DE10315389A1

DE10315389A1 - Globus mit Zoomfenster

Info

Publication number: DE10315389A1
Application number: DE2003115389
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Metzinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-10-28

Abstract

Ein Globus bildet die gesamte Erdoberfläche auf einmal ab und gestattet so eine gute und schnelle globale Orientierung. Wegen der durch die Kugelform begrenzten Darstellungsfläche des Globusses sind Details jedoch nicht erkennbar/nicht vorhanden. DOLLAR A Diese Einschränkung des Aussagepotentials kann durch ein "Zoomfenster" überwunden werden, das für das Umfeld eines ausgesuchten Punktes der Globusoberfläche Vergrößerung und Detaillierung ermöglicht. DOLLAR A Das hier vorgeschlagene neue Gerät "Globus mit Zoomfenster" besteht aus einem Globus mit "sensitiver (markierbarer, abtastbarer) Oberfläche", einem Bedienelement, einem Zoomfenster und einer Rechnereinheit. DOLLAR A Angestrebtes Funktionsziel ist, dass die Markierung eines Punktes auf dem Globus durch einfaches Antippen erfolgen kann, dann immer zunächst ein Ausschnitt der Originalglobuskarte im Zoomfenster erscheint und abschließend nach Bedarf vergrößert, detailliert oder verschoben werden kann. DOLLAR A Herzstück des Gerätes ist die "sensitive Oberfläche". Diese kann durch Einbau einer für kapazitive, piezoelektrische, ohmsche oder andere physikalische Wechselwirkungen empfindlichen Schicht und ein geeignetes Auswertesystem realisiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Geräteeinheit aus einem Globus, einem Bildschirm und Hilfsgeräten, wobei nach einfachem Antippen einer Stelle auf der Globuskarte auf dem zugehörigen Bildschirm nahezu sofort eine beliebig detaillierte Darstellung des Umfeldes der ausgewählten Stelle möglich ist.

Der Globus ist eine Nachbildung der Erde durch eine Kugel von meist 20 bis 50 cm Durchmesser, die mit einer Erdkarte mit Längen- und Breitengraden überzogen ist (Brockhaus).

Ein Globus bildet die gesamte Erdoberfläche auf einmal ab und gestattet so eine gute und schnelle globale Orientierung. Wegen der durch die Kugelform begrenzten Darstellungsfläche des Globusses sind Details jedoch nicht erkennbar /nicht vorhanden. Ein Ausweg zur Überwindung dieser Einschränkung des Aussagepotentials, ohne auf die „Handgreiflichkeit" und gute „Begreiflichkeit" eines realen Globusses ganz zu verzichten, besteht in einem Zoomfenster in, an oder bei dem Globus, das für das Umfeld eines ausgesuchten Punktes der Globusoberfläche Vergrößerung und Detaillierung ermöglicht.

In der Patentliteratur ( EP 0293375B1 ) findet sich die Beschreibung eines sogenannten Kartengerätes, mit dem man gesuchte geographische Orte auf dem Globus mit Hilfe einer komplexen mechanischen Einrichtung ansteuern kann.

Ferner ist ( GB 9400471 und WO 94/22123) eine andere mechanische Einrichtung bekannt, mit der man von außen einen Punkt auf dem Globus ins Visier nehmen kann, für den dann aus einem elektronischen Datenspeicher gewünschte Informationen abgerufen werden können.

Der Gedanke der Sensitivierung der Globusfläche und deren direkte Verknüpfung mit einer Zoomeinheit zum Vergrößern und Detaillieren eines Kartenausschnittes, wie hier ausgeführt, ist dagegen bisher nicht beschrieben.

Das Besondere an einer Globusoberfläche ist, dass es sich um eine stark gekrümmte und harte Fläche handelt, die eine nach Spezialverfahren der Globushersteller verlegte/aufgebrachte Landkarte trägt. Diese Gegebenheiten lassen eine Übertragung der zur Herstellung von Touchscreens, Palmgeräten und Tablett – PCs entwickelten Methoden zum Abtasten von Flächen hier nicht zu.

Vielmehr ist unter Nutzung bekannter physikalischer Effekte (die durchaus auch Basis der oben genannten Anwendungen sein mögen, in der dort genutzten Form aber nicht übertragbar sind) ein neues, speziell zugeschnittenes Realisierungskonzept zu entwickeln.

