JP2005527792A - 対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的強度が大きく清掃も容易な光電的物体位置・運動検出装置及び方法を提供すること。
【解決手段】 光の波長領域内の波長を有するビームを放射する少なくとも１つの送信要素と、該送信要素によって放射され対象物によって反射散乱されたビームの少なくとも一部を受信する少なくとも１つの受信要素と、送信要素と受信要素の間のビーム路に配される光導体とを含んで構成される、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出する装置において、放射されて前記光導体（１３）を通過した後前記対象物（１０）において散乱されたビームを差込入射する光差込結合手段を該光導体（１３）自身が有することを特徴とする。

Description

関連出願

本出願は、２００２年３月１３日に提出されたドイツ特許出願１０２ １１ ３０７．６に記載された発明に基づく優先権の主張を伴う。従って、当該優先権主張の基礎とされた出願の開示内容は、明らかに本出願の対象をなす。

本発明は、請求項１及び１８の上位概念（前置部）に記載された対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出（認識）する装置及び方法に関する。即ち、本発明は、光の波長領域内の波長を有するビームを放射する少なくとも１つの送信要素と、該送信要素によって放射され対象物によって反射されたビームの少なくとも一部を受信する少なくとも１つの受信要素と、送信要素と受信要素の間のビーム路に配される光導体とを含んで構成される、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出（認識）する装置に関する。更に、本発明は、・光の波長領域内の波長を有するのビームを放射するステップ、・前記ビームが光導体を通過して対象物に到達するステップ、・前記ビームの少なくとも一部が前記対象物によって反射され、該反射されたビームが再び前記光導体内に入射するステップ、・前記反射されたビームを受信して入力信号を生成するステップ、・前記対象物の運動及び／又は位置を求めるために前記入力信号を評価するステップを含む、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出（認識）する方法に関する。

現代の装置の殆どすべてには、操作のためのキー（押しボタン）領域がある。キー領域は、キーの数が僅かに２、３個程度のものからＰＣ（パーソナルコンピュータ）キーボードの規模のものまで種々あり得る。標準的なものとしては、自動装置操作用の３×４個ないし４×４個のキーセグメントのキー領域が開発・確立されている。このようなキーボードは、汚染されやすい外部の領域に配置されることが多い。キーボードに対しては、常時利用可能で、操作が容易でかつ清掃が容易であることが通常要求される。とりわけ一般に開放されている（多数人によって利用される）自動装置の場合は、更に、破壊的な（粗雑な）取り扱いに対する安全性や無菌性の問題が重要となる。

ＵＳ ４，０９２，６４０ Ａ１ ＦＲ ２ ６９３ ８５９ Ａ１

市場で取引されているキーボードは、従来は、その殆どが複数の独立した機械的スイッチ要素から構成されていた。このようなキーボードでは、操作を行う指の押圧力により、電気的コンタクト要素が開閉される。このようなキーボードは、機械的な摩擦を受ける複数の可動部分を含む。

複数の独立したスイッチ要素としては、人体のアンテナ作用を利用する複数のキーを使用するものがある（例えば上掲特許文献１参照）。

しかしながら、このようなキーボードはすべて、摩擦の生成及び効果的な清掃（消毒）を阻害する隙間の存在という点で共通している。シート状キーボードは、（隙間のない）閉じた表面を有するが、この表面は使用される材料の性質上機械的に損傷しやすい。

本発明の請求項１の上位概念（前置部）に関連する上掲特許文献２から、光伝送部材として使用される光学ファイバの使用が知られている。光は、１つの光伝送部材から放射され、対象物によって反射され、他の１つの光伝送部材によって再び捕捉される。

