DE4129602A1 - Vorrichtung zur dateneingabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenein­ gabe mit einer Anwahleinrichtung zur Anwahl mindestens einer im Bereich einer Anzeigevorrichtung darstellbaren Informationseinheit, bei der die Anzeigevorrichtung aus einer Projektionseinheit sowie einer die Informations­ einheit abbildenden und räumlich getrennt von der Pro­ jektionseinheit anordbaren Projektionsfläche ausgebil­ det ist.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise verwen­ det, um Dateneingaben im Bereich von Digitalrechnern vorzunehmen. Insbesondere sind diese Dateneingaben auch erforderlich, um den Programmablauf von menügesteuerter Software festzulegen. Neben der Anwahl einzelner Menü­ punkte über Kennziffern oder Kennzahlen bzw. einer visuellen Anwahl durch eine Cursorpositionierung auf dem Bildschirm sind als Eingabegeräte für menügeführte Software Vorrichtungen bekannt, die als "Maus", "Joy­ stick", "Trackball" oder "Lichtgriffel" bezeichnet werden. Mit Ausnahme des Lichtgriffels beruhen diese Vorrichtungen auf der Umsetzung einer mechanischen Po­ sitionierung des Bedienelementes in eine Cursorposi­ tionierung im Bereich des Bildschirmes. Mit Hilfe des Lichtgriffels ist es unmittelbar möglich, eine optische Anwahl eines Bildschirmbereiches vorzunehmen. Diese bekannten Eingabeeinheiten weisen jedoch den Nachteil auf, daß eine sie bedienende Person sich in unmittel­ barer Umgebung des Bildschirmes aufhalten muß. Dies resultiert zum einen daraus, daß diese Vorrichtungen nur einen begrenzten Aktionsradius haben, zum anderen ist es auch erforderlich, daß die bedienende Person die durchgeführte Anwahl im Bereich des Bildschirms optisch überwacht. Insbesondere bei Vorträgen mit Unterstützung einer Datenverarbeitungsanlage oder bei Softwarepräsen­ tationen ist es darüber hinaus nachteilig, daß sich die bedienende Person bei der Dateneingabe dem Gerät zu­ wenden muß und dabei ihren Zuhörern zwangsläufig den Rücken zukehrt. Ein derartiger Bewegungsablauf hat sich als didaktisch ungünstig erwiesen und beeinträchtigt die Flüssigkeit des Vortrages.

Zur Ermöglichung einer Dateneingabe mit einer räum­ lichen Entfernung vom zu bedienenden Gerät ist es aus dem Technical Disclosure Bulletin von IBM, Vol. 32 No. 1, Juni 1989, Seite 446 und 447, bekannt, einen Over­ head-Projektor zu verwenden, der optische Informationen mit Hilfe eines Umlenkspiegels im Bereich einer Lein­ wand abbildet. Zur Durchführung der Dateneingabe werden im Bereich der Leinwand geeignet abgegrenzte Flächen beleuchtet, die mit Hilfe eines Zeigestockes angewählt werden, der im Bereich seines einen Endes einen optischen Detektor aufweist. Der Zeigestock ist über ein Verbindungskabel mit der Projektionseinrichtung verbunden. Die Markierungsflächen im Bereich der Lein­ wand können zur Zuordnung einer speziellen Anwahlinfor­ mation entweder mit einer geeigneten Blinksequenz be­ leuchtet werden, ist es darüber hinaus möglich, ein Strichcode-Muster zu erzeugen, das entweder spezielle Orientierungen der Striche aufweist oder entsprechend den üblichen Kennzeichnungsstrichcodes unterschiedlich breit ausgebildete Markierungsbalken aufweist. Schließ­ lich ist es auch möglich, unterschiedliche Farbzuord­ nungen zu verwenden. Entsprechend der jeweils verwen­ deten Markierungszuordnung wird vom optischen Sensor im Bereich des Zeigestockes eine Unterscheidung vorge­ nommen und die jeweils detektierte Auswahlinformation der Projektionseinheit, bzw. einer angeschlossenen Steuereinheit, zur Verfügung gestellt. Es ist somit erforderlich, zum einen einen speziellen Zeigestock und zum anderen einen speziellen Signalgenerator zu verwen­ den, der die detektierbaren optischen Verläufe im Be­ reich der Leinwand erzeugt.

