DE3145088C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Stellung eines Lichtgriffels - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektronisches Gerät und ein Verfahren zum Bestimmen der Position der Abtastöffnung eines Lichtgriffels auf dem Bildschirm einer einfarbigen Kathodenstrahlröhre mit rasterförmiger Abtastung behandelt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden eine Logik-Schaltung und hintereinandergeschaltete Zähler benutzt, um eine Stellungsinformation für die früheste Feststellung von Licht in Horizontalrichtung während jedes Bildes zu erhalten. Schaltungsanordnungen sind vorgesehen, um die Stellungsinformation zu speichern und einem Prozessor zuzuführen, der sie zur Erzeugung einer für die Position des Lichtgriffels charakteristischen Lichtmarke auf der Kathodenstrahlröhre verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Stellung eines Lichtgriffels, der eine Abtastöffnung aufweist und auf in diese Abtastöffnung einfallendes Licht anspricht, auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, der zellenweise von einem Elektronenstrahl abgetastet und zum Leuchten angeregt wird, bei dem die einem Bild zugeordneten, aufeinanderfolgenden Zeilen gezählt und die Nummern derjenigen Zellen registriert werden, welche die Abtastöffnung des Lichtgriffels kreuzen, bei dem auch die durch Taktimpulse definierten Positionen der Lichtpunkte längs der einzelnen Zeilen gezählt und die Positionen derjenigen Lichtpunkte reglstrlert werden, die jeweils als erste vom Lichtgriffel erfaßt werden, und bei dem die Stellung des Lichtgriffels anhand der Nummer derjenigen dieser Zeilen, auf der die Position des registrierten Lichtpunktes dem Zellenanfang am nächsten Ist, und der Nummer der Position dieses Lichtpunktes bestimmt wird.

Ein solches Verfahren Ist aus der DE-OS 2702 721 bekannt. Die Bestimmung der Zelle, auf welche der erste in den Bereich der Abtastöffnung fallende Lichtpunkt dem Zellenanfang am nächsten ist, erfolgt bei dem bekannten Verfahren in der Weise, daß stets die Position des Lichtpunktes, der als erster in die Abtastöffnung des Lichtgriffels gelangt, in bezug auf den Zeilenanfang bestimmt und gespeichert wird. Beim Speichern der entsprechenden Daten der nächsten Zelle werden die Daten der vorhergehenden Zelle im Speicher verschoben. Anschließend erfolgt ein Vergleich der Positionen der Lichtpunkte. Wenn die Position des zuletzt eingegebenen Lichtpunktes kleiner ist als die Position des Lichtpunktes auf der vorhergehenden Zelle, wird der Vorgang wiederholt. Wird dagegen festgestellt, daß die Position des Lichtpunktes auf der letzten Zeile größer ist als die Position des Lichtpunktes auf der vorhergehenden Zelle, werden die Daten der vorhergehenden Zelle im Speicher belassen und es wird im übrigen der Vergleichsvorgang abgebrochen. Die dann gespeicherten Daten Ober Zeile und Position des Lichtpunktes geben, ggf. nach Addition einer Strecke, die dem Radius der Abtastöffnung gleich Ist, die Koordination der Position des Lichtgriffels an.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß stets die Daten von zwei aufeinanderfolgenden Zellen gespeichert und verglichen werden müssen. Insbesondere der Datenvergleich erfordert eine gewisse Verarbeltungszell, so daß es dann Schwierigkelten geben kann, wenn die dafür allein zur Verfügung stehende Dauer des Zcilcn-Rücksprunges sehr kurz ist. Dementsprechend Ist auch der apparative Aufwand zur Durchführung des Verfahrens relativ groß. Nicht nur, daß ein gewisser Aufwand an Speichern und Vergleichseinrichtungen getrieben

werden muß, kann es auch sein, daß bei Sichtgeräten mit sehr kurzen Rücksprungzelten der Datenvergleich mit einem erhöhten Maschinentakt ausgeführt werden muß, was einen zusätzlichen Aufwand erfordert.

Aus der US-PS 38 52 721 Ist ein Verfahren zum Bestimmen der Stellung eines LichtgrifTels bekannt, bei dem eine kreuzförmige Leuchtmarke erzeugt und dem Lichtgriffel nachgeführt wird. Zu diesem Zweck werden die die Enden der Kreuzbalken bildenden Lichtpunkte erregt und es wird festgestellt, ob alle innerhalb der Abtastöffnung des Lichtgriffels liegen oder nicht. Fallen ein oder mehrere dieser Endpunkte außerhalb der Abtastöffnung, wird die Lichtmarke entsprechend nachgeführt. Dieses System erlaubt keine sehr genaue Bestimmung der Stellung des LichtgrifTels, weil das Lichtkreuz einen gewissen Spielrau-m innerhalb der Abtastöffnung des Lichtgriffels haben muß. Trotzdem ist der Aufwand bei dem bekannten Verfahren sehr erheblich, da eine besondere Lichtmarke erzeugt und Einrichtungen zum Nachführen der Lichtmarke vorgesehen werden müssen. Auch ist es notwendig, die auf dem Bildschirm vorhandene Information, die von der Kreuzmarke jeweils überdeckt wird, zwischenzuspeichern und wieder einzuschreiben, wenn die Lichtmarke einen vorher eingenommenen Ort verläßt.