本発明の課題は、この最後に掲げた従来技術を出発点とし、閉じた面の下でも作動可能なキーを構成するための前提を創出することである。

上記の課題は、請求項１の特徴を有する装置及び請求項１８の特徴を有する方法によって解決される。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点により、光の波長領域内の波長を有するビームを放射する少なくとも１つの送信要素と、該送信要素によって放射され対象物によって反射されたビームの少なくとも一部を受信する少なくとも１つの受信要素と、送信要素と受信要素の間のビーム路に配される光導体とを含んで構成される、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出する検出装置が提供される。この装置において、放射されて前記光導体を通過した後前記対象物において散乱されたビームを差込入射する光差込結合手段（Lichtkoppelungsmittel）を該光導体自身が有することを特徴とする。更に、上記の課題を解決するために、本発明の第２の視点により、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出するための検出方法であって、以下のステップ：・光の波長領域内の波長を有するビームを放射するステップ、・前記ビームが光導体を通過して対象物に到達するステップ、・前記ビームの少なくとも一部が前記対象物によって反射され、該反射されたビームが再び前記光導体内に入射するステップ、・前記反射されたビームを受信して入力信号を生成するステップ、・前記対象物の運動及び／又は位置を求めるために前記入力信号を評価するステップ、を含む検出方法が提供される。この検出方法において、反射散乱された前記ビームが、前記光導体自身の光差込結合手段を介して、該光導体内に差込入射されることを特徴とする（形態１８・基本構成２）。

本発明で使用される光導体は、当該光導体を通過するよう放射されたのち、任意の対象物によって任意の角度変化（状態）で反射散乱された光が（再び）当該光導体内に差込入射されることが少なくとも可能であるように構成される。

更なる利点は、各従属請求項から得られる。即ち、
（２）上記形態１の装置において、前記光差込結合手段は、前記対象物によって前記光導体の長手延在方向に対し横方向ないし横断方向（直交方向）に散乱された光を該光導体に差込入射するよう構成されることが好ましい（形態２）。
（３）上記形態１又は２の装置において、前記送信要素から放射され前記光導体を通過するビームが、前記対象物と反対側の面から横方向ないし横断方向に該光導体を通過するように放射されることが好ましい（形態３）。
（４）上記形態１〜３の装置において、前記送信要素によって放射され前記光導体に沿って進行するビームが、前記対象物によって散乱される前に、前記光差込結合手段によって少なくとも部分的に該光導体から射出されるよう構成されることが好ましい（形態４）。
（５）上記形態１〜４の装置において、前記光差込結合手段は、前記光導体内での、好ましくは前記光伝送要素の、好ましくは該光導体に対し横方向ないし横断方向に接近する前記対象物から反対側の前記面において一体的に形成される（durch Einformungen）ことが好ましい（形態５）。
（６）上記形態１〜５の装置において、前記光導体は、好ましくは空間的にそれぞれ１つの送信要素に割り当てられる、複数の光差込結合手段を有することが好ましい（形態６）。
（７）上記形態１〜６の装置において、複数の送信要素が、キーボードとして構成され、該キーボードの各キーは、それぞれ１つの好ましくは弓状ないし円セグメント状の光差込結合手段に割り当てられることが好ましい（形態７）。
（８）上記形態１〜７の装置において、前記光差込結合手段は、部分的にのみ、好ましくは凡そ５０％以下の割合で、前記光導体に陥入（eindringen）するよう構成されることが好ましい（形態８）。
（９）上記形態１〜８の装置において、複数の測定ビーム路に光を送り込む複数の送信要素を多重制御するためのクロック発信器、及び該クロック発信器によって制御されると共に検出信号を測定値として個々の前記測定ビーム路に割り当てる同期復調器を有する外部光補償装置を有すること、及び得られた（測定）値に応じて、外部光補償用の光を放射する少なくとも１つの補償ＬＥＤを有することが好ましい（形態９）。
（１０）上記形態９の装置において、前記補償ＬＥＤは、前記光導体の縁部に配置されることが好ましい（形態１０）。
（１１）上記形態９又は１０の装置において、前記補償ＬＥＤは、前記光導体の傾斜端面に配置されることが好ましい（形態１１）。
（１２）上記形態９〜１１の装置において、前記補償ＬＥＤは、複数の前記送信要素のうちの１つによって構成されることが好ましい（形態１２）。
（１３）上記形態１〜１２の装置において、前記光導体の縁部、好ましくは傾斜端面に配される送信要素及び／又は受信要素は、前記光差込結合手段から離隔するよう配置されることが好ましい（形態１３）。
（１４）上記形態１〜１３の装置において、複数の前記光差込結合手段は、マトリックス状に配置されることが好ましい（形態１４）。
（１５）上記形態１〜１４の装置において、複数の前記光差込結合手段は、円状に配置されることが好ましい（形態１５）。
（１６）上記形態１〜１５の装置において、前記受信要素によって求められる信号は、文字認識の入力として使用されることが好ましい（形態１６）。
（１７）上記形態１〜１６の装置において、前記送信要素は、当該送信要素に割り当てられたキーの操作後、照明された（点灯）状態に維持されることが好ましい（形態１７）。
（１８）前記形態１８のとおり（基本構成２）。
（１９）上記形態１８の方法において、前記光差込結合手段は、前記対象物によって反射散乱された前記ビームを、前記光導体の長手延在方向に対する横方向ないし横断方向（直交方向）に該光導体内に差込入射することが好ましい（形態１９）。
（２０）上記形態１８又は１９の方法において、前記送信要素から放射され前記光導体に沿って進行するビームは、前記対象物によって反射散乱される前に、前記対象物と反対側の面から射出され、横方向ないし横断方向に該光導体を通過するよう放射されることが好ましい（形態２０）。
（２１）上記形態１８〜２０の方法において、前記送信要素から放射され前記光導体に沿って進行するビームは、前記対象物によって散乱される前に、前記光差込結合手段によって少なくとも部分的に前記光導体から射出されることが好ましい（形態２１）。
（２２）上記形態１８〜２１の方法において、多重制御的に作動される複数の送信要素が光を放射すること、及び求められた前記入力信号が前記複数の送信要素に由来する光成分（複数）に分解されること、及び前記求められた入力信号に応じて、少なくとも１つの外部光補償用の補償ＬＥＤが制御されることが好ましい（形態２２）。
（２３）上記形態１８〜２２の方法において、補償ＬＥＤとして、前記複数の送信要素のうちの１つが使用されることが好ましい（形態２３）。
（２４）上記形態１８〜２３の方法において、前記受信要素によって求められた信号は、文字認識のための入力として使用されることが好ましい（形態２４）。
（２５）上記形態１８〜２４の方法において、前記送信要素は、当該送信要素に割り当てられたキーの操作後、照明された（点灯した）状態に維持されることが好ましい（形態２５）。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。尤も、以下の実施例は単なる例に過ぎず、本発明の技術的思想は、以下の特定の態様に限定することは意図しない。