Aus der EP-A2 03 13 080 ist es bekannt, zur Erfassung einer codierten Lichtsequenz im Bereich einer Anzeige­ fläche einen Zeigestab zu verwenden, der im Bereich seines einen Endes mit einer Fotodiode ausgestattet ist. Die Kopplung des Zeigestabes mit einer Steuerein­ heit kann entweder über eine Verbindungsleitung oder drahtlos über eine Funkstrecke erfolgen, über die ge­ eignet codierte Signale, beispielsweise frequenzmodu­ lierte Signale, übertragen werden können. Im Bereich der Projektionsvorrichtung ist ein spezieller Signalge­ nerator vorgesehen, der geeignet codierte Lichtsignale überträgt, die mit Hilfe des Sensors erkannt und in Steuersignale umgesetzt werden können. Aus der WO 90/07 150 A1 ist es bekannt, eine Zeichentafel in Form einer großflächigen elektronischen Wandtafel aus­ zubilden. Im Bereich der Wandtafel sind geeignete Druck- oder optische Sensoren angeordnet, die eine Spur eines Zeigestabes, eines Markierungsstiftes, bzw. einer Radiereinrichtung erkennen können und die ohne bleiben­ de Spuren im Bereich der Wandtafel vorgenommenen Bewe­ gungen in eine optische Projektion umzusetzen, die mit Hilfe einer Projektionseinrichtung zur Wandtafel über­ tragen wird. Zur Ansteuerung des Projektors ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die über ein Steuerkabel mit der elektronischen Wandtafel verbunden ist. Zur Anpassung des optischen Systems ist eine Linsenoptik vorgesehen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist es somit vergleichsweise einfach möglich, im Bereich der Wand­ tafel bildliche Darstellungen zu generieren und diese einem nachfolgenden elektronischen System zur Verfügung zu stellen. Eine Durchführung von Steueroperationen ist mit Hilfe dieser Vorrichtung hingegen nicht möglich.

Bei der Anwendung der nach dem Stand der Technik be­ kannten Vorrichtungen zur Erleichterung von Eingabetä­ tigkeiten in einer Distanz zu einer Zielvorrichtung ist es somit erforderlich, spezielle Vorrichtungskomponen­ ten zu verwenden, die die Konstruktion der Vorrichtun­ gen verteuern. Bei den drahtgebundenen Vorrichtungen ist darüber hinaus der Bewegungsspielraum eines Be­ nutzers erheblichen Einschränkungen unterworfen. Insbe­ sondere werden auch die individuellen Freiräume bei der Durchführung von Vorlesungen oder Publikumspräsenta­ tionen erheblich eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Dateneingabe in einfacher Weise auch aus einer größeren Entfernung durchführbar ist, eine große Bewe­ gungsfreiheit für einen Benutzer ermöglicht und die Verwendung teurer Spezialkomponenten vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Projektionseinheit ein eine Helligkeits­ verteilung im Bereich der Projektionsfläche auswerten­ der Helligkeitsdetektor angeordnet ist, der mindestens einen Photosensor aufweist, der die optisch von der der Projektionsfläche in umgekehrter Projektionsrichtung zur Projektionseinheit übertragene Helligkeitsver­ teilung aufweist.

Die Unterteilung der Anzeigevorrichtung in eine Pro­ jektionseinheit und eine freipositionierbare Projek­ tionsfläche ermöglicht eine Positionierung der Projek­ tionsfläche in einem Bereich, der beispielsweise bei einem Vortrag aus Sicht eines Vortragenden in Richtung der Zuhörer angeordnet sein kann. Mit Hilfe einer op­ tischen Markierungseinrichtung kann der Vortragende im Bereich der Projektionsfläche eine die anzuwählende Informationseinheit kennzeichnende Helligkeitsvertei­ lung generieren, die von dem im Bereich einer Projek­ tionseinheit angeordneten Helligkeitsdetektor ausge­ wertet wird. Da die optische Markierung im Bereich der Projektionsfläche auch aus einer größeren Entfernung heraus erfolgen kann, kann der Vortragende sich frei auf dem Podium bewegen und unterliegt keinen uner­ wünschten Einschränkungen. Im Bereich der Projektions­ fläche können neben den anwählbaren Informationsein­ heiten alternativ auch Dias oder Folien für Overhead- Projektionen abgebildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Projektionseinheit eine Dar­ stellungsfläche und eine ein im Bereich der Darstellungsfläche angezeigtes Bild in Richtung auf die Projektionsfläche weiterleitende Projektionsoptik auf­ weist. Durch die Unterteilung der Projektionseinheit in die Darstellungsfläche und die Projektionsoptik ist es möglich, die Projektionseinheit geeignet zu positio­ nieren und auch bei unterschiedlichen Abständen zur Projektionsfläche eine scharfe Bildeinstellung zu ge­ währleisten.

