DE2320931B2 - Elektro-graphischer Wandler - Google Patents
Elektro-graphischer WandlerInfo
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Description
>ie Erfindung betrifft einen elektrographischen mdler zur Umwandlung der Koordinaten eines über
e Fläche bewegten Stiftes in elektrische Signale, mit er zweidimensionalen Anordnung von Gitterwerkktroden,
über die der Stift hinwegführbar ist, und mit ei Generatoren mit voneinainder unterschiedlichen
:quenzen, die mit jeweils unterschiedlicher Phase zelnen Gitterwerkeiektroden zugeführt, vom Stift
»etastet und zur Bestimmung der Koordinaten auswertet werden.
Ein elektrographischer Wandler dieser Art ist aus der GB-PS 12 39 558 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß den drei Elektroden, die jeweils gemeinsam eine Eiektrodengruppe bilden. Signale mit verschiedener Phase zugeleitet werden und daß eine Vielzahl von Gruppen erforderlich ist, um die Position längs der Richtung einer Koordinate zu bestimmen. Mit dem Stift kann nur seine Lage bezüglich dieser drei Elektroden einer Gruppe bestimmt werden. Um die absolute Position des Stiftes festzustellen.
Ein elektrographischer Wandler dieser Art ist aus der GB-PS 12 39 558 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß den drei Elektroden, die jeweils gemeinsam eine Eiektrodengruppe bilden. Signale mit verschiedener Phase zugeleitet werden und daß eine Vielzahl von Gruppen erforderlich ist, um die Position längs der Richtung einer Koordinate zu bestimmen. Mit dem Stift kann nur seine Lage bezüglich dieser drei Elektroden einer Gruppe bestimmt werden. Um die absolute Position des Stiftes festzustellen.
ίο muß zunächst die Anzahl der Elektrodengruppen von
einer Endlage ausgezählt werden, um festzustellen, in welcher Elektrode der Stift sich befindet, so daß eine
komplizierte Auswerteelektronik erforderlich ist. Diese bekannte Vorrichtung weist außerdem den Nachteil
auf, daß die Spannung, die bei der Feststellung der Position des Stiftes zwischen den drei Elektroden abgeleitet
wird, nicht immer der Phase proportional ist, so daß eine mathematische Verarbeitung dieser Signale erforderlich
ist. Daraus folgt, daß diese bekannte Vorrichtung zur Verwertung der Meßergebnisse ein Rechner-Unterprogramm
verwenden muß, wodurch dieses bekannte System sehr komplex und auch sehr teuer in der
Herstellung wird.
Aus der DT-AS 15 49811 ist eine Anordnung zur Umwandlung der Koordinaten einer über eine Fläche bewegten Sonde in elektrische Signale mit einer Oberflächenwiderstandsschicht bekannt, über die die Sonde zur Aufnahme von Signalen bewegt wird. Bei dieser Vorrichtung ist eine erste Wechselspannungsquelle zur Einspeisung einer Wechselspannung vorgegebener erster Frequenz in ein erstes Kontaktstreifen-Paar vorgesehen, die zueinander parallel verlaufen und an einander gegenüberliegenden Seiten der Oberflächenwiderstandsschicht in elektrischen Kontakt mit derselben angeordnet sind. Ferner ist eine zweite Wechselspannungsquelle zur Einspeisung einer Wechselspannung mit einer von der ersten Frequenz verschiedenen zweiten Frequenz in ein zweites Kontaktstreifen-Paar vorgesehen, die zueinander parallel und zum ersten Kontaktstreifen-Paar in einem Winkel verlaufen und an einander gegenüberliegenden Seiten der Oberflächenwiderstandsschicht in elektrischen Kontakt mit derselben angeordnet sind.
Aus der DT-AS 15 49811 ist eine Anordnung zur Umwandlung der Koordinaten einer über eine Fläche bewegten Sonde in elektrische Signale mit einer Oberflächenwiderstandsschicht bekannt, über die die Sonde zur Aufnahme von Signalen bewegt wird. Bei dieser Vorrichtung ist eine erste Wechselspannungsquelle zur Einspeisung einer Wechselspannung vorgegebener erster Frequenz in ein erstes Kontaktstreifen-Paar vorgesehen, die zueinander parallel verlaufen und an einander gegenüberliegenden Seiten der Oberflächenwiderstandsschicht in elektrischen Kontakt mit derselben angeordnet sind. Ferner ist eine zweite Wechselspannungsquelle zur Einspeisung einer Wechselspannung mit einer von der ersten Frequenz verschiedenen zweiten Frequenz in ein zweites Kontaktstreifen-Paar vorgesehen, die zueinander parallel und zum ersten Kontaktstreifen-Paar in einem Winkel verlaufen und an einander gegenüberliegenden Seiten der Oberflächenwiderstandsschicht in elektrischen Kontakt mit derselben angeordnet sind.
Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Phase der an der Oberflächenwiderstandsschicht
abgegriffenen Phase nicht immer genau proportional zum Abstand zwischen den Elektroden
X1 und X 2 bzw. Y1 und Yl ist.
Aus dem Buch »Strom-, Spannungs- und Phasenregelung für Meßzwecke« von F. M ο e 11 e r, Verlag und Druck G. Braun, Karlsruhe, 1949, S. 77 bis 81 ist die wahlweise Einstellung bestimmter Phasenwinkel für den Fall bekannt, daß, wie bei einem Drehstromnetz, von vornherein Spannungen verschiedener Phasenlage zur Verfügung stehen. Schließlich ist es aus der DTPS 9 75 007 bekannt, Phasenschieberanordnungen aus Kondensatoren und ohmschen Widerständen aufzubauen.
Aus dem Buch »Strom-, Spannungs- und Phasenregelung für Meßzwecke« von F. M ο e 11 e r, Verlag und Druck G. Braun, Karlsruhe, 1949, S. 77 bis 81 ist die wahlweise Einstellung bestimmter Phasenwinkel für den Fall bekannt, daß, wie bei einem Drehstromnetz, von vornherein Spannungen verschiedener Phasenlage zur Verfügung stehen. Schließlich ist es aus der DTPS 9 75 007 bekannt, Phasenschieberanordnungen aus Kondensatoren und ohmschen Widerständen aufzubauen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrographisehen
Wandler zur Umwandlung der Koordinaten eines über eine Fläche bewegten Stiftes in elektrische
Signale zu schaffen, der einfacher als die genannten Anordnungen aufgebaut ist und genauer arbeitet.
Diese Aufgabe ist bei einem elektrographischen
Wandler der eingangs genannten Art gelöst durch eine Vielzahl von für jeden der Generatoren zur Phasenverschiebung
des Ausgangs vorgesehenen Phasenschiebern und eine Vielzahl von zwischen den Anschlüssen
eines jeden der Vielzahl von Phasenschiebern in Reihe
geschalteten Impedanzgüedern, wobei jeder Anschluß der vertikalen und horizontalen Anschlußgruppe der
Gitterwerkelektroden mit dem jeweils dazugehörigen der Verbindungspunkte der Impedanzglieder der Phasenschieber
verbunden ist.
Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß mit Hilfe von drei Phasenschiebern 9 verschiedene Elektroden
eines Gitters mit verschiedener Phasenlage gespeist werden können. Dabei erhält man eine überaus to
einfache Anordnung, bei welcher jedes Gitter lediglich
eine Gruppe von Elektroden enthält. Aus diesem Grund ist jeder Stellung des Stiftes über dem erfindungsgemäßen
Gitter ein eindeutiges Signal zugeordnet, und deswegen ist auch keine komplizierte Auswertelektronik
zur Auswertung des ausgelesenen Signals und damit zur Identifizierung der Stiftstellung
notwendig.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen in ihren Einzelheiten beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 ein Funktionssystemschema einer Ausführungsform
eines Zeichendetektorsystems für handschriftliche Zeichen,
F i g. 2 eine Ersatzschaltung für die Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen, die den Hauptbestandteil
der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform bildet,
F i g. 3 eine Ersatzschaltung für die elektrischen Funktionen der in F i g. 2 dargestellten Zeichendctektortafel
für handschriftliche Zeichen und des Schreib-Stifts,
F i g. 4 eine Ersatzschaltung für die bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehene Zeichendetektortafel
für handschriftliche Zeichen,
F i g. 5 eine Ersatzschaltung für die elektrischen Funktionen der in F i g. 7 dargestellten Zeichendetektortafel
für handschriftliche Zeichen und des Schreibstifts,
F i g. 6 eine Ersatzschaltung für die bei noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehene
Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen,
F i g. 7 eine Ersatzschaltung für die elektrischen Funktionen der in F i g. 12 dargestellten Zeichendetektortafel
für handschriftliche Zeichen und des Schreibstifts.
Es sollen nun die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigegebenen
Zeichnungen beschrieben werden.
