專利名稱：控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示板的控制裝置。
背景技術(shù)：
在圖像和數(shù)據(jù)處理中，公開了不同的、用于在一個(gè)圖形用戶界面上進(jìn)行定位的裝置，該圖形用戶界面可以在一個(gè)例如顯示器的顯示單元、大面積的顯示板或者LCD顯示器上可視。在實(shí)踐中采用標(biāo)準(zhǔn)的輸入設(shè)備，例如具有一個(gè)專門用于進(jìn)行定位的鍵盤板的鍵盤、具有一個(gè)滾動(dòng)球的所謂計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或者輸入設(shè)備。其它這類的輸入設(shè)備例如是游戲桿，即一種在使用中按一個(gè)控制桿或者圖形板形式的控制部件。
在實(shí)踐中具有不同形式的定位。一方面，圖形用戶界面本身、其一部分或者一個(gè)例如強(qiáng)烈放大的片段可以在顯示單元上進(jìn)行移動(dòng)。如果整個(gè)可以顯示的區(qū)域大于顯示單元的顯示面積，則經(jīng)常出現(xiàn)這種問題。此外，在例如使用一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)總是需要將圖形的控制標(biāo)記重新定位。該控制標(biāo)記經(jīng)常稱為光標(biāo)、插入標(biāo)記或者鼠標(biāo)指示，并顯示這樣的位置，即在該位置上可以例如通過觸發(fā)數(shù)據(jù)輸入來引起變動(dòng)。
在上述輸入設(shè)備中，例如通過按鍵的確認(rèn)或者在x-，y-空間方向進(jìn)行滾動(dòng)掃描，產(chǎn)生用來按機(jī)械方式引起位置變動(dòng)的控制信號(hào)。這些控制信號(hào)被傳送到一個(gè)處理單元，該處理單元由此在顯示單元上對(duì)應(yīng)地對(duì)例如一個(gè)控制標(biāo)記的位置進(jìn)行改變。這種功能的前提是，各輸入設(shè)備在該處理系統(tǒng)中系統(tǒng)地登記并被激活。
此外，至少習(xí)慣上需要，將這種輸入設(shè)備上的或者連同該輸入設(shè)備的運(yùn)動(dòng)與由此引起的在顯示單元上的位置變動(dòng)在空間上解耦合地進(jìn)行。這樣，例如當(dāng)一個(gè)PC鼠標(biāo)在一個(gè)界面上移動(dòng)時(shí)，有關(guān)的位置變化出現(xiàn)在一個(gè)顯示器上。通常，待控制的輸入設(shè)備和顯示單元不是同時(shí)處于操作人員的視野中。
DE 19880483公開了一種用于計(jì)算機(jī)的輸入裝置。此外，DE 19861129涉及了一種對(duì)應(yīng)的方法，用于借助于一個(gè)輸入裝置對(duì)具有圖形用戶界面的計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)整。
在此，將一個(gè)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序的用戶界面顯示在顯示器上，并借助于一臺(tái)投影儀額外地投影到一個(gè)顯示區(qū)域(例如銀幕)上。由此，可以由多個(gè)人察看其內(nèi)容。借助于按激光指示器形式的發(fā)送裝置可以將成束的光束指向該顯示區(qū)域。借助于出現(xiàn)的光斑模擬了鼠標(biāo)指示器，并可以激活顯示在這些投影面積位置上的、可以控制的圖形用戶界面的內(nèi)容。
為了進(jìn)行激活，在銀幕的背后放置一個(gè)由具有光學(xué)系統(tǒng)的CCD傳感器組成的圖像拍攝裝置，該裝置的采集區(qū)域至少包括整個(gè)銀幕。一個(gè)控制電路通過CCD傳感器按行和列的方式進(jìn)行求值，精確地采集所出現(xiàn)光斑的x、y位置。由此，產(chǎn)生了一種電信號(hào)并將其傳送至計(jì)算機(jī)，該信號(hào)表示了在采集區(qū)域中的該光束投射在銀幕上的位置以及出現(xiàn)的光斑移動(dòng)的距離和方向。由此，模擬了異步鼠標(biāo)指示器的定位結(jié)果并使得可以激活在采集區(qū)域中的對(duì)象。
