DE69535640T2 - Bestimmung der absoluten optischen position - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Computerdaten, die sich auf die absolute Position beziehen aus dem Ermitteln und Ausgeben der momentanen Position und/oder Bewegung eines beweglichen Elementes auf einer Datenfläche, wie sie durch Bestimmung der Position und/oder der Bewegung eines Stiftes/Schreibstiftes auf Papier Verwendung finden kann. Weiterhin ermöglicht diese Erfindung, dass der Nutzer graphische Informationen (z. B. Zeichnungen oder Handschrift) eingibt und gleichzeitig einen Originalausdruck der Information bereitstellt.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus WO-A-92/17859 bekannt.
  • Weiterhin wird davon ausgegangen, dass die nachfolgenden US-Patente eng mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängen:
    US-Patente Nr.:
    5 086 197 5 075 558 5 075 541 5 051 736
    5 009 277 4 975 546 4 885 433 4 853 496
    4 845 684 4 809 351 4 806 707 4 804 949
    4 751 741 4 532 376 4 364 035 4 141 073
  • Es wurden viele Versuche unternommen, die Position eines Gegenstandes auf einer Datenfläche in der Form von Computerdaten zu bestimmen. Es sind sowohl zweidimensionale als auch dreidimensionale Positionsbestimmungseinrichtungen vorhanden zum Eingeben von graphischen Daten wie etwa handgeschriebenem Text, Symbolen, Zeichnungen usw. Diese Einrichtungen bestimmen die absolute Position und/oder Bewegung eines Stifts auf der Datenfläche durch Umformen der Positionsinformation in Koordinaten.
  • Die Verwendung eines Schreibtabletts und eines Stiftes ist für die Eingabe von handgeschriebenen Daten üblich.
  • Die meisten zweidimensionalen Einrichtungen erfordern eine Berührung zwischen dem Schreibtablett und dem Stift. Dreidimensionale Einrichtungen benötigen normalerweise keine Berührung. Sie verwenden normalerweise eine Form der Wellenenergie, wie etwa Licht, elektromagnetische oder akustische Energie.
  • Im Allgemeinen bestehen zwei Beziehungen zwischen dem Stift und dem Schreibtablett. Der passive Stift/das aktive Tablett verwendet einen passiven Stift, der mit einer aktiven Empfangsfläche zusammenwirkt (z. B. widerstandsgebundene oder kapazitive Verfahren), während der aktive Stift/das passive Tablett einen aktiven Stift verwendet, der mit einer passiven Fläche zusammenwirkt (z. B. optisch, akustisch, berührend oder elektromagnetisch). Ein drittes Verfahren, das eine mechanische Verbindung, wie etwa einen Pantographen verwendet, wird selten verwendet.
  • Das Verfahren mit passivem Stift/aktiver Oberfläche weist einige erhebliche Nachteile auf. Der bedeutendste Nachteil besteht in der aktiven Oberfläche oder dem Tablett selbst. Neben der Tatsache, dass dieses komplex, groß, schwer, umständlich und schwer zu transportieren ist, ist das Tablett teuer. Weiterhin kann das Tablett üblicherweise nicht zwischen dem Stift und einem anderen Gegenstand unterschieden, der auf dasselbe drückt. Weiterhin sind aktive Tabletts schwierig herzustellen, unterliegen Wirkungen äußerer Faktoren und weisen komplexe mechanische und elektronische Teile auf, die Ursache für Ausfall sind. Das Verfahren mit aktivem Stift/passiver Oberfläche weist ebenso bedeutende Nachteile auf. Insbesondere erfordert dieses Verfahren allgemein ein ungünstiges Tablett neben einem getrennten Sender und Empfänger (üblicherweise an verschiedenen Stellen). Daher kann das übertragene Signal verschleiert werden bevor es den Empfänger erreicht.
  • Eine weitere Klasse von Einrichtungen mit aktivem Stift/passiver Oberfläche stellt eine relative Positionsinformation bereit. Ein Beispiel ist die Computermaus, die die mechanische Maus einschließt, die einen Ball umfasst, der auf einer Oberfläche rollt, und die optische Maus, die eine Fläche mit Gitterlinien und eine optische Eingabeeinrichtung innerhalb der Maus umfasst.
