DE1472314A1

DE1472314A1 - Lehrgeraet

Info

Publication number: DE1472314A1
Application number: DE1965J0028810
Authority: DE
Inventors: Treseder Robert Cassius; Lynott John Joseph
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-08-20
Filing date: 1965-08-19
Publication date: 1969-10-09
Also published as: US3277588A; GB1094012A; DE1472314B2

Description

neue

IBM Deutschland Internationale Büro-Maechinen Geeelhthaft mbH

Böblingen, 24. März 1969 ki-hn

Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504 Amtliches Aktenzeichen: P 14 72 314.9

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 19 133 Lehrgerät

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit einem zentralen Datenverarbeitungsgerät verbundenes Lehrgerät.

Pädagogen vertreten die Ansicht, daß die Fähigkeit des Lernenden, einen beliebigen Stoff zu lernen, nicht nur von seiner Intelligenz abhängt, sondern auch von der Reihenfolge und der Methode der Darbietung des Stoffes. Ein besonders wichtiger Faktor, der beachtet werden muß, ist, daß die Methode zur Darbietung des Stoffes das Interesse des Lernenden wachhalten muß, besondere, wenn dieser Lernende ein Kind ist. Selbst in Fällen, in denen der Stoff an sich interessant ist, kann das Interesse des Lernenden nicht aufrechterhalten werden, solange der Stoff gleichmäßig auf dieselbe Art und Weise vermittelt wird, wie beispielsweise eine fortlaufende Kette von Fragen vieler Arten. Der Lernende mag erfolgreich den zu erlernenden Stoff verarbeiten, aber er wird aufgrund der "trockenen" Lehrmethode nur sehr wenig von dem Stoff in Erinnerung behalten.

Nachteilig bei den meisten der bekannten Lehrvorrichtungen ist, daß sie ein und dieselbe Lehrmethode durch den gesamten zu verarbeitenden Stoff hindurch immer wiederholen. Der Lernende wird dieser Lehrmethode bald müde, und die Lehrvorrichtung verliert bald ihre Nützlichkeit.

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Pädagogen sind sich außerdem darüber im klären, daß es schwierig ist, die logische Darbietung des zu verarbeitenden Stoffes zu organisieren. Meistens erreicht man die bevorzugte logische Reihenfolge durch Versuche und Fehler. Im allgemeinen wird eine logische Reihenfolge der Darbietung bestimmt und dann das Testen des Programms dadurch vorgenommen, daß der Stoff dem Lernenden tatsächlich dargeboten wird. Das Programm wird dann ausgewertet und je nach der Auswertung geändert. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis man ein vollkommen akzeptierbares Programm erzielt hat. Daß dieses Verfahren sehr unwirtschaftlich ist, dürfte wohl erkennbar sein.

Das Neuprogrammieren dieser Art ist bei den meisten bekannten Maschinen außerordentlich schwierig. Diese bekannten Maschinen zeigen meistens Serienprogrammierung, wie beispielsweise einen serienweise dargebotenen Filmstreifen. Dies bedeutet, daß die Reihenfolge der Darbietung des Lehrstoffes nicht mehr veränderbar ist, sobald der Gesamtlehrstoff in das Lehrgerät eingegeben wurde, z.B. durch Einlegen eines Kartenstapels oder eines Filmbandes in das Gerät, Einige Maschinen weisen wohl beschränkte Vorrichtungen für das Wiederholen oder überspringen von Stoff auf, je nachdem, was der Lernende für Fortschritte macht, jedoch Neuprogrammieren des Stoffes ist bei diesen Maschinen nicht möglich, und ebensowenig das Neuprogranuni er en der Art und Weise, in welcher der Stoff vermittelt wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lehrgerät zu schaffen, das nach Eingabe des gesamten Lehrstoffes eines Kurses eine wahlfreie Direktauswahl der kleinsten Lehreinheit des Gesamtlehrstoffes in Abhängigkeit vom Erfolg des Lernenden gestattet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung unter Vermeidung der geschilderten Nachteile bekannter Lehrgeräte dadurch, daß zwei optische Systeme vorhanden sind, in deren jede Bildebene Diastreifen einschiebbar sind, die von zwei je einem dieser Systeme zugeordneten Speicherbehältern in zueinander pa-

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rallelen Ebene aufgenommen werden, daß jeder Speicherbehälter mittels eines pneumatischen, von dem Datenverarbeitungsgerät steuerbaren Addierwerkes quer zur Bildebene so weit verschiebbar ist, daß jeder Diastreifen in der Bildebene liegen kann, daß für den Transport des jeweils in der Bildebene befindlichen Diastreifens aus bzw. in den Speicherbehälter jedem derselben je ein bowdenzugartiges Element zugeordnet ist, das an seinem, dem Speicherbehälter zugeordneten Ende einen selbsttätig wirkenden Befestigung smechanismus für den Diastreifen aufweist und dessen anderes Ende mit einer pneumatischen, ebenfalls von dem Datenverarbeitungsgerät aus steuerbaren Zugvorrichtung verbunden ist, daß das eine optische System eine Projektionsvorrichtung darstellt, die über einen, aus mehreren Spiegeln gebildeten optischen Weg an einem am Lehrgerät befestigten Bildschirm angeschlossen ist, dem eine Abtastvorrichtung zugeordnet ist, die mit hoher Frequenz zwei in beiden Koordinatenrichtungen verlaufende Lichtlinien über den gesamten Bildschirm verschiebt, daß ein vom Lernenden auf der Antwort entsprechenden Stellen des Bildschirmes aufzusetzender Stab vorgesehen ist, der ein lichtempfindliches Element enthält, dessen Ausgang an einem synchron mit der Lichtlinienverschiebung laufenden, mit dem Datenverarbeitungsgerät verbundenen Zähler angeschlossen ist für die Sperrung desselben beim Abfühlen einer Lichtlinie, daß das andere optische System entweder ein Lichtpunktabtaster darstellt, dessen Ausgang zum Zwecke einer Korrelation mit dem Stand des genannten Zählers mit dem Datenverarbeitungsgerät verbunden ist oder das zultzt genannte optische System von einer weiteren Projektionsvorrichtung gebildet wird, die ebenfalls über Spiegel optisch mit dem Bildschirm verbunden ist, und zwar nur mit einer Bildschirmhälfte, wobei in diesem Fall die zuerst genannte Projektionsvorrichtung nur an die andere Hälfte des Bildschirmes optisch angeschlossen ist und der Bildschirm von mehreren, durch pneumatische von dem Datenverarbeitungsgerät aus steuerbare Arbeitszylinder antreibbaren Blenden abdeckbar ist. Ein nach der Erfindung aufgebautes Lehrgerät vermeidet somit das genannte Überspringen von Lehrstoff und Wiederholen desselben durch Rück- und Vorlauf eines Filmstreifens. Dies ist ein großer Vorteil,

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da hierdurch die für das Überspringen bzw. Wiederholen erforderliche " Zeit eliminiert wird und darüberhinaus in Unabhängigkeit von der Lage der einzelnen kleinsten Lehreinheiten innerhalb des gesamten Lehrstoffes

zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Darbietungen der genannten kleinsten Lehreinheiten immer ein gleich großes Zeitintervall verstreicht. Das erfindungsgemäße Lehrgerät arbeitet demnach nach der Methode des direkt wahlfreien Zugriffes zu jeder kleinsten Lehreinheit innerhalb eines vorgegebenen G esamtl ehr stoffes. Dadurch ist es möglich, die Antworten des Lernenden auf Falsch oder Richtig zu prüfen und in Abhängigkeit vom Ergebnis die nächste optische Darstellung zu bestimmen. Zusätzlich dazu erlaubt das erfindungsgemäße Lehrgerät das Austauschen einzelner Dias im Programm des Lernenden anstelle des Austauschens des gesamten Diafilmstreifeninhaltes,

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Das erfindungsgemäße Lehrgerät erlaubt so eine sehr große Anzahl von Darstellungsmögllehkeiten des Lehrstoffes unter der Steuerung des zentralen Datenverarbeitungsgerätes. Dadurch kann die Dar- I bietungsart des Lehrstoffes nach Belieben variiert werden, um das Interesse des Lernenden wachzuhalten. j

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Lehrgeräts in schaubildlicher Darstellung;

Flg. 2 eine schematische Gesamtansicht eines anderen Ausführungsbeispieles eines Lehrgerätes in schaubildlicher Darstellung;

Fig. j5 einen im Lehrgerät nach Fig. 1 oder 2 verwendeten . Diapositiv-Speicher mit wahlfreiem Zugriff und"des dazugehörigen Auswählapparates in schaubildlicher Darstellung und

Fig. 4 eine Rückansicht des Diapositiv-Speichers und " seines Anhebe-Arbeitszyltnders.

