DE3932508A1 - Optische eingabeeinrichtung und verfahren zum eingeben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Eingabe­ einrichtung, eine Eingabeeinrichtung für ein Computer­ system, umfassend ein lichtdurchlässiges Medium, minde­ stens einen Lichtwellenübertrager oder -sender und eine Mehrzahl von Lichtwellenempfängern sowie ein diesbezüg­ liches Verfahren, und insbesondere eine solche Einrich­ tung, in der Signale in ein Computersystem, insbesondere ein automatisches Steuer- oder Kontrollsystem, einge­ geben werden, wobei Lichtwellen verwendet werden, sowie ein Verfahren zur Durchführung dieser Eingabe. Die Ein­ richtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sind geeignet für ein Tastenfeld, das für das Eingeben von Daten und/oder Instruktionen an das Computersystem benutzt wird.

Bei herkömmlichen Tastenfeldern sowohl des statischen, als auch des mechanischen Typs muß eine Bedienungsperson beispielsweise ihre Finger benutzen, um Daten und/oder Instruktionen in ein elektrisches System einzugeben. Folglich wird das ganze elektrische System oder dessen Tastenfeld dem umgebenden Milieu ausgesetzt. Wenn das umgebende Milieu hohe Beanspruchungen bzw. Belastungen (wie z.B. hohen Druck, extrem hohe und niedrige Tempera­ turen, hohe Feuchtigkeit oder schnelle Änderung in den genannten Zuständen) ausübt, kann das Tastenfeld oder das elektrische System die Fähigkeit verlieren, einwand­ frei zu funktionieren oder gegenüber Zerstörung hoch gefährdet sein.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik und Technologie sind versiegelte Computersysteme vorgeschlagen worden, in die Informationen und/oder Instruktionen an ein Computersystem in einem schützenden Medium eingegeben werden unter Benutzung einer entfernten Steuerung nach Art einer "Fernsteuerung". Die Fernsteuerung bringt jedoch komplizierte Verschlüsselungs-, Entschlüsselungs­ und andere Kommunikationstechniken mit sich. Zusätzlich würden die Herstellungskosten für solch ein Präzisions-Ein­ gabesystem wesentlich anwachsen, wenn das Isolations- oder Schutzmedium zum Zwecke der Blockierung eingesetzt wird, was zum Gebrauch in Verbindung mit marktgängigen Erzeugnisssen und auf breiter Ebene ungeeignet ist. Des weiteren könnte das vorgenannte Problem nicht beseitigt oder verringert werden, wenn die Fernsteuer-Eingabeein­ richtung noch dem umgebenden Milieu ausgesetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrich­ tung und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß einem Anwender die Eingabe in ein Computersystem ermöglicht wird, das in einem schüt­ zenden Medium abgeschirmt ist, ohne die Eingabeeinrich­ tung dem umgebenden Milieu auszusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Empfängereingänge der Lichtwellenempfänger in der gleichen Richtung wie der Sendeausgang des Senders ange­ ordnet sind und daß die Empfänger und der Sender gegen­ über dem Bediener mittels des besagten Mediums abge­ schirmt werden kann. Damit werden also zwischen dem Lichtwellenübertrager und den Empfängern sich bewegende Lichtwellen geeigneter Wellenlänge so verwendet, daß eine Eingabe an der in dem schützenden Medium isolierten optischen Eingabevorrichtung gemäß dem Tasten-Eingabevor­ gang an den Lichtwellenempfängern durch den Bediener vorgenommen werden kann. So ist es möglich, eine Eingabe­ einrichtung zur Verfügung zu stellen, die in einer ver­ siegelten Umgebung geschützt ist, zugleich aber leicht ausführbare Eingabefunktionen ermöglicht. Außerdem kann so ein schlaggeschütztes optisches Tastenfeld zur Ein­ gabe von Signalen in einen Computer vorgesehen werden. Auch kann nach der vorliegenden Erfindung eine Eingabe­ einrichtung für den Gebrauch in Verbindung mit markt­ gängigen Erzeugnissen geschaffen werden, die kosten­ günstig und einfach herzustellen ist. Endlich läßt sich nach der vorliegenden Erfindung ein optisches Eingabe- Tastenfeld für Computer schaffen, das frei von möglichen mechanischen Fehlern und Störungen ist.

Heutzutage wird zur Energieeinsparung ein Time-Sharing- Betrieb(Zeitschachtelung)-Vorgang für die Lichtwellen­ empfänger und/oder den Sender (Übertrager) der vorliegen­ den Erfindung eingesetzt. Demzufolge arbeitet nach der Erfindung jede Taste anstatt dauernd grundsätzlich immer nur während eines sehr kurzen Zeitintervalls, beispiels­ weise ungefähr eine 1/60 Sekunde. Jede Taste arbeitet auf der Grundlage des Time-Sharing und pulst oder schwingt nur einmal während der Betätigung, wobei die Schwing- oder Pulszeit in Abhängigkeit von den verwende­ ten Sende- und Empfängerelementen variieren wird. Je kürzer die Impuls- oder Wählzeit ist, desto weniger Strom wird gebraucht und um so relativ höher ist die Geschwindigkeit, mit der das Element arbeitet.