  • Sowohl das Verfahren mit passivem Stift/aktiver Oberfläche und aktivem Stift/passiver Oberfläche verbreiten den Eindruck, nicht natürlich zu sein und erfordern eine erhebliche Umstellung für den Nutzer in Bezug auf den herkömmlichen Stift/Schreibstift und Papier. Die Menge und Genauigkeit der Information, die durch dieses Verfahren bereitgestellt wird, ist begrenzt. Weiterhin erfordern einige dieser Verfahren eine physikalische Verbindung zwischen dem Stift und dem Tablett. Alle Verfahren stellen zweidimensionale Information bereit. Einige stellen dreidimensionale Information bereit. Weiterhin können sie eine oder mehrere, aber nicht alle der folgenden Informationen bereitstellen: Verschiebung, Rotation, Winkel zum Tablett und Geschwindigkeit. Keines stellt alle diese Informationen bereit.
  • Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist deren Schnittstelle. Gleichgültig wie gut eine Computerschnittstelle ist, insgesamt wäre weniger derselben besser. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Schnittstelle, die nahezu identisch zu derjenigen eines Stifts/Schreibstifts und Papier ist. Die vorliegende Erfindung wird auf die gleiche Weise verwendet, wie ein Stift/Schreibstift und Papier und die gesamte Berechnung wird im Hintergrund erledigt, unbemerkt durch den Nutzer. Die vorliegende Erfindung verändert einen üblichen Stift/Schreibstift und Papier in einen leistungsfähigen Computer. Der Stift/Schreibstift und Papier sind vertraute und bequeme Schnittstellen für den Nutzer. Wenn der Nutzer den Stift/Schreibstift und das Papier bequem findet, dann wird er die vorliegende Erfindung sehr bequem finden. Als einen Teil der Ausgabe können die vorstehenden Verfahren einen gedruckten Ausdruck bereitstellen, aber sie stellen nicht einen Originalausdruck als Teil der Eingabe bereit. In der vorliegenden Erfindung wird die Information eingegeben, analysiert und danach ausgegeben. Da die vorliegende Erfindung lehrt, Koordinateninformation durch Abtasten einer Oberfläche und gleichzeitiges Anordnen von Information auf der Oberfläche durch Schreiben auf der Oberfläche mit einem Stift zu erhalten, wird ein Originalausdruck als Teil der Eingabe durch Schreiben oder Zeichnen auf der Oberfläche erzeugt.
  • Ziele und Vorteile
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die gesamte vorstehend erwähnte Information bereitzustellen.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, alle vorstehend erwähnten Nachteile zu überwinden.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ermitteln und Ausgeben der absoluten Position und/oder Bewegung eines beweglichen Elements auf einer Datenfläche bereitzustellen.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ermitteln und Ausgeben der absoluten Position und/oder Bewegung eines beweglichen Elements auf einer Datenfläche für die Erfassung und Ausgabe von handschriftlichen Daten bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Verwendung von Stift/Schreibstift und Papier weitgehend nachbildet.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen Originalausdruck der Daten als Teil des Eingabeprozesses des Schreibens auf einer Oberfläche bereitstellt.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit der beschriebenen Eigenschaft bereitzustellen, in der die absolute Position und/oder Bewegung des beweglichen Elements präzise in Bezug auf eine feste Referenz bestimmt werden kann.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die handgestützte Verwendung bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die das vorstehend erwähnte bewegliche Element in der Form eines Stiftes umfasst.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der beschriebenen Eigenschaft bereitzustellen, die die Verwendung eines speziellen digitalisierten Tabletts nicht erfordert.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der beschriebenen Eigenart bereitzustellen, die die Verwendung eines speziellen Senders nicht erfordert.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der beschriebenen Eigenschaft bereitzustellen, die eine Schreibfläche wie etwa Papier verwenden kann, das mit einer positionsbezogenen Kodiereinrichtung zur Angabe der X-Y-Koordinaten formatiert ist.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der beschriebenen Eigenschaft bereit zustellen, die eine Schreibfläche wie etwa Papier verwenden kann, das mit einer positionsbezogenen Kodiereinrichtung zur Angabe der X-Y-Koordinaten durch den Stift zum Zeitpunkt der Verwendung formatiert ist. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung und Ausgabe der Position und/oder Bewegung eines beweglichen Elements auf einer Datenfläche bereitzustellen, die umfasst: eine Schreibfläche, die mit einer positionsbezogenen Kodiereinrichtung zur Angabe der X-Y-Koordinaten formatiert ist, eine optische Dateneingabeeinrichtung oder Detektionseinrichtung, eine Datenverarbeitungseinrichtung, und eine Datenausgabeeinrichtung.