DE2324928C3 - Lichtfaserstift für Bildschirmgeräte mit Kathodenstrahlröhren - Google Patents

Description

mes der Kathodenstrahlröhre überwunden werden. Dieser Lichtfaserstift enthält zwei optische Faserbündel; mit einem Kreis von Fasern des ersten Bündels wird das Licht der Kathodenstrahlröhre abgetastet, das von der Röhre im Schirmbereich emittiert wird, während ein weiterer Ring aus Fasern des zweuen Bündels, der konzentrisch zum Kreis ist, einen Ring sichtbaren Lichtes auf den Schirm wirft. Das zweite Faserbündel endigt am entgegengesetzten Ende außerhalb des Lichtfaserstiftes bei einer Quelle sichtbaren Lichtes, während das erste Faserbündel am selben Ende in einen Detektor für das Licht der Kathodenstrahlröhre hineinläuft, der jedoch nicht auf das Licht ziemlich niedriger Frequenz anspricht, das von der Quelle sichtbaren Lichtes emittiert wird; er reagiert aber auf das Licht ziemlich hoher Frequenz, das vom Leuchtstoff abgegeben wird, der innen den Schirm der Kathodenstrahlröhre überzieht. Zusätzlich sind einige Fasern, die aus dem zweiten Bündel Fasern gewählt sind, mit einigen anderen Fasern gebündelt, damit sie durch eine öffnung im inneren Schaft des Lichtfaserstiftes hindurchgehen; die letzteren Fasern endigen am entgegengesetzten Ende außerhalb des Lichtfaserstiftes in einem Detektor sichtbaren Lichtes.

Während des Arbeitsablaufes emittiert der Lichtfaserstift an seiner Spitze normalerweise sichtbares Licht aus dem zweiten Faserbündel heraus; der Detektor für das Licht der Kathodenstrahlröhre, der mit dem ersten Faserbündel gekoppelt ist, spricht darauf jedoch nicht an. Wenn der Bedienende bestimmte, dargestellte Zeichen prüfen und/oder abändern möchte, bringt er zuerst das Zeichen in die Mitte des ringförmigen Lichtstrahles, der vom Ring des zweiten Faserbündels auf die Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre geworfen wird. Als nächstes drückt der Bedienende die Spitze des Lichtfaserstiftes auf den Implosionsschutzschirm der Kathodenstrahlröhre (der vor der Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre in einem gewissen Abstand angebracht ist); sobald sich das Zeichen in der Mitte des Lichtkreises befindet, bewirkt der Bedienende, daß das sichtbare Licht aus den aus dem zweiten Faserbündel ausgewählten Fasern in die anderen Fasern zurückreflektiert wird, und schließt dadurch einen normalerweise offenen Lichtschalter zum Detektor des sichtbaren Lichtes hin. Der letztere führt dann ein Signal dem datenverarbeitenden System zu, das feststellt, ob das auf die Stirnfläche des Bildschirmes der Kathodenstrahlröhre gezeichnete Linienstück und der sich ergebende Lichtimpuls aus der Kathodenstrahlröhre, der vom zugehörigen Detektor aus dem ausgewählten Bereich innerhalb des ringförmigen Lichtstrahls wahrgenommen wird, tatsächlich die gewünschte Stelle ist. Mit dem Schließen des Lichtschalters wird über den Detektor des sichtbaren Lichtes ein Funktionssignal zur Unterbrechung hervorgerufen, das dann dem Bedienenden erlaubt, das Zeichen, wie gewünscht, abzuändern. Da der Lichtschalter in den Lichtfaserstift eingebaut ist, kann der Bedienende mit ihm allein alle notwendigen Operationen ausführen; dies steht im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren, bei denen der Bedienende auf die Erregung des Lichtfaserstiftes hin infolge eines Druckes gegen den Implosionsschutzschirm gleichzeitig die Funktionstaste für die Unterbrechung an der zugehörigen Steuereinheit drücken muß. Zur Benutzung des Lichtfaserstiftes der G₅ Erfindung benötigt der Bedienende nur eine Hand.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es stellt dar

