DE4321825C2

DE4321825C2 - Computereingabe- oder Steuervorrichtung für Räume mit hoher EM-Störstrahlung, explosionsgefährdete oder kontaminierte Räume

Info

Publication number: DE4321825C2
Application number: DE19934321825
Authority: DE
Inventors: Rainer Sauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2013-07-15
Also published as: DE4321825A1

Description

Eingabe- und Steuer-Systeme als Schlüsselkomponenten moderner Technik gibt es in sehr vielfältiger Ausprägung. Prinzipiell gibt es zunächst Konzepte, die zur Betätigung einen direkten Kontakt mit der Bedienhand erfordern wie Tastaturen, Trackball, Maus, Digitalisiertabletts oder herkömmliche Schalter. Die Umsetzung der Betätigung erfolgt in diesen Fällen durch direkte galvanische Durchschaltung oder software- bzw. hardwaregesteuerte Umsetzung. Keinen direkten Kontakt mit der Bedienhand erfordern Empfangsgeräte, die z. B. durch Infrarot-Sender oder Funk angesprochen werden. In diesem Fall werden die Funktionen durch einen Sender gesteuert bzw. ausgelöst, der vom Anwender per Hand bedient wird. Sender und Empfänger müssen genau aufeinander abgestimmt sein.

Ein Problempunkt ist bei vielen Systemen der erforderliche manuelle Kontakt des Bedieners mit dem Bediensystem. Daraus resultiert eine ständige Verschmutzungsgefahr ebenso wie erhebliche Einschränkungen in der Anordnung des Bedienelementes, das gut erreichbar angebracht sein muß. Berührungslos arbeitende Systeme können EMV-Probleme mit sich bringen und verlagern die gesamte Funktionalität auf das Bediengerät.

In EP 0 549 177 A1 ist ein System beschrieben, das aus einem relativ einfachen Infrarot-Strahler und einem damit zu kombinierendem Video-Empfangssystem besteht. Dies bedingt eine genaue Abstimmung der beiden Systeme aufeinander und hält die Problematik mehrerer Empfänger in einem Bereich ohne genaue Zuordnung aufrecht, da weitgehend ungerichtetes Infrarot-Licht verwendet wird.

In DE 37 17 518 A1 wird ein Lichtgriffel beschrieben, der durch die Auslagerung der Elektronik-Komponenten problemlos in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden kann. Hier ist allerdings eine Lichtwellenleiter-Verbindung vom Lichtgriffel zur angeschlossenen Einheit erforderlich, die entsprechende technische Vorkehrungen bedingt.

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Computereingabe- oder Steuervorrichtung, die besonders einfach handzuhaben ist und in problematischen Umfeldern (EMV, explosionsgefährdet, kontaminiert) arbeitet.

Dies wird erreicht durch eine Computereingabe- oder Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1.

Die Erfindung basiert auf der Nutzung einer gerichteten Strahlungsquelle, die durch eine Schutzwand hindurch auf ein Empfangselement gerichtet wird und so die gewünschte Funktion auslöst. Dieses Verfahren arbeitet berührungslos und über größere Entfernungen, ist weitgehend stör- und manipulationssicher und universell einsetzbar. Die Empfangsvorrichtung kann sowohl aus einzelnen Empfangselementen mit diskretem Verhalten (z. B. im Array) bestehen als auch aus einer Empfangseinrichtung mit quasi kontinuierlichem Verhalten.

Durch den Einsatz einer Schutzwand zwischen Sender und Empfänger kann der Empfänger gut geschützt angebracht werden. Durch die weitgehend freie Anbringung des Empfängers kann dieser zusätzlich aus beengten oder kritischen Bereichen herausgehalten werden.

Die relativ große Entfernung von Sender zu Empfänger ermöglicht eine entspannende Augen-Akkomodierung. Auch die Gestaltung des Empfängers und seiner Elemente kann aufgabenangepaßt erfolgen, da nicht auf die menschliche Handphysiognomie geachtet werden muß.

Beschreibung einiger Ausführungsbespiele

Prinzipiell besteht die Vorrichtung zunächst aus einem Bedienelement (1), das eine gerichtete Strahlung (5) aussenden kann, und einem Empfangsgerät (12) mit integrierter oder externer Spannungs-Versorgung, z. B. über einen angeschlossenen Computer, der vom Bedienelement (Sender) durch eine für die Strahlung durchlässige Schutzwand (15) getrennt ist. Das Empfangsgerät ist mit Detektoren (4) für die vom Sender ausgesandte Strahlung (5) ausgestattet, die in diesem Beispiel als sichtbares Licht angenommen wird.

Abb. 1 zeigt eine Gesamtübersicht der Vorrichtung, Abb. 2 einen Schnitt durch ein Empfangs-/Betätigungsgerät. Abb. 3 zeigt ein Empfangsgerät in einer Form, die speziell an die Bedienung mittels gerichteter Strahlung angepaßt ist.