Zur Ermöglichung einer kompakten und leichten Ausfüh­ rung der Projektionseinheit ist vorgesehen, daß die Darstellungsfläche als eine Flüssigkeitskristallanzeige ausgebildet ist.

Zur Gewährleistung einer Unabhängigkeit der Auswahl eines Abstandes zwischen der Projektionseinheit und der Projektionsfläche sowie der Positionierung der Projek­ tionseinheit wird vorgeschlagen, daß die Projektions­ optik mindestens eine Linsenoptik sowie einen Umlenk­ spiegel aufweist.

Eine automatische Ausrichtung des Helligkeitsdetektors auf das im Bereich der Projektionsfläche dargestellte Bild erfolgt dadurch, daß im Bereich des Umlenkspiegels der die Helligkeitsverteilung im Bereich der Projek­ tionsfläche analysierende Helligkeitsdetektor angeord­ net ist.

Eine preiswerte und wenig wartungsintensive Ausbildung des Helligkeitsdetektors wird dadurch gewährleistet, daß der Helligkeitsdetektor im wesentlichen als eine positionsempfindliche Fotodiode ausgebildet ist.

Es wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Helligkeits­ detektors ein schmalbandiges Spektralfilter angeordnet ist. Das Spektralfilter ermöglicht eine selektive Auswertung einer im Bereich der Projektionsfläche zur Funktionsanwahl verwendeten Lichtkennzeichnung, wenn zur Kennzeichnung eine Lichtquelle verwendet wird, die lediglich schmalbandig Energie emittiert.

Eine Anwahl mit Schalterfunktion wird dadurch gewähr­ leistet, daß im Bereich der Anwahleinrichtung eine Steuereinheit angeordnet ist, die eine Auswertungsein­ heit zur Analyse der Helligkeitsverteilung im Bereich der Projektionsfläche nach einem Empfang eines Trigger­ signals einschaltet. Die Abhängigkeit vom Triggersignal ermöglicht es, beliebig mit einer optischen Auswahlvor­ richtung im Bereich der Projektionsfläche unterschied­ liche Bereiche zu überstreichen und erst nach der Aus­ lösung des Triggersignales die dann generierte Hellig­ keitsverteilung zur Anwahl der Informationseinheit zu verwenden.

Eine äußerst schmalbandige Markierung mit hoher Licht­ intensität wird dadurch gewährleistet, daß zur optischen Markierung einer Informationseinheit im Be­ reich der Projektionsfläche ein als Laserzeiger aus­ gebildetes Markierungsmittel vorgesehen ist.

Zur Gewährleistung einer einfachen Handhabung des Mar­ kierungsmittels und zur Ermöglichung einer problemlosen Bedienung wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Mar­ kierungsmittels eine zwischen einem Normalbetrieb und einem Triggerbetrieb umschaltende Steuerung angeordnet ist.

Eine preiswerte Ausbildung der Vorrichtung unter Ver­ wendung bewährter Bauelemente wird dadurch unterstützt, daß die Projektionsfläche als eine Leinwand ausgebildet ist. Gleichfalls lassen sich die Fertigungskosten dadurch reduzieren, daß die Projektionseinheit im we­ sentlichen als ein Overhead-Projektor ausgebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten Anwendungsform der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die Informationseinheit als Bildschirmanzeige eines Digitalrechners ausgebildet ist. Zur Realisierung einer speziellen Anwendungsform wird vorgeschlagen, daß die Informationseinheit als eine Steuerfunktion zur Bedienung einer menügeführten Software des Digitalrechners ausgebildet ist.

Zur Nachbildung von im Bereich der Computertechnik häufig verwendeten Bedienungselementen, beispielsweise einer "Maus" oder eines "Track-Balles", wird vorge­ schlagen, daß im Bereich des Markierungsmittels min­ destens eine Funktionstaste zur Auslösung von Schalt­ funktionen angeordnet ist.