図示の装置は、対象物１０の運動及び／又は位置を光電的に検出（認識）するための装置である。例えば、対象物１０としての指がキーボードに接近する様子を見出すことができる。この装置は、赤外線から紫外線に至る波長領域の波長を有する光ビームを放射する少なくとも１つの送信要素１１と、送信要素１１から放射され対象物１０によって（反射）散乱されたビームの少なくとも一部を受信（受光）する少なくとも１つの受信要素１２とを有する。更に、送信要素１１と受信要素１２の間のビーム路には、光導体１３が配される。この光導体１３は、それ自身が、放射されて光導体１３を通過した後、対象物１０において反射散乱され、対象物において角度の変化を受けた光ビームを差込入射する光差込結合手段を有する（即ち、光差込結合手段が光導体自体に形成ないし備えられている）。図１に示したような光差込結合手段１３ａによる光ビームの差込入射は、光差込結合手段が光導体に対し横方向ないし横断方向に（quer；即ち「横切る方向に」。以下「横断方向」で代表する。）入射する光ビームを所定の（入射）角度（以上）で完全に反射した後、光導体内を更に進行させるように光導体内において形成されることによって行われる。従って、光導体に対し横断方向に入射する光は、光導体の光学特性に応じてほぼ直角に偏向されて進行する。光差込結合手段は、入射した光の射出にも使用可能である。

