DE4114926C1

DE4114926C1 - Data processing installation with optical input unit - includes optical transmitter worn by user, esp. handicapped or spastic person, generating light beam

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Publication number: DE4114926C1
Application number: DE19914114926
Authority: DE
Inventors: Michael 6500 Mainz De Flanz; Bernhard 6501 Heidesheim De Matheis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1992-09-17
Anticipated expiration: 2011-05-08

Abstract

The data processing installation has a display screen (12) and an optical input unit which includes a transmitter (24), fastened to a part of the body of a user for sending out a signal (58). A number of sensor units (18) is arranged near the screen. A receiver (40) fitted into each sensor unit generates an electrical signal on an output terminal (52) when a transmitted signal is received. The transmitter is an optical device, sending out a light beam. Each optical receiver is equipped with a delay unit (64) producing a control signal when the output signal of the optical receiver lasts a certain time. Each delay unit has a unit (68) which produces, from the control signal, a sign recognisable by the data processing installation. USE/ADVANTAGE - Allows people with physical or speech handicaps, such as spastics, to communicate with PC.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Datenver arbeitungsanlage mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, die aus EP 02 11 984 A1 bekannt sind, und betrifft insbesondere eine Datenverarbeitungsanlage mit einer Eingabeeinrichtung, welche für eine Bedienung durch Behinderte, insbesondere Spastiker, besonders geeignet ist.The present invention is based on a data link Work system with the in the preamble of claim 1 specified features which are known from EP 02 11 984 A1, and relates in particular to a data processing system an input device which is used for an operation Disabled, especially spastic, is particularly suitable.

Körperlich und sprachlich Behinderte, wie Spastiker, vermögen oft nur sehr schwer mit anderen Personen geschweige denn mit einer Datenverarbeitungsanlage zu kommunizieren.Physically and linguistically handicapped people, such as spastic, are able to do so often very difficult with other people let alone with to communicate with a data processing system.

Die aus EP 02 11 984 A1 bekannte Datenverarbeitungsanlage wird durch eine Betätigungsvorrichtung in Form eines Hand schuhs gesteuert, der einen Ultraschallsender und Biegungs sensoren enthält. An den vier Ecken des Bildschirms der Datenverarbeitungsanlage ist jeweils ein Ultraschall empfänger angeordnet. Die Steuerung des Cursors der Daten verarbeitungsanlage erfolgt durch die Bewegung der mit dem Handschuh versehenen Hand, deren Position aufgrund der Signallaufzeiten des Ultraschallsignals von dem am Hand schuh angebrachten Sender zu den vier Ultraschallempfängern ermittelt wird. Weitere Steuerungsvorgänge werden mittels der Biegesensoren durch Biegen der Finger ausgelöst. Diese Eingabevorrichtung ist für viele Behinderte, insbesondere Spastiker, nicht brauchbar.The data processing system known from EP 02 11 984 A1 is operated by an actuator in the form of a hand shoes controlled by an ultrasonic transmitter and bending contains sensors. At the four corners of the screen Data processing system is an ultrasound arranged receiver. Control of the cursor of the data processing plant is done by moving the with the Glove provided hand, the position of which due to the Signal propagation times of the ultrasonic signal from the one on hand shoe attached transmitter to the four ultrasound receivers is determined. Further control processes are carried out using the bending sensors triggered by bending the fingers. These Input device is for many disabled, in particular Spastic, not usable.

Aus EP 02 09 411 A1 ist eine Einrichtung zur Fernsteuerung einer Markierung auf einem Bildschirm bekannt, die eine oben am Bildschirm angebrachte punktförmige Lichtquelle und einen positionsempfindlichen optischen Empfänger enthält, der an einem von der Bedienungsperson getragenen Helm befestigt ist. Der optische Empfänger liefert Signale, die von der Einfallsrichtung des von der Lichtquelle kommenden Lichts abhängen und über eine elektronische Schaltung die Position der Markierung auf den Bildschirm steuern.EP 02 09 411 A1 describes a device for remote control a marker known on a screen, the one above spot light source attached to the screen and one contains position-sensitive optical receiver, the on attached to a helmet worn by the operator is. The optical receiver delivers signals from the Direction of incidence of the light coming from the light source depend and the position via an electronic circuit the marker on the screen.