Vornehmliches Funktionsziel der hier vorgeschlagenen Geräteeinheit „Globus mit Zoomfenster" ist:

– Ein Punkt auf der Globusoberfläche, für dessen Umfeld detailliertere Auskunft gewünscht wird, kann durch einfaches Antippen (das ist Berührung, Druck oder eine andere gängige physikalische Wechselwirkung) festgelegt werden.
– Im „Zoomfenster" erscheint dann zunächst immer ein maßstäblich und inhaltlich dem Original getreuer Ausschnitt der Globuskarte rund um die markierte Stelle. (Um Verwirrung beim Übergang vom Globus zum Bildschirm auszuschließen.)
– Anschließend kann der Ausschnitt nach Bedarf vergrößert und mit zusätzlichen Angaben detailliert oder auch verschoben werden, wie dies bei den gängigen Computer -Kartenprogrammen üblich ist. Es ist auch denkbar, je nach Bildschirmgröße, neben dem Ausschnitt in Originalgröße sofort eine erste mit einem Standardfaktor vergrößerte Darstellung einzuspielen, die danach natürlich noch weiter vergrößert werden kann..

Die Geräte/Geräteeinheiten „Globus mit Zoomfenster" bestehen jeweils aus

– einem Globus mit sensitiver (markierbarer, abtastbarer) Oberfläche (1)
– einem Bedienelement für Ein-/ Ausschalten, Markieren, Zoomen (2)
– einem Zoomfenster, das ist ein Monitor (3)
– einer Rechnereinheit für Zuordnungsprogramme und Kartenarchiv (4)

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Soweit erforderlich sind Zeichnungen zur Erläuterung des Textes beigefügt; dies sind:

1 – 3: ver schiedene Anordnungsformen des Zoomfensters bezogen auf den Globus

4: Vorschlag für Bedieneinrichtung

5: Festlegung des zu übertragenden Ausschnittes der Globuskarte

6: mögliche Bildschirmaufteilung zur gleichzeitigen Darstellung von Originalausschnitt und Vergrößerung

Zu (1)

Ein Punkt der Globusoberfläche, für dessen Umfeld eine detailliertere Auskunft gewünscht ist, soll durch Berührung, durch Druck oder andere einfache physikalische Einwirkungen ausgewählt werden können.

Die hierzu erforderliche Abtastbarkeit der Oberfläche lässt sich zum Beispiel wie folgt realisieren:

– (1a) Kapazitiv . Mittels einer Art „flexiblen (wegen der Anpassung an die Globusrundung) gedruckten Schaltung". Hierzu muss unter der Globusaußenhaut eine der Globusform angepasste, sich kreuzende Leiterbahnen (bevorzugt an der Laufrichtung von Längen- und Breitengraden orientiert) tragende Schicht eingebaut werden. (Sie kann in den Globuskorpus als Zwischenlage integriert sein, als Matte auf der Innenseite einer Standard-Globuskugel aufgeklebt oder auf einer zweiten Kugelform, die in den eigentlichen Globus eingeschoben wird, außen aufmontiert oder aufgedruckt sein. Diese Variationsmöglichkeiten ergeben sich aus der Reichweite von mehreren Millimetern der kapazitiven Effekte.) Die so mit einem Metallraster unterlegte Globusoberfläche kann dann kapazitiv abgefragt werden, analog dem Prinzip früherer Standard – PC-Tastaturen, wie in der Arbeit von Schmidt und Schwinge) unter www.tu-chemnitz.de/informatik/RA/kompendium/vortraege_97/einausgabe/tastat. beschrieben. Als Abfragegerät reicht ein kleiner Holz- oder Kunststoffstab mit einer am Ende eingelegten oder aufgeklebten Metallplatte, die bei Annäherung an die Globusoberfläche mit den darunter liegenden Leiterbahnen des Metallrasters einen Kondensator bildet, dessen zentrale Position mit geeigneter (handelsgängiger) Auswerteelektronik lokalisiert werden kann.
– (1b) Piezoelektrisch . Ein alternatives Abfragesystem lässt sich wahrscheinlich auf der Nutzung des Piezoeffektes aufbauen. Der Piezoeffekt findet zur Zeit großes Interesse im Tastaturbau, nämlich für die besonders robusten sogenannten Vandalismus – Tastaturen. Er hat dadurch aktuell einen hohen Entwicklungsstand und könnte sicher auch zur Lösung der hier anstehenden Problemstellung genutzt werden. Die Markierung erfolgt dann einfach durch Druck (z.B. mit dem stumpfen Ende eines Bleistifts oder dem Finger) auf die interessierende Stelle der Globusoberfläche.
– (1c) Durch ohmschen Kontakt. Zum Beispiel könnte die Verwendung von zwei mit Goldstaub bedampften, durchsichtigen Kunststofffolien, die durch Noppen getrennt sind, (siehe hierzu www.inf.tu-dresden.de/ST2/pw/Iv bdt/ hyperbase/buch/grundlagen/ein_ausgabe_.), zur Realisierung laut 1 von Interesse sein. Die Folien werden bei Berührung an der Berührungsstelle zusammengedrückt, so dass an dieser Stelle Strom fließt, der durch eine Kreuzmessung die Druckposition ermitteln lässt. Mit solchen Folien könnte der Fensterbereich abgedeckt sein, unter Inkaufnahme der in diesem unkritischen Kartenbereich (siehe Empfehlung unter (3)) weniger robusten Oberflächenschicht, während der Rest der Oberfläche nach (1a) ausgelegt ist.

