WO2003041004A2 - Device having the function of a computer mouse - Google Patents

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WO2003041004A2
WO2003041004A2 PCT/EP2002/012091 EP0212091W WO03041004A2 WO 2003041004 A2 WO2003041004 A2 WO 2003041004A2 EP 0212091 W EP0212091 W EP 0212091W WO 03041004 A2 WO03041004 A2 WO 03041004A2
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computer
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Olivier Schmid
André BÄTTIG
Christian Schmid
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Olivier Schmid
Baettig Andre
Christian Schmid
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means

Definitions

  • the invention relates to a device with the function of a computer mouse using the user's head movement and electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, according to the preamble of patent claim 1, and preferred embodiments of the receiver required for this according to the preamble of patent claims 6 and 8 ,
  • the classic computer mouse from LOGITECH is generally known, with the aid of which a positioning symbol in the form of a vertical line, an arrow or a cross can be moved across the entire screen. by actuating a switch provided on the mouse, the cursor is positioned at the respective position.
  • the underside of the mouse contains a ball (trackball) that can be rotated around on a surface, the rotation of which leads to a displacement of the positioning symbol.
  • the mouse is connected to the computer via a cable and is operated manually.
  • Such a mouse usually also contains a second and sometimes a third switch, by means of which (which) further functions are possible, and - more recently - a wheel that can be rotated with the finger, which allows the page sequence to be processed quickly on the screen.
  • US Pat. No. 4,920,260 and DE 4031600 each propose a mouse with optical scanning of the surface, which makes the trackball superfluous.
  • a disadvantage of a computer mouse as well as of these fountain pen-like structures is that a hand must be used to operate them; however, the hands are with the (Typing) work on the computer is usually at full capacity. In addition, a mouse needs some free space, which is often missing on small PC tables.
  • the present invention is related to the method described last and has as its object to create a device with the function of a computer mouse, which does not have the disadvantages of the computer mouse and the other methods / devices mentioned and in comparison to the Method with the CCD camera is cheaper and more accurate.
  • the position of a positioning symbol on the monitor is controlled by the user's head movements.
  • a primary transmitter for electromagnetic radiation is provided at a point opposite the user, which is independent of the user and fixed during the process, and which emits in the direction of the user's head.
  • PSD Position Sensing Detector
  • these (s) electronic signal (s) are transmitted in a wireless manner from the primary receiver via a secondary transmitter provided in the headset to a further secondary receiver, which is sent to the computer or to a computer electronic control element connected to the computer. And finally, this signal (s) is converted into an adequate command for positioning the cursor by means of a computer program add-on or by means of the electronic control element.
  • the working distance between head and monitor depends on the performance of the primary transmitter, in particular, or on the sensitivity of the PSDs used. These should be selected so that a working distance of 10 to 80 cm is possible.
  • the head set is attached to the head, for example on a spectacle bracket, as a headband or with a hair clip or by means of a similar bracket, as is customary for headphones, and thus contains at least the primary receiver and the secondary transmitter with the corresponding components.
  • a battery or rechargeable battery must be provided, which enables wireless operation.
  • a cable would not be user-friendly enough. It goes without saying that a miniaturized version as possible is advantageous that the head set does not move the head may hinder and that a direct line of sight to the
  • Any additional commands to the computer in particular the mouse click to fix the cursor at the location of the positioning character, are preferably carried out via the keyboard.
  • the corresponding buttons are assigned using an installation program.
  • the primary transmitter is best attached or installed on top of the monitor and preferably together with the secondary receiver, i.e. provided in the same housing.
  • the radiation is modulated in a precisely defined manner so that no interference from environmental influences, in particular from other light and heat sources present in the room, is possible. External influences can thereby be avoided.
  • the electromagnetic radiation is influenced by means of a lens or a lens system in such a way that two narrow straight lines appear perpendicular to each other on the projection plane, which change their relative positions when the angle of the beam is changed change.
