DE3036927A1

DE3036927A1 - System zur uebertragung von koordinaten aus gewaehlter punkte, insbesondere von bild- und/oder textvorlagen

Info

Publication number: DE3036927A1
Application number: DE19803036927
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Postl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1982-05-13

Description

System zur Ubertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte,
insbesondere von Bild- undioder Textvorlagen Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Übertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte, insbesondere von Bild- und/oder Textvorlagen.
Zur Übertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte eines Objekts, beispielsweise eines graphischen Musters, sowie von Koordinatenfolgen, z. B. von Handschrift, in eine Datenverarbeitungsanlage DVA werden verschiedene Markiereinrichtungen verwendet. Manche ("Joystick" oder "Rolldisk") sind mehr oder weniger fest mit dem Arbeitsplatz verbunden. Andere Mittel, beispielsweise "Graphiktableaus", "Lichtstifteinrichtungen" oder "Digitizer" sind mit einer Zeigevorrichtung (im folgenden "Griffel" genannt) ausgestattet, die (manuell) im Raum oder über einer Fläche bewegt werden kann.
An dem Griffel befindet sich üblicherweise eine Signalgabeeinrichtung, bei deren Betätigung die Koordinaten des Punktes, auf den eine bestimmte Stelle des Griffels (im folgenden "Griffelspitze" genannt) zeigt, zudem DVA übertragen werden.
Die Übertragung erfolgt bei den bekannten Systemen über eine mehr oder weniger unhandliche elektrische Verbindung.
Es wurde bereits versucht, das beschriebene Problem mit Hilfe eines sog. TSD (Touch Sensitive Device) zu lösen. Dabei wird über dem Objekt (meist ein Bildschirm) eine transparente Folie befestigt, die mit Anschlüssen versehen ist, über die bei Berührung der Folie mit einem.Finger, einem Bleistift o. ä. die Koordinaten des BerCihsungspunktes zur DVA übertragen werden. Eine derartige Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß hohe Kosten für eine Einrichtung mit hoher Auflösung und/oder einer großen Fläche entstehen, keine Erfassung von Koordinaten dreidimensionaler Objekte möglich ist und eine Markierung von Koordinaten in einem graphischen Muster umständlich ist, weil hierzu erst die Folie auf das Muster gelegt werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Übertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte von Bild- und/oder .Textvorlagen zu schaffen, das ohne eine elektrische Schnurverbindung Griffel-DVA oder eine mit den erwähnten Nachteilen behaftete Vorrichtung wie ein TSD (Touch Sensitive Device) auskommt. Ferner besteht die Aufgabe, das schnurlose System derart zu schaffen, daß eine Verfälschung der Koordinaten-Berechnung durch die Laufzeit der Signale des Griffelsenders ausgeschlossen ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein System zur Übertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte, insbesondere von Bild- und/oder Textvorlagen, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine auf eine die abzutastende Vorlage aufnehmende Arbeitsunterlage ausgerichtete, scharf bündelnde Strahlungsquelle vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten Abtastfolge schrittweise auf Punktbereiche bzw.
eine Auswahl diskreter Punkte der Vorlage einzustellen ist, daß ein Griffel vorgesehen ist, in dessen Spitze ein Strahlungseingang, vorzugsweise in an sich bekannter Weise ein Optik, mit einem nachgeordneten Strahlungssensor angeordnet ist, daß in dem Griffel ein drahtlos wirkender Sender vorgesehen ist, der mittelbar aufgrund von durch den angestrahlten Punktbereich oder durch einen angestrahlten diskreten Punkt reflektierter und über den Strahlungseingang aufgenommener Strahlungsenergie ein Signal erzeugt und dieses Signal zu einem drahtlos wirkenden, im Wirkungsbereich des Senders angeordneten Empfänger überträgt und daß die Ausrichtung der Strahlungsquelle auf die Punktbereiche bzw. die Auswahl diskreter Punkte über eine Datenverarbeitungsanlage erfolgt, an die der Empfänger angeschlossen ist, wodurch die Datenverarbeitungsanlage aus der jeweiligen zeitlichen Lage innerhalb der Abtastfolge eines empfangenen Signals den jeweils betreffenden Ort der Spitze des Griffels ermitteln kann.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein einfaches und kostengünstiges, leicht zu handhabendes System zur Übertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte von Bild- und/oder Textvorlagen oder räumlichen Objekten zur .Verfügung steht, bei dem das Abtastmittel, hämlich ein Griffel, keinerlei Schnurverbindung o. ä. zum Übertragen von Informationssignalen benötigt. Eine Verfälschung der Koordinatenberechnung durch die Laufzeit der Signale des Griffelsenders ist vorteilhafterweise ausgeschlossen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung betreffenden Figur im einzelnen erläutert.