送信要素１１は、図１に示したように、横断方向に光導体を通過するよう放射を行うことができるため、光ビームは、差し当たっては、光導体内には到達しない。というのは、光ビームは、そのために必要な（完）全反射を受けないからである。しかしながら、次に、対象物１０によって反射散乱され、この反射散乱光は、光導体内の光差込結合手段１３ａにおいて完全に反射された後、光導体内に「捕獲」される。換言すれば、光導体１３の反射特性及び光導体に対する送信要素の配置（配向）は、送信要素１１によって放射された光が主として光導体を通過することができるように選択ないし構成される。しかしながら、この光は、対象物１０によって僅かな角度の変化を以って反射散乱されると、図１の実施例では、「捕獲」された光ビームの全反射が可能となるため、当該光は、光導体内を更に進行することができる。送信要素は、通常、光導体の運動及び／又は接近する対象物１０から遠い側に位置する反対面１３ｂに配される。このため、光導体自身が、必要に応じ、操作されるべきキーボードを保護する閉じた表面を形成することも可能である。このような表面を選択することにより隙間はなくなり、機械的又は化学的態様で周囲の影響を強く受ける領域に（任意の）材料を使用することも可能となる。

光導体１３は、複数の光差込結合手段１３ａを有することも可能である。複数の送信要素１１がキーボード（の各キー）を構成できるように、複数の光差込結合手段１３ａの各々に、それぞれ１つの送信要素１１が空間的に割り当てられるのが好ましい。この場合、図２に破線で示したもののような個々のキー１４には、好ましくは（図２の断面図において）弓状ないし円弧状に構成可能な（それぞれ１つの）割り当てられた光差込結合手段１３ａが存在する。各キーのために、発光ダイオードとして構成される送信要素１１を使用するのが好ましい。送信要素１１は、すべて、適切な光学系を介して、付加的な補償ＬＥＤ１５によって同時に照明される受信（受光）要素１２に作用する。光差込結合手段１３ａは、例えば、フライス盤等による切削によって形成することができる。この切削加工（陥凹）部ないし光差込結合手段１３ａはそもそも部分的にしか光導体１３内に入り込んで（陥入して）いないので、残余の光導体内で反射された光は、個々のキー位置から受信要素１２へ到達することができる。光差込結合手段１３ａの光導体への陥入は、凡そ５０％以下であることが好ましい。

送信要素及び受信要素は、原理的に、互いに交替することができる。従って、例えば複数のキーに複数の受信要素を割り当て、例えば各キーにそれぞれ１つの受信要素を割り当てることができ、他方、適切な位置に好ましくは少なくとも２つの送信要素を配することができる。複数の送信要素を含むよう構成される場合は、（複数の）受信要素へ至る１つの光経路が形成可能であることが保証されるべきである。

キーボードとしての適性は、例えばＥＰ ０ ７０６ ６４８ Ｂ１から既知のような外部光補償装置を含むことによって一層大きくなる。この文献の対象（開示内容）は、引用を以ってここに繰り込み本書に記載され、本出願の対象を成すものとする。

上記文献（ＥＰ）では、ガラスプレート上の水滴を検出するために、送信要素と受信（受光）要素との間に２つの測定経路が形成される。送信要素は光ビームを放射し、受信要素は表面又は対象において反射された戻りビームを検出（受光）する。２つの測定経路は、図４にも示したように、クロック発信器２０によって所定の時間間隔毎に（周期的に）作動される。その際、この実施例では、クロック信号は、とりわけキーボードとして構成される場合、更なる送信要素（複数）１１を制御するために、マルチプレクサ２３を介して導かれる。受信要素１２によって検出された検出信号はフィルタ処理され、クロック発信器２０によって制御される同期復調器２１において再び個々の測定経路に割当て可能な信号（複数）に分解される。２つの測定経路を比較することにより求められた使用信号（Nutzsignal）は、評価ユニット２４へ伝送され、評価ユニット２４は、使用信号に応じて装置２５を切り替える（制御する）。

