DE2056649A1

DE2056649A1 - Leuchtstiftanordnung für ein kathodenstrahloszillographisches Dialogsystem

Info

Publication number: DE2056649A1
Application number: DE19702056649
Authority: DE
Inventors: Herbert Bernard Pinole Cahf.; Belady Laszlo Antal Yorktown Heights N.Y.; Evangehsti Carlo John Jefferson Valley N.Y.; Baskin (V.St.A.); Morse, Stephen P., Paris
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-12-23
Filing date: 1970-11-18
Publication date: 1971-07-15
Also published as: US3680078A; GB1288338A; JPS5017823B1; FR2073123A5

Description

International Business Machines Corporation, 10504, Armonk, N,Y.

Leuchtstiftanordnung für ein kathodenstrahloszillographisches

Dialogsystem

Die Erfindung betrifft eine Leuchtstiftanordnung für ein kathoäenstrahloszillographisches Dialogsystem, bei dem die Lagerkoordinaten des Leuchtstiftes auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus Eingriffesignalen, die im Leuchtstift durch den Kathodenstrahl ausgelöst werden, in einem angeschlossenen Rechner errechnet werden und daraus Nachsteuerbefehle für die Bildwiedergabe auf dem Bildschirm abgeleitet werden.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden nur die beiden Lagekoordinaten der Lage des Leuchtstiftes auf dem zweidimensionalen Bildschirm ermittelt, also eine Koordinate für die x-Auslenkung und eine Koordinate für die y-Auslenkung»

Aufgabe der Erfindung' ist es, die Eingriffemöglichkeit mit dem Leuchtstift zu vervielfachen.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstift in zwei auf getrennte Bereiche des Bildschirms aufsetzbare Abteilungen unterteilt 1st, deren Lagekoordinaten jeweils gesondert errechnet werden und daß dann aus diesen Lagekoordinaten die Wi nkelorientierung des Leuchtstiftes um die Bildschirmnormale errechnet wird und daß daraus zusätzlich Nachsteuersignale für die Bildwiedergabe auf dem Bildschirm abgeleitet werden. Nach der Erfindung wird die Winkelorientierung als dritte Koordinate eingeführt und damit eine weitere Eingriffsdimension verfügbar gemacht. Die Erfindung ist mit verhältnismäßig einfachen Mitteln unter weitgehendem Rückgriff auf bekannte Mittel zu verwirklichen, weil sie darauf beruht, daß für die beiden Abteilungen die Lagekoordinaten in gleicher Weise ermittelt werden, wie bei bekannten Systemen die beiden Lagekoordinaten für den gesamten Leuchtstift ermittelt werden, so daß man insoweit auch auf bekannte Schaltelemente zurückgreifen kann. Erst aus diesen so gewonnenen Lagekoordinaten für zwei Abteilungen beziehungsweise zwei Punkte wird die Winkelorientierung errechnet und das ist eine Rechenoperation, die keine Probleme bereitet.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leuchtstiftsteuerschaltung, die an den Rechner angeschlossen ist, für jede Leuchtstiftabteilung ein besonderer Auswertkanal vorgesehen 1st mit einem eingangseeitigen Fotodetektor und einer diesem nachgeschalteten Torschaltungskombination, die von einer Eingriffssteuerschaltung des Rechners zum Durchlaß der Eingriffssignale zu öffnen oder zu sperren ist.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Torschaltungskombination zwei Flip-Flop-Schaltungen aufweist, von denen der vorwärts schaltenden Eingang der einen an den Ausgang des zugehörigen Fotodetektor angeschlossen ist, während alle übrigen Eingänge dieser Flip-Flop-Schaltungen an die Eingriffssteuerschaltung angeschlossen Bind und deren beide ^MEins^M-Ausgänge in einer nachgeschalteten UND-Schaltung zusammengefaßt an die Eingriffesteuerschaltung angeschlossen sind.

