empfangen werden. In diesem Fall ist die Phasenverschiebung eines aus einer Zusammensetzung der gefilterten Signale er zeugten zusammengesetzten Signals gleich der unter Anwendung des obigen Rechenausdrucks berechneten Phasenverschiebung.

Fig. 3a und 3b stellen schematisch eine Koordinatenbezeich nungsprozedur für ein Positionsfernbezeichnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 3a ist eine Koordinaten bezeichnungsprozedur für die Bezeichnung von Koordinatenwer ten eines Punktes an der linken Seite eines Bildschirms, wäh rend Fig. 3b eine Koordinatenbezeichnungsprozedur für die Be zeichnung von Koordinatenwerten eines Punktes an der rechten Seite des Bildschirms ist. Wenn die Sendereinheit 1 Signale einer bestimmten Frequenz jeweils mit einer Sinus- und einer Kosinuswellenform an einen Bildschirm 2 in einem Zustand überträgt, der bezüglich des Zentrums des Bildschirms 2 um einen bestimmten Winkel verschoben ist, wie in Fig. 3a ge zeigt, weist das in der Empfängereinheit empfangene resultie rende zusammengesetzte Signal eine Phasenverschiebung nach links bezüglich des Zentrums einer zusammengesetzten Grund welle auf, da die Sinuswelle, nämlich das linke Signal, und die Kosinuswelle, nämlich das rechte Signal, aufgrund ihrer spezifischen Richtungscharakteristikkurven eine Beziehung sin < cos haben, wie in Fig. 2c gezeigt. In diesem Fall wird dem entsprechend ein Punkt P1 angegeben, der aus dem Zentrum des Bildschirms 2 nach links verschoben ist.

Wenn die Sendereinheit 1 andererseits die oben erwähnten Si gnale an den Bildschirm 2 in einem Zustand sendet, der bezüg lich des Zentrums des Bildschirms 2 um einen bestimmten Win kel nach rechts verschoben ist, wie in Fig. 3b gezeigt, weist das in der Empfängereinheit empfangene resultierende zusam mengesetzte Signal eine Phasenverschiebung nach rechts bezüg lich des Zentrums der zusammengesetzten Grundwelle auf, da die Sinuswelle, nämlich das linke Signal, und die Kosinuswel le, nämlich das rechte Signal, aufgrund ihrer spezifischen Richtungscharakteristikkurven eine Beziehung sin < cos haben, wie in Fig. 2d gezeigt. In diesem Fall wird dementsprechend ein Punkt P2 angegeben, der aus dem Zentrum des Bildschirms 2 nach rechts verschoben ist.

Die in den Fig. 2c und 2d gezeigten Wellenformen 1, 2, 3 und 4 entsprechen den Abschnitten 1, 2, 3 und 4 der Rich tungscharakteristikkurven, die in den Fig. 3a und 3b gezeigt sind und mit den jeweils von der Sendereinheit gesendeten Si gnalen in Verbindung stehen.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die in dem Positionsfernbe zeichnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene Sendereinheit 1 darstellt. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugs zeichen "10" eine Schalteingabeeinheit, die zum Ausgeben ei ner vorbestimmten Anzahl an Steuerungssignalen (drei Steue rungssignale in dem dargestellten Ausführungsbeispiel) an ei ne Steuerungseinheit 20 ausgestaltet ist.

Die Steuerungseinheit 20 empfängt die Steuerungssignale von der Schalteingabeeinheit 10 und gibt dabei Ausgangssteue rungssignale jeweils an einen Taktfrequenzteiler 30, eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 40, eine Auswahleinheit 50 und eine Verteilereinheit 60 aus. Dies wird nachstehend be schrieben.

Das Bezugszeichen "22" bezeichnet einen Zeitgeber, der zum Erzeugen von Taktsignalen für die Zeitsteuerung ausgestaltet ist. Das Bezugszeichen "24" bezeichnet eine Schlafmodus- Steuerungseinheit.

Der Taktfrequenzteiler 30 wird von einem Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 aktiviert, das an seinen Freigabean schluß EN angelegt wird und gibt dabei ein Taktsignal aus. Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 40 weist eine Sinuspha se-Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 42 und eine Kosinusphase- Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 44 auf, von denen jede durch ein Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 aktiviert wird, das an deren Freigabeanschluß EN angelegt wird. In ih ren aktivierten Zuständen erzeugen die Sinusphase- und Kosi nusphase-Rechteckwellen-Erzeugungseinheiten 42 und 44 Recht eckwellen mit jeweils einer Sinusphase und einer Kosinusphase synchron mit dem Takt von dem Taktfrequenzteiler 30, der an ihren Eingangsanschlüssen IN empfangen wird. Die von den Si nusphase- und Kosinusphase-Rechteckwellen-Erzeugungseinheiten 42 und 44 erzeugten Sinusphase- und Kosinusphase- Rechteckwellen haben die gleiche Frequenz wie die Trägerfre quenz der von den existierenden Sendern ausgegebenen Träger signale, damit das Positionsfernbezeichnungssystem kompatibel zu den existierenden Sendern und Empfängern sein kann.

Die Auswahleinheit 50 empfängt ein Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 an ihrem Auswahlanschluß S. Basierend auf dem Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 gibt die Auswahleinheit 50 ein ausgewähltes Ausgangssignal aus, das unter den Ausgangssignalen der Sinusphase- und der Kosi nusphase-Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 42 und 44 ausge wählt ist, das sie jeweils an ihren Eingangsanschlüssen IN0 und IN1 empfängt.

Die Verteilereinheit 60 weist eine erste Verteilereinheit 62 und eine zweite Verteilereinheit 64 auf, die jeweils an ihren Eingangsanschlüssen EIN mit dem Ausgangsanschluß AUS der Si nusphase-Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 42 und dem Aus gangsanschluß AUS der Auswahleinheit 50 gekoppelt sind. Die erste Verteilereinheit 62 weist einen Auswahlanschluß S auf, an den ein Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 an gelegt wird. In Antwort auf das Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 gibt die erste Verteilereinheit 62 ein Signal aus, das ausgelegt ist, entweder den linken oder den rechten Sender 82 oder 86 auszuwählen. Die zweite Vertei lereinheit 64 weist einen Auswahlanschluß S auf, an den ein Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 angelegt ist. In Antwort auf das Steuerungssignal von der Steuerungseinheit 20 gibt die zweite Verteilereinheit 64 ein Signal aus, das ausgelegt ist, entweder den oberen oder den unteren Sender 84 oder 88 auszuwählen.

Das Bezugszeichen "70" bezeichnet eine Stromverstärkungsein heit, die eine erste Stromverstärkungseinheit 72 und eine zweite Stromverstärkungseinheit 74 aufweist, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen AUS0 und AUS1 der ersten Vertei lereinheit 62 gekoppelt sind. Die Stromverstärkungseinheit 70 weist ebenfalls eine dritte Stromverstärkungseinheit 76 und eine vierte Stromverstärkungseinheit 78 auf, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen AUS0 und AUS1 der zweiten Vertei lereinheit 64 gekoppelt sind. Die ersten bis vierten Strom verstärkungseinheiten 72, 74, 76 und 78 übertragen Infrarot signale an die Sender 82, 84, 86 und 88, von denen jeder an einem seiner Anschlüsse mit einer zugehörigen Stromverstär kungseinheit gekoppelt ist, während sein anderer Anschluß ge erdet ist. Jeder der Sender 82, 84, 86 und 88 ist ein Infra rotsender zum Aussenden eines Infrarotlichtstrahls in Antwort auf ein daran angelegtes Infrarotsignal.

