DE2357596C3 - Vorrichtung zur Umwandlung der Koordinaten eines auf einer Fläche befindlichen Punktes in elektrische Signale - Google Patents

Description

den Abstand (x) von einem elektrischen Leiter Es besteht deshalb der Wunsch und die Notwen-

(2₂) bestimmt, wobei ρ den Abstand zweier be- digkeit, die Koordinatenpositionen, die die graphische nachbarter, nebeneinanderliegender Leiter (2j, 2₂) Information bilden, in die Datenverarbeitungsanlage angibt, V₁ die vom ersten Leiter (2j), v₂ die vom 45 in derselben Weise oder zur selben Zeit einzugeben, zweiten Leiter (2₂) und v₃ die vom dritten Leiter wie die graphischen Informationen auf die Tafel ge-

(2₃) in der Spitze 11 des Abtastgriffels (8) jeweils zeichnet sind. Dies würde Arbeit und Zeit als auch hervorgerufenen Signalpegel bedeuten. die Fehlerquelle wesentlich vermindern. Zur Erfül-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- lung dieser Aufgabe sind verschiedene Vorrichtungen durch gekennzeichnet, daß die Leiter (N) in den 50 entwickelt worden. Beispielsweise beschreibt die US-beiden Koordinatenrichtungen (X, Y) in mehrere Patentschrift 31 34 099 ein Bildschirmgerät, bei dem Blöcke («) zu je gleich vielen Leitern (m) zusam- die Lage eines Abtastgriffels aus der Fortpflanzungsmengefaßt sind und daß zur Koordinatenermitt- zeit von Ultraschallimpulsen bestimmt werden kann, lung zunächst die Hochfrequenzimpulse sequen- die von einem Mikrophon in der Spitze des Abtasttiell jedem Block zugeführt werden und nach 55 griffeis aufgefangen werden und von einer Impuls-Feststellung des Blockes, in dem sich der Abtast- quelle stammen, die rund um die Tafel angeordnet ist. griffel (8) befindet, dann die Leitungen dieses Weiterhin ist in der US-Patentschrift 34 49 516 ein Blockes sequentiell mit den Hochfrequenzimpul- graphisches Eingabesystem beschrieben, bei dem sen abgetastet werden. Dioden in bestimmtem Abstand voneinander ange-

60 ordnet und verbunden sind auf jeder Seite einer Widerstands-Tafel und bei der über die gegenüberste-

henden Dioden elektrische Energie zugeführt wird,

so daß der Abtastgriffel elektrische Potentiale feststellen kann, die proportional zu seiner jeweiligen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Um- 65 Lage sind.

indlung der Koordinaten eines auf einer Fläche Mit diesen bekannten Systemen kann die Lage

Endlichen Punktes in elektrische Signale, wobei des Abtastgriffels simultan in geeignete Signale durch ie Tafel mit mehreren in bestimmtem Muster und eine Steuerschaltung zur selben Zeit umgewandelt

«erden wie ein Zeichner die graphischen Infonna- und von benachbarten !.eitern induzierte Potentiale ionen ink dem Griffel auf die Tafel zeichnet. Die be- speichern und daß eine Berechnungsschaltung vorkannten Systeme haben somit gemeinsame technische gesehen ist, die aus bestimmten, geometrischen Be-Prinzipien, die jedoch noch aufzuzeigende technische Ziehungen entsprechenden Verhältnissen der festgeg«nzen besitzen. Gemeinsam ist diesen Systemen, 5 siellten und gespeicherten Potentiale den Abstand Sj die Position des Griffels aus Werten physika- der Spitze des Abtastgriffels von dem zunächst fest-Üscher Quantitäten berechnet werden, die kontinuier- gestellten Leiter ermittelt, wobei der Abstand kleiner fan ansteigend verteilt sind, wie beispielsweise die als der Abstand zweier direkt benachbarter Leiter jjnrtpflanzungszeit, das elektrische Potential usw. ist.

jLshalb isf«s für die Erreichung einer höheren Auflö- io Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ^unE oder eines größeren Zeichenplalzes notwendig, die Lage der Spitze des Abtastgriffels dadurch fest-Λβ Linearität der Signale zu verbessern und den Si- gestellt, daß zunächst festgehalten wird, welcher be- ^gj.Rauschabsfand der abgetasteten Signale eben- sondere Leiter in den Koordinatenrichtungen das Ms zu verbessern. Um diese Erfordernisse zu erfül- größte Signal in der Spitze des Abtastgriffels ^ve™rlen ist es notwendig, die entsprechenden Komponen- 15 sacht, so daß damit eine grobe Position entsprechend ten wie Signalempfänger, Tafel usw. mit größerer ein- den Abständen der Leiter festgestellt werden kann, fcsitlicher Qualität herzustellen. Da die Verbesserung Danach wird gemäß der erfindungsgemaßen Vornchdes Auflösungsvermögens und die Vergrößerung des tung der genaue Abstand der Spitze des Abtastgnffels Zächenraumes entgegengesetzte Erfordernisse sind, von diesem Leiter bestimmt. Diese Bestimmung wird unterliegen die gleichzeitige Realisierung beider Er- 20 unter Ausnutzung der von der diesem Leiter benachfardernisse technischen Schwierigkeiten, die insbeson- barten Leitern in der Spitze verursachten Signale dere in der Möglichkeit einfacher Herstellung liegen. durchgeführt. Auf diese Weise kann ein wesentlich Eine Lösung dieses Problems ist in der Anordnung höheres Auflösungsvermögen erreicht werden als mit . - Vielzahl von Leitern auf einer Tafel in einer den bekannten Systemen und weiterhin auf einfache Matrixform entsprechend von X- und Y-Achsen zu 25 Weise die gesamte Tafel hergestellt werden, weil der Tehen und der Abtastung der Impulsspannungen, die Abstand zwischen den einzelnen Leitern nicht mehr diesen Leitern sequentiell zugeführt werden. Die Ab- so gering gemacht werden muß, um das notwendige tastung erfolgt durch die Ausnutzung der kapazitiven Auflösungsvermögen dadurch zu erzielen. KoDolung zwischen der Spitze des Abtastgriffds und Da für eine große Zeichenfläche nach wie vor in den Leitern wobei die Lage des Abtastgriffels in 30 beiden Koordinatenrichtungen viele Drahte n°twenffoereinstimmung mit dem Codemuster der festge- dig sind und da es weiterhin erwünscht ist, daß die «teilten Impulse erfolgt. Dieses System ist aus der beim direkten Zeichnen entstehenden Linien und US Patentschrift 33 99 401 bekannt. Die tatsächliche Werte direkt beim Entstehen der Zeichnung scnon Laee des Abtastgriffels wird durch die Ausführung mit ihren Koordinatenwerten aufgenommen,, gespeider Benannten Schritte sowohl für die Gruppe der 35 chert und zur Datenverarbeitungsanlage moglicner- Y und die Gruppe der Y-Achsen-Leiter durch- weise weitergegeben werden soll, ist eine sehr groue «führt die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Abtastgeschwindigkeit notwendig, um die entstehen-Wenn bei diesen bekannten Systemen die notwen- den Positionen aufzunehmen und zu codieren, um dtee Zeichenfläche vergrößert werden muß, so muß die notwendige Zeit zur Abtastung ]eder.^einz<~^lnen df Anzahl der angeordneten Leiter vergrößert wer- 40 Lage der Spitze des Abtastgriffels zu vermindern ist £ Dte Auflösuni dieser Anordnungen hängt von gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfinden'Zwischenräumen zwischen zwei nebeneinander- dungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die^ Lei-Senden Leitern ab. Die Erzielung höherer Auflö- ter in den beiden Koord.natenrichttingenm Blocke 2 erfordert demnach zum einen geringere Ab- gleich vieler Leiter zusammengefaßt smd und daß Se zwischen zwei parallel angeordneten Leitern 45 zur Koordinatenerm.ttlung «nach* di^ HocWre und weiterhin dadurch in sich selbst schmalere und quenzimpulse sequentiell jedem ^^™^^ feinere Leiter. Der geringe Abstand zusätzlich zu der den und nach Feststellung des Block«.™ dem der SSn Dicke der Leiter verursacht sehr große Abtastgriffel steht, dann die Leiter dieses Blockes ScSgkeiten in der Herstellung von Tafeln mit sequentiell mit den Hochfrequenzimpulsen abgetastet einer großen Anzahl parallel zueinander und recht- 5° werden. v„~i„Mnno he-Si! zu diesen angeordneten Leitern. Es ist ins- Die bei der erfindungsgemaßen Vorrichtung be Ä? hiri Bhtll i d Litrn und nutzte Tafel besteht ^^^^^