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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert« In der Zeichnung zeigt:

Fig.. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Eingriffs des Leuchtstiftes,

Pig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Errechnung der Winkelorientierung aus der Lage zweier Leuchtstiftabteilungen,

Fig. 3 ein Diagramm mit der Darstellung eines Kathodenstrahlbildes im Ausgangszustand,

Pig. 4 ein Diagramm mit dem Kathodenstrahlbild aus Pig. 3 jeäoch nach Verschiebung und Verdrehung,

Pig» 5 im Blockdiagramm ein Dialogsystem mit einer Leuchtstiftanordnung nach der Erfindung und

Pig. 6 die Leuchtstiftanordnung nach der Erfindung aus Fig. 5 etwas weiter im Detail.

1 zeigt schematiech eine Leuchtstiftanordnung, bei der die Lage des Leuchtstiftes in einer x-y-Ebene eines graphischen Dialogsystems ermittelt werden kann. Bei dieser Anordnung kann nur die durch ein x-y-Koordinatenpaar definierte Lage des Leuchtstiftes lokalisiert werden.

Aus Pig. 2 ist ersichtlich, wie zusätzlich die Winkelorientierung ermittelt werden kann. Dazu sind nach Fig. 2 mindestens zwei optische Faserbündel erforderlich. Zu diesem Zweck kann man ein einziges optisches Faserbündel in zwei Fasergruppen teilen und für jede dieser Gruppen gesonderte Übertrager vorsehen.

Wenn nach Fig. 2 der Leuchtstift auf den Schirm einer Kathodenstrahlröhre gehalten wird, dann wird für jede der beiden Fasergruppen das x-y-Koordinatenpaar der Lage des Faserbündels ermittelt und gespeichert. Dabei werden von den durch den Kathodenstrahl angeregten Lichtstrahlungen in die die optischen Fasern einfallen, Eingriffssignale ausgelöst,, aus denen aufgrund der jeweiligen Lage des Kathodenstrahls die x-y-Lagekoordinaten in einem angeschlossenen Rechner gewonnen werden können. Aus den Koordinaten für die

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beiden Fasergruppen kann der Rechner auch die x-y-Koordinatan für die Mittelpunkte der von den Fasergruppen bedeckten optischen Flächen ermitteln und aus den beiden Mittelpunkten kann der Rechner die Winkelorientierung des aus den beiden Fasergruppen bestehenden Faserbündels beziehungsweise Leuchtstiftes um seine Längsachse entsprechend dem in Fig. 2 eingetragenen Winkel cc ermitteln.

Fig. 3 zeigt ein Bild, das in horizontaler Richtung verschoben werden soll und dabei gleichzeitig um seinen Mittelpunkt gedreht werden soll und Fig. 4 zeigt das gleiche Bild am Ende dieser Verstellung, In den beiden Figuren sind mit X^ und P^ die x-Koordinaten für das Bild - das auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre L· abgebildet ist - und des Leuchtstiftes vor der Bewegung, während ^X1 ⁺ (^p2"^I>1^ ^un<* ^2 ^^ie en^spreckeaäen x-Koordinaten nach der Durchführung der Verschiebung bezeichnet sind. Der Leuchtstift wurde dabei um den Winkel β -<x um seine Längsachse, die sich dabei in Richtung der Flächennormalen der Bildschirmfläche erstreckte gedreht. Das Bild hat sich, wie aus Fig. 4 ersichtlich, um den gleichen winkelbetrag um sein Zentrum gedreht.

Während nach Fig. 3 und 4 das Bild um sein eigenes Zentrum gedreht wurde, kann man nach der Erfindung die Anordnung auch so ausgestalten und betreiben, daß das Bild sich um die Achse des in seiner Ausgangslage befindlichen Leuchtstiftes dreht.

Fig. 5 zeigt ein graphisches Dialogsystem mit einer Leuchtetiftan-P Ordnung nach der Erfindung. In Fig. 5 ist mit 1 ein Rechner, mit 2 eine Zwischeneinheit, mit 3 eine Wiedergabeeinheit und mit 4 eine Leuchtetifteinheit bezeichnet. Ale Widergabeeinheit 3 kommt die unter der Markenbzeichnung IBM 2250 bekannte und als Rechner 1 der unter der Markenbezeichnung IBM 1130 bekannte in Frage.

