DE10146380A1 - Mehrachsenpotentiometer - Google Patents

Abstract

Ein Mehrachsenpotentiometer gemäß dieser Erfindung kann eine Aktuatorbewegung entlang mehrerer Achsen bestimmen. Das Potentiometer umfaßt eine hohle, halbkugelförmige Schale, die innen mit einem Widerstandselement ausgekleidet ist. Entlang des Widerstandselementes in der Nähe einer Öffnung der Schale sind elektrische Kontakte zueinander gegenüberliegend angeordnet, um dem Widerstandselement eine Versorgungsspannung oder einen Versorgungsstrom zuzuführen. Ein Paar Sensoren ist an dem Ende einer Armatur angeordnet, um das Widerstandselement zu berühren. Die Sensoren in dem Ende der Armatur werden verwendet, um Spannungs- oder Strompegel an den Stellen zu erfassen, wo sie das Widerstandselement berühren. Diese Spannungs- oder Strompegel werden verwendet, um Kugelkoordinaten zu bestimmen, die der Position der Kontaktstelle entsprechen, und um einen Rotationswinkel der Armatur relativ zu dem Widerstandselement zu bestimmen. Ferner kann ein Schiebegriff an einem Stiel der Armaturen bereitsgestellt sein. Der Schiebegriff enthält einen Sensor, um ein an dem Stiel der Armatur angeordnetes Widerstandselement zu berühren. Eine Versorgungsspannung oder ein Versorgungsstrom werden dem Widerstandselement zugeführt, und der Griffsensor erfaßt einen Spannungs- oder Strompegel an einer Kontaktstelle zwischen dem Griffsensor und dem Widerstandselement. Dieser Spannungs- oder Strompegel kann dann verwendet werden, um eine Position des Griffs relativ zu dem Stiel zu bestimmen, die einer ...

Description

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Potentiometer zu Ver­ wendung beim Erfassen einer physikalischen Bewegung eines Aktuators und zum Umwandeln diese physikalischen Bewegung in analoge Signale, die von einem Computer in räumliche Koordina­ ten umgewandelt werden können. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Potentiometer, das bei einer Computerzeige- oder -steuervorrichtung, wie zum Beispiel einem Joystick oder einer Maus, oder bei einem Gelenk für eine Gliederpuppe verwendet werden kann.

Herkömmlicherweise nutzen Joysticks normale Einachsenpotentio­ meter, um eine relative Bewegung zu messen und eine räumliche Positionierung eines Joystickaktuators von einem Zentrierpunkt aus zu bestimmen. Insbesondere mißt bei einem herkömmlichen Joystick ein erstes Potentiometer, das für eine Achse konfigu­ riert ist (i. e. eine X-Achse), die Bewegung und die Position des Joystickaktuators nur entlang diese Achse. Ein separates Potentiometer ist für einer zweite Achse (i. e. eine Y-Achse) konfiguriert, um die Bewegung und Position des Joystickaktua­ tors entlang dieser Achse zu messen. Ferner kann ein drittes Potentiometers verwendet werden, um die Bewegung und die Posi­ tion entlang einer dritten Achse (i. e. eine Z-Achse) zu messen. Daher werden mehrere Potentiometer benötigt, um die räumlichen Koordinaten (X, Y, Z) zu bestimmen, die der Position des Joystickaktuators entsprechen. Herkömmlichen Joysticks sind im Allgemeinen nicht in der Lage, einen Rotationswinkel des Joystickaktuators zu messen, wobei es die Verwendung eines weiteren Potentiometers erfordert, wenn eine derartige Möglich­ keit vorgesehen ist.

Im Allgemeinen enthält eine herkömmliche Computermaus keine Potentiometer. Stattdessen werden optische Entcoder verwendet, um eine X:Y-Koordinatenposition der Maus zu messen. Moderne Mäuse verwenden sich drehende Räder mit Messmarken, die optisch abgetastet werden. Ältere Mäuse verwenden eine spezielle opti­ ren Potentiometers erfordert, wenn eine derartige Möglichkeit vorgesehen ist.