  • two perpendicularly operating, one-dimensionally operating PSDs are required as sensors.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the electromagnetic radiation is influenced by means of a lens in such a way that a single point appears on the projection plane. In this case, only a single, but two-dimensionally operating PSD is required as a sensor.
  • the transmission from the secondary transmitter to the secondary receiver is preferably carried out by radio or infrared, so that wireless operation is possible.
  • Fig. 1 a device according to the invention in operation, i.e. together with the user's computer, monitor, keyboard and head;
  • Fig. 1 shows how the primary transmitter 1 can be installed on the monitor 2 vis a vis the head 4 of the user. It is preferably provided together with the secondary receiver 10 in the same housing 9.
  • the user wears the head set 3 on his head, in this case laterally above the ear.
  • the latter contains, among other things, the primary receiver and the secondary transmitter.
  • the positioning symbol 5 is shifted in the x and y directions by suitable head movements.
  • the computer (PC) 12 which is connected to the primary transmitter / secondary receiver 1/10 via the cable 11, and the keyboard 14, which is connected to the computer via the cable 13.
  • 2 shows the beam path when using two perpendicular, one-dimensional PSD's, starting from the primary transmitter 1, which emits the electromagnetic beam 1 '.
  • An infrared LED is preferably provided for this, which has the advantage, among other things, of being less disturbed by the ambient light.
  • it is additionally modulated.
  • the - modulated - beam is separated by the two guess or split together lenses 6a and 6b into two perpendicular radiation planes, each of which generates a projection line on the projection plane provided behind the lenses.
  • the PSD's convert the 'occurring light beam into two position-dependent currents.
  • both projection lines move in the y or x direction, which leads to corresponding signal changes. These are then forwarded to the computer by means of the secondary transmission / reception system and lead to a corresponding shift of the position signal 5 on the screen.
  • a two-dimensional PSD 8c it is also possible to use a two-dimensional PSD 8c. In this case, only a single lens 6c is required, which focuses the beam and generates the projection point 7c.

Abstract

The invention relates to a device having the function of a computer mouse. In lieu of the mouse, the user wears a headset (3) containing, among other things, a receiver for receiving infrared radiation. This radiation is emitted by an emitter (1) placed on top of the monitor (2) and is focussed by a special lens system onto one or two PSD's (Position Sensing Detectors), which generate different electric voltages according to the angle of incidence of the light. These voltages are transmitted via radio or infrared to another receiver (10) provided on the monitor and are used for displacing a positioning symbol (5) on the display screen whereby enabling this positioning symbol to be controlled using head movements. The keyboard (12) is used to fix the cursor at the location of the positioning symbol as well as to give other commands.

Description

Vorrichtung mit der Funktion, einer Computer-Maus Device with the function of a computer mouse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit der Funktion einer Computer-Maus unter Ausnützung der Kopfbewegung des Benutzers sowie elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Infrarot- Strahlung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie bevorzugte Ausführungsformen des hierfür benötigten Empfängers nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 6 und 8.The invention relates to a device with the function of a computer mouse using the user's head movement and electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, according to the preamble of patent claim 1, and preferred embodiments of the receiver required for this according to the preamble of patent claims 6 and 8 ,
