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Einrichtung zum Sichtbarmachen von Informationen auf dem Bildschirm
einer Elektronenstrahlröhre Zusatz zu DBP........ (Patentanmeldung T 33 457 IXc/42m6)
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Sichtbarmachen von Informationen
auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre, die in der Weise arbeiten, daß Positions-Koordinaten
in kodierter Form gespeichert sind und über Digital/Analog-Umsetzer die Ablenkeinheiten
der Röhre steuern, um an den jeweiligen Positionen einen Bildpunkt oder Vektor oder
ein sonstiges Zeichen abzubilden.
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In der Ausführung einer solchen Einrichtung nach dem Hauptpatent .:......
(Pat.-Anm. T 33 457) ist eine Schaltungsanordnung mit Kocrdinatenregistern (je eint]
für die x- und die y-Richtung) vorgesehen, deren Inhalte einen Koordinaten-Bezugspunkt
für einen Teilbereich der Bildschirmfläche angeben, der zweckmäßig durch eine Umrandungslinie
(Maske) angezeigt wird. Diese wird zunächst, auf den genannten Bezugspunkt bezogen,
dargestellt und kann zusammen mit ihm auf dem Bildschirm in beliebigen Richtungen
verschoben werden durch .betätigen einer Rollkugel, die bei Drehungen, nach bekanntem
Prinzip, inkrementelle Signale ausgibt, mit denen der Inhalt der Bezugspunkt-Register
vergrößert
oder verkleinert werden kann. Auf diese Weise kann ein
interessierender Teilbereich des Bildschirmes "eingefangen" werden, indem die Umrandungsfigur
so verschoben wird, daß der Teilbereich in ihrem Innern liegt. Weiter ist dann vorgesehen,
daß durch einen Handsignalgeber eine Subtrahiereinrichtung wirksam gemacht wird,
die von allen Positionskoordinaten x B, yB die Koordinaten.xA, y. des vorgenannten
Bezugspunktes abzieht, wodurch der Koordinaten-Nullpunkt des gesamten Bildschirmes
zum Anfangspunkt für die Positionskoordinaten des Teilbereiches wird, und ferner
eine Einrichtung, die die Koordinatenwerte xB - xA' y$ - y. in Koordinaten n"(xB
xA), n.(yB YA) mit -n 1 transformiert, wobei n insbesondere eine Potenz von 2 ist,
so daß eine Dilatation des Bildes - bei n = 2 z.B. eine Vergrößerung auf das Doppelte,
bei n = 4 auf das Vierfache -herbeiführbar ist. Durch geeignete '.ilahl der Kontur
der Maske oder (bei auswählbaren Vergrößerungen) auch mehrerer Masken sowie deren
Zage gegenüber dem Bezugspunkt xA, yA kann erreicht werden, daß die vergrößerte
Maskenfläche auf dem Bildschirm zentriert und diesen im weseuulichen ausfüllend
erscheint. An sich werden aus dem Positionskoordinatenspeicher nach wie vor sämtliche
darin kodiert enthaltenen Zeichenpositionskoordinaten abgerufen, für diejenigen
jedoch, die nach einer Dilatation die Bildschirmabmessungen überschreiten würden,
wird die Helltastung. gesperrt.
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Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß das auf den Koordinaten-Nullpunkt
des gesamten Bildschirmes bezogen und insbesondere
vergrößert und
den Bildschirm ausfüllend dargestellte Bild des: ausgewählten Teilbereiches in richtiger
Richtungszuordnung durch Betätigung der Rollkugel als Ganzes verschoben werden kann,
und dabei der mitverschobene, außerhalb des Bildschirms-zu denkende Teil des Gesamtbildes
in diesen entsprechend den Verschiebungen partiell eintritt, so daß diese Partien
ebenfalls.sichtbär werden. Nird z.B. in dem zentriert und vergrößert dargebotenen
Teilbereich ein interessierendes bewegliches Objekt abgebildet, das sich auf den
Bildschirmrand zu bewegt, so ist es oftmals erwünscht, die Bewegung dieses Objekts
auch außerhalb des zunächst den Bildschirmvergrößert ausfüllenden Teilbereichs weiter
verfolgen zu können,. das durch Verschiebungen der genannten Art ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird das erreicht mit Inversionsschaltungen, durch die die Vorzeichen
der inkrementellen Änderungssignale für-die Bezugspunktregister umkehrbar sind,
und die zweckmäßig durch den vorgenannten Handsignalgeber betätigbar sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Inversionsschaltungen
für jede Koordinatenrichtung Hell-Dunkel-Signale eines Lichtempfängers wahlweise
invertieren, der durch eine gleichmäßig geteilte Hell-Dunkel-Blende je nach deren
Bewegungsrichtung vor oder nach einem weiteren Lichtempfänger mit 90° Phasenverschiebung
beaufschlagt wird, wobei im weiteren jeder Inversionsschaltung eine Kippschalturig
nachgeschaltet ist, diedie invertierten oder nicht invertierten Hell-Dunkel-Signale
des
erstgenannten Lichtempfängers verzögert reproduziert, und Koinzidenzschaltungen,
die für jede Koordinatenrichtung Vorzeichensignale aus Dreifachkoinzidenzen von
Signalen des zweitgenannten Lichtempfängers, der Inversionsschaltung und der Kippschaltung
bilden.
