DE2913713A1 - Akustische schreibkombination mit einem schreibinstrument und einer zugeordneten schreibtafel - Google Patents
Akustische schreibkombination mit einem schreibinstrument und einer zugeordneten schreibtafelInfo
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Description
30.1.1979 1 PHN 9Ο86
Akustische Schreibkombination mit einem Schreib instrument
und einer zugeordneten Schreibtafel.
Die Erfindung bezieht sich
auf eine akustische Schreibkombination mit einem Schreibinstruiacnt
und einer zugeordneten Schreibtafel, wobei das
Schreibinstrument mit mindestens einer Ultraschallquelle
5
vorsehen ist, die bei Berührung des Schreibinstruments mit
der Schreibtafel iinpulsförinige Schallsignale ausstrahlt,
die von mindestens zwei Mikrophonen aufgefangen werden,- die
am Rande der Schreibtafel angeordnet sind.
Eine derartige Schreibkombina—
tion ist aus der U.S. Patentschrift 38 38 212 bekannt. Das
dabei verwendete Schreibinstrument kann aus einer Kreide
oder einem Bleistift bestehen, der in einem Halter angeordnet ist, der einen Miniaturlautsprecher enthält.
Es wird aufeiner Schreibtafel
geschrieben, die bei Verwendung von zwei Mikrophonen aus einer Schultafel oder einem Papierbogen bestehen kann und
bei Verwendung von drei Mikrophonen aus einer gebogenen Schreibfläche. Xm ersten Fall können zwei linienförmige
Kondensatormikrophone ausreiclien, die am oberen Rand und
20
an einer dor Seiten der Schreibtafel angeordnet werden.
Auch ist es mögJichj die Mikrophone
f-ylinderf ormn g auszubilden; diese ivei-dcn dann in den
beiden oberen Ecken der Schreibtafel, angeordnet.
Der Miniaturlaut Sprecher
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stralilt hauptsäclilicli impulsförmige Ultraschallsignale aus,
die von den Mikrophonen aufgefangen werden. An Hand der auftretenden Verzögerung dieser Signale, welche Verzögerung
von dem Abstand des Sclireibinstrumentes von jedem Mikrophon
abhängig ist, können die Koordinaten der Stelle des Schreibinstrumeii"ias
digital verarbeitet werden. Die Signale können dazu geeignet gemacht werden, über eine Telephonleitung
einer bestimmten Stelle zugeführt zu werden oder diese Signale können in einem Aufzeichnungsträger gespeichert
• werden.
Die Impulsreihe wird kontinuierlich ausgestrahlt aber nur diejenigen Bewegungen werden aufgezeichnet,
die auf der Schreibtafel durchgeführt werden.
Es hat sich herausgestellt,
15
dass die PJLatzkoordinaten dieser bekannten Schreibkombination
nicht wirklich denjenigen der Schreibspitze des Schreib instruments entsprechen. Dies kommt daher, weil es nichtmöglich
ist, diese Schreibspitze mit einer Schallquelle zu
versehen Abweichungen entstehen daher beim Kippen und Drehen
20
des Schreibindrumentes.
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, diesen Nachteil auszuschalten und weist dazu das
Kennzeichen auf, dass das Schreibinstrument mit zwei
Schallque3.1en versehen ist, die sich in unterschiedlichen 25
Abfänden von der Schreibspitze befinden und -selche Schallquellen
wechselweise Signale abgeben.
Dadurch, dass die Lage der beiden Schallquellen wechselweise gemessen wird, kann die
Lage des Schreibinstruments - und folglich der Schreib-30
spitze - genau ermittelt werden.
In einer Ausführungskombination
nach der Erfindung sind die Schallquellen nahezu punktförmig und befinden sich auf einer Linie mit der SchieLb spitze.
Jede Schallquelle besteht dann 35
vorzugsweise aus einem Funkenüberschlag zwishen zwei
Elektroden, die sich in einem Kunststoffblock befinden, welcher Block zugleich einen piezoelektrischen keramischen
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Einsatz nahezu gegenüber dem Funkenüberschlag enthalte
Der Piezoelektrische Einsatz
sorgt dafür, dass der Funkenüberschlag sehr schmal bleibt und dadurch mehr punktförmig wird und vermeidet weiterhin
Zündverzögerung des Funkenüberschlags.
Es hat sich herausgestellt,
dass ein optimaler Effekt erreicht wird, wenn der Abstand zwischen den Schallquellen und der der unteren Schallquelle
von der Schreibspitze nahezu gleich ist. ^ Eine andere Schreibkombination
nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Schallquellen kreisförmig sind und im wesentlichen aus
piezoelektrischen keramischen Ringen bestehen, deren ManteloberfSchen
mit.Elektroden versehen sind. ^5 Es ist dabei möglich, die
Elektrode am Aussenmantel mit Erde zu verbinden, wodurch
ohne Gefahr das Schreibinstrument gehandhabt werden kann.
Auführungsbeispiele der
Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
^ « · Fig. 1 eine erfindungsgemässe
akustische Schreibkombination,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein
Schreibinstrument mit zwei punktförmigen Schallquellen,
Fig. 3 eine schematische Dar- - stellung einer punktförmigen Schallquelle,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ringförmigen piezoelektrischen Schallquelle.
In Fig. 1 wird eine akustische
Schreibkombination dargestellt, wobei ein Schreibinstrument
1 - als Kugelschreiber ausgebildet - sich über eine Schreibtafel Z bewegt. Diese Schreibtafel kann ein Papierbogen oder
eine Schultafel sein. Im letzteren Fall wird selbstverständlich eine Kreide verwendet, die in den akustischen
Halter gesteckt wird»
Das Schreibinstrument ist mit zwei punktförmigen Schallquellen 3 bzw« h versehen, die
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eine Reihe impulsförmiger Ultraschallsignale ausstrahlen.