不過，這種模擬鼠標(biāo)指示器的方式具有這樣的缺點(diǎn)，即，一個(gè)光斑本身對(duì)于在銀幕上采集其位置和對(duì)應(yīng)于一個(gè)圖像用戶界面投影到該位置的可控對(duì)象來說采用了獨(dú)立光標(biāo)的特性。該光斑與在所屬計(jì)算機(jī)的顯示器上顯示的、并例如借助于一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)進(jìn)行管理的光標(biāo)不是同步的。因此，由不同光標(biāo)觸發(fā)的動(dòng)作會(huì)影響在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的應(yīng)用程序。這樣一種裝置在工業(yè)領(lǐng)域中，例如在對(duì)生產(chǎn)設(shè)備控制的維護(hù)中，出于可靠性技術(shù)的原因是不可以使用的。
由DE 19880483和DE 19861129公開的裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，需要一個(gè)具有采集區(qū)域的圖像拍攝裝置，該采集區(qū)域完全覆蓋例如一個(gè)大顯示屏的顯示區(qū)域。為此，必須將該圖像拍攝裝置設(shè)置在離銀幕以及其上待采集的光點(diǎn)之前或之后足夠遠(yuǎn)的距離上。因?yàn)橐粋€(gè)光點(diǎn)的xy坐標(biāo)位置和其移動(dòng)是絕對(duì)參照采集區(qū)域的尺寸采集的，所以還需要相對(duì)于顯示屏面對(duì)圖像拍攝裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。該圖像拍攝裝置在校正之后不能再被移動(dòng)。
另外一個(gè)缺點(diǎn)在于，銀幕表面必須反射所出現(xiàn)的光點(diǎn)，因?yàn)榉駝t的話不能通過操作人員進(jìn)行導(dǎo)航和定位。但是，對(duì)于顯示屏，表面反射是不希望的。因此，由DE 19880483和DE 19861129公開的裝置可以例如在采用銀幕時(shí)用作顯示區(qū)域，但不可以用于TFT顯示屏。此外，發(fā)送裝置必須產(chǎn)生一種清晰的、良好可見的光點(diǎn)，以便操作人員進(jìn)行定位。為此，尤其是對(duì)于大的顯示屏，必須在發(fā)送裝置中采用激光發(fā)射。但是，這樣必須遵守安全規(guī)定。
DE 4336677和DE 19757674公開了用于在一圖形界面上定位對(duì)象的輸入裝置。在此，在空間中采集光點(diǎn)的位置，并將該光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成對(duì)象的一種對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
DE 4336677公開的裝置是用于，在具有圖形用戶界面的系統(tǒng)中確定空間位置和輸入控制信息。為此，該裝置擁有至少一個(gè)具有光源的、可以由用戶操作的輸入設(shè)備，一個(gè)設(shè)置在系統(tǒng)用戶界面附近的攝像機(jī)，和一個(gè)在輸入設(shè)備中的、用于采集在對(duì)準(zhǔn)用戶界面的軸向加速度的加速度傳感器。該裝置一方面可以確定輸入設(shè)備的空間位置，以便由此影響在用戶界面上對(duì)光標(biāo)的控制。在使用加速度傳感器的條件下，不僅可以采集垂直于該界面的運(yùn)動(dòng)，而且該加速度傳感器還可以用來將用戶的操作，例如選擇對(duì)象或者進(jìn)行程序狀態(tài)的變換，在攝像機(jī)上提示出。
DE 19757674公開了一種用于位置采集裝置和遙控器的裝置。該裝置的任務(wù)是，將在一個(gè)接收單元的顯示屏上顯示的光標(biāo)的位置，通過一個(gè)發(fā)送單元的兩維或者三維的定位進(jìn)行遙控。該公知裝置的另一個(gè)任務(wù)是，通過操縱在該發(fā)送單元上的一個(gè)EIN/AUS開關(guān)選擇一種功能。由發(fā)送單元的一個(gè)光源塊發(fā)射的光通過第一光學(xué)塊輻射。一個(gè)接收單元通過傳感器塊中的第二光學(xué)塊接收來自發(fā)射單元的光。一個(gè)識(shí)別塊根據(jù)傳感器塊的輸出信號(hào)采集該光的強(qiáng)度。一個(gè)控制塊計(jì)算出發(fā)送單元的兩維或者三維位置，并將該位置作為光標(biāo)位置顯示在顯示屏上。
