DE4442107C2 - Vorrichtung zum Bestimmen des Richtungswinkels zum Ort einer Lichtquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Richtungs­ winkels zum Ort einer Lichtquelle gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kürzlich sind Multimedia-Artikel wie etwa CD-I und dergleichen er­ schienen. Die in einem CD-I verwendete herkömmliche Eingabevor­ richtung ist jedoch eine drahtgebundene Steuereinrichtung (Controller) mit einem Joystick (= Bedienknüppel).

Ferner sind die meisten der für Audio-/Video-Ausrüstungen (im folgen­ den: AV-Ausrüstungen) wie Fernsehgeräte, VCRs (Video-Cassettenre­ korder) und dergleichen verwendeten Eingabevorrichtungen (Fernbedie­ nungen) solche, die Schaltoperationen ausführen, beispielsweise das Ver­ schieben bestimmter Teile auf einem Bildschirm. Obgleich die Joystick- Steuerung für Bedienvorgänge geeignet ist, mit denen Zeichen auf einem Schirm bewegt werden, ist sie nicht geeignet für Operationen, bei denen ein Cursor mit einem an einer optionalen Stelle auf einem Schirm auf­ tretenden Betätigungsknopf zur Überlagerung gebracht wird. Da diese Art von Steuerung drahtgebunden ist, können Bedienvorgänge nur in der Nähe eines Schirmes durchgeführt werden.

Eine Vorrichtung zum Bestimmen des Richtungswinkels zum Ort einer Lichtquelle gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der FR 25 83 193 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung besitzt eine an einem Bildschirm angebrachte Lichtquelle, die über eine Blende oder eine Optik Lichtstrahlen auf eine Detektionssektion gibt, die am Helm eines Piloten angebracht ist und über ein Kabel in Verbindung mit einer Arith­ metikeinheit steht. Naturgemäß erfolgt das Detektieren der von der Lichtquelle kommenden Lichtsignale bei nichtvorhersagbaren Winkel- oder Richtungslagen des Helms in bezug auf den Ort der Lichtquelle. Hierdurch werden die Signale bei ihrem Auftreffen auf die Licht­ empfangsteile unterschiedliche Stärken besitzen. Unterschiedliche Signalstärken werden auch noch hervorgerufen durch verschiedene Abstände zwischen dem Ort der Lichtquelle und dem Ort der Licht­ empfangsteile. Je nach dem, wie nahe der Pilot bei der kannten Vor­ richtung seinen Kopf an den Ort der Lichtquelle heranführt, werden die Signale mehr oder weniger stark. Für ein sicheres Erfassen des Rich­ tungswinkels bezüglich der Lichtquelle sind aber derartige Beeinflussun­ gen der Signale unerwünscht.

Aus der US 5 045 843 ist ein optischer Zeiger bekannt, bei dem von einer Kamera das von einer feststehenden Lichtquelle abgestrahlte Licht erfaßt wird, um die Richtung der Kamera zu ermitteln. Hierbei ergibt sich eine ähnliche Problematik, wie sie oben in Verbindung mit der FR- Druckschrift erläutert wurde.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Be­ stimmen des Richtungswinkels zum Ort einer Lichtquelle anzugeben, die in der Lage ist, Beeinflussungen der von den Empfangselementen gelie­ ferten Signale auszugleichen.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Eingabevorrich­ tung zeigt, welche geeignet ist, mit einem Cursor eine Stelle auf einem Schirm zu markieren, wobei eine Vor­ richtung zum Bestimmen eines Richtungswinkels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die die interne Struktur der Vorrichtung zeigt.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 2 vorgesehe­ nen viergeteilten Lichtempfangs-Abschnittes.

Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht einer Vorrichtung, die zwei Paare zweigeteilter Lichtempfangs-Abschnitte auf­ weist.

Fig. 5A/B sind vergrößerte Darstellungen, die die zweigeteilten Licht­ empfangs-Abschnitte in Fig. 4 darstellen.

Fig. 6 ist eine Darstellung, die das Ortsverhältnis zwischen einer Lichtquelle und einem Detektionsabschnitt beim Detektie­ ren eines dreidimensionalen Winkels darstellt.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die örtlichen Verhält­ nisse zwischen einer Lichtquelle und einem Detektions­ abschnitt beim Detektieren eines dreidimensionalen Win­ kels darstellt.

Fig. 8A ist eine Ansicht, die eine Anzahl von auf einem viergeteil­ ten Lichtempfangsabschnitt gebildeten Lichtflecken dar­ stellt.

Fig. 8B ist eine Ansicht, die eine Lichtfleckenpositionierung an einem Mittelpunkt zeigt.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Verarbei­ tungsschaltung für ein detektiertes Ausgangssignal eines Lichtempfangsabschnittes zeigt.

Fig. 10A/B sind Blockschaltbilder, die Ausführungsformen der Schal­ tungsstruktur der nachfolgenden Stufe der Schaltung in Fig. 9 zeigen.

Fig. 11A/B sind Blockschaltbilder, die Ausführungsformen der Schal­ tungsstruktur der nachfolgenden Stufe der Schaltung in Fig. 9 zeigen.

Fig. 12 ist ein Schaltbild, das einen Fall darstellt, bei dem ein Strom-/Spannungs-Wandler und ein Filter in einer Schal­ tung kombiniert sind.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das die Schaltungsstruktur von Fig. 12 zeigt.

Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristik der de­ tektierten Spannung für den Fall der Verwendung der Schaltung aus Fig. 12 zeigt.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht des Äußeren einer Vor­ richtung, die eine Koordinaten-Eingabevorrichtung mit einer Neigungsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt.

Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die das Prinzip einer in Fig. 15 gezeigten Koordinaten-Eingabe-Vorrichtung dar­ stellt.

Fig. 17 ist ein Wellenform-Diagramm, das eine Anzahl von in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ge­ sendeten Signalen zeigt.

Fig. 18 ist ein Wellenform-Diagramm, das den Dateninhalt einer Koordinatendaten enthaltenden Signalgruppe zeigt.

Fig. 19 ist eine vergrößerte Darstellung eines Wellenform-Dia­ gramms, das einen vergrößerten Teil der in Fig. 18 darge­ stellten Wellenform darstellt.

Fig. 20 ist eine vergrößerte Darstellung eines Wellenform-Dia­ gramms, das einen Teil gesendeter Signalgruppen mit sich auf Bediensignale beziehenden Daten darstellt.

Fig. 21 stellt ein Wellenform-Diagramm eines Trägersignals dar.

Fig. 22 zeigt ein Wellenform-Diagramm, das die Codierung jedes Bits erläutert.

Fig. 23 ist ein Wellenform-Diagramm, das ein Prinzip zum Dis­ kriminieren eines Wertes binärer Signale für jedes Bit durch Messen der Zeitdauer jeder Periode darstellt.

Fig. 24 stellt ein Blockschaltbild dar, das die Struktur einer Sende­ vorrichtung veranschaulicht.

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer Empfangs­ vorrichtung darstellt.

Fig. 26A ist ein Wellenform-Diagramm, das ein empfangenes Signal nach der Detektion darstellt.

Fig. 26B/C sind Wellenform-Diagramme, die Rechteckwellen nach der Wellenform-Nachformung darstellen.

Fig. 27 ist eine Darstellung, die eine Vorrichtung zur Positions­ detektion in zweidimensionalen Koordianten z. B. für eine Positionsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 28 ist ein Blockschaltbild einer Verarbeitungsschaltung für ein detektiertes Ausgangssignal aus der Positionsdetektionsvor­ richtung, die Fig. 27 gezeigt ist.

Fig. 29 ist eine vergrößerte Darstellung, die die Detektionsope­ rationen in einem Detektionsabschnitt erläutert.

Fig. 30 ist eine Darstellung, die eine Vorrichtung zur Positions­ detektion in zweidimensionalen Koordinaten zeigt, wobei eine Anzahl von gepaarten Detektionsabschnitten vorgese­ hen sind.

Fig. 31 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorrichtung zur Positionsdetektierung in dreidimensionalen Koordianten darstellt.

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Eingabevorrichtung darstellt, die eine zweidimensionale Vorrichtung zum Bestimmen des Richtungswinkels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

In Fig. 1 stellt das Bezugszeichen 1 einen CRT-Schirm eines Compu­ ters, einer AV-Ausrüstung oder desgleichen dar. Auf dem CRT-Schirm 1 ist eine lichtaussendende Vorrichtung 2 befestigt, und diese lichtaus­ sendende Vorrichtung 2 weist eine Infrarot-LED 12 als eine ein Bezugs­ licht aussendende Lichtquelle 2a auf.

Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine drahtlose Eingabevorrichtung (eine Fernbedienung). An der Oberseite dieser Eingabe-Vorrichtung 3 ist ein Detektionsabschnitt 4 mit der in Fig. 2 dargestellten Struktur vorgese­ hen. Bei diesem Detektionsabschnitt 4 ist ein Lichtempfangsteil 5 vor­ gesehen, und vor demselben sind eine Blende 6 und ein Filter 7, das sichtbare Strahlen ausfiltert, vorgesehen.

Wird die Z-Achse als eine optische Achse senkrecht zu einem Öffnungs­ mittelpunkt der Blende 6 angenommen, wird die Z-Achse zu einer Ach­ se, die sich entlang des Mittelpunktes der Eingabe-Vorrichtung 3 fort­ setzt. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Lichtempfangsteil 5 zusammen­ gesetzt aus PIN-Fotodioden, welche viergeteilte Lichtempfangstore 5a, 5b, 5c sowie 5d aufweisen. Wie für die X-Y-Koordinaten senkrecht zur Z-Achse ist ein Paar der viergeteilten Lichtempfangsteile 5a und 5b und sowie ein weiteres Paar solcher 5c und 5d zur Y-Achse hin geteilt, und ein Paar solcher 5b und 5d und ein anderes Paar solcher 5a und 5c sind bezüglich der X-Achse geteilt.

Da die Blende 6 eine rechteckige Öffnung aufweist, werden von der Lichtquelle 2a emittierte Infrarotstrahlen auf das Lichtempfangsteil 5 als rechteckiger Lichtfleck S gestrahlt. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der rechteckige Lichtfleck S eine Fläche auf, die die Lichtdetektionsbereiche der viergeteilten Lichtempfangsteile 5a bis 5d nicht überschreitet. Zu­ sätzlich werden in dem Lichtempfangsteil 5 Rauschkomponenten des externen Lichtes außer dem rechteckigen Infrarot-Lichtfleck S soweit wie möglich durch das Filter 7, das sichtbare Strahlung ausblendet, ausgefiltert.

Bei jedem der viergeteilten Lichtempfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d kann ein auf einem mit dem Lichtfleck bestrahlten Bereich basierender detek­ tierter Strom gewonnen werden. Obgleich die Verarbeitung in der Schal­ tung weiter unten beschrieben ist, wird dieser detektierte Strom in eine Spannung umgewandelt und einer arithmetischen Verarbeitung unter­ zogen. Dann werden detektierte Ausgangssignale auf der Basis von an den viergeteilten Lichtempfangsteilen 5a, 5b, 5c und 5d mit dem Licht­ fleck 5 bestrahlte Bereichen als Lu, Ru, Ld und Rd dargestellt.

Die zweidimensionale Neigung der Z-Achse (θx, θy), die sich an der Vorderseite der Eingabevorrichtung 3 erstreckt, kann wie folgt gewon­ nen werden.

Zunächst können Positionierfehler des Mittelpunktes des Lichtfleckes S bei dem in Fig. 3 gezeigten Lichtempfangsteil 5 gegenüber dem Mittel­ punkt der X-Y-Koordinaten Δx und Δy durch die in dem folgenden Ausdruck (1) gezeigte Berechnung gewonnen werden

Δx ∝ {(Ru + Rd) - (Lu + Ld)}/(Ru + Rd + Lu + Ld) (1)
Δy ∝ {(Ru + Lu) - (Rd + Ld)}/(Ru + Rd + Lu + Ld)

Der Nenner des vorstehenden Ausdruckes (1) ist eine Summe der detek­ tierten Ausgangsignale an allen viergeteilten Lichtempfangsteilen, und durch diese Aufsummierung kann diese Vorrichtung Lichtstärkeän­ derungen des gesamten Lichtfleckes entsprechen.