Diese Signale werden von linienförmigen Mikrophonen 6 und
7 aufgefangen, die sich entlang je einer von zwei senkrecht
aufeinander stehenden Seiten der Schreibtafel 2 erstrecken. 5
In Fig. 2 wird das Schreibinstrument 1 im Längsschnitt dargestellt. Die auf schematische
Yeise dargestellten Schallquellen 3 und h liegen fluchtend
mit der Schreibspitze 5·
Eines der Mikrophone, beispiels-JO
weise 6, ist auf der rechten Seite des Instrumentes 1 angeordnet.
Die Abstände der Schallquellen
3 und h sowie der Schreibspitze 5 untereinander und zum
Mikrophon 6 sind durch die Buchstaben a, b, p, q und r bezeichnet.
Die von den Schallquellen 3 und
h ausgestrahlten Impulssignale erreichen mit einer Verzögerung
die Mikrophone 6 bzw. 7· Über einen Abstand von 30 cm
beträgt diese Verzögerung etwa 1 ms.
Die Verzögerungen werden gemessen
und die Platzkoordinaten des Schreibinstrumentes lassen sich . aus' den gemessenen Verzögerungszeiten ermitteln.
Wichtig dabei ist, dass die Lage
der Schreibspitze genau bestimmt wird. Dies erfolgt durch 25
Verwendung zweier Schallqiiellen, wodurch die Lage des
Schreibinstrumentes, d.h., der Winkel ^ mit der Schreibtafel
keinen Einfluss mehr hat.
Ausgedrückt in den obengenannten
durch Buchstaben bezeichneten Abständen beträgt der Abstand der Schreibspitze 5 von dem linienförmigen Mikrophon 6 :
bq + a(q-p)
b
was für a = b wird:
was für a = b wird:
woraus hervorgeht, dass diese Funktion von dem Winkel ψ
unabhängig ist. .
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Sobald die Schreibspitze 5 des
Schreibinstrumentes das Papier bzw. die Schultafel- also die Schreibtafel - berührt, wird eine Mikroschaltung eingeschaltet.
Diese betätigt eine Torschaltung in dem 5
elektrischen Apparat, in dem die verzögerten Signale digital verarbeitet werden. Die Torschaltung bewirbt, dass die
gezeichneten bzw. geschriebenen Symbole aufgezeichnet
In Fig. 3 ist eine punktförmige
* Schallquelle auf schematische Weise dargestellt. Sie
- besteht im wesentlichen aus einem Kunststoffblock 11, dessen
Abmessungen 5*2x2 mm betragen und in dem zwei Elektroden
12 und 13 angeordnet sind. Die Enden lh und 15 sind zueinander
abgewinkelt, wodurch ein sehr schmaler Spalt von 0,1 mm 15
entsteht,
■ Die Elektroden 12 und 13 sind ü-
ber einen Transformator mit einem Wickelverhältnis von 1 : h
an eine Quelle von Spannungsimpulsen von 500 V angeschlossen,
„_ so dass zwischen den Enden 14 und 15 Spannungsimpulse von
2000 V auftreten, wodurch bei jedem Spannungsimpuls eine Funkenüberschlag 16 .stattfindet.
Ein piezoelektrischer keramischer Einsatz 17 sorgt dafür, dass der Funkenüberschlag 16 sehr
« schmal bleibt und dadurch sich mehr oder weniger als
punktförmige Schallquelle darstellt.
-1Ti Fig. k enthält das Schreibinstrument
zwei übereinander angeordnete Schallquellen in Form piezoelektrischer keramischer Ringe 21 bzw. 22.
„n Diese Ringe haben auf der Innen - sowie Aussenseite eine
Elektrode.
Die Aussenelektroden sind mit
Erde verbunden; die Innenelektroden sind über je eine Leitung 23 bzw. 24 an eine elektronische Speiseschaltung
3g angeschlossen.
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Claims (1)
- 30.1.1979 1 PHN 9086PATENTANS PRUECHE:ι 1,j Akustische Schreibkombinationmit einem Schreibinstrument und einer zugeordneten Schreibtafel, wobei das Schreibinstimment mit mindestens einer
Ultraschallquelle versehen ist, die bei Berührung desδ Schreib instrument es mit dear Schreibtafel impulsform! geSchallsigna.le ausstrahlt, die von mindestens zwei Mikrophonen aufgefangen werden, die am Rande der Schreibtafel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schreibinstrument mit zwei Schallquellen versehen ist, die sich in unterschiedlichen Abständen von der Schreibspitze befinden und wechselweise Signale abgeben.
2 . Akustische Schreibkombinationnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquellen nahezu punktförmig sind und mit der Schreibspitze fluchtend liegen.3* Akustische Sehreibkoinbineiiionnach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schallquelle aus einer Punkenüberschlag zwischen zwei Elektroden besteht, die sich in einem Kunststoffblock befinden, der zugleich einen piezoelektrischen keramischen Einsatz nahezLi gegenüber der Pmike.nü\ erschlag enthält*
4· Akustische Schreibkoinbinationnach Anspx'uch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Schallquellen und der der unteren909841/086230.1.1979 ■ 2 PHN 9086Schallquelle von der Schreibspitze nahezu gleich ist. 5« Akustische Schreibkorobinationnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquellen kreisförmig sind und im wesentlichen aus piezoelektrischen keramischen Ringen bestehen, deren Maifceloberflächen mit Elektroden versehen sind.909841/0862
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