Fig. 5a und 5b sind Flußdiagramme, die eine Operation der Sendereinheit in dem Positionsfernbezeichnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie in den Fig. 5a und 5b gezeigt, prüft die Steuerungseinheit 20, wenn sie eine Ta steneingabe von der Schalteingabeeinheit oder ein Zeitinter ruptsignal, nämlich ein Aufwachsignal, empfängt, das empfan gene Signal (Schritt 100). Danach gibt die Steuerungseinheit 20 ein Steuerungssignal an den Taktfrequenzteiler 30 aus, um eine Oszillation von Referenztaktpulsen zu initiieren (Schritt 102). Die Steuerungseinheit 20 gibt ebenfalls Steue rungssignale an entsprechende Auswahlanschlüsse S der Auswah leinheit 50 und Verteilereinheit 60 aus, damit eine Sinuspha se-Rechteckwelle von einem ausgewählten Sender ausgegeben wird (der linke und der rechte Sender 82 und 86 in dem darge stellten Fall) (Schritt 104).

Die Steuerungseinheit 20 gibt ebenfalls einen Sendererken nungscode als Rechteckwellenoszillation-Steuerungssignal an die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 40 aus (Schritt 106). Es wird dann bestimmt, ob der Sendererkennungscode einen Bitwert 0 hat oder nicht (Schritt 132). Wenn der Sendererkennungscode einen Bitwert 0 hat, erzeugt die Sinusphase-Rechteckwellen- Erzeugungseinheit 42 Sinusphase-Rechteckwellen für eine einem Bit entsprechende Zeitdauer (Schritt 134). Wenn der Senderer kennungscode nicht den Bitwert 0 hat, wird die Erzeugung von Sinusphase-Rechteckwellen von der Sinusphase-Rechteckwellen- Erzeugungseinheit 42 für eine einem Bit entsprechende Zeit dauer gestoppt (Schritt 135). Gemäß der gesteuerten Erzeugung der Sinusphase-Rechteckwelle wird der Sendererkennungscode ausgegeben.

Danach wird bestimmt, ob die Ausgabe des Sendererkennungs codes abgeschlossen ist oder nicht (Schritt 108). Wenn die Ausgabe des Sendererkennungscodes abgeschlossen ist, gibt die Steuerungseinheit 20 einen ersten Tastencode aus, der den Status einer ersten Taste angibt (Schritt 110). Es wird dann bestimmt, ob der erste Tastencode einen Bitwert 0 hat oder nicht (Schritt 132). Basierend auf dem Ergebnis der Bestim mung für den ersten Tastencode wird die Prozedur für die Er zeugung von Sinusphase-Rechteckwellen oder für das Anhalten der Erzeugung von Sinusphase-Rechteckwellen ausgeführt (Schritt 134 oder 135). Nachfolgend gibt die Steuerungsein heit 20 einen zweiten Tastencode aus, der den Status einer zweiten Taste angibt (Schritt 112). Es wird dann bestimmt, ob der zweite Tastencode einen Bitwert 0 hat oder nicht (Schritt 132). Basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung für den zwei ten Tastencode wird die Prozedur für die Erzeugung von Sinus phase-Rechteckwellen oder für das Anhalten der Erzeugung von Sinusphase-Rechteckwellen ausgeführt (Schritt 134 oder 135). Nachfolgend gibt die Steuerungseinheit 20 einen dritten Ta stencode aus, der den Status einer dritten Taste angibt (Schritt 114). Es wird dann bestimmt, ob der Tastencode einen Bitwert 0 hat oder nicht (Schritt 132). Basierend auf dem Er gebnis der Bestimmung für den Tastencode wird die Prozedur für die Erzeugung von Sinusphase-Rechteckwellen oder für das Anhalten der Erzeugung von Sinusphase-Rechteckwellen ausge führt (Schritt 134 oder 135). Es kann eine höhere Anzahl an Tastencodes vorgesehen sein, welche die Zustände von Tasten angeben.

Danach wird eine Referenzphasenübertragung für eine bestimmte Zeitperiode N ausgeführt (Schritt 116). Wenn der Eingangsan schluß EIN1 der Auswahleinheit 50 in Antwort auf ein Steue rungssignal von der Steuerungseinheit 20 nach der Referenz phasenübertragung aktiviert ist, wählt die Auswahleinheit 50 eine Kosinuswellenform als eine Ausgabewellenform aus. Dem entsprechend werden die Ausgabewellenformen der Sender derart ausgewählt, daß der linke Sender 82 die von der Sinusphase- Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 42 ausgegebene Sinuswelle sendet, während der rechte Sender 86 die von der Sinusphase- Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 44 ausgegebene Kosinuswelle sendet (Schritt 118). Nach der Auswahl der Ausgabewellenfor men wird eine Links-Rechts-Phasenübertragung für eine weitere Zeitperiode N durchgeführt (Schritt 120). Danach werden die Ausgangsanschlüsse AUS1 der ersten und der zweiten Vertei lereinheit 62 und 64 aktiviert. Dementsprechend werden die Ausgabewellenformen der Sender derart ausgewählt, daß der obere Sender 84 die von der Sinusphase-Rechteckwellen- Erzeugungseinheit 42 ausgegebene Sinuswelle sendet, während der untere Sender 88 die von der Kosinusphase-Rechteckwellen- Erzeugungseinheit 44 ausgegebene Kosinuswelle sendet (Schritt 122). Nach der Auswahl der Ausgabewellenformen wird eine Oben-Unten-Phasenübertragung für eine weitere Zeitperiode N durchgeführt (Schritt 124). Nach Abschluß der Oben-Unten- Phasenübertragung wird die Oszillation der Referenztakte ge stoppt (Schritt 126). In diesem Zustand wird die Erzeugung von Sinus- und Kosinusphasen-Rechteckwellen angehalten (Schtitt 128). Wenn die Steuerungseinheit 20 ein Steuerungs signal an die Schlafmodus-Steuerungseinheit 24 in Antwort auf das Anhalten der Rechteckwellenerzeugung anlegt, tritt die Sendereinheit in den Schlafmodus ein (Schritt 130). Damit be findet sich die Sendereinheit in einem angehaltenen Zustand.

Fig. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm an Steuerungsoperationen, die in der Sendereinheit der Fig. 4 durchgeführt werden. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen "a" ein Zeitsteuerungs signal, "b" ein von der Steuerungseinheit 20 ausgegebenes Re ferenztakt-Steuerungssignal und "c" ein Rechteckwellenerzeu gungs-Steuerungssignal, das zur Steuerung der Rechteckwellen- Erzeugungseinheit 40 entlang des Referenztakt-Steuerungssig nals b ausgelegt ist. Das Rechteckwellenerzeugungs- Steuerungssignal c weist eine Vielzahl an Signalintervallen auf, einschließlich einem Sendercodeintervall, einem Tasten codeintervall und einem Phasenprüfintervall. Das Phasen prüfintervall schließt ein Referenzphase-Prüfintervall, ein Links-Rechts-Phasenprüfintervall und ein Oben-Unten-Phasen prüfintervall ein.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen "d" ein von der Steue rungseinheit 20 ausgegebenes Senderwellenformauswahl- Steuerungssignal und das Bezugszeichen "e" ein Auswahl- Steuerungssignal für die Auswahl des linken und des rechten Senders oder des oberen und des unteren Senders. Die Bezugs zeichen "f" und "h" bezeichnen Frequenzsignale, die jeweils von der ersten und der dritten Stromverstärkungseinheit 72 und 76 ausgegeben werden, während die Bezugszeichen "g" und "i" Referenzsignale bezeichnen, die jeweils von der zweiten und der vierten Stromverstärkungseinheit 74 und 78 ausgegeben werden.

In Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen "j", "k" und "1" je weils von der Schalteingabeeinheit 10 ausgegebene Steuerungs signale.

Die Sender 82, 84, 86 und 88 der Fig. 4 sind paarweise auf einer horizontalen Linie und einer vertikalen Linie angeord net, während sie von den zugehörigen Linien jeweils um den gleichen Winkel geneigt sind.