Im Allgemeinen enthält eine herkömmliche Computermaus keine Potentiometer. Stattdessen werden optische Entcoder verwendet, um eine X:Y-Koordinatenposition der Maus zu messen. Moderne Mäuse verwenden sich drehende Räder mit Messmarken, die optisch abgetastet werden. Ältere Mäuse verwenden eine spezielle opti­ sches Unterlage mit aufgedruckten Linien, die unmittelbar durch optische Sensoren in der Maus abgetastet werden. Relative neue Mäuse, die auf krafterfassenden Widerständen basieren, verwen­ den sehr kleine X:Y-Joysticks, um die Mausposition zu bestim­ men. Diese Vorrichtungen verwenden einen Dünnschicht­ kraftsensor, der basierend auf Druck seinen Widerstand ändert. Dieser Joystick reagiert nur auf Kraft und bewegt sich nicht. Abgesehen von den krafterfassenden Widerstandsmäusen ist eine Computermaus im Allgemeinen nicht in der Lage, eine relative Position der Maus zu bestimmen, da es an einem ortsfesten Zentrierpunkt fehlt. Bei einer herkömmlichen Computermaus berührt eine Kugel zwei Räder mit Meßmarken, die in dem Mausge­ häus aufgenommen sind. Jedes Rad mit Meßmarken ist drehbar in dem Gehäuse angebracht und kommuniziert mit einem optischen Entcoder. Jeder Encoder detektiert eine Bewegung entlang einer einzelnen Achse (i. e. eine X- oder Y-Achse). Wenn sich die Maus bewegt, dreht Reibung zwischen der Kugel und einer Oberfläche (i. e. ein Mauspad oder ein Tisch) die Kugel. Eine Drehung der Kugel dreht wiederum jedes Rad mit Meßmarken in einer Richtung und um einen Betrag, die von der Richtung und dem Umfang der Mausbewegung abhängen. Ein erster Encoder detektiert die Dre­ hung des ersten Meßmarkenrades und erzeugt basierend auf der Richtung und dem Umfang der Drehung ein elektrisches Signal. Ein zweiter Encoder detektiert die Drehung des zweiten Meßmar­ kenrades und erzeugt basierend auf der Richtung und dem Umfang der Drehung dieses Meßmarkenrades ein elektrisches Signal. Diese elektrischen Signale werden dann zu einem Computer gesen­ det, um in Verschiebungsdaten bezüglich der X- und Y-Achsen umgewandelt zu werden, die zu der Richtung und dem Umfang der physikalischen Bewegung der Maus proportional sind. Dieser Verschiebungsdaten können dann verwendet werden wenn, um einen Bildschirmzeiger (pointer) zu steuern oder andere gewünschte Computeroperationen durchzuführen. Herkömmliche Computermäuse sind in Allgemeinen lediglich in der Lage, eine Bewegung ent­ lang einer X-Y-Ebene zu messen und sind ferner nicht in der Lage, Winkelbewegungen der Maus zu detektieren.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Potentiometer bereitgestellt, mit:

• - einer Schale, die ein Widerstandselement aufweist, das an einer Innenfläche der Schale angeordnet ist, wobei das Wider­ standselement mit einer Quellenspannung oder einem Quellenstrom versorgt wird, und
• - einem elektrischen Sensor, der am Ende eines Kontaktarmes angeordnet ist, wobei der elektrische Sensor angeordnet ist, um das Widerstandselement der Schale an einer Kontaktstelle zu berühren und eine Spannung oder einen Strom an der Kontaktstel­ le zu erfassen, wobei die erfaßte Spannung oder der erfaßte Strom einer Position der Kontaktstelle entspricht.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mehrachsen Potentiometer bereitgestellt, mit:

