DE3135660A1

DE3135660A1 - Arrangement for interactive communication with a monitor image

Info

Publication number: DE3135660A1
Application number: DE19813135660
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Karg; Josef Vogel
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-03-17

Abstract

Non-directional radiating light-emitting diodes which are arranged as a frame around a screen (1) are activated via a multiplexer (2, 3) in such a manner that each light-emitting diode with its oppositely located receiving device is connected line by line. The received signal is corrected in a detector circuit (6) and supplied to a microprocessor (4) via an A/D converter (7). <IMAGE>

Description

Anordnung zum Dialogverkehr mit einem MonitorbildArrangement for dialog traffic with a monitor image

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Dialogverkehr mit einem Monitorbild, bei der über Lichtschranken eine Hinderniserkennung stattfindet und liegt auf dem Gebiet der Mensch-Maschine-Kommunikation in der Computer-Technik.The invention relates to an arrangement for dialog traffic with a monitor image in which an obstacle detection takes place via light barriers and is in the field of human-machine communication in computer technology.

In der Automatisierungstechnik wird zur InformationsUbertagung zwischen einem Eingabegerät und einem ilbergeordneten L.eitrechner oft di hequeme Kommunikation der direkten Anwahl Über.de'n Bildschirm eines Monitors vorgesehen (bildhafte Darstellung eines Prozesses). Eine derartige Befehlseingabe erfolgt beispielsweise durch einen veränderbaren Markierungspunkt, der über eine Tastatur, einen Lichtgriffel, Mehrquadranten-Steller (Joystick), Rollkugel und dergl. auf dem Monitor bewegbar ist. Durch Koordinaten-Erkennung wird dann festgestellt, ob der Markierungspunkt einen bestimmten Punkt erreicht hat, so daß die für den Koordinatenschnittpunkt vorgesehene Schalthandlung ausgeführt werden kann.In automation technology, information transfer between an input device and a higher-level host computer, which is often the most convenient communication the direct selection Über.de'n the screen of a monitor provided (pictorial representation of a process). Such a command input takes place, for example, by a changeable marking point, which has a keyboard, a light pen, multi-quadrant controller (Joystick), trackball and the like. Can be moved on the monitor. Through coordinate recognition it is then determined whether the marking point reaches a certain point so that the switching action provided for the coordinate intersection is carried out can be.

Zum Zwecke der schnellen und bequemen Kommunikation mit dem Bildschirminhalt gibt es Eingabegeräte, die es erlauben, ohne Lichtgriffel oder ähnliche Hilfsmittel direkt durch Fingerzeig (Sensortechnik) auf dem Monitor Funktionen anzuwählen. Die Positionierung des Fingers auf dem Monitor bewirkt den Transfer der entsprechenden Bildschirmkoordinaten zu einem Kontrollgerät. Dort wird die Koordinate umgesetzt in eine zugeordnete Softwarefunktion, die beispielsweise eine neue Bildaufschaltung bewirkt oder das Disp]ay-System veranlaßt, eine Meldung an den übergeordneten Leitrechner abzugehen (Prospekt der Fa. Neselco: Touch-Button Control System, Beste.ll-Nr. 600Q 1445E).For the purpose of quick and easy communication with the screen content there are input devices that allow it without a light pen or similar aids to select functions directly by pointing a finger (sensor technology) on the monitor. the Positioning the finger on the monitor causes the transfer of the corresponding Screen coordinates to a recording device. The coordinate is implemented there in an assigned software function, for example a new picture activation causes or causes the Disp] ay system to send a message to the higher-level host computer (Prospectus from Neselco: Touch-Button Control System, order no. 600Q 1445E).

Das eigentliche Problem stellt die Detektion der Fingerposition auf der Bildschirmoberfläche des Monitors dar. Es sind im wesentlichen drei verschiedene Methoden bekannt, die im folgenden kurz erläutert werden.The real problem is the detection of the finger position the screen surface of the monitor. There are essentially three different ones Methods known, which are briefly explained below.