Wie oben erwähnt, umfassen die Sender 82, 84, 86 und 88 je weils Infrarotlicht emittierende Dioden. Die Infrarotlicht emittierenden Dioden jedes Senderpaares dienen jeweils der Übertragung von Rechteckwellen der gleichen Frequenz mit un terschiedlichen Phasen. Diese Infrarotlicht emittierenden Di oden können jedoch so aufgebaut sein, daß sie sinusoidale Wellen, Dreieckwellen, Sägezahnwellen oder Wellen mit anderen Formen anstelle von Rechteckwellen übertragen.

Wellen der gleichen Phase, die für eine Messung einer Refe renzphase verwendet werden sollen, werden von den oben er wähnten Infrarotlicht emittierende Dioden umfassenden Sendern übertragen. Nachfolgend übertragen die Sender Wellen mit un terschiedlichen Phasen oder übertragen zusätzlich Wellen mit den gleichen Phasen, welche den Wellen mit den unterschiedli chen Phasen folgen, um die Referenzphase zu messen. Somit senden die Sender in Zeitintervallen Referenzsignale und Po sitionsbezeichnungssignale für die Erfassung einer Phasenver schiebung.

Fig. 8 ist ein Wellenformdiagramm, das theoretische sinusoi dale Wellen und eine zusammengesetzte Welle der theoretischen sinusoidalen Wellen, Rechteckwellen gemäß der vorliegenden Erfindung und eine zusammengesetzte Welle der Rechteckwellen zusammen mit sinusoidalen Wellen, die jeweils nach Durchlau fen der Rechteckwellen und der zusammengesetzten Welle der Rechteckwellen jeweils durch einen Bandpaßfilter erhalten werden. Mit Bezug auf Fig. 8 ist ersichtlich, daß eine sinu soidale Welle, die durch Durchlaufen einer Rechteckwelle durch einen Bandpaßfilter erhalten wird, die gleiche Phase wie diejenige einer zugehörigen theoretischen sinusoidalen Welle hat.

In Fig. 8 bezeichnet jeweils das Bezugszeichen "a" eine Kosi nuswelle, "b" eine Sinuswelle und "c" eine zusammengesetzte Welle der Kosinus- und der Sinuswelle.

In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen "d" eine Kosinusphase- Rechteckwelle, die praktischerweise gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und das Bezugszeichen "e" bezeich net eine sinusoidale Welle, die nach Verarbeiten der Kosinus phasen-Rechteckwelle d unter Anwendung eines Bandpaßfilters in einer Empfängereinheit erhalten wird, wie nachfolgend be schrieben wird. Ebenfalls bezeichnet das Bezugszeichen "f" in Fig. 8 eine Sinusphase-Rechteckwelle, die praktischerweise gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und das Be zugszeichen "g" bezeichnet eine sinusoidale Welle, die nach Verarbeiten der Sinusphase-Rechteckwelle f unter Anwendung eines Bandpaßfilters in der Empfängereinheit erhalten wird, wie nachfolgend beschrieben wird. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen "h" eine zusammengesetzte Welle der Rechteck wellen d und f und das Bezugszeichen "i" bezeichnet eine si nusoidale Welle, die nach Verarbeiten der zusammengesetzten Welle h unter Anwendung eines Bandpaßfilters in der Empfänge reinheit erhalten wird.

Selbst wenn eine Welle, die nach Filtern einer Eingangswelle erhalten wird, eine Phasendifferenz bezüglich der Eingangs welle aufgrund der Verarbeitungsgeschwindigkeit und Verzöge rungscharakteristika einer verwendeten Verstärkungsschaltung und Bandpaßfilterschaltung hat, gibt es gemäß der vorliegen den Erfindung kein Problem. Dies liegt daran, daß gemäß der vorliegenden Erfindung alle verwendeten Wellen unter Anwen dung einer einzelnen Filterschaltung gefiltert werden, so daß alle gefilterten Wellen die gleiche Phasendifferenz aufwei sen. Das heißt, daß Phasenverschiebungen, die im Zusammenhang mit dem Referenzphasensignal und dem Positionsbezeichnungs- Phasensignal für die Positionserfassung auftreten, die glei che Phasendifferenz aufweisen. Dementsprechend gibt es gemäß der vorliegenden Erfindung keinen Fehler, da eine relative Differenz zwischen der Referenzphase und der zusammengesetz ten Phase für die Positionserfassung, die in der Empfänge reinheit empfangen werden, verwendet wird.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Verstärkungseinheit der Empfängereinheit darstellt, die in dem Positionsfernbezeichnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Wie in Fig. 9 gezeigt, weist die Verstärkungseinheit, die mit dem Bezugszeichen "200" bezeich net ist, einen Infrarotempfänger 201, der an seinem einen An schluß geerdet ist, und eine Impedanzwandler/Verstärkungsein heit 202 auf, die mit dem anderen Anschluß des Infrarotemp fängers 201 gekoppelt und derart ausgestaltet ist, ein von der Sendereinheit empfangenes Signal mit einer Intensität, die niedriger als diejenige des natürlichen Umgebungslichtes ist, zu verstärken, während Verluste des empfangenen Signals während der Verstärkung vermindert werden. Die Verstärkungs einheit 200 weist ebenfalls eine Verstärkungsfaktor-Steuer ungseinheit 204, die zum Entfernen von Rauschen aus dem von der Impedanzwandler/Verstärkungseinheit 202 ausgegebenen ver stärkten Signal ausgestaltet ist, während Wechselstromkompo nenten des verstärkten Signals verstärkt werden, eine Band paßfiltereinheit 206, die zum Filtern eines Ausgangssignals von der Verstärkungsfaktor-Steuerungseinheit 204 ausgestaltet ist, und dabei gewünschte Frequenzkomponenten des empfangenen Signals ausgibt, und eine Steuerungseinheit 207 auf, die zum Steuern der Verstärkungsfaktor-Steuerungseinheit 204, basie rend auf den von der Bandpaßfiltereinheit 206 ausgegebenen Frequenzkomponenten ausgestaltet ist, und dabei einen Ver stärkungsgrad für die von der Bandpaßfiltereinheit 206 ausge gebenen Frequenzkomponenten steuert. Die Verstärkungseinheit 200 weist ferner eine erste Verstärkereinheit 208, die zum Verstärken der von der Bandpaßfiltereinheit 206 ausgegebenen Frequenzkomponenten ausgestaltet ist, und eine zweite Ver stärkereinheit 210 auf, die zum letztendlichen Verstärken ei nes Ausgangssignals von der ersten Verstärkereinheit 208 bis zu einem Sättigungspegel ausgestaltet ist und dabei eine Rechteckwelle ausgibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Signalverarbeitung für in der Empfängereinheit empfangene zusammengesetzte Wel len durchgeführt, ungeachtet der Amplituden der empfangenen zusammengesetzten Wellen. Diese Signalverarbeitung hängt le diglich von Phasenverschiebungen der empfangenen zusammenge setzten Wellen ab. Dementsprechend gibt es kein Problem, selbst wenn das empfangene Signal in der zweiten Verstär kungseinheit 210 letztendlich bis zu einem Sättigungspegel verstärkt wird.

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer digitalen Signalverarbeitungseinheit darstellt, die in der Empfängereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Die digitale Signalverarbeitungseinheit, die mit dem Be zugszeichen "300" in Fig. 10 bezeichnet ist, dient dazu, eine Meßprozedur der Phasenverschiebung vollständig durchzuführen. Die digitale Signalverarbeitungseinheit ist mit einer Aus gangsstufe der Verstärkungseinheit 200 gekoppelt, um die bis zu einem Sättigungspegel verstärkte Rechteckwelle als ihr Eingangssignal zu empfangen.