• - einer halbkugelförmigen Schale, die ein Widerstandselement aufweist, das an einer Innenfläche derselben angeordnet ist,
• - einem elektrischen Kontaktpaar mit ersten und zweiten elektrischen Kontakten, die an im Wesentlichen gegenüberliegen­ den Seiten des Widerstandselementes angeordnet sind, wobei das Kontaktpaar ausgelegt ist, eine Quellenspannung oder einen Quellenstrom über dem Widerstandselement zuzuführen,
• - einer Armatur mit einen Kontaktarm, wobei der Kontaktarm ein Kontaktende mit einem elektrischen Sensor umfaßt, der konfiguriert ist, um daß Widerstandselement an einer Kontakt­ stelle zu berühren und eine Spannung oder einen Strom an der Kontaktstelle zu erfassen.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen elektrischer Signale bereitgestellt, die einer Position einer Kontaktstelle auf einem Widerstandselement entsprechen, mit:

• - Zuführen einer Quellenspannung oder eines Quellenstromes über ein halbkugelförmiges Widerstandselement,
• - Detektieren eines Spannungspegels oder eines Strompegels an einer ersten Kontaktstelle auf dem Widerstandselement, und
• - Umwandeln des detektierten Spannungs- oder Strompegels in ein elektrisches Signal, das einer Position der ersten Kontakt­ stelle entspricht.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales bereitge­ stellt, das der Höhe eines Griffes entspricht, mit:

• - Zuführen einer Quellenspannung oder eines Quellenstromes über einem Widerstandselement an einem Schaft,
• - Detektieren eines Spannungspegels oder eines Strompegels an einer Kontaktstelle zwischen einem Griff und dem Schaft, wobei der Griff an dem Schaft bewegbar angebracht ist und wobei die Position der Kontaktstelle der Höhe des Griffes entspricht, und
• - Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels an der Kontakt­ stelle in ein elektrisches Signal, das die Höhe des Griffes wiedergibt.

Die Erfindung wird nun anhand nicht einschränkender Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Mehrachsenpotentiometers gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des mehrachsen Potentiometers von Fig. 1 ist, das in Querschnitt dargestellt ist, um die Kommunikation zwischen elektrischen Kontakten und einem Widerstandselement desselben deutlicher darzustellen,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf ein halbkugelförmi­ ges Widerstandselement des Mehrachsenpotentiometers von Fig. 1 ist, wobei Spannungsequipotentiale (oder Stromequipotentiale) zwischen den elektrischen Kontaktpaaren dargestellt sind,

Fig. 4 eine schematische vergrößerte seitliche Schnittan­ sicht eines Gleitgriffes eines Aktuators des Mehrachsenpoten­ tiometers von Fig. 1 ist, die dessen Konfiguration zeigt, und

Fig. 5 ein Blockdiagramm ist, daß einen Computer und ein computerlesbares Medium zum Empfangen und Umwandeln elektri­ scher Signale des Potentiometers von Fig. 1 gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung darstellt.

Fig. 1 bis 4 stellen ein Potentiometer gemäß einer Ausfüh­ rungsform dieser Erfindung da, das die Position eines Aktuators entlang mehrerer Achsen bestimmen kann. Diese Darstellungen sind maßstabsgetreu, aber veranschaulicht die allgemeine Kon­ struktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die meisten Widerstandselemente 14 sind wie im Fall des halbkugelförmigen Schalenelementes 12, nicht größer als 1 Inch (2,54 cm) die in gewünschte Ausführungsform für ein Spielzeug würde einen sehr kleinen Griff verwenden, der für den Daumen und den Zeigefinger ausgelegt ist. Joysticks normaler Größe verwenden typischerwei­ se einen 4 Inch bis 6 Inch (10 bis 16 cm) großen Griff zum Greifen durch die gesamte Hand, aber für eine feinmotorische Steuerung (insbesondere auf der Z-Achse) wäre ein kleiner, mit dem Daumen und dem Zeigefinger ergriffener Griff ergonomischer und würde genaue Ergebnisse erzeugen.