F i g. 1 einen Lichtfaserstift gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Lichtfaserstift der F i g. 1 in seiner Längsachse,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Schaftes des Lichtfaserstiftes nach der F i g. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt durch den Schaft der F i g. 3 in seiner Längsachse, die

F i g. 5 bis 8 je einen Querschnitt durch den Schaft der F i g. 3 längs der Linien 5-5,6-6,7-7 bzw. 8-8, die

Fig.9a, 9b und 9c mehrere Ansichten einer Schalterfeder des Lichtfaserstiftes nach der F i g. 2 und

Fig. 10 das gesamte System des Lichtfaserstiftes gemäß der Erfindung in Blockdarstellung.

Ip Fig. 1 ist ein Lichtfaserslift 10 gemäß der Erfindung mit einem zylindrischen Rohr 12 zu sehen, das am Vorderende in eine kegelstumpfartige Spitze 14 ausläuft Am rückwärtigen Ende des Rohres 12 sind ein Kunststoffrohr 16 und ein Schutzschlauch 18 angebracht, der als Schutzüberzug für drei optische Faserbündel 22, 24 und 26 dient, diese umfaßt und an einer Kunststoffröhre 28 endigt Mit den drei Faserbündeln sind die folgenden Einrichtungen gekoppelt: mit dem ersten ein Detektor 30 für das Licht der Kathodenstrahlröhre, mit dem zweiten eine Quelle 32 sichtbaren Lichtes und mit dem dritten ein Detektor 34 für das sichtbare Licht.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen Teil ües Lichtfaserstiftes 10 der F i g. 1 mit einer Längsachse 40 und einem zylindrischen Schaft 42 wiedergegeben, der innerhalb des Rohres 12 hin- und herbewegbar und von einer Schraubenfeder 44 nach vorn vorgespannt ist; die Bewegung des Schaftes 42 in dieser Richtung ist durch eine Schulter 46 im hinteren Ende des Rohres 12 begrenzt, während die Rückwärtsbewegung des Schaftes 42 von einer Schulter 48 am Vorderende des Rohres 12 beendet wird. — Die gesamte Bewegung des Schaftes 42 in Längsrichtung innerhalb des Rohres 12 wird durch den Abstand zwischen der Schulter 48 des Rohres 12 und einer Rückfläche 50 der Spitze 14 festgelegt.

Beim Zusammenbau des Lichtfaserstiftes 10 werden zu Anfang die drei Faserbündel 22, 24 und 26 (F i g. 10) in eine kreisrunde Querschnittsform gebracht; dabei bildet das erste Faserbündel 22 den zylindrischen Kern von Vm Zoll (2,06 mm) Durchmesser, während das zweite und dritte Faserbündel 24 und 26 als konzentrischer Ring von Ve Zoll (3,3 mm) Außendurchmesser das erste Faserbünde! 22 umschließen. Die das sichtbare Licht aufnehmenden Fasern des dritten Faserbündels 26 und das sichtbare Licht übertragenden Fasern 24b des zweiten Faserbündels 24 werden willkürlich zusammengelegt, zu Anfang durch eine zylindrische Mittelbohrung 52 des Schaftes 42 hindurchgeführt und dann durch eine öffnung 54 des Lichtschalters hinausgelegt. Die übrigen optischen Faserbündel 22 und 24a werden durch die Mittelbohrung 52 aus dem vorderen, geschraubten Ende des Schaftes 42 hinausgeführt. Danach werden sie an einer vorderen öffnung 76 der Mittelbohrung 52 (F i g. 4) befestigt. Die Spitze 14 wird durch eine Linse 56 abgedeckt, die dort fest verankert sein kann.