Allgemein bekannt ist die klassische Computer-Maus von LOGITECH, mit Hilfe derer ein auf dem Monitor sichtbares Positionierungszeichen in Form eines vertikalen Strichs, eines Pfeils oder eines Kreuzes über den ganzen Bildschirm hin verschoben werden kann, wobei durch Mausklick, d.h. durch Betätigung eines an der Maus vorgesehenen Schalters, an der jeweiligen Stelle der Cursor positioniert wird. Die Maus enthält unterseitig eine rundum drehbare, auf einer Unterlage aufliegende Kugel (Trackball), deren Drehung zu einer Verschiebung des Positionierungszeichens führt. Die Maus ist über ein Kabel mit dem Computer verbunden und wird von Hand bedient. Eine derartige Maus enthält in der Regel noch einen zweiten sowie mitunter auch einen dritten Schalter, mittels dessen (denen) weitere Funktionen möglich sind, sowie - neuerdings - noch ein mit dem Finger drehbares Rad, welches die rasche Abwicklung der Seitenfolge auf dem Bildschirm erlaubt. Im US-Patent 4,920,260 wie auch in der DE 4031600 wird schliesslich jeweils eine Maus mit optischer Abtastung der Unterlage vorgeschlagen, welche den Trackball überflüssig werden lässt.The classic computer mouse from LOGITECH is generally known, with the aid of which a positioning symbol in the form of a vertical line, an arrow or a cross can be moved across the entire screen. by actuating a switch provided on the mouse, the cursor is positioned at the respective position. The underside of the mouse contains a ball (trackball) that can be rotated around on a surface, the rotation of which leads to a displacement of the positioning symbol. The mouse is connected to the computer via a cable and is operated manually. Such a mouse usually also contains a second and sometimes a third switch, by means of which (which) further functions are possible, and - more recently - a wheel that can be rotated with the finger, which allows the page sequence to be processed quickly on the screen. Finally, US Pat. No. 4,920,260 and DE 4031600 each propose a mouse with optical scanning of the surface, which makes the trackball superfluous.
In den US-Patenten 5,459,489 und 5,945,981 wird vorgeschlagen, die Computer-Maus durch ein füllfederartiges Gebilde zu ersetzen, welches in der Hand gehalten wird und über IR (Infrarot) -Licht Signale aussendet, welche über einen entsprechenden Empfänger zu einer Verschiebung des Positionie- rungszeiches auf dem Bildschirm herangezogen werden.In US Patents 5,459,489 and 5,945,981 it is proposed to replace the computer mouse with a fountain pen-like structure which is held in the hand and emits signals via IR (infrared) light which, via a corresponding receiver, cause the position to be shifted. be displayed on the screen.
Nachteilig an einer Computer-Maus wie auch an diesen füllfederartigen Gebilden ist, dass für ihre Betätigung eine Hand benutzt werden muss; die Hände sind jedoch bei der (Schreib-) Arbeit am Computer normalerweise voll ausgelastet. Ausserde benötigt eine Maus etwas freien Platz, welcher bei kleinen PC-Tischen oftmals fehlt.A disadvantage of a computer mouse as well as of these fountain pen-like structures is that a hand must be used to operate them; however, the hands are with the (Typing) work on the computer is usually at full capacity. In addition, a mouse needs some free space, which is often missing on small PC tables.
Um unabhängig von einer derartigen Maus oder von andern, mit der Hand zu betätigenden Vorrichtungen zu sein, wurde auch schon vorgeschlagen, das Positionierungszeichen über die Kopfbewegung des Benutzers zu steuern. Gemäss dem US-Patent 5,367,315 geschieht dies über mehrere IR-Sender und Empfänger, die rund um den Monitor angeordnet sind und die Veränderung der Position der Augen oder des Kopfes des Benutzers erfassen, wobei das IR-Licht reflektiert wird. Die Methode ist recht kompliziert. Bei einem anderen, unter dem Namen «NaturalPoint track IR» angebotenen Gerät ist dagegen an einer fixen Stelle eine Infrarot-Quelle vorgesehen, deren gegen den Benutzer hin ausgesandte Strahlung einen an seiner Stirn angebrachten Punkt optisch derart hervortreten lassen, dass er mittels einer vis ä vis angebrachten CCD-Kamera (CCD = Charge Coupled Device) erfasst und zur Positionsbestimmung herangezogen werden kann. Diese Methode ist ebenfalls relativ umständlich und insofern kostspielig, als eine derartige Kamera erforderlich ist.In order to be independent of such a mouse or of other devices which can be operated by hand, it has also been proposed to control the positioning symbol via the user's head movement. According to US Pat. No. 5,367,315, this is done via a plurality of IR transmitters and receivers, which are arranged around the monitor and detect the change in the position of the user's eyes or head, the IR light being reflected. The method is quite complicated. In the case of another device offered under the name "NaturalPoint track IR", on the other hand, an infrared source is provided at a fixed point, the radiation emitted towards the user optically highlighting a point attached to his forehead in such a way that he can use a visa vis attached CCD camera (CCD = Charge Coupled Device) and can be used to determine the position. This method is also relatively cumbersome and expensive in that such a camera is required.
