DE202009015337U1

DE202009015337U1 - Stiftförmiges optisches Eingabegerät

Info

Publication number: DE202009015337U1
Application number: DE202009015337U
Authority: DE
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2019-11-07
Also published as: US20110090178A1; TWI453630B; TW201115402A

Abstract

Stiftförmiges optisches Eingabegerät, umfassend
einen Hauptkörper (210),
mindestens zwei optische Einheiten (220), die im Hauptkörper (210) angeordnet sind, gegenüber einander einen Neigungswinkel besitzen und jeweils einen Lichtstrahl erzeugen können, der durch den Hauptkörper (210) auf eine Arbeitsfläche (300) auftrifft, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind, und
mindestens ein Lichtsensormodul (230), das im Hauptkörper (210) angeordnet ist und zur Erfassung der mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen dient,
wobei wenn der Hauptkörper (210) gegenüber der Arbeitsfläche bewegt wird, das Lichtsensormodul (230) die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen erfaßt, dementsprechend eine geeigneteste optische Einheit (220) auswählt und ein Steuersignal erzeugt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät, insbesondere ein stiftförmiges optisches Eingabegerät mit mehreren optischen Einheiten.
Stand der Technik
Personalcomputer oder Notebook ist ein unentbehrliches Werkzeug im Alltagleben der modernen Leute. Durch ein Eingabegerät, wie Maus, Touchpad oder Trackball, kann die Benutzerschnittstelle des Computersystems gesteuert werden.
Die herkömmliche optische Maus weist ein halbkugelförmiges Gehäuse auf und muß auf einer Arbeitsfläche bewegt werden, so dass seine Bewegung beschränkt ist. Da die optische Maus in Form und Aufbau eine bestimmte Beschränkung hat, wird die stiftförmige optische Maus entwickelt, die wie ein Schreibstift verwendet werden kann.
Aus US 6,151,015 ist eine optische Maus bekannt, in der Leuchtdiode oder Laserdiode vorgesehen ist. Die Leuchtdiode sendet einen Lichtstrahl auf der Arbeitsfläche aus, wodurch ein Reflexionslichtstrahl erzeugt wird, der von einem Lichtsensor erfaßt wird, wodurch ein entsprechendes Steuersignal erzeugt wird, das an das Computersystem gesendet wird. Bei der Bewegung der optischen Maus wird die Lichtveränderung abgebildet. Durch die Auswertung der Bilder können die Bewegungsrichtung und die Bewegungsstrecke des Cursors errechnet werden, so dass der Cursor positioniert werden kann.
Sowohl die halbkugelförmige optische Maus als auch die stiftförmige optische Maus kann nur einen Lichtsensor und eine Leuchtdiode aufnehmen. Die Leuchtdiode kann nur einen Lichtstrahl erzeugen, so dass die Handhabung beschränkt ist. Die halbkugelförmige Maus muß auf der Arbeitsfläche aufliegen. Dabei ist die Anforderung an die Planheit der Arbeitsfläche sehr hoch.
Ein größerer Abstand zwischen der optischen Maus und der Arbeitsfläche und eine niedrige Planheit der Arbeitsfläche können das Lichtsignal der Leuchtdiode auf der Arbeitsfläche verändern, wodurch die Genauigkeit der Lichterfassungswirkung reduziert wird, so dass der Cursor nicht präzis positioniert werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stiftförmiges optisches Eingabegerät zu schaffen, das nicht auf der Arbeitsfläche aufliegen muß und den Cursor präzis positionieren kann, wenn der Winkel zwischen dem optischen Eingabegerät und der Arbeitsfläche verändert wird.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße stiftförmige optische Eingabegerät gelöst, das einen Hauptkörper, mindestens zwei optische Einheiten und ein Lichtsensormodul umfaßt, wobei die mindestens zwei optischen Einheiten jeweils einen Lichtstrahl erzeugen, der durch den Hauptkörper auf eine Arbeitsfläche auftrifft, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind, die von dem Lichtsensormodul erfaßt werden.
Wenn der Hauptkörper gegenüber der Arbeitsfläche bewegt wird, erfaßt das Lichtsensormodul die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen, wählt dementsprechend eine geeigneteste optische Einheit aus und erzeugt ein Steuersignal.
Beim Einsatz werden zunächst die mindestens zwei optischen Einheiten eingeschaltet, die somit jeweils einen Lichtstahl erzeugen. Die optischen Einheiten besitzen gegenüber einander einen Neigungswinkel. Anschließend senden die Lichtquellen der optischen Einheiten jeweils einen Lichtstrahl auf eine Arbeitsfläche, wie Tischfläche, aus. Die Arbeitsfläche reflektiert die Lichtstrahlen, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind. Die Reflexionslichtstrahlen werden erfaßt und verglichen, wodurch ein Vergleichsergebnis erhalten wird. Entsprechend dem Vergleichsergebnis wird eine geeigneteste optische Einheit ausgewählt.
Bei der Erfindung erzeugen die mindestens zwei optischen Einheiten, die einen unterschiedlichen Neigungswinkel haben, mindestens zwei Lichtstrahlen, durch die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind, die von dem Lichtsensormodul erfaßt werden, das die geeigneteste optische Einheit auswählt. Wenn der Winkel zwischen dem stiftförmigen optischen Eingabegerät und der Arbeitsfläche verändert wird, kann eine Umschaltung auf die andere geeigneteste optische Einheit durchgeführt werden, so dass die beste Lichterfassungswirkung erreicht werden kann.
Daher kann die Erfindung sich an die Schreibgewohnheit des Benutzers anpassen, wodurch das stiftförmige optische Eingabegerät im unterschiedlichen Winkel mit der Arbeitsfläche reibungslos arbeiten kann, so dass die Handhabung der Erfindung erleichtert wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ein Ablaufdiagramm der Erfindung,
