DE3301156A1

DE3301156A1 - Koordinatengeber

Info

Publication number: DE3301156A1
Application number: DE19833301156
Authority: DE
Inventors: Dieter Wittchow
Original assignee: Individual
Current assignee: ZF Electronics GmbH
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1984-07-19
Also published as: DE3301156C2

Description

Koordinatengeber
Die Erfindung betrifft einen Koordinatengeber nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Für die Dateneingabe in Rechenanlagen, Maschinensteuerungsanlagen, rechnergestützten Zeichengeräten oder elektronischen Spielen sind Eingabegeräte notwendig, die eine Marke auf einem Bildschirm oder einem Schreibstift auf einer Zeichenfläche auf einen bestimmten Punkt bringen, dessen Koordinaten in dem jeweils angeschlossenen Rechner weiterverarbeitet werden. Derartige Eingabegeräte sind Koordinatengeber, die in mehreren Ausführungsbeispielen bekannt sind. Ein derartiger Koordinatengeber ist der joystick, der einen manuell betätigbaren Steuerknüppel aufweist.
Dieser Steuerknüppel kann in die verschiedenen Richtungen gekippt werden, wobei mit der Kippbewegung die Stellung von zwei für die Horizontal- und Vertikalrichtung vorgesehene Potentiometer verändert werden kann. Die Potentiometer sind mit einem spannungsgesteuerten Oszillator verbunden, dessen Mittenfrequenz durch die Stellung der Potentiometer beeinflußt wird. Ein derartiger joystick ist bei höheren Anforderungen an die Präzision teuer, da der Aufwand für eine genaue Mechanik aufgrund der notwendigen exakten Mittelstellung des Steuerknüppels hoch ist. Auch müssen die Potentiometer sehr genau arbeiten. Die bekannten joysticks haben eine hohe Einbautiefe, so daß sie nicht in Flachtastaturen einbaubar sind.
Eine längere Benutzung ist anstrengend, da eine Handauflage fehlt.
Als weiterer Koordinatengeber ist eine Steuerkugel bekannt, die zwischen zwei Platten derart gelagert ist, daß sie von Hand nach allen Richtungen frei drehbar ist.
Die Drehbewegung wird durch zwei rechtwinklig zueinander angeordnete optische Impulsscheiben abgegriffen. Eine Auswerteschaltung liefert zwei um 900 phasenverschobene Rechteckspannungen, die der Horizontal- und Vertikalrichtung entsprechen. Ein derartiger Koordinatengeber hat den Nachteil, daß er aufwendig in der Konstruktion und damit teuer ist.
Falls die Marke auf dem Bildschirm über eine längere Strecke bewegt werden muß, müssen mit der Steuerkugel einige Umdrehungen zuruckgelegt werden. Außerdem ist die Einbautiefe sehr groß.
Um einen flachen Einbau zu gewährleisten, ist ein Tastenblock entwickelt worden, der acht Tasten für jeweils eine Richtung aufweist.
Die Auswertung erfolgt durch digitale Codierung bzw. Decodierung. Die Bedienung dieses Tastenblocks ist verhältnismäßig umständlich, da bei Richtungswechsel ein ständiger Tastenwechsel erforderlich ist. Außerdem ist die durch den Tastendruck durchgeführte senkrechte Bewegung der Bedienungsperson nicht mit der durch die Marke durchgeführten Bewegung identisch, so daß ein Denkprozeß über die Aufschrift der Tasten, die die Richtung angibt, notwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist-es, einen Koordinatengeber zu schaffen, der eine flache Bauweise aufweist, dabei einfach und ermüdungsfrei handhabbar ist und dessen Herstellung kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Durch Vorsehen einer flachen Platte als Bedienelement, das bei Bewegung in die unterschiedlichen Richtungen ihm zugeordnete Schalter betätigt, ist eine flache Bauweise möglich, die eine Einbindung in Tastaturen, auch in Flachtastaturen erlaubt. Weiterhin gewährleistet die flache Bauweise eine ermüdungsarme Handhabung, da bei Betätigung die Hand zum Beispiel auf der Tischebene aufliegen kann.
Durch die in den Unteransprüchen vorgesehenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Durch Vorsehen einer Schiebeplatte wird die Verschiebung der Platte direkt in Bewegungsrichtungen der gesteuerten Objekte umgesetzt. In der Ausführung des Bedienelementes als kippbare Wippplatte ist bei flacher Bauweise ein kompakterer Aufbau möglich.