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Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher beschrieben..
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Fig. 1 zeigt eine Gesamtschaltung, soweit sie für das Verständnis
der Erfindung erforderlich ist, und die bis auf die erfindungsgemäßen Einrichtungen
der des Hauptpatents entspricht, .Fig. 2a und 2b zeigen den Bildschirm mit Maskenbildern
und Koordinatensystemen, Fig. 3 zeigt Signaldiagramme und .iig. 4 eine Vorzeichenentscheidungsschaltung
mit Inversionsschaltung für eine Koordinate.
| In Fig. 2a ist S die Kreisfläche eines Bildschirmes einer zei- |
| C;L.nschreibenden Elektronenstrahlröhre. Die kodierten Positions- |
| '-i^rdinaten für auf den Bildschirm zu schreibende Bildpunkte |
| 4?d-r Zeichen, die einem Speicher nacheinander und mit zyklische |
| ;;iiederholung entnommen werden, sind auf den Koordinatennull- |
| -, °.:kt 0 bezogen, so daß sämtliche Werte in x-Richtung (rechts) |
| ä in y-Richtung (oben) mit positiven Vorzeichen vorgegeben
wer- |
| @evyn können. Der Positionskode für jede Richtungskomponente
möge |
| ~-=As jeweils 9 binären Elementen bestehen. |
Auf dem Bildschirm sind zwei sechseckige Umrandungsfiguren oder
"Masken" M1 und M2 dargestellt nebst einem diesem Maskenpaar zugeordneten Koordinatenanfangspunkt
A. Die Zuordnung der Maskeneckpunkte zueinander und zum "Maskenbezugspunkt" A, d.h.
die Differenzen ihrer Koordinaten in x- und y-Richtung sind in einem Speicher festgehalten.
Um die Zage des Yaskenpaares einzustellen, müssen lediglich die-Koordinaten für
den Maskenbezugspunkt A variiert werden. Ist dieser Punkt eingestellt, so können
mit bekannten Mitteln, die bei Kenntnis der Koordinatendifferenzen zweier Punkte
den Elektronenstrahl längs der geradlinigen Verbindung der beiden Punkte ablenken,
die Maskenvielecke, aufbauend auf dem Bezugspunkt A, von Punkt zu Punkt kontinuierlich
geschrieben werden. Den gespeicherten Koordinatendifferenzen der Punkte ist jeweils
eine Information darüber beigefügt, ob der betreffende Vektor hell geschrieben oder
dunkel getastet werden soll. Die Verbindungslinie z.B. vom Maskenbezugspunkt A als
Anlauflinie zu einem Maskeneckpunkt soll nicht sichtbar sein, während die Linien,
die die Maskeneckpunkte einer Figur verbinden, hell geschrieben "":rden müssen.
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D,-is lvlaskenpaar M'1, M2 kann auf dem Bildschirm S beliebig verschoben
werden durch Betätigung einer Rollkugel, deren aus ei-. rlem Bedienungstisch herausragende
Kalotte im Sinne der gewünschten z1jewegungsrichtung des Maskenpaares zu bewegen
ist, also z.B. r:ach rechts zur Becriegung des Maskenpaares nach rechts (Vergrößerung
der x-Koordinate von. A gegenüber S), oder zur Verschiebung P Maskenpaares nach.
"oben" ebenfalls nach oben bzw. hinten
(Vergrößerung der y-Koordinate
von A gegenüber 0), bzw. umgekehrt, oder in einer anderen vektoriellen Richtung.