In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen "310" eine Taktoszil latoreinheit, die zum Erzeugen von Taktpulsen einer gewünsch ten Frequenz ausgestaltet ist, und das Bezugszeichen "312" bezeichnet eine Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung), die mit der Ausgangsstufe der Verstärkungseinheit 200 gekop pelt ist, um das Rechteckwellensignal von der Verstärkungs einheit 200 zu empfangen. Die PLL-Schaltung 312 dient dazu, ein Referenzsignal in Phase mit dem verstärkten Eingangs rechteckwellensignal zum Startpunkt eines Phasenmeßintervalls zu synchronisieren. Die PLL-Schaltung 312 sendet an jeder aufsteigenden Flanke des Eingangsrechteckwellensignals einen Phasenwert des Referenzsignals an eine Phasendifferenzzähl schaltung 330 als den Phasenwert eines Referenzphasensignals, Links-Rechts-Phasensignals oder Oben-Unten-Phasensignals.

Die Taktoszillatoreinheit 310 erzeugt einen Taktpuls und legt diesen an eine Frequenzteilerschaltung 322 an. Ein Ausgangs signal von der Frequenzteilerschaltung 322 wird an eine Seri ell/Parallel-Wandlerschaltung 320 angelegt, wie nachfolgend beschrieben wird.

In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen "314" eine digitale Bandpaßfiltereinheit, die zum Filtern des von der Verstär kungseinheit 200 ausgegebenen Rechteckwellensignals ausge staltet ist. Das Bezugszeichen "316" bezeichnet eine Fre quenzdiskriminatoreinheit, die zum Unterscheiden ausgestaltet ist, ob der Zählwert eines Frequenzzählers innerhalb eines einer Trägerfrequenz entsprechenden vorbestimmten Bereiches liegt oder nicht, und dadurch unterscheidet, ob das Eingangs rechteckwellensignal eine Trägerfrequenz hat oder nicht. Das Bezugszeichen "318" bezeichnet eine Demodulatoreinheit, die zum Demodulieren eines Ausgangssignals von der Frequenzdis kriminatoreinheit 316 ausgestaltet ist, d. h. einen Sender code und Tastencodes, die in dem Eingangsrechteckwellensignal enthalten sind, nämlich dem Trägersignal. Die Demodulatorein heit 318 legt das demodulierte Signal dann an die Steuerungs einheit 400 an. Die Seriell/Parallel-Wandlerschaltung 320 ist zum Umwandeln des demodulierten Signals, das in der Form se rieller Daten von der Demodulatoreinheit 318 ausgegeben wird, in Paralleldaten synchron mit einem Referenztakt ausgestal tet, der von der Frequenzteilerschaltung 322 ausgegeben wird.

Das Bezugszeichen "324" bezeichnet einen Sendercodekompara tor, der zum Vergleichen eines Eingangssendercodes mit einem zuvor in der Empfängereinheit gesetzten Sendercode ausgestal tet ist. Das Bezugszeichen "326" bezeichnet einen R-S-Flip- Flop zum Empfangen eines Ausgangssignals von einem Phasenver gleichsintervallgenerator 328 an seinem einen Eingangsan schluß und eines Steuerungssignals von einer Steuerungsein heit 400 an seinem anderen Eingangsanschluß, und zum Ausgeben eines Signals an die Steuerungseinheit 400, das basierend auf den empfangenen Signalen erzeugt wird.

Der Phasenvergleichsintervallgenerator 328 erzeugt ein Inter vallsignal für die Messung von Positionssignalen in Antwort auf ein Ausgangsignal von dem Sendercodekomparator 324. Die Phasendifferenzzählschaltung 330 ist zum Empfangen des von der Verstärkungseinheit 200 empfangenen Eingangsrechteckwel lensignals, eines Ausgangssignals von der PLL-Schaltung 312 und des Ausgangssignals von dem Phasenvergleichsintervallge nerator 328 ausgestaltet und erzeugt einen integrierten Refe renzphasenwert, einen integrierten Links-Rechts-Phasenwert und einen integrierten Oben-Unten-Phasenwert, basierend auf den empfangenen Signalen.

Das Bezugszeichen "332" bezeichnet eine Phasendifferenzbe rechnungseinheit zum Empfangen der von der Phasendifferenz zählschaltung 330 ausgegebenen integrierten Phasenwerte, die dabei eine Links-Rechts-Phasendifferenz und eine Oben-Unten- Phasendifferenz berechnet. Das Bezugszeichen "334" bezeichnet ein Positionswertspeicherregister zum Speichern der von der Phasendifferenzberechnungseinheit 332 ausgegebenen berechne ten Phasendifferenzen. Das Bezugszeichen "336" bezeichnet ei ne Seriell/Parallel-Schnittstelle zum Durchführen einer Seri ell/Parallel-Verarbeitung für ein Ausgangssignal von dem Po sitionswertspeicherregister 334 und zum Anlegen des resultie renden Signals an die Steuerungseinheit 400. Das Bezugszei chen "338" bezeichnet eine Systemrücksetzschaltung.

Es wird nunmehr die Empfängereinheit mit der oben erwähnten Konfiguration im Zusammenhang mit den Fig. 12 und 13 be schrieben.

Wenn die Empfängereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschalten wird, wird deren gesamte digitale Schaltung in itialisiert (Schritt 500), wie in Fig. 12 gezeigt. Das heißt, daß ein Systemrücksetzsignal erzeugt wird. Basierend auf dem Systemrücksetzsignal werden eine Vielzahl an Registern und Zählern, die in der digitalen Signalverarbeitungseinheit 300 enthalten sind, initialisiert (Schritt 502). Diese Initiali sierungsprozedur kann, basierend auf einem Rücksetzanfragesi gnal von der Steuerungseinheit 400 außerhalb der digitalen Signalverarbeitungseinheit 300 ausgeführt werden (Schritt 501). Wenn eine Rechteckwelle von der Verstärkungseinheit 200 in den obigen Zustand eingegeben wird (Schritt 504), erfaßt die digitale Bandpaßfiltereinheit 314 eine Frequenzvariation der Eingangsrechteckwelle (auch als "Flankenerfassungsproze dur" bezeichnet) (Schritt 506). Die digitale Bandpaßfil tereinheit 314 bestimmt dann, ob die erfaßte Frequenzvariati on größer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht (Schritt 508). Wenn beim Schritt 508 bestimmt wird, daß eine Frequenz variation größer als ein vorbestimmter Wert vorliegt, be stimmt die Frequenzdiskriminatoreinheit 316, ob ein Zählwert des Frequenzzählers innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht (Schritt 512). Wenn andererseits beim Schritt 508 bestimmt wird, daß keine Frequenzvariation größer als der vorbestimmte Wert vorliegt, wird die Zähloperation des Frequenzzählers fortgeführt (Schritt 510). Gleichzeitig kehrt die Prozedur zum Schritt 506 zurück, um die Phasenzu standserfassung zu wiederholen.

Wenn beim Schritt 512 durch die Frequenzdiskriminatoreinheit 316 bestimmt wird, daß der Zählwert des Frequenzzählers in nerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, wird der Zählwert eines Pegelzählers erhöht (Schritt 514). Wenn beim Schritt 512 andererseits bestimmt wird, daß der Zählwert des Fre quenzzählers außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, wird der Zählwert des Pegelzählers vermindert (Schritt 516). In beiden Fällen wird anschließend bestimmt, ob der Zählwert des Pegelzählers nicht geringer als eine vorbestimmte obere Gren ze ist oder nicht (Schritt 518). Wenn bestimmt wird, daß der Zählwert des Pegelzählers nicht geringer als die vorbestimmte obere Grenze ist, wird ein Signal mit einem logischen Wert 1 ausgegeben (Schritt 520). Danach wird eine Rücksetzprozedur für den Frequenzzähler ausgeführt (Schritt 528). Falls der Zählwert des Pegelzählers geringer als die vorbestimmte obere Grenze ist, wird anschließend bestimmt, ob der Zählwert des Pegelzählers nicht größer als eine vorbestimmte untere Grenze ist oder nicht (Schritt 522). Wenn bestimmt wird, daß der Zählwert des Pegelzählers nicht größer als die vorbestimmte untere Grenze ist, wird ein Signal mit einem logischen Wert 0 ausgegeben (Schritt 524). In diesem Fall fährt die Prozedur fort zum Schritt 528, um die Rücksetzprozedur für den Fre quenzzähler auszuführen. Wenn andererseits beim Schritt 522 bestimmt wird, daß der Zählwert des Pegelzählers größer als die vorbestimmte untere Grenze ist, wird der zuvor ausgegebe ne logische Wert beibehalten (Schritt 526). Anschließend fährt die Prozedur fort zum Schritt 528, um die Rücksetzpro zedur für den Frequenzzähler auszuführen. Nach Schritt 528 wird eine Prozedur zum Ausgeben eines demodulierten Signals des digitalen Filters ausgeführt (Schritt 530).