Das Lehrgerät besitzt ein Gehäuse 10 mit einem darauf befestigten Glasbildschirm 11. Der Bildschirm 11 ist im Gehäuse fest angeordnet, so daß der Lernende sich auf den Bildschirm stützen kann oder ein Objekt darauflegen kann. Das Glas des Bildschirmes 11 muß so dick sein, um die sich hieraus ergebenden Belastungen aushalten zu können.

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Bilder werden auf die Rückseite dea Bildschirmes 11 projiziert, der das Hauptmittel zur Darbietung des Unterrichtsstoffes für den Lernenden ist« Der Lernende beantwortet projizierte Bilder, indem er einen mit der Hand festgehaltenen Stab 12 gegen die Oberfläche des Bildschirmes 11 drückt. Ein Abtastmechanismus findet die rechtwinkligen Koordinaten der Position vom Stab 12 und überträgt dieselben auf ein nicht gezeigtes zentrales Datenverarbeitungsgerät. Das projizlerte Bild kann den Lernenden unterweisen, daß er den Stab 12 neben die von ihm gewählte Antwort auf eine Präge mit mehreren Antwortmöglichkeiten bringen soll, oder daß er den Stab auf den Punkt legen soll, den er für den richtigen geographischen Punkt auf dem Bild hält, oder daß er den Umrissen einer bestimmten Zeiohnung folgen soll usw.

Zwei Plastikzellen 15 und 16 sind vorgesehen, von denen jede 64 Mikrofilm-Diapositivstreifen 20 und 21 in zwei übereinander angeordneten Lagen von Je 32 Diapositiven speichert. Jeder der Mikrofilm-Diapositivstreifen, im folgenden kurz als Diastreifen bezeichnet, wird einzeln in einer vertikalen Ebene in einer Rille in der Innenfläche der Zellen 15 und 16 festgehalten. Wie im folgenden noch ausführlicher erläutert, sind die Zellen 15 und 16 horizontal mittels eines pneumatischen Binäraddierwerkes verschiebbar. Mit dem Ausdruck "Überdruck" wird im folgenden ein Druck bezeichnet, der stärker ist als der atmosphärische Druck, und der Ausdruck "evakuiert" bedeutet die Druckverminderung auf eine Atmosphäre. Das pneumatische Addierwerk umfaßt einzelne pneumatische Addierstufen 25, 26 und 27 und pneumatische Arbeitszylinder 28, 29. Jede dieser Addierstufen 25 und 26 kann aus einer biiebigen Konstruktion mit zwei Kolben und einer Trennwand dazwischen bestehen. Ein Kolben der Addierstufe 25 ist mit der Stange 30 verbunden und ist innerhalb des Zylinders der Addierstufe 25 um den Hub beweglich, der dem Teilungsabstand zwischen zwei nebeneinander-1 legenden Diastreifen entspricht. Diese Entfernung wird als binare

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Entfernung Eins bezeichnet. Der zweite Kolben in der Addierstufe

25 ist mit der Stange 21 verbunden und ist um die.binäre Entfernung zwei beweglich. Der Kolben der Addierstufe 26, der mit der Stange ?1 verbunden ist, ist um eine Entfernung beweglich, die einer binären Vier entspricht. Der andere Kolben in der Addierstufe 26, der mit der Stange J2 verbunden ist, ißt um eine Entfernung beweglich, die acht Binäreinheiten entspricht. Die Addierstufe 27 kann von jeder beliebigen Konstruktion sein, bei der nur ein einziger Kolben vorhanden ist, der mit der Stange J2 verbunden ist und um eine Entfernung beweglich ist, die 16 binären Einheiten gleichkommt. Die Stange 22 ist fest mit dem Gehäuse der Addierstufe 27 verbunden. Auf diese Weise können die Addierstufen sich um eine Gesamtentfernung von 21 Binäreinheiten bewegen, um jeden beliebigen der 22 Diastreifen auszuwählen.

Mehrere elektrisch betätißbare, nicht gezeigte Ventile sind vorgesehen, um selektiv Druckluft von einer nicht gezeigten Pumpe zu ausgewählten Teilen des pneumatischen Addierwerkes bzw. Arbeitszylindern zu liefern oder um dieselben zu evakuieren. Die Ventile können jede beliebige Konstruktion aufweisen und können vom zentralen Datenverarbeitungsgerät aus betrieben werden.

Eine Rückstellfeder und ein Drernsmechanismus heilten die Zellen I5 und 16 in vorher bestimmten horizontalen Stellungen, bis sie ausgelöst werden. Wenn angenommen ist, daß die Zelle 16 in eine der 22 binären Positionen gebracht werden ooll, wird die Bremse ge- ' löst, entsprechenden Teilen des Addierwerkes 23, 26 und 27 wird Druckluft zugeführt, urn die erwünschte binäre Größe zu erhalten, und der Arbeltszylinder 29 erhält Druckluft und bewegt dadurch die Zelle 16 soweit horizontal, biß sie von den Addierstufen- 25,

26 und 27 an der erwünschten binären Position gestoppt wird. Die Bremse wird darauf betätigt, urn die Zelle 16 in der richtigen Position festzuhalten, und der Arbeitszylinder 29 wird evakuiert.

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Die Bremse der Zeil© 15 kann dann gelöst und das Addierwerk in Betrieb genommen werden, um die Zelle I5 in ihre Position zu bringen. Die pneumatischen Arbeltszylinder 55 und 56 dienen der vertikalen Einstellung der Zellen I5 und 16, so daß entweder die obere oder die untere Lage von Diastreifen in der richtigen Position ist.

Zwei weitere Sätze binärer Addierstufen 40, 41, 42 und 45 sind mit den Befestigungsbändern 50 und 5I verbunden. Die Führungen 55 und 56 halten die Bänder 50 und 51 richtig ausgerichtet, so daß sie in Längsrichtung ähnlich wie ein Bowdenzug bewegt werden können. Befestigungsmechanismen 60 und 61 sind an den Enden der Bandar 50 und 51 angebracht. Diese Befestigungsmechanismen können von jeder passenden Konstruktion sein, die wahlweise die Diastreifen 20 und 21 mit den Bändern 50, 5I verbinden.

Jeder der Diastreifen weist fünf einzelne Dias auf, die in gleichen Abständen über die Länge des Streifens verteilt sind. Die pneumatischen Addierstufen 40, 41, 42 und 45 sind den pneumatischen Addierstufen 25, 26 und 27 ähnlich und sind so angeordnet, daß dadurch die Befestigungsinechanismen 60 und 61 In die Diastreifen 20 und 21 eingreifen und den ausgewählten Streifen aus der Zelle 15 oder 16 in eine gewünschte Längsposition ziehen, so daß ein vorbestimrntes der fünf Dias zur Projektion oder zum Abtasten richtig ausgerichtet ist.

Die Kolben in den binären Addierstufen 40 und 45 können sich über eine Entfernung bewegen, die dera Teilungsabstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Dias oder einer binären Einheit gleichkommt. Diese Kolben sind jeweils mit den Stangen 65 und 66 verbunden sowie mit Kolben, in den binären Addierstufen 41 und 42.

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Letztere Kolben können sich über eine Entfernung bewegen, die zwei binären Einheiten oder zwei Teilungsabständen entspricht. Die anderen Kolben in den Addierstufen 41 und 42 sind jeweils mit den Bändern 50 und 51 verbunden und bewegen sich über eine Entfernung von vier binären Einheiten. Auf diese Weise kann jeder Satz pneumatischer Addierstufen das zugehörige Band um eine Entfernung bewegen, die sieben TeilungsabstHnden gleichkommt. Dadurch kann jedes der fünf einseinen Dias der Diastreifen 20 und 21 in die Projektlonalage gebracht werden und es ist eine zusätzliche Weiterbewegung für die Befestigungeraeohanisnien 60 und 61 um zwei binäre Einheiten möglich, um in die in dan Zellen 15 und 16 befindlichen Diastreifen eingreifen zu können.