這些由DE 4336677以及DE 19757674公開的輸入裝置具有這樣的缺點(diǎn)，即，為了能夠采集光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，發(fā)出該光點(diǎn)的光源必須明顯地移動(dòng)。為此，在一個(gè)手持光源的情況下，通常要求必須移動(dòng)整條手臂。這里“來自手腕”的光源移動(dòng)是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種輸入裝置，其中，用戶可以按特別簡(jiǎn)單的方式在一個(gè)圖形用戶界面上引起部件(尤其是光標(biāo))的位置變動(dòng)，并觸發(fā)操作。
上述技術(shù)問題是通過一種按照權(quán)利要求1的控制裝置來解決的。本發(fā)明的控制裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中描述。
用于顯示板的按照本發(fā)明的控制裝置包括一個(gè)具有用于輻射擴(kuò)散光束的裝置的移動(dòng)控制部件。一個(gè)具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)連接的電子處理單元，產(chǎn)生至少一個(gè)例如應(yīng)用程序的圖形用戶界面。通過至少一個(gè)與所述處理單元的一個(gè)數(shù)據(jù)連接相連的顯示單元，使該圖形用戶界面可視。一個(gè)光學(xué)接收傳感器與所述處理單元的一個(gè)數(shù)據(jù)連接相連，并將所述移動(dòng)控制部件擴(kuò)散光束的運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換成一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)在通過一個(gè)數(shù)據(jù)連接傳送之后，在所述處理單元中引起對(duì)應(yīng)于所述擴(kuò)散光束運(yùn)動(dòng)的、對(duì)圖形用戶界面和/或其部分和/或位于其中的可視元素的位置的跟蹤。
在本發(fā)明中，將“擴(kuò)散光束”視為例如圓錐形光發(fā)射，其在一個(gè)平面的面積上的投影圖像具有盡可能細(xì)致分布的強(qiáng)度起伏。在此，該強(qiáng)度起伏可以具有例如一種可以與材料模式相媲美的細(xì)致的“組織”，并且是接近自由分布的。該投影圖像可以例如具有任意形式明和暗區(qū)域的接近自由的分布。例如，該“擴(kuò)散光束”可以通過例如借助于一個(gè)散射片對(duì)光源進(jìn)行不規(guī)則的散射來產(chǎn)生。為此，該散射片的表面例如可以按照許多方式，例如通過涂漆來覆蓋上一種半透明的漆，即一種不規(guī)則的涂層等，或者通過一種研磨的表面處理變得粗糙。即，該“擴(kuò)散光束”的投影圖像應(yīng)該具有一種“大理石化”的結(jié)構(gòu)，并盡可能大面積地遮蓋各圖形用戶界面。
本發(fā)明的控制裝置具有這樣的特殊優(yōu)點(diǎn)，即，移動(dòng)光學(xué)接收傳感器不需要在空間上確定地對(duì)應(yīng)于顯示單元的顯示面積大小。尤其是不用保持在顯示單元和接收傳感器之間的距離深度。因此，可以將接收傳感器放置在移動(dòng)控制部件光束散射區(qū)域中的任何位置，例如直接置于作為顯示單元的銀幕的下方，或者例如放在作為顯示單元的顯示器的機(jī)殼的上部。由此，接收傳感器可以基本上設(shè)置在與顯示單元相同的平面上，并設(shè)置在其前或其旁或其上部。
此外，在本發(fā)明中不需要根據(jù)顯示單元的空間位置對(duì)接收傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，因?yàn)橐鸬氖怯脩艚缑婊蛘哂脩艚缑嫔峡梢曉叵鄬?duì)于移動(dòng)后對(duì)象的原始位置的位置變化。因此，移動(dòng)光學(xué)接收傳感器可以隨時(shí)移動(dòng)和設(shè)置在另一個(gè)地點(diǎn)。
另外，例如為了為用戶定向和顯示所選擇位置的反饋，本發(fā)明不需要對(duì)光束的反射。而是將發(fā)生位置變化的對(duì)象本身作為可視標(biāo)記。