In Fig. 2 ist festgelegt, daß o die die Lichtquelle 2a mit dem Öffnungs­ mittelpunkt der Blende 6 verbindende Gerade ist, daß θ (radian) der zwischen der Geraden o und der Z-Achse gebildete Winkel ist, und daß d die Entfernung zwischen der Blende und der Oberfläche des Licht­ empfangsteil 5 ist. Da d sehr klein ist, gilt

Δy = d tanθ ≅ dθ (2)

Wie in Fig. 1 gezeigt, exisitiert jedoch für den Fall, daß die Z-Achse horizontal zum Mittelpunkt des CRT-Schirmes 1 ist, ein Offset-Winkel θ0, und dadurch kann diese Vorrichtung den Neigungswinkel durch Subtrahieren des Offset-Winkels θ0 von dem durch den obigen Aus­ druck (2) erzielten Winkel oder durch Verschieben der um dθ verscho­ benen Öffnung detektieren, wenn die Eingabevorrichtung 3 manuell geneigt wird. Zusätzlich kann der Neigungswinkel θx der Eingabevor­ richtung durch Ersetzen von Δy durch Δx und durch Ersetzen von θ durch θx in dem Ausdruck (2) detektiert werden, wenn die Lichtquelle 2a am Mittelpunkt der horizontalen Weite des CRT-Schirms angeordnet ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 3 kann diese Vorrichtung dem Hauptchassis der Vorrichtung durch Vorsehen einer Sendeeinrich­ tung über Infrarotstrahlen oder FM-Funk und durch Vorsehen einer Em­ pfangseinrichtung im Hauptchassis der Vorrichtung, die den CRT- Schirm 1 aufweist, und durch Senden des vorstehenden Berechnungs­ resultates aus der Eingabevorrichtung zum Hauptchassis der Vorrich­ tung Informationen über die Neigungsgröße von θx und θy geben. Wenn auf dem Hauptchassis der Vorrichtung der Zeiger-Cursor 8 auf dem CRT-Schirm 1 auf der Basis dieser Information bewegt wird, kann ein Benutzer das Gefühl haben, daß der Zeiger-Cursor 8 sich entspre­ chend der Richtungseinstellung der Eingabe-Vorrichtung 3 bewegt, und mit Fernbedienungsoperationen der Eingabe-Vorrichtung 3 wird eine Eingabe durch Zeigen mit einem Cursor in den CRT-Schirm möglich.

Wenn das Hauptchassis der den CRT-Schirm 1 aufweisenden Vorrich­ tung mit der Eingabe-Vorrichtung 3 über ein Kabel verbunden ist, ist es möglich, den arithmetische Verarbeitungs-Abschnit im Hauptchassis der Vorrichtung vorzusehen. In diesem Fall sendet die Vorrichtung nach dem Konvertieren des Lichtdetektions-Ausgangs-Signals mit dem vierge­ teilten Lichtempfangsteil 5a, 5b, 5c und 5d, das in der Eingabe-Vor­ richtung 3 vorgesehen ist, in einen Strom oder eine Spannung es über das Kabel zum Hauptchassis der Vorrichtung, führt die arithmetische Verarbeitung im Hauptchassis der Vorrichtung aus und erzielt Neigungs­ werte θx und θy.

Wenn ferner die Eingabe-Vorrichtung 3 von Hand bedient wird, kann möglicherweise der Zusammenhang der Beziehung zwischen den tatsächlichen Neigungswerten θx und θy und der Bewegungsgröße des Cursors 8 auf dem Schirm nicht empfunden werden, wenn ein Benutzer nahe dem CRT-Schirm 1 ist oder wenn der Benutzer von diesem weit entfernt ist. In diesem Fall ist es möglich, in der Eingabe-Vorrichtung 3 einen Umschalter zum Verändern des Verhältnisses der tatsächlichen Neigungsgrößen θx und θy zu der Bewegungsgröße des Cursors 8 auf dem Schirm vorzusehen.

Da bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen die Vorrichtung das von der Lichtquelle 2a emittierte Bezugslicht mit der Öffnung der Blende 6 ausbringt, ist es erforderlich, die emittierte Licht­ menge in gewissem Umfang zu erhöhen, um so eine hochgenaue Licht­ detektion im Lichtempfangsteil 5 durchzuführen.

Um die emittierte Lichtmenge der Lichtquelle 2a effizient zu detektieren, wird eine Kondensorlinse zwischen der Blende 6 und dem Licht­ empfangsteil 5 vorgesehen. Obgleich der Bereich der Neigungsdetektion in diesem Falle durch die Brennweite begrenzt ist, ist es jedoch möglich, die Verminderung des Neigungsdetektionsbereiches durch Verkürzen der Distanz d und durch Verlängern der Brennweite f zu vermindern.

Um die von der Lichtquelle 2a emittierte Lichtmenge effizient zu nut­ zen, ist es möglich, die Detektionssektion 4 in der Eingabevorrichtung 3 gemäß der in den Fig. 4 sowie 5A und 5B gezeigten Struktur auszu­ gestalten.

In der Detektionssektion 4 sind die zweigeteilten Lichtempfangsteile 5a und 5b für die Δx-Detektion und die zweigeteilten Lichtempfangsteile 5c und 5d für die Δy-Detektion vorgesehen. An der Vorderseite jedes Lichtempfangsteils sind Öffnungen 11a und 11b der Blende 11 angeord­ net. Ferner sind an der Vorderseite der Lichtquellenseite der Öffnungen 11a und 11b zylindrische Linsen 12a und 12b vorgesehen.

Wie in Fig. 5A gezeigt, konvergiert Licht hinsichtlich des bei den zweigeteilten Lichtempfangsteilen 5A und 5B für die Δx-Detektion gebil­ deten Lichtfleck durch Vorsehen der zylindrischen Linsen in Richtung der Y-Achse senkrecht zu der detektierten Richtung, aber in Richtung der X-Achse konvergiert das Licht nicht. Umgekehrt konvergiert Licht, wie in Fig. 5B gezeigt, hinsichtlich des bei den zweigeteilten Licht­ empfangsteilen 5C und 5D für die Δy-Detektion gebildeten Lichtfleckes in Richtung auf die X-Achse senkrecht zu der detektierten Richtung; in Richtung auf die Y-Achse konvergtiert das Licht jedoch nicht. Unter Benennung der Lichtempfangsausgangssignale der zweigeteilten Licht­ empfangsteile 5A, 5B, 5C bzw. 5D mit L, R, U und D ergeben sich Δx und Δy gemäß der folgenden Gleichung (3).

Δx ∝ (R - L)/(R + L) (3)
Dy ∝ (U - D)/(U + D).

In der Ausführungsform von Fig. 5A wird der Lichtfleck Sa nicht durch die Brennweite beeinflußt, da die X-Achsen-Komponente des Licht­ fleckes Sa, welche die detektierte Richtung ist, nicht durch die Linse fokosiert wird, und dadurch tritt die Verminderung des Detektionsberei­ ches durch die Brennweite nicht auf. Da das Licht in Richtung der Y- Achse konvergiert, steigt die empfangene Lichtmenge bei den zweigeteil­ ten Lichtempfangsteilen 5A und 5B an, und somit kann diese Vorrich­ tung ihre Detektionsgenauigkeit erhöhen. Das gleiche gilt für die zwei­ geteilten Lichtempfangsteile 5C und 5D in Fig. 5B.

Ferner wird, wie im Ausdruck (3) gezeigt, die arithmetische Verarbei­ tung einfacher als diejenige nach Ausdruck (1), und die arithmetische Schaltung kann vereinfacht werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis Fig. 3 und nach der Aus­ führungsform in Fig. 4 bis 5 ist es möglich, die Neigungsgrößen θx und θy in zwei Dimentionen durch die arithmetische Verarbeitung des Licht­ empfangsausgangssignals zu detektieren. Es ist jedoch nicht möglich, die Rotationsgröße in dem Fall zu detektieren, daß die Eingabevorrichtung 3 in Richtung auf die Richtung des Winkels θz durch Zentrieren der Z- Achse rotiert wird. Daher rotieren in Fig. 3 die viergeteilten Lichtem­ pfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d sowie der Lichtfleck S zusammen mit dem gleichen Winkel, wenn die Eingabe-Vorrichtung 3 in die Richtung des Winkel θz gedreht wird, und die X-Y-Koordinaten in der Eingabe-Vor­ richtung 3 rotieren. Daher sind bei der Detektionssektion 4 der Eingabe- Vorrichtung 3 die Werte Δx und Δy gegen die X-Y-Koordinaten zum Zeitpunkt der Rotation um die Z-Achse schwierig zu detektieren, und die Neigungsgrößen θx und θy gegen die X-Y-Koordinaten im Raum können nicht korrekt detektiert werden.

Daher ist es vorteilhaft, in der Eingabe-Vorrichtung 3 einen Sensor zum Detektieren des Drehwinkels in Richtung des Winkels θz vorzusehen. Bei diesem Sensor kann erwogen werden, ein Pendel, eine Einrichtung, die eine Gasblase in einer Flüssigkeit nach dem Prinzip der Wasserwaa­ ge detektiert, oder dergleichen einzusetzen. Diese Vorrichtung kann die Neigungsgröße θx und θy detektieren, wobei sie den Drehwinkel in Richtung des Winkels θz mit diesem Sensor detektiert, und die Rota­ tionsgröße gegen die Richtungen der X-Achse und der Z-Achse kor­ rigiert ohne Bezugnahme auf die Drehung in Richtung des Winkels θz der Eingabe-Vorrichtung 3.

Durch Verwendung dieses Verfahrens ist es für den Lichtempfangsteil 5, bei dem die viergeteilten Lichtempfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d vorgese­ hen sind, möglich, wie in den Fig. 6 bis 8 gezeigt, den Winkel θz annähernd innerhalb des Bereiches von 45° durch die Berechnung des Lichtempfangsausgangssignals an jedem der viergeteilten Lichtempfangs­ teile zu detektieren.

In der in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Vorrichtung ist die Struktur der Detektionssektion 4 in der Eingabe-Vorrichtung 3 die gleiche wie dieje­ nig, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, und daher sind in dem Licht­ empfangsteil 5 die viergeteilten Lichtempfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d vertikal und horizontal entlang der X-Y-Koordinaten angeordnet vor­ gesehen. Die das Bezugslicht emittiertende Lichtquelle 2a weist jedoch n-Stücke (5 Stücke in dieser Ausführungsform) an Lichtemissionspunkten auf, die horizontal ausgerichtet sind. In den Fig. 6 und 7 wird der Mit­ telpunkt der fünf Licht emittierenden Punkte als (0) ausgedrückt, und die anderen vier Lichtemissionspunkte sind als (1), (2), (-1) und (-2) ent­ sprechend ihrer Ausrichtungsrichtung bezeichnet.

Das von jedem Lichtemissionspunkt emittierte Bezugslicht wird entspre­ chend durch die Öffnung der Blende 6 ausgesetzt und bildet einen Fleck bei jedem der viergeteilten Lichtempfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d. In Fig. 8 sind die fünf Lichtflecken bezeichnet mit S₀, S₁, S₂,_S-1 und S_-2 entsprechend den Lichtemissionspunkten (0), (1), (2), (-1) und (-2). Wie in Fig. 8A gezeigt, ist der Rasterabstand des Mittelpunktes jedes Licht­ fleckes mit p bezeichnet. Wie in Fig. 8B gezeigt, sind die Breiten eines Lichtfleckes als wx und wy bestimmt, und die Position des Mittelpunk­ tes des zentralen Lichtfleckes S₀ in X-Y-Koordinaten ist bestimmt als (Δwx, Δwy).