In dem Schaltkreis wird der elektrische Strom während der Nicht-Sendeperiode langsam einem Kondensator beauf­ schlagt, und der gesamte Strom fließt derart bei der Übertragung/dem Senden, daß es für das Senderelement leicht ist, Impulse mit intensivem Strom zu erhalten.

Nach dieser Ausführung und unter der Vorgabe, daß ein Strom von 100 mA in dem Augenblick verwendet wird, wenn das Licht durch jede Taste übertragen wird, und daß insgesamt 16 Tasten vorhanden sind, dann wird der durch ein optisches Tastenfeld für die Übermittlung gebrauchte Strom, wenn er in diesem Augenblick durch einen Konden­ sator nivelliert wird,

betragen, wobei in dieser Formel TD die Übertragungszeit jeder Taste darstellt.

Auf diese Weise kann eine Stromersparnis erreicht werden.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das das Grundsystem einer optischen Eingabeeinrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Zeitfolge-Diagramm für die optische Eingabeeinrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm für die optische Eingabeein­ richtung und das Verfahren nach der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm für eine andere Ausfüh­ rungsform der optischen Eingabeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm für eine weitere Ausfüh­ rungsform der optischen Eingabeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Bei einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die optische Ein­ gabeeinrichtung mindestens einen Lichtwellensender oder -übertrager 1 (im folgenden immer nur als Lichtwellen­ sender bezeichnet), eine Mehrzahl Lichtwellenempfänger 2 mit gleicher Empfangsrichtung wie die Senderrichtung des Senders und durch ein lichtdurchlässiges Medium 7 gegen­ über dem Bediener abgeschirmt, und eine Time-Sharing Ein­ heit 3 für den Empfangsvorgang. Wenn eine Mehrzahl Licht­ wellensender 1 verwendet wird, ist es weiter erforder­ lich, eine Time-Sharing-Einheit 4 für den Übertragungs­ vorgang vorzusehen.

Nach dem oben genannten Grundsystem können die Betriebs­ zyklen der Übertragungs-Time-Sharing-Einheit 4 und der Empfangs-Time-Sharing-Einheit 3 durch Einsatz eines Betriebsablauf-Generators 5 erreicht werden, der bei­ spielsweise mit Zählern ausgebildet ist. Im allgemeinen muß ein Referenzzeit-Signal für den Betriebsablauf-Gene­ rator 5 durch einen Referenzzeit-Generator 6 vorgesehen werden.

Fig. 2 ist ein Betrieb-Zeitfolge-Schaubild für die oben genannten Teile, und Fig. 3 zeigt das Flußdiagramm dafür.

In 31 erzeugt der Betriebsablauf-Generator 5 durch Aus­ wahl eines gegebenen, zu bedienenden Lichtwellenempfän­ gers 2 und durch das Dekodieren mittels der Empfangs- Time-Sharing-Einheit 3 und die Bestätigung durch die Einheit bei 33 einen Impuls T1 der Zeit TD bei 34, um den Lichtwellenempfänger 2 zu aktivieren.

Wenn die Zeit TC verstrichen ist, nachdem die Energie für den Lichtwellenempfänger 2 stabilisiert ist, wählt die Übertragungs-Time-Sharing-Einheit 4 den Lichtwellen­ sender 1 aus, um die Lichtwellen zu übertragen (wenn lediglich ein Lichtwellensender 1 eingesetzt wird, wird dieser Sender 1 direkt aktiviert), und erzeugt durch die Bestätigung mittels des Betriebsablauf-Generators 5 bei 36 einen kurzen Impuls T2 der Zeit TD bei 37.

Jetzt ist der Lichtwellempfänger 2 noch in Betrieb. Zu dieser Zeit wird kein Ausgangssignal in dem Ausgangsan­ schluß der Lichtwellenempfänger 2 anliegen, wenn sich kein reflektierender Körper 8 oberhalb des Empfängers 2 befindet, um das kurze Lichtwellensignal von T2 auf die Empfängerteile der Lichtwellenempfänger 2 zu reflektie­ ren. Wenn reflektierende Körper 8 adäquater Fläche und in so kurzer Entfernung vorhanden sind, daß sie eine ausreichende Reflektion ergeben, dann werden nach einer Verzögerung durch die Teile der Schaltung Signale mit einer "Reflex-Information" an den Ausgangsanschlüssen der Lichtwellenempfänger 2 abgegeben, und zwar annähernd zu der Zeit, wenn die Information T3, die durch den Betriebsablauf-Generator 5 erzeugt wurde, gerade an­ steigt.