diesen angeordneten Leitern. Es ist ins Die be

Ä?e schwierig, Bruchstellen in den Leitern und nutzte Tafel besteht Kontaktstellen zwischen den Leitern zu vermeiden dem die Leiter in den

ist -. eine

Sen auf einfache Weise eine größere Zeichen- 6. tastgriitels durch von ,hmfe stgeste HlePow» I* <

K'realisieren zu können und trotzdem die Auf- miltdt De, Abustgnff kann em üblicher Kugel

lösungsmöglichkeil, das Aufliisunesvermögen der schreiber sein, der auch zu ro' «'^c""™' ?™, _s J ,.

Vnich? zu versöhntem sondern vielmehr we- *^»*^ΑΪ ÄÄÄ

ernn.hnwma. bei der Vor- a_s Sd
tiell weniestens drei vom Abtastgriffel festgestellte angebracht, und

es

Abtastgrififel über eine abgeschirmte Leitung mit dem vorgesehen, so daß der Abtastgriffel 8 wie ein üb-

Empfänger und der Auswertschaltung verbunden ist, licher Kugelschreiber über Zeichenpapier 12 geführt

um Rauscheinflüsse und Störeinflüsse zu vermeiden. werden kann und daß die induzierten elektrischen

Im folgenden ist an Hand des in den Figuren dar- Potentiale über einen J>eiter 13 und die Leitung 9

gestellten Ausführungsbeispiels Aufbau und Wir- 5 zum Umsetzblock 10 übertragen weiden können,

kungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher Falls die induzierten elektrischen Signale niedrigen

erläutert. Im einzelnen zeigt Pegel aufweisen, kann ein Vorverstärker im Abtast-

F i g. 1 schematisch das Blockdiagramm einer gra- griffel 8 eingebaut sein. Bei Benutzung kann mit dem

phischen Eingabevorrichtung in der die Erfindung AbtastgriSel ein auf dem Zeichenpapier 12 bereits

realisiert ist, ¹⁰ vorhandenes Muster nachgefahren werden, es kann

F i g. 2 einen Schnitt durch die mit der Erfindung aber auch direkt auf dieses Zeichenpapier gezeichnet

verwendete Tafel, wie sie in F i g. 1 gezeigt ist, werden. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung

F i g. 3 einen Schnitt durch die Tafel und die Be- ist aber nicht auf diese Anwendungen beschränkt.

Ziehung zwischen drei benachbarten Leitern einer Beispielsweise kann die Tafel 1 aus transparentem di-

Richtung und die Zuordnung dieser Leiter zu dem 15 elektrischem Material bestehen und direkt vor den

darüber befindlichen Abtastgriffel, um somit die prm- Bildschirm eines Bildschirmgerätes angeordnet wer-

zipielle Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrich- den, so daß mit der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 die

tung besser erläutern zu können, auf dem Bildschirm erscheinenden Muster nachge-

F i g. 4 schematisch die Aufteilung der Leiter in fahren werden können und somit diese graphische

Blöcke von einzelnen Leitungen, ao Information aufgenommen werden kann.

Fig. 5 ein Zeitdiagramm der vorgesehenen Me- An Hand der Fig. 3 wird nun die Positionsfest-

thode, stellung gemäß der Erfindung näher erläutert. Da

F i g. 6 schematisch die elektrischen Schaltkreise, dieselbe Methode für die Feststellung sowohl der X-

die vorgesehen und verwendet werden und als auch der Y-Koordinate gilt, wird im folgenden die

F i g. 7 schematisch das Blockdiagramm eines Teils 25 Erklärung nur für eine Gruppe der Leiter gegeben,

der in F i g. 6 dargestellten Schaltung in größeren Wie in F i g. 3 dargestellt, besteht eine elektrische

Einzelheiten, nämlich die Berechnungsschaltung. Kapazität zwischen den y-Leitern 2_V 2₂, 2₃ usw., die

Fig. 1 zeigt schematisch an einem Blockdiagramm in die Tafel 1 eingebettet sind und der Metallspitze

ein graphisches Eingabesystem, in dem die vorlie- 11 des Abtastgriffels 8, der auf dem Zeichenpapiei

gende Erfindung in geeigneter Weise angewendet 30 12 plaziert ist. Den Y-Leitern zugeführte Hochfre-

wird. Eine Tafel 1 besteht aus dielektrisch isolieren- quenzimpulse induzieren demnach elektrische Ladun-

dem Material wie beispielsweise Plastik, Glas oder gen in der Spitze 11. Die Veränderungen der elek-

ähnlichem Material. In diese Tafel 1 ist eine Matrix trischen Potentiale werden der Umsetzschaltung 10

von vielen Leitern 2 und 3, jeweils voneinander iso- zugeführt. Die Intensität ν der festgestellten Signale

liert, eingebettet. F i g. 2 zeigt in der Querschnittsan- 35 nimmt mit der Zunahme des Abstandes d zwischen

sieht die rechtwinklige Anordnung der Leiter 2 in den Leitern 2 und der Spitze ab. Diese Beziehung

Y-Richtung und der Leiter 3 in X-Richtung. Die Lei- kann in etwa durch folgende Formel angegeber

ter sind, wie die F i g. 3 erkennen läßt, jeweils durch werden:

einen Abstand ρ voneinander getrennt. Eine derart 0

hergestellte Tafel 1 ist nicht direkt Gegenstand der 4° v= -^-. (1)

vorliegenden Erfindung und kann leicht durch Benut- "°

zung konventioneller Herstellungstechnik für ge- wobei σ und β Konstanten sind,

druckte Schaltungen oder gemäß anderer Techniken Wenn die Konstanten α und β bekannt sind, kanu

hergestellt werden. der Abstand d aus der Intensität ν der Signale be-

Die einen Enden der Leiter 2 und 3 sind über 45 rechnet werden. Es ist offensichtlich, daß die Posi-Kontaktstücke 4 und Leitungen 5 mit einer Treiber- tion der Spitze aus den Abständen zu je zwei Leischaltung 7 verbunden, die innerhalb einer Steuer- tern, beispielsweise J₁ und d_s in Fig. 3, berechne schaltung 6 angeordnet ist. Die anderen Enden der werden kann. Die Position der Spitze 11 des Abtast-Leitungen sind mit der charakteristischen Leitungs- griffeis 8 kann durch die Messung der Signale V₁ inimpedanz oder mit Dämpfungsgliedern abgeschlos- 50 duziert in der Spitze 11 durch den Hochfrequenzim sen, um Reflexionen der zugeführten Hochfrequenz- puls, der dem Leiter 2, zugeführt ist, und dem Signa impulse zu vermeiden. Die Einzelheiten der Treiber- v₂, induziert durch den Impuls derselben Intensität schaltung 7 werden später näher erläutert, es sei je- zugeführt zum Leiter 2₂. Die Abstände d. und d, doch hier so viel gesagt, daß sie eine Serie von Hoch- können dann entsprechend der Gleichung (1) berech' frequenzimpulsen erzeugt, die zur Bestimmung der 55 net werden. Diese Methode ist jedoch aus praktischer X- und Y-Koordinatcn des Abtaststiftes 8 notwen- Gründen, die noch näher erläutert werden, nicht an dig sind, der auf die Fläche der Tafel 1 aufgesetzt ist wendbar.