Wie in den Ausdrücken (4) und (5) gezeigt, werden unter Verwendung der Lichtempfangsausgangssignale Ru, Rd, Lu und Ld folgende Berech­ nungen durchgeführt, wobei "To" (Ru + Rd + Lu + Ld) bedeutet:

X = {(Ru + Rd) - (Lu + Ld)}/To
Y = {(Ru + Lu) - (Rd + Ld)}/To (4)

und

A = {(Ru + Ld) - (Rd + Lu)}/To (5)

Die Berechnung des Ausdruckes (4) ist gleich derjenigen des Ausdruckes (1). Wenn alle fünf Lichtflecken als ein Lichtfleck ausgefaßt werden, bedeuten X und Y in dem Ausdruck (4) die Positionen von dessen Mit­ telpunkt in X-Y-Koordinaten, was das gleiche ist wie die Detektierung der Koordinaten des Mittelpunktes des zentralen Lichtfleckes S₀.

Hier entspricht das Lichtempfangsausgangssignal bei jedem der vierge­ teilten Lichtempfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d der Fläche des zu jedem der viergeteilten Lichtempfangsteile emittierten Lichtfleckes. Sodann, in Fig. 8B, die Fläche des zentralen Lichtfleckes S₀ erzielend, jeden Aus­ druck (Rd/To), (Rd/To), (Lu/To) und (Ld/To) als ein Ausdruck der Fläche bezüglich wx, wy, Δwx und Δwy, X und Y, daß diese Zahlen in dem Ausdruck (4) ersetzt werden, sind bezeichnet als x₀ und y₀ . x₀ und y₀ sind im Ausdruck (6) gezeigt. Die Position (x₀, y₀) zeigt die Position des Mittelpunktes des zentralen Lichtfleckes S₀.

X₀ = 2Δwx/wx
Y₀ = 2Δwy/wy. (6)

Nunmehr werden die Koordinaten jedes Mittelpunktes der Lichtflecken S₁, S₂, S_-1 und S_-2 als (X₁, Y₁), (X₂, Y₂), (X_-1, Y_-1) und (X_-2, Y_-2) festge­ legt. Dies sind diejenigen, die die X-Komponente Px und die Y-Kom­ ponente Py des Rastabstandes p des Lichtfleckes zu der Koordinaten (x₀, y₀) des zentralen Lichtfleckes S₀ hinzuaddiert. Daher werden die Positio­ nen jedes Lichtfleckes in Koordinaten wie in dem Ausdruck (7) aus­ gedrückt:

X₁ = 2(Δwx + Px)/wx
Y₁ = 2(Δwy + Py)/wy
X₂ = 2(Δwx + 2Px)/wx
Y₂ = 2(Δwy + 2Py)/wy
X_-1 = 2(Δwx - Px)/wx
Y_-1 = 2(Δwy - Py)/wy
X_-2 = 2(Δwx - 2Px)/wx
Y_-2 = 2(Δwy - 2Py)/wy (7)

Die Berechnung des Ausdruckes (5) beeinhaltet für die viergeteilten Lichtempfangsteile, daß die Summe des Lichtempfangsausgangssignals an den viergeteilten Lichtempfangsteilen 5a und d subtrahiert wird von der Summe der Lichtempfangsausgangssignale an den viergeteilten Licht­ empfangsteilen 5b und 5c. Durch Substitution des Ausdruckes für Fläche A₀ des Mittenlichtfleckes S₀ wird folgender Ausdruck (8) erzielt:

A₀ = 4Δwx . wy/(wx . wy) = (2Δwx/wx) . (2Δwy/wy) = X₀ . Y₀ (8)

Da aus dem Ausdruck (8) eine allgemeine Formel A = X . Y gewonnen wird, wird diese allgemeine Formel auf jeden der Lichtflecke S₁, S₂, S_-1 und S_-2 angewandt; ferner werden die Flächen A₁, A₂, A_-1 und A_-2 aus der Formel (7) berechnet und folgerichtig wird die Formel (9) erzielt:

A₁ = X₁ . Y₁ = {2(Δwx + Px)/wx} . {2(Δwy + Py)/wy}
A₂ = X₂ . Y₂ = {2(Δwx + 2Px)/wx} . {2(Δwy +2Py)/wy}
A_-1 = X_-1 . Y_-1 = {2(Δwx - Px)/wx} . {2(Δwy - Py)/wy}
A_-2 = X_-2 . Y_-2 = {2(Δwx + 2Px)/wx} . {2(Δwy + 2Py)/Py}/wy (9)

Die Berechnung der Fläche A gegenüber allen Lichtflecken ist gleich der Summe der Flächen A₀, A₁, A₂, A_-1 und A_-2. Daher wird durch Berech­ nung der Summe und Umordnen der Ausdruck (10) erzielt:

A = X₀ . Y₀/5 + 2x(1 + 4) x (2 . Px/wx)(2 . Py/wy) (10)

In den Fig. 6 bis 8 beträgt die Anzahl der Licht emittierenden Punkte n = 5. Daher wird durch Ändern des Ausdruckes (10) in eine allgemeine Formel der Ausdruck (11) erzielt. In der Gleichung (11) gilt jedoch X₀ = X und Y₀ = Y.

A = X₀ . Y₀/n + (ⁿΣ_i=1 i²)x{8/(wx . wy)}xPy . Px = X . Y/n + (ⁿΣ_i=1 i²)x{4P²/(wx . wy)}xsin 2θz (11)

Durch Ausführen der Berechnung des Ausdruckes (5) von obigem Aus­ druck (11) auf der Basis der Lichtempfangsausgangssignale der vierge­ teilten Lichtempfangsteile können die Terme X und Y durch Berechnung des Ausdruckes (4) und der zu der Rotationsgröße θz der Detektions­ sektion 4 um die Z-Achse herum gehörende Term erzielt werden. Der konstante Term der dritte und der vierte Term des unteren Ausdruckes der Gleichung (11) ist der die Anzahl der Licht emittierenden Punkte und den Abstand zwischen der Lichtquelle 2a und der Detektionssektion 4 betreffende Term. Daher wird die Detektion der Rotationsgröße θz bezüglich der Z-Achse möglich, wenn auf der Basis des Berechnungs­ resultates des Ausdruckes (11) die Komponenten der berechneten Werte von X und Y entfernt werden.

Daher wird es möglich, die Rotationsgröße θz aus der Berechnung der Ausdrücke (4) und (5) ähnlich zu der vorstehenden Beschreibung gewin­ nen, sogar wenn beispielsweise die Lichtquelle 2a eine strichförmige Lichtquelle in Richtung auf die horizontale oder vertikale Richtung ist. Deshalb ist die dreidimensionale Neigungsdetektion von θx, θy und θz möglich. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ist es daher möglich, den Zeigercursor (8) auf dem Schirm 1 auf der Basis von X-Y-Koordinaten in einem Raum akurat zu bewegen, wenn der Drehwinkel der orthogona­ len Koordinaten X-Y entsprechend der Rotationsgröße θz zu dem Zeit­ punkt korrigiert wird, zu dem der Benutzer die Eingabe-Vorrichtung, die eine Fernbedienung ist, in drei Dimensionen bewegt.

Auf die gleiche Art und Weise ist es möglich, diese Vorrichtung als eine Detektionseinrichtung für sogenannte "virtual reality"-Konzepte zu ver­ wenden, da eine dreidimensionale Detektion möglich ist.

Nachfolgend zeigen die Fig. 9 bis 14 die Schaltungsstruktur, die in der Neigungsdetektions-Vorrichtung verwendet wird.

Die Fig. 9 und 11 zeigen die allgemeine Schaltungsstruktur.

Das von der Lichtquelle 2a emittierte Licht ist als die pulsierende Licht­ emission definiert, die auf Impulsen mit einer regelmäßigen Periode basiert. Daher werden bei jedem der geteilten Lichtempfangsteile 5a bis 5d bzw. 5A bis 5D gleichgeformte Impulswellen entsprechend der Im­ pulsperiode detektiert.

In Fig. 9 sind Strom-/Spannungswandler 21 mit je einem der geteilten Lichtempfangsteile verbunden, und der Stromwert bei jedem der geteil­ ten Lichtempfangsteile wird in in eine entsprechende Spannung umge­ wandelt. Durch eine Verstärkungssteuerung 26 wird die Amplitude eines Verstärkers 23 gesteuert. Jede von der Detektionsschaltung 24 detektier­ te Spannung wird beispielsweise an eine in Fig. 11A dargestellte analo­ ge arithmetische Schaltung 27 weitergeleitet, die Addition und die Substraktion werden ausgeführt, und die Spannungen werden in Digital­ werte mitttels eines Analog-Digital-Wandlers 28 (im folgenden: A/D- Wandler) umgewandelt. Oder wie in Fig. 11 B gezeigt, wird jedes Spannungs-Ausgangssignal aus der Detektionsschaltung 24 mit einem Analog-Digital-Wandler 29 (im folgenden: A/D-Wandler) in Digitalwerte umgewandelt, und jegliche Berechnung wie etwa Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division wird durchgeführt.

Für den Fall, daß die in den Fig. 9 und 10 gezeigten Schaltungen in den in Fig. 1 gezeigten Eingabe-Vorrichtung 3 vorgesehen sind, wird das Ausgangssignal nach der Berechnung an die Hauptchassis-Seite der Vorrichtung mit dem Schirm 1 mittels der Infrarotübertragung, FM- Übertragung oder dergleichen gesendet. Auf der Hauptchassis-Seite der Vorrichtung wird die Steuerung der Cursorposition des Cursors 8 auf dem Schirm auf der Grundlage der empfangenen Informationen durch­ geführt.

Wenn die Eingabe-Vorrichtung 3 mit dem Hauptchassis der Vorrichtung über eine Leitung verbunden ist, ist es möglich, das Stromausgangs­ signal von dem Lichtempfangsteil oder das Spannungsausgangssignal nach der Strom-Spannungs-Wandlung dem Hauptchassis der Vorrichtung zuzuspeisen und die Schaltungen der nachfolgenden Stufe in der Haupt­ chassis-Seite der Vorrichtung vorzusehen.

Nachdem die an den geteilten Lichtempfangsteilen 5a bis 5d oder 5A bis 5D erzielten Ströme entsprechend in dem Strom-Spannungs-Wandler 21 in entsprechende Ströme gewandelt sind, werden sie in den in Fig. 9 dargestellten Schaltungen durch eine Schalterschaltung 31 gemultiplext und an ein Bandpaßfilter 22 übertragen. Das Schalten der Schalter- Schaltung 31 wird mit einer Zeitgeberschaltung 32 entsprechend dem Zeitverhalten der gepulsten Lichtquellen 2a durchgeführt. Das mittels der Schalterschaltung 31 gemultiplexte Spannungs-Ausgangssignal wird mit einem Verstärker 23 durch das Bandpaßfilter 23 verstärkt und mit einer Detektionsschaltung 24 detektiert.

Wie in Fig. 10A gezeigt, wird die Spannung, die zum gemultiplexten Ausgangssignal wird, mit einem Analog-Digital-Wandler 33 konvertiert und and eine CPU 34 übermittelt. In der CPU 34 werden Additionen, Subtraktionen, Multiplikationen und Divisionen durchgeführt. Das der CPU übermittelte Digitalsignal wird in einen Analogwert mit einem Digital-Analog-Wandler 35 zurückgewandelt, und dieser wird einer Verstärkungssteuerung 26 zugespeist.

Oder, wie in Fig. 10B gezeigt, wird das gemultiplexte Ausgangssignal aus der Detektionsschaltung 24 mit einer Anzahl von Spitzenwert- Sample-and-Hold-Schaltungen 36 abgetastet, wobei die Spitzenwerte gespeichert werden. Dieser wird der analogen arithmetischen Schaltung 27 zugespeist, dem Analog-Digital-Konverter 29 oder dergleichen, wie in Fig. 11A und Fig. 11B gezeigt. Die Spitzenwert-Sample-and-Hold- Schaltungen 36 werden durch eine S/H-Steuerungsschaltung 37 gesteu­ ert. Hinsichtlich der automatischen Verstärkungssteuerung wird auf die Fig. 9 verwiesen.

Wenn die in Fig. 10B gezeigten Spitzenwert-Sample-and-Hold-Schaltun­ gen verwendet werden, verwendet werden, kann die in Fig. 9 darge­ stellte Detektionsschaltung 24 fortgelassen werden.