Vorzugsweise wird die Information von dem Ausgangsan­ schluß des Lichtwellenempfängers 2 z. B. durch einen nicht gezeigten Schmitt-Trigger be- oder verarbeitet, um das Spannungssprung-Problem der Information zwischen Bestehen und Nicht-Bestehen zu reduzieren.

Wenn Signale mit "Reflex-Information" von den Ausgangs­ anschlüssen der Lichtwellenempfänger 2 zu der Zeit ausge­ geben sind, zu der die Information T3 gerade ansteigt, wird die Taste als "betätigt" festgestellt.

Die Eingabeeinrichtung, die die oben genannten Komponen­ ten umfaßt, kann als optischer Schalter oder optische Taste bezeichnet werden. Für das zu verarbeitende "Betätigt"-Signal dieses Schalters oder dieser Taste sieht die vorliegende Erfindung weiter optische Tasten­ signal-Verarbeitungsmittel vor, um dieses Signal weiter zu verarbeiten, so daß akkurate Signalverarbeitungsfunk­ tionen erzielt werden.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die den Systemaufbau der opti­ schen Eingabeeinrichtung zeigt, die die besagte optische Taste und die optischen Tastensignal-Verarbeitungsmittel umfassen, in denen gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind. In Fig. 4 repräsentiert der in gestrichelten Linien eingeschlos­ sene Teil 41 diese optische Taste und 42 die Optische-Taste-Signalverarbeitungsmittel. In der vorliegenden Erfindung umfassen diese Mittel 42 mindestens eine Empfangs-Abfrage-Verriegelungseinrichtung 43, einen "gerade betätigt"-Erkenner 44, einen Verriegeler für erstbetätigte Tasten 45, einen Speicher für betätigte Tasten 46, einen "Freigabe"-Diskriminator 47 und ein Signal- Ausgangsschnittstelle 48.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der Einrich­ tung zeigt, und die Zeitfolge dieses Vorgangs ist in Fig. 2 gezeigt.

Wenn eine bestimmte Taste "betätigt" wurde, hat auch die Empfangs-Time-Sharing-Einheit 3 die Empfang-Abfrage-Ver­ riegelungseinrichtung 43 für diese Taste ausgewählt und ist zur Abfrage bereit, wenn die Information T3 bei 52 ansteigt. Wenn die Taste gerade betätigt wurde, dann wird der Ausgangsanschluß der Empfang-Abfrageverriege­ lung 43 synchron mit der Information T3 ansteigen, und danach bleibt diese Information ständig. Ein (nicht gezeigter) Zähler addiert "1" zu der Zahl der Betätigun­ gen bei 53, und die im ansteigende Information bleibt bis zum nächsten Male, wenn der Impuls T3 dieser Taste wieder erscheint. Wenn T3 wieder in der "betätigten" Lage zum zweiten Male übrig bleibt, dann wird der Aus­ gangsanschluß der Empfang-Abfrageverriegelung 43 fort­ fahren, in der "Betätigt"-Stellung zu verharren.

Um sicherzustellen, daß das Signal korrekt ist, sind nach der vorliegenden Erfindung Mittel vorgesehen für das Erkennen, ob das "Betätigt"-Signal eine Fehlbedie­ nung ist. Das bedeutet, daß bei 54 eine Entscheidung gemäß der Anzahl von Malen, die in 54 erreicht wurden, getroffen wird. Falls irgendeine gegebene Taste nicht n-mal aufeinanderfolgend betätigt werden kann, wird diese Taste nicht als "betätigt" erkannt, wobei

*n = die Zahl der Male ist, in denen irgendeine Taste in Time-Sharing-Art arbeitet, und
*n < 1 ist.

Nachdem eine Taste als "Betätigt" festgestellt wurde, erzeugt der Ausgang der Lichtwellenempfänger 2 bei dem nächsten Impuls T3 die "Reflex-Information" nicht, und dann wird, wenn die Information T3 ansteigt, das Signal am Ausgangsanschluß der Empfang-Abfrageverriegelung 43 synchron herabgesetzt (das bedeutet, daß T3 anwächst, während der Ausgangsanschluß absinkt). Dies Phänomen wird als "Freigeben" der Taste bezeichnet.

Aus Vorstehenden kann entnommen werden, daß die Empfang-Ab­ frageverriegelung 43 zwei Arten von Informationen erhalten kann:

• a) Wenn die Information T3 ansteigt und das Signal am Ausgangsanschluß mit diesem wächst, was bedeutet, daß diese Taste gerade "betätigt" ist.
• b) Wenn die Information T3 im Ansteigen, das Signal am Ausgangsanschluß aber im Abfallen begriffen ist, was bedeutet, daß diese Taste gerade "freigegeben" wird.