und diese Hochfrequenzimpulse den entsprechenden Der Wert der Konstante β in Gleichung (1) ander

Leitern 2 und 3 sequentiell zuführt. sich sowohl mit den Intensitätsänderungen der der

Der Abtastgriffel 8 für die Feststellung der Positio- 60 Leitern zugeführten Hochfrequenzimpulse als aucl

nen kontaktiert die Fläche der Tafel 1 und stellt elek- mit der dielektrischen Konstante des benutzten Zei

trische Potentiale fest, die in seiner Spitze 11 durch chenpapiers 12. Weiterhin ist der Wert von β selbs

die Hochfrequenzsignale induziert werden, welche dann nicht konstant, wenn das Zeichenpapier da;

den Leitern 2 und 3 zugeführt werden. Der Abtast- gleiche ist, dies liegt in der mechanischen Ungenauig

griffel 8 überträgt diese elektrischen Potentiale zu 6₅ keit, der Inhomogenität des Materials und anderer

einer Umsetzschaltung 10 über eine abgeschirmte Lei- Gründen. Dies würde dazu führen, daß mit diese;

tung 9. Wie im Detail in F i g. 3 dargestellt ist, ist an Berechnungsmethode für die Abstände d, und d_z au:

der Spitze des Abtastgriffels 8 eine Metallspitze 11 den zwei Signalwerten V₁ und v₂, der Wert von /

jeweils unter Berücksichtigung der obengenannten Faktoren, wie z. B. Art des Zeichenpapiers, Lage des Abtastgriffels auf der Tafel, Intensitätsänderung der Impulse usw. berechnet werden muß. Durch diese notwendige Kompensation und Berücksichtigung der Änderungen des Wertes von β ist praktisch ungeeignet und würde die Konstruktion einer derartigen Vorrichtung kompliziert machen.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird demgegenüber die Lage des Abtastgriffels berechnet auf Grund der Verhältnisse V₁Iv₂ und v₂/v., der induzierten Signale. In diesem Falle sind die Verhältnisse unabhängig vom Wert ß, und sie sind fast überhaupt nicht mehr von den Änderungen der genannten Faktoren abhängig. Aus der Geometrie, wie sie in Fi g. 3 aufgezeigt ist, ergibt sich für den Abstand χ vom Leiter 2₂ folgender Wert:

_x = L

^I^ZIL· ₍2)
₃/dv)² — 1}

wobei ρ den Abstand zwischen den entsprechenden Y-Leitern, χ den horizontalen Abstand zwischen der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 und dem nächsten Leiter 2₂ darstellt, die Abstände zwischen der Spitze 11 und den Leitern Z₁, 2₂ und 2₃ durch die Bezeichnungen d_v d₂ und d., angegeben werden. Aus der Gleichung (1)" werden die folgenden Beziehungen abgeleitet:

V₂Zv₁ = {djd₂y (3)

wobei V₁, v₂ und v₃ die entsprechenden Intensitäten der elektrischen Potentiale sind, die von den Hochfrequenzimpulsen in der Spitze 11 induziert werden, wenn die Hochfrequenzimpulse den Y-Leitern 2,, 2₂ und 2₃ zugeführt werden. Wenn weiterhin angenommen wird, daß der Wert für λ gleich 1 ist, dann wird aus den vorhergehenden Gleichungen die folgende Gleichung erhalten:

χ =

v₁)²-1}+

(5)

Aus der Gleichung (5) wird der Wert χ abgeleitet und ist dabei nur auf Grund der Verhältnisse zwischen den drei Signalen berechnet. Da der Wert für ρ vorbekannt ist, ist der Wert χ einfach dann zu ermitteln.

Um die letztlich gültige Koordinatenposition der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 zu erhalten, ist es notwendig, die Koordinatenlage des Y-Leiters 2₂ festzustellen und dann den horizontalen Abstand χ von diesem Leiter 2₂ entsprechend der Gleichung (5) zu ermitteln. Deswegen erfolgt eine sequentielle Speicherung der festgestellten Signale, wobei diese Speicherung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die synchron mit der Geschwindigkeit der den Leitern zugeführten Impulsen ist. Eine bestimmte Anzahl der festgestellten und gespeicherten Intensitätspegel wird sequentiell miteinander verglichen, wobei es sich in diesem Fall um drei Pegel handelt, um den maximalen Pegel festzustellen und dann die Berechnung entsprechend der Gleichung (5) durchzuführen. Diejenige Leitung, die der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 am nächsten ist, wird dadurch festgestellt, daß ein Zähler jeweils um 1 weitergezählt wird und damit jeweils einem weiteren Leiter der Impulse zugeführt werden und dann bei Feststellung des maximalen gespeicherten Signalwertes dieser Zähler angehalten wird und der Zählerstand festgehalten wird. Diese einzelnen Funktionen werden im Umsetzblock 10 durchgeführt, der im einzelnen noch näher erläutert wird. Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist der horizontale Abstand χ durch das Verhältnis von drei Signalen festgestellt worden. Es ist offensichtlich, daß

ίο dieser Wert χ auch auf dem Verhältnis von mehr Signalen gemäß einem ähnlichen Prinzip erhalten werden kann. Es ist weiterhin klar, daß die genannten Beziehungen auch dann anwendbar sind, wenn die Tafel 1 und das Zeichenpapier 12 verschiedene dielektrische Konstanten haben und daß in der Praxis die durch die Gleichung (1) angegebene Beziehung genügend genau ist. Der tatsächliche Wert der Konstanten λ kann experimentell ermittelt werden.
Wie sich klar aus der vorstehenden Beschreibung

ao ergibt, werden mögliche Fehler bei der Positionsbestimung auf Grund mangelnder Gleichförmigkeit in der mechanischen Struktur der Tafel, dem Material des Zeichenpapiers und anderer Faktoren, durch die Berechnung des Abstandest zwischen der Spitzeil des Abtastgriffels 8 und dem dazu nächsten Leiter vermieden, basierend auf den Verhältnissen der Signale, die von diesem Leiter und seinen auf beiden Seiten direkt benachbarten Leitern erhalten werden. Diese Methode hat zwei wesentliche Vorteile, einer besteht darin, daß die kleinste Auflösung dieses Systems wesentlich kleiner als der Abstand ρ zwischen den entsprechenden Leitern gemacht werden kann. Da die Lage des Abtastgriffels 8 gemäß den obigen Gleichungen festgestellt wird, ist die Auflösung nur durch das Signal-Rauschverhältnis, die Fehler in den Berechnungsschaltkreisen und ähnlichen Sachen beschränkt und wesentlich kleiner als der Wert p. Der andere Vorteil liegt darin, daß die horizontale Lage des Abtastgriffels unabhängig von den Veränderungen in der Aufwärts- und Abwärtsbewegung entsprechend der Lage h des Abtastgriffels 8 gemäß F i g. 3 ist. Die Höhe des Abtastgriffels 8 kann entsprechend der Dicke des Zeichenpapiers, der Unregelmäßigkeiten in der Form der Tafel, dem Schreibdruck und anderen Faktoren variieren, weil gemäß der vorliegenden Erfindung die Berechnung des Abstandes χ von einem Leiter unabhängig von dieser Höhenabweichung ist.