Die obenerwähnten bekannten Einrichtungen sind für die Bedienung durch Spastiker und andere Behinderte nicht geeignet.The above-mentioned known devices are for the Operation by spastic and other handicapped people not suitable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Datenverarbeitungsanlage mit einer speziellen Eingabe einrichtung anzugeben, die es körperlich und sprachlich Behinderten, insbesondere Spastikern, ermöglicht, mit einer Datenverarbeitungsanlage, wie einem PC, und über diese mit anderen Personen zu kommunizieren.The present invention has for its object a Data processing system with a special input institution specifying it physically and linguistically Disabled, especially spastic, allows with a Data processing system, such as a PC, and with this to communicate with other people.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Datenver arbeitungsanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This task is performed by a generic data ver Work system with the features specified in claim 1 solved.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanlage sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further developments and advantageous refinements of Data processing system according to the invention are the subject of subclaims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Datenverarbei tungsanlage mit einer optischen Eingabeeinrichtung gemäß der Erfindung; Figure 1 is a schematic representation of a data processing system with an optical input device according to the invention.

Fig. 2 ein Schaltbild einer Sensoreinheit und dieser zuge ordnete Schaltungsteile der Datenverarbeitungsanlage gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a circuit diagram of a sensor unit and the associated circuit components of the data processing system of FIG. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das wesentliche Teile der vorliegenden Eingabeeinheit zeigt, Fig. 3 is a block diagram showing essential parts of the present input unit shows

Fig. 4 ein Schaltbild einer I/O-Karte der vorliegenden Eingabeeinheit, und Fig. 4 is a circuit diagram of an I / O card of the present input unit, and

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht, aus der der mechanische Aufbau einer Sensoreinheit ersichtlich ist. Fig. 5 is a schematic sectional view from which the mechanical structure of a sensor unit can be seen.

Die Datenverarbeitungsanlage gemäß Fig. 1 enthält einen PC 10 mit einer Bildschirmeinheit 12 und einer Tastatur 14 sowie, falls gewünscht, einer Maus 16. Insoweit ist die Datenverarbeitungsanlage bekannt.The data processing system according to FIG. 1 contains a PC 10 with a screen unit 12 and a keyboard 14 and, if desired, a mouse 16 . To this extent, the data processing system is known.

Um Behinderten die Möglichkeit zu geben, mit der Daten verarbeitungsanlage 10 und über diese mit anderen Personen zu kommunizieren, ist außer der üblichen Eingabevorrichtung aus Tastatur 14 und Maus 16 noch eine zusätzliche optische Eingabeeinrichtung vorgesehen. Diese optische Eingabeein richtung gestattet es, die Maus 16 bzw. die Tastatur 14 bedingt zu ersetzen und enthält eine Anzahl von optischen Sensoreinheiten 18, vorzugsweise sechs Sensoreinheiten 18a-18f, welche durch geeignete Halterungen, die vorzugs weise jeweils ein Kugelgelenk 20 enthalten, an der Bild schirmeinheit 12 befestigt sind. Vorzugsweise ist jeweils ein Paar von Sensoreinheiten an der rechten, linken und oberen Seite in der Nähe der Ecken angeordnet, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist. In order to give disabled people the opportunity to communicate with the data processing system 10 and via this with other people, an additional optical input device is provided in addition to the usual input device consisting of keyboard 14 and mouse 16 . This optical input device allows the mouse 16 or the keyboard 14 to be replaced to a limited extent and contains a number of optical sensor units 18 , preferably six sensor units 18 a- 18 f, which by suitable holders, each of which preferably contains a ball joint 20 , are attached to the screen unit 12 . A pair of sensor units is preferably arranged on the right, left and upper side in the vicinity of the corners, as can be seen from FIG. 1.

Die optische Eingabeeinrichtung enthält ferner eine Sende einheit 22 mit einem optischen Sender 24 zum Erzeugen eines gebündelten Lichtstrahles. Unter "Licht" soll hier nicht nur Strahlung im sichtbaren Spektralbereich sondern auch andere optische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, ver standen werden.The optical input device further includes a transmission unit 22 with an optical transmitter 24 for generating a bundled light beam. "Light" here should not only stand radiation in the visible spectral range but also other optical radiation, in particular infrared radiation.