Zur Beibehaltung der Bewegungsfreiheit eines Bedieners sowie zur gleichzeitigen Gewährleistung einer aus­ reichenden Übertragungssicherheit wird vorgeschlagen, daß zur Übertragung von Schaltsignalen der Funktions­ taste mindestens eine optische Übertragungsstrecke zwischen dem Markierungsmittel und dem Helligkeitsde­ tektor vorgesehen ist.

Eine preiswerte Realisierung der Schaltfunktionsüber­ tragung kann dadurch erfolgen, daß die Übertragungs­ strecke als eine Infrarot-Übertragungsstrecke ausge­ bildet ist. Insbesondere ist es durch diese Ausbildung möglich, beispielsweise aus dem Bereich der Fernseh­ technik bekannte und in großen Stückzahlen preiswert gefertigte Bauelemente zu verwenden.

Kurze Systemantwortzeiten und ein aus der Verwendung von drahtgebundenen Bedienungselementen bekanntes Anzeigeverhalten können dadurch erzeugt werden, daß eine Koordinierungssignale übertragende Synchron-Über­ tragungsstrecke vorgesehen ist, der Synchron-Übertra­ gungselemente zugeordnet sind.

Eine ständige Aktualisierung einer im Bereich eines Bildschirmes zu erkennenden Cursor-Positionierung kann dadurch erfolgen, daß eine im wesentlichen permanente Positionsauswertung vorgesehen ist. Hierdurch wird ein aus der Verwendung von einer "Maus" oder von vergleich­ baren Bedienelementen bekanntes Anzeige- und Bedienver­ halten nahezu identisch nachgebildet.

Eine hochgenaue Positionsanalyse der optischen Mar­ kierung im Bereich der Anzeigeeinrichtung durch eine Auswertung der Helligkeitsverteilung kann auch dadurch erfolgen, daß der Helligkeitsdetektor als ein Flächen­ sensor ausgebildet ist. Ein derartiger Flächensensor kann beispielsweise als ein aus dem Bereich der Kamera­ technik bekannter CCD-Sensor ausgebildet sein.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vor­ richtung zur Dateneingabe sowie einer eine Informationseinheit im Bereich einer Projek­ tionsfläche markierenden Person,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der wesentlichen Bauele­ mente zur Auswertung der Helligkeitsverteilung im Bereich der Projektionsfläche.

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung mit einer Infrarotübertragungsstrecke,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Markierungsmittels und

Fig. 5 Komponenten einer Anwahleinrichtung.

Eine Vorrichtung zur Dateneingabe besteht im wesent­ lichen aus einer Anwahleinrichtung (1) sowie einer An­ zeigevorrichtung (2). Die Anzeigevorrichtung (2) ist aus einer Projektionseinheit (3) sowie einer räumlich getrennt von der Projektionseinrichtung (3) anordbaren Projektionsfläche (4) ausgebildet. Insbesondere ist daran gedacht, die Projektionsfläche (4) als eine Lein­ wand (5) auszubilden, die auch zur Abbildung von Dias oder Folien für Overhead-Projektoren geeignet ist. Die Projektionseinheit (3) weist eine Darstellungsfläche (6) sowie einen eine im Bereich der Darstellungsfläche (6) abgebildete optische Information in Richtung auf die Projektionsfläche (4) umleitenden Umlenkspiegel (7) auf. Zur Fokussierung der im Bereich der Projektions­ fläche (4) abgebildeten Informationseinheit ist im Be­ reich des Umlenkspiegels (7) eine Linsenoptik (8) an­ geordnet. Der Umlenkspiegel (7) und die Linsenoptik (8) sind mit einem Abstand zur Darstellungsfläche (6) im Bereich eines Tragarmes (9) angeordnet, der sich im wesentlichen Bereich seiner Ausdehnung mit einer senk­ recht zur Darstellungsfläche (6) verlaufenden Kompo­ nente erstreckt. Die Darstellungsfläche (6) ist als eine Flüssigkeitskristallanzeige (10) ausgebildet. Ins­ besondere ist es auch möglich, die Projektionseinheit (3) im wesentlichen als einen Overhead-Projektor auszu­ bilden.