Im normalen Betrieb emittiert das ringförmige Faserbündel 24a (Fi g. 10) einen ringartigen, sichtbaren Lichtstrahl, der aus einer zylindrischen Mittelöffnung 58 am vorderen Ende der Spitze 14 konzentrisch zur Längsachse 40 des Lichtfaserstiftes 10 austritt. Wenn das vordere Ende der Spitze 14 gegen den Implosionsschutzschirm der Röhre gedrückt wird, bewegt sich das Rohr !2 entgegen der Vorspannung der Ft-iicr »4 n^h

vorn, bis die Schulter 48 mit der Rückfläche 50 in Berührung kommt. Vor diesem Zeitpunkt trifft jedoch das sichtbare Licht, das von den Fasern 246 des zweiten Faserbündels 24 innerhalb der öffnung 54 emittiert wird, auf einen scheibenförmigen Lichtabsorber 60 auf, der dort angekittet ist. Da dieser Lichtabsorber 60 normalerweise das Licht abfängt, das von den Fasern 24b des zweiten Faserbündels 24 emittiert wird, wird es nicht in die das sichtbare Licht aufnehmenden Fasern des dritten Faserbündels 26 in der öffnung 54 reflektiert. Wenn aber das Rohr 12 nach vorn in Richtung des Röhrenschirms gedrückt wird, wird eine Feder 62 unter der Führung einer Schulter 64 des Rohres 12 mit ihrer Spitze 66 nach unten getrieben, wodurch der von den Fasern 24b übertragene, sichtbare ■ Lichtstrahl in die Fasern des aufnehmenden Faserbündels 26 reflektiert wird.

Das Vorderende des zylindrischen Schaftes 42 wird mit einer Madenschraube 68 an der Spitze 14 festgemacht, worauf sich das Rohr 12 frei um seine innere Einrichtung drehen kann, so daß ihm keine mechanischen Beanspruchungen in Drehrichtung zuteil werden.

Die Fi g. 3 ist eine Seitenansicht des Schaftes 42 nach Fig.2, der einen kreisförmigen Querschnitt mit Ausnahme in demjenigen Bereich aufweist, in dem an einer kreisförmigen Rille 70 und ebenen Fläche 72 die Feder 62 unter Druck festgehalten wird.

Die F i g. 4 ist ein Querschnitt durch den Schaft 42 der F i g. 3 in der Linie 4-4, d. h. der horizontalen Längsachse 40. Der Schaft 42 enthält die Mittelbohrung 52 mit einem Durchmesser von V32 Zoll (3,97 mm) und verjüngt sich nach vorn auf einen Durchmesser 76, z. B. von Ve Zoll (3,18 mm), damit das erste Faserbündel 22 und das umgebende Faserbündel 24a bündig aufgenommen werden; eine Verlängerung 78 umfaßt alle drei Faserbündel 22, 24 und 26 und ihren Schutzschlauch 18. Die öffnung 54 des Lichtschalters hat z. B. einen Durchmesser von 0,098 Zoll (2,5 mm), wobei ihr Loch unter einem Winkel von 7,5° gegenüber der Längsachse 40 geneigt ist, um ein Faserbündel von V32Z0II (2,38 mm) Außendurchmesser aufnehmen zu können, das aus der einen Hälfte 246 des das sichtbare Licht übertragenden Faserbündels 24 und dem das sichtbare Licht aufnehmenden Faserbündel 26 gebildet ist.

In den F i g. 5 bis 8 sind die betreffenden Querschnitte des Schaftes 42 senkrecht zur Längsachse 40 an den entsprechend numerierten Linien der F i g. 3 gezeigt. Diese Querschnitte geben die Lage der Öffnung 54 des Lichtschalters bezüglich der Mittelbohrung 52 und dem äußeren Umriß des Schaftes 42 an.