Die Sendeeinheit 22 enthält als optischen Sender 24 eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode mit einer entsprechenden Fokussierungsoptik (nicht dargestellt). Der optische Sender ist mit einer Halterungsvorrichtung zum Anbringen an einem Körperteil eines Benutzers versehen. Vorzugsweise ist der optische Sender am Kopf des Benutzers befestigbar und die Halterungsvorrichtung kann dann nach Art eines Stirnbandes, einer Haarspange oder, wie in Fig. 1 dargestellt, als brillenartige Halterung 26 ausgebildet sein, wobei der optische Sender 24 dann zweckmäßigerweise am Nasensteg angebracht ist. Die Sendeeinheit enthält ferner einen am Körper tragbaren Versorgungsteil 28, der eine Elektronik mit einem astabilen Multivibrator 30 und einem mit dessen Ausgang verbundenen monostabilen Multivibrator 32 enthält, dessen Ausgang über eine flexible Leitung 34 mit der Laser- oder Leuchtdiode des optischen Senders 24 verbunden ist. Die Einheit 28 enthält ferner eine Stromquelle 36, wie eine Batterie oder einen Akkumulator, welche über einen Schalter 38 mit der Elektronik 30, 32 der Sendeeinheit verbunden ist.The transmission unit 22 contains, as the optical transmitter 24, a laser diode or a light-emitting diode with corresponding focusing optics (not shown). The optical transmitter is provided with a holder device for attachment to a body part of a user. The optical transmitter can preferably be fastened to the head of the user and the holding device can then be designed in the manner of a headband, a hair clip or, as shown in FIG. 1, as a glasses-like holder 26 , the optical transmitter 24 then being expediently attached to the nose bridge. The transmitter unit also contains a wearable portable part 28 which contains electronics with an astable multivibrator 30 and a monostable multivibrator 32 connected to its output, the output of which is connected via a flexible line 34 to the laser or light emitting diode of the optical transmitter 24 . The unit 28 also contains a current source 36 , such as a battery or an accumulator, which is connected to the electronics 30 , 32 of the transmission unit via a switch 38 .

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, enthalten die Sensorein heiten 18 jeweils eine Photodiode 40, die in Reihe mit einem Arbeitswiderstand 42 zwischen eine Betriebsspannung +V_B und Masse geschaltet und mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 44 gekoppelt ist. Der Ausgang des Verstärkers 44 ist über ein zur Empfindlichkeitsein stellung dienendes Potentiometer 46 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 44 und mit dem Ausgang einer Schmitt-Triggerschaltung 48 gekoppelt, deren Ausgang über einen Monovibrator 50 an einen Ausgangsanschluß 52 der Empfängereinheit 18 angeschlossen ist. Der Ausgang des Monovibrators 50 ist ferner über einen Treiberverstärker 54 mit einer Leuchtdiode 56 gekoppelt, welche der Photodiode 40 zugeordnet ist und anzeigt, daß ein vom optischen Sender 24 emittierter gebündelter Lichtstrahl 58 (Fig. 1) von der Photodiode 40 empfangen wird.As shown in Fig. 2, the sensor units 18 each contain a photodiode 40 which is connected in series with a load resistor 42 between an operating voltage + V _B and ground and is coupled to a non-inverting input of an operational amplifier 44 . The output of the amplifier 44 is coupled via a potentiometer 46 serving for sensitivity adjustment to the inverting input of the amplifier 44 and to the output of a Schmitt trigger circuit 48 , the output of which is connected via a monovibrator 50 to an output terminal 52 of the receiver unit 18 . The output of the monovibrator 50 is also coupled via a driver amplifier 54 to a light-emitting diode 56 which is assigned to the photodiode 40 and which indicates that a bundled light beam 58 ( FIG. 1) emitted by the optical transmitter 24 is received by the photodiode 40 .