Es gibt zwei zusätzliche Arten von Information:

• a) Das Signal am Ausgangsanschluß fährt fort anzustei­ gen, was bedeutet, daß die Taste dauernd "betätigt" wird.
• b) Das Signal am Ausgangsanschluß fährt fort abzufal­ len, was bedeutet, daß die Taste niemals "betätigt" wurde.

Die Ausgangsinformation von der Empfang-Abfrageverriege­ lung 43 veranlaßt durch Auswahl mittels der Empfangs-Time-Sharing-Einheit 3, daß die Information, die "betä­ tigt" oder "nicht-betätigt" der Betriebstaste anzeigt, einzeln dem gerade betätigten Diskriminator 44 zugeführt wird, um die Erzeugung der "gerade betätigt"-Information bei 55 zu entscheiden.

Die Art, in der der "gerade betätigt"-Diskriminator 44 arbeitet, umfaßt: Wenn das durch den Betriebsablauf-Gene­ rator erzeugte T4 als Referenz dient, so ergibt, wenn ein "Betätigt"-Vorgang vor T4 oder kein "Betätigt"-Vor­ gang vor und nach T4 stattfindet, der "gerade betätigt" Diskriminator 44 keinerlei Reaktion. Wenn ein "Betä­ tigt"-Vorgang innerhalb der Zeit von T4 stattfindet, dann steigt die Information an dem Ausgangsanschluß des "gerade betätigt"-Diskriminators 44 an, was bedeutet, daß eine bestimmte Taste gerade betätigt wird. Die In­ formation an dem Ausgangsanschluß bleibt, bis ein Impuls T5, erzeugt durch den Betriebszyklus-Generator 5, er­ scheint, wenn die Information gelöscht wird. (T5 reprä­ sentiert das Ende des Betriebszyklus einer Taste.) Wenn eine erste Taste "betätigt" ist, wird eine anstei­ gende Information an dem Ausgangsanschluß des gerade be­ tätigten Diskriminators 44 erzeugt, wobei diese Informa­ tion an die Verriegelung 45 der erstbetätigten Taste angelegt wird, worauf diese Verriegelung 45 bei 56 eine Verriegelungsinformation an den Speicher 46 für die betätigte Taste gibt, der die Zahl dieser Taste bei 57 speichert, während die Verriegelung 45 für die erstbetä­ tigte Taste gesperrt wird, ohne irgendeine Taste zu be­ achten, die kurz danach betätigt wird, bis der Freigabe- Diskriminator 47 entscheidet, daß die betätigte Taste freigegeben wurde, worauf die Verriegelung für erstbetä­ tigte Taste 45 entsperrt wird.

Bei 57 wird die besagte Information, wenn die Verriege­ lung 45 für erstbetätigte Tasten die "erste Taste be­ tätigt"-Information erhalten hat, an den Speicher 46 für betätigte Taste, ausgehend von dem Ausgangsanschluß der Verriegelung 45 für erstbetätigte Taste, gegeben, so daß die Zahl des durch den Betriebszyklus-Generator 5 be­ stimmten Betriebstaste gespeichert wird, wobei diese Taste als aktuelle Betriebstaste gespeichert wird.

Bei 59 wird die Zahl dieser Betriebstaste an die Tasten­ information-Ausgang-Schnittstelle 48 gegeben, zwecks Umwandelung in eine Information, die diese Taste reprä­ sentiert, und an den äußeren Schaltkreis abgegeben.

Bei einigen Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind Mittel und Verfahren vorgesehen, um zu entscheiden, ob die Zeit der Betätigung zu kurz oder zu lang ist. Gemäß diesen Mitteln und Verfahren beginnt bei 57 ein Fehlbe­ dienungs-Diskriminator 49, nachdem der Speicher 46 für betätigte Taste diese Betriebstaste gespeichert hat, die Betriebszyklen zu berechnen, für die diese Taste betä­ tigt wurde. Wenn diese Taste nicht ausreichend lange betätigt wurden, und wenn der Freigabe-Diskriminator 47 ermittelt hat, daß die betätigte Taste "freigegeben" wurde, dann gibt der Freigabe-Diskriminator 47 eine Information ab, um den Speicher 46 für betätigte Taste zu löschen und die Verriegelung 45 für erstbetätigte Taste zu entsperren. Wenn diese Taste ausreichend lange "betätigt" wurde, dann gibt der Fehlbedienungs-Diskrimi­ nator 49 eine Steuerinformation an die Tasteninforma­ tion-Ausgangsschnittstelle 48, um dadurch die Energie­ oder Leistungsabgabe von dieser Schnittstelle 48 zu steuern. Wenn diese Taste zu lange betätigt wurde, wird die durch den Fehlbedienungs-Diskriminator 49 an die Schnittstelle 48 gegebene Steuerinformation unterbro­ chen, um die Energie der Schnittstelle 48 abzuschalten.