Die Prozedur zum Erhöhen und Erniedrigen des Zählwerts des Pegelzählers ist eine Frequenzdiskriminatorprozedur, die von der Frequenzdiskriminatoreinheit 316 ausgeführt wird, während die Prozedur zum Ausgeben des Signals mit einem logischen Wert 1 und des Signals mit einem logischen Wert 0 eine Demo dulationsprozedur ist, die von der Demodulatoreinheit 318 ausgeführt wird. Diese Frequenzdiskriminator- und Pegelausga beprozeduren sind ähnlich denjenigen, die in herkömmlichen Fernsteuerungen durchgeführt werden. Dementsprechend können die Funktionen der herkömmlichen Fernsteuerungen ohne irgend welche Probleme in das System der vorliegenden Erfindung ein gebaut werden.

Wenn die Demodulatoreinheit 318 das oben erwähnte demodulier te Signal des digitalen Filters ausgibt, befindet sich die Empfängereinheit in einem Wartezustand für den Empfang von Signalen (Schritt 532), wie in Fig. 13 gezeigt. Die Seri ell/Parallel-Wandlerschaltung 320 bestimmt anschließend, ob das demodulierte Signal einen logischen Wert 0 hat oder nicht (Schritt 534). Diese Bestimmung dient zu bestimmen, ob das signifikanteste Bit des Eingangssignals von dem Sender einen niedrigen logischen Wert hat oder nicht. Wenn es kein demodu liertes Signal gibt, wird typischerweise ein Signal mit einem logischen Wert 1 als ein demoduliertes Signal erzeugt. Dem entsprechend entspricht der logische Zustand "0" eines demo dulierten Signals einem Zustand, bei dem es eine demodulierte Ausgabe gibt. Wenn beim Schritt 534 bestimmt wird, daß das demodulierte Signal einen logischen Wert 0 hat, wird ein Emp fang für das Eingangssignal mit einer vorbestimmten Baudrate begonnen (Schritt 536). Das empfangene Signal in der Form von seriellen Daten wird anschließend durch die Seriell/Parallel- Wandlerschaltung 320 in parallele Daten umgewandelt (Schritt 538). Der Sendercodekomparator 423 vergleicht die parallelen Daten mit einem gesetzten Sendercodesignal. Das heißt, daß bestimmt wird, ob die parallelen Daten dem gesetzten Sender code entsprechen oder nicht (Schritt 540). Wenn die paralle len Daten dem gesetzten Sendercode nicht entsprechen, kehrt die Prozedur zum Schritt 532 zurück, bei dem sich die Empfän gereinheit in einem Wartezustand für den Empfang von Signalen befindet. Wenn die parallelen Daten andererseits dem gesetz ten Sendercode entsprechen, wird eine Phasenverriegelung der PLL-Schaltung 312 ausgeführt (Schritt 541). Danach wird ein Signalgrenzenintervall zwischen benachbarten Flanken benach barter Intervalle, d. h. ein Referenzphasenintervall und ein dem Referenzphasenintervall vorangehendes Intervall, in den parallelen Daten durch den Phasenvergleichsintervallgenerator 328 entfernt (Schritt 542). Für das resultierende Referenz phasenintervall (nämlich ein Intervall von N-t) wird mehr mals eine Referenzphase berechnet. Die berechneten Werte für die Referenzphase werden dann integriert (Schritt 544). Da nach wird ein Signalgrenzenintervall zwischen benachbarten Flanken des Referenzphasenintervalls und des Links-Rechts- Phasenintervalls in den parallelen Daten durch den Phasenver gleichsintervallgenerator 328 entfernt (Schritt 546). Für das resultierende Links-Rechts-Phasenintervall (nämlich ein In tervall von N-t) wird mehrmals eine Links-Rechts-Phase be rechnet. Die berechneten Werte für die Links-Rechts-Phase werden anschließend integriert (Schritt 548). Dann wird ein Signalgrenzenintervall zwischen benachbarten Flanken des Links-Rechts-Phasenintervalls und des Oben-Unten-Phaseninter valls in den parallelen Daten durch den Phasenvergleichsin tervallgenerator 328 entfernt (Schritt 550). Für das resul tierende Links-Rechts-Phasenintervall (nämlich ein Intervall von N-t) wird mehrmals eine Oben-Unten-Phase berechnet. Die berechneten Werte für die Oben-Unten-Phase werden anschlie ßend integriert (Schritt 552).

Danach wird eine Links-Rechts-Phasendifferenz durch Subtra hieren des integrierten Links-Rechts-Phasenwertes von dem in tegrierten Referenzphasenwert berechnet (Schritt 554). Diese Links-Rechts-Phasendifferenz wird in dem Register als ein Links-Rechts-Phasendifferenzwert gespeichert (Schritt 560). Eine Oben-Unten-Phasendifferenz wird ebenfalls durch Subtra hieren des integrierten Oben-Unten-Phasenwerts von dem inte grieren Referenzphasenwert berechnet (Schritt 562). Diese Oben-Unten-Phasendifferenz wird in dem Register als ein Oben- Unten-Phasendifferenzwert gespeichert (Schritt 564). Danach erzeugt der Phasenvergleichsintervallgenerator 328 ein Emp fangsbeendigungs-Interruptsignal (Schritt 568). Dieses Emp fangsbeendigungs-Interruptsignal von dem Phasenvergleichsin tervallgenerator 328 wird an das R-S-Flip-Flop 326 als ein Setzsignal angelegt. In Antwort auf das Empfangsbeendigungs- Interruptsignal wird die digitale Verarbeitungseinheit 300 in einen Empfangswartezustand geschalten.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsoperation der Steuerungseinheit 400 darstellt, die in Antwort auf das Empfangsbeendigungs-Interruptsignal ausgeführt wird, das in der Prozedur der Fig. 13 erzeugt wird. Wie in Fig. 14 ge zeigt, bestimmt die Steuerungseinheit 400, die in einem den Zustand des R-S-Flip-Flops 326 prüfenden Zustand gehalten wird, ob das R-S-Flip-Flop 326 in einen Zustand gesetzt ist oder nicht, in dem ein Ausgangssignal mit einem logischen Wert 1 erzeugt wird (Schritt 570). Wenn beim Schritt 570 be stimmt wird, daß ein Ausgangssignal mit einem logischen Wert 1 von dem R-S-Flip-Flop 326 erzeugt wird, liest die Steue rungseinheit 400 in dem Positionswert-Speicherregister 334 gespeicherte Daten aus. Danach setzt die Steuerungseinheit 400 das R-S-Flip-Flop 326 zurück (FF = 0) (Schritt 572).