Die vorliegende Erfindung ist verwandt mir der zuletzt beschriebenen Methode und stellt sich die Aufgabe, eine Vor- richtung mit der Funktion einer Computer-Maus zu schaffen, welche die Nachteile der Computer-Maus sowie der anderen erwähnten Verfahren/Vorrichtungen nicht aufweist und im Vergleich zur Methode mit der CCD-Kamera billiger und genauer ist.The present invention is related to the method described last and has as its object to create a device with the function of a computer mouse, which does not have the disadvantages of the computer mouse and the other methods / devices mentioned and in comparison to the Method with the CCD camera is cheaper and more accurate.
Die Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemässen Ausbildungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine bevorzugte Möglichkeit zur Ausführung der sonst vom Mausklick übernommenen Funktionen ist Gegenstand des Patentanspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The object is achieved with the aid of the inventive training features of claim 1. A preferred possibility for executing the functions otherwise assumed by the mouse click is the subject of claim 2. Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Position eines Positionierungszeichens auf dem Monitor (Bildschirm) durch Kopfbewegungen des Benutzers gesteuert. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass erstens an einer dem Benutzer frontal gegenüberliegenden, von diesem unabhängigen, während des Vorgangs fixen Stelle ein primärer Sender für elektromagnetische Strahlung vorgesehen ist, welcher in Richtung Kopf des Be- nutzers strahlt. Zweitens trägt der Benutzer an bzw. auf seinem Kopf einen entsprechenden, primären Empfänger als Teil eines Head-Sets, bei welchem die Strahlung auf eine Projektionsebene fokussiert und mittels wenigstens eines Sensors,, eines sog. PSD's (= Position Sensing Detector) , in ein oder mehrere elek- tronische Signale umgewandelt wird, mittels dessen/derer der Winkel zwischen der Position des primären Senders und der Position des primären Empfängers und damit des Kopfs des Benutzers exakt ableitbar ist. Drittens gehört zur Erfindung, dass diese (s) elektronische Signal (e) auf drahtlose Weise vom primären Empfänger über einen sekundären, im Head-Set vorgesehenen Sender an einen weiteren, sekundären Empfänger übermittelt wird (werden) , welcher an den Computer respektive an ein mit dem Computer in Verbindung stehendes elektronisches Steuerelement angeschlossen ist. Und schliesslich wird diese (s) Signal (e) mittels eines Computer-Programmzusatzes bzw. mittels des elektronischen Steuerelements in einen adäquaten Befehl zur Positionierung des Cursors umgewandelt.In the device according to the invention, the position of a positioning symbol on the monitor (screen) is controlled by the user's head movements. This will do so accomplishes that, firstly, a primary transmitter for electromagnetic radiation is provided at a point opposite the user, which is independent of the user and fixed during the process, and which emits in the direction of the user's head. Second, the user wears a corresponding, primary receiver on or on his head as part of a head set, in which the radiation focuses on a projection plane and by means of at least one sensor, a so-called PSD (= Position Sensing Detector) or several electronic signals are converted, by means of which the angle between the position of the primary transmitter and the position of the primary receiver and thus the head of the user can be derived exactly. Thirdly, it is part of the invention that these (s) electronic signal (s) are transmitted in a wireless manner from the primary receiver via a secondary transmitter provided in the headset to a further secondary receiver, which is sent to the computer or to a computer electronic control element connected to the computer. And finally, this signal (s) is converted into an adequate command for positioning the cursor by means of a computer program add-on or by means of the electronic control element.