２つの測定経路において一様な反射が行われる場合、ゼロの使用信号が生成する。この使用信号は、シグナルセンタリング段（Signalzentrierstufe）へ伝送される。シグナルセンタリング段の出力端に制御電圧が生起しているか否かにより、（２つの）測定経路に送り込まれる光ビームの量がこの制御電圧によって制御されるため、時定数に応じた検出信号のフィードバック制御が行われる。これは、図示の実施例では、逆相のクロック信号によって作動され、制御器２８における使用信号に基づいて制御される補償ＬＥＤ１５によって実行される。このため、対象物の動的な変化、例えば光導体に対する横断方向の接近、運動及び／又は位置の検出（認識）が可能となり、その際同時に信頼性の高い外部光補償も実現される。

補償ＬＥＤ１５として、実施例から見出される通り、相応に制御され必要に応じ連続駆動状態に維持され、及びその都度まさにクロック制御（作動）されている送信要素１１の補償に必要な補償に依存してクロック依存性の放射出力によって駆動されるただ１つの発光ダイオードを設けることができる。補償ＬＥＤは、図２に示したように、受信要素１２の直近に並置して作動することができると有利である。というのは、補償のための光経路もほぼゼロで十分機能するからである。そのかぎりにおいて、「キー」１４には、（唯１つの）送信要素１１のみが割り当てられるべきであり、受信要素１２及び補償ＬＥＤ１５は、この実施例では、キー１４及びこの送信要素１１から離隔して配置することができる。また、複数の送信要素１１の内の１つそれ自体を補償ＬＥＤ１５として使用することもできる。

そのため、補償ＬＥＤは、光導体１３の縁部に配置すると有利である。図３に示したように、補償ＬＥＤ１５は、光導体の傾斜端面１３ｃに配することも可能である。このため、図３に示したように、光導体の下方の面全体に亘っては導体プレート（Leiterplatte）１６を含まない構成の実現可能性が得られる。このため、（例えば送信要素、受信要素、補償ＬＥＤ等から構成される）光電構造要素群１７を有する導体プレートは、光導体の傾斜端面ないし斜削端面１３ｃの領域にのみ配することができるのに対し、光導体１３自体は、非拘束的（自由利用可能な）キーボードとして外方に突出することができる。尤も、図３の実施例の構造では、受信要素１２及び補償要素１５のみが縁部領域に配置可能なのではなく、送信要素１１自体も、光差込結合手段（要素）１３ａの領域に存在する本来の入力領域から離隔して配設することができる。このため、このような構造では、光導体を例えば平面状に構成してキーボード上に載置することができるが、その際、光電的又は他の構造要素群による妨害を受けない。というのは、光導体は、光電構造要素等と分離しているからである。このため、光電構造要素群全体を１つのボード（Platine）に取り付けること、及び光導体を平坦な状態で載置することが可能になる。尤も、光差込結合要素（手段）を適切に構成することにより光を点状又は縞状に射出し、指によって反射された光を再び（光導体内へ）差込入射することにより、自由利用可能なプレート上にキー式又はスライド式制御器を実現する可能性も得られる。

図示の実施例では、光導体は、その一面１３ｂに光差込結合手段として例えばフライス盤等による切削陥凹部を有するよう構成されている。しかしながら、原理的には、適切な光学的境界面が存在する限りにおいて、例えば注入成形（ないし射出成形；Eingiessen）によって光導体に相応の光差込結合手段を形成することも可能である。境界面を注意深く形成する場合、切削陥凹部によっては場合によっては静力学的に脆弱化されない光導体を製造することができる。

送信要素には、逐次的にクロックが供給される。補償ＬＥＤ１５は、これに合せて制御されて反転したクロックを受容する。その際、ＥＰ ０ ７０６ ６４８ Ｂ１のように、送信要素１１と補償ＬＥＤ１５が受信要素１２において同じ信号振幅を生成するよう、強度は補償ＬＥＤ１５に応じて制御される。これは、幾つかのクロックサイクルのそれぞれに対しすべての送信要素１１に対して周期的に行われる。同期復調器及び制御器２１は、可能な複数の制御回路の各々に対し時間的に順次１つの信号を供給する。この制御信号は、対象物１０の接近時に、例えば図５に示したような推移（出力曲線）を示す。このような態様で作動する相応の光学キーは、ＷＯ ０１／５４２７６ Ａ１から既知である。指の運動によって引き起こされる変化は、ＷＯ ０１／５４２７６ Ａ１から既知の方法に応じて評価される。