Im Bereich des Umlenkspiegels (7) ist ein Helligkeits­ detektor (11) angeordnet, der im wesentlichen als eine positionsempfindliche Fotodiode ausgebildet ist. Im Bereich dieser Fotodiode wird das auf der Projektions­ fläche (4) erzeugte Bild abgebildet und bezüglich der Helligkeitsverteilung analysiert. Die Fotodiode ist flächig ausgebildet. Dies weist gegenüber einer seg­ mentartigen Ausbildung den Vorteil auf, daß die gesamte aktive Fläche zur Lagebestimmung eines einfallenden Lichtstrahls zur Verfügung steht. In Abhängigkeit von der Helligkeitsverteilung wird der Sperrschichtwider­ stand im Bereich der Fotodiode beeinflußt. Durch im Bereich von Kanten oder Ecken der Fotodiode angeordnete Kontakte können elektrische Ströme generiert werden, deren Verhältnis zueinander eine Lokalisierung eines einfallenden Lichtstrahles ermöglicht und deren je­ weilige Größen von der örtlichen Verteilung des aktuel­ len Sperrschichtwiderstandes abhängig sind.

Insbesondere ist daran gedacht, die Helligkeitsvertei­ lung im Bereich der Projektionsfläche (4) mit Hilfe eines als Laserzeiger ausgebildeten Markierungsmittels (12) zu beeinflussen. Das vom Laserzeiger generierte Licht weist einen Frequenzbereich auf, der deutlich im Frequenzbereich des von der Projektionseinheit (3) zur Projektionsfläche (4) übermittelten Bildes detektierbar ist. Es ist deshalb möglich, im Bereich des Hellig­ keitsdetektors (11) einen Spektralfilter (13) anzuord­ nen, der lediglich Lichtwellen im Bereich des Laser­ lichts passieren läßt, das Projektionslicht jedoch im wesentlichen ausfiltert und somit den Kontrast der An­ wahlinformation erhöht. Zur Fokussierung ist dem Helligkeitsdetektor (11) ein Objektiv (14) vorgeschal­ tet. Nach der Umsetzung der optischen Information in ein elektrisches Signal wird dieses im Bereich eines Filters (15) schmalbandig elektrisch gefiltert.

Zur Ermöglichung einer selektiven Übernahme einer An­ wahlinformation durch die Anwahleinrichtung (1) wird im Bereich des Markierungsmittels (12) ein optisches Trig­ gersignal generiert. Insbesondere ist daran gedacht, im Bereich des Markierungsmittels (12) eine Steuerein­ richtung vorzusehen, die es ermöglicht, zwischen einem Gleichlichtbetrieb und einem das Triggersignal gene­ rierenden und ein mit einer Frequenz f » 50 Hz, wie beispielsweise 5 kHz, moduliertes Licht erzeugenden Betrieb umzuschalten. Statt des Gleichlichtbetriebes ist es jedoch auch möglich, einen Betriebswechsel zwischen verschiedenen Modulationsfrequenzen vorzu­ sehen. Das Triggersignal wird im Bereich einer Auswer­ tungseinheit (16) detektiert und eine entsprechende Information zu einer Steuereinheit (17) weitergeleitet. Nach dem Empfang des Triggersignals wird von der Steuereinheit (17) im Bereich der Auswertungseinheit (16) die Analyse der Positionsinformation des Hellig­ keitsdetektors (11) eingeschaltet und ein detektiertes Positionssignal mit Hilfe einer Schnittstelle (18) zu einer Schnittstelle (19) eines Digitalrechners (20) übermittelt. In Abhängigkeit von der übermittelten Positonsinformation erfolgt im Bereich des Digital­ rechners (20) ein angewählter Programmablauf.

Zur visuellen Kontrolle der Anwahl mit Hilfe des Mar­ kierungsmittels (12) ist insbesondere daran gedacht, Laserlicht im sichtbaren Bereich zu generieren. Das generierte Laserlicht wird vor seiner Abstrahlung einer Kollimatoroptik zugeführt. Zur Gewährleistung einer versorgungsunabhängigen Bedienung ist im Bereich des Markierungsmittels (12) ein es mit Energie versorgender Akkumulator angeordnet.