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen zum präzisen Lokalisieren der absoluten Position und/oder Bewegung eines beweglichen Elements innerhalb einer Ebene. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verwendung mit einem Computer bereitzustellen, die ein bewegliches Element einschließt, dessen absolute Position und/oder Bewegung innerhalb einer Ebene mit oder ohne physikalische Verbindung zwischen dem beweglichen Element und der Ebene bestimmt werden kann.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erfassung von Handschrift bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die optische Zeichenerkennung bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Unterschrifterkennung bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verifikation von Handschrift bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Fingerabdruckerkennung bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum graphischen Erfassen bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für graphische Eingabe bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die Formbearbeitung bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Umformen von optischen Eingabedaten in Koordinatendaten bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Formatieren einer Schreibfläche mit Koordinatendaten bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bereitstellen von digitalen Daten bereitzustellen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Digitalisierung von optischen Daten bereitzustellen.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 festgelegt ist. Gemäß einer Ausführung der Erfindung kann eine Datenfläche bereitgestellt werden, die aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Papier, Kunststoff, Glas, Metall, synthetischer Faser, synthetischem Material, natürlichem Material und papierähnlicher Substanz besteht.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Beispiel einer Kodiereinrichtung, die Punkte verwendet.
  • 1a ist eine vergrößerte Ansicht der Kodiereinrichtung in 1.
  • 2 ist ein Beispiel von Punkten, die Koordinaten darstellen.
  • 3 ist ein Beispiel von geschriebenem Text auf einer kodierten Schreibfläche von Punkten.
  • 4 ist ein Beispiel einer Kodiereinrichtung, die Balkenkodierung verwendet.
  • 4a ist eine vergrößerte Ansicht der Kodiereinrichtung in 4.
  • 5 ist ein Beispiel einer Kodiereinrichtung, die schachbrettartige Kuben verwendet.
  • 5a ist eine vergrößerte Ansicht der Kodiereinrichtung in 5.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Bildleitung und eine PC-Platine verwendet.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführung, die einen eigenständigen Stift verwendet.
    • 1
    kodierte Fläche
    2
    Punkt
    3
    Quadrant des Punktes
    4
    Mittelkreis
    5
    innerer Ring
    6
    äußeren Ring
    7
    Ringabschnitt
    8
    optische Leitung
    9
    Schreibelement
    10
    Druckschalter
    11
    manueller Schalter
    12
    Linse oder Lichtfilter
    13
    CCD
    14
    elektronische Schnittstelle
    15
    Kabel
    16
    PC-Platine
    17
    Lichtquelle
    18
    Schutzgehäuse
    19
    optisches Element
    20
    Linse
    21
    Mikrocomputer
    22
    Berührungsbildschirm
    23
    Funktionstasten
    24
    drahtloser Sendeempfänger
    25
    Stift/Schreibstift spange
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehenden erwähnten Nachteile zu überwinden und ein System bereitzustellen, das die Verwendung von Stift/Schreibstift und Papier möglichst gut nachbildet. Dementsprechend schlägt die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Datenfläche, oder genauer gesagt, einer Schreibfläche wie etwa Papier vor, die mit einer positionsbezogenen Kodiereinrichtung formatiert ist zum Anzeigen von X-Y-Koordinaten und die in der Lage ist, eine Lichtfrequenz zu reflektieren. Der Schreibgriffel oder Stift/Schreibstift weist eine Lichtquelle mit einer Frequenz zur Beleuchtung der Oberfläche auf. Die Lichtfrequenz oder Lichtfrequenzen werden durch die umgebende Schreibfläche absorbiert, werden jedoch durch die Kodiereinrichtung in den Schreibgriffel auf eine ladungsgekoppelte Einrichtung (Charge-Coupled Device: CCD) oder Detektor innerhalb des Schreibgriffels reflektiert. Ein Ausgabesignal aus dem CCD oder dem Feld von lichtempfindlichen Elementen wird zu einem Computer oder Prozessor geschickt zur Verarbeitung und endgültigen Ausgabe an den Nutzer. Die Ausgabe kann in verschiedenen Formen vorliegen, einschließlich einem Bild auf einer Computeranzeige oder einer Computer-Druckausgabe.