Es ist ein Lichtpunktabtaster vorgesehen, zu dem die Lichtquelle 70 gehört, sowie das Rad 7I, das um eins Achse in der Richtung des Pfeiles 72 rotiert und am Umfang mehrere Spiegel 75 trägt und außerdem mehrere Lichtrohre 74 aufweist, die das Licht von der Lichtquelle 70 zu den Spiegeln 73 leiten. Die Spiegel 7j5 sind so angebracht, daß sie das Licht gegen die Achse des Rades 7I ablenken, und zwar im wesentlichen in einer Ebene, die senkrecht zur Achse steht. Zum Lichtpunktabtaster gehören außerdem der feststehende Spiegel 75, der das Licht von den Spiegeln 75 über das Linsensystem 76 der Photozelle 77 zuführt. Der Lichtpunktabtaster ist in solcher Weise angebracht, daß beim Rotieren des Rades 7I in der Richtung des Pfeiles 72 das Licht, das mittels der Lichtröhren 74 von der Lichtquelle 70 geleitet und von den Spiegeln 75 abgelenkt wird, horizontal über das ausgewählte Dia des Diastreifens 21 tastet in unmittelbar aufeinanderfolgenden, vertikalen Schritten, und zwar vom oberen zum unteren Teil des Dias. Der Lichtstrahl wird durch klare Teile des Dias übertragen und duroh lichtundurchlässige Stellen blockiert, die die digitalen Daten auf dem ausgewählten Dia darstellen. Die Photozelle 77 eijfängt das Licht und liefert einen elektrischen Avisgang, wenn das Llohfc aufgenommen wird, und gibt keinen elektrischen Ausgang, wenn der Lichtstrahl duroh lichtundurchlässige Zonen auf dem Dia abgefangen wird«

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Ein optisches Projektionssystem ist vorgesehen, das dem jedes bekannten 35-mm-Dia-Projektors ähnlich ist. Das Projektionssystem umfaßt die Lichtquelle 80, die Sammellinse 81, das Objektiv 82 und eine Reihe von Spiegeln 83, 84, 85 und 86. Die Linse 81 sammelt Licht von der Punktquelle 80, um eine gleidhmäßige Beleuchtung des ausgewählten Dias auf dem Diastreifen 20 zu erzeugen. Das Objektiv 82 projiziert und bündelt dae Licht vom erleuchteten Dia zum Spiegel 83* wo das Licht zuerst vom Spiegel 83» dann von den Spiegeln 84 und 85 und 86 auf den Bildschirm 11 abgelenkt wird. Das Linsensystem 82 wird so eingestellt, daß ein scharfes Bild von dem ausgewählten Dia auf dem Bildschirm 11 erscheint.

Der Lernende beantwortet das projizlerte Bild, indem er den Stab 12 gegen den Bildschirm 11 an einem bestimmten Punkt legt. Die rechtwinkligen Koordinaten dieses Punktes werden ermittelt durch einen Abtastapparat. Der Stab 12 enthält ein lichtempfindliches Element, das in Betrieb tritt, wenn der Stab gegen den Bildschirm 11 gedrückt wird, und das jedes Licht entdeckt, das auf den Bildschirm 11 tritt und wesentlich heller 1st als das des projizierten Bildes.

Der Abtastapparat enthält die Lampe 90, die eine Lichtlinie produziert, sowie die Fokussierungslinse 91, die neben der Lampe 90 sitzt und die Lichtlinie von der Lampe 90 zum Strahlspalter 92 leitet. Der Strahlenspalter 92 ist eine Glasplatte mit einer reflektierenden Oberfläche, welche nur die eine Hälfte des darauffallenden Lichtes reflektiert; das restliche Licht durchdringt diese Oberfläche. Zwei Spiegel 95 und 94 sind vorgesehen, von denen jeder vier . identische Reflektionsoberflächen hat, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Der Spiegel 95 1st fest auf der Welle 95 und der Spiegel 94 fest auf Welle 96 angebracht. Die Wellen 95 und 96 sind im rechten W inJk?l zueinander drehbar gelagert. In das auf der.Welle 95 sitzende Zahnrad 97 greift das auf der Welle 96 sitzende Zahnrad 98 ein. Ein nicht gezeigter Motor treibt die Welle 95 in der Richtung des Pfeiles 99 an, wodurch über das Zahnradgetriebe 97, 98 auch die Welle 96 rotiert.

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Der Spiegel 93 ist auf der Welle 95 derart angebracht, daß seine reflektierenden Flachen vr.it den Re flekt ions flächen des Spiegels 94 einen Winkel von ungefähr 45° einschließen. Auf diese V/eise lenkt der· Spiegel 94 den vom Strahlspalter 92- reflektierten Teil der von der Lampe 90 erzeugten Lichtlinie vom Spiegel 94 auf den Spiegel 86 und den Bildschirm 11, wodurch die vertikale Lichtlinie 100 ge« bildet wird. Der Spiegel 95 richtet den ϊβϋ des den Strahlenspalter 92 durchdringenden Lichtes vom Spiegel 86 weg. Eine nicht gezeigte Blende sorgt dafür, daß nur Licht, das vom Spiegel &G reflektiert wird, den Bildschirm 11 erreicht. Während der Motor die Wellen 95 und 96 antreibt, wird die vertikale Lichtlinie 100 von rechts nach links über den Schirm bewegt. Nachdem die Lichtlinie 100 über den Schirm hinweggezocen wurde, befindet sich der Spiegel 95 in seiner Ausgangsposition und führt die horizontale Lichtlinie 101 von oben nach unten über den Bildschirm 11.

Die Lichtlinien 100 und 101 werden abwechselnd über den Bildschirm 11 bewegt in Gleichschaltung mit einem ZMhler. Wenn das lichtempfindliche Element des Stabes 12 eine der Lichtlinien feststellt, wird der Ausgang des lichtempfindlichen Elementes dazu verwendet, die augenblickliche Zählung des Zählers au sperren, wodurch die rechtwinkligen Koordinaten der Position des Stabes 12 feststellbar sind. Elektrische Signale, welche die Koordinaten darstellen, werden dann dem nicht gezeigten zentralen D&tenverarbeitungsgerät zugeführt.

Der Betrieb des beschriebenen Lehrgerätes ist nachstehend erklart. Das zentrale D&tenver&rbeitunEsgerät liefert eine Reihe elektrischer Signale, welche die ausgewählten, nicht gezeigten pneumatischen Ventile betätigen. Das zentrale Datenverarbeitungegerät überträgt auch ein elektrisches Signal auf einer eigenen Leitung, um damit einen Elektromagnet zu betätigen und um die die Zelle 16 haltende Bremse und die Stange 33 auszulösen. Die pneumatischen Ventile, die pit allen pneumatischen Addierstufen durch Schläuche verbunden sind, betätigen einige ausgewählte der pneumatischen Addierstufen 25, 26, 27 und Arbeitszylinder ^6, um einen, bestimmten der 64 Diastreifen in der Zelle 16 gegenüber dem Befestigungsmechanisinus 61

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BAD ORHStNAl.

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In die richtige Lage zu bringen. Die Bremse wird dann in Betrieb genommen, um die Zelle 16 in der ausgewählten Position zu halten, und eine Rückholfeder bringt die Stange 33 des pneumatischen Addierwerkes in Normalste llung, wo sie durch eine Bremse in ihrer Stellung festgehalten wird.

Die pneumatischen Ventile betätigen dann die pneumatischen Addierstufen 40 und 41, so daß die Kolbenstange voll ausgefahren ist, wo· durch der Befestigungstnechanismus 61 in die Zelle 16 gedrückt wird und in den gewählten Diastreifen 21 eingreift. Auf Signale vom zentralen Datenverarbeituncsgerät hin bewegen die pneumatischen Addierstufen 40 und 41 den Befestigungsmechanismus 61 eine bestimmte Anzahl von binären Einheiten zurück, um ein auegewähltes Dia auf dem Diastrelfen 21 mit der optischen Achse des Lichtpunktabtaster auszurichten.