Im einfachsten Fall wird ein Laser im sichtbaren Bereich als Strahlungsquelle genutzt. Die Rückmeldung der Strahlposition geschieht in diesem Falle durch den Strahlungsfleck (8) auf der Oberfläche des Empfangsgeräts. In diesem Beispiel sind die Empfangselemente (9) in der Empfängerplatte (10) montiert und deren Verdrahtung (11) ist rückseitig ausgeführt. Vorgeschaltete Linsen (12) vergrößern hier den schaltaktiven Bereich der Empfangselemente und damit die optische Trefferfläche. Die Auslösung der gewählten Funktion kann z. B. über eine "Bestätigungstaste" (13) oder auch über einen entsprechenden Schalter (14) am Sender selbst erfolgen. Die Rückmeldung der Auslösung kann z. B. über LEDs (16) oder andere Signalelemente erfolgen, die neben den Empfangsdioden oder auch in einem davon getrennten Bereich angeordnet werden können.

Die für die gewählte Strahlung durchlässige Schutzwand (15) trennt Sender und Empfangsgerät in kritischen Bereichen, da keine leitungsgebundene Verbindung zwischen beiden erforderlich ist.

Das Auslösen eines Schalters oder Signals kann direkt über das Empfangselement (9) erfolgen, wenn das Schaltvermögen dafür ausreicht und die Funktion direkt dem Empfangselement zugeordnet ist. Eine höhere Flexibilität erhält das System, wenn ein Computer oder ähnliches System über das Empfangsgerät angesteuert wird. Das ermöglicht eine software-gesteuerte Steuerung, Regelung, Informations-Eingabe und Ausgabe z. B. über Telefon (17), Modem oder andere Kommunikationssysteme.

Durch die berührungslose Bedienung auch über größere Entfernungen kann sich die Auslegung auf geschwindigkeits optimierte, psychologische Aspekte, Symbolik und spezifisches Sehverhalten konzentrieren. Im Beispiel gemäß Abb. 3 wurde ein Empfangsgerät (2) zur Wegeoptimierung in Form einer konzentrisch aufgebauten "Licht-Tastatur" entworfen, deren zentrale Elemente die Betätigungstaste (13) und spezielle Funktionstasten (Tel, TV) sind. Als zentrale Elemente können auch Cursor-Tasten vorgesehen werden. Der Sender kann sehr klein ausgebildet werden und dann z. B. in eine Brille oder einen Ring eingearbeitet werden.

Claims

1. Computereingabe oder Steuervorrichtung für Räume mit hoher EM-Störstrahlung, explosionsgefährdete oder kontaminierte Räume, welche ein Bedienelement (1) zum Aussenden einer gerichteten Strahlung (5) und ein Empfangsgerät (2) aufweist, das die Strahlung empfängt und an eine Auswerte-Einheit (3) weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) von dem EM-gestörten, explosionsgefährdeten oder kontaminiertem Raum durch eine Schutzwand (15) getrennt ist, welche für die gerichtete Strahlung (5) durchlässig ist, und daß das Bedienelement (1) die gerichtete Strahlung (5) aus dem genannten Raum heraus durch die Schutzwand (15) aussendet.

2. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) eines oder mehrere diskrete Empfangselemente (9) aufweist.

3. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) eine Empfangseinrichtung mit quasikontinuierlichen Eigenschaften aufweist.

4. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß strahlungsempfindliche Folien als Empfangseinrichtung verwendet werden.

5. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) mit Vorrichtungen zum Vergrößern der optischen Trefferfläche ausgestattet ist.

6. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Vergrößern der optischen Trefferfläche optische Linsen (12) sind.

7. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) mit Komponenten zur direkten Auslösung von Funktionen versehen ist.

8. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät mit Komponenten zur kodierten Ansteuerung nachgeschalteter Systeme (17) versehen ist.

9. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät (2) in seiner Gestaltung wie eine herkömmliche Tastatur aufgebaut ist.

10. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät in einer Form ausgebildet ist, die der optischen Bedienung mittels gerichteter Strahlung angepaßt ist.

11. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) eine sichtbare und/oder unsichtbare gerichtete Strahlung aussendet.

12. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) über eine Eingabe-Bestätigung verfügt.

13. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) über einen sichtbaren Strahl als zusätzliche Führungs- und Positionierungshilfe verfügt.

14. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) vom Anwender auf das Empfangsgerät (2) gerichtet wird.

15. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) von einer technischen Vorrichtung auf das Empfangsgerät (2) gerichtet wird.

16. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) ein frei bewegliches Einzelsystem ist.

17. Computereingabe- oder Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) in ein anderes Element wie eine Brille integriert ist.