2 eine perspektivische Darstellung der Erfindung,
3 eine Schnittdarstellung der Erfindung,
3A eine weitere Schnittdarstellung der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein Ablaufdiagramm der Erfindung. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, umfaßt das erfindungsgemäße stiftförmige optische Eingabegerät 200 einen Hauptkörper 210 sowie mindestens zwei optische Einheiten 220 und ein Lichtsensormodul 230 in dem Hauptkörper 210. Der Hauptkörper 210 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und hat die Form von einem Schreibstift. Die Unterseite des Hauptkörpers 210 ist mit mindestens zwei Öffnungen 211 versehen. Die optischen Einheiten 220 enthalten jeweils eine Lichtquelle 221 und eine Linse 22, sind im Hauptkörper 210 aufgenommen und besitzen gegenüber einander einen Neigungswinkel. Die Öffnungen 211 und die optischen Lichteinheiten 220 haben die gleiche Anzahl. Jede Öffnung 211 ist auf eine optische Lichteinheit 220 gerichtet und besitzt entsprechend der optischen Einheit 220 einen Neigungswinkel. Das Lichtsensormodul 230 enthält eine Schaltungsplatte 231 und einen Lichtsensor 232, der auf der Schaltungsplatte 231 angeordnet ist. Die Lichtquelle 221 jeder optischen Einheit 220 sendet einen Lichtstrahl durch die entsprechende Öffnung 211 aus. Der Lichtsensor 232 und die Linsen 222 sind entsprechend der Stellung der Öffnungen 211 angeordnet. Die Linsen 22 befinden sich zwischen dem Lichtsensor 232 und den Öffnungen 211.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Lichtquellen 221 und somit drei Öffnungen 211 vorgesehen. Die Lichtquellen 221 können durch Leuchtkörper, die ein orientiertes Licht erzeugen können, wie Leuchtdioden und Laserleuchtdioden gebildet sein. Der Lichtsensor 232 kann CCD- oder CMOS-Sensor sein. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen stiftförmigen optischen Eingabegeräts 200 werden zunächst die mindestens zwei optischen Einheiten 220 eingeschaltet, die somit jeweils einen Lichtstrahl erzeugen. Die optischen Einheiten 220 besitzen gegenüber einander einen Neigungswinkel. Anschließend senden die Lichtquellen 221 der optischen Einheiten 220 jeweils einen Lichtstrahl durch die entsprechenden Öffnungen 221 des Hauptkörpers 210 auf eine Arbeitsfläche 300 (wie Tischfläche) aus. Die Arbeitsfläche 300 reflektiert die Lichtstrahlen, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind (Schritt 110). Die Lichtstrahlen der Lichtquellen kreuzen sich und treffen nicht auf den gleichen Punkt auf.
Die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen treten durch die Öffnungen 211 in den Hauptkörper 210 ein, werden von den entsprechenden Linsen 222 gebrochen und treffen auf den Lichtsensor 232 des Lichtsensormoduls 230 auf. Der Lichtsensor 232 erzeugt dementsprechend Lichtsignale. Die Lichtsignale werden im Schaltungssystem (nicht dargestellt) des stiftförmigen optischen Eingabegeräts 200 verglichen, wodurch ein Vergleichsergebnis erhalten wird (Schritt 120). Entsprechend dem Vergleichsergebnis wird eine geeigneteste optische Einheit 220 im Einschaltzustand gehalten (Schritt 130). Die Lichtstrahlen der Lichtquellen 221 werden durch die Linsen 222 gesammelt, wodurch die Lichtstärke erhöht wird. Die Linsen 222 können bikonvexe, bikonkave oder konkavkonvexe Linsen sein. Je nach Bedarf können die Linsen gewählt werden.
Wenn das stiftförmige optische Eingabegerät 200 vertikal zu der Arbeitsfläche 300 ist (3A), kann der Lichtsensor 232 des Lichtsensormoduls 230 die Reflexionslichtstrahlen der Arbeitsfläche 300 erfassen und entscheiden, welche optische Einheit 220 für den Hauptkörper 210 des stiftförmigen optischen Eingabegeräts 200 und die Arbeitsfläche am geeignetesten ist (die optische Eingabeeinheit 220 mit dem besten Vergleichsergebnis). Die Lichtquelle 221 dieser optischen Einheit 220 wird im Einschaltzustand gehalten, während die Lichtquellen der anderen optischen Einheiten in den Ausschaltzustand gebracht werden. Für jede optische Einheit 220 kann ein Lichtsensormodul vorgesehen sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nur ein gemeinsames Lichtsensormodul 230 verwendet, um die Kosten zu sparen.
Wenn das stiftförmige optische Eingabegerät 200 gegenüber der Arbeitsfläche 300 einen Neigungswinkel von θ hat (3B), erfaßt der Lichtsensor 232 die Veränderung der Lichtstrahlen. Dadurch werden die mindestens zwei optischen Einheiten 220 wieder eingeschaltet. Der Lichtsensor 232 erfaßt die neuen Lichtstrahlen und entscheidet erneut, welche optische Einheit 220 für den Hauptkörper 210 des stiftförmigen optischen Eingabegeräts 200 und die Arbeitsfläche am geeignetesten ist. Die Lichtquelle 221 dieser optischen Einheit 220 wird im Einschaltzustand gehalten, während die Lichtquellen der anderen optischen Einheiten in den Ausschaltzustand gebracht werden. Daher kann die Erfindung die beste Lichterfassungswirkung erreichen, so dass das stiftförmige optische Eingabegerät 200 den Cursor präzis positionieren kann. Wenn der Winkel des stiftförmigen optischen Eingabegeräts gegenüber der Arbeitsfläche verändert wird, kann das Lichtsensormodul eine Umschaltung auf die geeigneteste optische Einheit durchführen, so dass die beste Lichterfassungswirkung erreicht wird.
Daher kann die Erfindung sich an die Schreibgewohnheit des Benutzers anpassen, wodurch das stiftförmige optische Eingabegerät im unterschiedlichen Winkel mit der Arbeitsfläche reibungslos arbeiten kann, so dass die Handhabung der Erfindung erleichtert wird. Zudem kann das stiftförmige optische Eingabegerät leicht mitgeführt werden und die ergonomische Bedingung erfüllen.

Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung. Figur 1

100:	mindestens zwei optischen Einheiten werden eingeschaltet, die somit jeweils einen Lichtstrahl erzeugen, wobei die optischen Einheiten gegenüber einander einen Neigungswinkel besitzen;
110:	die mindestens zwei Lichtstrahlen treffen auf eine Arbeitsfläche 300 auf, die die Lichtstrahlen reflektiert und somit mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen bildet;
120:	die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen werden erfaßt und verglichen, wodurch ein Vergleichsergebnis erhalten wird;
130:	entsprechend dem Vergleichsergebnis wird eine geeigneteste optische Einheit im Einschaltzustand gehalten.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6151015 [0004]

Claims

Stiftförmiges optisches Eingabegerät, umfassend einen Hauptkörper (210), mindestens zwei optische Einheiten (220), die im Hauptkörper (210) angeordnet sind, gegenüber einander einen Neigungswinkel besitzen und jeweils einen Lichtstrahl erzeugen können, der durch den Hauptkörper (210) auf eine Arbeitsfläche (300) auftrifft, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind, und mindestens ein Lichtsensormodul (230), das im Hauptkörper (210) angeordnet ist und zur Erfassung der mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen dient, wobei wenn der Hauptkörper (210) gegenüber der Arbeitsfläche bewegt wird, das Lichtsensormodul (230) die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen erfaßt, dementsprechend eine geeigneteste optische Einheit (220) auswählt und ein Steuersignal erzeugt.
Stiftförmiges optisches Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Einheiten (220) jeweils eine Lichtquelle (221) und eine Linse (22) enthalten, wobei die Lichtquellen (221) jeweils einen Lichtstrahl erzeugen und die Linsen (22) die mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen auf das Lichtsensormodul (230) brechen.
Stiftförmiges optisches Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsensormodul (230) eine Schaltungsplatte (231) und einen Lichtsensor (232) auf der Schaltungsplatte (231) enthält und zur Erfassung der mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen dient.
Stiftförmiges optisches Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (210) mindestens zwei Öffnungen (211) aufweist, die auf die mindestens zwei optischen Einheiten (220) gerichtet sind und durch die die mindestens zwei Lichtstrahlen und Reflexionslichtstrahlen durch den Hauptkörper (210) durchstahlen.
Stiftförmiges optisches Eingabegerät, umfassend einen Hauptkörper (210), die mindestens zwei Öffnungen (211), mindestens zwei optische Einheiten 220) und mindestens ein Lichtsensormodul (230) aufweist, wobei die mindestens zwei optischen Einheiten (220) jeweils einen Lichtstrahl durch die Öffnungen (211) auf eine Arbeitsfläche (300) aussenden, wodurch mindestens zwei Reflexionslichtstrahlen gebildet sind, die von dem Lichtsensormodul (230) erfaßt und auswertet werden.
Stiftförmiges optisches Eingabegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei optischen Einheiten (220) jeweils eine Lichtquelle 221) und eine Linse (22) enthalten.