如果發(fā)生位置變化的對(duì)象是一個(gè)光標(biāo)或者插入標(biāo)記，則這點(diǎn)特別具有優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)的實(shí)際的、已經(jīng)定位的光標(biāo)是該可視標(biāo)記。由此，相對(duì)于該光標(biāo)位置的錯(cuò)誤輸入是不可能的，因?yàn)樵撐恢糜捎?jì)算機(jī)本身確定。計(jì)算機(jī)可以監(jiān)視光標(biāo)運(yùn)動(dòng)的速度并對(duì)其進(jìn)行處理。因?yàn)樵诒景l(fā)明中的系統(tǒng)光標(biāo)幾乎被跟蹤，所采用的光學(xué)控制部件也可以發(fā)送不可見的光，例如紅外輻射。此外，在本發(fā)明中不需要小面積的、即清晰的光點(diǎn)，從而特別地不再被迫使用有可能傷及人員的激光輻射。


下面對(duì)照附圖借助于優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖中，圖1表示本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，其中，本發(fā)明的光學(xué)控制部件的光源輸出一個(gè)“擴(kuò)散光束”，并且光學(xué)接收傳感器示例性地設(shè)置在一個(gè)大面積的顯示單元下，圖2表示本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式，其中，通過散射一個(gè)激光光束產(chǎn)生所述擴(kuò)散光束，圖3表示本發(fā)明的一種優(yōu)選的應(yīng)用，其中，在顯示單元上給出一幅技術(shù)設(shè)備的、可以控制的過程圖像，而光學(xué)控制裝置除了對(duì)控制標(biāo)記進(jìn)行定位之外還能夠在該過程圖像中激活功能。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，其中，光學(xué)控制部件F的光源LQ輸出一個(gè)擴(kuò)散光束LS。該擴(kuò)散光束的投影圖像在大面積顯示單元D的平面上形成例如一個(gè)不均勻的光場(chǎng)LFD。該光場(chǎng)至少這樣大，使得可以遮蓋例如設(shè)置在顯示單元D(如一個(gè)大銀幕)下面的光學(xué)接收傳感器S。
本發(fā)明的控制裝置具有一個(gè)電子處理單元V，該單元按照數(shù)據(jù)技術(shù)額外地產(chǎn)生至少例如應(yīng)用程序的圖形用戶界面以及在必要時(shí)產(chǎn)生可以自由定位的圖形控制標(biāo)記。在圖1的例子中，產(chǎn)生了一個(gè)圖形用戶界面VA和一個(gè)光標(biāo)形式的控制標(biāo)記C，而且同時(shí)輸出在顯示板D和處理單元V的本地顯示器VD上。為此，處理單元通過一個(gè)優(yōu)選為總線形式的數(shù)據(jù)連接K1與顯示單元D相連。移動(dòng)光學(xué)接收傳感器S與處理單元V通過另一個(gè)數(shù)據(jù)連接K2相連。數(shù)據(jù)連接K1，K2也可以綜合到共同的總線中。
在圖1的例子中，本發(fā)明的控制裝置的移動(dòng)控制部件F由人P手持。他通過操縱在控制部件F頭部的按鍵T1激活光源LQ，并由此觸發(fā)擴(kuò)散光束LS的發(fā)射。該擴(kuò)散光束朝向用作顯示單元D的大面積顯示板。該擴(kuò)散光束LS作為投影圖像產(chǎn)生一個(gè)不均勻的光場(chǎng)LFD，該光場(chǎng)具有位于其表面上的、明和暗區(qū)域的優(yōu)選為細(xì)致點(diǎn)形式的分布。通過控制部件F的適當(dāng)擺動(dòng)，該不均勻光場(chǎng)可以在所選擇的空間方向B上移動(dòng)。因此，根據(jù)本發(fā)明可以在同一空間方向上跟蹤在顯示板D上的顯示內(nèi)容VA。