原理的には、（１つの）補償ＬＥＤが例えば同じ大きさ（強度）の光を非制御的に（無秩序に）放射し、他方、（複数の）送信要素が個別に後制御されることも可能である。これによっては、結果には何の変化も起こらない（同等の結果が得られる）。

（複数の）送信要素１１間での切替により、図５に示したような数ミリ秒の間隔で走査される走査値（Abtastwerten）の形態を有する信号が得られる。例えば２００ｋＨｚの走査周波数では、個々の送信要素１１は、時間的に順次制御され、定常状態になるや否や照会（アクセス）される。その結果、図６に示したようなグラフが得られる。このグラフから、例えば図５に示した推移を導き出すことができる。

図５に示した信号は、キー表面への指の衝突時の信号の跳躍的な変化（位置３０）、少なくとも８０ミリ秒間持続する指の停留のための安定的なレベル、及び位置３１で示した指の離隔（ひき離し）の際に生じる信号の降下の点で、入力領域（フィールド）の近傍における運動によって又は軽く擦る（スウィープ）ことによって生成する信号推移と異なる。他の信号変化は接近として評価され、キーの照明の活性化又は接続された装置の活性化のために利用することができる。同様に、キーへの接触が検出されたとき光学的又は音響的確認表示を生成することも可能である。

この方法では、光の波長領域のビームが放射され、この放射された光ビームは、光導体１３を通過して対象物１０に至り、当該対象物によって反射散乱される。反射散乱された光の量の少なくとも一部は、再び光導体１３内に差込入射され、入力信号の生成下、受信要素１２によって検出される。これから、評価ユニットにおいて、対象物１０の運動及び／又は位置が求められる。この場合、差込入射は、光導体１３自体の光差込結合手段１３ａによって、有利には光導体の横断方向に行われる。

伝統的なキーボードとしての使用の他に、例えば、個々のキーをマトリックスの桝目ないし画点（Punkte）より小さくなるよう構成することも可能である。このようなマトリックスが少なくとも５×７の桝目からできていれば、すべての種類のアルファベット及び数字を入力することができる。この場合、送信アレイ（Sendearray）としては、標準的な表示要素（Standardanzeigeelement）を使用することができる。この場合、利用者に確認表示を提供し、筆記過程を再現するために、検出されたキーは持続的に照明（点灯）することが重要である。上述の通り、例えば送信要素として使用されるＬＥＤの制御は、時間的に順次実行される。従って、照明（点灯）は、照会休止（Abfragepausen）後に実行することができる。というのは、送信周波数は、人間の眼では有利なことに覚知することができないからである。このため、求められた信号は、文字認識のための入力として使用することができる。持続的照明によって生成される定常光は、キーの利用を阻害しない。というのは、キーの利用は、変調光のみによって作動されるからである。

個々の要素の配置は更に種々変化することができ、例えば、スライド式調節器、回転式調節器、又は制御マトリックス（Steuermatrizen）を構成することができるが、スライド式調節器の一例を図７に示した。このようなスライド式調節器は、光差込結合手段１３ａが（図７の）紙面に対し横方向（左右方向）に細長い領域に亘って延在する場合は、その側面図は図３に示したような形状を有しうる。図８に示したような例えば１２個のキーを有する円状配置の場合は、ダイヤル式キーボード２７に類似するキーボードを作成することができる。

散乱光は送信要素１１からも受信要素１２へ到来し、また発光ダイオードは受信器（受光器）としても作動可能なので、独立の補償ＬＥＤ１５及び受信器を使用することは、必ずしも必須というわけではない。その代わりに、他のキー−ＬＥＤを補償ＬＥＤとして又は受信器（要素）として使用することもできる。