Zuerst Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 umfaßt ein Mehrachsenpotentiometer 10 gemäß der bevorzugten Ausführungs­ form dieser Erfindung eine hohle, halbkugelförmige Schale 12 und einen Aktuator 20. Ein dünnes Widerstandselement 14, wie z. B. ein Kohlenstoff-, Kunststoff-, Keramik- oder Metallfilm, ist an der Innenseite der hohlen Schale 12 angebracht. Eine Abdeckung 16 ist über der Öffnung der halbkugelförmigen Schale 12 angeordnet. Der Aktuator 20 umfaßt eine Kugelgelenkarmatur 22 mit einem Kugelgelenk 24, das in einer Kugelgelenkaufnahme 18 der Abdeckung 16 angeordnet ist. Ein Kontaktarm 26 erstreckt sich von dem Kugelgelenk 24 zu dem Widerstandselement 14 der kugelförmigen Schale 12. Zwei elektrische Sensoren 30, 30A sind an dem Kontaktende 26A des Kontaktarmes 26 angeordnet. Das Kontaktende 26A des Kontaktarmes 26 ist so angeordnet, das es das Widerstandselement 14 berührt. Ein Schiebegriff 40 ist an dem Schaft 28 der Kugelgelenkarmatur 22 angeordnet. Der Schaft 28 erstreckt sich von dem Kugelgelenk 24 in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung des Kontaktarmes 26.

Wie oben ausgeführt, können mehrere Filme verwendet werden, um das Widerstandselement 14 bereitzustellen. Ein Kohlenstofffilm ist der billigste Widerstandsfilm, für eine großen Widerstands­ bereich verfügbar und kann auf einfache Weise auf der konkaven Fläche der Schale angebracht werden. Unvorteilhafterweise ist ein Kohlenstofffilm jedoch ziemlich geräuschvoll und unterliegt Abnutzung. Ein Plastikfilm könnte auch verwendet werden, ist aber teuerer als ein Kohlenstofffilm. Wie ein Kohlenstofffilm kann er auf komplexen Krümmungen angebracht werden. Ein Pla­ stikfilm ist auch der Geräuscharmste der Potentiometermateria­ lien. Keramik ist ein teuerer Film. Er ist jedoch der Zuverlässigste, und ist oftmals bei militärischen Ausrüstungen erwünscht. Auch wenn er etwas geräuschvoll ist, wenn das Poten­ tiometer gedreht wird, ist er bei Ruhe still. Unvorteilhafter­ weise ist es schwierig, eine Keramik auf komplexen Krümmungen anzubringen. Ein metallischer Film stellt einen anderen sehr teuren Widerstandsfilm da und ist typischerweise für Potentio­ meter vorbehalten, die in sehr sehr kleinen Spannungsbereichen verwendet werden, wo ein geringes Rauschen von aller großer Bedeutung ist. Ein Metallfilm ist nicht für einen großen Wider­ standsbereich verfügbar, wird typischerweise nur auf flachen Flächen angebracht und ist ferner schwer Herzustellen.

Die zwei bevorzugten Materialien für die Widerstandselemente 14 und 42 bei dieser Ausführungsform sind ein Plastikfilm bzw. ein Kohlenstofffilm. Ein Plastikfilm wird für das sphärisch ge­ krümmte Widerstandselement 14 bevorzugt, da es angemessen billig ist, auf gekrümmten Flächen angebracht werden kann und in geeigneten Widerstandsbereichen verfügbar ist. Ein Kohlen­ stofffilm wird für das Widerstandselement 42 des Schiebegriffes bevorzugt, da bei einem Joystick Kosten einen äußerst wichtigen Faktor darstellen und die Zuverlässigkeit dieses Films nicht so groß sein muß.