下面，在對(duì)圖形控制標(biāo)記C(特別是一個(gè)光標(biāo)或者鼠標(biāo)指示器)進(jìn)行定位的例子中，對(duì)這點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的解釋。為此，操作者P利用移動(dòng)控制部件F指向銀幕D的方向。在按壓和保持按鍵T1之后可以將光標(biāo)C在銀幕D上相應(yīng)地移動(dòng)。如果他將控制部件向右移動(dòng)，則光標(biāo)C在銀幕D上也向右移動(dòng)。如果他將控制部件向下移動(dòng)，則光標(biāo)C在銀幕D上也向下移動(dòng)。如果到達(dá)了希望的位置，則將按鍵T1松開。操作者P可以通過另一個(gè)按鍵T2進(jìn)行輸入。在此，按鍵T1，T2的安排以及通過對(duì)它們操縱可以激活的輸入可能性可以這樣設(shè)置，使得這些按鍵仍然可以與計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的按鍵以及與左右鼠標(biāo)鍵的設(shè)置相比擬。
為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本發(fā)明的控制裝置具有一個(gè)優(yōu)選的移動(dòng)光學(xué)接收傳感器S，該光學(xué)接收傳感器在空間上放置在顯示單元D的附近。在圖1的例子中，將其設(shè)置在顯示板D的下面。對(duì)于本發(fā)明，顯示單元和接收傳感器之間不需要特別的空間關(guān)系。由此，接收傳感器可以特別優(yōu)選地放置在操作人員所預(yù)期的視線方向上。在此，該所預(yù)期的視線方向雖然按常規(guī)是與操作人員朝向顯示單元的視線方向重合，但也不必一定如此。
光學(xué)接收傳感器S對(duì)移動(dòng)控制部件F的擴(kuò)散光束LS的運(yùn)動(dòng)方向B和從中產(chǎn)生的光場(chǎng)LFD的不均勻模式的運(yùn)動(dòng)方向B進(jìn)行求值，并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)控制信號(hào)。該控制信號(hào)通過一個(gè)數(shù)據(jù)連接K1，K2被傳送至處理單元V。該處理單元又引起在顯示板上對(duì)應(yīng)于擴(kuò)散光束LS的運(yùn)動(dòng)跟蹤顯示內(nèi)容的位置，即，圖形用戶界面和/或其部分和/或位于其中的可視元素(例如光標(biāo)C)的位置的跟蹤。
在圖1的例子中，也可以將光學(xué)接收傳感器S置于電子處理單元的本地顯示器VD的機(jī)殼上。如果操作者P將控制部件F對(duì)準(zhǔn)該顯示器，則可以按照相同方式進(jìn)行上述的位置變動(dòng)。如果根據(jù)情況操作者的當(dāng)前視線方向主要是朝向顯示器VD的，則這樣做具有特別的優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要將移動(dòng)控制部件系統(tǒng)地與各個(gè)待控制的顯示單元連接。既不需要一種直接的數(shù)據(jù)技術(shù)連接，也不需要在處理單元中對(duì)移動(dòng)控制部件進(jìn)行邏輯上的登錄，例如在運(yùn)行裝置的意義上。而是可以根據(jù)本發(fā)明利用一個(gè)移動(dòng)控制部件對(duì)任意的顯示單元進(jìn)行控制，只要是該顯示單元裝備了一個(gè)相應(yīng)的光學(xué)接收傳感器。在一種簡(jiǎn)單的應(yīng)用情況中，可以例如使用一個(gè)具有一對(duì)應(yīng)散射片的、市場(chǎng)上常見的“激光指向裝置”作為移動(dòng)控制部件。本發(fā)明控制裝置的移動(dòng)控制部件優(yōu)選地具有手持設(shè)備，特別是一個(gè)遙控器的形式。這使得用戶可以接近“指向”所屬顯示單元的方向。為此，在最簡(jiǎn)單的情況下使用任意的、其投影的光錐體具有平面空間上分布的強(qiáng)度起伏的發(fā)射源，例如一種具有相應(yīng)反射體或者散射片的手電筒。
與現(xiàn)有技術(shù)中的輸入設(shè)備相比，本發(fā)明的控制裝置具有這樣特別的優(yōu)點(diǎn)，即，可以按照人機(jī)工程學(xué)的方式進(jìn)行控制。如果可以利用一個(gè)獨(dú)立于位置的控制部件(例如手持設(shè)備)指向銀幕，然后可以直接在銀幕上進(jìn)行可見的變動(dòng)，特別是對(duì)光標(biāo)位置的改變，則在實(shí)踐上操作者感覺特別舒適。利用一個(gè)遙控器形式的裝置進(jìn)行指示和移動(dòng)，比通過鼠標(biāo)、鍵盤或游戲桿輸入位置變化更簡(jiǎn)單。本發(fā)明的控制裝置特別的特征在于，利用其移動(dòng)控制部件不必瞄準(zhǔn)在圖形控制裝置中的特定部位，而是該移動(dòng)控制部件接近定向在光學(xué)接收傳感器上就已經(jīng)足夠了，這又有助于操作的舒適。