Durch Zuspeisen eines Stromes entsprechend dem Lichtempfangsaus­ gangssignal von den geteilten Lichtempfangsteilen zu der in Fig. 12 dargestellten Schaltung, kann diese Schaltung sowohl die Filterungsfunk­ tion als auch die Strom/Spannungs-Wandlung ausführen. Bei Verwen­ dung dieser Schaltung in der in der Fig. 9 dargestellten Schaltung können der Strom/Spannungs-Konverter 21 und das Bandpaßfilter 22 in einer Stufe vereinigt werden, und es ist möglich, die Schaltungsstruktur zu vereinfachen.

Fig. 13 ist das in Fig. 12 dargestellte Blockschaltbild als Laplace-Trans­ formierte. Diese Schaltungen sind zusammengesetzt aus einer invertier­ ten unvollständigen Integratorschaltung 41, einer invertierten Integrator­ schaltung 42 und einer Umkehrschaltung 43. Wenn der detektierte Strom von den geteilten Lichtempfangsteilen eingespeist wird, wird er im Stromzustand gefiltert, und diese Schaltung kann den hohen Pegel des Spannungsausgangssignals bei der in Fig. 14 dargestellten verwendeten Frequenz herausfiltern.

Bei Verwendung dieser Schaltung wird es möglich, lediglich die Träger­ komponente der gepulsten Lichtquelle 2a herauszufiltern, ohne durch externe Beleuchtung beeinflußt zu werden, und das Signal/Rausch-Ver­ hältnis mit der hinreichenden Signalkomponente zu verbessern.

Die Fig. 15 und 16 zeigen Koordinaten-Eingabe-Vorrichtungen als andere Anwendungen der Ausrüstung, die die in den Fig. 2 und 3 oder der­ gleichen gezeigten Vorrichtungen verwendet.

Bei dieser Vorrichtung ist, wie in Fig. 15 dargestellt, ein Befestigungs­ mittel nahe bei dem Hauptchassis 50 des Computers fest angebracht. In diesem Befestigungsmittel 51 ist ein Ausleger 52 derart angebracht, daß seine Drehposition eingestellt werden kann, und ferner ist an der Spitze des Auslegers eine Auslegerspitze 54 über ein in der Länge einstellbares Teil 53 angebracht.

An der Auslegerspitze 54 ist eine Neigungsdetektionsvorrichtung 55 montiert. Wie in Fig. 16 dargestellt, besteht diese Neigungsdetektions­ vorrichtung 55, ähnlich zu derjenigen in den Fig. 2 und 3, aus einer Blende 6 mit einer rechteckigen Öffnung, und einem viergeteilten Licht­ empfangsteil 5, die darin positioniert sind. Auf der andereren Seite ist die das Infrarotbezugslicht emittierende Lichtquelle 2a auf der Spitze des Koordinateneingabegriffes 56 nach oben gerichtet montiert. Wie in Fig. 16 dargestellt, wird der Richtungswinkel der diese Lichtquelle 2a und die Blende 6 mit der Z-Achse verbindende Gerade durch Bewegen des Koordinateneingabegriffes 56 gegenüber der Tischoberfläche detektiert. Durch Konvertieren dieses detektierten Winkeln in X-Y-Koordinaten- Komponenten wird die Eingabe der ebenen Koordinaten mit der Bewe­ gung des Koordinateneingabegriffes 56 möglich. Ferner sind in dieser Ausführungsform Tastschalter 57 und 58 am Koordinateneingabegriff 56 vorgesehen. Diese Tastschalter 57 und 58 dienen dazu, dem Computer den Beginn oder die Freigabe der Koordinateneingabe mitzuteilen. Ein Tastschalter 57 wird beim Niederdrücken auf eine Ebene aktiviert, und der andere Tastschalter 58 wird mit einem Finger betätigt.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung er­ läutert:

Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung, wie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird zum Senden von Informationen von der Eingabe- Vorrichtung 3 zum Hauptchassis der Vorrichtung mit dem Schirm 1 verwendet.

In der Eingabe-Vorrichtung 3 sind Tastsschalter, andere Bedienschalter (Bedienelemente) und dergleichen vorgesehen, und Bedieninformationen (Bediensignale und Bediendaten) werden ebenfalls and das Hauptchassis der Vorrichtung gesendet. Dank dieses Umstandes wird des beispiels­ weise durch Bewegen der Cursor-Marke 8 zu einer Bedienposition auf dem Schirm 1 und nachfolgend durch Betätigen eines Schalters auf der Eingabe-Vorrichtung 3 möglich, eine EIN/AUS-Eingabe bei der auf dem Schirm 1 angezeigten Schaltermarke vorzunehmen.

Fig. 24 ist ein Blockschaltbild, das die auf der Seite der Eingabe-Vor­ richtung 3 vorgesehene Sendevorrichtung 120 zeigt.

In der Sendevorrichtung 120 ist ein Signalgenerator 121 vorgesehen. Basierend auf den Lichtempfangssignalen der viergeteilten Lichtem­ pfangsteile 5a, 5b, 5c und 5d wird die Berechnung der X-Y-Koordinaten des Schirmes 1 betreffenden Informationen in der arithmetischen Schal­ tung der Eingabe-Vorrichtung 3 vorgenommen, und die gesendeten Daten werden im Signalgenerator formatiert. Ein Trägersignalgenerator 122 weist eine Oszillatorschaltung, eine Frequenzteilerschaltung und dergleichen auf, und es wird ein Trägersignal mit einer regelmäßigen Frequenz erzeugt. In einem Phasenmodulator 123 wird das Trägersignal mit den übertragenen Daten moduliert und demgemäß wird das phasen­ modulierte übertragene Signal erzeugt. Zusätzlich ist es möglich, das zu übertragende Signal direkt mit dem für die Winkelberechnung verwende­ ten Mikrocomputer zu erzeugen. Basierend auf diesem übertragenen Signal wird ein Licht emittierendes Element 125 mit einem Lichtemis­ sionstreiber 124 angesteuert, und ein Infrarotsendesignal wird an das Hauptchassis der Vorrichtung gesendet.

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer in der Hauptchas­ sis-Seite der mit dem Schirm 1 ausgestatteten Vorrichtung vorgesehenen Empfangsvorrichtung 130 zeigt.

Diese Empfangsvorrichtung 130 umfaßt ein Lichtempfangselement 131 zum Empfangen des von der Sendevorrichtung 120 über Infrarotstrahlen gesendeten Signals, einen Strom-Spannungs-Wandler 132 zum Umwan­ deln des durch Ausführen einer fotoelektrischen Übertragung an dem Licht empfangenden Element 131 detektierten Stromes in eine entspre­ chende Spannung, einen Verstärker 133 zum Verstärken dieser Span­ nung, eine Detektionsschaltung 134 zum Entfernen der Trägersignalkom­ ponente von der Spannung, und eine AGC-Stufe 135 (automatic gain control, automatische Verstärkungsfaktorregelung) zum Steuern der Amplitudenverstärkung des Verstärkers 133 auf der Basis des detektier­ ten Ausgangssignals an der Detektionsschaltung 134. Die an der Detek­ tionsschaltung 134 detektierte Spannungswellenform wird in einer Wel­ lenform-Formungsstufe 136 einer Wellenform-Formung unterworfen, und an einen Diskriminator 137 übermittelt.

Der Diskriminator 137 ist im wesentlichen aus einer CPU eines Mikro­ computers und dergleichen zusammengesetzt, und auf der Grundlage der Periode des Taktsignals von einem eingebauten oder externen Taktgene­ rator wird die Hochpegel-Zeit, die Niedrigpegel-Zeit oder die Periode des in seiner Wellenform geformten Rechteckwellensignals gemessen. Im Diskriminator werden ferner die Werte "1" und "0" eines Binärsignals auf der Basis dieses gemessenen Wertes diskriminiert.

Fig. 21 zeigt ein mit dem Trägergenerator 122 erzeugtes Trägersignal (Trägerwelle). Das Trägersignal ist das gleiche, wie es in einer Infrarot­ empfangseinheit verwendet wird, welche in einer herkömmlichen Haus­ elektronikanwendung oder dergleichen Anwendung findet, und seine Frequenz beträgt fc beträgt beispielsweise 38,46 kHz und sein Tast­ verhältnis beträgt 0,31.

Das Codieren eines gesendeten Signals bei diesem Ausführungsbeispiel wird im folgenden beschrieben.

Wir in Fig. 22 gezeigt wird sowohl der hohe Pegel (H) als auch der niedrige Pegel (L) des phasenmodulierten Signals eine Biteinheit und, wie beispielsweise in Fig. 22 gezeigt, aufeinanderfolgende hohe Pegel und niedrige Pegel bilden vier Biteinheiten Ba bis Bd. Jedes Bit drückt den Wert "1" oder "0" des Binärsignals aus. Bei jedem Bit des hohen Pegels und des niedrigen Pegels ist das Binärsignal, das das Bit aus­ drückt, "0", wenn die Dauer gleich der Zeiteinheit T ist und das Binär­ signal, das das Bit ausdrückt ist gleich "1", wenn die Zeitdauer 2T beträgt, d. h., das Doppelte der Zeiteinheit T.

Die Dauer, die eine "1" ausdrückt, ist nicht auf 2T beschränkt, und daher, falls diese ein ganzzahliges Vielfaches der Zeiteinheit T ist, sind 3T, 4T usw. möglich.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 22 wird der Wert "1" des Binärsig­ nals als 2T ausgedrückt. Daher ist die kürzeste Dauer eines jeden Bits T, die längste Dauer beträgt 2T, und daher beträgt die mittlere Dauer, die erforderlich ist, um ein Bit auszudrücken, 1,5T. Bei einer Codierung in einer herkömmlichen Infrarotübertragung beträgt die mittlere Zeit zum Ausdrücken eines Bits 3T. Daher kann durch Verwendung des in Fig. 22 dargestellten Codes die Codierungseffizienz verdoppelt werden, und die Übertragungsrate der Daten (Signale) kann auf das Doppelte gesteigert werden.

Bei der elementarsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Ablauf darin, das gesendete Signal von der in Fig. 24 ge­ zeigten Sendevorrichtung 120 in der in Fig. 25 dargestellten Empfangs­ vorrichtung 130 auf der Basis der in Fig. 22 gezeigten Codierung zu empfangen, die Trägerwelle von dem empfangenen Signal zu entfernen, und die Dauer eines hochpegeligen Bits und eines niedrigpegeligen Bits der Rechteckwelle im Diskriminator 137 auf der Basis des Taktes für den Fall zu messen, daß die einer Wellenform-Formung unterzogene Rechteckwelle in dem Diskriminator 137 diskriminiert wird. Wenn die Dauer eines jeden Bits (Ba, Bb, ..., in Fig. 22) gleich T ist, ist es er­ sichtlich, daß das Bit eine "0" des Binärsignals repräsentiert, und wenn die Zeitdauer eines jeden Bits gleich 2T beträgt, kann erkannt werden, daß das Bit eine "1" des Binärsignals ausdrückt.

Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform zusätzlich die Zeitein­ heit T beim Codieren des gesendeten Signals auf 0,2 ms verkürzt. Ob­ gleich bei der herkömmlichen Infrarot-Sendung/dem herkömmlichen Infrarot-Empfang die Zeiteinheit ungefähr 0,5 ms beträgt, kann durch Verkürzen der Zeiteinheit T in dieser Ausführungsform eine weitere Erhöhung der Signalübertragungsrate erzielt werden. Für den Fall, daß die Zeiteinheit des gesendeten Signals verkürzt wird, wächst die Wahr­ scheinlichkeit eines Diskriminationsfehlers bei jedem Bit an, entspre­ chend der Diskriminierungsfähigkeit der Empfangsvorrichtung 130. In dieser Ausführungsform wird die Wahrscheinlichkeit eines Diskriminie­ rungsfehlers jedoch durch Messen der Zeitdauer pro Periode vermindert.

Daher werden in dem Diskriminator 137 in der in Fig. 25 dargestellten Empfangs-Vorrichtung die Dauern von zwei Bitperioden des hohen Pegels und eines darauffolgenden niedrigen Pegels und zwei Bitperioden eines niedrigen Pegels und eines darauffolgenden hohen Pegels gemes­ sen. Die Messvorgänge werden im folgenden beschrieben.