An Hand der F i g. 4 und 5 soll ein anderes wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung im nachfolgenden näher erläutert werden. Ml· diesem Merkmal wird die notwendige Zeit, die fiii die Lagefeststellung notwendig ist, wesentlicl reduziert.

Bei manchen Anwendungen wird das graphischi Eingabesystem für die Eingabe einer Reihe voi Koordinatenlagen benutzt, die bei der kontinuier liehen Bewegung des Abtastgriffels entstehen. In die sem Falle werden beispielsweise die Signale sofoi

dann der Datenverarbeitungsanlage zugeführt, wem der Zeichner sie auf der Tafel aufzeichnet. In dieser Falle ist es für die notwendige Genauigkeit erfordei Hch, daß die Koordinatenpositions-Angaben mit eine Geschwindigkeit von etwa 200 Punkten/Minute ein gegeben werden müssen. Falls die Abtastgeschwin digkeit für die Koordinatenpositionen, also auch di Berechnungsgeschwindigkeit, darunterliegt, könne Fehler in der Erkennung der Koordinatenpositione

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entstehen und die Zwischenräume zwischen den einzelnen Koordinatenpositionen größer werden, wobei es schwierig wird, das eingegebene Muster nachher wieder darzustellen. Relativ hohe Geschwindigkeiten in den Berechnungsschaltkreisen sind auf Grund des heutigen Standes der Technik in der elektronischen Schaltkreislechnologie ohne weiteres erzielbar. Es ist jedoch notwendig, für die Verbesserung der Genauigkeil die Abtastgeschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Koordinatenpositionen festgestellt werden. Bei einem konventionellen System mit einer Tafel 1, in der viele X- und F-Leiter angeordnet sind, werden die Hochfrequenzimpulse sequentiell den Leitern einer Koordinatennchtung m.t einem Zeitabstand von r zugeführt. Wenn/V Leiterin jeder Koordinatenrichtung vorhanden sind und eine Feststellung der ffTi ^y-_f ^K.^o°^rd'^natenPf^ltl0n.^du[^ch.^den Abtastgriffel 8 erfolgt, darm ,st maximal eine ZeU von ?ηί ι t ft" ^beispieL^sweis ₄ ^{e die} ™^d d^? Ρπΐϊ" ^aufwe£\^Wie '" ^F'g-⁴ dargestellt, ao

20 KHz) aufweisen, erfordert dies 20 msec maximal,

ZSEn n-f h ^^^-^rdmatenposmon festzustellen. Dies beschrankt die Zeichnungsgeschw.ndigkeit wesentlich, oder es vermindert die Genauig- _a5

Si^{der FeStStellUng Und Wieder}§^{abe der} Mnster

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems wird zur Lösung dieses Problems die Anzahlt der Leiter die in /und y-Richtung angeordnet sind, in π Blocke von m Leitem und zwei Stufen der Abtastung eingeteilt. Es werden zur Feststellung der Lage des Abtastgriffels 8 die Blöcke und die einzelnen Leitungen innerhalb der Blöcke sequentiell abgetastet. Während der Blockabtastung werden die Leiter in der entsprechenden Koordinatenrichtung sequentiell Block für Block mit den Hochfrequenzsi|naten beaufschlagt, und das im Abtastgriflel 8 festgestellte Signal wird⁸ daraufhin geprüft, in welchem Block der Abtastgriffel 8 positioniert ist. Während der Zeilenabtastung, die der Blockabtastung folgt, werden die Leiter innerhalb des festgestellten Blockes sequentiell mit den Hochfrequenzsignalen beaufschlagt, und das vom AbtastgrifTel 8 festgestellte Signal wird zur Feststellung des nächsten Leiters untersucht. Nachdem der nächste Leiter gefunden ist, wird der horizontale Abstand λ-zwischen der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 und diesem nächsten Leiter berechnet, und zwar entsprechend der bereits erwähnten Gleichung (5). ■ ,„

Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel dieser Verhältnisse. Fig. 4 ist eine Tafel 1 mit 200 Leitungen in jeder der Richtungen X und 7 gezeigt. Die Leiter sind in 20 Blöcken zu je 10 Leiter unterteilt. Unter der Annahme von Hochfrequenzimpulsen mit t = 50_tlsec. ist maximal eine Millisekunde notwendig für die Abtastung für die Blöcke in der X- und y-Richtung und 0,5 Millisekunden maximal für die Entscheidung, welcher besondere Leiter innerhalb des ausgewählten Blocks am nächsten zur Spitze 8 des Abtastgriffels 11 ist. In diesem Falle dauert es maximal 3 Millisekunden, um die *- und 7-Koordinatenposition festzustellen, was eine wesentliche Zeitersparnis gegenüber den erwähnten 20 Millisekunden darstellt. Im Beispiel der Fi g. 5 ist eine Millisekunde für die Berechnung vorgesehen, und dementsprechend sind nur 4 Millisekunden insgesamt für die Feststellung und Berechnung eines" KoordinatenpunkU notwendig, so daß in das elektronische Datcnver arbcitungssystem Koordinatenwerte von 250 Punk· ten pro Sekunde eingegeben werden können.

Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispieles

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellf. Da jedoch dir Konstruktion für die X- und Y-Leiter fast identisch ist, wird nur die Beschreibung für die !'-Leiter wie dergegeben.

Fig. 6 zeigt das elektrische Blockdiagramm de: Treiberschaltung 7 und der Umsctzschaltung 10, di( mit einer Tafel 1 zusammenarbeitet, welche 200 Lei ter in 20 Blöcken in der ^-Richtung aufweist, wi< in Fig. 4 dargestellt. Es soll zunächst auf Umsetz schaltung 10 eingegangen werden, nachdem durcl die Steuerschaltung 6 entsprechend der Betätigunj ^d" Schalter am Ablastgriffel 8 die notwendigen Startoperationen vorgenommen wurden und die Treiber ^Schaltun8 ^{7 aktiviert} ist- Die vom Abtastgriffel 8 fest gestellten Signale werden über die abgeschirmte Lei tung 9 einem Verstärker 21 zugeführt Der Ausgang des Verstärkers 21 wird über eine Leitung 24 einen Schalter 26 zugeführt ^»"»b

Es sei daran erinnert, daß die Hochfrequenz»*

Pulsen mit

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Die Hauntfunktin H "ΐ ²\^Γ ^^A M ist de Berechnung η ί" ^Bere,^chnung^sschaltunS ³⁽ Y I i?t« η ⁸ i^orizontalen Abstandes χ vorr

Di s 8^1™™^"?° " - ο'¹" ^AbtastS^riffel J ^iSt Gleichun^Fi? ⁸T ^f ^de^ Perots erwähnter die Sr «2i £ Leiterfcststellung-.chaltung 38