本發(fā)明的控制裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，不需要例如滾動(dòng)球、鍵盤或者鼠標(biāo)的機(jī)械部件。另外，也不需要例如桌面、鼠標(biāo)墊或者繪圖板的襯底。
圖2示出了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，其中，通過一個(gè)激光SL產(chǎn)生擴(kuò)散光束LS和由該擴(kuò)散光束引起的按“擴(kuò)散光場(chǎng)”形式的投影圖像LP。在此，該激光產(chǎn)生一個(gè)激光光束LS，該光束通過一個(gè)對(duì)應(yīng)的散射透鏡SL在投影平面FL上產(chǎn)生一種例如“點(diǎn)模式”?？刂撇考﨔中的光源LA這樣產(chǎn)生的投影作為一個(gè)光點(diǎn)模式映射在位于內(nèi)部的表面上。如果控制部件F移動(dòng)和由此光源LA移動(dòng)，則該光點(diǎn)模式也移動(dòng)。在例如為CCD圖像傳感器或者橫向效應(yīng)二極管(Lateraleffektdiode)的接收傳感器中光敏表面可以對(duì)光點(diǎn)模式的運(yùn)動(dòng)方向B進(jìn)行求值，并計(jì)算出一個(gè)用于跟蹤光標(biāo)C的相應(yīng)控制信號(hào)。
圖3示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選的應(yīng)用，其中，在顯示單元上輸出一幅例如技術(shù)設(shè)備的、可以控制的過程圖像，而光學(xué)控制裝置除了對(duì)控制標(biāo)記進(jìn)行定位之外還能夠在該過程圖像中激活功能。
技術(shù)設(shè)備越來越借助于數(shù)字的、可編程的裝置進(jìn)行控制，這些裝置多數(shù)時(shí)候也可以構(gòu)成一種自動(dòng)化系統(tǒng)或者可以成為自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)部件。在此，將技術(shù)設(shè)備理解為所有種類的技術(shù)裝備和系統(tǒng)，它們既可以是單個(gè)的設(shè)備又可以是通過一條現(xiàn)場(chǎng)總線按數(shù)據(jù)技術(shù)相互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。這樣，將技術(shù)設(shè)備理解為例如在一個(gè)工業(yè)應(yīng)用框架中的單個(gè)運(yùn)行裝置，例如傳動(dòng)、處理機(jī)器。但是，也將整個(gè)的生產(chǎn)設(shè)備視為一個(gè)技術(shù)設(shè)備，其中，除了其它之外利用本地分配的運(yùn)行裝置實(shí)施一個(gè)整體的技術(shù)過程，例如在化學(xué)裝備、生產(chǎn)裝備或者處理裝備中。
為引導(dǎo)技術(shù)設(shè)備所采用的可編程裝置統(tǒng)稱為HMI設(shè)備，其中HMI是“人機(jī)接口”概念的縮寫。此外，將這種設(shè)備類別稱為用于“操作和觀測(cè)”技術(shù)設(shè)備(簡(jiǎn)稱為“B+B設(shè)備”)已經(jīng)變得常見了。這些通常位于實(shí)際用于直接控制技術(shù)設(shè)備的設(shè)備之前的設(shè)備，具有越來越多的功能。HMI的概念被理解為上位概念，并且包括了所有屬于該設(shè)備組的部件，例如經(jīng)常也簡(jiǎn)稱為“OP”的“操作面板”。HMI設(shè)備具有越來越多的功能，并例如在一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)取得這樣的功能，該功能通?？梢砸暈閷?duì)待控制的技術(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和后處理。由此，不僅為一個(gè)附加的中央控制裝置(例如一個(gè)存儲(chǔ)器可編程控制器)減輕了負(fù)擔(dān)。而且通過一個(gè)HMI設(shè)備使得可以顯著地改善操作人員進(jìn)行操作的舒適度和質(zhì)量，即，特別是改善對(duì)待操作的裝置的一覽以及操作的不出錯(cuò)。