Darüber hinaus sind bei anderen Ausführungsformen Verfah­ ren zur Bestimmung von Fehlbedienungen vorgesehen. Z. B. können, nachdem eine Taste betätigt ist, auch andere Tasten betätigt werden; dann kann die Verriegelung 45 für erstbetätigte Taste so eingesetzt werden, daß der Schaltkreis die Betätigung der erstbetätigten Taste als eine Aktion erkennt, bis der Finger diese Taste verläßt oder die Betätigungszeit eine vorgegebene Löschzeit über­ schreitet.

Wiederum gibt es weiter z. B., wenn eine bestimmte Taste erkannt wird, andere Tasten, die auch betätigt werden, und die Betriebstaste wird freigegeben, aber die anderen betätigten Tasten bleiben betätigt, und der Freigabe- Diskriminator 47 für die betätigte Taste und der Diskri­ minator 44 für gerade betätigte Taste werden eingesetzt, wodurch der Schaltkreis veranlaßt wird, diese Tasten zu übersehen. Wenn dann eine bestimmte Taste betätigt ist oder eine Taste, die betätigt bleibt, freigegeben und wieder betätigt wird, so wird der Betrieb dieser Taste als hergestellt angesehen.

Bei dem Bemühen, die vorliegende Erfindung zu kommerzia­ lisieren, wurde gefunden, daß die folgenden Möglichkei­ ten benutzt werden können, um Größe und Umfang der vor­ liegenden Erfindung zu minimieren:

• 1. Da der Abstand zwischen den einzelnen Tasten propor­ tional zu dem Erkennungsabstand ist, in dem eine Taste betätigt ist, und auch zu der Quadratwurzel des Bereichs der reflektierenden Objekte, die betä­ tigt werden, ist es bevorzugt, ein dünneres Isola­ tionsmedium in der Fabrikation zu verwenden. Auch ist der erforderliche Abstand zwischen den Tasten um so kleiner, je kleiner die Fläche des reflektie­ renden Objekts ist.
• 2. Um die Abmaße des Tastenfeldes zu reduzieren, ist es bevorzugt, daß der Übertragungsausgang des Lichtwel­ lensenders den Empfangselementen oder Lichtwellen­ empfängern benachbart ist.
• 3. Falls ein Time-Sharing-Verfahren angewendet und nur eine Taste zur Zeit betrieben wird, wird der Be­ triebszyklus T5 das Betriebsintervall für irgendeine Taste sein. Nur so kann sichergestellt werden, daß der von irgendeiner Taste ausgesandte Lichtstrahl diejenigen von anderen Tasten nicht stört.
• 4. Darüber hinaus kann die Störung bei den Empfängern auch durch Verwendung von blockierendem Material reduziert werden, um den Übertragungswinkel des Lichtwellensenders zu begrenzen.

Was die Lichtquelle, die in Verbindung mit der vorliegen­ den Erfindung zu verwenden ist, betrifft, so können alle Arten von Lichtstrahlen benutzt werden, die durch das Medium übertragen (durchgelassen) werden, d. h. sowohl sichtbare wie unsichtbare Strahlen. Aber aus den folgen­ den und anderen Gründen wird in der vorliegenden Erfin­ dung angeregt, daß Infrarot-Strahlen (IR) als Lichtquel­ le für mögliche bessere Ergebnisse eingesetzt werden.

• 1. IR-Licht, das im Vergleich zu rotem Licht eine größere Wellenlänge hat, kann durch den menschlichen Gesichtssinn nicht registriert werden.
• 2. Es wird während der Übertragung keine Wärme erzeugt, wenn IR-Licht dieser Wellenlänge benutzt wird.
• 3. IR-Licht dieser Wellenlänge kann nicht von gewöhn­ lichen Tieren registriert werden, so daß es diese nicht stören oder deren Neugier oder Aufmerksamkeit erregen wird.

Es gibt noch eine Schwierigkeit, die bei der Benutzung der Einrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung besteht. Das ist, daß die optischen Elemente unter intensivem Licht aufgrund von Sättigung in ihrer Funktion versagen. Deshalb ist es, falls die vorliegende Erfindung in diesem Milieu benutzt werden soll, eine geeignete Vorkehrung oder Möglichkeit, ein Filter an dem Empfängerelement vorzusehen und die Übertragungsintensi­ tät des Lichtwellen-Übertragungselementes zu vergrößern.

Zusätzlich kann, um den Betrieb bei Nacht oder an einem Ort, an dem keine äußere Lichtquelle verfügbar ist, zu ermöglichen, ein Licht aussendender Körper oder Licht reflektierendes Material eingesetzt werden, um Lage und Art irgendeiner Taste derart zu markieren, daß diese Markierungen nur illuminiert werden, wenn ein Betäti­ gungssignal von irgendeiner der Tasten erhalten wird. Es kann auch ein Lichtdetektor benutzt werden, so daß diese Markierungen kein Licht aussenden, wenn eine ausreichen­ de Helligkeit erreicht wird.