Auf diese Weise kann die 1Vlaske 1VI1 oder I12 auf ein gerade interessierendes Teilgebiet
der Bilddarstellung auf dem Bildschirm S eingestellt werden, d.h. so, daß die 161aske
dieses Gebiet ganz oder im wesentlichen umschließt. Sodann kann nach dem Hauptpatent
ein Händsignalgeber betätigt, z.B. eine Operationstaste gedrückt werden, worauf
durch Verschiebung des Punktes A nach 0 und Koordinaten-D1latatlon ein zentriertes,
vergrößertes und den Bildschirm S im wesentlichen ausfüllendes Maskenbild M nach
Figur 2b erscheint, mit entsprechender Vergrößerung der durch die vorherige Maskenverschiebung
"eingefangenen" Teil-Bilddarstellung und natürlich auch der zwischen dem Maskenrand
und dem Bildschirmrand sich befindlichen Bildteile, wobei im Fall einer Vergrößerung
auf das Doppelte die Maske M die vergrößerte Maske M'1 ist, während es sich bei
einer Vergrößerung auf das Vierfache um die vergrößerte Maske M2 handelt. In der
Schaltung nach Figur 1 sind Register nebst einem Digital-Analogumsetzer für nur
eine Koordinatenrichtung dargestellt, für die andere Richtung sind ebensolche Einrichtungen
vorgesehen, und es genügt daher, die Einrichtungen für nur eine Ko- . ordinatenrichtung
zu beschreiben. Zur Aufnahme der Koordinaten des Maskenbezugspunktes A dient ein
9-stelliges Register KR. Dieses ist als Vorwärts/Rückwärts-Zähler ausgebildet und
kann mit Hilfe (nicht gezeichneter) Tore zwischen den Registerstellen
und
eines weiteren Steuertores ST3 als Umlaufregister benutzt werden. Der Eingang des
Registers KR ist über eine Zählleitung`V/R, die bei der Maskenverschiebung als Vorwärts-Zählleitung
arbeitet, und über eine Zählleitung R/V,die bei der Maskenverschiebung als Rückwärtszählleitung
arbeitet, mit einem Impulsgeber RKST verbunden. Dieser steht mit einer auf einem
Bedienungspult bewegbaren bekannten Rollkugel ROK in Verbindung, die durch Handverstellung
ihrer herausragenden Kalotte in allen-Richtungen gedreht werden kann, wodurch inkrementelle
.Signale als Zählimpulse gebildet werden, die den Inhalt des zählenden Registers
KR je nach der Drehrichtung der Kugel vergrößern oder verkleinern.
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Die dem Bildspeicher SP entnommenen 9-stelligen Koordinaten werden
über ein Ausgabe-Speicherregister SR und ein Übergabetor UT2 den niedrigwertigen
Stellen eines 12-stelligen Registers BR zugeführt, dessen Ausgang über ein Steuertor
ST2 mit einem Addier/Subtrahier-Netzwirk AS verbunden ist. Der Aisgang dieses Netzwerkes
ist mit der höchstwertigen Stufe des als Schieberegister ausgebildeten Registers
BR verbunden. Der Lr_ .-alt der Stellen 1 - 9 des Registers BR kann über eine Tor-@chaltung
UT3 parallel an ein Übergaberegister UR abgegeben werden, um dann in einem anschließenden
Digital/Analog/UmseJz-r=-,'A- in eine die Strahlpositionierung bewirkende Ablenkspannuz-1r4
umgewandelt zu werden.
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1 ,is Ausgaberegister SR ist außerdem über ein Tor UT1 mit eiri 4.i
8-stelligen
Differenzregister DR verbunden. Dieses dient beim Schreiben von Polygonzügen, insbesondere
der Maskenpolygone, zur Aufnahme der vom Speicher ausgegebenen Differenzen zwischen
zwei durch eine Linie verbundenen Punkten. Diese Differenzen können je nach Lage
des Endpunktes eines Striches zu seinem Anfangspunkt positives oder negatives Vorzeichen
haben. Der Aufnahme einer entsprechenden Information dient eine zu diesem Zweck
im Differenzregister vorgesehene Stelle ± . Eine weitere Stelle HD gibt Auskunft
darüber, ob eine Verbindung zwischen zwei Punkten hell oder dunkel getastet werden
soll. Die Vorzeichenstelle ist mit einer Vorzeichensteuerung VZ verbunden, die das
Addier/Subtrahier-Netzwerk AS auf die entsprechende Rechnungsart einstellt. Ferner
ist der.Ausgang des Differenzregisters über ein Tor STI mit einem Eingang des Netzwerkes
AS verbunden.