Die Steuerungseinheit 400 führt anschließend eine Koordina tensystemumwandlung durch, basierend auf dem Links-Rechts- Phasenwert und dem Oben-Unten-Phasenwert, die aus dem Regi ster 334 ausgelesen werden, und leitet dabei jeweils X- und Y-Koordinatenwerte ab (Schritt 576). Danach wird eine Auflö sungskorrektur für einen durch die abgeleiteten X- und Y- Koordinatenwerte bezeichneten Koordinatenbereich ausgeführt, damit die Auflösung des Koordinatenbereichs der Auflösung des Bildschirms entspricht (Schritt 578). Der Koordinatenbereich wird anschließend angezeigt (Schritt 580). Nachfolgend wird bestimmt, ob eine Tasteneingabe von der Sendereinheit vor liegt oder nicht (Schritt 582). Wenn eine Tasteneingabe von der Sendereinheit vorliegt, wird eine mit der Tasteneingabe verbundene Funktion ausgeführt (Schritt 584). Wenn keine Ta steneingabe vorliegt, kehrt die Prozedur zum Schritt 570 zu rück, um zu bestimmen, ob sich das R-S-Flip-Flop 326 in sei nem gesetzten Zustand befindet oder nicht.

Fig. 11 ist ein Zeitablaufdiagramm von Signalen, die für ei nen Sendercodevergleich und eine Phasenmessung verwendet wer den. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen "a" ein Signal, das von der Verstärkungseinheit 200 der Fig. 9 ausgegeben wird. Das Signal a weist ein Signalintervall A für die Be stimmung eines zugehörigen Senders und ein Signalintervall B für die Messung einer Phasenvariation auf. Wie in Fig. 11 ge zeigt, ist das Signalintervall A für eine Senderbestimmung in zwei Intervalle aufgeteilt, d. h. ein Fernsteuerungerkennungs codeintervall und ein Tastencodeintervall. Das Signalinter vall B für die Messung einer Phasenvariation wird in drei In tervalle aufgeteilt, d. h. ein Referenzphasensignalintervall für die Messung einer Referenzphase, ein Phasensignalinter vall für die horizontale Position zum Messen einer Positi onsinformation für die horizontale Achse und ein Phasensi gnalintervall für die vertikale Position zum Messen einer Po sitionsinformation für die vertikale Achse. In Fig. 11 be zeichnet das Bezugszeichen "t" ein Signalgrenzenintervall zwischen benachbarten Flanken benachbarter Intervalle.

In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen "b" ein Signal, das von dem Sendercodekomparator 324 ausgegeben wird. Das Signal b weist jeweils Intervalle auf, die den Signalintervallen A und B des Signals a entsprechen. Das Bezugszeichen "c" be zeichnet ein Setzsignal, das von dem Phasenvergleichsinter vallgenerator 328 an das R-S-Flip-Flop 326 zu dem Zeitpunkt angelegt wird, zu dem das Phasenvariationsmeßintervall B des Signals b von dem Sendercodekomparator 324 abgeschlossen ist.

In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen "d" ein Rücksetzsig nal, das von der Steuerungseinheit 400 an das R-S-Flip-Flop 326 angelegt wird. Das Bezugszeichen "e" bezeichnet ein Sig nal, das von dem R-S-Flip-Flop 326 an die Steuerungseinheit 400 angelegt wird.

Das Bezugszeichen "f" in Fig. 11 bezeichnet ein Ausgangs signal von der Phasendifferenzberechnungseinheit 332. Das Si gnal f ist ein Datensignal, das mit der an das Positionswert speicherregister 334 angelegten Positionsinformation verbun den ist.

Wie aus dem obigen Zeitablaufdiagramm deutlich wird, setzt die digitale Signalverarbeitungseinheit 300 ihr internes R-S- Flip-Flop 326 zu dem Zeitpunkt, zu dem die Phasenmessung ab geschlossen ist ("c" in Fig. 11), sendet das von dem R-S- Flip-Flop 326 ausgegebene resultierende Signal an ein exter nes System (die Steuerungseinheit 400 in dem dargestellten Fall), damit alle Steuerungseinheiten des Systems über den Abschluß der Messung einer neuen Positionsinformation infor miert werden können, d. h. über den Abschluß der Aktualisie rung der Positionsinformation ("e" in Fig. 11), und speichert gleichzeitig den gemessenen Wert in dem Positionswertspei cherregister 334 ("f" in Fig. 11), um einen Datenverlust wäh rend einer nächsten Messung für nachfolgend empfangene Werte zu vermeiden.

Die Steuerungseinheit 400 liest in dem Positionswertspeicher register 334 gespeicherte Daten zu dem Zeitpunkt aus, zu dem identifiziert worden ist, daß die Messung einer neuen Positi onsinformation abgeschlossen ist. Gleichzeitig setzt die Steuerungseinheit 400 das R-S-Flip-Flop 326 zurück, damit der Abschluß der Messung für neue, wiederum zu identifizierende Daten ermöglicht wird. Die gemessenen Werte von dem Positi onswertspeicherregister 334 werden an die Steuerungseinheit 400 über die Seriell/Parallel-Schnittstelle 336 gesendet. Die Steuerungseinheit 400 führt eine Umwandlung der empfangenen gemessenen Werte unter Verwendung eines Koordinatensystems durch und zeigt dabei die gemessenen Werte auf dem Bildschirm 2 an.

Auch wenn die Steuerungseinheit 400 so dargestellt worden ist, daß sie in der Empfängereinheit intern enthalten ist, kann sie ebenfalls so konfiguriert sein, daß sie eine externe Mikrocomputerschaltung oder ein direkt mit einem Personalcom puter verbundenes externes System aufstellt.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wendet die in jedem Meßintervall durchgeführte Pha senmessung eine Integrationsmethode an, welche das mehrmalige Messen der Phase eines Eingangssignals und das Berechnen ei nes Mittelwertes der gemessenen Phasenwerte einbezieht, um Fehler bei der Phasenmessung zu vermindern. Dies liegt daran, daß eine Verschlechterung der Meßgenauigkeit aufgrund eines Rauscheinflusses auftreten kann, wenn ein Phasenvergleich, basierend auf einem Wert durchgeführt wird, der durch ledig lich einmaliges Messen der Phase des Eingangssignals erhalten wird, so daß der gemessene Wert Fehler aufweisen kann.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, werden linke und rechte Signale oder obere und untere Signale gleichzeitig empfangen, indem ein einzelner Infrarotempfänger gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Dementsprechend werden Rechteckwellen jeweils mit Sinus- und Kosinusphasen in einem Zustand empfangen, in dem ihre Amplituden abhängig von den Richtungswinkeln zugehö riger Sender derart variieren, daß sie sich aufgrund der Richtungscharakteristika der Sender voneinander unterschei den. Es wird eine kombinierte Rechteckwelle der Eingangs rechteckwellen mit variierenden Amplituden in der Empfänge reinheit empfangen, die ihrerseits die Verstärkungs-, Filter- und Sättigungsprozesse für die empfangene kombinierte Recht eckwelleneingabe durchführt, und dadurch eine Rechteckwelle mit der gleichen Phase wie diejenige einer sinusiodalen Welle erhält, die mit dem Bezugszeichen "h" in Fig. 8 h bezeichnet ist.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, hat das Posi tionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfindung eine relativ einfache Schaltungskonfiguration, indem eine erheb lich reduzierte Anzahl optischer Geräte verwendet wird. Dem entsprechend kann eine Verbesserung in der Leistungsfähigkeit und eine Verbesserung in dem Signal/Rauschverhältnis (S/R- Verhältnis) erhalten werden. Dies führt zu einer Miniaturi sierung des Positionsfernbezeichnungssystems zusammen mit ei ner Reduktion der Kosten. Das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfindung hat ebenfalls den Vorteil einer Vereinfachung der Anwendung derart, daß die Übertragung und der Empfang von Positionsinformation einfach über Funk ent sprechend einer Bedienung erzielt werden kann, die von dem Bediener durchgeführt wird, der einfach die Sendereinheit auf eine Zielposition richtet. Das Positionsfernbezeichnungssy stem der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls kompatibel mit herkömmlichen Fernsteuerungen, die Trägerfrequenzen bei den Kommunikationsdialogen verwenden. Dementsprechend kann das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfindung als ein Ersatz für herkömmliche Fernsteuerungen verwendet werden, die keine Positionsbezeichnungsfunktion haben. Ferner kann das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Er findung die Funktionen herkömmlicher Fernsteuerungen haben, ohne daß irgendwelche Schaltungsmodifikationen erforderlich werden.

