DE2149667C3 - Vorrichtung zum Umsetzen der momentanen Lage eines Abtasters in digitale Signale - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umsetzen der momentanen Lage eines Abtasters über einem planaren Teil, auf welchem eine graphische Information aufgebracht wird, in digitale Signale, welche den entsprechenden Koordinatenwerten des Abtasters entsprechen, mit zwei Anordnungen aus signalerzeugenden Elementen, die vom planaren Teil getragen und so ausgerichtet sind, daß sie mit dem Abtaster die gewünschten Signale erzeugen.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 15 24 497, aus der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 8, Januar 1966 Seite 1051 sowie aus der US-PS 34 10 956 bekannt Bei all diesen Vorrichtungen wird ein Abtaster, beispielsweise ein Stift, über ein v> auszuwertendes Objekt geführt, welches auf einem planaren Teil als Unterlage angebracht ist. Das planare Teil enthält eine Matrixanordnung aus signalerzeugenden Elementen. Dabei kann es sich um Linienmuster aus irgendwelchen Materialien handeln, die über eine beliebige Energieform mit dem Abtaster wechselwirken.

Wird der Abtaster über dieses Linienmuster hinweggeführt, so entstehen entsprechend der Relativstellung an- und abschwellende Signale, die digital verarbeitet, « z. B. gezählt werden können. Die verwendeten Linienmuster setzen sich aus zwei Einzelanordnungen zusammen, aus denen sich ein ebenes Koordinatensystem aufbauen läßt, beispielsweise ein rechtwinkliges oder Polarkoordinatensystem. so

Bei allen bekannten Vorrichtungen dieser Art ist nun das planare Teil, welches die Linienmuster enthält, ein fest integrierter Bestandteil der Gesamtvorrichtung. Der Nachteil hierbei besteht darin: Wird die auszuwertende graphische Information von dem planaren Tisch v> abgenommen, so geht der Ursprung der bei der Auswertung verwendeten Koordinaten verloren. Ist der Ursprung nicht markiert, so können die früher aufgenommenen Daten möglicherweise überhaupt nicht mehr mit später erhaltenen Daten korreliert werden; ist w> der verwendete Ursprung markiert, so muß er bei erneutem Einlegen der Vorlage sorgfältig anjustiert werden. Dabei ergibt sich eine Vielfalt von Fehlermöglichkeiten.

Aus der US-PS 31 60 462 ist es auch bekannt, die ""> graphische Information direkt auf eine Schreibplatte aufzubringen. Eine mögliche Auswechslung dieser Schreibpiaüe isi hier £war nicht erwähnt, immerhin aber bei Verschleiß der Schreibplatte oder deren Reparatur denkbar. Bei dieser Vorrichtung muß die direkt auf die Schreibplatte aufgebrachte graphische Information immer gelöscht werden, wenn die nächste graphische Information ausgewertet werden soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei aufeinanderfolgender Abtastung unterschiedlicher graphischer Informationen weder die graphische Information noch das zur Abtastung verwendete Koordinatensystem verlorengeht Dabei soll selbstverständlich die Gesamtanordnung so kostengünstig wie möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs beschriebene Erfindung gelöst

Da erfindungsgemüß für jede graphische Information ein gesonderter, eigener Bogen vorgesehen ist, bleiben Information wie das zugehörige Koordinatensystem stets erhalten. Die Verwendung von flexiblem Material ermöglicht eine Handhabung, die sich von der herkömmlicher Papiervorlagen praktisch nicht unterscheidet Der flexible Bogen mit der permanent darauf befindlichen graphischen Information kann abgelegt, gerollt, gefaltet und überhaupt so behandelt werden, wie dies bei Zeichnungen oder Fotografien üblich ist Wenn nach der Ablage die Vorlage erneut ausgewertet werden soll, wird sie zusammen mit dem flexiblen Bogen auf einen flachen Tisch der Auswertvorrichtung gelegt; gegebenenfalls wird ein elektrischer Anschluß zu der Auswertelektronik hergestellt. Die Auswertung kann dann sofort in bekannter Weise erfolgen, wobei keinerlei Ausrichtung oder Justierung mehr nötig ist.

Das »Verbinden« der Vorlage mit dem Linienmuster kann auf verschiedene Arten erfolgen: Beispielsweise kann das Linienmuster aus Tinte oder feinen Drähten direkt auf die Rückseite einer bereits vorhandenen Vorlage aufgebracht werden. Die Vorlage kann auch auf ein flexibles Teil aufgeklebt werden, welches das erforderliche Linienmuster enthält. Schließlich kann das planare, flexible Teil auch mit einer Zeichenfläche, z. B. aus Papier, versehen sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen informationstragenden Bogen, bei dem ein Teil weggebrochen ist,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Bogen nach F i g. 2 entlang der Linie 3-3,

F i g. 4 vergrößert und in Explosionsansicht perspektivisch einen anderen Bogen mit mehreren Schichten,

Fig.5 und 6 fragmentarisch eine Draufsicht auf flexible Bögen mit weiteren Änderungen,

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Bogens.