Dir Figur zeigt eine Arbeitsunterlage U, auf der eine abzutastende Vorlage V ausgelegt ist. Oberhalb der Arbeitsunterlage U ist eine Strahlungsquelle Q angebracht, die schrittweise, zumindest zweidimensional zum Bestrahlen der Vorlage V und durch eine Datenverarbeitungsanlage DVA steuerbar ange- ordnet ist. An die Datenverarbeitungsanlage DVA ist ein drahtlos wirkender Empfänger'E angeschlossen, der von einem drahtlos wirkenden Sender S innerhalb eines Griffels G Signale empfangen kann. Der Griffel G wird durch eine Bedienperson zum Abtasten der Vorlage V über diese hinweg, vorzugsweise mit der Griffelspitze in Berührung mit der Vorlage V geführt.
In den Griffel ist ein Strahlungssensor STS eingebaut, dem über einen Strahlungseingang (nicht gezeigt) in der Griffelspitze von einem Punktbereich oder einem diskreten Punkt in der Vorlage reflektierte Strahlungsenergie zugeführt werden kann. Bei Eintritt genügend großer Strahlungsenergie erzeugt der Strahlungssensor STS ein entsprechendes Ausgangssignal, das dem Sender S zuführbar ist, woraufhin dieser ein Signal an den Empfänger E abgibt.
Aus der zeitlichen Lage dieses Signals innerhalb der vorgegebenen Abtastfolge kann die Datenverarbeitungsanlage, die auch die Position der Strahlungsquelle Q steuert, die Koordinaten des betreffenden Ortes der Griffelspitze berechnen.
Der drahtlos wirkende Sender S strahlt- vorzugsweise elektromagnetische Wellen über eine in den Griffel G integrierte Antenne, beispielsweise in Form eines Ferritstabes, ab. Diese elektromagnetische Wellen können gemäß einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel für die Erfindung eine extrem kurze Wellenlänge, beispielsweise im Infrarotbereich, haben. Es ist ebenfalls gemäß einer Weiterbildung der Erfindung möglich, anstelle elektromagnetischer Wellen von dem Sender S Ultraschallwellen ausgehen zu lassen. Die Art des Empfängers E ist dabei jeweils der Art des Senders S angepaßt.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in den Griffel G eine Auswerteeinrichtung eingebaut ist, die zumindest von sich aus die jeweilige zeitliche Lage innerhalb der vorbestimmten Abtastfolge eines von dem Strahlungssensor STS erzeugten Impulses ermittelt. Aus dem Ermitt- lungsergebnis erzeugt der Sender S ein Signal, das eine Information über die zeitliche Lage des betreffenden Impulses enthält.
Für diese Auswerteeinrichtung ist innerhalb des Griffels ein mit der Datenverarbeitungsanlage DVA zu synchronisierender Taktgeber vorgesehen. Das Synchronisieren dieses Taktgebers kann vorteilhafterweise über einen Koppler vorgenommen werden, mit dem der Griffel G zeitweise galvanisch, kapazitiv oder optisch, vorzugsweise jedoch induktiv, verbunden ist.
Der Koppler kann B.estandteil einer Halterung oder Aufnahmevorrichtung sein, in der der Griffel G aufbewahrt werden kann und über die ein in den Griffel eingebauter Energiespeicher, beispielsweise ein Akkumulator, vorzugsweise induktiv, aufgeladen werden kann.
Das Synchronisieren des Taktgebers innerhalb des Griffels G kann nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung laufend über einen in den Griffel G eingebauten Synchronisationssignal-Empfänger von einem mit der Datenverarbeitungsanlage DVA verbundenen Synchronisationssignal-Sender vorgenommen werden.
In dem Wirkungsbereich des Senders S kann vorsorglich zum Verhindern eines Abschattens des Senders S, beispielsweise durch eine Hand, zumindest ein zweiter Empfänger, der ebenfalls an die Datenverarbeitungsanlage DVA angeschlossen ist, angeordnet sein.
Die Strahlungsquelle Q ist vorzugsweise entweder eine Ultraschall-Quelle oder eine Infrarot (IR)-Quelle.
Es ist jedoch auch die Möglichkeit gegeben, die Strahlungsquelle Q als Laser-Quelle oder als Elektronenstrahl-Quelle auszuführen. Diese zuletzt genannten Ausführungsarten kommen insbesondere für industrielle Anwendungen in Betracht, bei denen das Abtasten von Vorlagen auf andere Weise als durch eine Bedienperson durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf das gezeigte Ausführungsbeispiel geschränkt. Nach dem allgemeinen Erfindungsgedanken sind vielmehr zahlreiche weitere Ausführungs-.
beispiele realisierbar.
13 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche: 21. System zur Ubertragung von Koordinaten ausgewählter Punkte von Bild- und/oder Textvorlagen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine auf eine die abzutastende Vorlage (V) aufnehmende Arbeitsunterlage (U) ausgerichtete, scharf bündelnde Strahlungsquelle (Q) vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten Abtastfolge schrittweise auf Punktbereiche bzw.