Zu diesem Zeitpunkt überträgt das zentrale Datenverarbeitungscerjät einen zweiten Satz elektrischer Signale, der die Stange 30 auslöst und verursacht, daß die pneumatischen Ventile die pneumatischen Addierstufen 25, 26, 27 und den Arbeltszylinder 33 in Betrieb setzen und daß ein ausgewählter Diastrelfen in der Zelle 15 gegenüber dem Befestigungsmechanismus 60 ang ebracht wird. Dann werden die pneumatischen Addierstufen 42 und 43 «ait Druckluft beaufschlagt, um den Befestigungsmechanismus 60 in die Zelle 15 zu bewegen, in der er in den ausgewählten Diastreifen 20 eingreift. Die pneumatischen Addierstufen 42 und 43 ziehen hierauf den Befestigungsmechanismus 60 wieder aus der Zelle 15 heraus, um ein ausgewähltes Dia des Diastreifens 20 mit der optischen Achse des Projektionssystetaes auszurichten.

Der Ausgang des Liohtpunktabtasters 1st mit dem zentralen Datenverarbeitungsgerät verbunden. Während das Rad 71 rotiert, tastet der projizierte Lichtstrahl in aufeinanderfolgenden horizontalen

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Linien über das ausgewählte Dia des Diastreifens 21. Die lichtdurchlässigen Daten, die auf dem hauptsächlich lichtundurchlässigen Dia des Diastreifens 21 auftauchen, ermöglichen dem Licht ein Erreichen der Photozelle 77. Das Licht, das auf die Photozelle fällt, erzeugt in derselben einen elektrischen Ausgang, der die auf dem ausgewählten Dia befindlichen Daten darstellt. Dieser elektrlache Ausgang wird dann direkt auf das zentrale Datenverarbeitun^sgerät übertragen. Die Geschwindigkeit des Lichtpunktabtasters ist so hoch, daß das ausgewählte Dia viele Male abgetastet wird während der Zeitspanne, in welcher der Lernende die Angaben auf dem Bildschirm 11 prüft und seine Antwort gibt» Das zentrale Datenverarbeltungsgerät ist so ausgelegt, daß es die wiederholende Information vom Lichtpunktabtaster aufnimmt und beurteilt, und diese Daten mit den Daten koordiniert, die es vom Beantwortungsapparat des Lernenden, d.h. vom Stab 12 erhält·

Zur gleichen Zeit projiziert der Projektionsapparat mit der Lichtquelle 80, den Linsen 81 und 82 und den Spiegeln 82 bis 86 das Bild, des ausgewählten Dias des Diastreifens 20 auf den Bildschirm 11.

Zu diesem Zeitpunkt erwartet das zentrale Datenverarbeitungsgerät die Antwort des Lernenden auf das projlzierte Bild. Der Abtastapparat tastet ständig mit den horizontalen und vertikalen Lichtlinien 101 und 100 abwechselnd den Bildschirm 11 ab. Der Abtaster arbeitet mit einer Geschwindigkeit, welche die Konzentration des Lernenden auf das projlzierte Bild nicht störend beeinflußt. Das lichtempfindliche Element im Stab 12 bleibt außer Betrieb, solange es nicht gegen den Bildschirm 11 gedruckt wird.

Während der Lernende auf das projizierte Bild antwortet, indem er den Stab 12 auf den von ihn ausgewählten Punkt im Bildschirm 11 drückt, wird das lichtempfindliche Element aktiviert und tastet

letzteren

die Lichtlinien 100 und 101 ab, während die/sich an der Spitze des Stabes 12 vorbeibewegen. Bein Erkennen jeder der Lichtllnien sperrt der Ausgang des lichtempfindlichen Elementes das Zählen

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dee dem Abtastapparat zugeordneten Zählers. Der Zählerstand stellt eine der rechtwinkligen Koordinaten der Position der Spitze des Stabes 12 dar. Diese Angabe wird sofort auf das zentrale Datenverarbeitungsgerät übertragen, das die Angabe mit der vergleicht» die vom Lichtpunktabtaster Übertragen wurde. Die Korrelation der beiden Datengruppen hat zur Folge, daß das zentrale Datenverarbeitungsgerät auf die Daten antwortet, die vom Lichtpunktabtaster dargebracht wurden, indem entsprechende elektrische Signale zum Lehrgerät gebracht «erden, um neue Dias auszuwählen,, zwecks Darstellung auf dem Bildschirm 11 bzw. Lesung durch den Lichtpunktabtaster.

Wird angenommen, daß von den gleichen Dias trol fen 20 und 21 nur neue Dia» ausgewählt werden, kann das zentrale Datenverarbeitungsgerät die pneumatischen Ventile anweisen, die pneumatischen Addierstufen 40, 41, 42 und 43 in neue binäre Positionen zu bringen. Wenn Jedoch neue Diastreifen ausgewählt werden sollen. Überträgt das zentrale Datenverarbeitungsgerät Signale zum Lehrgerät, durch welche die pneumatischen Ventile die pneumatischen Addierstufen 40, 41, 42, 43 mit Druckluft beaufschlagen, wodurch die Diastreifen 20 und 21 völlig In ihre zugehörigen Zellen 13» 16 eingeführt werden und die Befestigungsmechaniscien 60 und 61 diese Diastrelfen frei geben. Die pneumatischen Ventile verursachen dann, daß diepneumatIschen Addierstufen 40, 41, 42 und 43 die Befestigungsmechanismen 60 und aus den Zellen zurückziehen. Gleichzeitig lösen Signale vom zentralen Datenverarbeitungsgerät die Bremsen an den Zellen 15 und 16 und bringen die pneumatischen Arbeitszylinder 35 und 36 in ihre normale Stellung zurück.

Dann arbeitet das gesamte System genau wie vorher bei der Auswahl verschiedener Diastreifen der Zellen 15 und 16, bä der Projizierung eines Bildes auf den Bildschirm 11, bein Abtasten von Daten auf einem DIa des Diastreifens 21, und beim Abtasten des Bildschirmes 11 zur Bestimmung der rechtwinkligen Koordinaten der die Antwort des Lernenden darstellenden Lage des Stabes 12.

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Es ist leicht zu sehen, daß auf diese Weise der Lehrstoff Jederzeit neu arrangiert werden kann« indem entweder ein anderer Diastreifen 21 ausgewählt wird oder die Position des gleichen Diastreifens geändert wird.

Ein Audio-System ist vorgesehen mit dem Magnetband 110, der Antriebswalze 111, der Leerl&ufwalze 112, dem magnetischen Wandler 11?, den Audio-Verstärker 114 und dem Lautsprecher 115. Alle diese Elemente, einschließlich des Apparates, durch welchen das Magnetband 110 auagewechselt werden kann, sowie die Antriebswalze 111 sind von bekannter Art. Unterschiedlich ßecenüber diesen bekannten Systemen ist der Positionsapparat 120. Hler wird der horizontale Positionsraeohanlsous sowie die dazugehörige Schaltung verwendet zur Einstellung des Wandlers 11? auf eine ausgewählte und aufgezeichnete Eahn auf dem Magnetband 110. Eei der Auswahl der gewünschten Bahn hält der Positionsir.echanismu3 120 den Wandler 11? auf dieser Bahn, bis der Mechanismus zu einer anderen Position auf einer anderen Bahn gebracht wird mittels des zentralen Datenverarbeitungsgerätes. Außerdem ist der Relais-Schalter 121 vorgesehen und ist normalerweise geöffnet, so daß er den Lautsprecher 115 abschaltet. Ein eicktrinches Sl&nal vom zentralen Datenverarbeituncsgerät setzt den Relaisschalter 121 in Betrieb« um den Verstärker 114 mit dem Lautsprecher 115 zu verbinden, wodurch der Ausgang des V/andlers 11? durch den Lautsprecher 115 wiedergegeben wird.

Auf diese Welse kann unter der Kontrolle des zentralen Datenverarbeituncsgerätes entsprechender Hör-Lehrstoff vom Band 110 ausgewählt werden, indem der Mechanismus 120 und der Wandler 11? so eingestellt werden, daß dieselben den auf dem Bildschirm 11 erscheinenden optischen Lehrstoff ergänzen bzw* ersetzen.

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£8 ist ferner ein Apparat vorgesehen, der einen bestimmten Teil der Darstellung auf den Bildschirm 11 zeigt oder heraushebt. Dazu gehört eine Lichtquelle und die Fc!assierung3linse 1^0, die Vertikal-Einstellungsvorriohtung 1j51 und eine Horizontal-lilnstelluncsvorrichtung 132. Die Lichtquelle wird ein- oder ausgeschaltet mittels des zentralen Datenverarbeitungsgerätes. Die Lichtquelle und die Fokussierungslinse 120 sitzen auf der Vertikal-Einstellungsvorrichtung 1^1. Die Einstellungsvorrichtung kann aus Jeder passenden Vprrichtung bestehen, die auf Signale vom zentralen Datenverarbeitungsgerät anspricht für das Schwenken der Lichtquelle und der Linse 1^0 um eine Achse. Die Horizontal-tinstellungsvorrichtung 152 ist ein Spiegel, der von jedem beliebigen Gerät antreibbar ist, das auf Signale vom zentralen Datenverarbeitungsgerät anspricht und den Spiegel in eine gewünschte Position bringt und ihn dort festhält.

Im wesentlichen dienen der Lichtpunktabtaster und die Diastreifen 21 als Programmierungselemente dem zentralen Datenverarbeltung,sge- rät. Die Angaben auf dem gewählten Dia des Diastreifens 21 werden durch den Lichtpunktabtaster gelesen und stellen einen Code dar, der das zentrale Datenverarbeitungsgerät anweist, bestimmte Vorgänge auszuführen. Das zentrale Datenverarbeitungsgerät antwortet auf diese Daten und auf die Antwort des Lernenden, indem entspreche* de elektrische Signale zu den verschiedenen .Komponenten des Lehrgurätes gesandt werden.

Wenn das zentrale Datenverarbeitungsgerät sein eigenes Programm enthält, braucht das Lehrgerät keinen Lichtpunktabtaster zu enthalten. Ein solcher Fall ist in Fig. 2 gezeigt.

In Fig. 2 werden alle wesentlichen Elemente von Flg. 1 gezeigt« mit Ausnahme eines Lichtpunktabtasters. Der Mechanismus zur Speicherung und Auswahl der Dias ist Identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten; dasselbe trifft auf den Antwort-Koordinlerungsmechanis- des Lernenden zu.

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Das linke Projektionssystem ähnolt dem, das In Fig. 1 gezuißt ißt, und umfaßt die Lichtquelle 80, dl ο Sammellinse 61, das Objektiv 82 und die Spiegel 200, 201, 202 und i>6. DIo Dlastroii'en 220 sind etwas unterschiedlich gegenüber denselben der Fig. 1, und zwar dadurch, daß die einzelnen Dias auf dem Diastreifen 220 nur die Hiilfte der Größe derer auf dem Dlaatrelfen 20 habcm. Alle anderen Aspekte der Dias, einschließlich des Teilungsabstandes der einzelnen Dias,sind identisch mit denen der Diaa 20. Dio Spiegel sind außerdem so angebracht, daß sie das Bild, das auf dem ausgewählten Dia des Diastreifene 220 dargestellt wird, nur auf die linke Hälfte des Bildschirmes 11 werfen. Die Lichtpunktabtaster von Fig. 1 wird in Fig. 2 durch ein rechts liegendes optisches System ersetzt, das identisch ist mit dem linken optischen System dieser Zeichnung. Das rechte optische System umfaßt die Lichtquelle 230, die Sammellinse 2jJ1, das Objektiv 2J2 und die Spiegel 223, 201, 202 und 86. Die Diastreifen 235 in der Zelle 16 sind in ihren Eigenschaften Identisch mit den Diastreifen 220. Auf diese Weise projiziert das rechte optische System das Bild von einem ausgewählten Dia des Piastreifens 235 nur auf die rechte Hälfte des Bildschirmes 11.

Das in Fig. 2 gezeigte System erlaubt ein Ändern von Jeweils einer Hälfte des proj!zierten Gesamtbildes auf dem Bildschirm 11 durch das zentrale Datenverarbeitungsgerät, ohne die andere Hälfte des Bildes zu ändern. Es 1st beispielsweise möglich, auf der rechten Hälfte des Bildschirmes 11 eine erste Frage zu bringen, die sich auf die Dar-' stellung auf der linken Hälfte des Bildschirmes 11 bezieht und dann auf der rechten Hälfte fortzufahren mit einer Antwort auf die Frage, einer zweiten Frage, einer zweiten Antwort, usw.

Ea sind mehrere Blenden 250-257 vorgesehen, die Jeweils nach Wahl Teile des auf den Bildschirm 11 zu proJ!zierenden Bildes ausblenden. Die Blenden 250, 25I und 252 sind auf der Welle 259 mittels der Arms 260, 261', und 262 befestigt. Eine Reihe nicht gezeigter Axialaneohläge 1st auf der Welle 259 angebracht, um eine Axialverschiebung

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der Arme 260, 261 oder 262 auf der Welle 259 zu verhindern. Die pneumatischen Arbeitszylinder 270, 271 oder 272 werden wahlweise vom zentralen Datenverarbeitungsgerät in Betrieb gesetzt, um die zugehörige Blende um die Welle 239 in eine dem Bildschirm 11 gegenüberliegende Lage zu verschwenken. Wird in einem der pneumatischen Arbeitszylinder 270, 271 oder 272 der Luftdruck vermindert, verursacht das Gewicht der zugehörigen Blende ein Abschwenken derselben vom Bildschirm 11. Die Blenden 254, 255 und 256 sind ähnlich auf einer Welle an der rechten Seite des Bildschirmes 11 befestigt und sind in ähnlicher Welse wahlweise mittels der pneumatischen Arbeitszylinder verschwenkbar. Die Blenden 253 und 257 sind auf der Welle 275 gegen den Bildschirm 11 mittels der pneumatischen Arbeltszylinder 280 und 281 verschwenkbar gelagert*

Auf diese Welse kann das zentrale Datenverarbeitungsgerät, wahlweise jede der Blenden in die wirksame Stellung verschwenken, um aufeinanderfolgend , durch das projizierte Bild Fragen und Antworten darzustellen, oder um je naoh Wunsch wahlweise dem Lernenden Teile des projizierten Bildes zu zeigen.

Das Lehrgerät von Fig. 2 ist daher in der Lage, alle Blenden auf einer Hälfte des Bildschirmes zu schließen und einen neuen Diastreifen oder einen neuen Dia zu wählen, um ein neues Bild auf diese Hälfte des Bildschirmes zu bringen, während sich der Lernende auf ein Bild auf der anderen Hälfte des Bildschirmes konzentriert. Außerdem kann dieses Lehrgerät wahlweise bestimmte Blenden öffnen, um nur ausgewählte Teile des neuen Bildes dem Lernenden zu zeigen. Dies vergrößert wesentlich die wahlfreie Darstellungsweise des Lehrstoffes.

Als ein alternatives AuafUhrungsbeispiel des Lehrgerätes der Fig. 2 können die Lichtquellen 80 und 230 mit Blendensystemen vorgesehen werden, die Rahmen in den Diastreifen 220 und 235 können volle Grüöo aufweisen, und die Spiegel 200, 233, 201, 202 und 86 können so konstruiert sein, daß sie das gesamte Bild in seiner vollen Oröße von

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jeden Dia auf die gesarate Fläche dee Bildschirmes 11 projizieren. Je nach Betrieb der Blenden durch das zentrale Datenverarbeitungs« gerät gestattet dies ein gleichzeitiges Aufeinanderprojizieren von zwei Bildern auf den Bildschirm 11, oder das Umschalten zwischen den zwei optischen Systemen, und zwar ohne bemerkenswerte Verzögerung zwischen der Darstellunc der Bilder. Diese letztere Möglichkeit bietet eine kinoartige Darstellung des Lehrstoffes.

In den~ Pig. 3 und 4 ist der Dia-Auswahlmechanismua von Fig. 1 und 2 mit ausführlich dargestellt. Der leichteren VerstEndlichkeit wegen sind nur die Teile gezeigt, die für die Positionierung der Zelle 16 nötig sind.

Die Zelle 16 ist innerhalb dee Rahmens 500 derart angeordnet, daß sich dieselbe vertikal frei nach oben oder unten Jedoch horizontal nicht in Jeder Richtung gegenüber dem Rahmen 500 bewegen kann. Der Rahmen 300 ist fest auf dem Schlitten 301 montiert, der auf der Oberfläche des mit dem Gehäuse dos Lehrgerätee verbundenen Rahmenglledes 302 aufliegt. Die Führungsleisten 303 an dem Rahmenglied 302 dienen zur Führung des Schlittens 301.

Die Drehfeder 310 1st mit ihrem einen Ende mittels des Stiftes 311 an dem Rahmenglied 302 und mit ihrem anderen Ende durch den Stift 312 an dem Schlitten 3C1 befestigt. Die Drehfeder 310 ist daher betrebt, den Schlitten 301 nach rechts zu drücken. Der Arm 315 ist, Über den Stift 316 an dem Schlitten 301 angelenkt. Die Bremsbacke

325 au3 Material mit hohem Reibungskoeffizienten ist an dem Winkel

326 befestigt. Eine zweite ähnliche Bremsbacke 327 ist an dem Tauchanker 323 des £lektr©magneten 329 angebracht. Der Elektromagnet 329 let auf dem Rahmenglied 302 befestigt und ist elektrisch mit dem zentralen DatenverarbeitungsgerHt verbunden, das die Axialverschiebung (Pfeil 330) des Tauchankere 328 steuert.

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Der Arm 3)15 liegt zwischen den Bremsbacken 325 und 327, so daß die Erregung des Elektromagneten 329« den Tauchanker 328 und somit die Bremsbacke 327 in Richtung auf die Bremsbacke 525 bewegt, wodurch der Arm 315 zwischen den beiden Bremsbacken 525, 327 eingeklemmt wird, und eine Verschiebung des Schlittens 501 verhindert wird.

Das pneumatische, im Zusammenhang mit Flg. 1 beschriebene Binär-Addierwerk besitzt die pneumatischen Addierstufen 25, 26 und 27, sowie die pneumatischen Arbeitszylinder 28 und 29 zur Positionierung. Diese pneumatischen Glieder können von Jedem Typ pneumatischer Arbeltszylinder sein* Es kann jeder passende Positionierungsapparat verwendet werden; die dargestellten pneumatischen Arbeitszylinder sind lediglich ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Sämtliche pneumatischen Glieder sind achsial ausgerichtet mittels der Stange 3*0, die mit ihren Enden der/am Rahmenglied 502 befestigten Lagerwlnkeln 341, 342 aufgenommen wird. Somit können sich diese pneumatischen Addierstufen und Arbeitszylinder frei in der Längsrichtung der Stange 340 bewegen.

Wie eingangs bereits erwähnt, besitzt Jede der pneumatischen Addierstufen 25 und 26 zwei Kolben und eine Trennwand zwischen denselben, während die Addierstufe 27 und die Arbeitszylinder 28, 29 nur einen einzigen Kolbenaufweisen. Das Rohr 350 der Addierstufe 25 mündet in den Zylinder, der durch die Trennwand und den mit der Stange 30 verbundenen Kolben gebildet wird. Das Rohr 351 mündet in den Zylinder, der durch die Trennwand der Addierstufe 25 und dem mit der Stange 31 verbundenen Kolben gebildet wird. Auf ähnliche Welse mündet das Rohr 352 der Addierstufe 26 In den Zylinder, der zwischen der Trennwand und dem alt der Stange 31 verbundenen Kolben entsteht, wahrend das Rohr 353 in den Zylinder mündet» der zwischen der Trennwand und dem mit der Stange 32 verbundenen Kolben entsteht· Sei allen anderen

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pneumatischen Gliedern 27, 28, 29 mündet das jeweilige Rohr in den Zylinder, der durch den einzelnen Kolben und die Wände der Addierstufe bzw. des Arbeitszylinders entsteht. Wie oben erwähnt, bilden die Addierstufen 25, 26 und 27 ein binäres Addierwerk, in dem der Kolben der Addierstufe 25, der mit der Stange 30 verbunden ist, sich innerhalb der Addierstufe 25 um eine Entfernung einer binären Einheit bewegen kann. Der Kolben der Addierstufe 25, der mit der Stange 31 verbunden ist, kann sich um eine Strecke von zwei binären Einheiten bewegen. Der Kolben der Addierstufe 26, der mit der Stange 31 verbunden 1st, kann sich um eine Strecke von vier binären Einheiten, und der mit der Stange 32 verbundene Kolben um eine Strecke von acht binären Einheiten bewegen. Der einzelne Kolben der Addierstufe 27, der mit der Welle 32 verbunden 1st, kann sich um eine Strefce von sechzehn binären Einheiten bewegen. Das Gehäuse der Addierstufe 27 1st fest mit der Stange 33 verbunden. Auf diese Weise können sich die Addierstufen 25, 26 und 27 um eine Gesamtverschiebestreoke von 31 binären Einheiten bewegen.

Die pneumatischen Arbeitszylinder 2$ und 29 haben jeweils einen einzigen Kolben und verfugen über ein Gesamt-Hubäquivalent von mindestens 32 binären Einheiten. Der Kolben des Arbeitszylinders 28 ist mit der Stange 30 verbunden, und sein Gehäuse ist am Lagerwinkel befestigt. Der Kolben des pneumatischen Arbeitszylinders 29 ist mit der Stange 33 verbunden, und sein Gehäuse 1st am Lagerwinkel befestigt.

Auf den Stangen 30 bzw. 33 ist je ein Anschlag 360 bzw. 36I befestigt. Diese Anschläge sind auf ihren Stangen verschiebbar und werden nach der Justage mittels der Schrauben 362 und 363 mit den Stangen 30 und 33 fest verbunden. Der Anschlag 361 berührt den am Rahmenglied 300 befestigten Arm 365. Wenn daher der Elektromagnet 329 den Arm 315 frei gibt, bewegt eine Verschiebung der Stange 33 samt ihrem Anschlag 36I über den Arm 365 den am Schlitten 301 befestigten Rahmen 300 mit seiner Zelle 16.

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An den Unterseiten der Anschläge 560 und 36I sind Kerben 570 und 571 vorgesehen. Der Riegel 572 kann in dio Kerbe 370 einrasten, wenn der Anschlag 36O soweit wie möglich in Richtung auf den Lagerwinkel 341 verschoben ist und wenn der Elektromagnet 373 vom zentralen Ea-

tenverarbejtungsgerät aus erregt wird. Der iSlektromagnet 373 ist an der Stange 3²K) befestigt und verhindert beim Einrasten des Riegels 372 in die Kerbe 370 eine axiale Verschiebung des Anschlages 36O und somit der Stange 30. Ebenso ist der Riegel 374 der Kerbe 37I zugeordnet und verhindert bei Krregung des Elektromagneten 375 und bei einem am weitesten nach rechts verschobenen Anschlag 361 eine axiale Verschiebung des Anschlages 361 und aomit der Stange 33.

Der bis jetzt im Zusammenhang mit Flg. 3 und 4 beschriebene Mechanismus stellt die Zelle 16 horizontal ein, und ein ähnlicher Apparat ist für die Zelle I5 vorgeaehen. Da die Zolle 16 zwei Lagen von Diastreifen aufnimmt, ist es notwendig, die Zelle 16 auch vertikal in eine von zwei Positionen bewegen zu können, in denen Jeweils eine der zwei Lagen von Diaetreifen mit der optischen Achse des Projektion3-mechanismus ausgerichtet 1st. Für diesen Zweck 1st ein pneumatischer Arbeitszylinder 36 am Schlitten 30I befestigt. Der pneumatische Arbeitszylinder 36 ist in der Konstruktion ähnlich den bereits besohriebenen pneumatischen Arbeitszylindern; ein AusfUhrungsbeispial 1st in Fig. 4 gezeigt. Der Zylinder 3&0 wei3t die in sein Inneres gerichtete Schulter 36I auf. Der im Zylinder 380 angeordnete Kolben 382 aus entsprechendem Material ist an der Stange 363 befestigt. Am oberen Ende der Stange 3Ο3 ist für die Aufnahme der Zelle 16 die Platte 384 befestigt. Durch Beaufschlagung des Arbeitszylinder 36 Bit Druckluft wird der Kolben 382, die Stange 333 und die Platte 3*34 samt der Zelle 16 nach oben vorschoben, wodurch die untere Lage der Diaetreifen mit der optischen Achse des Projektionsmechanismus ausgerichtet ist. Umgekehrt drückt beim Ausströmen der Luft aus dem Zylinder 36 das Gewicht der Diastreifen, der Platte 384 usw. den Kolben nach unten, so dad die obere Lage der Diastreifen mit der optischen Aohse des ProjektionsmechanlsTius ausgerichtet ist.

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Die Wirkungsweise der Diastreifen-Auswahlvorrichtung, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, 'ist folgendes Unmittelbar, nachdem eine Zelle in Position gebracht wurde, werden die Arbeitszylinder 28 und 29 . luftleer gemacht und die Addierstufen 25, 26 und 27 werden unter Druck gesetzt, um die Anschläge 360 und 261 soweit wie möglich in Richtung auf die Lagerwinkel 3*1 und 342 zu verschieben.

Wenn angenommen wird« daß die Zelle 16 in Position gebracht werden soll, erregt das zentrale Datenverarbeitungsgerät den Elektromagnet 373,ura den Riegel 372 nach eben in die Kerbe 370 einzurasten. Diese hält den Anschlag 36O und die Stange 30 in axialer Richtung unverschiebbar und erzeugt so die Ausgangslage für den Betrieb der Addierstufen 25, 26 und 27.

Nach dem Anziehen des Elektromagneten 373 führt das zentrale DatenverarbeltungegerUt dio folgenden Schritte nahezu gleichzeitig aus. Die erwünschten Zylinderräume der Addierstufen 25, 26 und 27 werden luftleer gemacht,und in den restlichen Zylindern wird der Druck aufrechterhalten; der Elektromagnet 329 wird freigegeben und somit der Arn 315 von der Wirkung der Bremsbacken 325 und 327 befreit, so dafi die Drehfeder 310 den Schlitten 301 nach rechts verschieben kann; der Arbeitszylinder 29 wird mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Stange 33 und der Anschlag 36I nach links verschoben werden. Die Feder 310 drückt dabei den Arm 365 gegen den Anschlag 36I. Der Druck der Luft, die in den Arbeitszylinder 29 gedrückt wird, ist derselbe wie der Luftdruck, der in den restlichen Zylindern der Addierstufen 25, 26 und 27 aufrechterhalten wird. Dieser Druck ist genügend hoch, um eine Kraft auf den Kolben des Arbeitszylinders 29 auszuüben, die größer ist als die von der Drehfeder 310 ausgeübte. Somit verschiebt der pneumatische Arbeitszylinder 29 den Anschlag 361 mit dem an demselben anliegenden Arm 365 # den Rannen 300, den Schlitten 301, den Arm 315 und die Zelle 16 nach links, überwindet die Kraft der Drehfeder 310 und drückt die Kolben bzw. die Zylinder der luftleeren Zylinderräume der Addierstufen 25, 26 und 27 in ihre Anachlftgetellungen.

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Bei diesem Vorgang stoppt die kombinierte Kraft der Drehfeder 210 und dee Luftdruckes in den nicht luftleeren Zylinderräumen der Addieretufen eine weitere Verschiebung der Stange 33. Somit wird die Zelle 16 an dem erwünschten Punkt angehalten; das System wird in diesem Punkt im Gleichgewicht gehalten, wenn der .Elektromagnet 329 erregt wird, wodurch der Arm 315 zwischen den Bremsbaoken 327 und 325 eingeklemmt wird.

Mit der auf die geschilderte Weise in der ausgewählten horizontalen Position gesicherten Zelle 16 betätigt das zentrale Datenverarbeitungsgerät die pneumatischen Ventile, um Arbeitszylinder 29 luftleer zu machen und um alle Zyllnderräumo der Addierstufen unter überdruck zu setzen, wodurch der Anschlag 36I soweit wie möglich gegen den Lagerwinkel 342 verschoben wird. Dann IUQt das zentrale Datenverarbeitungsgerät den .Elektromagnet 373 abfallen, um den Riegel 372 aus der Kerbe 370 zu ziehen. Der horizontale Positlons-Mechanismua wird sotdt in seinen normalen Zustand zurückgeführt und kann dann wieder ähnlich in Betrieb gesetzt werden, um die Zelle 15 in ihre Position zu bringen oder um die Zelle 16 in eine neue horizontale Position zu bringen·

Wenn sich die Zelle 16 in der korrekten horizontalen Position befindet, kann das zentrale Datenverarbeitungsgerät der pneumatischen Arbeitszylinder 36 luftleer machen oder unter überdruck setzen, uu die Zelle 16 in die richtige vertikale Position zu bringen. Wenn zngenommen 1st, daß die Zelle 16 sich in der in Fig. 3 und 4 gezeigten Position befindet, und daß erwünscht let, die Zelle 16 zu senken, damit ihre obere Lage der Diastreifen richtig eingestellt ist in bezug auf den Projektionsniechanisraus, betätigt das zentrale Datenverarbeitungsger Ut ein pneumatisches Ventil, um den pneumatischen Arbeitszylinder 36 luftleer zu machen. Hierdurch kann sich der Kolben 382 nach unten, iif den Boden des Zylinders 380 bewegen, wodurch die Stange 383, die Platte 3S4 und die Zelle 16 eich senken. Wenn erforderlich, kann die Zelle 16 auch hochgehoben werden, indem lediglich der pneumatische Arbeitszylinder 36 unter Überdruck gesetzt wird« um den Kolben 382 zu heben, bis er die Sohuiter 38I berührt. Dies bringt die untere Lage der in der Zelle 16 befindlichen Diastreifen in Ausrichtung mit der optischen Achse des Projektlonsoechanlsous. 909841/0418

Claims

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AS

Patentansprüche

1. Mit einem zentralen Datenverarbeitungsgerät verbundenes Lehrgerät« dadurch gekennzeichnet, daß zwei optische Systeme vorhanden sind» in deren Jede Bildebene Diastrelfen (20, 21 bzw. 220, 235) einachiebbar 3ind, dia von zwei je einem dieser Systeme zugeordneten Speioherbehaltern (15, 16) in zueinander parallelen Ebenen aufgenommen werden, daß jeder Speicherbehälter (15 bzw. 16) mittels eines pneumatischen, von dem Datenverarbeitungsgerät steuerbaren Addierwerkes (25, 26, 27) quer zur Bildebene soweit verschiebbar 1st, daß jeder Diastreifen (20, 21 bzw. 220, 235) in der Bildebene liegen kann, daß für den Transport des Jeweils in der Bildebene befindlichen Diastreifens (20,21 bzw. 220, 235) aus bzw. in den Speicherbehälter (15 bzw. 16) jedem derselben je ein bowdenzugartiges £lement (50 bzw. 51) zugeordnet ist, das an seinem, dem Speicher· behälter (15 bzw. 16) zugeordneten Ende einen selbsttätig wirkenden Befestigungsmechanismus (60 bzw. 61) für den Diastreifen (20, 21 bzw. 220, 235) aufweist und dessen anderes Ende mit einer pneumatischen ebenfalls von dem Datenverarbeitungsgerät aus steuerbaren Zugvorrichtung (40, 41 bzw. 42, 43) verbunden 1st, daß das eine optische System eine Projektionsvorrichtung (80 bis 62) darstellt, die über einen, aus mehreren Spiegeln (83 bis 86) gebildeten optischen Weg an einem am Lehrgerät befestigten Bildschirm (11) angeschlossen 1st, dein ein· Abtastvorrichtung (90 bis 99) zugeordnet 1st,