Der in F i g. 1 gezeigte Bogen 10 kann entweder Informationen bereits enthalten oder Informationen aufnehmen. Dabei kann es sich um eine Maschinenzeichnung, eine Konstruktionszeichnung, eine Karte, ein Bild, eine Photografie oder ähnliches handeln. Dargestellt ist die Maschinenzeichnung eines Teils 13. Der Bogen befindet sich auf einer geeigneten Unterlage, wie etwa einem Zeichenbrett 12. Er besitzt, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein Feld mit Elementen 14 und 16, die digitale Signale für die X- und K-Achse erzeugen. Die Elemente sind zu Darstellungszwecken in Gitterform gezeigt. Offensichtlich können viele andere Anordnungen verwendet werden, z. B. ein Polarkoordinatensy-

stem. Die .Y-Achsen und V-Achsenelemente 14 und 16 können aus verschiedenem Material hergestellt sein, das jeweils dadurch bestimmt wird, ob sie als Signalsender oder Signalempfänger wirken sollen. Bei der Ausführung nach Fig. 1 sind die Elemente 14 und 16 Stromleiter und sind somit Signalempfänger. Die Elemente 14 und 16 sind aus Metall hergestellt und weisen X- und V-Klemmen 18 und 20 auf, die mit einer geeigneten Digitalelektronik und logische Schaltkreise enthaltenden Vorrichtung 22 verbunden sind.

Die Vorrichtung 22 erzeugt eine Wechselspannung für einen Abtaster 24, der als ein Signalsender wirkt Dieser besitzt in der Mitte einer Wicklung ein Fadenkreuz 26. Wird der Abtaster 24 in Berührung mit der Oberfläche des Bogens 10 gebracht und das Fadenkreuz 26 über den Bogen bewegt, z. B. entlang der .Af-Achse, dann induziert der Abtaster 24 in dem kreuzenden X-Achsenelement 14 eine sinusförmige Spannung, die ihr Maximum hat, wenn das Fadenkreuz 26 sich exakt oberhalb dem X-Achsenelement 14 befindet und die ein Minimum ist wenn das Element 14 einen maximalen Abstand davon hat Die Art des Umgangs mit dem Abtaster 24 und die Art der Signalauswertung in der Vorrichtung 22 sowie gegebenenfalls die Sichtbarmachung des Ergebnisses mit einer digitalen Anzeige 28 bzw. die Weiterverarbeitung des Ergebnisses in einer Datenverarbeitungsanlage 30 sind als Sache bekannt

Zur Beschreibung von Einzelheiten des in F i g. 1 gezeigten Bogens 10 wird auf die Fig.2 und 3 Bezug genommen. Der Bogen 10 weist einen Träger 32 aus flachem Material auf, das bei dieser Ausführung ein elektrisch isolierendes Material ist. In diesem sind die X- und V-Achsenelemente 14 und 16 als Drähte eingebettet die die gewünschten leitenden Eigenschaften haben. Die X- und Y- Achsenelemente 14 und 16 haben, wie in F i g. 3 gezeigt, einen Abstand voneinander, so daß sie elektrisch voneinander isoliert sind und außerdem zur Verstärkung des plattenförmigen Materials beitragen. Das elektrisch isolierende Material kann irgendein bekannter thermoplastischer Kunststoff sein. Das Material muß geeignet sein, eine verhältnismäßig flache Schreibfläche 34 zu bilden. Falls für Schreibzwecke erforderlich, kann dem z. B. thermoplastischen Material irgendein bekannter Farbstoff zugesetzt werden. Es kann jedoch auch anderes Material verwendet werden, wie Papier, Asbestpapier, Tuch, Glasgespinste, Matten oder Holzfurniere, die in entsprechender Dicke hergestellt werden. Die Fläche 34 kann leer sein oder mit Informationen versehen sein, die entweder durch einen geeigneten Klebstoff halb permanent oder durch bekannte Techniken permanent aufgebracht sind. Die X- und V-Achsenelemente 14 und 16 sine¹ gleich und unterscheiden sich nur durch ihre Richtung. Das X-Achsenelement 14 besitzt eine Reihe von parallelen und im gleichen Abstand angeordneten Abschnitten 36, die an ihren Enden abwechselnd mit Verbindungsabschnitten 38 verbunden sind und so einen kontinuierlichen Leiter bilden. Die V-Achsenelemente 16 haben eine Reihe von parallelen, im gleichen Abstand voneinander angeordneten Abschnitten 40, die senkrecht zu den Abschnitten 36 angeordnet sind und an ihren Enden abwechselnd durch Verbindungsabschnitte 42 verbunden sind. Der Abstand der parallelen Abschnitte 36 und 40 und ihre gegenseitige Ausrichtung wird für den jeweiligen Verwendungsfall der Vorrichtung 10 ausgesucht.