Fig. 3 ist eine schematische Aufsicht auf das Widerstandsele­ ment 14 des Mehrachsenpotentiometers von Fig. 1, die Span­ nungsequipotentiale (oder Stromequipotentiale) zwischen ersten und zweiten Kontakten 50, 52A, 62, 62A bei den Kontaktpaaren 50, 60 darstellt. Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein erstes elek­ trisches Kontaktpaar 50 so ausgelegt, daß es erste und zweite elektrische Kontakte 52 bzw. 52A aufweist, die an gegenüberlie­ genden Seiten der Schale 12 nahe deren Öffnung an dem Wider­ standselement 14 angeordnet sind. Ein zweites elektrisches Paar 60 ist ebenso ausgelegt, daß es erste und zweite elektrische Kontakte 62 bzw. 62A aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten der Schale 12 in der Nähe deren Öffnung an dem Widerstandsele­ ment 14 angeordnet sind. Ferner sind die ersten und zweiten elektrischen Kontaktpaare 50, 60 so angeordnet, das eine ge­ dachte Linie 54 zwischen den ersten und zweiten Kontakten 52, 52A bei dem ersten Kontaktpaar 50 eine gedachte Linie 40 zwi­ schen den ersten und zweiten Kontakten 62, 62A des zweiten Kontaktpaares an dem Mittelpunkt der kugelförmigen Schale 12 senkrecht schneidet.

Fig. 4 ist eine schematische seitliche Explosionsansicht des Schiebegriffes 40, der an dem Schaft 28 der Kugelgelenksarmatur 22 angebracht ist. Bezugnehmend auf Fig. 4, erlaubt der Schie­ begriff 40 eine Berechnung einer vierten Koordinate, einer Höhe (p). Ein elektrischer Sensor 42 ist über einer Innenfläche des Griffes 40 angeordnet und berührt ein an dem Schaft 28 angeord­ netes Widerstandselement 44. Ein elektrisches Kontaktpaar 46 des Aktuators 20 enthält erste und zweite elektrische Kontakte 48, 48A, die an gegenüberliegenden Enden des Widerstandsele­ ments 44 angeordnet sind. Der zweite elektrische Kontakt 48A ist an dem Widerstandselement 44 näher zu dem Kugelgelenk angeordnet, während der erste elektrische Kontakt 48 an einer ortsfesten Position an dem gegenüberliegenden Ende des Wider­ standselements 44 angeordnet ist. Ein Splint 49 und eine Nut 49A sind zwischen dem Griff 40 und dem Schaft 28 vorgesehen, um eine Drehung des Griffes 40 zu dem Schaft 28 zu verhindern, wobei weiterhin eine Verschiebebewegung des Griffes 40 möglich ist.

Im Betrieb ist der Griff 40 verschiebbar an dem Schaft 28 angebracht und kann daher eine Längsbewegung entlang des Schaf­ tes 28 ausführen. Der elektrische Sensor 42 des Griffes 40 berührt des Widerstandselement 44 an einer Kontaktstelle zwi­ schen den ersten und zweiten Kontakten 48, 48A des elektrischen Kontaktpaares 46 des Schaftes 28. Eine Spannung (oder ein Strom) wird dem ersten elektrischen Kontakt 48 zugeführt, während der zweite Kontakt 48A mit Masse verbunden oder poten­ tialfrei ist. Der elektrische Sensor 42 des Griffes 40 erfaßt an der Kontaktstelle eine Spannungsgröße (oder eine Stromgrö­ ße). Auf diese Weise werden über dem Widerstandselement 44 Spannungs- oder Stromequipotentiale bereitgestellt, die sich vorhersagbar mit der Position ändern, und daher kann die erfaß­ te Spannung (oder der erfaßte Strom) auf einfache Weise verwen­ det werden, um eine Position des Schiebegriffes 40 entlang des Schaftes 28 und somit die Höhenkoordinate (ρ) zu berechnen.