Wie in Fig. 23 dargestellt, ist festgelegt, daß das Bezugsbit B0 an der vorbestimmten Position in einer Gruppe von Signalen gleich der Dauer 2T entsprechend einem Wert "1" des Binärsignals ist. Obgleich Fig. 18 eine von der Sendevorrichtung 120 gesendete Gruppe von Signalen S (Signalgruppe) zeigt, sind an der Spitze dieser Signalgruppe S Führungs­ codes CH und CL eines hohen Pegels bzw. eines niedrigen Pegels ent­ sprechend vorgesehen. Der Teil CL des niedrigen Pegels des Führungs­ codes wird zu dem Bezugsbit B0 und seine Zeitdauer ist als 2T festge­ legt.

Im Diskriminator 137 werden die Perioden von der ansteigenden Flanke der Anfangsposition der Rechteckwelle bis zu der nachfolgenden an­ steigenden Flanke sowie die Periode von der abfallenden Flanke bis zu der nachfolgenden abfallenden Flanke als Zeitdauer gemessen. Wie in Fig. 23 gezeigt, wird eine Periode von der Anfangsposition (abfallende Flanke) des Bezugsbits B0 bis zu den Endposition (abfallende Flanke) des ersten Bits B1 gemessen. Wenn diese Periode 3T beträgt, kann diskriminiert werden, daß das erste Bit B1 der nachfolgenden Stufe der Periode die Dauer T aufweist, d. h. eine "0" des Binärsignals darstellt, da das Bezugsbit B0 der vorhergehenden Stufe der Periode als 2T fest­ gelegt ist. Zusätzlich wird eine Periode von der Ausgangsposition (an­ steigende Flanke) des ersten Bits B1 bis zu der Endposition (abfallende Flanke) des zweiten Bits gemessen. Falls diese Periode 3T beträgt, kann diskriminiert werden, daß das zweite Bit B2 die Dauer 2T aufweist, und dies drückt einen Wert "1" des Binärsignals aus, da diskriminiert wor­ den ist, daß die Zeitdauer des ersten Bits B1 T beträgt. Nachfolgend wird die Periode zwischen dem Bit B2 und dem dritten Bit B3 gemes­ sen. Wenn diese Periode 4T beträgt, kann diskriminiert werden, daß die Dauer des dritten Bits B3 2T beträgt und dieses Bit den Wert "1" des Binärsignals darstellt, da es bereits bekannt ist, daß die Dauer des Bits B2 2T beträgt. Durch Wiederholen dieses Ablaufes kann die Dauer jedes einzelnen Bits genau diskriminiert werden.

Die folgende Tabelle 1 zeigt Kombinationen einer Periodenlänge zwi­ schen ansteigenden Flanken oder abfallenden Flanken und die Dauer des vorhergehenden Bits und des nachfolgenden Bits in der Periode. Die Ausdrücke (1) und (0) in Tabelle 1 bedeuten "1" bzw. "0" des Binärsig­ nals.

Tabelle 1:

Wenn, wie in Tabelle 1 gezeigt, der Wert "1" des Binärsignals als 2T ausgedrückt wird, sind die Dauern einer Periode auf 2T, 3T und 4T begrenzt, und Kombinationen von Bitdauern des vorhergehenden Bits und des nachfolgenden Bits sind auf vier Kombinationen beschränkt. Daher ist die Messung der Period und die Diskriminierung der Dauer jedes Bits auf der Basis dieser Messung am Diskriminator 137 nicht schwierig, und wenn diese Messungen und die Diskriminierung mit einer CPU durchgeführt werden, wird die Software einfach. Darüber hinaus ist die Einfachheit dieser Diskriminierung die gleiche, sogar wenn die den Wert "1" des Binärsignals ausdrückende Dauer nicht 2T sondern beispielsweise 3T beträgt. Wenn die Dauer des Wertes "1" des Binärsig­ nals 3T beträgt, wird in Tabelle 1 der Ausdruck 2T durch den Ausdruck 3T ersetzt, und die Längen einer Periode werden durch 2T, 4T, 4T sowie 6T vom oberen Schritt bis zum unteren Schritt ersetzt.

Gegenüber einer individuellen Diskriminierung der Dauer jedes Bits des hohen Pegels und des niedrigen Pegels ist die Diskriminierung der Dau­ er pro Periode einfacher und weist eine hohe Diskriminierungsgenau­ igkeit auf. Dieser Punkt wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 26A, B und C beschrieben.

In der in Fig. 25 gezeigten Empfangs-Vorrichtung 130 wird das foto­ elektrisch übertragene und mit dem Strom-Spannungs-Wandler 132 in eine Spannung umgewandelte Signal mit dem Verstärker 133 verstärkt und mit der Detektionsschaltung 134 detektiert, so daß die Trägerkom­ ponente entfernt wird. Das detektierte Signal ist ungefähr ein in Fig. 26 A dargestellte Sinuswelle. Diese Sinuswelle wird einer Wellenform- Formung mittels der Wellenform-Formstufe 136 unterworfen, wobei das Wellenform-Formverfahren im allgemeinen darin besteht, daß ein Kom­ parator (compactor) vorgesehen ist, daß die Sinuswelle mit dem Schwel­ lenwert SL des Komparators verglichen wird, und daher die in Fig. 26 B gezeigte Rechteckwelle erhalten wird. Der Pegel des empfangenen Signals ist jedoch nicht regelmäßig daher sind Schwankungen absehbar. Die AGC-Stufe 315 ist vorgesehen, um diesen Schwankungsbereich zu vermindern. Wenn jedoch beispielsweise die Zeit, während der mit dem Lichtempfangselement 131 kein Signal empfangen wird andauert, und das Lichtempfangselement 131 zu einer bestimmten Zeit plötzlich ein Signal empfängt, besteht die Möglichkeit, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 133 durch die AGC-Stufe sehr plötzlich scharf geregelt wird, da die durch die Detektionsschaltung 130 detektierte Spannung plötzlich ansteigt. Dies ist der gleiche Fall wie derjenige, bei dem die Schwellenwertspannung scheinbar auf den Wert SL' gegenüber dem Pegel des empfangenen Signals ansteigt.

Wenn der Schwellenwert bei dem normalen Pegel SL gegenüber dem Pegel des empfangenen Signals in der in Fig. 26A detektierten Sinus­ welle liegt, wird das in seiner Wellenform geformte rechteckige Aus­ gangssignal so aussehen, wie in Fig. 26B gezeigt, wobei in diesem Fall die Dauer jedes Bits des hohen Pegels und des niedrigen Pegels zu 2T, T, T, T, 2T, ..., wird, und daher ist es möglich, den Wert jedes Bits des Binärsignals aus der Dauer jedes Bits zu diskriminieren.

Wenn jedoch der Schwellenwert gegenüber dem gleichen empfangenen Signal scheinbar auf den Pegel SL' geändert wird, d. h., wenn der Pegel des empfangenen Signals sich verändert, wird die durch Einstellen des Schwellenwertes SL' als den Bezugswert in ihrer Wellenform geformte Rechteckwelle so aussehen, wie in Fig. 26C dargestellt. In Fig. 26C verursacht die Messung der Dauer jedes Bits des hohen Pegels und des niedrigen Pegels den Identifizierungsfehler der Bitdauer. Beispielsweise betragen in Fig. 26B die Bitdauer der Bits Bb, Bc sowie Bd jeweils T, wohingegen in Fig. 26C die Dauern der Bits Bb und Bd jeweils 2T betragen.

Beim Blick auf jede Periode der fortlaufenden Bits Ba und Bb des hohen Pegels und des niedrigen Pegels in Fig. 26B und Fig. 26C können diese als 3T gemessen werden. In ähnlicher Weise kann jede Periode der Bits Bb und Bc als 2T gemessen werden. Daher ändert sich die Dauer jedes Bits des hohen Pegels und des niedrigen Pegels, wenn die Pegel des Schwellenwertes und des empfangenen Signals sich relativ zu ein­ ander verändern, Veränderungen einer Periodendauer der fortlaufenden Bits des hohen Pegels und des niedrigen Pegels oder des niedrigen Pe­ gels und des hohen Pegels werden jedoch klein. Daher kann die Dis­ kriminierung des Bitwertes auf der Grundlage der Messung der Dauer einer Periode eine bemerkenswert hohe Genauigkeit anstelle einer Schwankung im empfangenen Signal aufrechterhalten.

Daher ist es gemäß dem Diskriminationsverfahren dieser Ausführungs­ form nicht erforderlich, eine teuere und hochgenaue Einheit zu verwen­ den, im Hinblick auf die zusammengesetzte Einheit von dem Lichtem­ pfangselement 131 bis zu der Wellenform-Formungsstufe auf der Seite der Lichtempfangsvorrichtung ist es möglich, eine hinreichende Codedis­ kriminierung (Signaldiskriminierung) durchzuführen, sogar wenn eine in einer für eine herkömmliche Unterhaltungselektronik-Anwendung vor­ gesehene Fernbedienung verwendet wird. Sogar wenn die Zeiteinheit T auf ungefähr 0,2 ms verkürzt wird, kann die diese herkömmliche Empfangseinheit nutzende Empfangs-Vorrichtung 130 eine hochpräzise Codediskriminierung durchführen.

Daher kann diese Vorrichtung durch Bilden von Bits sowohl mit einem hohen Signalpegel als auch mit einem niedrigen Signalpegel eine Codie­ rungseffizienz erzielen, die doppelt so effizient ist wie bei dem her­ kömmlichen Beispiel, und sie kann ferner die Datenübertragungsrate (Informationsübertragungsrate) durch Verkürzung der Zeitdauer (Puls­ breite) der Zeiteinheit T erhöhen. Daher kann die Vorrichtung eine bemerkenswert hohe Übertragungsrate verarbeiten, sogar wenn sie eine Sende-/Empfangs-Einheit mit herkömmlicher Genauigkeit verwendet, und dieser Umstand kann in der Praxis für eine Sende-/Empfangs-Vor­ richtung verwendet werden, um Informationen über X-Y-Koordinaten aus einer Eingabe-Vorrichtung 3 wie in Fig. 1 dargestellt zu senden.

In dieser Ausführungsform wird die Zuverlässigkeit des Signalempfanges ferner durch Vorsehen von zwei Paritätsbits in einer Gruppe von Signa­ len (Signalgruppe), wie in Fig. 18 gezeigt, erhöht.

In der in den Fig. 18 und 19 dargestellten Signalgruppe S sind B2 und B3 Paritätsbits. Das Paritätsbit B2 betrifft alle Bits (B4, B6, ...), die mit der Dauer des niedrigen Pegels eines Signals unter aufeinander folgen­ den Bits festgelegt sind. Wenn es eine geradzahlige Anzahl von den Wert "1" des Binärsignals ausdrückenden Bits unter den Bits des niedri­ gen Pegels gibt, setzt diese Vorrichtung das Paritätsbit B2 auf den Wert "0" des Binärsignals. Wenn diese Anzahl ungerade ist, setzt diese Vor­ richtung das Paritätsbit B2 auf den Wert "1" des Binärsignals. In dem Beispiel der Fig. 18 und 19 ist die Anzahl der "1"-Bits, die mit niedri­ gem Pegel unter den aufeinander folgenden Bits ausgedrückt sind, unge­ rade.

Das Paritätsbit B3 wird auf den Wert "0" gesetzt, wenn die Anzahl der Bits des Wertes "1" unter den Bits (B5, B7, ...), die über die Dauer des hohen Pegels eines Signals unter aufeinander folgenden Bits bestimmt werden, gerade ist. Wenn sie ungerade ist, wird das Paritätsbit B3 auf den Wert "1" gesetzt. In dem Beispiel in den Fig. 18 und 19 ist die Anzahl der "1" -Bits der mit dem hohen Pegel unter den aufeinander folgenden Bits ausgedrückten Bits ungerade, da die Dauer des Paritäts­ bits B3 2T, d. h., "1", beträgt.