Die Wedergabeeinheit 3 wird unter Zwischenschaltung der Zwischeneinheit 2 von dem Rechner 1 gesteuert und erzeugt auf dem Bildschirm 13 der Kathodenstrahlröhre 10 Abbildungen. Diese Abbildungen beziehungsweise Bilder können aus geraden Linien, Punkten und Zeichen zusammengesetzt sein. Die visuell sichtbare Wiedergabe auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 10 entsteht durch einen

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Elektronenstrahl, der die Phosphorschicht des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre trifft und dabei Lichtemission auslöst· Die Lichtemission einer Kathodenstrahlröhre klingt bei bekannten Röh~ ren im Bruchteil einer Sekunde ab nachdem der Kathodenstrahl die betreffende Stelle wieder verlassen hat. Das ist in der Regel zu schnell, um für das menschliche Auge so deutlich sichtbar zu sein, daß Einzelheiten identifiziert werden können. Aus diesem Grunde erfolgt die Abbildung auf dem Leuchtschirm wiederholt und zwar mit einer so hohen Folgefrequenz, daß sich für einen Beobachter ein stehendes Bild ergibt· Diese ständige Bildwiederholung wird von einem in dem Rechner gespeicherten Wiedergabeprogramm gesteuert.

Der Rechner 1 wird zu diesem Zweck von der Zwischeneinheit 2 adressiert· Sobald durch ein Eingabe-Ausgabesteuerkommando des Rechners die Bildwiederholung gestartet ist, nimmt die Zwischeneinheit 2 ständig Befehle und Daten von dem Wiedergabeprogramm auf, Die Wiedergabebefehle werden in der Zwischeneinheit decodiert und als Ablenkbefehle an die Wiedergabeeinheit 5 weitergegeben, die daraufhin die Bildwiederholung durchführt.

Das Wiedergabeprogramm steuert die Wiedergabeeinheit unter Zwischenschaltung der 8pelcherzugriffeinheit 5. Die Ablenkbefehle stammen aus dem Datenregister 16 der Zwischeneinheit 2 und gelangen an das x-Ablenkregißter 12, an das y-Ablenkregister 14 und an das Zeichenregister 20, sowie an die Intensltäteeteuerschaltang 11. Die Ablenkregister 12 und 14 bestimmen die x~ und y-Koordinaten der Bildwiedergabe einee Punktes, des Endpunktes einer Linie und des Mittelpunktee eines wiedergegebenen Zeichens* Die Register 20,12 und 14 steuern die betreffende Ablenkung über den nachgeschalteten Zeichenablenkgenerator 22 beziehungsweise den Hauptablenkgenerator 24.

Die Wiedergabeeinheit kann aufgrund der steuernden Wiedergabeinformationen graphische Bildelemente wiedergeben oder Zeichen·

Mit 26 ist ein Leuchtstift bezeichnet, der in Fig. 5 nur durch einen Kasten repräsentiert ist» Der Leuchtetift weist eine Faser-

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bündeloptik auf,/deren fastfläche er auf dem Bildschirm der Kathodenetrahlrölire aufgesetzt wird» Der Leuchtstift erzeugt ein Jueucht-

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Stifteingriffssignal, das an die nachgeschalteten Schaltungen gelangt, sobald er auf einen Bildbereich trifft, der identifiziert werden soll, oder wenn der Kathodenstrahl am Leuchtstift vorbei gleitet« Sobald sich der leuchtstift in einer bestimmten Position befindet, kann die Bedienungsperson den am Leuchtstift angebrachten Schalter schließen, indem sie den Leuchtstift etwas kräftiger gegen den Kathodenstrahlröhrenbildschirm preßt· Das Programm des Rechners 1 kann so eingestellt werden, daß entweder die Leuchtstifteingriffssignale oder die Leuchtetiftschaltsignale aufgrund des Schließens und öffnens des zuvor erwähnten Schalters ignoriert oder nicht ignoriert werden· Es ist auch möglich, den Betrieb so ™ zu wählen, daß das Programm anspricht auf eine der folgenden Bedingungen:

1· Der Leuchtßtiftachalter ist geschlossen und es liegen Leuchtstifteingriffssignale vor oder nicht.

2, Es liegen Leuchtstifteingriffssignale vor und der Leuchtetift« schalter ist geschlossen oder offen.