Beim Betrieb werden die elektrischen Sensoren 30, 30A, 52, 52A, 62, 62A verwendet, um eine Position und einen Winkel für einen Kontakt zwischen dem Kontaktende 26A des Kontaktarmes 26 und dem Widerstandselement 14 der kugelförmigen Schale 12 zu be­ stimmen. Um dies zu erreichen, wird eine Quellenspannung (oder ein Quellenstrom) dem ersten elektrischen Kontakt 52, 62 an jedem der ersten und zweiten Kontaktpaare 50, 60 zugeführt. Die zweiten elektrischen Kontakte 52A, 62A bei jedem Kontaktpaar 50, 60 können mit Masse verbunden oder potentialfrei gelassen werden. Die Sensoren 30, 30A an dem Kontaktarm 26 werden ver­ wendet, um die Spannung (oder den Strom) an der Kontaktstelle entlang des Widerstandselementes 14 zu erfassen und dadurch eine Position der Kontaktstelle zu bestimmen.

Wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt, liefern die Kontaktpaare 50, 60 Spannungs- oder Strompotentiale über das Widerstandselement 14, wenn sie mit Leistung versorgt werden. Beim Betrieb werden die Kontaktpaare 50, 60 alternie­ rend mit Leistung versorgt, so daß zu jedem Zeitpunkt lediglich eine Gruppe Spannungs- oder Strompotentiale auf dem Widerstand­ selement vorliegt. Die von jedem Kontaktpaar 50, 60 erzeugten Spannungs- oder Strompotentiale werden von den Sensoren 30, 30A in dem Kontaktende 26A des Kontaktarmes 26 erfaßt. Da sich die Spannung oder der Strom vorhersagbar zwischen den Kontakten 14 in jedem Kontaktpaar 50, 60 über dem Widerstandselement 14 ändern, kann die erfaßte Spannung oder der erfaßte Strom für die zwei Kontaktpaare 50, 60 ohne weiteres verwendet werden, um Kugelkoordinaten (Breite (ϕ) und Länge (θ)) zu berechnen, die einer Position einer Kontaktstelle zwischen dem Kontaktende 26A des Armes 26 und dem Widerstandselement 14 entsprechen. Ferner ermöglicht die Verwendung zweier separater Erfassungssensoren 30, 30A an dem Kontaktende 26A die Berechnung einer Winkelposi­ tion (oder eines Rotationswinkels (ω)) der Kugelgelenksarmatur 22, indem die von jedem Sensor 30, 30A erfaßten Spannungs- oder Strommessungen verglichen werden.

Wie oben beschrieben, verwendet das Mehrachsenpotentiometer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ledig­ lich zwei bewegende Teile, die Kugelgelenksarmatur 22 und den Schiebegriff 40, um für Messungen von vier Koordinaten (ϕ, θ, ρ, ω) zu sorgen. Bezugnehmend auf Fig. 5 kann ein Microcom­ puter oder ein PC 100 zum Schalten der Kontakte verwendet werden, um die nicht linearen Widerstände zu messen, die den Kugelkoordinaten (ϕ, θ) entsprechen und um diese Kugelkoordina­ ten zu empfangen und in Flächenkoordinaten (X, Y) umzurechnen. Der Microcomputer oder PC 100 kann auch verwendet werden, um die Höhe (ρ) unmittelbar in die Planarkoordinate (Z) und den Rotationswinkel (ω) in einen planaren Rotationswinkel (ω_p) abzubilden. Elektrische Signale 90, die der Stelle und Position der Sensoren entsprechen, werden von dem Potentiometer 10 zu dem Computer 100 übertragen. Ein computerlesbares Medium 110 umfaßt das Computerprogramme 120, das Computercodemittel um­ faßt, um den Computer 100 anzuweisen, die elektrischen Signale 90 in gewünschte Koordinaten umzurechnen.

Claims (20)

1. Ein Potentiometer, mit:
einer Schale, mit einem Widerstandselement, daß über einer Innenfläche der Schale angeordnet ist, wobei das Widerstand­ selement von einer Versorgungsspannung oder einem Versorgungs­ strom versorgt wird, und
einem elektrischen Sensor, der an dem Ende eines Kontakt­ armes angeordnet ist, wobei der elektrische Sensor ausgelegt ist, das Widerstandselement der Schale an einer Kontaktstelle zu berühren und eine Spannung oder einem Strom an der Kontakt­ stelle zu erfassen, wobei die erfaßte Spannung oder der erfaßte Strom einer Position der Kontaktstelle entspricht.