Durch Ausführen einer Fehlerkontrolle am empfangenen Signal mittels dieser Paritätsbits B2 und B3 im Diskriminator 137 kann diese Vorrich­ tung ferner die Zuverlässigkeit der Diskrimination des empfangenen Signals erhöhen.

Darüber hinaus ist in der in Fig. 18 dargestellten Signalgruppe S jede Gesamtzahl der Bits des hohen Pegels und der Bits des niedrigen Pegels ungerade. Unter der Annahme, daß das auf die Führungscodes CH und CL folgende Bit Bi das oberste Bit ist und das B_n das letzte Bit ist, ist n ungerade. Ferner ist die Gesamtbitzahl vom Führungscode CH bis zum letzten Bit B_n des hohen Pegels ungerade, wenn die Führungscodes CH und CL jeweils als ein Bit angesehen werden.

In dieser Ausführungsform ist sowohl der hohe Pegel als auch der niedrige Pegel eines Signals als eine Biteinheit festgelegt. Daher sind das vorderste Bit und das letzte Bit immer hochpegelige Bits, wenn die Gesamtanzahl der Bits ungerade ist, und daher ist es nicht erforderlich, ein Stopbit vorzusehen. Durch die dem Stopbit entsprechende Übertra­ gungszeit wird die Übertragungszeit verkürzt, und die Diskrimination des Empfangs kann vereinfacht werden.

Im folgenden wird das Format (der Signalinhalt) einer in Fig. 18 gezeig­ ten Signalgruppe beschrieben.

Die Codes CH und CL des hohen Pegels und des niedrigen Pegels sind Führungscodes, und es sind Codes, die die Empfangsvorrichtung 130 die Signalübertragung erkennen lassen. Das Bit B1 ist das Umkehrbit zum unterscheiden, ob diese Signalgruppe aus invertierten Signalen oder aus nicht-invertierten Signalen zusammengesetzt ist, B2 und B3 sind die vorstehend beschriebenen Paritätsbits, und jedes Bit von B4 bis Bn bedeutet die übertragene Information (die übertragenen Daten). Daher sind die Bits B4 bis Bn die Bits für den Datentransfer. Die in Fig. 18 gezeigte Signalgruppe S zeigt den Fall, daß die Vorrichtung X-Y-Koor­ dinaten-Informationen (Koordinatendaten sowie mit den Koordinaten­ daten verwendete Schaltinformationen sendet, wobei die Gesamtbitan­ zahl von B4 bis Bn 18 Bit beträgt, wobei 8 Bit von B6 an unter den Bits die Position auf der X-Achse darstellen und die nachfolgenden 8 Bit die Position auf der Y-Achse darstellen. Die verbleibenden 2 Bits sind Scha­ ltinformationen, um den Bedienstatus der beiden am häufigsten im Zu­ sammenhang mit der Koordinateninformation in einer Maus als Tast­ schalter verwendeten Schalter anzuzeigen.

Wenn die Dauer des Umkehrbits B1, wie in den Fig. 18 und 19 gezeigt, T beträgt, was den Wert "0" des Binärsignals bedeutet, heißt dies im Hinblick auf das Umkehrbit B1, daß die Werte "1" und "0" des mit jedem nachfolgenden Bits ausgedrückten Binärsignals ohne Umkehrung erkannt werden sollten. Wenn die Dauer des Umkehrbits B1 2T beträgt, was den Wert "1" des binären Signals bedeutet, meint dies, daß das mit jedem nachfolgenden Bit ausgedrückte Binärsignal Übertragungsdaten hat, bei denen die Codes "1" und "0" invertiert sind. Wenn das Um­ kehrbit B1 "1" beträgt, wird in dem Diskriminator 137 der in Fig. 25 dargestellten Sendevorrichtung 130 das exklusive ODER des mit nach­ folgenden Bits in der Signalgruppe S ausgedrückten Binärsignals berech­ net, das Signal mit den gegenseitig invertierten Codes "1" und "0" des Binärsignals wird zurückgespeichert.

Obgleich Gruppen von Signalen (Signalgruppen) S1, S2, S3, ..., sequen­ tiell gepulst mit einem vorbestimmten Intervall t3 (beispielsweise 4 ms) von der selben Vorrichtung 120 zu der Empfangs-Vorrichtung 130 ge­ sendet werden, wird, wie in Fig. 17 dargestellt, der Ausdruck des Bi­ närsignals jedes Bits nach dem Umkehrbit B1 jeder Signalgruppe regel­ mäßig wiederholt, wie S1 nicht invertiert ist, S2 invertiert ist, S3 nicht invertiert ist, S4 invertiert ist, usw., d. h., eine invertierte Signalgruppe und eine nicht-invertierte Signalgruppe werden abwechselnd regelmäßig pro Signalgruppe wiederholt.

Da dies so ist, kann die Übertragungszeit der Daten in einer Menge mit mehreren Signalgruppen verkürzt werden. Wenn beispielsweise 8 Bit von 16 Bits vom Bit B4 an bis zum Bit Bn die Dauer T aufweisen, d. h., den Wert "0" des Binärsignals, wird die Gesamtdauer der Signalgruppe S am kürzesten, wenn jedoch alle Bits die Dauer 2T aufweisen, d. h. den Wert "1" des Binärsignals haben, wird die Gesamtdauer der Signalgrup­ pe S am größten. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß diese längste Signalgruppe unterbrochen mit der Lückenzeit t3 übertragen wird, ist es erforderlich, eine große Zeitgrenze für die Datenverarbei­ tung in der Sende-Vorrichtung 120 und in der Empfangs-Vorrichtung 130 sicherzustellen, insbesondere für die Datenverarbeitung in der Em­ pfangsapparatur 130, wo es erforderlich ist, daß die Datenverarbeitungs­ zeit für die längste Dauer passend ist.

Wie vorstehend beschrieben, wird jedoch das mit jedem Bit der nachein­ ander mit Unterbrechungen gesendeten Signalgruppen S1, S2, S3, ..., ausgedrückte Binärsignal pro Signalgruppe wiederholt, da eine Signal­ gruppe invertiert ist, und die nachfolgende Signalgruppe nicht invertiert ist, und alle Bits des gesendeten Signals werden "0" des Binärsignals, wenn Koordinatendaten, bei denen alle Bits den Wert "1" annehmen, in der invertierten Signalgruppe als S1, S2, S3, ..., gesendet werden, so daß die Gesamtdauer aller Bits kurz wird. Daher werden die längste Signalgruppe und kürzeste Signalgruppe abwechselnd pro Signalgruppe gesendet, und bei Betrachtung einer Menge mit einer vorbestimmten Anzahl von Signalgruppen, kann die Gesamtverarbeitungszeit dieser Menge verkürzt werden.

Wie unten stehend im Detail beschrieben wird, wird die Länge der Signalgruppe S infolge zahlreicher Werte "0" des Binärsignals unter dem X-Y-Koordinaten ausdrückenden 16-Bit-Signal kurz, wenn X-Y-Koor­ dinaten-Informationen (auch Daten) von der Eingabevorrichtung 3 wir in Fig. 1 gezeigt zu dem Hauptchassis der Vorrichtung bei einer bestimm­ ten Koordinatenposition gesendet werden, wohingegen bei einer anderen Position die Dauer der Signalgruppe S lang wird, da zahlreiche Werte "1" des Binärsignals in dem X-Y-Koordinaten ausdrückenden 16-Bit- Signal sind. Wenn das X-Y-Koordinaten ausdrückende Binärsignal pro Signalgruppe S wiederholt wird, wird die Dauer der gesamten Mengen gemittelt, da eine Signalgruppe invertiert und die nachfolgende Signal­ gruppe nicht invertiert wird, wobei sie als Menge der vorbestimmten Anzahl von Signalgruppen bei jeder X-Y-Koordinatenposition angesehen werden. Daher ist es bei dem Diskriminator 137 der Empfangs-Vor­ richtung 130, anderen arithmetischen Verarbeitungsschaltungen des Hauptchassis der Vorrichtung oder dergleichen nicht erforderlich, einen großen Zeitspielraum zu sichern, da Signalgruppen mit der längsten Dauer nicht fortwährend gesendet werden. Darüber hinaus wird es mög­ lich, die Datenverarbeitung effizient auszuführen, da während der Bewe­ gung der Z-Achse der Eingabe-Vorrichtung 3 die Dauer der vorbe­ stimmten Anzahl von Mengen der Signalgruppen gemittelt werden.

Ferner ist der Vorzug der Ausführung einer Umkehrung/einer Nicht- Umkehrung nicht auf den Fall beschränkt, daß, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, sowohl der hohe Pegel als auch der niedrige Pegel eines Signals als Biteinheit festgelegt ist.

Ferner ist es für den Fall, daß eine Signalgruppe mit zu übertragenden Daten Codes "1" und "0" und eine nicht-invertierte Signalgruppe regel­ mäßig wiederholt werden, zu bevorzugen, abwechselnd die Inversion und die Nicht-Inversion pro Signalgruppe wie vorstehend beschrieben zu wiederholen, es ist beispielsweise jedoch auch möglich, Inversion und Nicht-Inversion alternativ alle zwei oder drei Signalgruppen zu wieder­ holen, und es ist möglich, zwei nicht-invertierte Signalgruppen und eine invertierte Signalgruppe zu kombinieren. Um die Gesamtübertragungs­ zeit von Mengen mehrfacher Signalgruppen zu mitteln, wird es bevor­ zugt, die gleiche Anzahl von Signalgruppen mit invertierten Daten und Signalgruppen mit nicht-invertierten Daten gegenüber der Menge der vorbestimmten Anzahl von Signalgruppen einzuschließen.

Bei der in den Fig. 18 und 19 dargestellten Signalgruppe S stellen die 18 Bits beginnend mit dem Bit B4 bis zum Bit Bn Bits zur Datenüber­ tragung dar, und Positionsinformationen der X-Y-Koordinaten (Koor­ dinatendaten) und dergleichen sind durch diese 18 Bits gegeben. Obzwar schon das Minimum (2 Bits) an mit den Koordinatendaten benutzten Bedienschalter-Signalen in diesen 18 Bits enthalten sind, sind die Be­ diensignale, die die Betätigung verschiedener anderer Schalter in der Eingabe-Vorrichtung 3 ausdrücken, nicht enthalten. Nur das Minimum (2 Bits) an Daten in den Signalgruppen S1, S2, S3, ..., sequentiell übertragen wird, werden auf diese Weise Koordinatendaten zum Gegen­ stand der Signalgruppen, die Dauer pro Signalgruppe kann verkürzt werden, und die Auflösung des Sendens/des Empfanges von sich zeitlich sequentiell ändernden Koordinatendaten kann erhöht werden, wenn die Z-Achse der Eingabe-Vorrichtung 3 veranlaßt wird, sich zu bewegen.

Es ist jedoch ebenfalls notwendig, Informationen über Schalterbetäti­ gungen von der Eingabe-Vorrichtung 3 an das Hauptchassis der Vor­ richtung zu senden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Bedien­ informationen (Bediensignal) enthaltende Signalgruppe Sa gesendet, wenn irgend ein Bedienschalter oder andere Bedienelemente in der Ein­ gabe-Vorrichtung 3 betätigt werden. Daher werden Signalgruppen, bei denen X-Y-Koordinaten in 18 Bit beginnend mit dem Bit B4 bis zum Bn den Gegenstand bilden, als S1, S2, S3, ..., gesendet, wenn die Z-Achse der Eingabe-Vorrichtung 3 veranlaßt wird, sich zu bewegen, und wäh­ rend dieser Zeit wird die Signalgruppe Sa bei der Bediendaten in 18 oder 16 Bits einschließlich der Datenrelation zur Bedieninformation den Gegenstand bilden, unter die Signalgruppen S1, S2 und S3 eingefügt und in dem gleichen Intervall t3 gesendet, wenn ein Bedienelement der Ein­ gabe-Vorrichtung 3 betätigt wird. Was das Verhältnis von Signalgruppen mit Koordinatendaten zu Signalgruppen mit Bedieninformationen wäh­ rend dieser Zeit betrifft, können beide Signalgruppen abwechselnd ge­ sendet werden, und die Signalgruppen können auch in dem Verhältnis von zwei oder drei Signalgruppen mit Koordinatendaten zu einer Signal­ gruppe Sa mit den Bediendaten gesendet werden.