3* Es liegen Leuchtstifteingriffsalgnale vor und der Leuchtstiftschalter ist geschlossen·

Die verschiedenen Betriebsarten können an der Leuchtetiftsteuerschal tung eingestellt werden.

Wenn die Leuchtstiftsteuerschaltung 30 so eingestellt ist, daß die " Eingriffseignale auf das Programm einwirken, dann entsteht ein Leuchtstifteingriffseignal nur dann, wenn der hellgetastete Elektronenstrahl über die Stirn- oder Tastfläche des Leuchtstiftes gleitet. Die Anordnung kann auch in einer Betriebsart betrieben werden, bei der der Leuchtstift einer Bildspur folgt und laufend EingriffSBignale abgibt. Die Wiedergabeeinheit 3 kann auch so betrieben werden, daß der Leuchtstift völlig ignoriert wird. Das Adressenregister 28 adressiert über den Adressendecoder 32 das Gedächtnis 33 des Rechners 1 und fragt dort die Programme zur Steuerung der Wiedergabeeinheit 3 ab» Im Wiedergabeprogremm können Unterbrecherbefehle enthalten sein, aufgrund derer ein PrograamiBprung

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auf ein anderes Programm erfolgt· Bei einem solchen Unterbrecherbefehl wird die Wiederholung der Wiedergabe der Wiedergabeeinheit abgebrochen.

In Pig, 6 ist die Leuchtstiftsteuerachaltung 50 aus Fig· 4 mit dem Leu.chtstift 26 etwas ausführlicher dargestellt. In Fig. 6 sind aber nur diejenigen Teile der leuchtetiftsteuerechaltung 50 eingezeichnet, die für die Verwirklichung der Erfindung vorzusehen sind» Die übrigen auch bei bekannten leuchtetiftanordnungen vorgesehenen Elemente der Leuchtstiftsteuerschaltung 30 sind in fig« 6 nicht mit eingezeichnet. Nach Fig· 6 besteht der leuchtstift 26 aus zwei optischen Fasergruppen 26A und 26B· Den beiden Fasergruppen ist je ein Fotodetektor 42 beziehungsweise 44 nachgeschaltet, denen wiederum ein Verstärker 46 beziehungsweise 48 nachgeeehaltet ist* Der Ausgang des Verstärkers 46 liegt am vorwärts schaltenden Eingang einer Flip-Flop-Schaltung 50 und der Ausgang des Verstärkers 48 am vorwärts schaltenden Eingang einer Flip-Flop-Scfaltung 52« Außerdem sind zwei weitere Flip-Flop-Schaltungen 54,56, vorgesehen, deren vorwärts schaltende Eingänge an die Eingriffssteuerschaltung 34 angeschlossen sind. Die "Eins"-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen 50 und 54 liegen an den beiden Eingängen einer UND-Schaltung 58 und die "Eins^-Eingänge der Flip-Flop-Schaltungen 52 und 56 an den beiden Eingängen einer UND-Schaltung' 60« Die rückwärts schaltenden Eingänge der Flip-Flop-Sohaltungen 50 und 52 sind an die Eingriffssteuerschaltung 54 angeschlossen, von wo diese Flip-Flop-Schaltungen durch ein entsprechendes Rückschaltkommando zurück geschaltet werden können· Wenn die Flip-Flop-Schaltungen 54,56 zurückgeschaltet sind, sind die zugeordneten UND-Schaltungen 58 beziehungsweise 60 gesperrt. Wenn an einer der UND-Schaltungen 58 oder 60 ein Ausgangssignal vorliegt, dann entsteht auch ein Eingangssignal an der ODER-Schaltung 62, die dann ein Ausgangssignal erzeugt, das an die Eingriffssteuersehaltung 34 gelangt und dort ein Eingriffebetriebssignal abfragt. Die Ausgänge der beiden UND-Schaltungen 58 und 60 sind außer an die Eingänge der ODER-Schaltung 62 auch noch direkt an die Eingriffeeteuersohaltung 34 angeschlossen» Ein Ausgangssignal der UND-Sohaltung 58 beruht auf einem Eingriffssignal der op-