Aus dem Vorhergehenden sieht die Erfindung eine optische Eingabeeinrichtung und ein Verfahren vor, mit dem diese Einrichtung auf einfache Weise gegenüber dem Bediener durch Einsatz eines Mediums abgeschirmt werden kann und das den Vorteil hat, daß das Computersystem und die Eingabeeinrichtung so geschützt werden, daß die vorliegen­ de Erfindung in der Tat den besonderen Erfordernissen eines Patentes entspricht.

Die vorstehende Beschreibung dient dem Zwecke der Illu­ stration der vorliegenden Erfindung und vielfältige Veränderungen können daran vorgenommen werden, ohne deren Wesen und Umfang zu verlassen.

Claims (32)

1. Eingabeeinrichtung für ein Computersystem, umfassend ein lichtdurchlässiges Medium, mindestens einen Lichtwellenübertrager oder -sender und eine Mehrzahl von Lichtwellenempfängern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfängereingänge der Lichtwellenempfänger (2) in der gleichen Rich­ tung wie der Sendeausgang des Senders (1) angeordnet sind und daß die Empfänger (2) und der Sender (1) gegenüber dem Bediener mittels des besagten Mediums (7) abgeschirmt werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie weiter eine Empfangs-Time-Sharing(Zeitschachtelung-)-Einheit (3) umfaßt derart, daß mittels der durch diese Einheit erzeugten Betriebs-Time-Sharing-Anweisung einer der Empfänger (2), der in einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden soll, entsprechend vorgegebener Folge und Intervalle ausgewählt und betätigt werden kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahl der Licht­ wellensender (1) die gleiche wie die der Empfänger (2) ist, und daß diese Einrichtung weiter eine Time- Sharing-Einheit (3) umfaßt derart, daß der Sender (1), der in einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden soll, mittels der durch diese Einheit erzeug­ ten Betriebs-Time-Sharing-Anweisung entsprechend voreingestellter Folge und Intervalle selektierbar und betätigbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellen­ sender (1) Infrarot-Strahlen aussendet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtwellensender (1) Lichtstrahlen einer Wellenlänge von ungefähr 940 nm aussendet.

6. Eingabeverfahren für ein Computersystem, bei dem die Eingabe durch eine Eingabeinrichtung durchgeführt wird, die die folgenden Komponenten umfaßt:
ein lichtdurchlässiges Medium,
mindestens einen Lichtwellenübertrager oder -sender, und
eine Mehrzahl von Lichtwellenempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängereingänge der Lichtwellenempfänger in der gleichen Richtung wie der Senderausgang des Senders liegen und die Empfänger und der Sender gegenüber dem Bediener mittels des besagten Mediums abgeschirmt werden, und daß das Verfahren das Ein­ geben solcher Kennzeichen in das Computersystem um­ faßt, die durch die entsprechenden Lichtwellenempfän­ ger durch Bewegen reflektierender Körper relativ zu den besagten Lichtwellenempfängern repräsentiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Körper Finger sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrich­ tung weiter eine Empfangs-Time-Sharing-Einheit um­ faßt derart, daß einer der Empfänger, der in einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden soll, mit­ tels der durch diese Einheit erzeugten Betriebs- Time-Sharing-Instruktion entsprechend voreinstell­ barer Folge und Intervalle ausgewählt und betätigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahl der Licht­ wellensender die gleiche wie die der Empfänger ist, und daß diese Einrichtung weiter eine Empfangs-Time- Sharing-Einheit umfaßt derart, daß der Sender, der in einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden soll, mittels der durch diese Einheit erzeugten Betriebs-Time-Sharing-Instruktion entsprechend voreingestellter Folge und Intervalle ausgewählt und betätigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellensender Infrarot-Strahlen aussendet, die Teil des Rotlichts sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtwellensender Lichtstrahlen einer Wellenlänge von ca. 940 nm aus­ sendet.

12. Datenverarbeitungsverfahren für die Eingabeeinrich­ tung eines Computersystems, in dem die Datenver­ arbeitung mittels der besagten Eingabeeinrichtung durchgeführt wird, die folgende Komponenten umfaßt:
ein lichtdurchlässiges Medium,
mindestens einen Lichtwellensender, und
eine Mehrzahl Lichtwellenempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt:
Betätigen der Lichtwellenempfänger,
Betätigen des Lichtwellensenders,
Entscheiden, ob eine genügende Anzahl gepulster Lichtwellen auf die Lichtwellenempfänger reflektiert wird, und
Ausgeben von Empfänger-Kodes, die anzeigen, daß eine genügende Anzahl von reflektierten, gepulsten Licht­ wellen empfangen wurde.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrich­ tung weiter eine Empfangs-Time-Sharing-Einheit um­ faßt derart, daß mittels der dadurch erzeugten Betriebs-Time-Sharing-Instruktion der Empfänger, der in einer bestimmten Zeitperiode arbeiten soll, ent­ sprechend voreingestellter Folge und Intervalle selektiert und betätigt werden kann.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahl der Licht­ wellensender die gleiche wie die der Empfänger ist, und daß diese Einrichtung weiter eine Empfangs-Time- Sharing-Einheit umfaßt derart, daß der Sender, der in einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden soll, mittels der durch diese Einheit erzeugten Betriebs-Time-Sharing-Instruktion entsprechend voreingestellter Folge und Intervalle auswählbar und betätigbar ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellensender Infrarot-Strahlen aussendet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtwellensen­ der Lichtstrahlen einer Wellenlänge von ca. 940 nm aussendet.