Neue Untertan

die mit hoher Frequenz zwei in beiden Koordlnatenriehtungen verlaufende Lichtlinien über den gesamten Bildschirm (11) verschiebt, daß ein vom Lernenden auf der Antwort entsprechenden Stellen des Bildschirmes (11) aufzusetzender Stab (12) vorgesehen ist« der ein lichtempfindliches iSlement enthält, dessen Ausgang an einem synchron mit der Lichtlinienverschiebung laufenden, mit dem Datenverarbeltun&sgerät verbundenen Zähler angeschlossen ist für die Sperrung desselben beim Abfühlen einer Lichtlinie, daß das andere optische System entweder ein Lichtpunktabtaster (70 bis 77) darstellt, dessen Ausgang zum Zwecke einer Korrelation mit dem Stand des genannten Zählers mit dem Datenverarbeitungsgerät verbunden ist oder das zuletzt genannte optische System von einer weiteren Projektlötvorrichtung (2JO, 232, 234) gebildet wird, die ebenfalls über Spiegel (233, 201, 202, 86) optisch mit dem Bildschirm (11) verbunden ist, und zwar nur mit einer BiIdsohirnihälfte, wobei in diesem Fall die zuerst genannte Projektionsvorrichtung (80 bis 82) nur an die andere Hälfte des Bildschirmes (11) optisch angeschlossen 1st und der Bildschirm (11) von mehreren, durch pneumatische von dem Datenverarbeitun^sgerät aus steuerbare Arbeitszylinder (270, 271, 272, 280, 2Ö1) antreibbaren Blenden (25I bis 257) abdeckbar ist.

2· Lehrgerät nach Anspruch 1 mit Diastreifen, die mehrere einzelne Dias aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Zugvorrichtung für dieselben ein pneumatisches Addierwerk (40, 41, 65 bzw. 42, 43, 66) darstellt, dessen einem maximalen Verschiebeweg entsprechende bildbare Maximalsumme größer 1st als die Maximale Anzahl von Dias eines einzigen Diastreifens.

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A*

5. Lehrgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherbehälter (15 bzw. 16) zwoi übereinander angeordnete Lagen von hochkant»:utshexidcri Diastreifen (20 bzw. 21) enthält und durch eine pneumatische vom Datenverarbeitungsgerät aus steuerbare Hebevorrichtung (55 bzw. 56) mit dem bowdenzugartigen Element (50 bzvi, 5I) der pneumatischen Zugvorrichtung (40, 41, 65 bzw. 42, 45, 66) ausrichtbar ist.

4. Lehrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der baiden Speicherbehälter (I3 bzv». 16) für seine Verschiebung quer zur 3ildebene an je ein pneumatisches Kolbenaddierwerlc (2^, 26, 27) an^eachlorsen ist.

5. Lelirgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Speicherbehälter (15, 16) für ihre Verschiebung quer zur Bildebene über je einen Arbeitszylinder (28 bzw. 29) und je ein Rastgesperre (560, 570, 572, 575 bzw. 361» 571* 374, 375) mit einem gerneinsamen pneumatischen Kolbenaddierwerk (25, 26, 27) verbunden sind.

6. Lehrgerät nach den Ansprüchen 1,5 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dna pneumatische Kolbenaddierwerk (25, 26, 27) aus mehreren um eine unterschiedliche Anzahl von Wegeinheiten verschiebbaren Addier-' stufen (25, 26, 27) besteht, durch die das Ausgitngsglied des Addierwerkes ura hCEeinheiten zwischen der Zahl 1 und einer n.axiinalen Zahl, die der iraximalen Anzahl von in einer Lage eines Speicherbehälters (I5 bzw. 16) enthaltenen Diastreifen (20 bzw. 21) entspricht, verstellbar ist.

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Lehrgerät nach don Ansprüchen 1, 5* 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Kolbenaddierwerk (25, 26, 27) mit seinen beiden Enden an je einen Arbeitezylinder (28, 29) angeschlossen ist, deren beide Kolbenstangen (20, 22) je einen Anschlag (260, 261) mit einer Kerbe (370 bsw. 571) tragen und jede dieser Kerben (270, 271) bei Beaufschlagung sämtlicher Addierstufen (25, 26, 27) des Addierwerkes mit Druckluft je einem, durch je einen mit dem Datenverarbeitunerngerät verbundenen Elektromagnet (272 bzw. 275) betätigbaren Hiegel (572 bzv/. 27^) gegenüberliegt, daß jeder der genannten Anschläge (56Ο, 261) je einem der beiden Speicherbehälter (15# 16) zugeordnet ist, d.h. jeder an je einem quer zur Bildebene versohlebbaren Schlitten (201) mit seiner pneumatischen Hebevorrichtung (25 bzw. j>6) befestigte Speicherbehälter (I5 bzw. 16) durch die Kraft einer Feder (21O) an dan zügeordneten Anschlag (260 bzw. 261) anliegt und daß jeder Speicherbehälter (15# 16) in einer von der Lage des zugeordneten Arbeitszylinders (23 bzw. 29) unabhängigen Stellung ciurch eine von dem Datenverarbeitungegeriit aus steuerbare elektromagnetische Reibungsbremse (225 bis 220) fest haltbar ist.

8. Lehrgerät naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster aus einer Lichtquelle (70) und einem Objektiv (76) besteht, zwischen den ein rotierendes Rad (71) gelagert ist, das an seinem Umfang mehrere nach innen weisende Spiegel (75) trögt, auf die je ein radial gerichtetes, mit seinem umgebogenen Teil durch die hohle Achse des Rades (71) ragendes, an die Lichtquelle (70) angeschlossenes Lichtrehr (74) weist, daß im optischen Weg des Lichtes zwischen den genannten Spiegeln (72) und den Objektiv (76) ein feststehender Umlenkspiegel (75) angeordnet ist und daß sich auf der anderen Seite der Bildebene dem Objektiv (76) gegenüberliegend eine an das I?atenverarbeitungegerät angesehlacsexie Photozelle (77) befindet.

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9· Lehrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bildschirm (11) abfUhlende Abtastvorrichtung zwei rotierende Prismen (93, 9Ό von quadratischer Grundflache, deren Außenflächen verspiegelt sind, aufweist, wobei die Achsen (95, 96) der beiden Prismen (93, 94) rechtwinklig zueinander gelagert sind und durch eine Zühnradübersetzung (97j 93) zwangsläufig miteinander verbunden sind, daß ein Objektiv (91) vorgeoehen ist, deasen einen Seite eine eine Lichtlinie erzeugende Lichtquelle (90) gegenüberliegt und dessen anderen Seite ein teildurchlUssiger, in der Winkelhalbierenden zwischen den beiden genannten Achsen (95, 96) angeordneter Spiegel (92) gegenüberliegt, wobei die Prismen (93* 94) auf den beiden Achsen (95, 96) derart gegeneinander versetzt sind, daß jeweils nur eines der beiden Prismen (93* 94) eine Lichtlinie auf dem vor dem Bildschirm (11) angeordneten Umlenkspiegel (86) wirft«

10. Lehrgerät naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Liohtpunktzeiger vorgesehen ist, der eine von dem Datenverarbeitungsgerät aus steuerbare Lichtquelle mit einem Objektiv (130) an einer an daa Datenverarbeitungsgerät angeschlossenen Verstellvorrichtung (131) aufweist, daß der Lichtstrahl dea Objektives (130) auf einen denselben auf den Bildschirm (11) lenkenden Spiegel (132) auftrifft, der duroh ein· an daa Datenverarbeitungsgerät angeschlossene Vorrichtung, um eine Achse veraohwenkbar ist, wobei die Achse in der Veratellebene dea Objektives (130) liegt und mit der optiachen Achse einen spitzen Winkel bildet.

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11. Lehrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Antriebsvorrichtung I¹Ur ein endloses Magnetband
(110) vorhanden ist, wobei der Magnetkopf (113) an einer, an das Datenverarbeitunt;cgcrät anc«schlossenen, eine Verschiebung quer zur Transport-richtung des Bandes (110) hervorrufende Vorrichtung (120) befestigt i3t, und daß zwischen dem Verstärker (11^Jl) und dem Lautsprecher (115) ein Relaiskontakt liegt, dessen Elektromagnet (121) ebenfalls an das Datenverarbeitungsgerät angeschlossen ist.

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