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, enthält der PC, der wahlweise über die Sensoreinheiten 18a-18f steuerbar ist, als eine Art von Schnittstelle eine I/O-Karte 80, deren Schaltung anhand von Fig. 4 noch genauer erläutert werden wird. Um die Verdrahtung und den Anschluß der Sensorein heiten an die eigentliche Datenverarbeitungsanlage zu ver einfachen, sind die Sensoreinheiten an eine Verteilerbox 72 angeschlossen, die ihrerseits über ein einziges Kabel 82 mit einem Eingangsteil 84 der I/O-Karte 80 koppelbar ist. Der Eingangsteil 84 kann Trennverstärker enthalten und in üblicher Weise ausgebildet sein. Der Ausgang des Eingangs teils 84 ist mit einem Parallel-INPUT/OUTPUT-Adapter 86 verbunden, der einen IC 8255 enthalten kann und über eine mehradrige Leitung mit einer Bus-Steuerlogik 88 gekoppelt ist, welche einerseits an eine Taktgeberschaltung 89 (z. B. IC 8253) und andererseits an den PC-Bus 90 der Daten verarbeitungsanlage angeschlossen ist. Mit dem Adapter 86 ist ferner eine erste Eingangsanordnung eines Logikschalt werks 92 gekoppelt, das außerdem noch einen zweiten Eingang für die Maus 16 und einen Ausgang 94, der zum Maus-Anschluß (nicht dargestellt) der Datenverarbeitungsanlage führt, enthält.As shown in FIGS. 3 and 4, the PC, the optional a- on the sensor units 18 includes f 18 is controllable as a kind of interface an I / O card 80, the circuit based on Fig. 4 in more detail will be explained. In order to simplify the wiring and connection of the sensor units to the actual data processing system, the sensor units are connected to a distribution box 72 , which in turn can be coupled to an input part 84 of the I / O card 80 via a single cable 82 . The input part 84 can contain isolation amplifiers and can be designed in the usual way. The output of the input part 84 is connected to a parallel INPUT / OUTPUT adapter 86 , which can contain an IC 8255 and is coupled via a multi-core line to a bus control logic 88 , which on the one hand is connected to a clock generator circuit 89 (e.g. IC 8253) and on the other hand is connected to the PC bus 90 of the data processing system. With the adapter 86 , a first input arrangement of a logic switch 92 is also coupled, which also contains a second input for the mouse 16 and an output 94 , which leads to the mouse connection (not shown) of the data processing system.

In Fig. 4 ist der für die Erfindung wesentliche Teil der Schaltung der I/O-Karte 80 dargestellt, und zwar ohne Rück sicht auf die Verteilung der verschiedenen Schaltungs anordnungen auf die in Fig. 3 dargestellten integrierten Schaltkreise. Die Aufgabe der Schaltungen der I/O-Karte 80 besteht darin, eine wahlweise Steuerung der Datenver arbeitungsanlage (PC) durch die Maus 16 oder in analoger Weise mittels der Sensoreinheiten 18a-18f zu ermöglichen, wobei die Umschaltung automatisch erfolgt und bei Betätigung der Datenverarbeitungsanlage mittels der Sensoreinheiten die Maus-Signale simuliert werden. Die Schaltung gemäß Fig. 4 hat sechs Anschlüsse für die Maus 16 und zwar Anschlüsse Mx1, Mx2 für phasenbezogene Rechtecksignale, welche die Richtung und die Geschwindigkeit der Bewegung der Maus in x- Richtung darstellen, ferner entsprechende Anschlüsse My1 und My2 für die die Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Maus in y-Richtung angebenden Signale sowie Anschlüsse MT1 und MTr für die linke bzw. die rechte Taste der Maus 16. Der Ausgang der Schaltung gemäß Fig. 4 enthält in ent sprechender Weise sechs Ausgangsanschlüsse Ax1, Ax2, Ay1, Ay2, AT1 und ATr, welche dem Ausgang 94 in Fig. 3 ent sprechen.In Fig. 4 the part of the circuit of the I / O card 80 essential to the invention is shown, without regard to the distribution of the various circuit arrangements on the integrated circuits shown in Fig. 3. The task of the circuits of the I / O card 80 is to enable an optional control of the data processing system (PC) by the mouse 16 or in an analogous manner by means of the sensor units 18 a- 18 f, the switchover taking place automatically and upon actuation the mouse signals are simulated in the data processing system by means of the sensor units. The circuit of FIG. 4 has six ports for the mouse 16 and that connections Mx 1, Mx 2 for phase-related square-wave signals, which represent the direction and speed of movement of the mouse in the x direction, further respective terminals My 1 and My 2 for the signals indicating the direction and speed of the movement of the mouse in the y direction, and connections MT 1 and MTr for the left and right buttons of the mouse 16 . The output of the circuit of FIG. 4 contains in the corre- sponding manner, six output terminals Ax 1, 2 Ax, Ay 1, Ay 2, AT 1 and ATR, which speak ent to the output 94 in Fig. 3.