17. Eingabeeinrichtung für ein Computersystem, ge­ kennzeichnet durch,
mindestens einen Lichtwellensender (1),
Empfänger (2) mit Empfängereingängen, die in der gleichen Richtung wie der Senderausgang des Senders (1) liegen,
ein lichtdurchlässiges Medium (7), das in der Lage ist, mindestens den Sender (1) und die Empfänger (2) gegenüber dem Bediener abzuschirmen, und
Empfangs-Abfrage-Verriegelungsmittel (43) zum Auf­ zeichnen des Lichtwellen-Empfangsvorganges der Licht­ wellenempfänger (2) im Ansprechen darauf,
Diskriminierungs-(Unterscheidungs-)mittel zum Dis­ kriminieren einer Taste "gerade betätigt" im Anspre­ chen auf die Operation der Empfangs-Abfrage-Verrie­ gelungsmittel (43) zu einer vorgegebenen Zeit,
Verriegelungsmittel für Erstbetätigung zur Erzeugung von Signalen entsprechend den Kodes des Lichtwellen­ senders (1), der zum erstenmal betätigt wurde, im Ansprechen auf das Ausgangssignal der "gerade betä­ tigt"-Diskriminierungsmittel (44),
Speichermittel für betätigte Taste (46) zur Speiche­ rung dieser Signale im Ansprechen auf die Erzeugung des Kodes durch die Verriegelungsmittel für Erstbetä­ tigung,
eine Ausgangs-Schnittstelle (48) zum Ausgeben der in den Speichermitteln für betätigte Taste (46) gespei­ cherten Signale an das Computersystem.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellen­ empfänger (2) gepulste Lichtwellen empfangen.

19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie weiter Betriebs- Time-Sharing-Mittel (4) zum Auswählen und Betätigen des Lichtwellensenders (1), die Lichtwellenempfänger (2), die Empfangs-Abfrage-Verriegelungsmittel (43), und/oder Verriegelungsmittel für Erstbetätigung umfaßt.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Betriebs-Time- Sharing-Mittel (4) den dadurch ausgewählten und betätigten Komponenten erlauben, nur in unterbroche­ nem Betrieb zu arbeiten, so daß die Gesamt- Betriebs­ zeit reduziert ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die "gerade betä­ tigt" Diskriminierungsmittel (44) im Ansprechen auf den Betrieb der Empfangs-Abfrageverriegelung (43) lediglich innerhalb einer kurzen Zeitspanne unmit­ telbar nach der Betriebszeit der ausgewählten Licht­ wellenempfänger (2) arbeiten.

22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kodes für die ausgewählten Lichtwellenempfänger (2) mittels der Speichermittel für betätigte Taste (46) gespeichert und durch die Betriebs-Time-Sharing-Mittel (4) ausge­ geben werden.

23. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie weiter ein "Frei­ gabe"-Diskriminierungsmittel (47) für die Entschei­ dung "Freigabe" in der ersten Zeitspanne umfaßt, wenn keine reflektierte Lichtwelle mehr durch die ausgewählten Empfänger (2) nach dem Empfang der Lichtwelle durch diese Empfänger (2) empfangen wird.

24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie weiter ein Dis­ kriminierungsmittel für übermäßige Betätigungszeit zum Löschen des Speichers für betätigte Taste (46) umfaßt, wenn die Zahl der Betätigungen der ausgewähl­ ten Lichtwellenempfänger (2) zwischen der Entschei­ dung "gerade betätigt" der betreffenden Diskriminie­ rungsmittel und der Entscheidung "Freigabe" der diesbezüglichen Diskriminierungsmittel kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

25. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter ein Diskriminierungsmittel für übermäßige Betätigungs­ zeit umfaßt, um die Energieversorgung an die Informa­ tions-Ausgangs-Schnittstelle (48) zu unterbrechen, wenn der ausgewählte Lichtwellenempfänger (2) inner­ halb einer vorgegebenen Zeit nach der Entscheidung "gerade betätigt" betrieben wurde, die durch die betreffenden Diskriminierungsmittel getroffen wurde.