In Fi g. 1, in der in Blockform ein Funktionssystemschema
einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist, bezeichnet die Bezugszahl 1 eine ebene Zeichendetektoriafel
für handschriftliche Zeichen, auf die ein Blatt eines Aufzeichnungs- oder Registrierpapiers, eine
Registrierschicht od. dgl. zum Niederschreiben von Ziffern, Zeichen oder ähnlichen Symbolen unter Benutzung
eines Schreibstifts 2 aufgebracht ist. Mit den Bezugszahlen 3 und 4 sind Generatoren bezeichnet, die
dazu dienen, in der X-Richtung bzw, in der V-Richtung der Zeichendetektortafcl 1 für handschriftliche Zeichen
Signale zuzuführen, und zwar so, daß sich die Phase der zugeführten Signale beim Fortschreiten in der X- oder
V-Richtung ändert. Es sind Vorkehrungen getroffen, um zu bewirken, daß der Phasenänderungsgrad dem
Abstand in der X- oder V-Richtung auf der Zeichendetektortafel
proportional ist. Der Schreibstift 2 weist eine Schreibstiftspitze auf, die die Funktion hat, die X-,
K-Signale an der jeweils berührten Stelle auf der Oberfläche
der Zeichendetektortafel 1 abzugreifen, so daß durch Vergleich der Phasenunterschied zwischen den
mit der Schreibstiftspitze entnommenen Signalen und den von den Generatoren 3 und 4 erzeugten Signalen
festgestellt werden kann, was eine Umwandlung der jeweiligen Sicilungskoordinaten der Schreibstiftspitze
auf der Zeichendetektortafel 1 in elektrische Signale gestattet.
Die Bezugszahl 5 bezeichnet ein Tilter zum Trennen der von der Schreibstiftspitze aufgefangenen Signale in
die X- und V-Signale, und mit den Bezugszahlen 6 und
7 sind Verstärker bezeichnet. Ferner sind mit den Bezugszahlen 8 und 9 Phasenvergleichsschaltungen zur
Feststellung des Phasenänderungsgrades der X-Signale
bzw. der K-Signale bezeichnet und mit den Bezugszahlen
10 und 11 Regenerierschaltungen.
In F i g. 2 ist eine elektrische Ersatzschaltung für die
Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen dargestellt, bestehend aus einer Vielzahl von Kondensatoren
und Phasenschiebern, so daß an den Anschlußteilen einer großen Zahl gegeneinander' isolierter Gitterwerkelektroden
gleichmäßig festgelegte Phasenverschiebungen erhalten werden können. Die Bezugszahlen
12 bis 17 bezeichnen Phasenschieber, die jeweils eine Phasenverschiebung von 90° liefern, so daß also
an einem Punkt c in bezug auf einem Punkt a eine Phasenverschiebung
um 90° erhalten wird, mithin folglich an einem Punkt e eine Phasenverschiebung um 180°
und an einem Punkt g eine Phasenverschiebung um 270°, bezogen ebenfalls auf den Punkt a. Sind also zwischen
den Punkten a und c. zwischen den Punkten c und e, zwischen den Punkten e und g sowie zwischen
den Punkten g und / zur Unterteilung geeignete Kondensatoren
vorgesehen, so können den betreffenden Gitterwerkelektroden Signale zugeführt werden, deren
Phasen jeweils um die gleiche Gradzahl verschoben sind.
Bei F i g. 3 handelt es sich um eine Ersatzschaltung zur Erläuterung der elektrischen Funktionen der Zeichendetektortafel
1 für handschriftliche Zeichen und des Schreibstifts 2. In F i g. 6 bezeichnet die Bezugszahl
18 einen Vorverstärker für die hohe Eingangsimpedanz in dem Schreibstifthalter, mit den Bezugszahlen 1, 2.
3,... und N sind die Gilterwerkelektroden in der X- oder K-Richtung bezeichnet, und das Bezugszeichen Co
bezeichnet eine durch die Isolierschicht auf der Oberfläche der Zeichendetektortafel für handschriftliche
Zeichen und durch das zwischen der Schreibstiftspitze und den Gitterwerkelektroden befindliche Registrierpapier
gebildete Kapazität. Der Schreibstift nimmt die Signale aus den Gitterwerkelektroden über diese Kapazität
Cb auf. Mit den Bezugszahlen 19. 20 und 21 sind Phasenschieber bezeichnet, die in der gleichen Weise
wie die in F i g. 2 gezeigten Phasenschieber 12, 13 und 14 oder 15, 16 und 17 eine Phasenverschiebung von 90°
bewirken. Aus dem Gesagten ergibt sich also, daß sich der Phasenunterschied zwischen dem mit dem Schreibstift
abgenommenen Signal und dem der Zeichendetektortafel zugeführten Signal entsprechend der jeweils
von dem Schreibstift berührten Stelle ändert.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind als lmpedanzglicder Kondensatoren vorgesehen,
doch kann man statt der Kondensatoren auch Widerstände oder Induktivitäten als Impedanzglieder
verwenden, um so die gleiche Wirkung hervorzubringen. Eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei
der als Impedanzglieder Widerstand** vorgesehen sind,
soll im folgenden an Hand der F i g. 4 bis 11 beschrieben
werden.