  • Die zu verwendende/n Lichtfrequenz oder Lichtfrequenzen hängen von der Anwendung ab. Es können beispielsweise infrarotes Licht und eine lichtreflektierende Einrichtung für handschriftliches Schreiben oder Zeichnen auf Papier verwendet werden. Infrarotes Licht ist für den Nutzer unsichtbar und beeinträchtigt daher die handerzeugten Bilder nicht. Die positionsbezogene Kodierung reflektiert die ausgewählte Frequenz des Lichtes und der Detektor erfasst die ausgewählte Lichtfrequenz.
  • Eine Ausführung umfasst eine Schreibfläche, die systematisch mit einer Vielzahl von Punkten 1 in 1 kodiert ist, die Koordinaten bezeichnen. Ein Beispielpunkt 2 in 1a ist in drei konzentrische Kreise unterteilt, die in Quadranten 3 in 1a unterteilt sind. Der Mittelkreis 4 in 1a bildet einen kleinen Kreis aus, während die anderen Kreise den inneren Ring 5 in 1a und den äußeren Ring 6 in 1a ausbilden. Jeder Quadrant von jedem Ring repräsentiert eine Stelle einer vierstelligen Zahl und ist weiterhin in vier gleiche Abschnitte 7 in 1a unterteilt. Der obere rechte Quadrant von jedem Ring ist die erste Stelle, die sich im Uhrzeigersinn bewegt. Der äußere Ring stellt die X-Koordinate und der innere Ring stellt die Y-Koordinate dar. Eine Kombination von dunklen und hellen Abschnitten in den Ringen von jedem Punkt zeigt eine X-Y-Koordinate in 2 an. Der mittlere Punkt kann für zusätzliche Daten verwendet werden. Beispielsweise kann eine Kombination von hellen und dunklen Abschnitten des Mittelpunkts die Bewegung des Dezimalpunkts der X-Y-Koordinate und die gewünschte Anzahl von Stellen auf der rechten Seite angeben, wodurch die Anzahl der möglichen Koordinaten erheblich vergrößert wird.
  • Der Prozess des Schreibens oder Zeichnens auf der Schreibfläche, wie er in 3 veranschaulicht ist, bewirkt, dass Koordinaten abgetastet, eingegeben, analysiert und ausgegeben werden. Daher wird der Weg des Schreibgriffels und, genauer gesagt, die Schreibspitze bestimmt. Wohl bekannte Techniken wie etwa Interpolation, Extrapolation und Triangulation können verwendet werden, um die Bestimmung des Weges des Schreibgriffels zu unterstützen.
  • Positionsbezogene Kodiereinrichtungen, die nicht eine Vielzahl von Punkten umfassen, sind ein Balkenkodierungssystem, gezeigt in 4 und 4a oder ein System von schachbrettartigen Kuben, wie in 5 und 5a gezeigt.
  • Weiterhin umfasst die Einrichtung zur Formatierung irgendeine Einrichtung zum Einprägen von Koordinaten auf einer Fläche, einschließend (1) Bedrucken der Schreibfläche mit Koordinatenkodierungen unter Verwendung irgendeiner Einrichtung, die nur die gewünschte Wellenlänge oder Wellenlängen des Lichts reflektiert, (2) Überlagern einer Schreibfläche mit Kohlepapier, Film, Maske, Platte oder Ähnlichem, das die Koordinatenkodierung umfasst, wobei die Kodierung die gewünschte Wellenlänge oder Wellenlängen des Lichts reflektiert, oder Überlagern einer Fläche mit mindestens einer Kodiereinrichtung, die die gewünschte Wellenlänge des Lichts und/oder des abzutastenden Musters reflektiert, und (3) Formatieren der Schreibfläche durch Schreiben oder Zeichnen auf derselben während des Abtastens, daraufhin Verwenden der mit der Hand ausgebildeten graphischen Information als Punkte der Referenz.