eine Auswahl diskreter Punkte der Vorlage (V) einzustellen ist, daß ein Griffel (G) vorgesehen ist, in dessen Spitze ein Strahlungseingang, vorzugsweise in an sich bekannter Weise eine Optik, mit einem nachgeordneten Strahlungssensor (STS) angeordnet ist, daß in dem Griffel (G) ein drahtlos wirkender Sender (S) v.orgesehen ist, der mittelbar aufgrund von durch den angestrahlten Punktbereich oder durch einen angestrahlten diskreten Punkt reflektierter und über den Strahlungseingang aufgenommener Strahlungsenergie ein Signal erzeugt und dieses Signal zu einem drahtlos wirkenden, -im Wirkungsbereich des Senders angeordneten Empfänger (E) überträgt und daß die Ausrichtung der Strahlungsquelle (Q) auf die Punktbereiche bzw. die Auswahl diskreter Punkte über eine Datenverarbeitungsanlage (DVA) erfolgt, an die der Empfänger (E) angeschlossen ist, wodurch die Datenverarbeitungsanlage (DVA) aus der jeweiligen zeitlichen Lage innerhalb der Abtastfolge eines empfangenen Signals den jeweils betreffenden Ort der Spitze des Griffels (G) ermitteln kann.
2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der drahtlos wirkende Sender (S) elektromagnetische Wellen über eine in den Griffel (G) integrierte Antenne, beispielsweise in Form eines Ferritstabes, abstrahlt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der drahtlos wirkende Sender (S) elektromagnetische Wellen extrem kurzer Wellenlänge, beispielsweise im Infrarotbereich, mittels einer in die Spiteze des Griffels (G) integrierten Strahlungsquelle, beispielsweise einer Infrarotstrahlungsquelle, abstrahlt.
4. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der drahtlos wirkende Sender (S) Ultraschallwellen mittels eines in die Spitze des Griffels (G) integrierten Ultraschallgebers abstrahlt.
5. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Griffel (G) eine Auswerteeinrichtung enthält, die zumindest von sich aus die jeweilige zeitliche Lage innerhalb der vorbestimmten Abtastfolge eines von dem Strahlungssensor (STS) erzeugten Impulses ermittelt, und daß der Sender (S) Signale abgibt, die jeweils eine Information über die betreffende zeitliche Lage innerhalb der Abtastfolge enthalten.
6. System nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z- e i c h -n e t , daß für die Auswerteeinrichtung ein mit der Abtastfolge synchronisierter Taktgeber innerhalb des Griffels (G) vorgesehen ist.
7. System nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Synchronisieren des Taktgebers über einen Koppler vorgenommen wird, mit dem der Griffel (G) zeitweise galvanisch, kapazitiv oder optisch, vorzugsweise jedoch induktiv, verbunden ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dgß der Koppler Bestandteil einer Halterung oder Aufnahmevorrichtung für den Griffel (G) ist, wobei die Halterung oder Aufnahmevorrichtung beispielsweise die Form eines Schreibstift-Halters hat.
9. System nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Halterung oder Aufnahmevorrichtung bzw. der Griffel (G) derart ausgebildet sind, daß ein in dem Griffel (G) vorgesehener Energiespeicher, beispielsweise ein Akkumu- lator, auf vorzugsweise induktivem Wege in an sich bekannter Weise über die Halterung oder Aufnahmevorrichtung auf ladbar ist.
10. System nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Synchronisieren des Taktgebers mit der Datenverarbeitungsanlage (DVA) laufend über einen in den Griffel (G) eingebauten Synchronisationssignal-Empfänger von einem mit der Datenverarbeitungsanlage (DVA) verbundenen Synchronisationssignal-Sender vorgenommen wird.
11. System nach einem.der Ansprüche 1 - 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Wirkungsbereich des Senders (S) zumindest ein weiterer Empfänger angeordnet ist, der ebenfalls an die Datenverarbeitungsanlage (DVA) angeschlossen ist, wodurch die Möglichkeit eines Abschattens des Senders (S), beispielsweise durch eine Hand, ausgeschlossen ist.
12. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Strahlungsquelle (Q) eine Ultraschall-Quelle ist.
13..System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Strahlungsquelle (Q) eine Infrarot (IR) -Strahlungsquelle ist.