Eine zweite Gruppe von Eingängen 52a, 52b, . . . 52f ist für die Steuersignale von den jeweiligen Ausgängen der Sensor einheiten 18a, 18b . . . bzw. 18f vorgesehen.A second group of inputs 52 a, 52 b,. . . 52 f is for the control signals from the respective outputs of the sensor units 18 a, 18 b. . . or 18 f provided.

Für die der ersten Bewegungskoordinate x zugeordneten Signa le ist in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 eine Schal tungseinheit 100 vorgesehen. Diese Schaltungseinheit enthält einen x1-Taktgeber 101 sowie einen x2-Taktgeber 102 zur Simulation der phasenbezogenen Schwingungssignale, ins besondere Rechtecksignale x1, x2, welche die Bewegungs richtung und die Bewegungsgeschwindigkeit der Maus dar stellen. Der Taktgeber 101 hat einen ersten Eingang, der mit dem Eingangsanschluß 52a direkt und mit dem Eingangsanschluß 52b über eine Verzögerungseinrichtung 103 gekoppelt ist. In entsprechender Weise hat der Taktgeber 102 einen ersten Eingang, dar mit dem Eingangsanschluß 52b direkt und mit dem Eingangsanschluß 52a über eine Verzögerungseinrichtung 104 gekoppelt ist. Die Ausgänge der Taktgeber 101 und 102 sind mit dem Signaleingang einer Torschaltung 106 bzw. 108 gekop pelt, deren Ausgänge mit dem Ausgangsanschluß Ax1 bzw. Ax2 verbunden sind. Die Maus-Anschlüsse Mx1 und Mx2 sind über zugehörige Torschaltungen 110 bzw. 112 mit den Ausgangs anschlüssen Ax1 bzw. Ax2 gekoppelt. Einer der Maus-Anschlüs se, z. B. der Anschluß Mx2 ist ferner über einen Kopplungs kondensator 114 mit einem Setz-Eingang S eines Flipflops 116 gekoppelt. Der Ausgang eines der Taktgeber 101, 102, z. B. der des Taktgebers 102 ist über einen Kopplungskondensator 118 mit dem Rücksetzeingang R des Flipflops 116 gekoppelt. Der Q-Ausgang des Flipflops 116 ist mit Steuereingängen der Torschaltungen 110, 112 gekoppelt und schaltet diese Tor schaltungen durch, wenn das Flipflop durch einen Impuls von der Maus gesetzt worden ist. Der -Ausgang des Flipflops 116 ist mit Steuereingängen der Torschaltungen 106, 108 gekoppelt und schaltet diese Torschaltungen durch, wenn das Flipflop 116 durch einen Impuls vom Taktgeber 102 zurückgesetzt wird.A circuit unit 100 is provided in the circuit arrangement according to FIG. 4 for the signals assigned to the first movement coordinate x. This circuit unit contains an x 1 clock 101 and an x 2 clock 102 for simulating the phase-related vibration signals, in particular square-wave signals x 1 , x 2 , which represent the direction of movement and the speed of movement of the mouse. The clock generator 101 has a first input which is directly coupled to the input terminal 52 a and to the input terminal 52 b via a delay device 103 . Correspondingly, the clock generator 102 has a first input, which is directly coupled to the input connection 52 b and to the input connection 52 a via a delay device 104 . The outputs of the clock generators 101 and 102 are coupled to the signal input of a gate circuit 106 or 108 , the outputs of which are connected to the output connection Ax 1 or Ax 2 . The mouse connections Mx 1 and Mx 2 are coupled to the output connections Ax 1 and Ax 2 via associated gate circuits 110 and 112, respectively. One of the mouse ports, e.g. B. the connection Mx 2 is also coupled via a coupling capacitor 114 to a set input S of a flip-flop 116 . The output of one of the clocks 101 , 102 , e.g. B. that of the clock generator 102 is coupled via a coupling capacitor 118 to the reset input R of the flip-flop 116 . The Q output of the flip-flop 116 is coupled to control inputs of the gate circuits 110 , 112 and switches these gate circuits through when the flip-flop has been set by a pulse from the mouse. The output of the flip-flop 116 is coupled to control inputs of the gate circuits 106 , 108 and switches these gate circuits through when the flip-flop 116 is reset by a pulse from the clock generator 102 .

Die Anschlüsse 52e und MTl für "Taste-links"-Signale von der Sensoreinheit 52e bzw. von der linken Taste der Maus sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 120 gekoppelt, dessen Ausgang mit dem Ausgangsanschluß ATl verbunden ist. In entsprechender Weise sind die Anschlüsse 52f und MTr für die "Taste-rechts"-Signale über ein ODER-Gatter 122 mit dem Ausgangsanschluß ATr gekoppelt.The connections 52 e and MTl for "key-left" signals from the sensor unit 52 e and from the left key of the mouse are coupled to the inputs of an OR gate 120 , the output of which is connected to the output connection ATl. Correspondingly, the connections 52 f and MTr for the "key-right" signals are coupled to the output connection ATr via an OR gate 122 .

Für die y-Signale ist eine Schaltungseinheit 100a vor gesehen, die wie die Schaltung 100 aufgebaut ist und daher nicht näher beschrieben zu werden braucht.For the y signals, a circuit unit 100 a is seen before, which is constructed like the circuit 100 and therefore need not be described in more detail.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 arbeitet folgender maßen: Wenn durch Betätigung der Sensoreinheit 18a ein Ausgangssignal an den Eingangsanschluß 52a erzeugt wird, werden zuerst der x1-Taktgeber 101 und dann kurz darauf der x2-Taktgeber 102 in Betrieb gesetzt, so daß beide Taktgeber Schwingungen, insbesondere Rechteckimpulssignale gleicher Frequenz liefern, wobei jedoch die Rechteckimpulse vom Taktgeber 101 denen vom Taktgeber 102 etwas voreilen, was z. B. der Bewegungsrichtung der Maus nach rechts entspricht. . The circuit arrangement according to Fig 4 operates in the following sense: If it is a an output signal to the input terminal 52 a produced by operation of the sensor unit 18, first, the x 1 -Taktgeber 101 and then the x 2 -Taktgeber put into operation shortly after 102 so that both clocks deliver vibrations, in particular square-pulse signals of the same frequency, but the square-wave pulses from the clock 101 lead those of the clock 102 somewhat, which, for. B. corresponds to the direction of movement of the mouse to the right.

Wenn der Eingangsanschluß 52b bei Betätigung der Sensor einheit 18b ein Eingangssignal enthält, läuft der x2-Takt geber 102 vor dem x1-Taktgeber 101 an, so daß die Rechteck impulse x2 den Rechteckimpulsen x1 voreilen, was der anderen x-Bewegungsrichtung der Maus entspricht, also z. B. nach links. Die Vorderflanke des ersten Impulses vom Taktgeber x2 setzt das Flipflop 116 zurück, so daß der -Ausgang des Flipflops ein Durchschaltsignal an die Torschaltungen 106, 108 liefert und die Rechtecksignale von den Taktgebern 101 und 102 zu den Ausgangsanschlüssen Ax1 bzw. Ax2 gelangen und den Cursor der Datenverarbeitungsanlage entsprechend steuern. Entsprechendes gilt für die y-Richtung. Die Betätigung der linken Taste der Maus kann durch Beleuchten der Sensor einheit 52e simuliert werden und der dabei auftretende Steuersignal-Impuls gelangt über das ODER-Gatter 120 zum Ausgangsanschluß ATl. Entsprechendes gilt für die rechte Taste.If the input terminal 52 b contains an input signal when the sensor unit 18 b is actuated, the x 2 clock generator 102 starts before the x 1 clock generator 101 , so that the rectangular pulses x 2 lead the rectangular pulses x 1 , which is the other x -Movement direction corresponds to the mouse, e.g. B. to the left. The leading edge of the first pulse from the clock generator x 2 resets the flip-flop 116 , so that the output of the flip-flop supplies a switching signal to the gate circuits 106 , 108 and the square-wave signals from the clock generators 101 and 102 arrive at the output connections Ax 1 and Ax 2 , respectively and control the cursor of the data processing system accordingly. The same applies to the y direction. The actuation of the left button of the mouse can be simulated by illuminating the sensor unit 52 e and the control signal pulse that occurs comes via the OR gate 120 to the output terminal AT1. The same applies to the right button.