  • In einer ersten Ausführung ist der Schreibgriffel aus einem stiftförmigen optischen Rohr 8 in 6 aufgebaut. An dem unteren Abtastende befindet sich ein austauschbares und/oder einfahrbares Schreibelement 9 in 6, das mit einem druckempfindlichen Ein/Ausschalter 10 in 6 verbunden ist. Es wird ein manueller Überbrückungs-Ein/Ausschalter 11 in 6 bereitgestellt. Das abtastende Ende ist zu 45° weg von dem Schreibelement angewinkelt, um allgemein auf dem Niveau mit der Schreibfläche zu sein und ist optisch ausgebildet, nahe an der Fläche zu lesen. Der Schreibgriffel kann mit freigegebenem oder eingefahrenem Schreibelement abtasten. Optionalerweise umfasst das Abtastende eine Linse, Linsenabdeckung und/oder Lichtfilter 12 in 6 und der Schreibgriffel kann bei verschiedenen Abständen abhängig von der verwendeten Linse abtasten. Der Schreibgriffel kann gleichzeitig abtasten und schreiben, ausschließlich Abtasten, wenn das Schreibelement eingefahren ist, ausschließlich Schreiben, wenn das Abtastmerkmal nicht aktiviert ist, oder in allen Moden abtasten, abhängig von der ausgewählten Funktion.
  • Das obere Ende des Schreibgriffels umfasst ein CCD 13 in der 6, das nach unten zu dem Abtastende ausgerichtet ist. Eine Schnittstelleneinrichtung 14 in 6 ist mit dem CCD zur Verbindung des CCD mit dem Kabel 15 in 6 verbunden. Das Kabel ist wiederum mit einer PC-Platine 16 in 6 verbunden, die innerhalb eines PC's angeordnet ist. Die Lichtquelle 17 in 6 ist optionalerweise an dem oberen oder unteren Ende des Schreibgriffels angeordnet. Drähte verbinden die elektronischen Komponenten. Das obere Ende des Schreibgriffels ist von einem Schutzgehäuse 18 in 6 eingeschlossen.
  • Eine zweite Ausführung umfasst die vorstehend erwähnte Schreibfläche und einen unabhängigen, stiftförmigen Schreibgriffel. Der Schreibgriffel schließt ein austauschbares und einfahrbares Schreibelement 9 in 7 an dem unteren Ende ein, das mit einem druckempfindlichen Ein/Ausschalter 10 in 7 verbunden ist. Es wird ein manueller Ein/Aus-Überbrückungsschalter 11 in 7 bereitgestellt. Das Abtastende ist offen und zu 45° angewinkelt weg von dem Schreibelement, um allgemein auf dem Niveau mit der Schreibfläche zu sein. Innerhalb des Schreibgriffels, über der Öffnung befindet sich das optische Element 19 in 6, das optisch ausgebildet ist, um nahe an der Fläche zu lesen. Der Griffel kann mit betätigtem oder eingefahrenem Schreibelement abtasten. An der Unterseite des optischen Elements befindet sich eine Linse, Linsenabdeckung, und/oder Lichtfilter 20 in 7. Optionalerweise umfasst das Abtastende eine austauschbare Linse, Linsenabdeckung und/oder Lichtfilter 12 in 7. Das CCD 13 in 7 befindet sich in dem optischen Element. Ein Mikrocomputer 21 in 7 befindet sich in dem Schreibgriffel. Eine Schnittstelleneinrichtung 14 in 7 verbindet das CCD und andere Komponenten zu dem Mikrocomputer. Die Lichtquelle 17 in 7 ist an dem unteren Ende innerhalb des Schreibgriffel nahe dem optischen Element angeordnet. Drähte verbinden die verschiedenen Komponenten. Auf der Seite befindet sich ein Berührungsbildschirm 22 in 7. Die Funktionstasten 23 in 7 befinden sich nahe an dem unteren Ende des Stiftes unterhalb des Berührungsbildschirms. An dem oberen Ende befindet sich ein drahtloser Sendeempfänger 24 in 7 zur Kommunikation mit anderen Einrichtungen. Optionalerweise befindet sich eine Stiftspange 25 in 7 nahe dem oberen Ende.