Die Bildröhrenvorderseite wird mit einer berührungempfindlichen Folie Überzogen, deren elektrische Eigenschaften lokal durch Fingerdruck verändert werden können. Im einfachsten Fall ist eine Matrix von feinen Drähten in die Folie eingelegt, die allerdings in den Kreuzungspunkten voneinander isoliert sind. Durch Berührung mit dem Finger an der Kreuzungsstelle zweier Drähte wird eine hochohmige elektrischleitende Verbindung geschaffen, die durch Abfrage der Matrix mit einer Auswerteelektronik detektiert und lokalisiert werden kann. Nachteil dieses Verfahrens ist die hohe Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie Luftfeuchtigkeit, Eedienerphyslologie usw.. In vergleichbarer Technologie arbeiten kapazitiv wirkende Folien, die In den Matrixkreuzungnpunkten bei Fingerberührung ihre dielektrischen Eigenschaften sondern.The front of the picture tube is covered with a touch-sensitive film Coated, the electrical properties of which are changed locally by finger pressure can. In the simplest case, a matrix of fine wires is inserted into the film, which, however, are isolated from each other at the crossing points. By touch with the finger at the intersection of two wires becomes a high-resistance electrically conductive one Connection created by querying the matrix with evaluation electronics can be detected and localized. The disadvantage of this method is the high Sensitivity to environmental influences such as air humidity, operator physiology etc .. In comparable technology, capacitive films work in the Matrix intersection points separate their dielectric properties when the fingers are touched.

Nachteilig ist weiter, daß sich eine Verschlechterung der Bildqualität durch Aufbringung einer zusätzlichen Folie ergibt. Zum Teil sind die eingebrachten Drähte stark störend, so daß gerade bei hochauflösenden Systemen unzumutbare Unschärfen entstehen. Nachteilig ist weiterhin die Wartungsunfreundlichkeit, da bei Defekten die gesamte Folie mit dem Trägermaterial ausgetauscht werden muß.Another disadvantage is that there is a deterioration in the picture quality by applying an additional film. Some of them are brought in Wires are very annoying, so that unreasonable blurring, especially with high-resolution systems develop. Another disadvantage is that it is not easy to maintain because of defects the entire film with the carrier material must be replaced.

Bekannt ist auch und reicht für viele Fälle aus, eine konventionell.e Tastatur, integriert in den unteren Rand des Monitorbildachirmes, dazu zu verwenden, auf Einblendung im Bildschirm in diesem Bereich zu reagieren und die Tastatur zu bedienen. Dieses Verfahren versagt allerdings, wenn man mehrere Bildschirmzellen untereinander mit Tastaturinformationen versehen will.What is also known and is sufficient for many cases, one conventional.e Keyboard, integrated in the lower edge of the monitor screen, to be used to react to the on-screen display in this area and to close the keyboard serve. However, this method fails when you have multiple screen cells want to provide each other with keyboard information.

Bekannt ist auch, am Sußeren Bildschlrmrand entlang, also am Gehäuse rings um den Bildschirm, Lichtschranken mit Sendern und Empfängern anzubringen, die matrixartig ein Lichtschrankengitter über die Monitor-Oberfläche legen.It is also known to run along the outer edge of the screen, that is to say on the housing to attach light barriers with transmitters and receivers around the screen, which lay a light barrier grid like a matrix over the monitor surface.