本書に記載した事項は、添付の特許請求の範囲と実質的に等しい範囲内における修正・変更及び適合化をなし得ることは自明である。

対象物の接近時の光ビームの推移を詳細に示した、光差込結合手段を有する光導体の一例の側面図。 複数の送信要素を有する光導体の一例。 光導体の縁部に光電構造要素群が配された、光導体の一例の側面図。 ブロック回路図の一例。 対象物の接近時の信号推移の一例。 信号検出の時間的推移の一例。 スライド式調節器を有する装置の一例。 ダイヤル型キーボードの一例。

符号の説明

１０ 対象物
１１ 送信要素
１２ 受信要素
１３ 光導体
１３ａ 光差込結合手段
１３ｂ 対象物１０と反対側の面
１３ｃ 傾斜端面
１４ キー
１５ 補償ＬＥＤ
１６ 導体プレート（Leiterplatte）
１７ 光電構造要素群（図３）
２０ クロック発信器
２１ 同期復調器
２２ 経過制御器（Ablaufsteuerung）
２３ マルチプレクサ（多重化装置、伝送制御装置）
２４ 信号評価器
２５ 装置
２６ スライド式調節器
２７ ダイヤル型キーボード
２８ 制御器
３０ 位置
３１ 位置
ｘ ビーム測定経路（Strahlungsmessstrecke）

Claims (25)