  • Während des Schreibvorgangs wird die Schreibfläche nach Koordinaten abgetastet, wobei das Licht von der Oberfläche und auf das CCD reflektiert wird. Die Daten von dem CCD werden zu dem Mikroprozessor für die Analyse und die endgültige Ausgabe auf einen Bildschirm gesendet.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Ermitteln und Ausgeben der Position und Bewegung eines beweglichen Elementes auf einer codierten Fläche (1; 30; 31; 32), die umfasst: – die codierte Fläche, die mit wenigstens einer positionsbezogenen Codiereinrichtung (1) zum Anzeigen von X-Y-Koordinaten codiert ist; – eine Dateneingabeeinrichtung (13), die positionsbezogene Daten von der wenigstens einen positionsbezogenen Codiereinrichtung ermittelt; – eine Datenausgabeeinrichtung (14), die positionsbezogene Daten ausgibt; – eine Datenverarbeitungseinrichtung (16; 21), die positionsbezogene Daten von der Datenausgabeeinrichtung ermittelt und analysiert; – eine Schreibeinrichtung (9), die sichtbar auf der codierten Fläche schreibt, wobei die Schreibeinrichtung zur Bewegung zusammen mit der Dateneingabeeinrichtung relativ zu der codierten Fläche aufgenommen ist, um so einen Originalausdruck zu erzeugen, der den durch die Datenausgabeeinrichtung ausgegebenen Daten entspricht; dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Codiereinrichtung eine Vielzahl von Punkten zum Erzeugen digitaler Daten umfasst, wobei die absolute Position und/oder Bewegung des beweglichen Elementes innerhalb einer Ebene bestimmt werden kann und jeder Punkt die x-Position sowie die y-Position separat und digital codiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: – die Dateneingabeeinrichtung ein Detektor ist, der eine Anordnung lichtempfindlicher Elemente (13) umfasst, die die positionsbezogene Codiereinrichtung erfassen; und – die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Empfangen und Verarbeiten positionsbezogener Daten von der Datenausgabeeinrichtung umfasst, um so die Position der Dateneingabeeinrichtung relativ zu der codierten Fläche zu bestimmen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: – die Vorrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen des Weges des beweglichen Elementes durch Erfassen einer Sequenz von Koordinaten einer Vielzahl von Punkten auf dem Weg des beweglichen Elementes umfasst.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Einrichtung zum Analysieren des Weges des beweglichen Elementes umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die einen optischen Stift (27) umfasst, der ein stabförmiges Lichtleitfaser-Körperelement (8) enthält.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die einen optischen Stift (26; 27) umfasst, wobei der optische Stift die Dateneingabeeinrichtung (13) und die Datenausgabeeinrichtung (14) umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die die Form eines in sich geschlossenen optischen Stiftes (26) hat, der einen Mikrocomputer (21) aufnimmt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Punkte drei konzentrische Kreise umfasst, die in Quadranten unterteilt sind, die einen Mittelkreis (4), einen inneren Ring (5) und einen äußeren Ring (6) enthalten, wobei der äußere Ring eine X-Koordinate darstellt und der innere Ring eine Y-Koordinate darstellt; – jeder Quadrant (3) des äußeren Rings und des inneren Rings eine Stelle einer vierstelligen Zahl darstellt und des Weiteren vier gleiche Scheiben (7) umfasst, wobei der obere rechte Quadrant des äußeren Rings und des inneren Rings die erste Stelle der vierstelligen Zahl darstellen und, sich im Uhrzeigersinn bewegend, eine Kombination dunkler und heller Scheiben, die eine X-Y-Koordinate anzeigen, und der Mittelkreis wahlweise zusätzlichen Code darstellt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine positionsbezogene Codiereinrichtung (1; 2) ein optisches Bild umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine positionsbezogene Codiereinrichtung (1; 2) auf die codierte Fläche gedruckt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung einen Computer umfasst.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine reflektierende Einrichtung umfasst, wobei eine ausgewählte Wellenlänge von Licht durch die wenigstens eine positionsbezogene Codiereinrichtung (1; 2) reflektiert und durch den umgebenden Bereich der codierten Fläche absorbiert wird.
  13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine selektive Filtereinrichtung (12; 20), die selektiv wenigstens eine ausgewählte Wellenlänge von Licht filtert.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dateneingabeeinrichtung (13) zum selektiven Erfassen der wenigstens einen positionsbezogenen Codiereinrichtung unter Verwendung einer ausgewählten Wellenlänge von Licht eingerichtet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dateneingabeeinrichtung (13) eine stiftförmige Detektoreinrichtung umfasst, die in Funktion in der Hand gehalten wird.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Dateneingabeeinrichtung (13) eine Detektoreinrichtung umfasst, die sich eignet, um sie in Funktion in der Hand zu halten.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die codierte Fläche eine Overlay-Einrichtung (1; 30; 31; 32) zum Auflegen auf eine Fläche umfasst und die wenigstens eine positionsbezogene Codiereinrichtung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Karbonpapier, Folie, Schablone und Platte besteht.
DE69535640T 1995-12-18 1995-12-18 Bestimmung der absoluten optischen position Expired - Lifetime DE69535640T2 (de)

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