2. Ein Potentiometer gemäß Anspruch 1, bei dem die Schale ei­ ne halbkugelförmige Schale ist, und wobei das Potentiometer ferner eine Armatur umfaßt, die ausgelegt ist, um einen beweg­ baren Eingriff des elektrischen Sensors mit den Kontaktpunkten entlang des Widerstandselementes zu ermöglichen.

3. Ein Potentiometer gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner mit:
einem Schaft, der ein Widerstandselement umfaßt, das ent­ lang eines Teiles der Schaftlänge in Längsrichtung ausgerichtet ist, und wobei das Widerstandselement erste und zweite elektri­ sche Kontakte umfaßt, die an in Längsrichtung gegenüberliegen­ den Enden des Widerstandselements angeordnet sind, und
einem Griff, der verschiebbar an dem Schaft angebracht ist, wobei der Griff einen elektrischen Sensor umfaßt, der aus­ gelegt ist, das Widerstandselement an einer Kontaktstelle zwi­ schen den ersten und zweiten elektrischen Kontakten zu berüh­ ren.

4. Ein Potentiometer gemäß Anspruch 3, bei dem der erste elektrische Kontakt mit einer Versorgungsspannung oder einem Versorgungsstrom verbunden ist, und bei dem der zweite elektri­ sche Kontakt mit Masse verbunden oder potentialfrei ist, und bei dem der elektrische Sensor des Griffes ausgelegt ist, um eine Spannung oder einen Strom an der Kontaktstelle zu erfas­ sen.

5. Ein Potentiometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der elektrische Sensor des Kontaktarmes ein Sensorpaar um­ faßt, das ausgelegt ist, um eine Bestimmung eines Rotationswin­ kels des Kontaktarmes zu ermöglichen.

6. Ein Potentiometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Versorgungsspannung oder der Versorgungsstrom zwischen zwei elektrischen Kontaktpaaren bereit gestellt ist, die ent­ lang des Widerstandselements so angeordnet sind, das gedachte Linien unmittelbar zwischen Kontakten jedes Kontaktpaares sich ungefähr an einen Mittelpunkt der Schale schneiden.

7. Ein Potentiometer gemäß Anspruch 6, bei dem die zwei Kon­ taktpaare so ausgelegt sind, das sie dem Widerstandselement die Versorgungsspannung oder -Strom alternierend zuführen.

8. Ein Potentiometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Potentiometer ausgelegt ist, um die Bestimmung von Ko­ ordinaten zu ermöglichen, die der Position des Kontaktpunktes entlang dreier oder mehrere Achsen entspricht.

9. Ein Potentiometer gemäß Anspruch 8, bei dem die drei oder mehr Achsen eine Längsachse, eine Breitenachse und eine Hö­ henachse umfassen.

10. Ein Computerprogramm mit Computerprogrammmitteln, um Koor­ dinaten des Potentiometers eines vorhergehenden Anspruches in planare Koordinaten umzuwandeln.

11. Ein Mehrachsenpotentiometer, mit:
einer halbkugelförmigen Schale, die ein Widerstandselement umfaßt, das entlang einer Innenfläche der halbkugelförmigen Schale angeordnet ist,
einem elektrischen Kontaktpaar mit ersten und zweiten elektrischen Kontakten, die an im Wesentlichen gegenüberliegen­ den Seiten des Widerstandselements angeordnet sind, wobei das Kontaktpaar ausgelegt ist, eine Versorgungsspannung oder einen Versorgungsstrom über dem Widerstandselement zuzuführen, und
einer Armatur mit einem Kontaktarm, wobei der Kontaktarm ein Kontaktende mit einem elektrischen Sensor umfaßt, der so ausgelegt ist, das Widerstandselement an einer Kontaktstelle zu berühren und eine Spannung oder einen Strom an der Kontaktstel­ le zu erfassen.