Aus der DE-OS 19 61 338 ist allgemein ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Positionsstiftes bekannt, bei dem den X- und ^-Richtungen des Bildschirmes zugeordnete Wechselspannungen erzeugt werden, die von dem Positionsstift erfaßt und in Wechselspannungssignale umgesetzt werden. Diese Signale können gleichgerichtet, in analoge und anschließend auch in digitale Signale umgewandelt werden, welche dann die ΛΎ-Koordinaten des Positionsstiftes repräsentieren. Diese Signale können dann mit anderen Signalen zur genauen Positionsbestimmung verglichen werden. Es ist ersichtlich, daß es sich hierbei um ein äußerst aufwendiges System handelt, bei dem überdies die Genauigkeit der Positionsbestimmung nicht besser sein kann als es die Abmessungen der Abtastöffnung des Positionsstiftes vorgeben.

Demgegenüber liegt der Erfindung die- Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß der Aufwand zum Bestimmen der Stellung des Lichtgriffels erheblich vermindert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß beim ersten Eintritt des Lichtpunktes In die Abtastöffnung des Lichtgriffels eine Zählung der die Positionen des Lichtpunktes definierenden Taktimpulse einer Zelle ausgelöst wird, die danach bis zum Erreichen der letzten Zeile derart wiederholt wird, daß bei Erreichen einer für die Rückkehr des Lichtpunktes in die gleiche Position der nächsten Zelle charakteristischen Zahl eine neue Zählung ausgelöst wird, sofern die Zahlung nicht schon vor Erreichen dieser Zahl durch Erfassen eines Lichtpunktes in der nächsten Zeile erneut ausgelöst wird, wogegen in der gleichen Zeile folgende Lichtpunkte unberücksichtigt bleiben, daß jeweils bei Auslösen der Zählung durch Erfassen eines Lichtpunktes die Zellennummer registriert bzw. die zuvor registrierte Zeilennummer berichtigt wird und daß der Stand der Positionszählung am Ende der letzten Zeile registriert wird.

Gegenstand der Erfindung Ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung hat mit der aus der o. g. DE-OS 27 02 721 bekannten Vorrichtung gemeinsam, daß sie ein eine Kathodenstrahlröhre uid eine Ablenkeinheit umfassendes Sichtgerät, über dessen Bildschirm der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre zum Erzeugen eines Bildes zeilenweise hinwegführbar ist, einen eine Abtastöffnung und einen dahinter angeordneten optischen Sensor aufweisenden Lichtgriffel und eine auf von der Ablenkeinheit gelieferte Taktsignale und Ausgangssignale des Lichtgriffels ansprechende Schaltungsanordnung aufweist, die einen Zeilenzähler und einen Positionszähler, von denen mindestens der Positionszähler auf die von der Ablenkeinheit gelieferten Taktimpulse anspricht, die diskrete Positionen des Elektronenstrahles und damit von Bildpunkten längs jeder Zeile definieren. Speicher für die Zählerstände und ein Schaltnetz zur Steuerung der Zähler und Speicherung der Zählerstände in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtgriffels umfaßt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist diese Vorrichtung ebenfalls erfindungsgemäß derart weitergebildet, daß der Positionszähler ein zyklischer Zähler Ist, der periodisch nach Erreichen eines Zähler-Standes, der der Dauer eines Zeilejvyklus entspricht, wieder seinen Anfangszustand einnirmnt, daß die Schaltungsanordnung den Positionszähler jeweils bis zum Empfang eines ersten Ausgangssignales des LichtgrifTels sperrt und nach der Freigabe des Zählers bewirkt, daß die Zählerfunktion nach der Freigabe bzw. nach jeder Rückkehr des Zählers in den Anfangszustand durch Im Verlauf der gleichen Zeile folgende Ausgangssignale des Lichtgriffels nicht mehr beeinflußbar ist, wogegen in der nächsten Zeile vor der Rückkehr in den Anfangszustand eintreffende Ausgangssignale des Lichtgriffels die Rückstellung des Positionszählers in dessen Anfangszustand und dessen erneute Freigabe bewirken, daß die Schaltungsanordnung bei jeder Freigabe des Positionszählers durch ein Ausgangssignal des Lichtgriffels auch die Speicherung des Inhaltes des Zeilenzählers bewirkt und daß die Schaltungsanordnung am Ende der letzten Zeile eines Bildes die Speicherung des Inhaltes des Positionszählers bewirkt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und demgemaß auch bei der erfindungsgemaßen Vorrichtung wen^n also nicht die Positionen der Lichtpunkte auf jeder Zelle, die jeweils als erstes in die Abtastöffnung des Lichtgriffels gelangen, gespeichert und es erfolgt auch nicht ein Vergleich zwischen den gespeicherten Daten aufeinanderfolgender Zeilen, sondern es wird lediglich durch das erste Signal des Lichtgriffels ein Zähler gestartet, dessen Zählkapazität auf den Zeilenzyklus abgestimmt 1st. Nach dem Start zählt dieser Zähler zyklisch bis zum Ende der letzten Zeile eines Bildes weiter. Er wird dann angehalten. Der Inhalt Ist für die Position längs der Zeile charakteristisch, bei welcher die Zählung ausgelöst wurde. Nach dem Zählbeginn in einer Zeile auftretende Signale des Lichtgriffels lassen den Zähler unbeeinflußt. Im Verlauf eines Zählzyklus in der nächsten Zeile auftretend Signale des Lichtgriffels können sich daher nur dann auswirken, wenn sie vor Ablauf eines vollen Zählzyklus auftreten, also eine Vorverlegung des Zählbeginns in Richtung auf den Zeilenanfang bewirken. Nur dann, wt.nn ein Zählzyklus durch das vom Lichtgriffel gelieferte Signal ausgelöst bzw. vorverlegt wird, wird die zugehörige Zeilennummer gespeichert bzw. durch Überschreiben auf den neussten Stand gebracht. Daher benötigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Vorrichtung keine doppelten Speicher für die Daten zweier aufeinanderfolgender Zellen und keine Einrichtungen zum Vergleich solcher Daten. Es kann für alle Vorgänge der einfache Maschinentakt auseenutzt werden, ohne daß die

Gefahr besteht, daß die In die Zellen-Rücksprungzelt fallenden Maschinentakte nicht ausreichen, um die notwendigen Verarbeitungsschritte auszuführen.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand des In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Flg. 1 und 2 Abschnitte des Blockschaltbildes einer Vorrichtung zum Bestimmen der Stellung eines Lichtgriffels,

Flg. 3 die Darstellung der Lage der Abtastöffnung des Lichtgriffels der Vorrichtung nach den Flg. 1 und 2 In bezug auf die Zellen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre und

Flg. 4 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Signal verbindungen.

Flg. 3 veranschaulicht einen kleinen Abschnitt des Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre. Obwohl das phosphoreszierende Material auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre eine durchgehende Schicht bildet, so daß der Bildschirm eigentlich keine einzelnen Punkte aufweist, so wird doch der das Bild erzeugende Elektronenstrahl in diskreten Zeltintervallen moduliert, denen körperliche Stellen auf dem Bildschirm zugeordnet werden können. Demgemäß soll Flg. 3 die den durch Taktimpuls definierten diskreten Zeitlntervalien zugeordneten Lichtpunkte auf dem Bildschirm veranschaulichen, ohne daß der Bildschirm räumlich getrennte Lichtpunkte aufweisen muß. Der In Fig. 3 sehr stark vergrößerte Ausschnitt aus dem Bildschirm veranschaulicht nur Lichtpunkte, die sich in der unmittelbaren Umgebung der Abtastöffnung eines Lichtgriffels befinden, wenn der Lichtgriffel an den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre gehalten wird. Die Ziffern und Buchstaben sind ausschließlich für die Diskussion dieser Figur bestimmte Bezeichnungen. Der Kreis 300 veranschaulicht den Rand der Abtastöffnung des Lichtgriffels. Es Ist ersichiiich. daß diese Abtasiöffnung groß ist gegenüber den einzelnen Lichtpunkten und daß von der Abtastöffnung stets mehrere Zeilen des Bildschirmes überdeckt werden. Der Lichtgriffel wird daher an mehreren Stellen auf mehreren Zellen Licht feststellen. Die folgende Diskussion bezieht sich auf die Auswahl eines einzigen Punktes als Bezugspunkt für den Prozessor zur Erzeugung einer die Stellung des Lichtgriffels repräsentierenden Lichtmarke in einer In hohem Maße reproduzierbaren Weise, wodurch ein Zittern der Marke vermieden wird.

In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnung bedeutet ein kleiner Kreis am Eingang eines Bauelementes, daß das Bauelement durch ein niedriges Eingangssignal freigegeben wird. Ein Kreis am Ausgang eines logischen Bauelementes zeigt an, daß das Ausgangssignal dieses Bauelementes niedrig ist, wenn alle Eingangsbedingungen erfüllt sind. Es ist auch zu beachten, daß manche Eingänge logischer Kreise in einem niedrigen Zustand gehalten werden, was durch das Symbol für »Erde« angezeigt ist, während andere in einem hohen Zustand gehalten werden, was durch ein »X« angezeigt ist.

Signalleitungen α bis /' am rechten Rand der Fig. 1 sind die gleichen Leitungen α bis/, die am linken Rand von Fig. 2 erscheinen. Es wurde also lediglich das Schaltbild in die Fig. 1 und 2 aufgeteilt, um eine zu stark gedrängte Darstellung zu vermeiden. Demgemäß sind Fig. i und 2 gemeinsam zu betrachten.

Das Signal DTCK wird den Takteingängen von Flipflops 121 bis 124 (beispielsweise vom Typ 74 LS 112), von Flipflops 120 und 220 (beispielsweise vom Typ 74 S 112) und über ein NICHT-Glled 103 (beispielsweise vom Typ 74 S 4) Zählern 210 bis 212 (beispielsweise vom Typ 74 LS 163) zugeführt. Das Signal HIT wird über ein NICHT-Glled 100 (beispielsweise vom Typ 74 LS 04) einem Eingang eines UND-Gliedes 110 (beispielsweise vom Typ 74 LS 11) zugeführt. Das Signal HBLANK wird einem Eingang eines UND-Gliedes 112 (beispielsweise vom Typ 74 LS II). den /C-Elngängen der Fllpflops 120 und 123 und über ein NICHT-Glled 101 (beispielsweise vom Typ 74 LS 04) einem Eingang eines UND-Gliedes 110 zugeführt. Der dritte Eingang des UND-Gliedes 110 Ist mit dem ^-Ausgang des Flipflops 124 verbunden. Ein Signal VBLANK Ist an je einen Eingang von UND-Gliedern 112 und 1 KMbelsplelswelse vom Typ 74 LS 11) angelegt. Ein Signal LPH wird als Eingangssignal einem Puffer 230 (beispielsweise vom Typ 74 LS 244) zugeführt, während ein Signal LPV einem Eingang eines NAND-Gliedes 111 (beispielsweise vom Typ 74 LS 00), einem Latch 240 (beispieisweise vom Typ 74 LS 374) und dem C-Eingang des Fllpflops 121 zugeführt wird. Endlich wird ein Signal LPTESTan den zweiten Eingang des NAND-Gliedes 111 angelegt.

Der Ausgang des UND-Gliedes 110 ist mit dem ./-Eingang der Fllpflops 120 und 121 verbunden. Der ^-Ausgang des Flipflops 120 Ist mit einem Eingang eines NAND-Gliedes 114 (beispielsweise vom Typ 74 LS 00) verbunden. Der £>-Ausgang des Fllpflops 120 Ist mit dem L.-ngang eines NAND-Gliedes 130 (beispielsweise vom Typ 74 LS 00) verbunden, dessen Ausgang mil einem Eingang eines NAND-Gliedes 115 (beispielsweise vom Typ 74 LS OC) und des Fllpnops 123 verbunden Ist. Der (^-Ausgang des Flipflops 123 Ist mit dem zweiten Eingang der NAND-Glieder 114 und 115 verbunden.

Der Ausgang des NAND-Gliedes 114 Ist mit dem Latch 240 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 115 Ist mit den Eingängen der Zähler 210 bis 212 verbunden. Die Zähler 210 bis 212 sind so geschalte!, daß der Übertrag-Ausgang des Zählers 210 mit dem Eingang des Zählers 211 verbunden ist. In gleicher Welse Ist der Übertrag-Ausgang des Zahlers 211 mit dem Zähler 212 verbunden. Der Übertrag-Ausgang des Zählers 212 Ist mit dem ./-Eingang des Fllpflops 220 und über ein NICHT-Glled 200 (beispielsweise vom Typ 74 LS 04) mit dem ^-Eingang des Fllpflops 220 verbunden.

Der (^-Ausgang des Fllpflops 220 ist zum Eingang des NAND-Gliedes 130 zurückgeführt. Die Zähler 210 und 211 sind auch mit dem Puffer 230 verbunden. Die Ausgänge der Zähler 212, des Puffers 230 und des Laich 240 sind an den Datenbus 406 (F i g. 4) angeschlossen.

Der ^-Ausgang des Flipflops 121 Ist m" dem C-Eingang des Flipflops 123 und einem dritten Eingang des UND-Gliedes 112 verbunden, dessen Ausgang mit dem /-Eingang des Fllpflops 124 verbunden ist. Der C-Ausgang des Fiipflops 124 ist mit einem Eingang der Zähler 210 bis 212 und, wie oben erwähnt, einem Eingang des UND-Gliedes 110 verbunden. Der Q-Ausgang des Flipflops 124 führt zum Prozessor 403 (F ig. 4).

Der Ausgang des NAND-Gliedes 111 ist mit dem 60/-Eingang des Flipflops 112 verbunden. Der (^-Ausgang des Flipflops 121 ist mit dem dritten Eingang des UND-Gliedes 113 verbunden. Endlich ist der Ausgang des UND-Gliedes 113 zum tf-Elngang des Flipflops 122 zurückgeführt und außerdem über das NICHT-Glled 102 (beispielsweise vom Typ 74 LS 04) mit dem C-Eingang des Flipflops 124 verbunden.

Nachdem nunmehr die Beschreibung der bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vorhandenen Ver-

Windungen beendet lsi, wird auch die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung leicht verstündlich.

Wie in Fig. 4 vereinfacht dargestellt, werden bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung der Detektionsschiiltung 405, die in den Fig. I und 2 im Delall dargestellt Ist, sieben Signale zugeführt. Das Signal I)TCK vom Haupttaktgenerator 401 bezeichnet die Rücl>anke eines zyklischen Taktimpulses. Das Signal HIT vom Lichtgriffel 404 zeigt an, wenn ein erleuchteter Fleck von dem Lichtgriffel erfaßt wird. HBLANK und VHLANK vom Video-Taktgenerator 402 zeigen an, wenn ein horizontaler oder vertikaler Rücksprung erfolgt. Vom Prozessor 403 erzeugte Signale LPV und LPH bewirken das Auslesen einer Information über die Vertikal- und Horizontalposition auf den Datenbus 406. Endlich wird das Signal LPTEST für Prüfzwecke benutzt und wahrend des Normalbetriebs des Sichtgerätes auf einem hohen Pegel gehallen.

Das das erfassen von Licht anzeigende Signal HIT ist Immer dann hoch, wenn von dem Lichtgriffel kein Licht festgestellt wird. Demgemäß Ist zu Beginn einer Vertlkalabtaslung das Signal HIT hoch und bleibt hoch, bis der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre Im Verlauf seiner Abtastbewegung den ersten Punkt erreicht, der sich In dem von der Abtastöffnung bestimmten Blickfeld des Lichtgriffels befindet. In Flg. 3 handelt es sich um den Punkt In Zelle 302 und In der Spalte F. Möglicherweise kann es sich auch um den Punkt In Spalte E handeln, wenn der Lichtgriffel empfindlich genug Ist, um auf das Licht anzusprechen, das von dem Abschnitt des Punk.cs in der Spalte E stammt, der noch gerade Im BIiCkTeId des Lichtgriffels liegt. Wenn der Lichtgriffel das von einem Lichtpunkt ausgehende Licht erfaßt, geht das Signal HIT tief. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das Signal HIT vom NICHT-Glled 100 negiert und dann an einen der Eingange des UND-Gliedes UO angelegt. Das Signal HRI.ANK ist wahrend der Horizontalabtastung tief und geht während des Horizontal-Rücksprunges hoch. Auch das Signal HBLANK ist über ein NICHT-Glied 101 mit dem UND-Glied 110 verbunden. Das dritte Eingangssignal des UND-Gliedes 110 Ist das Q-Ausgangsslgnal des Flipflops 124. Dieses Ausgangssignal ist während der Abtastung normalerweise hoch und wird später im einzelnen behandelt.

Wenn von dem Lichtgriffel Licht während der Abtastung einer Zeile empfangen wird, sind die drei Eingangssignale des UND-Gliedes 110 hoch. Dann ist auch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 110, das den ./-Eingängen der Flipflops 120 und 121 zugeführt wird, hoch. Da das Signal LPV nur während eines Vertikal-Rücksprunges tief ist. Ist der C-Elngang des Flipflops 121 immer dann hoch, wenn eine Vertikalabtastung erfolgt, und das Fllpflop 121 arbeitet im Synchronbetrieb.

Beim ersten Impuls DTCK nach dem Feststellen eines Lichtpunktes nimmt das £>-Ausgangssignal des Flipflops

120 einen hohen Wert an und führt einem der Eingänge des NAND-Gliedes 114 ein hohes Signal zu. Der (^-Ausgang wird tief und bewirkt, daß das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 130 hoch wird. Das Ergebnis ist ein hohes Eingangssignal für das NAND-Glied 115 und den ./-Eingang des Flipflops 123.

Der (^-Ausgang des Flipflops 121 wird ebenfalls hoch und bewirkt, daß ein hohes Signal einem der Eingänge des UND-Gliedes 112 und dem C-Eingang des Füpflops 123 zugeführt wird. Wenn der (^-Ausgang des Flipflops

121 hoch wird, bleibt er hoch bis während des Vertikal-Rücksprunges ein Rücksetzen erfolgt, wie es unten beschrieben wird.

Da der i'-Elngang des Flipflops 123 vor der Lichtfeststellung niedrig ist, arbeitete das Fllpflop 123 Im asynchronen Betrieb und mit hoch gehaltenem £>-Ausgang. Daher sind beim ersten DTC/f-Impuls nach dem Fesistellen von Licht beide Eingangssignale für die NAND-Glieder 114 und 115 befriedigt. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 114 veranlaßt das Latch 240, die Information über die gegenwärtige Zeile zu speichern.

Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 115 veranlaßt eine Rückstellung der hintereinander geschalteten Zähler 210, 211 und 212 auf den voreingestellten Wert und das Auslösen einer Zählung. Diese Zähler werden über das NICHT-Glled 103 von dem Signal DTÜK erregt und es

IS wird Ihr Stand bei jedem Taktimpuls um eins erhöht. Wie früher ausgeführt, definiert die Zelt zwischen den von den DfCA'-Impulsen gebildeten Taktimpulsen die Größe eines diskreten, stimulierbaren Abschnittes einer Zeile und damii eines definierten Lichtpunktes. Demgemaß sind die DTC^-Impulse für die Horizontalbewegung längs der Rasterzelle um je einen Punkt charakteristisch.

Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Zähler 210, 211 und 212 sind jeweils 4-Bit-Aufwärtszähler.

Wenn sie In Serie geschaltet sind, wie in Fig. 2 dargestellt, können sie Insgesamt bis auf 4096 zählen. Die Zähler sind auf einen solchen Anfangswert eingestellt, daß sie Ihren höchsten Stand erreichen, wenn ihnen eine Anzahl von Impulsen zugeführt worden ist, die gleich der Anzahl der Punkte auf einer Horizontallinie zuzüglich der Anzahl der Impulse ist, die während eines Horizontal-Rücksprunges auftreten. Bei dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung erscheinen während der Abtastung jeder Rasterzelle 640 Taktimpulse, die als charakteristisch für 640 einzelne Lichtpunkte auf jeder horizontalen Zeile betrachtet werden können. Es können auch andere Zahlen verwendet werden, und es ist die Erfindung nicht auf die Verwendung irgend einer speziellen Anzahl von Lichtpunkten beschränkt. Während des Horizontal-Rücksprunges erscheinen 240 Taktimpulse, so daß auf einen vollständigen Horizontal-Abtastzyklus insgesamt 880 Taktimpuise fallen. Die Zähler 210 bis 212 sind demgemäß auf3217 eingestellt, so daß nach 879 Zählschritten, d. h. bei 4096, der Übertrags-Ausgang des Zählers 212 einen hohen Wert annimmt und die Zähler auf 3217 zurückkehren, um den Zyklus erneut zu beginnen. Bei der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die Zahler kontinuierlich in einem Zählzyklus, abgesehen von einem kurzen Zeitintervall am Ende einer Vertikalabtastung, wie es später noch erläutert wird.

Vie oben erwähnt, ist die Abtastöffnung des Lichtgriffels ziemlich groß im Verhältnis zum Abstand der Zeilen des Bildschirmes. Wenn der Elektronenstrahl die Zeile 301 durchläuft, wird kein Licht festgestellt. In der Zeile 302 erfaßt der Lichtgriffel das Licht In Spalte E oder F. Hierdurch werden die einen Positionszähler bildenden Zähler 210, 211 und 212 ausgelöst, wie_oben angegeben. Beim nächsten Taktimpuls wird der (^-Ausgang des Flipflops 123 tief gesetzt, wodurch ein erneutes Auslösen der Zähler 210 bis 212 gesperrt wird, bis das Flipflop 123 während Horizontal-Rücksprunges zurückgesetzt worden ist. Dies bedeutet, daß die Zähler 210 bis 212 nur einmal pro Rasterzeile ausgelöst werden können. Am Ende der Horizontalabtastung der Zeile 302 haben die Zähler die Anzahl von Taktärnpuisen gezählt, die gleich der Anzahl von Punkten von der Stelle der Lichterfassung bis zum (nicht dargestellten) Ende der Zeile am rechten Rand des Bildschirmes ist.

Während des Horlzontal-Rücksprunges, beispielsweise zwischen Zellen 302 und 303, werden die Einrichtungen zum erneuten Auslösen der Zähler 210 bis 212 wieder vorbereitet. Wenn der Horlzontal-Rücksprung beginnt, wird das Signal HBLANK hoch. Als Ergebnis wird derV-Elngang des Hlpflops 120 tief und dessen ^-Eingang hoch, so daß beim nächsten Taktimpuls der £>-Ausgang des Fllpflopr 120 hoch wird. Dann sind die beiden Eingänge des NAND-Gliedes 130 hoch, da der ρ-Ausgang des Flipflops 120 zu dieser Zelt hoch Ist. Nun Ist der ./-Eingang des Fllpflops 123 tief, so daß beim folgenden OTCK-Zyklus der £>-Ausgang des Fllpflops 123 hoch wird. Dann ist jeweils ein Eingang der NAND-Glieder 114 und 115 hoch und diese sind darauf vorbereitet, daß der Ausgang des NOR-Gliedes 130 bei der folgenden Horizontalabtastung hoch wird.

Es Ist aus Flg. 3 ersichtlich, daß der Lichtgriffel in Zeile 303 einen Lichtpunkt feststellt, der dem linken Rand des Bildrasters näher Ist als der Lichtpunkt in Zeiie 302, d.h. bevor die Zähler 210 bis 212 gefüllt sind. Demgemäß wird eine neue Vertikalstellung In das Latch 240 eingegeben, während die Zähler 210 bis 212 auf den vorgegebenen Anfangswert zurückgestellt werden und erneut mit der Zählung beginnen, wie oben ausgeführt. Die vertikale Spalte B und Zeile 305 in Fi g. 3 bieten dem Lichtgriffel den frühesten Lichtpunkt und Infolgedessen die früheste horizontale Feststellung von Licht während dieses Bildes an. Daher sind, wenn der Elektronenstrahl die Zeile 305 vollständig durchlaufen hat und das Schreiben der Zeile 306 beginnt, die Zähler 210 bis 212 gefüllt, bevor Licht festgestellt wird, da sich die Lichtpunkte, die von dem Lichtgriffel erfaßt werden, vom linken Rand des Bildschirmes welter entfernen.

Wenn die Zähler 210 bis 212 den höchsten Stand erreichen, wird der Ausgang des Zählers 212, der mit dem Flipflop 220 und dem NICHJ-Glled 200 verbunden ist, hoch. Dies bewirkt, daß der ^-Ausgang des FlIpflops 220 beim nächsten Taktimpuls tief wird. Dieser ρ-Ausgang Ist mit einem Eingang des NAND-Gliedes 130 verbunden und bewirkt, daß der Ausgang dieses NAND-Gliedes 130 und Infolgedessen auch der Eingang des NAND-Gliedes 115 hoch werden. Der andere Eingang des NAND-Gliedes 115 Ist hoch, well er während jedes Horizontal-Rücksprunges hoch gesetzt wird und vom hohen Ausgangssignal des NAND-Gliedes 130 nicht zurückgesetzt wird, bevor der nächste Taktimpuls erscheint. Demgemäß sind beide Eingänge des NAND-Gliedes 115 hoch und es werden die Zähler 210 bis 212 zurückgesetzt. Auf diese Weise setzen die Zähler das Zählen bis zum höchsten Stand und Rücksetzen für den Rest der Vertikalabtastung an dem Ort des Lichtpunktes fort, der der frühesten Feststellung von Licht auf einer horizontalen Zeile entspricht.

Wie oben ausgeführt, hält das Latch 240 die Vertikalposition der ersten Feststellung von Licht und wird immer dann auf einen neuen Wert eingestellt, wenn die Lichtfeststellung in einer Position erfolgt, die bei folgenden Horizontalabtastungen dem linken Rand des Bildschirmes näher ist. Wenn die früheste Position ermittelt ist, sind die Zähler 210 bis 212 vor der Feststellung von Licht in nachfolgenden Zeilen gefüllt. Wenn die Zähler voll sind, wird das Eingangssignal des NOR-Gliedes 130 tief und bewirkt, daß der /-Eingang des Flipflops 123 hoch wird. Beim nächsten Taktimpuls wird der 0-Ausgang des Füpfiops 123 tief, wodurch das NAND-Glied 114 gesperrt wird und weitere Änderungen des im Latch 240 enthaltenen Wertes verhindert werden. Demgemäß wird der im Laich gespeicherte Wert für den Rest des Bildes festgehalten, nachdem der früheste Lichtpunkt auf einer Zelle festgestellt worden 1st.

Wenn zu einer beliebigen Zelt während des Schreibens des Bildes Licht festgestellt wird, wird der ^-Ausgang des Fllpflops 121 hoch gestellt und bleibt in diesem Zustand bis zum Rückstellen während des Vertlkal-Rücksprunges. Nachdem die letzte Zelle geschrieben worden Ist, gehen die beiden Signale HBLANK und VBLANK hoch und bewirken, daß der ./-Eingang des Fllpflops 124 hoch wird. Wie nachstehend noch Im einzelnen beschrieben wird, 1st der C-Elngang des Flipflops 124 hoch, abgesehen während der Abfrage durch den Prozessor. Demgemäß wird beim nächsten Taktimpuls, nachdem der Vertikal-Rücksprung begonnen hat, der ρ-Ausgang des Fllpflops 124 tief, wodurch die Zähler 210 bis 212 angehalten werden und das h:>hc Eingangssignal vom UND-Glied 110 entfernt wird. Außerdem wird der 0-Ausgang des Fllpflops 124 hoch, was üci'ü Prozessor anzeigt, uSu ^tGnürigSiriiorrnSiioncn von den Zählern 210 bis 212 und von dem Latch 240 zum Auslesen auf den Datenbus zur Verfügung stehen. Nach dem eine Vertikalabtastung beendet worden ist, fragt der Prozessor den (J-Ausgang des Fllpflops 124 danach ab, ob Licht erfaßt worden ist. Wenn eine Lichterfassung stattgefunden hat, wird das Signal TPH erzeugt, um den Inhalt der Zähler 210 bis 212 zu lesen, und dann das Signal LPV. um die Information über die Vertikalstellung aus dem Latch 240 auszulesen und die Schaltungsanordnung zurückzustellen. Bei dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung werden zehn Ausgangsleitungen benutzt, um die Information über die Horizontalstellung des Lichtpunktes dem Prozessor zuzuführen. Da bei dieser Ausführungsform ein 8-Blt-Prozessor verwendet wird, werden die acht Bits der Zähler 210 und 211 mittels des Puffers 230 zusammengefaßt und gleichzeitig auf den Datenbus ausgelesen. Die beiden Bits der oberen Stellen werden beim folgenden Verarbeitungszyklus gelesen. Diese zehn Bits enthalten die Information über die Horlzontalstellung des am weitesten links angeordneten Lichtpunktes, der von dem Lichtgriffel auf der Rasterztile festgestellt worden ist, welche der Mittelstellung unter der Abtaslöffnung des Lichtgriffels am nächsten ist. Eine Verschiebespannung wird dann in programmierter Welse addiert, um die horizontale Punktstellung zu erzeugen, die der Mitte des Lichtgriffels am nächsten ist.

Das Signal LPV, das normalerweise hoch ist, wird tief, um das Abfragen des Latch 240 auszulösen. Wenn das Signal TPV tief Ist, hat es auch eine Rückstell-Funktion, in dem es den C-Eingang des Flipflops 121 tief macht, was zur Folge hat, daß auch der g-Ausgang des Fllpflops 121 tiefgestellt wird. Wenn das Signal LPV wieder hoch wird, bleibt der (?-Ausgang des Flipflops 121 tief, bis er vom Ausgangssignal des UND-Gliedes 110 beim nächsten Abtastzyklus wieder hochgesetzt wird. Weiterhin hat ein tiefes Signal LPV zur Folge, daß das Ausgangsslgnal des NAND-Gliedes 111 hoch wird. Beim nächsten ürCÄMmpuls wird der (^-Ausgang des Flipflops 122 hoch. Da ein Rücksprung stattfindet, sind alle Eingangssignale des UND-Gliedes 113 hoch, so daß ein hohes Ausgangssignal an das NICHT-Glied 102 gelangt. Das NICHT-Glied 102 setzt den C-Eingang des Flipflops 124 tief, so daß der ^-Ausgang des Flipflops 124 ebenfalls tief und dessen ρ-Ausgang hoch wird, wodurch die <·? Zähler 210 bis 212 erneut ausgelöst werden. Die Zähler laufen demgemäß während der Vertikal-Ablaslung und auch während des Vcrtikal-RDcksprungcs. ausgenommen während des Zeitabschnittes zwischen dem Kndc

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der Abtastung und der Abfragung der Vertikalstellung durch ilen Prozessor.