In Fig.4 bezeichnen die Bezugszahlen 22 bis 27
Phasenschieber, die jeweils eine Phasenverschiebung von 90° liefern, so daß die Phase in bezug auf einen
Punkt a\ an einem Punkt ei also um 90° verschoben ist,
an einem Punkt et um 180° und an einem Punkt g\ um
270°. Sind also zur Unterteilung zwischen den Punkten a\ und ei, den Punkten α und ei, den Punkten ei und g\
sowie den Punkten g\ und /ι jeweils gee6gnete Widerstände
vorgesehen, so können den betreffenden Gitterwerkelektroden Signale zugeführt werden, die in der
Phase um eine gleiche Gradzahl verschoben sind.
F i g. 5 zeigt eine Ersatzschaltung zur Erläuterung der elektrischen Funktionen der in F i g. 4 dargestellten
Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen und des dort gezeigten Schreibstifts. In Fig.5 bezeichnet
das Bezugszeichen A einen Vorverstärker für die hohe Eingangsimpedanz in dem Schreibstifthalter, mit den
Bezugszahlen Γ, 2', 3',... und N sind Gitterwerkelektroden
in der X- oder y-Richtung bezeichnet und das Bezugszeichen Ca bezeichnet eine durch die Isolierschicht
an der Oberfläche der Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen und durch das zwischen der
Schreibstiftspitze und den Gitterwerkelektroden befindliche Registrierpapier gebildete Kapazität. Der
Schreibstift nimmt über diese Kapazität Cb die Signale aus den Gitterwerkelektroden ab. Mit den Bezugszahlen
25 bis 27 sind Phasenschieber bezeichnet, die in gleicher Weise wie die in Fig.2 gezeigten Phasenschieber
12 bis 14 oder 15 bis 17 jeweils eine Phasenverschiebung von 90° bewirken. Aus dem Gesagten
geht also hervor, daß sich der Phasenunterschied zwischen den mit dem Schreibstift abgegriffenen Signalen
und den der Zeichendetektortafel zugeführten Signalen je nach der Stellung des Schreibstifts ändert.
Bei F i g. 6 handelt es sich um die Darstellung einer elektronischen Ersatzschaltung für die bei einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung verwendete Zeichendetektortafel für handschriftliche Zeichen, wobei
hier eine Vielzahl von Widerständen, Kondensatoren und Transformatoren vorgesehen ist, so daß an den betreffenden
Anschlußteilen einer großen Zahl gegeneinander isolierter Gitterwerkelektroden festliegende,
gleichmäßige Phasenverschiebungen erhalten weiden. Der Mittelpunkt des Transformators ist geerdet, so daß
die Phase an einem Punkt ai (und /2) gegen Erde um 90° verschoben ist, während die Phase an einem Punkt
ei gegensinnig zum Punkt Ai um 90° gegen Erde verschoben
ist. An dem Punkt ei ist also die Phase gegen den Punkt ai um 180° verschoben. Durch eine geeignete
Wahl des Wertes R der Widerstände zwischen den Punkten si und α und des Wertes C der Kondensatoren
zwischen den Punkten ei und ei kann weiterhin die
Phase an dem Punkt ei in bezug auf den Punkt an um
90° verschoben werden.