Bei einer ersten Inbetriebnahme der Vorrichtung erfolgt eine Kalibrierung, bei der eine Zuordnung der internen Koordinaten des Helligkeitsdetektors (11) zu Bild­ schirmkoordinaten eines mit dem Digitalrechners (20) verbundenen Bildschirms (21) durchgeführt wird. Im Be­ reich des Bildschirmes (21) kann bei einem Betrieb des Digitalrechners (20) die gleiche Information abgebildet werden, wie im Bereich der Projektionsfläche (4) ange­ zeigt wird. Nach der Durchführung der Kalibrierung wird jeweils automatisch von der Auswertungseinheit (16) eine Umrechnung der Koordinaten des Helligkeitsde­ tektors (11) in Bildschirmkoordinaten durchgeführt. Nach einer Fokussierung der anwählbaren Informations­ einheiten im Bereich der Projektionsfläche (4) mit Hilfe der Linsenoptik (8) und einer Fokussierung des im Bereich des Helligkeitsdetektors (11) dargestellten Bildes mit Hilfe des Objektives (14), das auch als eine Zoom-Optik ausgebildet sein kann, kann eine Anwahl von Informationseinheiten mit Hilfe des Markierungsmittels (12) erfolgen. Hierdurch wird eine Bedienung des Digi­ talrechners (20) während der Durchführung von Vorträgen oder Software-Demonstrationen, aber auch bei der Aus­ führung von anderen Anwendungsprogrammen, beispiels­ weise Video-Spielen, gewährleistet.

Zur Ermöglichung einer weitgehenden Nachbildung von bekannten drahtgebundenen Bedienelementen, beispiels­ weise einer "Maus" oder eines "Track-Balles", ist es möglich, das Markierungsmittel (12) mit einer oder mehreren Funktionstasten auszurüsten. Zur Nachbildung der bekannten "Maus" ist insbesondere daran gedacht, zwei oder drei Funktionstasten zu verwenden. Durch eine derartige Konstruktion ist es insbesondere möglich, eine Kompatibilität zu den bekannten drahtgebundenen Bedienelementen zu erzeugen.

Die Übertragung der von den Funktionstasten ausgelösten Schaltinformationen erfolgt zweckmäßigerweise über eine optische Übertragungsstrecke. Eine sowohl zuverlässige als auch preiswerte Datenübertragung kann durch eine Verwendung von Infrarot-Übertragungselementen reali­ siert werden. Die dafür benötigten Bauelemente können aus den im Bereich der Fernsehtechnik und aus den im Bereich der sonstigen Konsumtechnik verwendeten Bauele­ menten ausgewählt werden. Dort sind integrierte Schalt­ kreise mit einer hohen Übertragungssicherheit für Pulscode-Übertragungen in vielfältigen Ausführungen ver­ fügbar. Es gehört bei diesen Bauelementen bereits zum Stand der Technik, daß mehr als 1000 unterscheidbare Schaltfunktionen übertragen und detektiert werden können.

Eine weitere Annäherung an das aus der Verwendung von drahtgebundenen Bedienelementen bekannte Anzeige- und Bedienverhalten kann dadurch ermöglicht werden, daß zusätzliche Synchronisationssignale übertragen werden. Diese Übertragung kann gleichfalls mit Hilfe einer In­ frarotstrecke erfolgen. Ein geeignetes Infrarotelement kann beispielsweise im Bereich der Projektionseinrich­ tung (3) oder im Bereich der Projektionsfläche (4) an­ geordnet werden. Durch diese Synchronisation kann ein im Bereich eines Bildschirmes sichtbarer Cursor ständig dem Lichtfleck des Markierungsmittels (12) im Bereich der Projektionsfläche (4) folgen. Bei einem getakteten Betrieb, der bei einer Verwendung von digitalen Bauele­ menten zweckmäßig ist, kann eine schrittweise Cursor- Positionierung mit einer derartig hohen Taktfrequenz erfolgen, daß einem Betrachter ein näherungsweise ana­ loges Verhalten vermittelt wird.

Bei einer derartigen Betriebsweise ist es möglich, von der Positionierung des Lichtfleckes grundsätzlich keine Bedienfunktion auslösen zu lassen, sondern diese Posi­ tionierung nur der Positionierung des Cursors im Bereich des Bildschirmes zuzuordnen. Erst nach einer Auslösung einer der Funktionstasten erfolgt ent­ sprechend der bei der Benutzung von Bildschirmsteuerun­ gen bekannten Arbeitsweise eine Aktivierung einer be­ stimmten Arbeitsfunktion. Die obige Bezugnahme auf einen Bildschirm bedeutet nicht, daß dieser auch tat­ sächlich vorhanden sein muß. Durch die Analogie werden jedoch die Abläufe verdeutlicht.

Alternativ oder ergänzend zu einer Ausbildung des Helligkeitsdetektors (11) aus einer positionsempfind­ lichen Fotodiode ist es auch möglich, ein Feld von dis­ kreten Fotodioden zu verwenden. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Ausbildung als Flächensensor vorzu­ sehen, der beispielsweise als ein aus dem Bereich der Kameratechnik bekannter Bildsensor ausgebildet ist. Es können somit geeignete Röhren, CCD-Sensoren oder CID- Sensoren eingesetzt werden.

Zur erweiterten Realisierung mit mehreren Funktions­ tasten ist vorgesehen, daß gemäß Fig. 3 ein Block­ schaltbild einer Anordnung dargestellt ist, die aus Markierungsmittel (12), Anwahleinrichtung (1), Pro­ jektionseinheit (3), Projektionsfläche (4) und Digital­ rechner (20) besteht. Das Markierungsmittel (12) (Laser­ zeiger ) emittiert außer dem sichtbaren, gerichteten Laserlichtbündel (22) zusätzlich nicht gerichtete In­ frarotstrahlung (23), mit deren Hilfe die Information über angewählte Funktionstasten übertragen wird.

Im Blockschaltbild des Markierungsmittels (12), gemäß Fig. 4, wird über eine Modulationseinheit (27) ein Laser (28) angesteuert. Zusätzlich enthält die Anwahl­ einrichtung eine Funktionstasteinheit (24) mit einer oder mehreren Funktionstasten, eine Codiereinheit (25) und eine modulierbare Infrarot-Strahlungsquelle (26).

Diese wird vorzugsweise als Infrarot-Leuchtdiode ausge­ führt.

Weiterhin sind in Fig. 5 die Komponenten der Anwahlein­ richtung (1) gezeigt. Die Bestimmung der Position des Laserlichtflecks, der durch das Lichtbündel (22) auf der Projektionsfläche (4) erzeugt wird, erfolgt durch einen positionsempfindlichen Fotodetektor (11). Dies wird vorzugsweise eine PSD-Diode sein, kann aber auch ein CCD- oder CID-Bildsensor sein. Ein auf die Wellen­ länge eines Lasers (28) abgestimmtes Spektralfilter (13) reduziert dabei Fremdlicht. Das Abbildungsobjektiv (14) bildet den Darstellungsbereich auf der Projek­ tionsfläche (4) auf den positionsempfindlichen Foto­ detektor (11) ab. Das Signal bzw. die Signale des posi­ tionsempfindlichen Fotodetektors (11) wird nach Ver­ stärkung und Filterung durch ein elektronisches Filter (34) in einer auf die Modulationseinheit (27) abge­ stimmten Demodulationseinheit (16) demoliert. Das demo­ dulierte Signal enthält die Information über die momen­ tane Position des Laserlichtflecks auf der Projek­ tionsfläche.

Die Auswertung der Infrarotstrahlung erfolgt durch einen Infrarot-Detektor (31). Dies wird vorzugsweise eine IR-Photodiode sein. Ein auf die IR-Strahlungs­ quelle (26) abgestimmtes Spektralfilter (29) reduziert Fremdlicht. Das Abbildungsobjektiv (30) ist optimal, je nach räumlicher Anordnung der Anwahleinrichtung relativ zu Projektionsfläche und Markierungsmittel. Das Signal des IR-Fotodetektors wird durch den Verstärker (32) verstärkt und durch die, auf die Codiereinheit (25) abgestimmte Decodiereinheit (33) decodiert. Das deco­ dierte Signal enthält die Information, ob eine Funk­ tionstaste des Markierungsmittels (12) betätigt worden ist und wenn ja, welche.

Eine Verknüpfungslogik (35) setzt die Ausgangssignale des Demodulators (16) und eines Decodierers (33) in Datenworte um, die über die Schnittstelle (18) an die Schnittstelle (19) des Digitalrechners (20) übertragen werden. Im Rechner erfolgt die Auswertung per Software.

Die Anwahleinrichtung (1) kann in einem Gehäuse unter­ gebracht werden, das an beliebiger Stelle im Raum posi­ tioniert wird, unter der Voraussetzung, daß die Abbil­ dung des Darstellungsbereiches der Projektionsfläche (4) auf den positionsempfindlichen Fotodetektor (11) möglich ist. Bevorzugt wird die Positionierung im Be­ reich der Projektionseinheit (3) erfolgen.

Die Komponenten der Anwahleinrichtung (1) können auch räumlich getrennt angeordnet werden, wobei aufgrund des funktionalen Zusammenwirkens eine Aufteilung in drei Baugruppen sinnvoll sein kann:

• - Optischer Kanal, bestehend aus Spektralfilter (13), Objektiv (14), positionsempfindlichem Fotodetektor (11), elektronischem Filter (34) und Demodulations­ einrichtung (16),
• - Infrarot Kanal, bestehend aus Spektralfilter (29), Objektiv (30), IR-Detektor (31), Verstärker (32) und Decodiereinrichtung (33),
• - Datenverarbeitung, bestehend aus Verknüpfungslogik (35) und Schnittstelle (18).

Bei räumlich getrennter Anordnung der drei Baugruppen wird die Baugruppe "Optischer Kanal" bevorzugt im Be­ reich der Projektionseinrichtung (3) und die Baugruppe "Infrarot Kanal" bevorzugt im Bereich der Projektions­ fläche (4) angeordnet.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Dateneingabe mit einer Anwahlein­ richtung zur Anwahl mindestens einer im Bereich einer Anzeigevorrichtung darstellbaren Informa­ tionseinheit , bei der die Anzeigevorrichtung aus einer Projektionseinheit sowie einer die Informa­ tionseinheit abbildenden und räumlich getrennt von der Projektionseinheit anordbaren Projektionsfläche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Projektionseinheit (3) ein eine Hellig­ keitsverteilung im Bereich der Projektionsfläche (4) auswertender Helligkeitsdetektor (11) angeord­ net ist, der mindestens einen Photosensor aufweist, der die optisch von der der Projektionsfläche (4) in umgekehrter Projektionsrichtung zur Projektions­ einheit (3) übertragene Helligkeitsverteilung auf­ weist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Projektionseinheit (3) eine Darstel­ lungsfläche (6) und eine ein im Bereich der Dar­ stellungsfläche (6) angezeigtes Bild in Richtung auf die Projektionsfläche (4) weiterleitende Pro­ jektionsoptik aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Darstellungsfläche (6) als eine Flüssigkristallanzeige (10) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektions­ optik mindestens eine Linsenoptik (8) sowie einen Umlenkspiegel (7) aufweist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Umlenkspiegels (7) der die Helligkeitsverteilung im Bereich der Projektionsfläche (4) analysierende Helligkeitsdetektor (11) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Helligkeitsdetektor (11) im wesent­ lichen als eine positionsempfindliche Fotodiode ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Helligkeitsdetektors (11) ein schmalbandiges Spektralfilter (13) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Anwahleinrichtung (1) eine Steuereinheit (17) an­ geordnet ist, die eine Auswertungseinheit (16) zur Analyse der Helligkeitsverteilung im Bereich der Projektionsfläche (4) nach einem Empfang eines Triggersignals einschaltet.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur optischen Markierung einer Informationseinheit im Bereich der Projektionsfläche (4) ein als Laserzeiger ausge­ bildetes Markierungsmittel (12) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Markierungsmittels (12) eine zwischen einem Nor­ malbetrieb und einem Triggerbetrieb umschaltende Steuerung angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Projek­ tionsfläche (4) als eine Leinwand (5) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Projek­ tionseinheit (3) im wesentlichen als ein Overhead- Projektor ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Informa­ tionseinheit als Bildschirmanzeige eines Digital­ rechners (20) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Informa­ tionseinheit als eine Steuerfunktion zur Bedienung einer menügeführten Software des Digitalrechners (20) ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mar­ kierungsmittels (12) mindestens eine Funktionstaste zur Auslösung von Schaltfunktionen angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Übertragung von Schaltsignalen der Funktionstaste mindestens eine optische Übertragungsstrecke zwischen dem Mar­ kierungsmittel (12) und dem Helligkeitsdetektor (11) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übertragunsstrecke als eine Infrarot- Übertragungsstrecke ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Koordinierungssig­ nale übertragende Synchron-Übertragungsstrecke vor­ gesehen ist, der Synchron-Übertragungselemente zu­ geordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen per­ manente Positionsauswertung vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Helligkeitsdetektor (11) als ein Flächensensor ausgebildet ist.