Die F i g. 9a bis 9c zeigen Projektionen der Feder 62 des Lichtschalters in Fig. 2, die vorzugsweise aus einer 0,003ZoIl (0,076 mm) dicken Beryllium-Kupfer-Legierung ausgebildet ist Sie besitzt zwei Flügel 80 und 82, die teilweise kreisförmig konstruiert sind, damit sie unter Kompression in die Rille 70 des Schaftes 42 passen, und eine gekrüminte Lippe 66, die vorzugsweise auf ihren beiden Seiten mit einer weißen Farbe bestrichen ist, um ihre reflektierenden Eigenschaften zu begünstigen.

In Fig. 10 ist das System des Lichtfaserstiftes in Blockdarstellung wiedergegeben. Während des Arbeitsablaufes strahlt die Quelle 32 normalerweise sichtbares Licht in das Faserbündel 24a hinein, das einen ringartigen Lichtkreis durch einen durchsichtigen Implosionsschutzschirm 90 auf eine Stirnfläche 92 der Kathodenstrahlröhre 96 projiziert, die in einem Block 94 angegeben ist. Wenn die Spitze 14 des Lichtfaserstif tes 10 gegen den Implosionsschutzschirm 90 gedrück wird, bewegt sich das Rohr 12 in seine vorden Anschlagslage an der Rückfläche 50 der Spitze 14, unc das erste Faserbündel 22 nimmt das von einen Leuchtstoff 98 der Kathodenstrahlröhre mit ziemlicl hoher Frequenz emittierte Licht auf, der einen Überzuj auf der Innenseite 96 der Kathodenstrahlröhre bilde! Bei der Zeichnung eines Linienstückes auf de Stirnfläche 92 der Kathodenstrahlröhre % nimmt da erste Faserbündel 22 innerhalb des ringförmiger Lichtkreises einen Lichtimpuls wahr, der zum Detektoi 30 für das Licht der Kathodenstrahlröhre gelangt. Eir datenverarbeitendes System 100 legt auf der Stirnfläche 92 elektronisch die genaue Position fest, die sicr innerhalb des interessierenden, vom Lichtkreis definierten Bereiches befindet. Gleichzeitig reflektiert eir Schalter 102 für das sichtbare Licht, der von der Feder 62 gebildet ist, das vom Faserbündel 246 übertragen Licht über dnr; dritte Faserbündel 26 zum Detektor 34 des sichtbaren Lichtes zurück. Der letztere prägt dann das entsprechende Signal dem datenverarbeitenden System 100 auf, wodurch ein Funktionssignal für ein Unterbrechung erzeugt wird, das dem Bedienenden eine Abänderung der Zeichen innerhalb des interessierenden Bereiches gestattet.

Der Lichtfaserstift gemäß der Erfindung enthält (a ein optisches Faserbündel zur Übertragung eine ringartigen Lichtkreises auf die Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre, um den Lichtfaserstift genau auf den interessierenden Bereich einzustellen, und (b) einen Schalter für das sichtbare Licht, um das benötigt Funktionssignal für die Unterbrechung zu erzeugen, damit der Bedienende alle notwendigen Operationen mit einer einzigen Hand ausführen kann und seini andere Hand für weitere notwendige Operationen zu Verfugung hat, ohne daß er eine Funktionstaste einei zugehörigen Steuereinheit zu betätigen braucht.

Abschließend seien einige Eigenschaften der Kompo nenten des Lichtfaserstiftes 10 im einzelnen zusammen gestellt:

Der Schaft 42 und die Spitze 14 bestehen au Polycarbonat, einem thermoplastischen Kunststoff, de durch Umsetzung von 4,4'-DioxydiphenylaIkanen mi Phosgen oder durch Umestern von Dioxy-Verbindungen mit Kohlensäurediestern erhalten ist. Die optischen Faserbündel 22, 24 und 26 sind Glasfasern von 0,002 + 0,0002ZoIl (0,051 ±0,0051 mm) Durchmesser. Der Detektor 30 für das Licht der Kathodenstrahlröhre ist eine Photodiode und der Detektor 34 für dai sichtbare Licht eine Photoleiterzelle. Die Linse 56 is zweifach konvex.