Dadurch, daß die Schalter als Folgeschalter ausgebildet sind, sind sowohl Einzelschritte, Schrittfolgen als auch unterschiedliche Geschwindigkeiten der zu bewegenden Objekte darstellbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Koordinatengebers bei dem das Bedienelement und die Steuerschaltung gezeigt ist; Fig. 2 eine weiteres schaltungsgemäßen Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung eines Koordinatengebers; und Fig. 3 die Einbindung des Koordinatengebers in die Tastatur eines Kleinrechners.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 das Bedienungselement dargestellt. Das Bedienelement 1 ist eine flache Platte, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schiebeplatte ausgebildet ist. Dem Bedienelement 1 sind für jede Haupthiznmelsrichtung jeweils zwei Schalter S1 bis S8 zugeordnet, wobei die Schalter S2, S4, S6, S8 Folgeschalter der Schalter S1, S3, S5, S7 sind.
In der Ruhestellung liegen die Schalter S1 bis S8 an einem Bezugspotential oder an einem offenen Kontakt. Die Arbeitskontakte der jeweiligen Schalter S1 bis S8 sind über Leitungen mit mehreren Eingängen eines Tastatur-Enkoders verbunden, der als 90 Key/4 Mode-Enkoder ausgebildet sein kann.
Weiterhin gehen alle Arbeitskontakte auf eine integrierbare Tastatur-Matrix, die entsprechend dem Enkoder 2 90 bis 8 Key/4 Mode aufweist. Mit weiteren Eingängen des Enkoders 2 sind die Shift-, Control- und die Rollover/Lockout-Taste verbunden, die die an sich bekannten Funktionsumschaltungen der Tastatur vornehmen und eine Mehrfachbelegung der Tasten erlauben. Die Ausgänge des Enkoders 2 sind mit einem programmierbaren Festwertspeicher 4 verbunden, dessen Ausgänge ihrerseits an einen nicht dargestellten Rechner angeschlossen sind und an diesen die kodierten Daten liefern.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 soll der Koordinatengeber, der über den Enkoder 2 mit einem Rechner verbunden ist, eine Marke auf einem zu dem Rechner gehörigen Bildschirm steuern, um so bei Erreichen eines bestimmten Punktes auf dem Bildschirm eine Dateneingabe der Koordinaten des Punktes zu erlauben. Dabei kann die Marke als Cursor oder Fadenkreuz ausgebildet sein. Bei Bewegung, das heißt bei Verschiebung des Bedienelementes 1 zum Beispiel nach links, wird der Schalter S1 geschlossen, so daß entsprechend der Tastatur-Matrix 3 der Enkoder 2 angesteuert wird, der das von dem Schalter S1 ausgelöste Signal in kodierte Digitalsignale umsetzt, die von einem Rechner weiterverarbeitet werden. Zusätzlich kann der Festwertspeicher 4, der entsprechend einer gewünschten Kodierung programmiert ist, die schon kodierten Daten teilweise in andere kodierte Daten umwandeln, um so eine Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse und speziellen Probleme zu erreichen. Das von dem Schalter S1 gelieferte Signal verschiebt die auf dem Bildschirm dargestellte Marke nach links, wobei dies in Einzelschritten, d.h. durch mehrmaliges Betätigen des Bedienelementes 1 nach links oder kontinuierlich im Schleichgang durch Halten des Schalters S1 im geschlossenen Zustand, geschehen kann. Bei stärkeren Drücken bzw. Verschieben des Bedienelementes 1 nach links wird der Folgeschalter S2 betätigt und der Enkoder 2, die Matrix 3 und der Festwertspeicher 4 setzen das Signal derart um, daß sich die Marke auf dem nicht dargestellten Bildschirm in einer Schrittfolge bzw. kontinuierlich im Schnellgang nach links bewegt. In der beschriebenen Weise kann durch Betätigen der verschiedenen Schalter durch das Bedienelement 1 jeder Punkt auf dem Bildschirm erreicht werden.
Das in der Fig. 1 dargestellte Bedienelement 1 ist in der Ausbildung als Schiebeplatte beschrieben worden. Es ist aber auch denkbar, daß es eine kippbare Wippplatte ist, die durch leichtes Herunterdrücken der Platte,zum Beispiel bei einer gewünschten Verschiebung der Marke nach links an dem linken Ende, die dann darunterliegenden Schalter S1, 52 betätigt. Entsprechend können die Schalter S3, S4 durch Drücken auf das obere Ende der Wippplatte geschlossen werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Koordinatengebers dargestellt, wobei das Bedienelement 1 selbst nicht gezeigt ist, da es dem in Fig. 1 entspricht.
Die Schalter haben die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1. Die Eingänge 11 und 12 eines spannungsgesteuerten Oszillators 10 sind jeweils mit einer Reihenschaltung von Widerständen 13, 14, 15, die an die Versorgungsleitung angeschlossen sind, und der Reihenschaltung der Widerstände 16, 17 18, die an das Bezugspotential angeschlossen sind, verbunden. An den Verbindungspunkten zwischen den Widerständen 13, 14 und den Widerständen 14, 15 liegen jeweils die Arbeitskontakte der Schalter S1, S2, S3, S4 und an den jeweiligen Verbindungspunkten zwischen den Widerständen 18, 17 und 17, 16 liegen die Arbeitskontakte der Schalter S5, S7, S6, 58. Die Schalter S4, 53, S71 S8 sind mit dem Eingang 11 und die Schalter S2, S1, S5, S6 mit dem Eingang 12 des Oszillators 10 verbunden. Vorzugsweise haben die Widerstände 16 und 13, die Widerstände 17 und 14 und die Widerstände 15 und 18 jeweils den gleichen Widerstandswert. An den Eingängen 22, 23 des Oszillators 10 liegt jeweils ein Spannungsteiler 20, 21. Die Ausgänge 24, 25 des Oszillators 10 liefern jeweils ein Signal für die horizontale und vertikale Ablenkung und sind üblicherweise zur Auswertung mit einem nicht dargestellten Rechner verbunden.