^mZLeZtf?¹*?** ^Wird' ^StelU ^-T"' der A^SSSi W "h ^"f^elle Verg e.chunj

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11 12

und entschieden werden, welcher Leiter der nächste auf der Leitung 37 abgetastet wird. Wenn jedoch das Leiter ist. Um die Genauigkeit der Entscheidung höchste Signa! in einem der Speicherschaltkreise festzu verbessern, ist es günstig, daß der Vergleich nur gestellt wird, dann generiert die Schaltung 38 ein Zudann vorgenommen wird, wenn der Ausgangswert stimnumgssignal, und die Steuerschaltung 6 verurüber einem bestimmten Wert liegt. Es ist gleichfalls 5 sacht das Anhalten des Zeilenzählers. Zu diesem möglich, die Genauigkeit weiterhin dadurch zu ver- Zeitpunkt wird dann gleichzeitig der Inhalt dieses bessern, daß die Anzahl der Speicherschaltkreise über Zählers in das Zeilenzahlrcgister 40 über die Leitung Drei hinaus erhöht wird. Dies macht die Konstruk- 39 eingespeichert. In dem Fall, in dem der dem Abtion jedoch komplizierter. Basierend auf der Ent- tastgriffel 8 nächste Leiter der erste Leiter in einem scheidung, welcher Ausgangspcgel der höchste ist, und io festgestellten Block ist, ist eine gewisse Sonderbeder Feststellung der Pegel vor diesem und nach die- handlung notwendig, die im einzelnen später unter sem höchsten Wert, berechnet dann der Berechnungs- Bezugnahme auf die F i g. 7 beschrieben wird, schaltkreis 30 den horizontalen Abstand A^- von dem In diesem Stadium ist nunmehr die Zahl des y-Leiter, der dem AbtastgrifTel 8 am nächsten ist. Blocks, die Zahl der Leitung innerhalb dieses Blocks Die Berechnungsschaltung 30 wird später noch näher 15 und dann der horizontale Abstand χ festgestellt und erläutert, sie kann jedoch analog oder digital auf- in die verschiedenen zugeordneten Register abgcgebaut sein. In beiden Fällen werden die Berech- speichert. Dadurch kann die A'-Koordinatenlage des nungsergebnisse in ein Koordinatenregister 32 in digi- Abtastgriffels 8 komplett auf Grund der Inhalte der taler Form über oder nicht über einem Anolog- Register als ermittelt angesehen werden. In anderen digital-Konverter 31 gegeben. 20 Worten wird gemäß dem dargestellten Beispiel die

Um die A'-Koordinatenposition des AbtastgrifTels 8 endgültige A'-Koordinatenlage des AbtastgrifTels 8

festzustellen, ist es nicht nur notwendig, den horizon- durch Addieren der Werte der Inhalte des Registers

talen Abstand χ von dem y-Leiter festzustellen, der 36 multipliziert mit 10 p, des Wertes des Inhaltes des

dem Abtastgriffel 8 am nächsten ist, wie bereits dar- Registers 40 multipliziert mit ρ und dem Inhalt des

gelegt, sondern daß parallel dazu festgestellt wird, in 25 Registers 32 ermittelt. Die für diese Addition notwen-

welchem Block dieser y-Leiter liegt und welche Lei- digen Schaltkreise sind in der Zeichnung nicht darge-

tung speziell in diesem Block festgestellt wurde. Dies stellt, sie sind jedoch allgemein bekannt. Nachdem

wird auf folgende Weise ermittelt. Der Blockfeststel- diese beschriebene Operation des Umsetzblockes 10

lungsschaltkreis 33 in F i g. 6 entscheidet, ob oder ob beendet ist und die notwendigen Positionsinforma-

nicht der Abtastgriffel 8 in dem abgestasteten Block 30 tionen in das Datenverarbeitungssystem eingegeben

steht, durch die Prüfung, ob oder ob nicht ein Signal wurden, werden durch ein Rücksetzsignal R von

höher als ein bestimmter Wert in den Speicherschalt- der Steuerschaltung 6 alle genannten Schaltkreise für

kreisen 28 a. 2Sb und 28 c gespeichert ist, während nachfolgende Operation zurückgesetzt,

die K-Leiter Block für Block abgetastet werden. Im folgenden ist Aufbau und Wirkungsweise der

Wenn kein Signalpegel höher ist als ein bestimmter 35 Treiberschaltung 7 näher erläutert,

gespeicherter Wert in irgendeinem der Speicher- Die y-Leiter der Tafel 1 gemäß F i g. 6 sind in

schaltkreise, dann generiert der Blockfeststellungs- Blöcke geteilt, die jeweils m, beispielsweise 10 Leiter

schaltkreis 33 ein negatives Ausgangssignal und ver- enthalten. In der Figur sind nur zwei Blöcke mit den

anlaßt dadurch die" Steuerschaltung 6, daß der Leitern I₁, I₂ 1„, und 2,, 2., ... 2_m dargestellt, in

^-Blockzähler (nicht dargestellt) um eine Position 40 der Praxis jedoch sind η Blöcke vorgesehen, beispielsweitergeschaltet wird, entsprechend diesem nega- weise 20, entsprechend der gesamten Anzahl der tiven Signal, so daß dann der nächste Block durch y-Lciter N gleich n-m. Während der Blockabtastung, Generierung der Blockabtastimpulse über die Leitung wenn nämlich Blockabtastimpulse von der Steuer-34 abgetastet wird. Wenn andererseits ein Signalpegel schaltung 6 über die Leitung 57 zugeführt wird, verhöher als ein bestimmter Wert in einem der Spei- 45 bindet eine Abtaststeucrschaltung 51 einen 20-kHzcherschakkreise gespeichert ist, dann generiert der Generator 52 mit einem Impulsverteiler 53, der sei-Blockfeststellungsschaltkreis 33 ein zustimmendes ncrseits sequentiell die Hochfrequenzimpulse mit den Ausgangssignal, und die Steuerschaltung 6 verursacht, Zeitintervallen τ den Leitungen 54₁₅ S4₂,... 54, entdaß der /-Blockzähler sein Weiterschalten gemäß sprechend der Blockabtastimpulse verteilt. Die Leidiesem Signal beendet und daß dessen Inhalt in ein 5° tung 54, ist mit allen y-Leitern I₁, I₂,... l_m, die in Blockzahlregister 36 über die Leitung 35 eingespei- einem Block vorhanden sind, über Dioden 5S₁, 55,_: chert wird. Bei diesem Punkt nun wird ein Zeilenab- ... 55_ra verbunden, so daß, wenn ein Hochfrequenztastimpuls an Stelle des Blockabtastimpulses auf der impuls der Leitung 54, zugeführt wird, dieses Signa] Leitung 37 generiert, so daß die entsprechenden Lei- auf allen diesen y-Leitern erscheint. In gleichei «er in dem festgestellten Block nunmehr sequentiell 55 Weise werden andere Leitungen 54₂, 54„,.. .54_m vernüt den Hochfrequenzimpulsen beaufschlagt werden bunden, so daß dasselbe Hochfrequenzsignal aul können. allen y-Leitern 2,, 2₂, ... l_m im nächsten Block nacli

Der Zeilenfeststellschaltkreis 38 stellt fest, ob oder der Zeit τ erscheint.