Hierbei ist der Signalinhalt der die Bediendaten enthaltenden Signalgrup­ pe Sa im wesentlichen der gleiche wie derjenige der in Fig. 18 gezeigten Signalgruppe S einschließlich des Umkehrbits B1, der Paritätsbits B2 und B3 und ferner der durch die Bediendaten ersetzten Koordinatendaten in den 18 Bits beginnend von B4 bis Bn.

Es ist jedoch erforderlich, in der Empfangs-Vorrichtung 130 und in dem Hauptchassis der Vorrichtung zu erkennen, ob die gesendeten Signal­ gruppen Signale bezüglich der Koordinatendaten oder der Bediendaten sind. Für diese Erkennung wird, wie in den Fig. 18 und 19 gezeigt, die Dauer des hohen Pegels CH des Führungscodes als 4T eingestellt, und die Dauer des niedrigen Pegels CL als 2T eingestellt, wenn diese Signal­ gruppen zum Senden der X-Y-Koordinaten betreffenden Daten sind. Wenn sie, wie in Fig. 20 gezeigt, die Signalgruppe Sa einschließlich der sich auf Bediensignale beziehenden Daten sind, wird die Dauer des hohen Pegels CH des Führungscodes auf 4T eingestellt, und die Dauer des niedrigen Pegels CL wird auf 4T eingestellt. Im Diskriminator 137 der Empfangs-Vorrichtung 130 oder im Abschnitt für die arithmetische Verarbeitung im Hauptchassis der Vorrichtung wird durch Messen, ob die Dauer des niedrigen Pegels CL des Führungscodes 2T oder 4T beträgt, ob sie Koordinatendaten betreffende Signalgruppen oder Bedien­ daten betreffende Signalgruppen sind.

Zusätzlich wird, wie vorstehend beschrieben, die Dauer einer Periode des aus CH und CL zusammengesetzten Führungscodes im Diskrimina­ tor 137 gemessen, wenn die Signalgruppen durch Messen der Dauer einer Periode des hohen Pegels und des niedrigen Pegels im Diskrimina­ tor 137 diskriminiert werden. Die Dauer des hohen Pegels CH des Führungscodes sowohl in den Signalgruppen mit Koordinatendaten als auch in Signalgruppen mit Bediensignalen beträgt 4T. Daher kann durch Messen der Periode von CH und CL diskriminiert werden, daß CL 2T beträgt, wenn dies 6T beträgt, und falls es 8T beträgt, kann diskrimi­ niert werden, daß CL 4T beträgt.

Bei der in Fig. 20 gezeigten Signalgruppe Sa mit Bediensignalen wird die Dauer von CL als 4T betragend erkannt, und durch Messen der Periode dieses CL und des nachfolgenden Bits B1 kann die Dauer des Bits B1 in Erfahrung gebracht werden. Daher wird CL auch in diesem Fall das Bezugsbit B0 für die Periodenmessung.

Ferner ist es bei der Koordinatendaten sendenden Signalgruppe S(S1, S2, S3, ...) möglich, daß diese Vorrichtung Bits für Bediensignale der Bedienelemente mit hoher Nutzungshäufigkeit in der Eingabe-Vorrich­ tung 3 mit Koordinatendaten in den 16 Bits beginnend von Bit B4 bis Bn außer B4 und B5 (oder höhere Bits) aufweist, Bediensignale mit hoher Nutzungshäufigkeit mit den Koordinatendaten überträgt und die Bedien­ signale mit einer anderen, in Fig. 20 gezeigten Signalgruppe Sa sendet, wenn das Bedienelement mit geringer Nutzungshäufigkeit betätigt ist.

Darüber hinaus kann diese Vorrichtung als eine Sende-/Empfangs-Vor­ richtung zur Fernbedienung und dergleichen für andere Vorrichtungen verwendet werden, da eine Sende-/Empfangs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das Senden/Empfangen der Koordina­ tendaten und der Bediendaten aus der Eingabe-Vorrichtung 3 mit dem Hauptchassis der Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, begrenzt ist. Im übrigen ist es möglich, neben Infrarotstrahlen optische Kommunikation oder Funkkommunikation für das Senden und das Empfangen zu benut­ zen.

Im folgenden wird eine Eingabe-Vorrichtung oder eine Positions-Detek­ tions-Vorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 27 ist eine Darstellung, die die grundlegende Struktur einer Posi­ tions-Detektions-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 28 ist ein Blockschaltbild von dessen Detektionsabschnitt, und Fig. 29 ist eine vergrößerte Struktur der Detektionsschaltung zeigende Dar­ stellung.

Da die in Fig. 27 dargestellte Positions-Detektions-Vorrichtung eine Position einer sich bewegenden Lichtquelle 201 auf zweidimensionalen X-Z-Koordinaten detektiert, ist sie beispielsweise bei einem zweidimen­ sionalen Eingabegerät für einen Computer, für die Detektion sich bewe­ gender Ziele in einer Fabrik, für eine Spielmaschine und dergleichen anwendbar.

Auf den zweidimensionalen X-Z-Koordinaten ist eine Lichtquelle 201 vorgesehen. Diese sich bewegende Lichtquelle 201 emittiert gepulste Infrarotstraheln. Im Falle des zweidimensionalen Eingabegerätes für einen Computer ist beispielsweise dies sich bewegende Lichtquelle 201 an der Spitze eines Griffels oder desgleichen vorgesehen. In Fig. 27 ist die Position der sich bewegenden Lichtquelle 201 als (x₀, Z₀) dargestellt.

Sei H eine Ebene senkrecht zu der X-Z-Koordinatenebene, die sich in Richtung auf die X-Achse erstreckt. Auf dieser Ebene H ist ein Paar von Detektionsabschnitten A_i und A_-i angeordnet. Es ist festgelegt, daß ein Abstand zwischen dem Ursprung O der X-Achse und dem Detek­ tionsabschnitt A_i + i£p beträgt, und ein Abstand zwischen dem Ursprung O der X-Achse und dem Detektionsabschnitt A_-i beträgt -i£p, wobei i eine ganze Zahl und p eine Entfernung in einer vorbestimmten Einheit ist.

Bei jedem der Detektionsabschnitte A_i und A_-i ist ein entlang der Rich­ tung der X-Achse geteilter Lichtempfangsteil 202 vorgesehen, und an dessen Vorderseite ist eine Blende 204 mit einer Öffnung 203 mit einer regelmäßigen Weite vorgesehen. Es ist festgelegt, daß Lichtempfangs­ ausgangssignale von jedem Lichtempfangselement des geteilt Lichtem­ pfangsteils 202 bei dem Detektionsabschnitt A_i R_i sowie L_i betragen, und die Lichtempfangsausgangssignale von jedem Lichtempfangselement des geteilten Lichtempfangsteils 202 bei dem Detektionsabschnitt A_-i R_-i sowie L_-i beträgt. Jedes geteilt Lichtempfangsteil 202 beider Detektions­ abschnitte A_i und A_-i ist auf der gleichen Ebene H angeordnet.

Zunächst wird der Lichtdetektionsbetrieb der sich bewegenden Licht­ quelle 201 bei dem Detektionsabschnitt A unter Bezugnahme auf Fig. 30 beschrieben werden.

Fig. 29 zeigt den Fall, bei dem der Mittelpunkt des Detektionsabschnit­ tes A auf dem Ursprung O der X-Achse liegt. Es wird festgelegt, daß die Koordinate der sich bewegenden Lichtquelle gleich ist (x₀, Z₀).

Es wird festgelegt, daß die Öffnungsgröße der Komponente in Richtung der X-Achse der Öffnung 203 bei der Blende 204 gleich a ist, und die Entfernung zwischen der Blende 204 und dem geteilten Lichtempfangs­ teil 202 gleich d ist. Der Positionierfehler gegenüber der Z-Achse an der Stelle, bei der die Mittenlinie O1 des Lichtes, die die sich bewegende Lichtquelle 201 mit dem Ursprung O der X-Achse verbindet und sich zu dem geteilten Lichtempfangsteil 202 erstreckt, geschnitten wird, wird als Δw festgelegt. Schließlich wird die Breite des Flecks in Richtung der X- Achse, den das Licht, das durch die Öffnung 203 hindurchgelangt und das die geteilten Lichtempfangsteile 202 beleuchtet, als w bezeichnet.

Aus der Ähnlichkeitsgleichung eines Dreieckes wird erzielt:

w = a{(z₀ + d)/Z₀} (12)

Da die Variable d gegenüber z₀ klein ist, beträgt der Bruch auf der rechten Seite des Ausdruckes (12) ungefähr 1, und daher gilt:

w ≅ a (13)

In ähnlicher Weise wird der Ausdruck

Δw = x0 . d/z₀ (14)

aus der Ähnlichkeitsgleichung für ein Dreieck gewonnen.

Die Lichtempfangsausgangssignale bei jedem Lichtempfangselement des geteilten Lichtempfangsteils 202 werden als R und L definiert. Die Summe der beiden Lichtempfangsausgangsignale (R + L) ist proportional der Fleckbreite W. Das Lichtempfangsausgangssignal R bei einem Licht­ empfangselement ist proportional zu {(w/2) - Δ}, und das Lichtempfangs­ ausgangsignal R bei einem anderen Lichtempfangselement ist proportio­ nal zu {(w/2) + Δw}. Aus diesen Beziehungen kann abgeleitet werden:

(R - L)/(R + L) = {(w/2 - Δw) - (w/2 + Δw)}/w = -2Δw/w (15)

Das Substituieren des Ausdruckes (13) und des Ausdruckes (14) in dem Ausdruck (15) führt zu:

(R - L)/(R + L) ≅ (2d/a)(x₀/z₀) (16)

In dem Ausdruck (16) ist der Wert für (2d/a) eine Konstante. Und (x₀/z₀) ist gleich tan θ.

Somit werden vorstehende Berechnungen auf die Fig. 27 angewendet.

Da die Mittenachse Z_i des in Fig. 27 dargestellten Detektionsabschnittes A_i sich auf den Ursprung O der X-Achse in Fig. 29 in Richtung auf die X-Achse um (+i . p) bewegt, wird in dem Ausdruck (16) der Wert (x₀) durch den Ausdruck (-i . p + x₀ ) ersetzt, so daß der Ausdruck (R^{i -} Lⁱ)/(Rⁱ + L_i ) erzielt wird. Daher gilt:

(R_i - L_i)/(R_i + L_i ) = (2d/a){(x₀ - i . p)/z₀} (17)

Da die Mittenachse Z_-i des Detektionsabschnittes A_-i sich gegen den Ursprung O der X-Achse in Fig. 30 in Richtung auf die X-Achse um (-i . p) bewegt, wird auf ähnliche Weise folgender Ausdruck gewonnen:

(R_-i - L_-i)/(R_-i + L_-i) = (2d/a){(x₀ + i . p)/z₀} (18)

Sei S_i die Summe der Ausdrücke (17) und (18), so gilt:

S_i = (R_i - L_i)/(R_i + L_i) + (R_-i - L_-i)/(R_-i + L_-i) = (4d/a)(x₀/z₀) (19)

Sei T_i die Differenz des Ausdruckes (18) von dem Ausdruck (17), so gilt:

T_i = (R_i - L_i)/(R_i + L_i) - (R_-i - L_-i)/(R_-i + L_-i) = -(4d . i . p/a)(1/z₀) (20)

Diese Werte S_i und T_i werden aus der in Fig. 28 dargestellten Schaltung gewonnen. Diese Ausgangsignale werden dem Mikrocomputer zuge­ speist, und die Koordinaten (x₀, x₀ ) der sich bewegenden Lichtquelle 201 werden berechnet. Diese Berechnung wird im folgenden beschrieben.

Bei dem in dem Ausdruck (19) gewonnenen Wert S_i ist (4d/a) eine Konstante, und (x₀/z₀ ) ist gleich tan θ. Bei dem aus der Gleichung (20) gewonnenen Wert T_i ist (4d . i . p/a) eine Konstante, und lediglich (1/z₀) ist eine Koordinatenvariable.