26. Datenverarbeitungsverfahren für die Eingabeeinrich­ tung eines Computersystems, in dem die Datenverar­ beitung mittels der besagten Eingabeeinrichtung durchgeführt wird, die folgende Komponenten umfaßt:
mindestens einen Lichtwellensender, Empfänger mit Empfängereingängen, die in der gleichen Richtung wie der Senderausgang des Senders angeordnet sind, ein lichtdurchlässiges Medium, das in der Lage ist,
mindestens den Sender und die Empfänger gegenüber dem Bediener abzuschirmen, Empfangs-Abfrage-Verriege­ lungsmittel, "gerade betätigt"-Diskriminierungsmit­ tel, Verriegelungsmittel für Erstbetätigung, Spei­ chermittel für betätigte Taste und eine Ausgangs- Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt:
Betätigen der Lichtwellenempfänger (2),
Betätigen des Lichtwellensenders (1),
Entscheiden, ob eine genügende Menge gepulster Lichtwellen auf Lichtwellenempfänger (2) reflektiert wird,
Ausgeben der Kodes für den Lichtwellenempfänger (2), der genügend reflektierte, gepulste Lichtwellen empfangen hat,
Aufzeichnen des Lichtwellen-Empfangsvorganges des Lichtwellenempfängers (2) durch die Empfangs- Abfrage-Verriegelungsmittel (43) im Ansprechen darauf,
Entscheiden "gerade betätigt" durch die "gerade betätigt"-Diskriminierungsmittel im Ansprechen auf die Operation der Empfangs-Abfrage-Verriegelungsmit­ tel,
Erzeugen von Signalen entsprechend den Kodes des Lichtwellenempfängers, der mittels der Verriege­ lungsmittel für erstbetätigte Taste im Ansprechen auf das Ausgangssignal der "gerade betätigt"-Dis­ kriminierungsmittel erstbetätigt wurde,
Aufzeichnen der Kodes durch die Speichermittel für betätigt Tasten im Ansprechen auf die Kode-Erzeugung durch die Verriegelungsmittel für erstbetätigte Taste,
Eingeben der in den Speichermitteln für betätigte Taste aufgezeichneten Signale von der Ausgangs- Schnittstelle in das Computersystem.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrich­ tung weiter Betriebs-(Operations-)Time-Sharing- Mittel und das betreffende Verfahren den Schritt des Selektierens des Lichtwellensenders, der Lichtwellen­ empfänger, der Empfang-Abfrage-Verriegelungsmittel und/oder der Verriegelungsmittel für Erstbetätigung mittels der Betriebs-Time-Sharing-Mittel in einer Time-Sharing- Weise umfaßt, die speziell darauf ausgerichtet ist, daß lediglich einer der Lichtwel­ lenempfänger durch die Time-Sharing-Mittel zur Zeit ausgewählt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die "gerade betä­ tigt"-Diskriminierungsmittel im Ansprechen auf die Operation der Empfang-Abfrage-Verriegelung lediglich innerhalb einer kurzen Zeitspanne unmittelbar nach der Operationszeit der ausgewählten Lichtwellenemp­ fänger arbeiten.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kodes für die ausgewählten Lichtwellenempfänger, die durch die Operation-Time-Sharing-Mittel ausgegeben werden, durch die Speichermittel für betätigte Taste aufge­ zeichnet werden.

30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrich­ tung weiter "Freigabe"-Diskriminierungsmittel und das betreffende Verfahren die Schritte der Entschei­ dung "Freigabe" in der ersten Zeitperiode, wenn keine reflektierte Lichtwelle mehr durch die selek­ tierten Empfänger nach dem Empfangen der Lichtwellen durch diese Empfänger empfangen werden, sowie des Entriegelns der Verriegelungsmittel für erstbetätig­ te Taste gemäß der "Freigabe"-Entscheidung der "frei­ geben"-Diskriminierungsmittel umfaßt.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß weiter die Eingabe­ einrichtung Diskriminierungsmittel für übermäßige Betätigungszeit und das betreffende Verfahren den Schritt des Löschens des Speichers für betätigte Taste durch die besagten Diskriminierungsmittel für übermäßige Betätigungszeit umfaßt, wenn die Zahl der Operationen der selektierten Lichtwellenempfänger zwischen der Entscheidung "gerade betätigt" durch die betreffenden Diskriminierungsmittel und der Entscheidung "Freigabe" durch die betreffenden Diskriminierungsmittel kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß weiter die Eingabeein­ richtung Diskriminierungsmittel für übermäßige Betä­ tigungszeit und das betreffende Verfahren den Schritt des Unterbrechens der Energieversorgung zur Informations-Ausgangs- Schnittstelle durch die be­ sagten Diskriminierungsmittel umfaßt, wenn der selek­ tierte Lichtwellenempfänger für eine vorgegebene Anzahl von Malen nach der Entscheidung "gerade betä­ tigt" durch die diesbezüglichen Diskriminierungsmit­ tel betätigt wurde.