| Die Register KR, DR, BR, UR sind binäre Register, deren nie- |
| drigste Stelle rechts liegt. Soll eine Vergrößerung eines |
| Bildausschnittes um den Faktor 2 vorgenommen werden, so werden |
| t.3@e Positionskoordinaten aus dem Speicher SP nacheinander
pa- |
| --°allel über UT2 in das Register BR rechtsbündig eingelesen. |
| Im Register KR steht die Koordinate des Maskenbezugspunktes
A. |
| @dach einer Taktperiode werden ST2 und ST3 geöffnet und die
Re- |
| sC11,isterinhalte von KR und BR einer seriellen Subtraktion
in AS |
| @nterworfen..Von jeder Positionskoordinate wird die Koordinate |
| 'der entsprechenden Richtung) des Maskenbezugspunktes abgezogen:. |
| .Jas Ergebnis wird über die höchste Stelle des 12-stelligen |
Registers BR in dieses eingeschoben. Die Subtraktion ist nach
neun Takten beendet, es müssen also drei weitere Takte folgen, um das 9-stellige
Ergebnis in dem Register BR in die rechtsbündige Position zu bringen. Folgen jedoch
nicht drei Schiebetakte, sondern nur zwei, bzw. einer, und wird nach dieser Zeit
die Übergabe in das Register UR vorgenommen, so sind alle Stellen mit einer um den
Faktor 2 bzw. 4 vergrößerten Wertigkeit versehen.
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auf diese Weise wird erreicht, daß jede Positionskoordinate xB bzw.
yB in eine auf den Koordinatenanfangspunkt 0 bezogene und dilatierte Koordinate
n. (xB-xA) bzw. n. (y.-Y.) transformiert wird, wobei im vorliegenden Fall n entweder
2 oder 4 ist. .Denn nach den vorgenannten Verschiebungen Ces Differenzwerts eine
der Stellen 10 - 12 des Registers BR einen enthält, so handelt es sich bei dem Registerinhalt
um den Kode eines Koordinatenwerts, der außerhalb des Bildschirms liegt. Eine Abfrageschaltung
meldet eine solche "1" und sperrt dann, wie früher bereits erwähnt, die Helltastung.
Damit wird verhindert, daß der im Stellenbereich 1 - 9 des Registers stehende Kode-Teil
für die Abbildung wirksam wird.
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Wenn nach Drücken der Operationstaste das zentrierte und vergrößerte
Teilbereichsbild nach Figur 2b erschienen ist, dann soll dieses Bild, und zwar richtungsrichtig
wiederum mit Hilfe der Rollkugel, verschoben werden können, beispielsweise dann,
wenn
ein in dem vergrößerten Bereich dargestelltes bewegliches Objekt sich dem Schirmbildrand
nähert und von dem Schirm zu verschwinden droht, aber .noch weiter beobachtet werden
soll. Es sind aber die vorbeschriebenen Koordinaten-Transformationsmittel eingeschaltet,
was zur Folge hat, daß, wenn durch positive inkrementelle Signale des Rollkugel-Signalgebers
RKST der Inhalt des Registers KR vergrößert wird, die wirksame Darstellungskoordinate
sich verkleinert, weil der Inhalt x. bzw. yA des Registers KR als Subtrahend wirksam
ist. Um dies und damit Verwirrung des Bedienenden zu vermeiden, ist vorgesehen,
daß durch die Üperationstaste, die z.B. für die Dauer der vergrößerten Darstellung
in der Tiefstellung verriegelbar ist, die Wirkung der Zählleitungen V/R und R/V
invertiert wird, so, daß nun V/R als Rückwärts- und R/V als Vorwärtszählleitung
in dem Blockschaltbild nach Figur 1 wirkt. Hierfür sind im einzelnen folgende Einrichtungen
vorgesehen: An der Rollkugel liegt, wie bekannt, für jede Koordinatenrichtung ein
Reibrad. Jedes i,aibrad ist mit einem Blendenrad verbunden, das an seinem Umfang
rechteckige Zähne und dazwischen rechteckige Lücken gleicher Größe hat. Die Zähne
und Lücken jeder Zahnradblende bewegen sich bei der Rollkugeldrehung durch zwei
jeweils einen Lichtempfänger beaufschlugenden Lichtschranken, die um eine halbe
Teilungsbreite, also Zahnbreite oder Lückenbreite, gegeneinander versetzt sind.