Die Arbeitsdistanz zwischen Kopf und Monitor ist abhängig von der Leistung insbesondere des primären Senders respektive von der Empfindlichkeit der verwendeten PSD's. Diese sollten so ausgewählt werden, dass eine Arbeitsdistanz von 10 bis 80 cm möglich ist.The working distance between head and monitor depends on the performance of the primary transmitter, in particular, or on the sensitivity of the PSDs used. These should be selected so that a working distance of 10 to 80 cm is possible.
Der Head-Set wird am Kopf befestigt, beispielsweise an einem Brillenbügel, als Haarreif bzw. mit einer Haarklammer oder mittels eines ähnlichen Bügels, wie er bei Kopfhörern üblich ist, und enthält somit wenigstens den primären Empfänger und den sekundären Sender mit den entsprechenden Komponenten. Darüber hinaus ist eine Batterie oder ein aufladbarer Akku vorzusehen, welche (r) einen drahtlosen Betrieb ermöglicht. Ein Kabel wäre zu wenig benutzerfreundlich. Es versteht sich von selbst, dass eine möglichst miniaturisierte Ausführung von Vorteil ist, dass der Head-Set die Bewegungen des Kopfes nicht behindern darf und dass eine direkte Sichtverbindung zumThe head set is attached to the head, for example on a spectacle bracket, as a headband or with a hair clip or by means of a similar bracket, as is customary for headphones, and thus contains at least the primary receiver and the secondary transmitter with the corresponding components. In addition, a battery or rechargeable battery must be provided, which enables wireless operation. A cable would not be user-friendly enough. It goes without saying that a miniaturized version as possible is advantageous that the head set does not move the head may hinder and that a direct line of sight to the
Monitor bestehen muss .Monitor must exist.
Allfällige zusätzliche Befehle an den Computer wie insbe- sondere der Mausklick zur Fixierung des Cursors am Ort des Positionierungszeichens erfolgen vorzugsweise über die Tastatur. Die entsprechenden Tasten werden mit Hilfe eines Installationsprogramms zugeordnet.Any additional commands to the computer, in particular the mouse click to fix the cursor at the location of the positioning character, are preferably carried out via the keyboard. The corresponding buttons are assigned using an installation program.
Der primäre Sender wird am besten oben am Monitor befestigt oder eingebaut und bevorzugt zusammen mit dem sekundären Empfänger, d.h. im selben Gehäuse, vorgesehen. Als elektromagnetische Strahlung kommt insbesondere Infrarot bzw. Licht mit einem hohen Anteil an Infrarot in Frage, welches vorzugsweise mit einer Infrarot-LED {= Light Emitting Diode) erzeugt wird. Damit keine Störungen durch Umwelteinflüsse, insbesondere durch andere im Raum vorhandene Licht- und Wärmequellen möglich sind, wird die Strahlung in genau definierter Weise moduliert. Dadurch können Fremdeinflüsse vermieden werden.The primary transmitter is best attached or installed on top of the monitor and preferably together with the secondary receiver, i.e. provided in the same housing. Infrared or light with a high proportion of infrared, which is preferably generated with an infrared LED {= Light Emitting Diode), is particularly suitable as electromagnetic radiation. The radiation is modulated in a precisely defined manner so that no interference from environmental influences, in particular from other light and heat sources present in the room, is possible. External influences can thereby be avoided.
Um eine exakte Winkelmessung zu ermöglichen, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die elektromagnetische Strahlung mittels einer Linse bzw. eines Linsensystems derart beein- flusst, dass auf der Projektionsebene zwei schmale, senkrecht zueinander stehende Geraden erscheinen, welche bei einer Winke1Veränderung beim auftreffenden Strahl ihre relativen Positionen verändern. Als Sensoren sind in diesem Falle zwei senkrecht zueinander stehende, eindimensional operierende PSD's erforderlich. Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung mittels einer Linse derart beeinflusst wird, dass auf der Projektionsebene ein einzelner Punkt erscheint. Als Sensor ist in diesem Falle nur ein einziger, jedoch zweidimensional operierender PSD erforderlich.In order to enable an exact angle measurement, in a preferred embodiment the electromagnetic radiation is influenced by means of a lens or a lens system in such a way that two narrow straight lines appear perpendicular to each other on the projection plane, which change their relative positions when the angle of the beam is changed change. In this case, two perpendicularly operating, one-dimensionally operating PSDs are required as sensors. Another preferred embodiment is characterized in that the electromagnetic radiation is influenced by means of a lens in such a way that a single point appears on the projection plane. In this case, only a single, but two-dimensionally operating PSD is required as a sensor.