Der Ausgang des UND-Gliedes 113 ist zum Ä-hlng:ing des Hipflops 122 zurückgeführt. Beim nächsten Impuls IWCK setzt das hohe Signal am K-Eingang des S HipHops 122 dessen (^-Ausgang tief, so daß der C-liingang des Flipflops 124 hoch wird. Die Schaltungsanordnung ist nun in einen Zustand zurückgekehrt, in dem sie für das nächste Bild bereu Ist.

II)

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

21)

.ίο

40

45

6ΓΙ

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der Stellung eines Lichtgriffels, der eine Abtastöffnung aufweist und auf in diese Abtastöffnung einfallendes Licht anspricht, auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, der zeilenweise von einem Elektronenstrahl abgetastet und zum Leuchten angeregt wird, bei dem die einem Bild zugeordneten, aufeinanderfolgenden Zeilen gezählt und die Nummern derjenigen Zeilen registriert werden, welche die Abtastöffnung des Lichtgriffels kreuzen, bei dem auch die durch Taktimpulse definierten Positionen der Lichtpunkte längs der "einzelnen Zeilen gezählt und die Positionen derjenigen Lichtpunkte registriert werden, die jeweils als erste vom Lichtgriffel erfaßt werden, und bei dem die Stellung des Lichtgriffels anhand der Nummer derjenigen dieser Zeilen, auf der die Position des registrierten Lichtpunktes dem Zeilenanfang am nächsten ist, und der Nummer der Position dieses Lichtpunktes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Eintritt des Lichtpunktes in die Abtastöffnung des Lichtgriffels eine Zählung der die Positionen des Lichtpunktes definierenden Taktimpulse einer Zeile ausgelöst wird, die danach bis zum Erreichen der letzten Zeile derart wiederholt wird, daß bei Erreichen einer für die Rückkehr des Lichtpunktes in die gleiche Position der nächsten Zeile charakteristischen Zahl eine neue Zählung ausgelöst wird, sofern die .?änlung nicht schon vor Erreichen dieser Zahl durch Erfassen eines Lichtpunktes in der nächsten Zelle erneut ausgelöst wird, wogegen in der gleichen Zeile folgende Lichtpunkte unberücksichtigt bleiben, daß jeweils bei Auslösen der Zählung durch Erfassen eines Lichtpunktes die ZeÜennummer registriert bzw. die zuvor registrierte Zeilennummer berichtigt wird und daß der Stand der Positionszählung am Ende der letzten Zeile registriert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem eine Kathodenstrahlröhre und eine Ablenkeinheit umfassenden Sichtgerät, fiter dessen Bildschirm der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre zum Erzeugen eines Bildes zeilenweise hinwegführbar ist, mit einem eine Abtastöffnung und einen dahinter angeordneten optischen Sensor aufweisenden Lichtgriffel und mit einer auf von der Ablenkeinheit gelieferte Taktsignal und Ausgangssignale des Lichtgriffels ansprechenden Schaltungsanordnung, die einen Zeilenzähler und einen Positionszähler, von denen mindestens der Positionszähler auf die von der Ablenkeinheit gelieferten Taktimpulse anspricht, die diskrete Positionen des Elektronenstrahles und damit von Bildpunkten längs jeder Zeile definieren. Speicher für die Zählerstände und ein Schaltnetz zur Steuerung der Zähler und Speicherung der Zählerstände in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtgriffels umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionszähler (210, 211, 212) ein zyklischer Zähler Ist, der periodisch nach Erreichen eines Zählerstandes, der der Dauer eines Zellenzyklus entspricht, wieder seinen Anfangszusland einnimmt, daß die Schaltungsanordnung (405) den Positionszähler (210, 211, 212) jeweils bis zum Empfang eines ersten Ausgangssignales (HIT) des Lichtgriffels (404) sperrt und nach der Freigabe des Zählers bewirkt, daß die Zählerfunktion nach der Freigabe bzw. nach jeder Rückkehr des Zählers in den Anfangszustand durch im Verlauf der gleichen Zeile folgende Ausgangssignale des Lichtgriffels nicht mehr beeinflußbar ist, wogegen in der nächsten Zelle vor der Rückkehr in den Anfangszustand eintreffende Ausgangssignale des Lichtgriffels die Rückstellung des Posltlonszählers In dessen Anfangszustand und dessen erneute Freigabe bewirken, daß die Schaltungsanordnung (405) bei jeder Freigabe des Positionszählers (210, 211, 212) durch ein Ausgangssignal des Lichtgriffels («*04) auch

ίο die Speicherung des Inhaltes des Zellenzählers bewirkt und daß die Schaltungsanordnung (405) am Ende der letzten Zelle eines Bildes die Speicherung des Inhaltes des Positionszählers bewirkt.