1. 光の波長領域内の波長を有するビームを放射する少なくとも１つの送信要素と、該送信要素によって放射され対象物によって反射されたビームの少なくとも一部を受信する少なくとも１つの受信要素と、送信要素と受信要素の間のビーム路に配される光導体とを含んで構成される、対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出する装置において、
   放射されて前記光導体（１３）を通過した後前記対象物（１０）において散乱されたビームを差込入射する光差込結合手段を該光導体（１３）自身が有すること
   を特徴とする検出装置。
2. 前記光差込結合手段（１３ａ）は、前記対象物によって前記光導体（１３）の長手延在方向に対し横方向ないし横断方向に散乱された光を該光導体（１３）に差込入射するよう構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記送信要素（１１）から放射され前記光導体（１３）を通過するビームが、前記対象物（１０）と反対側の面（１３ｂ）から横方向ないし横断方向に該光導体（１３）を通過するように放射されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記送信要素（１１）によって放射され前記光導体（１３）に沿って進行するビームが、前記対象物（１０）によって散乱される前に、前記光差込結合手段（１３ａ）によって少なくとも部分的に該光導体（１３）から射出されるよう構成されること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の検出装置。
5. 前記光差込結合手段（１３ａ）は、前記光導体（１３）内での、好ましくは前記光伝送要素（１３）の、好ましくは該光導体（１３）に対し横方向ないし横断方向に接近する前記対象物（１０）と反対側の前記面（１３ｂ）において一体的に形成されること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の検出装置。
6. 前記光導体（１３）は、好ましくは空間的にそれぞれ１つの送信要素（１１）に割り当てられる、複数の光差込結合手段（１３ａ）を有すること
   を特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の検出装置。
7. 複数の送信要素（１１）が、キーボードとして構成され、該キーボードの各キーは、それぞれ１つの好ましくは弓状ないし円セグメント状の光差込結合手段（１３ａ）に割り当てられること
   を特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の検出装置。
8. 前記光差込結合手段（１３ａ）は、部分的にのみ、好ましくは凡そ５０％以下の割合で、前記光導体（１３）に陥入するよう構成されること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の検出装置。
9. 複数の測定ビーム路（ｘ）に光を送り込む複数の送信要素（１１）を多重制御するためのクロック発信器（２０）、及び該クロック発信器（２０）によって制御されると共に検出信号を測定値として個々の前記測定ビーム路（ｘ）に割り当てる同期復調器（２１）を有する外部光補償装置を有すること、及び
   得られた（測定）値に応じて、外部光補償用の光を放射する少なくとも１つの補償ＬＥＤ（１５）を有すること
   を特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の検出装置。
10. 前記補償ＬＥＤ（１５）は、前記光導体（１３）の縁部に配置されること
    を特徴とする請求項９に記載の検出装置。
11. 前記補償ＬＥＤ（１５）は、前記光導体（１３）の傾斜端面（１３ｃ）に配置されること
    を特徴とする請求項９又は１０に記載の検出装置。
12. 前記補償ＬＥＤ（１５）は、複数の前記送信要素（１１）のうちの１つによって構成されること
    を特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の検出装置。
13. 前記光導体（１３）の縁部、好ましくは傾斜端面（１３ｃ）に配される送信要素（１１）及び／又は受信要素（１２）は、前記光差込結合手段（１３ａ）から離隔するよう配置されること
    を特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の検出装置。
14. 複数の前記光差込結合手段（１３ａ）は、マトリックス状に配置されること
    を特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の検出装置。
15. 複数の前記光差込結合手段（１３ａ）は、円状に配置されること
    を特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の検出装置。
16. 前記受信要素（１２）によって求められる信号は、文字認識の入力として使用されること
    を特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の検出装置。
17. 前記送信要素（１１）は、当該送信要素（１１）に割り当てられたキーの操作後、照明された（点灯）状態に維持されること
    を特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の検出装置。
18. 請求項１〜１７の何れか一項に記載の装置によって対象物の運動及び／又は位置を光電的に検出するための方法であって、以下のステップ：
    ・ 光の波長領域内の波長を有するビームを放射するステップ、
    ・ 前記ビームが光導体を通過して対象物に到達するステップ、
    ・ 前記ビームの少なくとも一部が前記対象物によって反射され、該反射されたビームが再び前記光導体内に入射するステップ、
    ・ 前記反射されたビームを受信して入力信号を生成するステップ、
    ・ 前記対象物の運動及び／又は位置を求めるために前記入力信号を評価するステップ、
    を含む検出方法において、
    反射散乱された前記ビームが、前記光導体（１３）自身の光差込結合手段（１３ａ）を介して、該光導体（１３）内に差込入射されること
    を特徴とする検出方法。
19. 前記光差込結合手段（１３ａ）は、前記対象物（１０）によって反射散乱された前記ビームを、前記光導体（１３）の長手延在方向に対する横方向ないし横断方向に該光導体（１３）内に差込入射すること
    を特徴とする請求項１８に記載の検出方法。
20. 前記送信要素（１１）から放射され前記光導体（１３）に沿って進行するビームは、前記対象物（１０）によって反射散乱される前に、前記対象物（１０）と反対側の面（１３ｂ）から射出され、横方向ないし横断方向に該光導体（１３）を通過するよう放射されること
    を特徴とする請求項１８又は１９に記載の検出方法。
21. 前記送信要素（１１）から放射され前記光導体（１３）に沿って進行するビームは、前記対象物（１０）によって散乱される前に、前記光差込結合手段（１３ａ）によって少なくとも部分的に前記光導体（１３）から射出されること
    を特徴とする請求項１８〜２０の何れか一項に記載の検出方法。
22. 多重制御的に作動される複数の送信要素（１１）が光を放射すること、及び求められた前記入力信号が前記複数の送信要素（１１）に由来する光成分（複数）に分解されること、及び前記求められた入力信号に応じて、少なくとも１つの外部光補償用の補償ＬＥＤ（１５）が制御されること
    を特徴とする請求項１８〜２１の何れか一項に記載の検出方法。
23. 補償ＬＥＤ（１５）として、前記複数の送信要素（１１）のうちの１つが使用されること
    を特徴とする請求項１８〜２２の何れか一項に記載の検出方法。
24. 前記受信要素によって求められた信号は、文字認識のための入力として使用されること
    を特徴とする請求項１８〜２３の何れか一項に記載の検出方法。
25. 前記送信要素（１１）は、当該送信要素（１１）に割り当てられたキー（１４）の操作後、照明された状態に維持されること
    を特徴とする請求項１８〜２４の何れか一項に記載の検出方法。
    
    

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