Die Übermittlung vom sekundären Sender zum sekundären Empfänger erfolgt vorzugsweise über Funk oder Infrarot, sodass ein drahtloser Betrieb möglich ist. Die hierfür und für alle ander zur Realisierung der vorgeschlagenen Erfindung erforderlich. Bauelemente sind Stand der Technik und im Fachhandel erhältlich.The transmission from the secondary transmitter to the secondary receiver is preferably carried out by radio or infrared, so that wireless operation is possible. The necessary for this and for all others to implement the proposed invention. Components are state of the art and available from specialist dealers.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen näher beschrieben. Sie sind unter anderem auch in den Zeichnungen dargestellt.The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. They are also shown in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Betrieb, d.h. zusammen mit Computer, Monitor, Tastatur und Kopf des Benutzers;Fig. 1: a device according to the invention in operation, i.e. together with the user's computer, monitor, keyboard and head;
Fig. 2: den Strahlengang vom primären Sender über zwei Linsen zu zwei eindimensionalen PSD's; sowie2: the beam path from the primary transmitter via two lenses to two one-dimensional PSDs; such as
Fig. 3: den Strahlengang vom primären Sender über eine einzige Linse zu einem zweidimensionalen PSD.3: the beam path from the primary transmitter via a single lens to a two-dimensional PSD.
Fig. 1 zeigt, wie der primäre Sender 1 auf dem Monitor 2 vis ä vis vom Kopf 4 des Benutzers installiert werden kann. Er wird dabei vorzugsweise zusammen mit dem sekundären Empfänger 10 im selben Gehäuse 9 vorgesehen. Der Benutzer trägt an seinem Kopf den Head-Set 3, in diesem Falle seitlich über dem Ohr. Letzterer enthält u.a. den primären Empfänger sowie den sekundären Sender. Durch geeignete Kopfbewegungen wird das Positionierungszeichen 5 in x- wie auch in y-Richtung verschoben. Eingezeichnet sind ferner der Computer (PC) 12, welcher über das Kabel 11 mit dem primären Sender/sekundären Empfänger 1/10 verbunden ist, sowie die Tastatur 14, welche über das Kabel 13 am Computer angeschlossen ist. Aus Fig. 2 wird der Strahlengang bei Einsatz von zwei senkrecht aufeinanderstehenden, eindimensionalen PSD's ersichtlich, ausgehend vom primären Sender 1, welcher den elektromagnetischen Strahl 1' aussendet. Vorgesehen wird hierfür vorzugsweise eine Infrarot-LED, welche u.a. den Vorteil hat, weniger vom Umgebungslicht gestört zu werden. Um jede Störung auszuschliessen, wird er zusätzlich moduliert. Der - modulierte - Strahl wird durch die zwei sepa- raten bzw. miteinander kombinierten Linsen 6a und 6b in zwei senkrecht zueinander stehende Strahlungsebenen aufgeteilt, welche auf der hinter den Linsen vorgesehenen Projektionsebene je eine Projektionslinie erzeugen. Diese beiden senkrecht zu- einander stehenden, geraden Projektionslinien 7a und 7b wiederum treffen auf zwei PSD's 8a und 8b, welche ebenfalls senkrecht zueinander und ausserdem senkrecht zu den entsprechenden Projektionslinien stehen. Die PSD's wandeln den ' auftretenden Lichtstrahl in zwei positionsabhngig Ströme um. Wenn der Be- nutzer nun seinen Kopf 4 und damit auch den eine solche Vorrichtung enthaltenden Head-Set 3 hin und her bewegt, wandern beide Projektionslinien in y- bzw. in x-Richtung, was zu entsprechenden Signalveränderungen führt. Jene werden dann mittels des sekundären Sende-/EmpfangsSystems an den Computer weiter- gegeben und führen zu einer entsprechenden Verschiebung des Positionssignals 5 auf dem Bildschirm. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist es aber auch möglich, einen zweidimensionalen PSD 8c einzusetzen. In diesem Fall bedarf es nur einer einzelner Linse 6c, welche den Strahl fokussiert und den Projektionspunkt 7c erzeugt. Fig. 1 shows how the primary transmitter 1 can be installed on the monitor 2 vis a vis the head 4 of the user. It is preferably provided together with the secondary receiver 10 in the same housing 9. The user wears the head set 3 on his head, in this case laterally above the ear. The latter contains, among other things, the primary receiver and the secondary transmitter. The positioning symbol 5 is shifted in the x and y directions by suitable head movements. Also shown are the computer (PC) 12, which is connected to the primary transmitter / secondary receiver 1/10 via the cable 11, and the keyboard 14, which is connected to the computer via the cable 13. 