°D nicht das höchste Signal in einem der Speicher- Dementsprechend ist zur Feststellung, m welchen-

schaltkreise vorhanden ist während Y-Leiter se- 60 Block der AbtastgrifTel 8 steht, es nur notwendig

quentiell unter der Kontrolle der Zeilenabtastimpulsc sequentiell Hochfrequenzimpulse den Leitungen 54_S

^gefragt werden. Wenn das höchste Signal in kei- 54.,, ... S4„ von der Impulsverteilschaltung 53 zuzu

"on der Speicherschaltkreise vorhanden ist, dann ge- führen und zu prüfen, ob oder ob nicht ein Signa

neriert die Zeilenfeststellungsschaltung 38 ein nega- oberhalb eines bestimmten Pegelwertes mcnemde,

»•ν« Signal, und der Steucrschaltkrcis 6 verursacht, 6₅ Speicherschaltkreise^ existiert wie bereits im Zu-

Jaß der Y-Zeilenzähler (nicht dargestellt) um eine sammenhang mit der Umsetzschaltung 10 erwähnt

position weitergeschaltet wird und daß dadurch der Wenn kein Signal oberhalb eines bestimmten Pege

nächste y-Leiter mittels eines Zeilenabtastimpulses wertes festgestellt wird, dann w.rd die Impulsverteil·

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schaltung 53 so gesteuert, daß sie einen Hochfre- ist weiterhin offenkundig, daß zu diesen Funktioner

quenzimpuls auf die nächste Leitung gibt. Wenn der der Steuerschaltung dieser Steuerschaltung weitere

Blockfeststellungsschaltkreis 33 einen vorgegebenen Funktionen in gewünschter Weise übertragen werder

Block feststellt, dann veranlaßt die Steuerschaltung 6, können.

daß über die Leitung 37 Zeilenabtastimpulse züge- 5 Berechnungsschaltkreis führt werden und daß der Abtaststeuerschaltkreis 51

den Pulsgenerator 52 entsprechend mit einer Impuls- Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 ist im folgen-

verteilschaltung 56 verbindet. den eine analog aufgebaute Berechnungsschaltunj

Die Pulsverteilschaltung 56 als auch die Pulsver- dargestellt, die entsprechend der Gleichung (5) arbeiteilschaltung 53 führen sequentiell Hochfrequenz- io let. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß der be-

impulse den Y-Leitern I₁, I₂, ... l_m mit dem Ab- nutzte Algorithmus der Gleichung (5) geringfügig

stand von τ zu. Die in einem Block angeordneten umgeformt ist.

m Leiter sind jedoch miteinander über Dioden 57_t, Die in den Speicherschaltkreisen 28 a, 28 b unc 57_O ...57_m) usw. verbunden, so daß der Leiter I₁ 28 c, dargestellt in Fig. 6, gespeicherten SignalpegeS mit dem Leiter I₁ verbunden ist und der Leiter 1„ 15 werden über Leitungen 29 α, 29 b und 29 c Multiplimit dem Leiter 2₂ und daß deshalb der dem Leiter I₁ zierern 60a, 60b und 60c, die in Fig. 7 dargestelli zugeführte Impuls simultan auf dem Leiter I₁ und sind, zugeführt. Die Speicherschaltkreise sind so mitanderen Leitern entsprechend in den anderen Blök- einander verbunden, daß sie eine Speichereinheit des ken erscheint. In anderen Gruppen, wenn ein Hoch- Verschiebetyp? bilden, so daß das jeweils neueste frequenzimpuls einem Leiter zugeführt wird, wird 20 Signal immer im ersten Speicherschaltkreis 28 a abdieser Impuls simultan allen Leitern m + 1, gespeichert wird. Der Einfachheit halber soll ange- 2m + l,...(n — 1) ■ m + 1 zugeführt. nommen sein, daß der neueste Signalpege! v₃ im Es ist deshalb zur Feststellung des Leiters, der Speicherkreis 28 α, der höchste Signalpegel v₂ im dem Abtastgriffel 8 am nächsten steht, notwendig, daß Speicherkreis 28 b und der älteste Signalpegd V₁ im die Pulsverteilungsschaltung 56 veranlaßt wird, se- 25 Speicherkreis 28 c abgespeichert ist. quentiell Hochfrequenzimpulse den entsprechenden Die Multiplizierer 60 c bis 60 c sind derart ge-Leitern in den entsprechenden Blöcken zuzuführen schaltet, daß die zugeführten Werte mit sich selbst und zu entscheiden, ob oder ob nicht der höchste multipliziert werden, so daß an dem Ausgang des Signalpegel in einer der Speicherschaltungen 28 ge- Multiplizierers 60 α das analoge Signal v₂3 erscheint. speichert ist. Wenn kein Maximalsignalpegel ge- 30 am Ausgang des Multiplizierers 60 b das analoge speichert ist, wird die Pulsverteilschaltung 56 durch Signal V₂ ² und am Ausgang des Multiplizierers 60 c den Zeilenabtastimpuls auf der Leitung 37 so ge- das analoge Signal V₂ ¹. Der Ausgang des Multiplisteuert, daß Hochfrequenzimpulse dem nächsten Lei- zierers 60 a ist über eine Leitung 61 mit dem negater zugeführt werden. Wenn der höchste Signalwert tiven Eingang eines Operationsverstärkers 62 und mittels der Zeilenfeststellschaltung 38 festgestellt 35 über eine Leitung 63 mit einem Multiplizierer 64 wird, dann beendet die Steuerschaltung 6 die Opera- verbunden. Der Ausgang des Multiplizierers 60 c isi tion der Treiberschaltung 7 für die y-Leiter und be- über eine Leitung 68 mit dem negativen Eingang ginnt mit einer ähnlichen Abtastoperation für die eines Operationsverstärkers 67 verbunden und gleich-AT-Leiter. zeitig über eine Leitung 69 mit einem Multipli-

Die Dioden 57j, 57₂, ... 57_m in F i g. 6 verhin- 40 zierer 70.

dem, daß die Hochfrequenzimpulse, die der Leitung Die in der Berechnungsschaltung 30 verwendeten 54_S zugeführt werden, auf die Leiter in anderen Operationsverstärker sind kommerziell erhältlich und Blöcken über die .^-Leitungen I₁, 2₂, ... l_m über- von der Art, daß sie algebraische Operationen in tragen werden. Die Dioden SS₁, 5S₂, ... 55_m ver- Übereinstimmung mit der Polarität der Eingangshindern, daß der Hochfrequenzimpuls, der jedem 45 signale durchführen können. Dementsprechend er-F-Leiterlj, I₂, ... l_m zugeführt wird, auf andere scheint am Ausgang des Operationsverstärkers 62 Leiter im selben Block über die Leitung 5A₁ übertra- ein analoges Signal (v₂ ² — Vg⁸), welches dann über eine gen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Hoch- Leitung 71 einem Multiplizierer 70 zugeführt wird, frequenzimpulse einem geeigneten Gleichspannungs- Weiterhin erscheint ein analoges Signal (v₂ ² —V₁ ²J pegel überlagert werden. 50 am Ausgang des Operationsverstärkers 62 und wird Die Pulsverteilerschaltungen 53 und 56 werden dann über eine Leitung 72 einem Multiplizierer 64 durch die Abtaststeuerung 51 gesteuert. Die Abtast- zugeführt. Unter den genannten Voraussetzungen sine steuerschaltung 51 kann aus elektronischen Schaltern die Ausgänge der Operationsverstärker 62 und 61 aufgebaut sein, die selektiv den Pulsgenerator 52 mit beide positiv, was dadurch festgestellt wird, daß dei den Pulsverteilschaltungen 53 und 56 entsprechend 55 Zeilenfeststellschaltkreis 38 festgestellt hat, daß das den Block- und Zeilenabtastsignalen der Steuerschal- Signal v₂ das Signal mit dem höchsten Pegel darstellt Hing 6 verbinden. Andererseits können die Impuls- Am Ausgang des Multiplizierers 64 entsteht ein verteilschaltungen 53 und 56 aus elektronischen analoges Signal v₃ ² (v₂ ² —V₁ ²), welches über eine Lei-Schaltern aufgebaut sein, die sequentiell ihre Lage tung 73 dem positiven Eingang eines Operationsverbzw, ihren Zustand ändern, und zwar jedesmal dann, 60 stärkers 74 zugeführt wird und simultan dazu dem wenn ein Abtastsignal von der Steuerschaltung 6 zu- positiven Eingang eines weiteren Operationsverstärgeführt wird. kers 76 über eine Leitung 75 zugeführt wird. Am Aus-Obwohl die detaillierte Konstruktion der Steuer- gang des Multiplizierers 70 wird ein Signal erzeugt, schaltung 6 nicht im einzelnen dargestellt worden das den Wert v,² (v₂ ² — V₃ ²) darstellt und das dem ist, kann deren Aufbau durch Fachleute aus der bis- 65 negativen Eingang des Operationsverstärkers 74 übei herigen Beschreibung und deren Funktion als auch die Leitung 77 zugeführt wird und gleichzeitig dazu auf Grund der Kenntnis der elektronischen Schalt- einem weiteren positiven Eingang des Operationsverkreistcchnologie ohne weiteres ermittelt werden. Es stärkers 76 über einer Leitung 78. Aus diesem Grunde