In F i g. 4 ist ein abgewandelter Bogen !0' gezeigt Er ist aus mehreren Schichten zusammengesetzt und weist zumindest einen V-Achsenträger 44 und einen X-Achsenträger 46 auf, die jeweils aus dem vorerwähnten, elektrisch isolierenden, flachen Material hergestellt siad. Eine weitere Schicht ist mit 48 bezeichnet und besteht aus einem üblichen Schreibmaterial, wie Papier, Tuch, Plastik, Pergament usw. Die Schicht 48 weist auf ihrer oberen Seite eine Schreibfläche 50 auf. Die Unterseite der Schicht 48 ist mit einem geeigneten Klebstoff

ίο versehen. Der Klebstoff kann auch am Träger 44 vorgesehen sein, damit die Schicht 48 darauf haftet Die Träger 44 und 46 weisen V-Achsenelemente 52 und X-Achsenelemente 54 auf, die ähnlich wie die V-Achsenelemente und die X-Achsenelemente 14 und 16 nach F i g. 1 ausgebildet und ausgerichtet sind.

Bei manchen Anwendungsfällen für den Bogen 10' kann vorgezogen werden, nur einen Träger 44 oder 46 zu verwenden. Dann wird beispielsweise nur der Träger 44 verwendet, auf den auf entgegengesetzten Seiten die X- und V-Achsenelemente 52 und 54 aufgedruckt werden.

Wenn eine Signalverstärkung gewünscht ist können zusätzliche X- und V-Achsenelemente 52 und 54 auf zusätzlichen Trägern verwendet werden. Natürlich müssen alle Elemente 52 und 54 voneinander isoliert werden, wenn die Träger 44 und 46 zusammengesetzt werden.

Es können auch die V-Achsenleiter 52 auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 44 und die X-Achsenele-

in mente 54 in ähnlicher Weise auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 46 eingeprägt werden. Eine der sich gegenüberliegenden Seiten der Träger 44 und 46 muß dabei mit einer Isolierbeschichtung versehen sein. Die V-Achsenelemente 52 und die X-Achsenelemente 54 werden so positioniert, daß ihre entsprechenden Verbindungsabschnitte 60 und 62 exakt ausgerichtet sind, wenn die Elemente übereinanderliegen. Falls ein engerer Abstand gewünscht wird, können die parallelen Abschnitte, beispielsweise die parallelen Abschnitte 56,

to gestaffelt oder gegeneinander versetzt werden, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, wo die Versetzungen gleiche Abstände zwischen den Abschnitten 56 herbeiführen. Als Alternative zu den Randelementen 64 und 66 (Fig.4) kann auch eine Ausbildung verwendet werden, wie sie in Fig.6 dargestellt ist. In Fig.6 sind die V-Achsenelemente und die X-Achsenelemente 52' und 54' entlang sich selbst zurückgefaltet. Die V-Achsenelemente 52' sind beispielsweise so ausgebildet, daß die im engen Abstand voneinander angeordneten parallelen Abschnitte 68 und 70 in Längsrichtung versetzt sind. Die parallelen Abschnitte 68 sind an abwechselnden Enden mit Verbindungsabschnitten 72 verbunden, während die parallelen Abschnitte 70 an ihren Enden abwechselnd mit Verbindungsabschnitten 74 verbunden sind. Die Verbindungsabschnitte 72 und 74 sind gegeneinander versetzt und rufen dadurch einen Kompensationseffekt an den Leiterenden hervor.

Diese in den F i g. 4 und 6 dargestellte Endkompensation der Elemente kann auch bei einem Bogen 10, wie er

mi in F i g. 2 dargestellt ist, erzielt werden.