圖3示例性地示出了一個(gè)HMI設(shè)備。在此，電子處理單元V用來控制一個(gè)沒有詳細(xì)示出的技術(shù)設(shè)備。該處理單元例如按一個(gè)執(zhí)行至少一個(gè)針對(duì)設(shè)備的控制程序的計(jì)算機(jī)V形式實(shí)施。該控制程序產(chǎn)生至少一個(gè)可以控制的過程圖像VA，該圖像可以通過一個(gè)用作顯示單元的顯示器VD輸出。具有顯示單元VD的處理單元V可以放置在技術(shù)設(shè)備的觀測(cè)站(Warte)中的一個(gè)中心位置。為了簡(jiǎn)化操作，在圖3中示出的HMI系統(tǒng)具有另一個(gè)顯示單元D。該顯示單元可以離開中心設(shè)置在技術(shù)設(shè)備的一個(gè)選定的位置上，以便例如機(jī)器的操作者可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)技術(shù)設(shè)備的狀態(tài)施加影響。該另一個(gè)顯示單元D可以例如是一個(gè)操作面板，其通過一個(gè)優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)總線連接的數(shù)據(jù)連接K1與處理單元V連接。在顯示單元D上輸出與顯示器VD上相同的過程圖像VA。借助于本發(fā)明可以按照人機(jī)工程學(xué)的方式對(duì)顯示單元D進(jìn)行控制。在此，與常規(guī)的操作面板不同，除了其它之外還可以完全放棄在顯示單元上的分離控制鍵。另外，顯示單元D可以具有一個(gè)與常規(guī)操作面板相比顯著加大的顯示面積。
為了進(jìn)行控制操作人員將光學(xué)控制器F對(duì)準(zhǔn)顯示單元D。由該光學(xué)控制器發(fā)出的光束LS由于其散射的原因也覆蓋了在圖3的例子中設(shè)置在顯示單元D下面的光學(xué)接收傳感器S。控制器F例如按一個(gè)具有兩個(gè)功能鍵T1，T2的遙控器的方式實(shí)施。在頭部的光源LQ優(yōu)選具有紅外LED。
如果操作人員按壓功能鍵T1，則從光源LQ發(fā)送出紅外光束LS。接收傳感器S采集光束LS，并通過數(shù)據(jù)連接K2首先將一個(gè)信號(hào)“功能鍵T1被按壓”送至計(jì)算機(jī)V。控制器F的移動(dòng)同樣被接收傳感器S識(shí)別，并例如作為信息“功能鍵T1被按壓，光標(biāo)移動(dòng)了Δx/y”傳送到計(jì)算機(jī)V。計(jì)算機(jī)V則對(duì)應(yīng)于所采集的、控制器F的相對(duì)移動(dòng)在顯示單元D上跟蹤光標(biāo)C。
可以使光標(biāo)C在顯示單元D上定位和跟蹤速度的精度取決于光束LS的運(yùn)動(dòng)速度。較慢的運(yùn)動(dòng)造成光標(biāo)C較慢的和由此更精確的定位，而較快的運(yùn)動(dòng)引起光標(biāo)C較快的、但不精確的跟蹤和由此的定位。如果按照本發(fā)明的方式跟蹤光標(biāo)C到了所希望的位置上，則操作者可以松開按鍵T1。通常光標(biāo)C此時(shí)處于過程圖像VA的一個(gè)可以觸發(fā)功能的位置上。為了觸發(fā)該功能操作者可以操縱按鍵T2。由此，同樣接通光源LQ，其中將信息“按鍵T2被按壓”另外調(diào)制到紅外光束LS中。這樣，計(jì)算機(jī)V可以啟動(dòng)所屬的功能。光學(xué)控制單元F也可以具有其它的功能按鍵，這些按鍵可以對(duì)應(yīng)于例如可編程的操作。
權(quán)利要求
1.一種顯示板(D)的控制裝置，包括a.具有用于輻射擴(kuò)散光束(LS)的裝置(LQ，LA，T1)的移動(dòng)控制部件(F)，b.電子處理單元(V)，該單元按照數(shù)據(jù)技術(shù)在一個(gè)圖形用戶界面(VA)上產(chǎn)生一個(gè)可以自由定位的圖形控制標(biāo)記(C)，c.顯示單元(D，VD)，該單元使所述圖形用戶界面(VA)和圖形控制標(biāo)記(C)可視，以及d.光學(xué)接收傳感器(S)，該傳感器將所述移動(dòng)控制部件(F)的擴(kuò)散光束(LS)的運(yùn)動(dòng)方向(B)轉(zhuǎn)換成一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)在所述處理單元(V)中，引起在所述顯示單元(D，VD)上對(duì)應(yīng)于所述擴(kuò)散光束(LS)的運(yùn)動(dòng)跟蹤圖形控制標(biāo)記(C)。