¹⁵ 16

wird am Ausgang des Operationsverstärkers 74 ein torenSOa, 90 b und 90 c auch über logische UND-

Signal Schaltungen miteinander verglichen werden, an

{V₃ ²Cv₂ ² — V₁ ²) — V₁ ²Cv₂ ² — v₃ ^a)} ^Stel^le der logischen ODER-Verknüpfungen. In diesem

Falle jedoch ist die für die Blockabtastung notwen-

erzeugt, und dann dem Devidendeneingang einer 5 dige Zeit größer odei die Konstruktion des Systems Teilerschaltung 80 über eine Leitung 79 zugeführt. komplizierter, so daß es wünschenswert ist, eine die-In ähnlicher Weise wird am Ausgang des Operations- ser Arten in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Verstärkers 76 ein Signal Gesamtanlage zu wählen. Weiterhin ist unter der {v₃ ²(v„² -V₁ ²) + Vj²(v_o* — ν ²)} Voraussetzung, daß das neueste abgetastete Signal

³ ίο jeweils in der Speicherschaltung 28a abgespeichert

erzeugt und dann den Devisoreingang der Teiler- ist, es nicht notwendig, die Pegeldetektoren 906 und

schaltung 80 über eine Leitung 81 zugeführt. Das 90 c vorzusehen.

Teilungsergebnis der Differenz durch die Summe am I_n dem Zeitpunkt, zu dem nach einer abgeschlos-

Ausgang der Teilerschaltung 80 wird dann über eine senen Blockabstastung die entsprechenden Leiter in

Leitung 82 einem Multiplizierer 83 zugeführt und mit i₅ dem festgestellten Block sequentiell abgestastet wer-

der Konstanten p/2 multipliziert, die an dem anderen den, wird die Zeilenfeststellungsschaltung 38 betätigt,

Eingang des Multiplizierers 83 zugeführt wird. welcher Leiter dem Abtastgriffel 8 am nächsten ist.

Der in der Berechnungsschaltung 30 gemäß F i g. 7 Dies wird in der folgenden Weise durchgeführt. Die

benutzte Algorithmus ist der gemäß der Gleichung (5), Signalpegel werden sequentiell in den Speicherschalt-

jedoch in leicht modifizierter Form, es ist jedoch ao kreisen 28 a, 28 b und 28 c gespeichert, und wenn der

offenkundig, daß kein wesentlicher Unterschied zwi- höchste Signalpegel V₂ in der Speicherschaltung 28 b

sehen diesen beiden Algorithmen besteht und daß abgespeichert ist, wie bereits vorher angenommen,

der erhaltene Ausgangswert, d. h. der Ausgang am dann werden die Ausgänge der Operationsverstärker

Multiplizierer 83, den Wert darstellt, der dem Wert χ 62 und 67 positiv und generieren einen Signalpegel

entsprechend der Gleichung (5) entspricht. Da das 25 oberhalb eines bestimmten Wertes. Dieser Zustand

Ausgangssignal analog ist, wird es über einen Ana- wird durch Pegeldetektoren 103 und 104 festgestellt,

log-Digitalwandler 31, dargestellt in Fig. 6, digitali- die über Leitungen 101 bzw. 102 mit den Operations-

siert und dann in das Koordinatenregister 32 einge- verstärkern 62 bzw. 67 verbunden sind. In anderen

geben und zusammen mit den Inhalten der Register Worten, wenn der Zustand an den entsprechenden

36 und 40 zur Bestimmung der X-Koordinate des 30 Ausgängen der Pegeldetektoren 103 und lOl positiv

Abtastgriffels 8 benutzt und gegebenenfalls in die oder gleich »1« ist, dann zeigt dies an, daß der

elektronische Datenverarbeitungsanlage oder ein höchste Signalpegel v„ im Speicherschaltkreis 28 b

anderes Speichermittel eingegeben. Falls ein Gatter, abgespeichert ist. Aus diesem Grunde werden die

das in F i g. 7 nicht dargestellt ist, zwischen dem Ausgänge dieser Pegeldetektoren während der Zei-

Multiplizierer 83 und dem Analog-Digitalwandler 31 35 lenabtastung über logische UND-Schaltungen in einer

angeordnet ist, und dieses Gatter nur dann betätigt Zeilenfeststellungslogik 105 zusammengeführt, und

wird, wenn ein zustimmendes Signal von der Zeilen- der Ausgang dieser Logik 105 wird der Steuerschal-

feststellungsschaltung 38 vorliegt, dann können Feh- tung 6 über die Leitung 106 zugeführt. Wie dieser

ler in der Arbeitsweise auf Grund unerwünschter Ausgang durch die Steuerschaltung 6 verwertet wird,

Ausgangssignale vermieden werden. 40 wurde bereits beschrieben.

Das Bezugszeichen 33 in F i g. 7 stellt das Block- In den Fällen, in denen der Abtastgriffel 8 nahe schaltbild der mit derselben Bezugsziffer in F i g. 6 zwischenliegenden Leitern, d. h. nicht dem ersten dargestellten Schaltung dar. In der Blockabtastweise, und nicht dem letzten Leiter in einem festgestellten wenn den y-Leitern des abgetasteten Blocks simul- Block liegt, dann arbeitet die Zeilenfeststellungstan Hochfrequenzimpulse zugeführt werden und wenn 45 schaltung 38 erfolgreich wie beschrieben. Wenn jeder Abtastgriffel 8 in dem abgetasteten Block steht, doch der Abtastgriffel nahe dem ersten oder dem sind in den Speicherschaltkreisen 28 a, 28 b und 28 c letzten Leiter in einem festgestellten Block liegt, wer-Potentialwerte gespeichert, die oberhalb eines be- den positive Ausgangswerte oberhalb eines bestimmstimmten Pegels liegen. Pegeldetektoren 90 a, 90 b ten Wertes nicht gleichzeitig von den entsprechenden und 90 c sind zur Erkennung solcher Pegel oberhalb 50 Operationsverstärkern 6it und 67 zugeführt. Das bestimmter Werte vorgesehen, um dadurch den Block heißt, daß kein effektives Zustimmungssignal von der festzustellen, in dem der Abtastgriffel 8 vorhanden Zeilenfeststeilungsschaltung 38 festgestellt werden ist. Diese Pegeldetektoren sind mit den Ausgängen kann, selbst dann, wenn die Zeilenabtastoperation 29 a, 29 b und 29 c über die Leitungen 91a, 91b innerhalb eines Blockes vollständig durchgeführt und 91 c entsprechend verbunden. Während der 55 worden ist. Dementsprechend ist in dem Fall, in dem Blockabstastung werden mittels einer Blockfeststel- der Block bereits ermittelt wurde, in dem der Ablungslogik 92 die Ausgänge der Pegeldetektoren 90 a, tastgriffel 8 vorhanden ist, dann jedoch noch nichl 90 b und 90 c über logische ODER-Schaltungen ge- der nächste Leiter in diesem Block festgestellt worprüft, und das Ausgangsergebnis wird über eine Lei- den, so daß wiederum die Zuführung eines Zeilentung 93 der Steuerschaltung 6 zugeführt. Das Block- 60 abtastsignals von der Steuerung 6 erforderlich wird abtastsignal, das der Blockfestslellungslogik 92 züge- um die Zeilenabtastung in diesem Block erneu führt wird, setzt diese Schaltung nur während der durchzuführen.