12. Ein Mehrachsenpotentiometer gemäß Anspruch 11, ferner mit:
einem Schaft, der im Wesentlichen gegenüber dem Kontakt der Armatur angeordnet ist, und
einem Griff mit einem elektrischen Sensor, wobei der Griff verschiebbar an dem Schaft der Armatur angeordnet ist, wobei der Schaft ein Widerstandselement und ein elektrisches Kontakt­ paar umfaßt, wobei das elektrische Kontaktpaar an gegenüberlie­ genden Enden des Widerstandselements angeordnet und konfigu­ riert ist, um eine Versorgungsspannung über dem Widerstandsele­ ment zuzuführen, und wobei der elektrischen Sensor ausgelegt ist, das Widerstandselement an einer Kontaktstelle zu berühren und eine Kontaktstellenspannung an der Kontaktstelle zu erfas­ sen.

13. Ein Computerprogramm mit Computercodemitteln, um einem Computer zu veranlassen, elektrische Signale, die die Spannung oder den Strom an den Kontaktstellen des Mehrachsenpotentiome­ ters gemäß Anspruch 11 oder 12 wiedergeben, zu empfangen, und ferner mit Computercodemitteln, um basierend auf den elektri­ schen Signalen von diesem eine Mehrzahl von Kugelkoordinaten zu bestimmen.

14. Ein Computerprogramm gemäß Anspruch 13, ferner mit Compu­ tercodemitteln, um die Mehrzahl von Kugelkoordinaten in planare Koordinaten umzurechnen.

15. Ein Verfahren zum Erzeugen elektrischer Signale, die einer Position einer Kontaktstelle an einem Widerstandselement ent­ sprechen, mit:
Zuführen einer Versorgungsspannung oder eines Versorgungs­ stromes über einem halbkugelförmigen Widerstandselement,
Detektieren eines Spannungs- oder Strompegels an einer er­ sten Kontaktstelle des Widerstandselements, und
Umwandeln des detektierten Spannungs- oder Strompegels in ein elektrisches Signal, das einer Position der ersten Kontakt­ stelle entspricht.

16. Ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales ge­ mäß Anspruch 15, bei dem das Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels in ein elektrisches Signal, das der Position der ersten Kontaktstelle entspricht, ein Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels in ein oder mehrere elektrische Signale um­ faßt, die Koordinaten wiedergeben, die der Position der ersten Kontaktstelle entsprechen.

17. Ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales ge­ mäß Anspruch 15 oder 16, ferner mit:
Detektieren eines Spannungs- oder Strompegels an einer zweiten Kontaktstelle entlang des Widerstandselements, und
Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels an der zweiten Kontaktstelle in ein zweites elektrisches Signal, das eine Po­ sition der zweiten Kontaktstelle wiedergibt.

18. Ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales ge­ mäß Anspruch 17, ferner mit einem Vergleichen des elektrischen Signales, das der ersten Kontaktstelle entspricht, mit dem elektrischen Signal, daß der zweiten Kontaktstelle entspricht, um einen Rotationswinkel zu bestimmen.

19. Ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales, das einer Höhe eines Griffes entspricht, mit:
Zuführen einer Versorgungsspannung oder eines Versorgungs­ stromes über einen Widerstandselement an einem Schaft,
Detektieren eines Spannungs- oder Strompegels an einer Kontaktstelle zwischen einem Griff und dem Schaft, wobei der Griff an dem Schaft bewegbar angebracht ist, und wobei eine Po­ sition der Kontaktstelle einer Höhe des Griffes entspricht, und
Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels an der Kontakt­ stelle in ein elektrisches Signal, daß die Höhe des Griffes wiedergibt.

20. Ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Signales ge­ mäß Anspruch 19, bei dem das Umwandeln des Spannungs- oder Strompegels an der Kontaktstelle in ein elektrisches Signal ein Verwenden eines Computers umfaßt, um ein elektrisches Signal zu empfangen, das dem Spannungs- oder Strompegel entspricht, und um das elektrisches Signal zu erzeugen, das die Höhe des Grif­ fes wiedergibt.