DE3604729A1

DE3604729A1 - Photoelektrisches eingabe-lichtschrankenfeld

Info

Publication number: DE3604729A1
Application number: DE19863604729
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hasegawa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1986-08-21
Also published as: GB2171825A; JPH0325219Y2; US4737626A; JPS61138039U; KR890008880Y1; GB8601569D0; GB2171825B

Description

Die Erfindung betrifft ein photoelektrisches Koordinaten-Lichtschrankenfeid, in dem ein Lichtstrahl-Gitter an einem Punkt unterbrochen wird und Daten an einen Rechner gesendet werden, die den Koordinaten der Unterbrechungsstelle entsprechen. Das Lichtschrankenfeld kann an einer Anzeigevorrichtung, z.B. an dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre, angeordnet sein, so daß Koordinatendaten erzeugt werden, wenn man bestimmte Lichtstrahlen unterbricht, indem man mit dem Finger oder einem Stift den Schirm berührt oder in die Nähe des Schirms gelangt, um auf eine bestimmte Stelle des Schirms zu weisen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines photoelektrischen Koordinaten-Lichtschrankenfeldes dieser Art. Nach Fig. 2 enthält die Anordnung als gedruckte Schaltungsplatten 1a und 1b ausgebildete Substrate für lichtemittierende

Elemente und Platten 2a und 2b als Substrate für licht- Ϊ-

empfangende Elemente. Die Substrate 1a und 1b für licht- ^ empfindliche Elemente sind auf den X- und Y-Achsen eines gedachten Koordinatensystems angeordnet und bilden einen rechteckigen Rahmen.

Die Substrate 1a und 1b für lichtemittierende Elemente besitzen mehrere lichtemittierende Elemente (z. B. Leuchtdioden) 3, die auf einer geraden Linie oder einer gekrümmten Linie angeordnet sind, welche zur Verringerung der Parallelaxe an die gekrümmte Oberfläche einer Anzeigevorrichtung angepaßt ist, während die Substrate 2a und 2b für die lichtempfindlichen Elemente mehrere lichtempfindliche Elemente 4 auf der gegenüberliegenden Seite enthalten,

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wobei letztere ebenfalls in einer geraden ot.lt.-r einer gekrümmten Linie angeordnet sind, die der gekrümmten Oberfläche einer Anzeigevorrichtung entsprechen kann. Auf den Platinen ist außerdem die Steuerschaltung 5 angeordnet.

Bei diesem photoelektrischen Lichtschrankenfeld kreuzt sich das von den Leuchtdioden 3 kommende/ quer zueinander verlaufende Licht in der Nähe der Oberfläche der Anzeigevorrichtung und bildet ein Gitter von Infrarotstrahlen Jedem photoelektrischen Element entlang einer Achse (X oder Y) ist eine besondere Adresse zugeordnet. Durch sequentielles Zugreifen auf jeden photoelektrischen Detektor läßt sich bestimmen, welche Leuchtdiode 3 Licht aussendet und welches lichtempfindliche Element 4 das Licht empfängt. Dies geschieht durch Durchschalten der Steuerleitungen, die an die Leuchtdioden 3 angeschlossen sind. Wenn ein auf einem Anzeigeschirm dargestelltes Bild mit einem Finger oder einem Griffel berührt wird, werden die Infrarotstrahlen 6 unterbrochen, und die X-Y-Koordinaten der unterbrochenen Infrarotstrahlen 6 werden an einen Rechner gegeben. Wenn ein breiter Gegenstand (z. B. ein Finger) mehrere Infrarotstraheln 6 benachbarter Reihen und Spalten im Bereich einer zentralen Stelle blockiert, läßt sich der Anzeigepunkt durch Mitteln der Daten erhalten. Mit Hilfe von logischen Schaltungen lassen sich für unzulässige Lichtstrahlenunterbrechungen verschiedene Messungen durchführen, und Störungen des Lichtstrahls werden von einer Kompensationsschaltung kompensiert.

Bei einem solchen photoelektrischen Lichtschrankenfeld muß auf jedem Substrat eine Schaltung vorgesehen werden, und die ganze Anordnung muß in Form eines Rahmens ausgebildet sein. Dies erschwert die Verdrahtung, macht den

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Zusammenbau mühsam und verhindert eine kompakte Ausbildung der gesamten Tastatur.

Ir. Hinblick darauf wurde das in Fig. 3 dargestellte Lichtschrankenfeld entwickelt, bei der die lichtemittierenden Elemente (Leuchtdioden) 8 und die lichtempfindlichen Elemente (Phototransistoren) 9 parallel zueinander entlang den Seiten einer Abschirmplatte 10 auf dem gleichen Substrat 7a (7b) in der Peripherie der Anzeigeeinheit 13 angeordnet sind. Ein Reflektor 11, z. B. ein Spiegel, ist den Substraten 7c, 7c auf der den Substraten 7a, 7b gegenüberliegenden Seite zugeordnet, und durch Reflexion des von den Leuchtdioden 8 emittierenden Lichts werden Lichtstrahlen 12 in Form eines Gitters erzeugt.

Bei einer solchen Anordnung eines photoelektrischen Lichtschrankenfeldes oder Gitters verdoppelt sich jedoch der Weg, den ein Lichtstrahl zurücklegen muß, bis er nach dem Verlassen des lichtemittierenden Elementes 8 den Phototransistor 9 erreicht, so daß ein größerer Anteil des Lichts dispergiert oder gestreut wird, bevor das Licht den Phototransistor 9 erreicht.

Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein photoelektrisches Lichtschrankenfeld zu schaffen, das einen einfachen Zusammenbau der Anordnung durch Vereinfachung der Schaltung ermöglicht und einen kompakten Aufbau gestattet, indem sichergestellt wird, daß streuende Lichtstrahlen wirksam gesammelt und auf die lichtempfindlichen Elemente zurückgeworfen werden.

Pie Lösung .lieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Das trf-indunqsaemäß T>hotoelektrische Lichtschrankenfeld ist

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auf einer Seite mit einem Substrat, an dem lichtemittierende Elemente und lichtempfindliche Elemente montiert sind, und auf einer gegenüberliegenden Seite mit einer Mehrwege-Reflektorfläche versehen, welche Streuanteile zusammen mit dem axialen Teil der von den lichtemittierenden Elementen kommenden Lichtstrahlen sammelt und sie über eine lichtleitende Lichtführung zu den lichtempfindlichen Elementen zurückgibt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines photoelektrischen Lichtschrankenfeldes,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 weiterentwickelten Lichtschrankenfeldes, und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1.

Das in den Figuren 1 und 4 dargestellte photoelektrische Lichtschrankenfeld besitzt einen .'lehrwe ge-Ref lektor 20, der von den Leuchtdioden 8 des Substrats 7b emittierte Lichtstrahlen 12 sammelt. Der Mehrrichtungs-Reflektor ist in Fon eines rechtwinkligen Prismas 20 ausgebildet, welches sich entlang einer Seite der Anordnung erstreckt und ein Lichtsammeifenster, durch das der Lichtstrahl ¹2

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eintritt, einen lichtreflektierenden Abschnitt zum Sammeln des gestreuten Lichtstrahls 12 und zum Zurückwerfen des gesammelten Lichts auf den Phototransistor 9, und einen als transparente Platte ausgebildeten Lichtleiter 21 aufweist. Die transparente Platte ist auf der Oberfläche des Lichtschrankenfeldes montiert. Es handelt sich um einen lichtleitenden Acrylkörper, der einstückig mit dem Mehrrichtungs-Reflektor 20 ausgebildet ist. Der lichtleitende Körper 21 wird als Rückkehrweg für die von den Leuchtdioden 8 abgegebenen und von dem Mehrrichtungs-Ref lektor 20 gesammelten und reflektierten Lichtstrahlen 12 verwendet. Der lichtleitende Körper 21 besitzt eine Dicke, die fast halb so groß ist wie die Breite des Prismaabschnitts 20 a des Mehrrichtungs-Reflektors 20. Daher werden innerhalb einer Breite H oberhalb der Vorderseite des lichtleitenden Körpers 21 verlaufende Lichtstrahlen sämtlich von dem Mehrrichtungs-Reflektor gesammelt und auf die Sensoren 9 reflektiert. In einigen Fällen wird das Licht innerhalb des lichtleitenden Körpers 21 in Form eines Zickzack-Wegs reflektiert, um schließlich von einem Phototransistor 9 an dem vom Reflektor 20 entfernten Ende des Lichtleiters 21 empfangen zu werden.

Bei dieser Ausführungsform hat der Mehrrichtungs-Reflektor 20 die Form eines rechtwinkligen Prismas, jedoch kann auch eine andere Form gewählt werden, insbesondere kann ein Reflektor mit gekrümmten Flächenabschnitten benutzt werden, welcher wirksam die Lichtstrahlen 12 empfängt und sie in konzentrierter Form auf den jeweiligen Phototransistor reflektiert. Es können also beispielsweise parabolische Reflektoren einaesetzt werden.

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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, läßt sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung das emittierte Licht wirksam sammeln, mit der Folge, daß die von den lichtempfindlichen Elementen empfangene Lichtmenge erhöht ist. Die gesamte Schaltung läßt sich ebenso wie der Zusammenbau der Anordnung vereinfachen, und das Gerät kann als kompakte Einheit ausgebildet werden.

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Claims

Ph. toelektrisches Eincrabe-Lichtschrankenfeld Patentansprüche

1. Photoelektrisches Einqabe-Lichtschrankenfeld,mit auf einer Seite des Feldes befindlichen lichtemittierenden Elenenten

(8) und lichtempfangenden Elementen (9), gekennzeichnet durch eine aa^f der der einen Seite geqenüberlieoenden Seite- des Feldes angeordnete Reflektoreinrichtung (20), die von den lichteir.ittierenden Elementen (8) abgegebene Lichtstrahlen (1~) zu den iichtempf angenden Elementen (9) zurückwirft ■, wobei die Reflektoreinrichtung (20) mit einer Kollektoreinrichtung ausgestattet ist, die einen Streuanteil der jeweiligen Lichtstrahlen sammelt und ihn auf die lichteir.pfangenden Elemente (9) richtet.

2. Lichtschrankenfeid nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lichtleitanordnung (21), die von der Kollektoreinrichtung gesammeltes Licht zu den lichtempfangenden Elenenten (9) überträgt.

3. Lichtschrankenfeld nach Anspruch 2, dadurch gekenn- :··.:■■; chnet, da:i die Lichtleitanordnung eine Acryl platte ist.

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4. Lichtschrankenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung ein rechtwinkliges Prisma ist.

5. Lichtschrankenfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma einstückig mit der Acrylplatte ausgebildet ist.

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