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tischen Fasergruppe 26A dagegen ein Ausgangssignal an der UND-Schaltung 60 auf einem Eingriffssignal der optischen Fasergruppe 26B. über die an die rückschaltenden Eingänge der Flip-Flop-Schaltungen 54 und 56 angeschlossenen Leitungen der Eingriffssteuerschaltung 34 vird die übertragung der Eingriffssignale blockiert und über die an die vorvärts schaltenden Eingänge der Flip-Flop-Schaltungen 50 und 56 angeschlossenen Leitungen der Eingriffssteuerschaltung vird die Weiterleitung der Eingriffssignale von dem Leuchtstift 26 an die Eingriffssteuerschaltung 34 ermöglicht beziehungsweise eingeschaltet und über die an die rückschaltenden Eingänge der Flip-Flop-Schaltung 50 und 54 angeschlossene Leitung erfolgt die Rückschaltung dieser Flip-Flop-Schaltungen durch ein entsprechendes Kommando der Eingriffssteuerschaltung 34.

Wenn der Leuchtetift 26 wie in FIg* 6 angedeutet auf den Bildschirm 13 der Kathodenstrahlröhre 10 gesetzt wird, dann werden die x-y-Lagekoordinaten der beiden optischen Fasergruppen 26A und 26B getrennt für sich ermittelt und gespeichert. Der Rechner 1 gewinnt diese Koordinaten aufgrund der bekannten Koordinaten, die der Kathodenstrahl hat, während er in den optischen Fasergruppen 26A und 26B ein Eingriffssignal auslöst· Aus den so bekannten Lagekoordinaten der beiden Faeerg nippen 26A und 26B kann der Rechner die Winkelorientierung des Leuchtstiftes um seine eigene Achse erreohnen. Aus den Veränderungen der Koordinaten für die Winkellage, die sich aufgrund einer Bewegung des Leuchtstiftes 26 ergibt, kann der Rechner dann in entsprechender Weise wie aufgrund von Veränderungen der Lagekoordinaten x-y die Wiedergabe In der Wiedergabeeinheit steuern, verändern oder nachsteuern·

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ANSPRÜCHE

Leuchtstiftanordnung flir ein kathodenstrahloszillographisches Dialogsystem, bei dem die Lagekoordinaten des Leuchtstiftes auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus Eingriffssignalen, die im Leuchtstift durch den Kathodenstrahl ausgelöst werden in einem angeschlossenen Rechner errechnet werden und daraus Nachsteuerbefehle für die Bildwiedergabe auf dem Bildschirm abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstift (26) in zwei auf getrennte Bereiche des Bildschirms (13) aufsetzbar« Abteilungen (26a, 26B) unterteilt ist, deren Lagekoordinaten jeweils gesondert errechnet werden und daß dann aus diesen Lagekoordinaten die Winkelorientierung des Leuchtstiftes (26) um die Bildsehirmnormale errechnet wird und daß daraus zusätzlich Hacheteuereignale flir die Bildwiedergabe auf dem Bildschirm abgeleitet werden.

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2. Leuchtstiftanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leuchtstiftsteuerschaltung (30), die an den Rechner (1) angeschlossen ist, für jede Leuchstiftabteilung (26A, 26B) ein besonderer Auswertkanal vorgesehen ist, mit einem eingangsseitigen Fotodetektor (42,44) und einer diesem nachgeschalteten Torschaltungskombination (50,54,58 beziehungsweise 52,5^,60), die von einer Eingriffssteuerschaltung (34) des Rechners (1) zum Durchlaß der Eingriffssignale zu öffnen oder zu sperren ist.

3. Leuchstiftanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torschaltungakombination zwei Flip-Flop-Schaltun-

™ gen (50,54) aufweist, von denen der vorwärts schaltende Eingang der einen an den Ausgang des zugehörigen Fotodetektors (42) angeschlossen ist, während alle übrigen Eingänge dieser Flip-Flop-Schaltungen an die Eingriffssteuerschaltung (34) angeschlossen sind und deren beide "Eins"-Ausgänge in einer nachgeschalteten UND-Schaltung (58) zusammengefaßt an die Eingriffssteuerschaltung (34) angeschlossen sind.

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