Wie Fig. 2 schematisch zeigt, sind dem Ausgangsanschluß 52 jeder Empfängereinheit 18 zwei Verzögerungseinheiten 64, 66 zugeordnet, deren Ausgänge jeweils mit einem ersten bzw. zweiten Codierer 68 bzw. 70 gekoppelt sind. Die erste Ver zögerungseinheit 64 enthält z. B. einen Integrierer und liefert ein Ausgangssignal erst dann, wenn die Photodiode 40 für eine bestimmte Zeitspanne t1 vom Lichtstrahl 58 getrof fen wird. Hierdurch werden Fehlbedienungen durch zufälliges Beaufschlagen eines Sensors mit dem Lichtstrahl 58 vermieden. Der erste Codierer 68 setzt das Ausgangssignal der Ver zögerungseinheit 64 in ein von der Datenverarbeitungsanlage erkennbares Codezeichen um. Eine ausreichend lange Beauf schlagung einer optischen Sensoreinheit 18 mit dem gebündel ten Lichtstrahl 58 ergibt also ein Steuersignal, das wirkungs gleich mit der Betätigung der Maus oder einer bestimmten Taste ist.As schematically shown in FIG. 2, the output connection 52 of each receiver unit 18 is assigned two delay units 64 , 66 , the outputs of which are each coupled to a first and second encoder 68 and 70, respectively. The first delay unit 64 contains e.g. As an integrator and an output signal only delivers when the photodiode 40 for a certain period t is 1 fen by the light beam 58 getrof. In this way, incorrect operation by accidental exposure of a sensor to the light beam 58 is avoided. The first encoder 68 converts the output signal of the delay unit 64 into a code symbol recognizable by the data processing system. A sufficiently long exposure to an optical sensor unit 18 with the bundled light beam 58 thus results in a control signal which is the same in effect with the actuation of the mouse or a specific key.

Die zweite Verzögerungseinheit 66 arbeitet wie die erste Verzögerungseinheit 64, nur daß sie erst nach einer längeren Zeit als diese anspricht. Sie dient dazu, eine Dauerfunktion (Wiederholung) der durch das Codezeichen von der Codeeinheit 68 geforderten Operation oder z. B. eine Beschleunigung einer geforderten Cursor-Bewegung, zu bewirken. Die zweite Code einheit 70 kann bei der Dauerfunktion also ein Codezeichen liefern, welches die Datenverarbeitungsanlage als andauerndes Drücken der betreffenden Taste interpretiert.The second delay unit 66 works like the first delay unit 64 , except that it only responds after a longer time than this. It serves to perform a continuous function (repetition) of the operation required by the code character from the code unit 68 or z. B. to accelerate a required cursor movement. The second code unit 70 can thus deliver a code character in the continuous function, which the data processing system interprets as a continuous pressing of the relevant key.

Die Ansprechzeit der Einrichtung 64 kann z. B. 1000 ms und die der Einrichtung 66 z. B. 2000 ms betragen. Die Einrichtung 66 kann auch durch das Signal von der Einrichtung 64 anstatt durch das vom Ausgangsanschluß 52 gesteuert werden.The response time of the device 64 can e.g. B. 1000 ms and the device 66 z. B. be 2000 ms. Device 66 can also be controlled by the signal from device 64 rather than that from output port 52 .

Wie Fig. 5 zeigt, weist jede Sensoreinheit 18 ein Gehäuse 60 auf, das über das Kugelgelenk 20 an der Bildschirmeinheit 12 befestigt ist. An der dem Benutzer zugewandten Vorder seite des Gehäuses sind die Photodiode 40 und die Leucht diode 56 angeordnet. Die Teile 42 bis 54 befinden sich im Sensorgehäuse 60.As FIG. 5 shows, each sensor unit 18 has a housing 60 which is fastened to the screen unit 12 via the ball joint 20 . On the user facing the front of the housing, the photodiode 40 and the light emitting diode 56 are arranged. The parts 42 to 54 are located in the sensor housing 60 .

Die Schaltungseinheiten 64, 66, 68 und 70 können sich jeweils im Gehäuse der betreffenden Sensoreinheit oder in der Ver teilereinheit 72 oder in der Datenverarbeitungsanlage selbst befinden; ihre und andere der beschriebenen Funktionen können auch softwaremäßig realisiert werden.The circuit units 64 , 66 , 68 and 70 can each be located in the housing of the sensor unit in question or in the distribution unit 72 or in the data processing system itself; their and other of the functions described can also be implemented in software.

Die Codierer 68 der Sensoreinheiten 18a-18d liefern wie beschrieben vorzugsweise Codesignale entsprechend Cursor- Steuerungssignal links, rechts, aufwärts, abwärts. Die Codierer 68 der Sensoreinheiten 18e und 18f liefern vorzugsweise Codesignale entsprechend den Maustasten links und rechts.As described, the encoders 68 of the sensor units 18 a- 18 d preferably supply code signals corresponding to the cursor control signal left, right, up, down. The encoders 68 of the sensor units 18 e and 18 f preferably supply code signals corresponding to the left and right mouse buttons.