Die Fingerposition wird dadurch detektiert, daß der Unterbruch zweier orthogonaler Lichtschranken festgestellt wird. Die Anordnung mit den Lichtschranken, die auch mit Ultraschall-Sonden ausführbar ist, kann allerdings nur sehr aufwendig ausgefÜhrt werden, da gebündelte Lichtschranken zwischen Sender und Empfänger erforderlich sind.The finger position is detected by the interruption of two orthogonal light barriers is determined. The arrangement with the light barriers, which can also be carried out with ultrasonic probes, however, can only be very expensive be carried out because bundled light barriers are required between the transmitter and receiver are.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine einfache und billige Anordnung aufzuzeigen, wie eine auf einen Bildschirm zeigende Markierung (beispielsweise der menschliche Finger) koordinatenmäßig feststellbar ist.It is therefore the object of the invention to provide a simple and inexpensive arrangement show how a marker (such as the human fingers) can be determined in terms of coordinates.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreichbar, daß als Rahmen um einen Bildschirm eines Monitors in horiiontaler und vertikaler Richtung angebrachte, ungerichtet abstrahlende teichtdioden mii auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Empfangsdioden über eine Multiplexeinrichtung ansteuerbar sind, daß das Ergebnis des zeilenweisen Abtastens des Bildschirmes Über eine Detektorschaltung und einen A/D-Wandler auf einen Rechner gefÜhrt ist und daß in der Detektorschaltung eine Korrektur des empfangenen Signals erfolgt.According to the invention this can be achieved in that as a frame around a Screen of a monitor mounted in horizontal and vertical directions, non-directional emitting diodes mii on the opposite side arranged Receiving diodes can be controlled via a multiplex device that the result the line-by-line scanning of the screen via a detector circuit and a A / D converter is performed on a computer and that one in the detector circuit Correction of the received signal takes place.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die hohe Zuverlässigkeit durch die einfache und billige Auswertung der Markierung (Hindernis, menschlicher Finger) auf dem Bildschirm. Die Justierung der auf der Bildschirmumrandung vorhandenen Sensoren ist sehr einfach, so daß die erfindungsgemäße Anordnung auch für bestehende Anlagen nachrüstbar ist. Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich.The high reliability is advantageous in the arrangement according to the invention due to the simple and cheap evaluation of the marking (obstacle, human Finger) on the screen. The adjustment of the existing ones on the screen border Sensors is very simple, so that the arrangement according to the invention can also be used for existing ones Systems can be retrofitted. Further advantages are from the description below one embodiment can be seen.

Ein AusfÜhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the arrangement according to the invention is shown below explained in more detail with reference to the drawing.

An einem Bildschirm 1 eines Monitors, der nur symbolhaft dargestellt ist, sind an seinen Außenkanten ringsherum Lumineszenzdioden angeordnet, und zwar so, daß einer Licht aussenden Diode immer eine Licht aufnehmende Diode gegenüber angebracht ist. Vorwiegend werden Infrarot-Dioden eingesetzt, weil dieses Licht unsichtbar (Wellenlänge 0,95 um) ist und keine störenden Lichtreflexe auf dem Monitor erscheinen.On a screen 1 of a monitor, which is only shown symbolically is, luminescent diodes are arranged around its outer edges, namely so that a light-emitting diode is always opposed to a light-receiving diode is appropriate. Mainly infrared diodes are used because of this light invisible (wavelength 0.95 µm) and no annoying light reflections on the monitor appear.

Lichtschranken mit optoelektronischen Bauelementen, die einen gebündelten Lichtstrahl von einer Sende- zu einer Empfangsdiode schicken, sind bekannt. Gebündelte Lichtstrahlen bedingen aber aufwendige Justierungen und bertragungseinrichtungen mit optischen Elementen (Linse) oder Einbau in spezielle Rohre.Light barriers with optoelectronic components that bundle a Sending a light beam from a transmitting to a receiving diode are known. Bundled However, light rays require complex adjustments and transmission devices with optical elements (lens) or installation in special tubes.

Erfindungsgemäß werden nun Lumineszenzdioden im Infrarotbereich verwendet, die nicht gebündelt, als breites Band um den Monitor angeordnet, einen Lichtstrahl an die gegenüber befindliche Empfangsstelle abgeben. Über eine nachgeschaltete Multiplexer-Einrichtung, die geteilt ist in einen Sendermultiplexer 2 und einen Empfängermultiplexer 3, wird nacheinander Jede Sendediode und die dazugehörige Empfangsdiode angeschaltet. Angeschaltet wird er Sendemultiplexer 2 durch einen Generator 5, der kontinuierlich mit einer festen Frequenz Impulse erzeugt, die ber den Miiltiplexer 2 auf die Sendedioden geführt werden.According to the invention, luminescent diodes are now used in the infrared range, which are not bundled, arranged as a wide band around the monitor, a beam of light hand it over to the receiving point opposite. Via a downstream multiplexer device, which is divided into a transmitter multiplexer 2 and a receiver multiplexer 3 one after the other Each transmitting diode and the associated receiving diode are switched on. Switched on he will transmit multiplexer 2 by a generator 5, which is continuously with a Fixed frequency pulses generated via the Miiltiplexer 2 on the transmitter diodes be guided.