2 shows the beam path when using two perpendicular, one-dimensional PSD's, starting from the primary transmitter 1, which emits the electromagnetic beam 1 '. An infrared LED is preferably provided for this, which has the advantage, among other things, of being less disturbed by the ambient light. In order to rule out any disturbance, it is additionally modulated. The - modulated - beam is separated by the two guess or split together lenses 6a and 6b into two perpendicular radiation planes, each of which generates a projection line on the projection plane provided behind the lenses. These two straight projection lines 7a and 7b, which are perpendicular to one another, meet two PSDs 8a and 8b, which are likewise perpendicular to one another and also perpendicular to the corresponding projection lines. The PSD's convert the 'occurring light beam into two position-dependent currents. If the user moves his head 4 and thus also the head set 3 containing such a device back and forth, both projection lines move in the y or x direction, which leads to corresponding signal changes. These are then forwarded to the computer by means of the secondary transmission / reception system and lead to a corresponding shift of the position signal 5 on the screen. As shown in Fig. 3, it is also possible to use a two-dimensional PSD 8c. In this case, only a single lens 6c is required, which focuses the beam and generates the projection point 7c.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung mit der Funktion einer Computer-Maus, dadurch gekennzeichnet, dass die Position eines Positionierungszeichens (5) auf dem Monitor (2) durch Kopfbewegungen des Benutzers gesteuert wird, und zwar dadurch, dass an einer dem Benutzer frontal gegenüberliegenden, von diesem unabhängigen, während -des Vorgangs fixen Stelle ein primärer Sender (1) für elektromagnetische Strahlung (I ) vorgesehen ist, welcher in Richtung Kopf (4) des Benutzers strahlt; dass der Benutzer an bzw. auf seinem Kopf einen entsprechenden, primären Empfänger als Teil eines Head-Sets (3) trägt, bei welchem die Strahlung auf eine Pro ektionsebene fokussiert und mittels wenigstens eines Sensors, eines sogenannten PSD (= Position Sensing Detector, 8a-c) , in ein oder mehrere elektronische Signale umgewandelt wird, mittels dessen/derer der Winkel zwischen der Position des primären Senders und der Position des primären Empfängers und damit des Kopfs des Be- nutzers exakt ableitbar ist; dass diese (s) elektronische Signal (e) auf drahtlose Weise vom primären Empfänger über einen sekundären, im Head-Set vorgesehenen Sender an einen weiteren, sekundären Empfänger (9) übermittelt wird (werden) , welcher an den Computer respektive an ein mit dem Computer in Verbindung stehendes elektronisches Steuerelement angeschlossen ist; und dass diese (s) Signal (e) mittels eines Computer-Programmzusatzes bzw. mittels des elektronischen Steuerelements in einen adäquaten Befehl zur Positionierung des Cursors umgewandelt wird.1. Device with the function of a computer mouse, characterized in that the position of a positioning symbol (5) on the monitor (2) is controlled by head movements of the user, namely in that on a front of the user, independently of this , during the fixed point of the process, a primary transmitter (1) for electromagnetic radiation (I) is provided, which emits in the direction of the head (4) of the user; that the user wears a corresponding, primary receiver on or on his head as part of a head set (3), in which the radiation focuses on a pro ection plane and by means of at least one sensor, a so-called PSD (= Position Sensing Detector, 8a -c) is converted into one or more electronic signals, by means of which the angle between the position of the primary transmitter and the position of the primary receiver and thus the head of the user can be derived exactly; that these (s) electronic signal (s) are (are) transmitted wirelessly from the primary receiver via a secondary transmitter provided in the headset to a further secondary receiver (9), which is sent to the computer or to one with the Computer related electronic control is connected; and that this signal (s) is converted into an adequate command for positioning the cursor by means of a computer program add-on or by means of the electronic control element.