Die Sensoreinheiten 18a-18f können, vorzugsweise wahlweise, auch so geschaltet werden, daß mit ihnen die Betätigung bestimmter Tasten der Tastatur 14 simuliert werden kann.The sensor units 18 a- 18 f can, preferably optionally, also be switched so that they can be used to simulate the actuation of certain keys on the keyboard 14 .

Claims

1. Data processing system with a screen ( 12 ) and an input device, which

a) a transmitter ( 24 ) attachable to a body part of a user for emitting a signal ( 58 ) and
b) a plurality of sensor units ( 18 ) which are arranged on the screen of the data processing system and each contain a receiver ( 40 ) which supplies an electrical output signal when an emitted signal is received at an output connection ( 52 ),

contains, characterized in that

c) the transmitter ( 24 ) is an optical transmitter that delivers a bundled light beam,
d) the receivers are optical receivers which supply the electrical output signal when they are struck by the bundled light beam,
e) that each optical receiver is assigned a delay device ( 64 ) which generates a control signal if the output signal of the associated optical receiver lasts for a predetermined period of time, and
f) that each delay device ( 64 ) is assigned a device ( 68 ) which generates a character recognizable by the data processing system from the control signal.

2. Data processing system according to claim 1, characterized in that two optical sensor units ( 18 a to 18 f) are arranged on the right, the left and the upper side of the screen.

3. Data processing system according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the sensor units is assigned a second delay device ( 66 ) which supplies a second control signal when the output signal of the optical receiver in question ( 40 ) a second time period which is greater than the first is, lasts and that the second delay device ( 66 ) is assigned a device ( 70 ) which converts the second control signal into a code symbol recognizable by the data processing system as an acceleration or continuous function signal.

4. Data processing system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the optical sensor units are each connected via an articulated connection ( 20 ) to the screen ( 12 ).

5. Data processing system according to one of the preceding claims, characterized in that each optical sensor unit ( 18 a to 18 f) is assigned a display device ( 56 ) which provides a display when the relevant optical receiver ( 40 ) from the bundled light beam ( 58 ) is hit.

6. Data processing system according to claim 5, characterized in that the display device arranged in the associated optical receiver ( 40 ) contains a light-emitting diode ( 56 ).

7. Data processing system according to one of the preceding claims, characterized in that for mouse simulation, a clock generator arrangement ( 89 ; 101 , 102 ) for generating two pairs of phase-shifted vibration signals (x 1 , x 2 ; y 1 , y 2 ) is provided, which can be controlled by the output signals from four sensor units ( 52 a- 52 d) so that when a control signal from the first sensor unit ( 52 a) occurs, the first pair of oscillation signals with a mutual phase shift pregiven sign becomes; when a control signal occurs from the second sensor unit ( 52 b), the first pair of vibration signals with a mutual phase shift is generated with the given sign opposite sign; when a control signal from the third sensor unit ( 52 c), the second pair of vibration signals with a mutual phase shift predetermined sign is generated and when a control signal from the fourth sensor unit ( 52 d), the second pair of vibration signals (y 1 , y 2 ) is generated with a mutual phase shift with a sign opposite the given sign.

8. Data processing system according to claim 7, characterized by a switching device ( 116 ) which is controllable by motion-indicating output signals of the mouse ( 16 ) and the vibration signals of the clock arrangement and a gate circuit arrangement ( 106 , 108 , 110 , 112 ) which controls the output signals from the mouse or the output signals of the clock arrangement to output connections (Ax 1 , Ax 2 , Ay 1 , Ay 2 ) depending on whether the mouse or the clock arrangement are working, switches through.

9. Data processing system according to claim 7 or 8, characterized by an OR gate circuit ( 120 , 122 ) for switching through key signals from the mouse ( 16 ) and corresponding output signals of two sensor units ( 52 e, 52 f) to key signal connections (ATl , ATr) of the data processing system.

10. Data processing system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the clock arrangement for each direction of movement to be simulated (x, y) contains a pair of clocks ( 101 , 102 ) which by the output signals of two sensor units ( 52 a, 52 b) can be activated with different mutual phase position of the generated vibrations.