2.一種顯示板(D)的控制裝置，包括a.具有用于輻射擴(kuò)散光束(LS)的裝置(LQ，LA，T1)的移動(dòng)控制部件(F)；b.電子處理單元(V)，該單元i.產(chǎn)生至少一個(gè)圖形用戶界面(VA)，并ii.具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)連接(K1，K2)；c.至少一個(gè)顯示單元(D，VD)，該單元i.與所述處理單元(V)的一個(gè)數(shù)據(jù)連接(K1，K2)連接，并ii.使一個(gè)圖形用戶界面(VA)可視；d.光學(xué)接收傳感器(S)，該傳感器i.與所述處理單元(V)的一個(gè)數(shù)據(jù)連接(K1，K2)連接，并ii.將所述移動(dòng)控制部件(F)的擴(kuò)散光束(LS)的運(yùn)動(dòng)方向(B)轉(zhuǎn)換成一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)在通過一個(gè)數(shù)據(jù)連接(K1，K2)傳送之后，在所述處理單元(V)中引起在所述顯示單元(D，VD)上對(duì)應(yīng)于所述擴(kuò)散光束(LS)的運(yùn)動(dòng)跟蹤圖形用戶界面(VA)和/或其部分和/或位于其中的可視元素(C)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示板(D)的控制裝置，其中，所述光學(xué)接收傳感器(S)是移動(dòng)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述移動(dòng)控制部件(F)的裝置產(chǎn)生一個(gè)散射的激光束(LS)作為擴(kuò)散光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其中，所述控制裝置具有一個(gè)帶有散射元件的激光指向裝置作為移動(dòng)控制部件(F)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述控制裝置具有一個(gè)手電筒作為移動(dòng)控制部件(F)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述移動(dòng)控制部件(F)的裝置產(chǎn)生一個(gè)處于紅外線范圍內(nèi)的擴(kuò)散光束(LS)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述移動(dòng)控制部件(F)具有手持設(shè)備的形式，特別是一個(gè)遙控器的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有用于輻射擴(kuò)散光束(LS)的移動(dòng)控制部件(F)的控制裝置。一個(gè)電子處理單元(V)產(chǎn)生一個(gè)圖形用戶界面(VA)，并優(yōu)選地通過數(shù)據(jù)連接(K1，K2)與可以顯示圖形用戶界面(VA)的顯示單元(D，VD)連接。一個(gè)光學(xué)接收傳感器(S)將所述移動(dòng)控制部件(F)的擴(kuò)散光束(LS)的運(yùn)動(dòng)方向(B)轉(zhuǎn)換成一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)在所述處理單元(V)中，引起對(duì)應(yīng)于所述擴(kuò)散光束(LS)運(yùn)動(dòng)的、圖形控制標(biāo)記(C)的跟蹤，或圖形用戶界面(VA)和/或其部分和/或位于其中的可視元素(C)的位置的跟蹤。
文檔編號(hào)G06F3/038GK1610921SQ02821629
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者威廉·博爾霍弗 申請(qǐng)人:西門子公司