Die beschriebenen Bögen 10 und 10' dienen als Signalempfänger, wenn die Elemente 14 und 16 und 52 u.id 54 aus dem genannten Material bestehen. Sie können auch als Signalsender arbeiten. Eine einfache

><> Ausbildungsform, die als Signalsender und auch als Signalempfänger verwendet werden kann, ist in F i g. 7 dargestellt und mit 10" bezeichnet. In F i g. 7 weist der Bogen 10" X- und K-Achsenelemente auf, die mit den

Bezugszeichen 76 und 78 versehen sind. Er weist ferner einen Träger 80 auf, der eine Oberfläche 82 besitzt. Die Elemente 76 und 78 sind in Gitterform dargestellt, sie können jedoch auch andere Koordinatenformen einnehmen. Wie bei den Bögen 10 und 10' befindet sich auf der Oberfläche 80 eine Information oder kann darauf eine Information halbpermanent oder permanent aufgebracht werden, oder die Oberfläche 80 wird direkt beschrieben.

Es soll zunächst ein Bogen 10" betrachtet werden, bei dem die Elemente 76 und 78 aus einem Metall hergestellt sind. Der als Empfänger wirkende Abtaster 84 ist an eine geeignete digitalisierende elektronische Schaltung angeschlossen, die dieselbe Wirkungsweise besitzt wie die Schaltungen 22 nach F i g. i.

Er besitzt einen Metalldetektor, der ein hochfrequentes, elektromagnetisches Feld aufbaut und die Feldänderungen erfaßt, wenn Metall abgefühlt wird.

In einer Abänderung hierzu kann das Metall der Elemente 76 und 78 magnetisch sein, beispielsweise ferromagnetische Teilchen, wie Nickel oder Kobalt enthalten. Somit könnte dieses Material im Handel erhältliche magnetische Tinte sein. Der Abtaster 84 wird so geändert werden, daß er auf ein magnetisches Feld anspricht

Die Elemente 76 und 78 können auch jeweils aus einem radioaktiven Metall bestehen, das Radium enthält, oder aus einem nichtmetallischen radioaktiven Material, das mit Kohlenstoff behandelt werden könnte, vorausgesetzt, daß die Radioaktivität unschädlich ist, jedoch noch erfaßt werden kann. Der Abtaster 84 wird dann so ausgebildet, daß er einen oder mehrere auf Radioaktivität ansprechende Detektoren für jede Achse aufweist.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Bogen

10" Elemente 76 und 78 aufweisen, die aus einem auf Licht ansprechenden Material bestehen, beispielsweise aus irgendwelchen im Handel erhältlichen lumineszente Tinten, die Phosphor oder ähnliches enthalten. Wenn gewünscht ist, daß die Elemente 76 und 78 unsichtbar sind, um das Beschreiben der Oberfläche 82 nicht zu stören, kann der Phosphor Kalziumsilikat enthalten, das mit Blei und Mangan aktiviert ist, damit ultraviolette und Rotanteile des elektromagnetischen Strahlungsspektrums ausgestrahlt werden. Der Abtaster 84 ist dann so ausgebildet, daß er eine geeignete Quelle für Ultraviolettlicht aufweist, die das lumineszente Material anregt.

Ein anderes auf Licht ansprechendes Material, das verwendet werden kann, enthält im Handel kleine Glaskugeln mit einem Durchmesser von 25 Mikrometer, die aus Glas hergestellt sind und einen Brechungsindex von annähernd zwei aufweisen. Diese Glaskugeln können in die Oberfläche 82 des Trägers eingebettet werden oder darauf durch eine geeignete Klebsubstanz geklebt werden. Im Betrieb wirken sie als Licht-Reflektoren mit großer Richtfähigkeit. Der Abtaster 84 ist dann ähnlich dem bei lumineszentem Material benutzten Abtaster.

Alle beschriebenen Bögen 10, 10' und 10" können leicht von Hand transportiert und auf übliche Weise gelagert werden, beispielsweise durch Stapeln, Rollen und sogar durch Falten. Außerdem können sie als Normzeichnungen dienen; einmal darauf aufgebrachte Informationen können dazu verwendet werden, mit Hilfe eines herkömmlichen Kurvenschreibers Duplikate herzustellen. Auch Photographien können mit diesem Koordinatensystem versehen werden, so daß ein nachträgliches Wiederauffinden von Informationen aus den Photographien stattfinden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Umsetzen der momentanen Lage eines Abtasters über einem planaren Teil, auf s welchem eine graphische Information aufgebracht wird, in digitale Signale, welche den entsprechenden Koordinatenwerten des Abtasters entsprechen, mit zwei Anordnungen aus signalerzeugenden Elementen, die vom planaren Teil getragen und so ι υ ausgerichtet sind, daß sie mit dem Abtaster die gewünschten Signale erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das planare Teil ein für jede graphische Information gesonderter Bogen (32; 80) aus flexiblem Material ist, auf dem die graphische Information permanent erhalten bleibt