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass allfällige zusätzliche Befehle an den Computer (12), insbesondere der Mausklick zur Fixierung des Cursors am Ort des Positionierungszeichens, über die Tastatur (14) erfolgen.2. Device according to claim 1, characterized in that any additional commands to the computer (12), in particular the mouse click to fix the cursor at the location of the positioning character, via the keyboard (14).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Sender (1) vis ä vis dem Head-Set (3) vorgesehen ist und dass der sekundäre Empfänger (10) vorzugsweise an derselben Stelle bzw. in demselben Gehäuse (9) vorgesehen ist. 3. Device according to claim 1, characterized in that the primary transmitter (1) is provided vis-vis the head set (3) and that the secondary receiver (10) is preferably provided at the same location or in the same housing (9) is.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Strahlung (1') Infrarot bzw. Licht mit einem hohen Anteil an Infrarot vorgesehen wird, vorzugsweise erzeugt von einer Infrarot-LED (= Light Emitting Diode) .4. The device according to claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation (1 ') infrared or light is provided with a high proportion of infrared, preferably generated by an infrared LED (= Light Emitting Diode).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung (1') moduliert ist.,5. Device according to one of claims 1 and 4, characterized in that the radiation (1 ') is modulated.
6. Primärer Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung (1') mittels einer Linse bzw. eines Linsensystems (6a,b) derart beeinflusst wird, dass auf der Projektionsebene zwei schmale, senkrecht zueinander stehende Geraden (7a, b) erscheinen, welche bei einer Winkel- Veränderung beim auftreffenden Strahl ihre relativen Positionen (y,x) verändern.6. The primary receiver as claimed in claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation (1 ') is influenced by means of a lens or a lens system (6a, b) in such a way that two narrow, perpendicular lines (7a, b ) appear which change their relative positions (y, x) when there is a change in the angle of the incident beam.
7. Primärer Empfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren zwei senkrecht zueinander stehende, eindimen- sional operierende PSD's (8a,b) vorgesehen sind.7. Primary receiver according to claim 5, characterized in that two perpendicular, one-dimensionally operating PSD's (8a, b) are provided as sensors.
8. Primärer Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung (1') mittels einer Linse (6c) derart beeinflusst wird, dass auf der Projektionsebene ein einzelner Punkt (7c) erscheint.8. Primary receiver according to claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation (1 ') is influenced by means of a lens (6c) in such a way that a single point (7c) appears on the projection plane.
9. Primärer Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein zweidi ensional operierender PSD (8c) vorgesehen ist.9. Primary receiver according to claim 8, characterized in that a two-dimensionally operating PSD (8c) is provided as the sensor.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung vom sekundären Sender zum sekundären Empfänger (10) über Funk oder Infrarot erfolgt. 10. The device according to claim 1, characterized in that the transmission from the secondary transmitter to the secondary receiver (10) via radio or infrared.
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