Zuvor ist ein Lichtfaserstift für einen Bedienenden der Kathodenstrahlröhre eines datenverarbeitenden Systems erläutert. Er enthält zwei optische Faserbünde ein erster Kreis von Fasern tastet das Licht de: Kathodenstrahlröhre ab, das im Schirmbereich an de: Stirnfläche emittiert wird, und ein zweiter Ring aus Fasern, der konzentrisch zum ersten Kreis von Fasern angeordnet ist, wirft auf den Schirm einen sichtbare! Lichtring, der den Schirmbereich umschließt Dei projizierte Lichtring erleichtert die Identifizierung de: gewünschten Zeichens, wenn der Lichtfaserstift de Schirmbereich anvisiert Zusätzlich ist innerhalb de: Lichtfaserstiftes ein Lichtschalter vorgesehen, der ei Funktionssignal zur Unterbrechung einleitet, das dem Bedienenden die Möglichkeit gibt, innerhalb des Schirmbereiches das Zeichen abzuändern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lichtfaserstift zum Zusammenwirken mit einem eine Kathodenstrahlröhre enthaltenden Bildschirmgerät, auf dessen Bildschirm die von einem datenverarbeitenden System gelieferten Zeichen dargestellt werden, mit zumindest einem optischen Faserbündel, das das Bild eines ausgewählten Schirmbereiches aufnimmt und zu einem Detektor für das Licht der Kathodenstrahlröhre leitet, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres optisches Faserbündel (24a) am äußeren Ende des Lichtfaserstiftes (10) als konzentrischer Ring um das erste Faserbündel (22) herum angeordnet ist und am anderen Ende mit einer Lichtquelle (32) derart zusammenwirkt, daß ein Lichtring auf den Schirm geworfen wird, der den ausgewählten Schirmbereich umgibt

2. Lichtfaserstifl nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ende der beiden optischen Faserbündel (22 und 24a) eine Linse (56) angeordnet ist, die ein Bild des Schirmbereiches auf das erste in der Mitte befindliche Faserbündel (22) und umgekehrt den aus dem Ende des zweiten Faserbündels (24a) austretenden Lichtring auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre (96) wirft

3. Lichtfaserstift nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Vorspannung einer Feder (44) stehende Spitze (14) des Lichtfaserstiftes (10) mit einem optischen Schalter (62; 102) gekuppelt ist, der eine Unterbrechung im datenverarbeitenden System (100) bewirkt, während die Spitze (14) gegen die Stirnfläche (90) des Bildschirmes der Kathodenstrahlröhre (96) gedrückt ist

4. Lichtfaserstift nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes optisches Faserbündel (26) mit einem Detektor (34) für sichtbares Licht gekoppelt ist und neben einigen Fasern (24b) des zweiten Faserbündels (24) am optischen Schalter (62; 102) endigt, und daß die Enden der Fasern (24b) und des dritten Faserbündels (26) gemeinsam einer lichtabsorbierenden Fläche (60) gegenüberstehen, die von einer lichtreflektierenden Fläche (66) derart abdeckbar ist, daß die letztere (66) den Enden der Fasern (24b) und des dritten Faserbündels (26) gegenübersteht während die Spitze (14) gegen die Stirnfläche (90) des Bildschirmes der Kathodenstrahlröhre (96) gedruckt ist.

5. Lichtfaserstift nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die lichtreflektierende Fläche (66) an der Spitze einer Feder des optischen Schalters (62) vorgesehen ist, die normalerweise von den Enden der Fasern (24b) und des dritten Faserbündels (26) weggespannt ist und nur beim Andrücken der Spitze (14) gegen die Stirnfläche (90) des Bildschirmes der Kathodenstrahlröhre (96) den Enden der Fasern (246,} und des dritten Faserbündels (26) gegenübergestellt ist

6. Lichtfaserstift nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ein äußeres Rohr (12) des Lichtfaserstiftes (10) um die inneren Teile des Lichtfaserstiftes (10) und die optischen Faserbündel (22, 24, 26^ frei drehbar ist, so daß auf die letzteren keine mechanischen Beanspruchungen übertragbar sind.