Damit schafft das Positionsfernbezeichnungssystem der vorlie genden Erfindung eine Vereinfachung bei der Verwendung der art, daß eine optionale Position in einer Ebene leicht ent sprechend einer Bewegung eines Cursors bezeichnet werden kann, wie bei einem Lichtstrahl, der aus einem beweglichen Lichtzeiger ausgestrahlt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl an Posi tionsanzeigeverfahren angewandt werden. Beispielsweise kann ein Anzeigeverfahren in absoluten Koordinaten angewandt wer den, bei dem eine optionale Position in einer Ebene bezeich net werden kann, basierend auf einer einzelnen Übertragung von Positionssignalen. Alternativ kann ein Anzeigeverfahren in einem relativen Koordinatensystem angewandt werden, bei dem die aktuelle Position durch Einstellen der Phasenvariati on eines mit der aktuellen Position verbundenen Eingangs signals bezeichnet wird, basierend auf der vorhergehender Po sition.

Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Empfängereinheit des Positionsfernbezeichnungssystems keine Wellendetektion auf analoge Weise durch, sondern führt eine Wellendetektion und -demodulation auf digitale Weise durch, indem die Fre quenz eines Eingangssignals entsprechend einer digitalen Si gnalverarbeitung gemessen wird, während ein Frequenzzähler verwendet wird, der eine Frequenzteilung für einen Referenz takt durchführt. Dementsprechend schafft die vorliegende Er findung eine Signalverarbeitungseinrichtung, die eine Demodu lation durchführt, mit der das Positionsfernbezeichnungssy stem kompatibel mit herkömmlichen Fernsteuerungen sein kann.

Auch wenn das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegen den Erfindung so beschrieben worden ist, daß es Infrarotsen der und einen Infrarotempfänger verwendet, kann es ebenfalls andere Sender/Empfängerkonfigurationen verwenden. Beispiels weise können Ultraschall-Sender/Empfängereinheiten oder HF- Sender/Empfängereinheiten verwendet werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es nicht erfor derlich, einen genauen Verstärker zu verwenden, der eine Li nearität erfordert. Außerdem ist keine oder lediglich eine kleine Schaltungskorrektur erforderlich, die mit einer Tempe raturvariation verbunden ist. Zusätzlich hat das Positions fernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfindung eine ver minderte aus dem Rauschen resultierende Auswirkung.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, schafft die vorliegende Erfindung ein Positionsfernbezeichnungssystem mit dem Aufbau einer integrierten Schaltung, die keine komplexen und speziellen Verstärkungsschaltungen oder -mechanismen er fordert, und dadurch die Kosten vermindern und die Leistung verbessern kann. Das Positionsfernbezeichnungssystem der vor liegenden Erfindung ist ebenfalls kompatibel mit herkömmli chen Fernsteuerungen hinsichtlich der Signalverarbeitung und des Mechanismus. Dies kann eine Integration des Positions fernbezeichnungssystems in herkömmliche Fernsteuerungen er möglichen, während gemeinsame Mechanismen und Schaltungsab schnitte weggelassen werden können. Das Positionsfernbezeich nungssystem der vorliegenden Erfindung hat ebenfalls erheb lich verminderte Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit bei starken Rauschbedingungen, da es eine bessere Fähigkeit hat, Positionssignale von Rauschen zu unterscheiden. Dementspre chend wird eine bessere Leistungsfähigkeit bei der Positions bezeichnung erzielt.

Das Positionsfernbezeichnungssystem der vorliegenden Erfin dung kann für eine Vielzahl elektronischer Geräte angewandt werden, wie TVs, Computer, Videorecorder, LDPs, DVD-Spieler, VOD-Systeme, Kabel-TV-Endgeräte, Kommunikationsendgeräte, Vi deospielmaschinen für den Heimbedarf und Computer für Klein kinder. In diesem Fall kann eine leichte Bewegung eines Cur sors erzielt werden.

Claims

1. Positionsfernbezeichnungssystem für die Bezeichnung ei ner optionalen Position (P1, P2) in einer Ebene von ei ner Stelle aus, die von der Ebene entfernt ist, welches folgendes umfaßt:
eine Sendereinheit, die Sender (82, 84, 86, 88) aufweist, die jeweils zum gleichzeitigen Senden von Si gnalen mit der gleichen Frequenz, jedoch mit unter schiedlichen Phasen, als ein Positionssignal ausgestal tet sind;
eine Empfängereinheit zum Empfangen der von den Sendern (82, 84, 86, 88) der Sendereinheit ausgesandten Signale in Form eines zusammengesetzten Signals, zum Verstärken des zusammengesetzten Signals bis zu einem Sättigungspegel und zum Durchführen einer Signalverar beitung für das verstärkte Signal, um eine Positionsin formation zu erhalten, die mit einer Phasenverschiebung des verstärkten Signals bezüglich einer Referenzphase verbunden ist; und
eine Steuerungseinheit zum Erzeugen eines Steue rungssignals, die zum Anzeigen einer durch das Positi onssignal von der Sendereinheit bezeichneten Position auf einem Bildschirm ausgestaltet ist, basierend auf der Positionsinformation von der Empfängereinheit.

2. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Sendereinheit folgendes umfaßt:
eine Schalteingabeeinheit (10) zum Ausgeben eines Eingangssignals gemäß einer Schaltoperation an dieser;
eine senderseitige Steuerungseinheit (20) zum Er zeugen eines Steuerungssignals, basierend auf einem Aus gangssignal von der Schalteingabeeinheit (10);
einen Taktfrequenzteiler (30) zum Erzeugen eines Taktpulses mit einer vorbestimmten Frequenz unter Steue rung der senderseitigen Steuerungseinheit (20);
eine Rechteckwellenerzeugungseinheit (40) zum Er zeugen von Rechteckwellen mit jeweils einer Sinuswellen form und einer Kosinuswellenform in Antwort auf den von dem Taktfrequenzteiler (30) erzeugten Takt;
eine Auswahleinheit (50) zum Empfangen der Sinus- und Kosinusrechteckwellen von der Rechteckwellen- Erzeugungseinheit (40) und zum Ausgeben einer ausgewähl ten Rechteckwelle aus den empfangenen Rechteckwellen un ter Steuerung der senderseitigen Steuerungseinheit (20);
eine Verteilereinheit (60) zum Empfangen einer der Rechteckwellen von der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (40) zusammen mit der ausgewählten Rechteckwelle von der Auswahleinheit (50) und zum Ausgeben der empfangenen Si gnale in der Form verteilter Signale unter Steuerung der senderseitigen Steuerungseinheit (20);
eine Stromverstärkungseinheit (70) zum Verstärken der verteilten Signale von der Verteilereinheit (60); und
die Sender (82, 84, 86, 88) zum Senden von Fre quenzsignalen, jeweils basierend auf den verstärkten Si gnalen von der Stromverstärkungseinheit (70), wobei die Sender (82, 84, 86, 88) jeweils an einer oberen, einer unteren, einer linken und einer rechten Position ange ordnet sind.

3. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 2, bei welchem die senderseitige Steuerungseinheit (20) ein Re ferenztakt-Steuerungssignal, ein Rechteckwellenoszilla tion-Steuerungssignal, ein Senderwellenformauswahl- Steuerungssignal für den linken (82) und den rechten (86) Sender, ein Senderwellenformauswahl-Steuerungssi gnal für den linken (82), den rechten (86), den oberen (84) und den unteren (88) Sender, ein Steuerungssignal für einen Zeitgeber (22), der zum Zählen einer gesetzten Zeitperiode ausgestaltet ist, und ein Steuerungssignal für eine Schlafsteuerung (24) erzeugt, die zum Erzeugen eines Steuerungssignals in Antwort auf ein von dem Zeit geber (22) erzeugtes Zeitsteuerungssignal ausgestaltet ist.

4. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (40) eine Sinusphase-Rechteckwellenerzeugungseinheit (42) und eine Kosinusphase-Rechteckwellenerzeugungseinheit (44) umfaßt, von denen jede durch ein Steuerungssignal der senderseitigen Steuerungseinheit (20) aktiviert wird, das an deren Freigabeanschluß (EN) angelegt wird, um je weils Rechteckwellen mit einer Sinusphase und einer Ko sinusphase synchron mit dem an deren Eingangsanschlüssen (EIN) empfangenen Taktpuls von dem Taktfrequenzteiler (30) zu erzeugen.

5. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Empfängereinheit folgendes umfaßt:
eine Verstärkungseinheit (200) zum Empfangen der Frequenzsignale von der Sendereinheit und zum Verstärken der empfangenen Frequenzsignale; und
eine digitale Signalverarbeitungseinheit (300) zum digitalen Verarbeiten eines Ausgangssignals von der Ver stärkungseinheit (200).

6. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 5, bei welchem die Verstärkungseinheit (200) folgendes umfaßt:
einen Infrarotempfänger (201), der mit seinem ei nen Anschluß geerdet ist;
eine Impedanzwandler/Verstärkungseinheit (202), die mit dem anderen Anschluß des Infrarotempfängers (201) gekoppelt und zum Verstärken eines von der Ver stärkereinheit (200) empfangenen Signals ausgestaltet ist, das eine niedrigere Intensität als die des natürli chen Umgebungslichtes hat, während der Verlust des emp fangenen Signals während der Verstärkung vermindert wird;
eine Verstärkungsfaktorsteuerungseinheit (204), die zum Entfernen von Rauschen aus dem von der Impedanz wandler/Verstärkungseinheit (202) ausgegebenen verstärk ten Signal ausgestaltet ist, während sie Wechselstrom komponenten des verstärkten Signals verstärkt;
eine Bandpaßfiltereinheit (206), die zum Filtern eines Ausgangssignals von der Verstärkungsfaktorsteue rungseinheit (204) ausgestaltet ist, und dabei erwünsch te Frequenzkomponenten des empfangenen Signals ausgibt;
eine Steuerungseinheit (207), die zum Steuern der Verstärkungsfaktorsteuerungseinheit (204) ausgestaltet ist, basierend auf den von der Bandpaßfiltereinheit (206) ausgegebenen Frequenzkomponenten, und dabei einen Verstärkungsgrad für die von der Bandpaßfiltereinheit (206) ausgegebenen Frequenzkomponenten steuert;
eine erste Verstärkereinheit (208), die zum Ver stärken der von der Bandpaßfiltereinheit (206) ausgege benen Frequenzkomponenten ausgestaltet ist; und
eine zweite Verstärkereinheit (210), die zum letztlichen Verstärken eines Ausgangssignals von der er sten Verstärkereinheit (208) bis zu einem Sättigungspe gel ausgestaltet ist, und dabei eine Rechteckwelle aus gibt.

7. Positionsfernbezeichnungssystem nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem die digitale Signalverarbeitungseinheit (300) folgendes umfaßt:
eine Taktoszillatoreinheit (310), die zum Erzeugen eines Taktsignals einer gewünschten Frequenz ausstaltet ist;
eine Phasenregelungskreisschaltung (312) zum Emp fangen des Rechteckwellensignals von der Verstärkungs einheit (200), die dazu dient, bei jeder ansteigenden Flanke des Eingangsrechteckwellensignals einen Phasen wert eines Referenzsignals an eine Phasendifferenzzähl schaltung (330) als den Phasenwert eines Referenzphasen signals, Links-Rechts-Phasensignals oder Oben-Unten- Phasensignals zu übertragen;
eine Frequenzteilerschaltung (322), die zum Durch führen einer Frequenzteilung synchron mit dem Taktsignal von der Taktoszillatoreinheit (310) ausgestaltet ist;
eine digitale Bandpaßfiltereinheit (314), die zum Filtern des von der Verstärkungseinheit (200) ausgegebe nen Rechteckwellensignals ausgestaltet ist;
eine Frequenzdiskriminatoreinheit (316), die dazu ausgestaltet ist zu unterscheiden, ob der Zählwert eines Frequenzzählers für das Rechteckwellensignal innerhalb eines einer Trägerfrequenz entsprechenden vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht, und dadurch unterscheidet, ob das Eingangsrechteckwellensignal eine Trägerfrequenz aufweist oder nicht;
eine Demodulatoreinheit (318), die zum Demodulie ren eines Ausgangssignals von der Frequenzdiskrimina toreinheit (316) ausgestaltet ist;
eine Seriell/Parallel-Wandlerschaltung (320), die zum Umwandeln des in Form serieller Daten von der Demo dulatoreinheit (318) ausgegebenen demodulierten Signals in parallele Daten synchron mit einem Ausgangssignal von der Frequenzteilerschaltung (322) ausgestaltet ist;
einen Sendercodekomparator (324), der zum Empfan gen eines Ausgangssignals von der Seriell/Parallel- Wandlerschaltung (320) ausgestaltet ist und dabei einen Eingangssendercode mit einem gesetzten Sendercode ver gleicht;
ein R-S-Flip-Flop (326) zum Empfangen eines Aus gangssignals von einem Phasenvergleichsintervallgenera tor (328) an seinem einen Eingangsanschluß und eines Steuerungssignals von einer empfangsseitigen Steuerungs einheit (400) an seinem anderen Eingangsanschluß und zum Ausgeben eines Signals an die Steuerungseinheit (400), das basierend auf den empfangenen Signalen erzeugt wird;
wobei der Phasenvergleichsintervallgenerator (328) ausgestaltet ist, ein Intervallsignal für die Messung von Positionssignalen in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem Sendercodekomparator (324) zu erzeugen;
eine Phasendifferenzzählschaltung (330), die zum Empfangen des von der Verstärkungseinheit (200) empfan genen Eingangsrechteckwellensignals, des Ausgangssignals von der Phasenregelungskreisschaltung (312) und des Aus gangssignals von dem Phasenvergleichsintervallgenerator (328) ausgestaltet ist, und dabei einen integrierten Re ferenzphasenwert, einen integrierten Links-Rechts- Phasenwert und einen integrierten Oben-Unten-Phasenwert erzeugt;
eine Phasendifferenzberechnungseinheit (332) zum Empfangen der von der Phasendifferenzzählschaltung (330) ausgegebenen integrierten Phasenwerte, welche dabei eine Links-Rechts-Phasendifferenz und eine Oben-Unten-Phasen differenz berechnet;
ein Positionswertspeicherregister (334) zum Spei chern der von der Phasendifferenzberechnungseinheit (332) ausgegebenen berechneten Phasendifferenzen;
eine Seriell/Parallel-Schnittstelle (336) zum Durchführen einer Seriell/Parallel-Verarbeitung eines Ausgangssignals von dem Positionswertspeicherregister (334) und zum Anlegen des resultierenden Signals an die empfangsseitige Steuerungseinheit (400); und
eine Systemrücksetzschaltung (338) zum Beibehalten eines zurückgesetzten Zustandes in Antwort auf ein Sy stemrücksetzsteuerungssignal.

8. Positionsfernbezeichnungssystem nach einem der vorherge henden Ansprüche, bei welchem die Sender- und die Emp fängereinheit vom Infrarottyp sind.

9. Positionsfernbezeichnungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Sender- und die Empfängerein heit vom Ultraschalltyp sind.

10. Positionsfernbezeichnungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Sender- und die Empfängerein heit vom Hochfrequenztyp sind.