Blockabtastung in Tätigkeit. Wie der Ausgang der Zu Zwecken der einfacheren Erklärung sei ange

Blockfeststellungsschaltung 33 durch die Steuerschal- nommen, daß der Abtastgriffel 8 am nächsten den

tung 6 ausgenutzt wird, wurde bereits im Zusammen- 65 ersten Leiter I_x im zweiten Block (s. Fig. 6) steht

hang mit der Fig. 6 erläutert. Dann sind die Signalpegel v_m, v_m_, und v_m_₂ in dei

Um die Genauigkeit der logischen Entscheidungen Speicherschaltkreisen 2(1 a, 28 b und 28 c abgespei

zu verbessern, können die Ausgänge der Pegcldetek- chert, wenn die erste Zeilenabtastoperation beende

ist. Es sei bemerkt, daß zu diesem Zeitpunkt entsprechend der in F i g. 6 dargestellten Verbindung der Y-Leiter diese Signalpegel von den Leitern l_m, l_m_j l_m_₂ im ersten Block induziert werden, die relativ näher dem ersten Leiter 2, sind als den anderen entsprechenden Leitern 2_m, 2_m_, und 2„,_₂ im zweiten Block. Wenn dann dementsprechend zu diesem Zeitpunkt die zweite Zeilenabtastoperation gestartet worden ist und der erste Hochfrequenzimpuls zugeführt wird, werden die Signalpegel V₁, v_m, v_m__x in die Speicherschalterkreis 28 a, 286 und 28 c entsprechend eingeschrieben, und wenn dann der zweite Hochfrequenzimpuls zugeführt wird, werden die Signalpegel ν,, V₁ und v_m darin eingeschrieben. Wenn diese Situation damit dann erreicht ist, kann die Zeilenfestsiellungsschaltung 38 ein zustimmendes Ausgangssignal generieren und simultan dazu die Berechnungsschaltung 30 den horizontalen Abstand χ von dem nächsten Leiter entsprechend der gespeicherten Werte berechnen. Die detaillierte Schaltung für diese besondere Operation ist in den Figuren nicht dargestellt, jedoch ist offensichtlich, daß dies einfach und auf Grund der Beschreibung insgesamt möglich ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf vorteilhafte und einfache Weise das Auflösungsvermögen graphischer Schreibtafeln wesentlich über den Abstand der einzelnen Leiter hinaus erhöht werden und außerdem durch die beschriebene Block- und Zeilenabtastung die Geschwindigkeit zur Aufnahme graphischer Informationen wesentlich erhöht werden. Dies führt dann auch dazu, daß durch den größeren möglichen Abstand zwischen den einzelnen Leitern die Herstellung der Zeicher.tafeln wesentlich vereinfacht und verbilligt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Abstand angeordneten Leitern, denen sequentiell Hocblrequenzimpulse zuführbar sind, sowie ein AbPatentansprüche: tastgriffel vorgesehen ist, welcher mit seiner Spitze über die Tafel bzw. umzuwandelnde Punkte führbar

1. Vorrichtung zur Umwandlung der Koordi- 5 ist und der kapazitiv auf Potentialänderungen annaten eines auf einer Fläche befindlichen Punkfes spricht, wenn sich seine Spitze in der Nahe impulsin elektrische Signale, wobei eine Tafel mit meh- führender Leiter befindet, und bei der auf Grund reren in bestimmtem Muster und Abstand ange- dieser kapazitiv vom Attastgnffel ermittelten Signale ordneten Leitern, denen sequentiell Hochfre- sowie auf Grund von die Impulsfortschaltung von quenzimpulse zuführbar sind, sowie ein Abtast- io Leiter zu Leiter festhaltender Register die Koordigriffel vorgesehen ist, welcher mit seiner Spitze natenwerte der Spitze des Abtastgnffels entsprechend über die Tafel bzw. umzuwandelnde Punkte führ- den Abständen von Leiter zu Leiter festgestellt werbar ist und der kapazitiv auf Potentialänderungen den. Diese Vorrichtung ist besonders zur Verwendung anspricht, wenn sich seine Spitze in der Nähe im- bei der direkten Eingabe graphischer Informationen pulsführender Leiter befindet, und bei der auf 15 in einer Datenverarbeitungsanlage geeignet und vorGrund dieser kapazitiv vom Abtastgriffel ermit- gesehen.

teilen Signale sowie auf Grund von die Impuls- Lochkarten, Lochbänder, Eingabetastaturen usw. fortschaltung von Leiter zu Leiter festhaltender sind für die Eingabe von Daten bekannt, die in einer Register die Koordinatenwerte der Spitze des Ab- elektronischen Datenverarbeitungsanlage bearbeitet tastgriffels entsprechend den Abständen von ao werden. Jedoch sind diese Eingabemittel fur die Em-Leiter zu Leiter festgestellt werden, dadurch gäbe graphischer Informationen nicht geeignet. Falls gekennzeichnet, daß Speicherschaltkreise diese Eingabemittel doch benutzt werden, müssen die (28 α, 28 ft, 28 c) vorgesehen sind, die sequentiell Koordinatenpositionen der Striche, Punkte und anwenigstens drei vom Abtastgriffel (8) festgestellte derer Mittel, die die graphische Information bilden, und von benachbarten Leitern (2_lt 2₂, 2₃) indu- a₅ auf die Medien zusammen mit ihrsn Identifizierungszierte Potentiale (v„ v₂, V₃) speichern, und daß codes oder Nummern abgelocht werden und mittels eine Berechnungsschaltung (30) vorgesehen ist, eines Lesegerätes eingelesen werden. In anderen Fäldie aus bestimmten, geometrischen Beziehungen len kann graphische Information durch eine besonentsprechenden Verhältnissen der festgestellten dere Programmsprache dargestellt werden und durch und gespeicherten Potentiale (V₁, v„ V₃) den Ab- 30 einen Computer zur Erzeugung von Koordinatenstand (x) der Spitze (11) des Abtastgriffels (8) Positionen benutzt werden, die die graphische Invon dem zunächst festgestellten Leiter (2₂) ermit- formation darstellen. In beiden Fällen muß die gratelt, wobei der Abstand (x) kleiner als der Ab- phische Information zunächst in das Medium der stand (p) zweier direkt benachbarter Leiter (2₂, Lochkarten oder der Programme übertragen werden 2₃) ist. 35 um somit in das Datenverarbeitungssystem einge-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- geben werden zu können. Für die Eingabe graphikennzeichnet, daß die Berechnungsschaltung (30) scher Informationen, wie sie häufig auf Fertigungsgemäß der Gleichung zeichnungen beispielsweise vorhanden sind, wird

ρ {(v Zv )² — 1} — ((v Zv )² — 1} mit diesen Methoden viel Zeit und Arbeit erforderlich,

^{x =} T TrVHö—ΓΓΤ~7ΓΤ"Τ7—,Τ 4° und es besteht weiterhin eine große Möglichkeit, 2 ((V₂Zv₁)* - 1} + ((V₂Zv₃)² - 1} _Fehler J₁₁J_{1 einzugeben}.