Die Erfindung betrifft einen Lichtfaserstift zum Zusammenwirken mit einem eine Kathodenstrahlröhre enthaltenden Bildschirmgerät auf dessen Bildschirm die von einem datenverarbeitenden System gelieferten S Zeichen dargestellt werden, mit zumindest einem optischen Faserbündel, das das Bild eines ausgewählton Schirmbereiches aufnimmt und zu einem Detektor für das Licht der Kathodenstrahlröhre leitet

Ein derartiger Lichtfaserstift wird vorzugsweise vom

ίο Bedienenden einer elektronischen, datenverarbeitenden Vorrichtung benutzt die Texte aus alphanumerischen Zeichen über den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre ausgibt; mit Hilfe des Lichtfa^erstiftes wird der Bedienende in die Lage versetzt je nach Wunsch

IS ausgewählte Zeichen innerhalb des Textes zu löschen und gegebenenfalls durch neue, von Hand eingesetzte Zeichen zu ersetzen.

Bei den bekannten Lichtfaserstiften dieser Art, von denen z.B. einer in der USA-Patentschrift 34 98 692 erläutert ist, ist ein optisches Faserbündel zur Ableitung desjenigen Lichts vorgesehen, das von der Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre zu einem entsprechenden Lichtdetektor hin emittiert wird, damit ausgewählte Zeichen innerhalb eines Schirmbereiches identifiziert werden können. Das aus dem optischen Faserbündel austretende Licht wird ständig im Lichtfaserstift blockiert, wenn nicht die Spitze des Lichtfaserstiftes im Schirmbereich gegen die Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre mit dem Implosionsschutzschirm gedrückt wird. Wegen der Dicke des Implosionsschutzschirmes treten parallaktische Effekte auf, die dem Bedienenden Schwierigkeiten bereiten, um den Lichtfaserstift genau auf den gewünschten Schirmbereich auszurichten; hierbei werden fehlerhafte Wirkungen an den Zeichen, die vom Lichtfaserstift wahrgenommen werden, im Schirmbereich hervorgerufen.

Um nicht nur eine einzige Intensitäts-Information von einem Lichtfleck auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mit Hilfe des Lichtfaserstiftes abzugreifen, ist in der USA-Patentschrift 35 05 666 ein Lichtfaserstift erläutert, bei dem vier Photosensoren, deren Mittelpunkte in den Ecken eines Quadrates angeordnet sind, und die sich an ihren Rändern gegenseitig berühren, das betreffende Linienstück oder Zeichen wahrnehmen und das Licht über je ein nachgeschaltetes Faserbündel, also durch insgesamt vier Lichtleiter zu den Photodetektoren übertragen, die dementsprechend vier Signale in eine elektrische Schaltung zur Auswertung einführen. Aus diesen vier elektrischen Signalen lassen sich weitere Informationen über die Forin und Lage des leuchtenden Bereiches gewinnen, womit eine weitere Verfeinerung beim Abtasten mit dem Lichtfaserstift erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf optischem Wege dem Bedienenden die Handhabung des Lichtfaserstiftes zu erleichtern, wenn er ihn exakt hinsichtlich eines auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellten Zeichens auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre zu positionieren sucht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein weiteres optisches Faserbündel am äußeren Ende des Lichtfaserstiftes als konzentrischer Ring um das erste Faserbündel herum angeordnet ist und am anderen Ende mit einer Lichtquelle derart zusammenwirkt, daß ein Lichtring auf den Schirm geworfen wird, der den ausgewählten Schirmbereich umgibt.

Mit dem Lichtfaserstift der Erfindung kann der Bedienende den Schirmbereich genau auswählen, wobei die parallaktischen Effekte des lmDlosionsschutzschir-