Gesteuert werden die Multiplexer Über einen Controller 4 (Kleinrechner, Mikroprozessor).The multiplexers are controlled by a controller 4 (small computer, Microprocessor).

Es wird also beginnend von oben erst die oberste Leuchtdiode samt der gegenüberliegenden Empfangsdiode, dann die nächste Leuchtdiode zeilenweise von oben nach unten abgetastet. Diese Abtastung erfolgt selbstverständlich -in horizontaler und in vertikaler Richtung.So, starting from the top, only the topmost light-emitting diode, including the opposite receiving diode, then the next LED line by line from scanned up to down. This scanning is of course carried out horizontally and in the vertical direction.

Ist irgendwo auf dem Bildschirm des Monitors eine Markierung vorhanden (Hindernis, beispielsweise durch den menschlichen Finger), die durch das zeilenweise Abtasten erfaßt worden ist, wird der Infrarotlichtstrahl unterbrochen und ein Signal an den Empfangamultiplexer 3 abgegeben.Is there a mark anywhere on the monitor screen? (Obstacle, for example, by the human finger) by the line by line Scanning has been detected, the infrared light beam is interrupted and a signal is generated delivered to the receiving multiplexer 3.

Dem Empfangsmultiplexer 3 ist eine Detektorschaltung 6 (Operationsverstärker) und ein A/D-Wandler 7.nachgeschaltet.. Alif die De tor::hill tunf! 6 angen jetzt die analogen Signale von der Rmpfangsdiode, ob Licht empfangen wurde oder nicht. Bedingt durch physikalische Eigenschaften (Exemplarstreuungen) der Lumineszenzdioden und des Übertragungskanals ergibt sich auf der Empfangsseite ein verrauschtes Signalgemisch mit stark schwankender Ampli- tude, das in dieser Form nicht weiterverarbeitet werden kann. Dazu wird in der Detektorschaltung 6 das ankommende Signal an zwei Stellen (obere und untere Spitze) abgetastet und die Differenz daraus gebildet. Dadurch ergibt sich ein brauchbares Signal, das nicht mehr eingestellt und abgeglichen werden muß und-in dem die störende Umgebungshelligkeit nicht enthalten ist. In vorteilhafter Weise machen sich dadurch Exemplarstreuungen der eingesetzten Halbleiterdioden nicht mehr bemerkbar, das Störverhalten verbessert sich und der gesamte Ubertragungskanal wird unempfindlicher.The receiving multiplexer 3 is a detector circuit 6 (operational amplifier) and an A / D converter 7th downstream .. Alif die De tor :: hill tunf! 6 started now the analog signals from the receiving diode, whether light was received or not. Due to the physical properties (specimen variations) of the luminescence diodes and the transmission channel results in a noisy composite signal on the receiving side with strongly fluctuating amplitudes tude, which is not processed further in this form can be. For this purpose, the incoming signal is sent to two in the detector circuit 6 Positions (upper and lower tip) are scanned and the difference is calculated from this. This results in a usable signal that is no longer set and adjusted must be and -in which the disturbing ambient brightness is not included. In advantageous This means that there are no specimen variations in the semiconductor diodes used more noticeable, the interference behavior improves and the entire transmission channel becomes less sensitive.

Das Ergebnis der Detektorschaltung 6 wird nach Analog/Digital-Umwandlung auf einen Controller LI (Rechner, Mikroprozessor) geführt. Von hier aus kann das Ergebnis über eine Schnittstelle 8 auf einen nicht dargestellten übergeordneten Leitrechner gegeben werden.The result of the detector circuit 6 is after analog / digital conversion to a controller LI (computer, microprocessor). From here it can Result via an interface 8 to a higher-level, not shown Master computer are given.

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Claims

At sy> ruch arrangement for dialog communication with a monitor image, in which a flicker detection takes place via light barriers, characterized in that that as a frame around a screen (1) of a monitor in horizontal and vertical Directional, non-directional emitting light-emitting diodes with on the opposite side Side arranged receiving diodes can be controlled via a multiplex device (2,3) are that the result of the line-by-line scanning of the screen (1) over a Detector circuit (6) and an A / D converter (7) fed to a controller (11) and that in the detector circuit (6) a correction of the received signal he follows.