In F i g. 7 ist eine Ersatzschaltung gezeigt, in der die elektrischen Funktionen der Zeichendetektortafel der
F i g. 6 und des Schreibstifts dargestellt sind. In F i g. 7 bezeichnet das Symbol AMPL einen wegen der hohen
Eingangsimpedanz des Schreibstifthalters vorgesehenen Vorverstärker. Mit den Bezugszahlen 1, 2, j ... und
N sind die Gitterwerkelektroden in der X- oder V-Richtung bezeichnet, und das Bezugszeichen Cb bezeichnet
eine durch die Isolierschicht an der Oberfläche der Zeichendetektortafel und durch das zwischen der
Schreibstiftspitze und den Gitterwerkclektroden befindliche Registrierpapier gebildete Kapazität. Der
Schreibstift nimmt die Signale aus den Gitterwerkelektroden über die Kapazität Cb auf. Der Phasenunterschied
zwischen den mit dem Schreibstift abgegriffenen Signalen und den der Zeichendetektortafel zugeführten
Signalen ändert sich also je nach der Stellung des Schreibstifts.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Signalquellen durch die Transformatoren gebildet,
die zu 180° ungleichphasig sind, doch können gleiche Phasenverschiebungen wie die durch die Transformatoren
bewirkten und von der in Fig. 19 dargestellten Schaltung erhalten werden, deren Signalquellen
ebenfalls zu 180° ungleichphasig sind.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrographischer Wandler zur Umwandlung der Koordinaten eines über eine Fläche bewegten
Stiftes in elektrische Signale, mit einer zweidimersionalen Anordnung von Gitterwerkeiektroden,
über die der Stift hinwegführbar ist, und mit zwei Generatoren mit voneinander unterschiedlichen
Frequenzen die mit jeweils unterschiedlicher Phase einzelnen Gitterwerkeiektroden zugeführt, vom
Stift abgetastet und zur Bestimmung der Koordinaten ausgewertet werden, gekennzeichnet
durch eine Vielzahl von für jeden der Generatoren (3, 4) zur Phasenverschiebung des Ausgangs
vorgesehenen Phasenschiebern (12 bis 17) und eine Vielzahl von zwischen den Anschlüssen eines jeden
der Vielzahl von Phasenschiebern (12 bis 17) in Reihe geschalteten Impedanzgliedern, wobei jeder Anschluß
der vertikalen und horizontalen Anschlußgruppe der Gitterwerkeiektroden mit dem jeweils
dazugehörigen der Verbindungspunkte (a bis i) der Impedanzglieder der Phasenschieber (12 bis 17) verbunden
ist.
2. Zeichendetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den in einer
Vielzahl vorgesehenen Impedanzgliedern um Widerstände handelt.
3. Zeichendetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vielzahl
von Impedanzgliedern um eine Reihenschaltung von Widerständen und Kondensatoren handelt.
4. Zeichendetektorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leistungsquellen
vorgesehen sind, die zu 180° ungleichphasig sind und deren jeweilige Frequenz der vertikalen und
der horizontalen Anschlußgruppe der zweidimensionalen Anordnung von Gitterwerkeiektroden
eigentümlich ist, wobei die Leistungsquellen endseitig jeweils mit einem Anschluß in jeder der beiden
Anschlußgruppen verbunden sind, wobei zwischen den beiden Enden einer jeden der Leistungsquellen
eine Vielzahl von Widerständen und Reaktanzgliedern in Reihe geschaltet ist, wobei die Verbindungspunkte zwischen den Widerständen, zwischen den
Reaktanzgliedern und zwischen je einem Widerstand und Reaktanzglied jeweils mit der dazugehörigen
der Gitterwerkeiektroden verbunden sind, wobei der Schreibstift (2) zum Feststellen der Phase
einer Spannung einer jeden Frequenz an dem jeweiligen Punkt über den Gitterwerkeiektroden zur
identifizierung der Schreibstiftstellung über die Gitterwerkeiektroden hinwegführbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732320931 DE2320931C3 (de) | 1973-04-25 | Elektro-graphischer Wandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732320931 DE2320931C3 (de) | 1973-04-25 | Elektro-graphischer Wandler |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2320931A1 DE2320931A1 (de) | 1974-11-14 |
DE2320931B2 true DE2320931B2 (de) | 1975-12-18 |
DE2320931C3 DE2320931C3 (de) | 1976-07-22 |
Family
ID=
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2936975A1 (de) * | 1978-09-22 | 1980-04-03 | Hewlett Packard Co | Digitalisierungsvorrichtung |
EP0207217A1 (de) * | 1985-04-01 | 1987-01-07 | Kontron Elektronik Gmbh | Koordinatenmessvorrichtung |
DE19637487A1 (de) * | 1996-09-14 | 1998-03-26 | Hoka Gmbh | Eingabevorrichtung für ein menügeführtes Rechnersystem |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2936975A1 (de) * | 1978-09-22 | 1980-04-03 | Hewlett Packard Co | Digitalisierungsvorrichtung |
EP0207217A1 (de) * | 1985-04-01 | 1987-01-07 | Kontron Elektronik Gmbh | Koordinatenmessvorrichtung |
DE19637487A1 (de) * | 1996-09-14 | 1998-03-26 | Hoka Gmbh | Eingabevorrichtung für ein menügeführtes Rechnersystem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2320931A1 (de) | 1974-11-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences |