DE3709442A1 - Dateneingabevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eingeben von Daten in einen Computer, und im spezielleren auf eine Vorrichtung, die zwei Funktionen besitzt, wobei es sich bei der einen um eine Bildeingabe-Funktion zum Einge­ ben von Bilddaten, wie Buchstaben und geometrischen Figuren, und bei der anderen um eine X-Y-Richtungseingabe-Funktion zum hauptsächlichen Eingeben von Positionsdaten handelt.

Ein Bildabtaster ist einem Computer zugeordnet, um Buchstaben, geometrische Figuren oder andere Daten in den Computer einzu­ geben, um diese dann auf einer Kathodenstrahlröhren-Anzeige anzuzeigen oder in Form einer Handkopie darzustellen.

In der letzten Zeit wurde unter anderem ein Bildabtaster eines handlichen Typs entwickelt und verwendet. Der Bildabtaster des handlichen Typs beinhaltet einen Hauptkörper, der auf eine Datenquelle, wie z.B. Buchstaben oder geometrischen Figuren, gesetzt und von Hand diese entlang bewegt wird, um gewünschte Daten in einen Computer einzugeben. Die eingegebenen Daten werden gespeichert, auf einer Kathodenstrahlröhren-An­ zeige angezeigt oder in Form einer Handkopie ausgedruckt. Der handliche Bildabtaster stößt auf zunehmende Nachfrage, da er sich einfach handhaben läßt und eine selektive Eingabe eines gewünschten Teils von Dateninformation ermöglicht.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung eines bereits konzipierten Bildabtasters. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein Gehäuse, das den äußeren Rand des Hauptkörpers des Bildabtasters definiert, 2 einen Bildsensor, 3 eine optische Linse zum Scharfstellen einer Dateninformation 4 auf dem Bildsensor 2, 5 eine Datenleseöffnung zum Hindurchlesen von Daten durch diese, 6 eine Rolle zum Feststellen des Bewegungsausmaßes des Hauptkörpers, 7 eine Codiereinrichtung (Encoder) oder eine andere Bewegungsfeststellungssensoreinrichtung, die mit der Rolle 6 in Verbindung steht, 10 eine lichtemittierende Diode oder eine andere Lichtquelle, 8 eine erste Datenverarbeitungs­ schaltung, und das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Kabel­ schnur für die Eingabe der zuerst verarbeiteten Daten in den Computer in Form von digitalen oder anderen Signalen.

Zum Einlesen von Daten greift ein Benutzer das Gehäuse 1 und plaziert es auf einen Datenvorrat bzw. eine Datenquelle, wie z.B. Konzeptpapier. Wenn das Gehäuse 1 in Richtung des in der Zeichnung dargestellten Pfeils die Datenquelle entlang­ bewegt wird, wird über die im Boden befindliche Öffnung 5 und die im Inneren befindliche Bildherstellungslinse 3 Dateninformation in den Bildsensor 2 eingegeben. Die einge­ gebene Dateninformation wird zuerst in der ersten Daten­ verarbeitungsschaltung 8 vorverarbeitet und danach dem Computer zugeführt.

Abgesehen von dem Bildabtaster gibt es viele Arten von X-Y- Richtungs-Eingabevorrichtungen zum Eingeben anderer Daten in Computer. Eine dieser bereits bekannten Eingabevor­ richtungen beinhaltet ein in einem Gehäuse drehbar gehaltertes Kugelelement sowie zwei Folgewalzen, die einen rechten Winkel bilden und mit dem Kugelelement derart drehbar in Berührung stehen, daß sie sich bei Rotation des Kugelelements ebenfalls drehen. In einem übergeordneten Computer werden Bewegungen der Eingabe­ vorrichtung in X- und Y-Richtung detektiert, um einen Kursor auf einer Kathodenstrahlröhren-Anzeige zu steuern. In diesem Zusammenhang werden die beiden Folgewalzen ansprechend auf eine Rotation des Kugelelements in Rotation versetzt, um die Bewegung der Eingabevorrichtung in der X-Richtung durch die eine Folgewalze und die Bewegung in der Y-Richtung durch die andere Folgewalze zu detektieren. Die X- und Y- Richtungs-Bewegungen werden jeweils in entsprechende Spannungen oder digitale Signale umgewandelt und dem Computer zugeführt.

Bei dem bereits konzipierten Computersystem handelt es sich bei dem Bildabtaster und der X-Y-Richtungs-Eingabe­ vorrichtung jedoch um vollständig voneinander getrennte Geräte, die einzeln mit dem Computer verbunden sind. Ein Benutzer muß daher zur Eingabe von verschiedenen Arten von Daten häufig zwischen den Geräten wechseln, und die diese Geräte mit dem Computer verbindenden Kabelschnüre werden oft verwirrt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Dateneingabevorrichtung, die sich wahl­ weise umschalten läßt, so daß sie entweder die gewählte Funktion als Bildabtaster oder die gewählte Funktion als X-Y-Richtungs-Eingabevorrichtung erfüllen kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruch 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Informations­ eingabevorrichtung geschaffen, mit einem einzigen Gehäuse, mit einem in dem Gehäuse montierten Bildsensor zur Computer­ eingabe von Daten in verschiedenen Formen, wie Buchstaben oder geometrischen Figuren, bei Bewegung des Gehäuses, mit einer in dem Gehäuse montierten ersten Positions­ befehl-Einrichtung, bestehend aus einer Rolle und einer Codiereinrichtung, die zur Überwachung der Rotation der Rolle in einer ersten Richtung miteinander in Verbindung stehen, und mit einer in dem Gehäuse montierten zweiten Positions­ befehl-Einrichtung zum Anweisen einer Bewegung in einer zu der ersten Richtung senkrechten, zweiten Richtung, wobei die Informationseingabevorrichtung zum Lesen von Daten konfiguriert ist, die sie durch den Bildsensor von einer einer Bodenseite des Gehäuses gegenüberliegenden Fläche erhält.

Bei dieser Anordnung läßt sich die erfindungsgemäße Dateneingabevorrichtung je nach Wunsch wahlweise auf Bilddateneingabe oder auf Positionsdateneingabe schalten, so daß die erfindungsgemäße Dateneingabevorrichtung diese beiden Funktionen in einem einzigen Gerät vereinigt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Dateneingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines bereits konzipierten Bildabtasters;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen bereits konzipierten Bild­ abtaster unter Darstellung der Art und Weise, in der der Abtaster zu greifen ist;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines bereits konzipierten Bildabtasters;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer Dateneingabevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung; und

Fig. 6 einen Seitenaufriß der Vorrichtung der Fig. 5 entlang der Linie A-A der Fig. 5.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungs­ beispiele detailliert beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Dateneingabevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 1 tragen einige Elemente, die denen des in Fig. 2 gezeigten bereits konzipierten Bildabtasters entsprechen, dieselben Bezugs­ zeichen. Genauer gesagt bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse, das den äußeren Rand der Vorrichtung definiert, 2 einen Bildsensor, 3 eine optische Linse zum Fokussieren von Dateninformation 4 auf dem Bildsensor 2 über einen Spiegel 12, 5 eine Datenleseöffnung zum Hindurchlesen von Daten durch diese, 6 eine Rolle zum Detektieren der Bewegung der Vorrichtung in der X-Richtung, 7 eine erste Codiereinrichtung oder eine andere Bewegungsfeststellungs­ sensoreinrichtung, die mit der Rolle 6 in Verbindung steht, 10 eine Lichtquelle, wie z.B. eine lichtemittierende Diode, 8 eine primäre Datenverarbeitungsschaltung, und das Bezugs­ zeichen 9 bezeichnet eine Kabelschnur zur Übertragung von den gewünschten Daten entsprechenden digitalen oder anderen Signalen.

Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine zweite Codiereinrichtung oder einen anderen Bewegungssensor zum Eingeben des Bewegungs­ ausmaßes in der zu der X-Richtung senkrechten Y-Achsen- Richtung. Das Bezugszeichen 11 a bezeichnet eine Wähl- bzw. Einstellscheibe , die über der zweiten Codiereinrichtung 11 montiert sowie mit dieser verbunden ist. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Schalter zum Schalten der Dateneingabe­ vorrichtung in einer derartigen Weise, daß diese als Bild­ abtaster oder als X-Y-Richtungseingabevorrichtung aktiviert wird. Das Bezugszeichen 14 schließlich bezeichnet einen Schalter zum Eingeben von Signalen, während die Dateneingabe­ vorrichtung als X-Y-Richtungseingabevorrichtung aktiviert ist.

Die Dateneingabevorrichtung arbeitet in der nachfolgend be­ schriebenen Weise. Bei Benutzung der Vorrichtung als Bildabtaster, wird das Gehäuse 1 mit der Hand eines Benutzers gegriffen, und die Vorrichtung wird an einer gewünschten Stelle auf eine Konzeptunterlage oder eine andere Daten­ quelle gesetzt. Unter Herstellung sowie Beibehaltung des eingeschalteten Zustands des Schalters 13 wird das Gehäuse 1 in der in der Zeichnung dargestellten X-Richtung bewegt. Solange der Schalter 13 in dem eingeschalteten Zustand bleibt, emittiert die lichtemittierende Diode 10 ein Blinklicht zur Ermöglichung des Einlesens von Daten. In diesem Fall werden die eingelesenen Daten, die an den übergeordneten Computer zu übermitteln sind, in eine für den Bildabtaster geeignete Form gebracht. Als Ergebnis werden unter der Vorrichtung befindliche gewünschte Daten über die Öffnung 5 und die Bildherstellungslinse 3 in den Bildsensor 2 eingegeben und danach in der primären Datenverarbeitungsschaltung 8 verarbeitet und schließlich dem Computer zugeführt.

Wenn der Schalter 13 ausgeschaltet ist, ist die Dateneingabe­ vorrichtung als X-Y-Richtungseingabevorrichtung tätig. Zur Ausführung dieser Funktion bilden die Rolle 6 und die erste Codiereinrichtung 7 eine erste Positionsanweisungs- bzw. Positionsbefehl-Anordnung, während die Wählscheibe 11 a und die zweite Codiereinrichtung eine zweite Positions­ anweisungs- bzw. Positionsbefehl-Anordnung bilden. Eine gewünschte Bewegung in der X-Richtung läßt sich über die erste Positionsbefehl-Anordnung anweisen bzw. eingeben, und eine Bewegung in der Y-Richtung läßt sich über die zweite Positionsbefehl-Anordnung anweisen, und zwar durch Verdrehen der Wählscheibe 11 a von Hand. Als Ergebnis wird die Bewegung der Vorrichtung auf einem nicht gezeigten Anzeigegerät angezeigt, und ein angezeigter Verlauf wird durch Betätigung des Schalters 14 gelöscht, oder ein Kursor wird zu einem anderen Anzeigegerät bewegt.

Die bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel verwendete zweite Positionsbefehl-Anordnung zum Anweisen einer Bewegung in Y-Richtung besteht aus der Wählscheibe und der Codiereinrichtung. Die Anordnung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt, sondern sie kann durch eine Anordnung mit einer verschiebbaren Hebelanordnung ersetzt werden, die in zuverlässiger Weise eine Bewegung in Y-Richtung befiehlt sowie diese Bewegung detektiert.

Im folgenden wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläutert. In diesen Zeichnungen tragen Teile, die denen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung entsprechen, dieselben Bezugszeichen, wobei die Teile in schematischer Form dargestellt sind.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein Gehäuse, das den äußeren Rand eines Bildabtasters definiert, 2 einen Bildsensor, der in dem Gehäuse 1 montiert ist, 3 eine optische Linse zum Fokussieren eines Bildes von Dateninformation 4 an dem Bild­ sensor 2, und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine fenster­ artige Öffnung, die zum Lesen von Information 4 durch diese Öffnung hindurch in dem Boden des Gehäuses 1 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Bewegungsdetektionsrolle, 7 eine Codiereinrichtung oder eine andere Bewegungsfest­ stellungssensoreinrichtung, die mit der Rolle 6 in Verbindung steht, 8 eine primäre Datenverarbeitungsschaltung, und das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Kabelschnur zum Übertragen eines der Primärverarbeitung unterzogenen Signals zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wie z.B. einem Microcomputer. Diese Dateneingabevorrichtung wird in derselben Weise betätigt, wie dies vorstehend erläutert wurde, doch besitzt sie ein spezielles Merkmal, das darin besteht, daß ein Schwungradmechanismus zwischen der Bewegungsdetektionsrolle 6 und der Codiereinrichtung 7 angeordnet ist. Der Schwungrad­ mechanismus besitzt den im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläuterten Aufbau.

Ein erstes Zahnrad 16 ist koaxial zu der Bewegungs­ detektionsrolle 6 vorgesehen und kämmt mit einem zweiten Zahnrad 17. Ein drittes Zahnrad 18 ist koaxial zu dem zweiten Zahnrad 17 montiert und besitzt eine größere Anzahl von Zähnen als das zweite Zahnrad 17. Ein viertes Zahnrad 19, das eine geringere Anzahl von Zähnen als das dritte Zahnrad 18 aufweist, kämmt mit dem dritten Zahnrad 18. Das vierte Zahnrad 19 ist koaxial zu einem Schwungrad 20 angeordnet, und deren gemeinsame Achse ist mit der Codiereinrichtung verbunden.

Um bei dieser Vorrichtung ein Einlesen von Daten zu bewirken, greift der Benutzer das Gehäuse, wie dies in Fig. 3 hin­ sichtlich der bereits konzipierten Vorrichtung gezeigt ist, und plaziert es an einer gewünschten Stelle der Datenquelle 4. Danach bewegt der Benutzer das Gehäuse in einer Richtung, wie z.B. in der in Fig. 3 dargestellten X-Richtung, so daß die gewünschten Daten über die Öffnung 5 und die Bild­ bzw. Abbildherstellungslinse 3 in den Bildsensor 2 eingegeben werden. Bei diesem Vorgang tastet der eigentliche Bildsensor 2 die Daten in der Breitenrichtung, d.h. in der zur Gehäuse­ bewegungsrichtung senkrechten Richtung, ab, um ein Daten­ einlesen zu bewirken.

Ansprechend auf die Bewegung der Vorrichtung dreht sich die Bewegungsdetektionsrolle 6, die mit der Oberfläche der Datenquelle 4 in Berührung steht. Die Rotation der Rolle 6 wird über die vier Zahnräder 16 bis 19 auf das Schwungrad 20 übertragen, so daß sich das Schwungrad 20 im Vergleich zu der Rotationsgeschwindigkeit der Rolle 6 mit einer beträchtlich höheren Geschwindigkeit dreht. Die hohe Rotationsgeschwindigkeit des Schwungrads 20 erzeugt ein Trägheitsmoment, das wiederum eine im wesentlichen gleich­ mäßige Rotation der Rolle 6 aufrechterhält. Daher ist auch die Bewegungsgeschwindigkeit d.h. die Abtastgeschwindigkeit des Bildabtasters auf einem festen Wert gehalten. In diesem Fall wird der Codiereinrichtung 7 die Rotation des Schwungrads 20 zugeführt, die viel höher ist, als die­ jenige Rotation, die die Codiereinrichtung bei der bereits konzipierten Vorrichtung bei einer entsprechenden Bewegung der Vorrichtung erhält. In diesem Zusammenhang wird eingangs ein feststehendes Verhältnis zwischen einer Bewegungsdistanz bzw. Bewegungsstrecke und einer entsprechenden Anzahl der der Codiereinrichtung zuge­ führten Umdrehungen gebildet, um diesen Wert zum Zweck der Korrektur der gemessenen Bewegungsdistanz zu verwenden.

Danach wird ein von dem Bildsensor 2 geliefertes Signal auf die primäre Datenverarbeitungsschaltung 8 gegeben, die außerdem ein Signal erhält, das dem von dem Bewegungs­ feststellungssensor 7 detektierten Bewegungsausmaß entspricht und das der Schaltung 8 über die Bewegungs­ feststellungsrolle 6 und den Schwungradmechanismus 15 zugeführt wird. Die primäre Datenverarbeitungsschaltung 8 verarbeitet diese Signale und führt sie über die Kabel­ schnur 9 einem nicht gezeigten Personal Computer oder einem anderen Datenverarbeitungssystem zu, um die eingegebenen Daten anschließend auf einer Kathodenstrahlröhrenanzeige anzuzeigen oder in Form einer Hardcopy bzw. eines Aus­ drucks oder in einer anderen Weise darzustellen.

Das in dem vorliegenden Fall verwendete Räderwerk zum Übertragen der Rotation der Rolle 6 auf das Schwungrad 20 kann durch ein Riemengetriebe oder eine andere Übertragungs- bzw. Getriebeeinrichtung ersetzt werden.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, eine zusätzliche Anordnung zum Eingeben einer Bewegung enthält, die senkrecht zu der Rotations­ richtung einer in einer Bildabtastanordnung enthaltenen Rolle verläuft, läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in einfacher Weise auf ihre Bildabtast-Funktion oder auf ihre X-Y-Richtungseingabe-Funktion schalten.

Die Verwendung des Schwungradmechanismus zwischen der Bewegungsmessungsrolle und der Codiereinrichtung führt zu einer starken Verbesserung des Betriebs und der Zuverlässig­ keit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da ein durch eine hohe Umdrehungsgeschwindigkeit des Schwungrads erzeugtes Trägheitsmoment die Bewegungsgeschwindigkeit der Vor­ richtung auf einem gleichmäßigen Wert hält.

Claims (3)

1. Informationseingabevorrichtung zur Eingabe von Daten einschließlich Buchstaben und geometrischen Figuren, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), einen in dem Gehäuse (1) montierten Bildsensor (2) zur Computereingabe der Daten (4) bei Bewegung des Gehäuses (1), eine in dem Gehäuse (1) montierte erste Positionsbefehl- Einrichtung, die eine Rolle (6) und eine Codiereinrichtung (7) umfaßt, die zur Überwachung der Rotation der Rolle (6) in einer ersten Richtung miteinander in Verbindung stehen, und durch eine in dem Gehäuse (1) montierte zweite Positionsbefehl-Einrichtung zum Anweisen einer Bewegung in einer zu der ersten Richtung senkrechten, zweiten Richtung, wobei die Informationseingabevorrichtung zum Lesen von Daten konfiguriert ist, die sie durch den Bildsensor (2) von einer einer Bodenseite des Gehäuses (1) gegenüber­ liegenden Fläche erhält.

2. Informationseingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Positionsbefehl- Einrichtung eine Codiereinrichtung (11) und einen mit der Codiereinrichtung (11) in Verbindung stehenden Knopf bzw. ein Betätigungsglied (11 a) umfaßt.

3. Informationseingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (6) der ersten Positionsbefehl-Einrichtung dazu ausgelegt ist, sich ansprechend auf eine Bewegung des Gehäuses (1) zu drehen, daß die Codiereinrichtung (7) der ersten Positionsbefehl- Einrichtung dazu ausgelegt ist, die Rotation der Rolle (6) zu zählen, und daß die erste Positionsbefehl-Einrichtung einen Schwungradmechanismus (15) zur Unterdrückung plötzlicher Veränderungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Gehäuses (1) beinhaltet.