Die Handhabung des Bedienelementes 1 entspricht der in Fig. 1 beschriebenen;bei Betätigung des Bedienelementes 1 wird zum Beispiel der Schalter S1 geschaltet und nur die Widerstände 14 und 13 sind in den Stromkreis des Oszillators 10 geschaltet. Dadurch verändert sich die vom Oszillator 10 gelieferte Mittenfrequenz, wobei die veränderte Frequenz an dem Ausgang 24 liegt und ein Maß für die Richtung gibt. Auch hier kann die Bewegung der Marke bei Betätigung der Folgeschalter im Schnellgang oder in Schritt folgen durchgeführt werden. Die Widerstände 20, 21 dienen zur Änderung des Frequenzbereiches des Oszillators 10.
Selbstverständlich können die Schalter auch an andere nicht in den Fig. 1 und 2 dargestellten Auswerteschaltungen angeschlossen sein; so ist zum Beispiel denkbar, daß eine Auswertung durch Impulszählung vorgesehen ist, wobei die Impulse über die jeweils eingeschalteten Schalter geliefert werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel arbeitet das als Schiebeplatte ausgebildete Bedienelement 1 nicht mit diskreten Schaltern zusammen, sondern betätigt beim Verschieben zwei Flachbahn-Schieberegler, die jeweils ein Signal für die horizontale und vertikale Verschiebung liefern.
In Fig. 3 ist die Einbindung des Koordinatengebers mit seinem Bedienelement 1 in eine übliche Rechnertastatur gezeigt. Dabei kann wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen das Bedienelement 1 mit einer Griffmulde oder auch mit einem Knüppelansatz oder einem Bedienelement versehen sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind jeweils einzelne Schalter S1 bis S8 vorgesehen. Selbstverständli#h können andere Arten von Schaltern verwendet werden, die die jeweiligen Schaltfunktionen aufweisen.
Weiter sind nur Schalter in der jeweiligen Haupthimmelsrichtung dargestellt, wobei durch gleichzeitiges Betätigen der Schalter von zwei Richtungen auch eine schräge Bewegung in einer Zwischenrichtung erreicht werden kann.
Es können aber auch weitere Schalter in den Zwischenrichtungen vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche Koordinatengeber mit einem beweglichen Bedienelement und einer Steuerschaltung, die abhängig von der Bewegung des Bedienelementes in verschiedene Richtungen Signale erzeugt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Bedienelement (1) als flache Platte ausgebildet ist und daß die Steuerschaltung dem Bedienelement (1) zugeordnete Schalter (S1 bis S8) aufweist, die bei Betätigung des Bedienelementes (1) in die unterschiedlichen Richtungen schaltbar sind.
2. Koordinatengeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Schalter (S1,S3,S5,S7), jeweils einer für eine Richtung, vorgesehen sind.
3. Koordinatengeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als Schiebeplatte ausgebildet ist.
4. Koordinatengeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als kippbare Wippplatte ausgebildet ist.
5. Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Schalter (S1,S3,S5,S7) ein Folgeschalter.

(S2,S4,S6,S8) nachgeschaltet ist.
6. Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) mit den Schaltern (S1 bis S8) in Rechnertastaturen integrierbar ist.
7. Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) eine Griffmulde aufweist.
8. Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (1) mit einem Steuerknüppel versehen ist.
9. Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschalturg einen spannungsgesteuerten Oszillator (10) aufweist, dessen Ausgangsfrequenz durch über die Schalter (S1 bis S8) einschaltbare Widerstände (13 bis 16) veränderbar ist.
lO.Koordinatengeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Kodiereinrichtung aufweist, die kodierte Digitalsignale entsprechend der Betätigung der Schalter (S1 bis S8) liefert.
11.Koordinatengeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung einen Tastatur-Enkoder (2) aufweist.
12.Koordinatengeber nach Anspruch 3, 4, 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das als Platte ausgebildete Bedienelement (1 3 zwei Flachbahn-Schieberegler betätigt.