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Die Belichtungszeiten der einen Lichtschranke sind also in der Phase
um 900 gegenüber der der anderen versetzt. Wenn in
Figur
3 die Zeile a die Signale der einen Lichtschranke und Zeile u die der anderen Lichtschranke
wiedergibt, dann ist die gegenseitige Phasenverschiebung je nach Drehrichtung der
Zahnradblende entweder ,so, wie links von der gestrichelten Mittellinie M dargestellt,
oder so, wie rechts von ihr gezeichnet ist. Durch elektrische Inversion der links
von M gezeichneten Signale u werden ebenfalls die rechts von M dargestellten Signale
der Zeile u hergestellt. In Figur 4 sind einer Koordinatenrichtung, also jeweils
einem Reibrad und einer Zahnradblende zugeordnete Schaltmittel dargestellt9 die
positive und negative Zählimpulse für das Register KR, und zwar invertierbar, erzeugen.
VA ist der von der einen Lich,@-schranke betätigte lichtelektrische Wandler bzw.
ein ihm nachgeschalteter Verstärker, VE das entsprechende Element für die andere
Lichtschranke. VA gibt die Hellsignale a oder Dunkelsignale ä au, VE gibt die Hellsignale
e oder Dunkelsignale e aus, An die Ausgänge e und e ist eine Inversions-Torschaltung
U angeschlossen, die es erlaubt, diese Signale zu invertieren, d.h. gegeneinander
zu vertauschen. Bei nicht gedrückter Operationstaste liege ein Umschalter s in der
gezeichneten Zage, wo er zwei Tore TI und f2 durchlässig macht, wodurch die Signale
e und e ohne Vertauschung alä Signale u und iz über Odertore T3 und T4 weitergegeben.
werden, während durch Drücken der Operationstaste der Umschalter s umgenGgt a:°i@d,
so daß er nunmehr statt der Tore T'! und T2 die Tore T5 und T6 durchlässig macht,
welche über Kreuz an die Odertore T3 und T4 angeschlossen sind' so daß deren Ausgangssignale
u und U n@nmehr gegenüber den Signalen e und e invertiert sind. Die Signa'l'e n
und ü liegen an den Eingängen einer bistabilen Kippschaltung H
welche
sich jeweils entsprechend den Signalen u und ü einstellt, jedoch erst nach einer
Verzögerungszeit. Die Ausgangssignale der Kippschaltung H sind mit h und h bezeichnet.
Es sei jetzt angendmmen, daß in Figur 3 die Linie M den Zeitpunkt markiert, in dem
der Schalter s in die Invertierungslage umgelegt wird. Die vorher herrschenden,
links von M gezeichneten Impulslagen werden dann in die rechts von M gezeichneten
Impulslagen umgewandelt. In Zeile h sind dabei die Ausgangssignale der bistabilen
Kippschaltung H dargestellt. Gemäß Figur 4 sind zwei UND-Tore K1 und K2 vorgesehen.
Der Ausgang a ist mit einem Eingang beider UND-Tore KI und K2 verbunden, der Ausgang
u mit einem weiteren Eingang beider UND-Tore. An einem dritten Eingang des UND-Tores
K2 liegt das Signal h, an einem drit-cen Eingang des UND-Tores K2 liegt das Signal
h. Es wird entweder ein Zählsignal für Aufwärtszählen, +x, über den Ausgang von
K'1 gebildet (+x = a.u.h), in Figur 3 links von M dargestellt, oder nach Umschalten
von s ein Signal--y durch den Ausgang K2 (-x = a.u.h).
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Nach Umschalten von s werden also Aufwärts (Abwärts-) Zählimpulse
f-i-@ das Register KR, welche durch Betätigung der Rollkugel erzeugt @j:..en, in
Abwärts- (Aufwärts-) Zählimpulse umgewandelt, das Gleice gilt für die der y-Richtung
zugeordneten, von dem Rollkugel-S=@nalgeber RKST ausgegebenen Zählimpulse.