Daher wird zuerst die Position Z₀ auf der Z-Koordinate der sich bewe­ genden Lichtquelle 201 durch Programmberechnung in dem Mikrocom­ puter aus T_i berechnet, und daraus und aus S_i wird die Position x₀ auf der X-Koordinate gewonnen. Im Hinblick auf die vorstehenden Aus­ drücke, kann die Position der sich bewegenden Lichtquelle 201 auf zweidimensionale Koordinaten unter Verwendung ausschließlich der Rechenarten Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division gewon­ nen werden. Da die Berechnung trigonometrischer Funktionen nicht erforderlich ist, wird die Software für den Mikrocomputer einfach und die Last auf der Schaltung wird sehr leicht.

Wir in Fig. 27 dargestellt, ist die vorliegende Erfindung in der Lage die Koordinaten (x₀, z₀) der sich bewegenden Lichtquelle 201 lediglich durch Vorsehen eines Paares der Detektionsabschnitte A_i sowie A_-i berechnen. Wenn jedoch die Detektionsabschnitte nur ein Paar bilden, erscheinen Schwankungen des den geteilten Lichtempfangsteil 202 emittierenden Lichtfleckes und Schwankungen der Genauigkeit des Lichtempfangs des geteilten Lichtempfangsteils 202 direkt als Berechnungsfehler der Koor­ dinatenposition der sich bewegenden Lichtquelle. Um die Detektion der Position mit noch höherer Genauigkeit durchzuführen, ist es, wie in Fig. 30 gezeigt, zu bevorzugen, eine Mehrzahl von gepaarten Detektions­ sektionen auf der sich entlang der X-Achse erstreckenden Ebene H vorzusehen.

In Fig. 30 sind die Detektionsabschnitte A₁ und A_-1 gegenüber der Z- Achse (dem Ursprung O der X-Achse) mit der Entfernung P angeordnet, und das nachfolgende Paar von Detektionsabschnitten A₂ und A_-2 sind im Abstand 2P gegenüber der Z-Achse angeordnet. Wenn die Anzahl Paare der gepaarten Detektionsabschnitte als n angenommen wird, beträgt der Abstand zwischen dem n-ten Paar der gepaarten Detektionsabschnitte A_n sowie A_-n und der Z-Achse nP (wobei n eine ganze Zahl ist). Bei allen Detektionsabschnitten sind die geteilten Lichtempfangsteile 202 auf der gleichen Ebene H angeordnet. Da in Fig. 30 ferner die Blende 204 eine Öffnung 203 der Größe a vor jedem geteilten Lichtempfangsteil 202 aufweist, ist dieses in Fig. 30 nicht veranschaulicht.

Die Werte von S. und T_i bei jeder Menge gepaarter Detektionsabschnitte ist gleich dem Wert in dem Fall, bei dem Ausdruck (19) und der Aus­ druck (20) i eingesetzt wird als 1, 2, 3, ..., N (zusätzlich hat S. nicht das Item i). Durch Erzielen der Werte durch kumulative Addition der Werte von S_i und T_i, die an den Mengen der gepaarten Detektionsab­ schnitte gewonnen sind, und bezeichnen als S und T, wird der Ausdruck

S = ⁿΣ_i=1 Sⁱ = (4d . n/a)(x₀/z₀ ) (21)
T = ⁿΣ_i=1 T_i = -(2d .n(n + 1). p/a)(1/z₀)

erzielt. Durch Verwendung von den aus dem Ausdruck (21) gewonnenen Größen S und T kann die Detektionsgenauigkeit der sich bewegenden Lichtquelle 201 stark gesteigert werden. Daher wird im Hinblick auf das Gewinnen der Detektionsfehler in dem Fall, daß eine Menge der gepaar­ ten Detektionsabschnitte verwendet wird, und beim statistischen Berech­ nen der Detektionsfehler als Detektionsfehler der mehrfachen Mengen an Detektionsabschnitten erwogen, daß die Detektionsfehler eine Normal­ verteilung ergeben. Wird die Varianz der Detektionsfehler einer Menge von Detektionsabschnitten bei einer Normalverteilung mit σ_i ² bezeichnet, beträgt die Varianz σ² im Fall von n Mengen von Detektionsabschnitten

σ² = σ_i ²/n (22)

Daher wird der Detektionsfehler umso kleiner, je größer die Zahl n ist.

In der Ausführungsform nach Fig. 30 beträgt der Abstand zwischen dem ersten Satz Detektionsabschnitte A₁ und A_-1 und dem Ursprung O der X- Achse P, die Entfernung zwischen dem nachfolgenden Satz Detektions­ sektionen A₂ und A_-2 und dem ersten Satz an Detektionsabschnitten A₁ und A_-1 P, und daher sind alle Detektionsabschnitte mit dem gleichen Rasterabstand voneinander gefluchtet, wobei dieser Rasterabstand P optional als Bewegungsbereich der sich bewegenden Lichtquelle 201 festgesetzt werden kann. Es ist jedoch zu bevorzugen, den Abstand zwischen dem ersten Satz an Detektionsabschnitten A₁ und A_-1 und dem Ursprung O der X-Achse auf L größer P festzusetzen, und die nachfol­ genden Sätze an Detektionsabschnitten und die nachfolgenden Sätze mit gleichem Rasterabstand P anzuordnen. In diesem Fall wird die Berech­ nung von S und T besonders einfach ähnlich zu derjenigen in Ausdruck (15).

In der vorstehend erwähnten Ausführungsform bewegt sich die Bewe­ gungsposition der sich bewegenden Lichtquelle 201 ähnlich zu derjeni­ gen in der vorstehenden Ausführungsform, wenn die sich bewegende Lichtquelle 201 sich auf dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinaten bewegt, obgleich die sich bewegende Lichtquelle 201 auf den zweidimensionalen X-Z-Koordinaten, wie in Fig. 21 gezeigt bewegt. Jeder Detektionsab­ schnitt weist in diesem Fall ein viergeteiltes Lichtempfangsteil auf.

Die Position der sich bewegenden Lichtquelle 201 auf den X-Z-Koor­ dinaten kann mit den Lichtempfangssignalen R_i und L_i sowie R_-i und L_-i von den auf die X-Achse hin ausgerichteten geteilten Lichtempfangs­ teilen detektiert werden, und die Position der sich bewegenden Licht­ quelle 201 auf den Y-Z-Koordinaten kann mit den Lichtempfangsaus­ gangssignalen R_j und L_j sowie R_-j und L_-j von den auf die Y-Achse in ausgerichteten geteilten Lichzempfangsteilen berechnet werden, und daher kann die Position der sich bewegenden Lichtquelle 201 auf den dreidimensionalen Koordinaten erkannt werden. Obgleich der Detek­ tionsabschnitt mit dem viergeteilten Lichtempfangsteil und der Blende mit den vier Detektionsabschnitten in einem Stück gesetzt ist, wird durch Vorsehen mehrfacher, auf die X-Y-Ebene ausgerichteter Sätze eine noch größere Detektionsgenauigkeit möglich.

Bei dieser Detektion der sich bewegenden Lichtquelle in dreidimensiona­ len Koordinaten wird eine Anwendung bei einer dreidimentionalen Ein­ gabe-Vorrichtung für eine Computer und für eine "virtual reality"-Vor­ richtung möglich, wir vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung den Winkel eines Detektionsabschnittes mit einer Quelle von Bezugslicht zweidimensional detektieren, und zusätzlich kann sie den Drehwinkel eines Detektionsabschnittes gegenüber der Z-Achse aus der bei einem Lichtempfangsteil empfangenen Lichtempfangsmenge detektie­ ren. Daher kann für den Fall, daß eine Eingabe einer Position auf X-Y- Koordinaten vorgenommen wird, eine Korrektur der Rotationsgröße der X-Y-Koordinaten zu dem Zeitpunkt durchgeführt werden, zu dem der Detektionsabschnitt sich dreht. Da die Detektion eines dreidimentionalen Neigungswinkels möglich ist, ist zusätzlich eine Anwendung bei der sogenannten "virtuellen Realität" (virtual realtiy) möglich.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Übertragungszeit jeder Signal­ gruppe im ganze gemittelt, da für jede von einer Sendevorrichtung ge­ sendeten Signalgruppe eine die invertierten Daten enthaltende Signal­ gruppe und eine nicht-invertierte Daten enthaltende Signalgruppe regel­ mäßig wiederholt werden. Daher kann die Datenverarbeitung effizient gestaltet werden, da es nicht notwendigt wird, beispielsweise einen zeitlichen Spielraum für die Datenverarbeitung einer Empfangsvorrich­ tung auf der Annahme vorzusehen, daß die längste Dauer von Signal­ gruppen fortgesetzt wird.

Zusätzlich werden eine Signalgruppe, bei der Koordinatendaten der Gegenstand sind, und eine Signalgruppe, die Bediendaten enthält, von­ einander getrennt, und die Bediendaten werden nicht gesendet, wenn die Koordinatendaten als Gegenstand gesendet werden, wobei die Signal­ gruppe, bei der Bediendaten den Gegenstand bilden, nur dann gesendet wird, wenn die Bediensignale notwendig sind, und daher kann die Transferrate der Koordinatendaten gesteigert werden, und die Auflösung der Koordinateneingabe kann gesteigert werden.

Ferner kann die Codierung schneller als eine herkömmliche Codierung gestaltet werden, da sowohl der hohe Pegel als auch der niedrige Pegel eines Signals als Biteinheit festgelegt sind, und der Wert des Binärsig­ nals durch seine Dauer ausgedrückt wird. Beispielsweise kann die Über­ tragungsrate durch Festlegen des Wertes "1" des Binärsignals als Dauer 2T gegenüber einer herkömmlichen Infrarotsendung/einem herkömmli­ chen Infrarotempfang verdoppelt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Bestimmen des Richtungswinkels zum Ort einer Lichtquelle, umfassend:

• 1. eine ein Bezugslicht aussendende Lichtquelle (2a),
• 2. eine Detektionssektion (4), die entfernt von der Lichtquelle angeordnet ist;
• 3. eine Arithmetikeinheit für Berechnungen mit Daten aus der Detektionssektion (4);
• 4. wobei die Detektionssektion (4) eine Blende (6) zum Formen eines Lichtflecks (S) aus dem Bezugslicht und einen Lichtempfangsteil (5) mit mehreren Lichtempfangselementen (5a-5d) zum Detektieren dieses Lichtflecks aufweist;
• 5. wobei unter Verwendung eines orthogonalen Koordinatensystems, in welchem die X- und die Y-Achse senkrecht auf der mit der optischen Achse der Blende (6) zusammenfallenden Z-Achse stehen, der Lichtempfangsteil (5) X-seitige Empfangselemente zum Detektieren des Ortes des Lichtflecks (S) in Richtung der X-Achse, sowie Y-seitige Empfangselemente zum Detektieren des Ortes des Lichtflecks (S) in Richtung der Y-Achse aufweist,
• 6. wobei die Arithmetikeinheit die Differenz zwischen den von den X-seitigen Empfangselementen empfangenen Lichtmengen und die Differenz zwischen den von den Y-seitigen Empfangselementen empfangenen Lichtmengen berechnet, und auf der Grundlage der berechneten Differenzdaten den Winkel zwischen der Z-Achse und einer die Lichtquelle (2a) mit der Detektionssektion (4) verbindenden Geraden berechnet,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung (31) vorgesehen ist zum sequentiellen Umschalten der Verbindung der Empfangselemente (5a-5d) derart, daß stets nur eines von ihnen angeschlossen ist, und ein Verstärker (23) vorgesehen ist, der an die Schalteinrichtung (31) angeschlossen ist und dem ein aus den empfangenen Lichtmengen abgeleitetes Verstärkungsregelsignal zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalteinrichtung (31) nachgeordnet sind:

• 1. ein Bandpaßfilter (22),
• 2. der Verstärker (23), und
• 3. eine Detektierschaltung (24).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektierschaltung (24) nachgeordnet sind:

• 1. ein A/D-Wandler (33),
• 2. eine CPU (34) als die Arithmetikeinheit.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die CPU (34) ein D/A-Wandler (35) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal das Verstärkungsregelsignal bildet.