Zu (2)

Das Bedienelement sollte ein einfach zu handhabendes Gerät von maximal der Größe eines Handys sein, das die Ausführung der Funktionen Ein-/Ausschalten, Markieren und Zoomen ermöglicht, z.B. Vorschlag (2a) (Siehe 4.)

Je nach Technik, z.B. auch bei den obigen Umsetzungsvorschläge (1a), (1b) und (1c), ist zum Markieren keine Verbindung zwischen Markierinstrument und dem Rechner erforderlich. Dann kann auf ein eigenständiges Bedienelement verzichtet werden. Für die Ausführung der Funktionen des Ein-/Ausschaltens und des Zoomens kann dann ein spezielles kleines Tastenfeld (2b) am Globusfuß (13) eingerichtet werden oder bei sowieso angebundenem externem Rechner von diesem die genannten Funktionen mitübernommen werden. Für das hier verbleibende reine Markierinstrument (Stift, Stab) sollte ein Ablageplatz am Gerät vorgehalten werden, damit es stets griffbereit ist.

Zu (3)

Mit Zoomfenster ist ein Bildschirm/Monitor gemeint, auf dem nach Markierung einer Stelle auf dem Globus bevorzugt zunächst immer ein Ausschnitt der Originalglobuskarte rund um die markierte Stelle erscheint, welcher anschließend nach Bedarf vergrößert, detailliert oder verschoben werden kann. Der Bildschirm ist

– (Anspruch 3) in die Globusoberfläche integriert ((3a) in 1) (Als Platzierungsort empfiehlt sich ein mit wenig geographischen Details bestückter Kartenbereich, wie z.B. der Pazifische Ozean. Idealerweise ist das Zoomfenster (3a) so zu verwirklichen, dass sich der Bildschirm hinter der Globusaußenhaut (1) befindet, im eingeschalteten Zustand durchleuchtet und im ausgeschalteten Zustand unsichtbar ist.)
– oder (Anspruch 4) an der Globushalterung/Meridian befestigt ((3b) in 2)
– oder (Anspruch 5) neben dem Globus stehend angeordnet ((3c) in 3)

Zu (4)

Die erforderliche Rechnereinheit kann im Fuß (13) des Globus eingebaut und damit unsichtbar sein. Es ist auch denkbar, einen bereits im Raum vorhandenen Computer als Rechnereinheit mit zu nutzen.

Letzteres eröffnet zugleich den neuen Gesichtspunkt, dass der abtastbare Globus (1) Zusatzgerät des Rechners ist, statt umgekehrt.

Nach der Markierung einer Stelle auf der Globuskarte soll zuerst immer ein gut wieder zu erkennender Ausschnitt der Originalkarte im Zoomfenster erscheinen. Nachfolgend wird
für einen Globus von 30 cm Durchmesser eine Umsetzung dieses Konzeptes auf Basis der oben als (1a) aufgeführten kapazitiven Abtastmethode diskutiert.(5).

Globuskarten sind durch eingezeichnete Linien, die Längengrade (5) und die Breitengrade (6), in trapezförmige Kästchen unterteilt. Ein Weg zur Umsetzung nach obiger Methode (1a) besteht dann darin, parallel zu diesen Kennlinien auch Leiterbahnen zu verlegen. Das sind 36 Bahnen in Richtung der Längengrade vom Nordpol zum Südpol und zunächst 16 Ringbahnen parallel zum Äquator und auf diesem selbst. Mit je einer zusätzlichen Leiterbahn (7) zwischen den ringförmigen Breitengradlinien auf Höhe von 5°, 15° usw. lässt sich dann ein geeigneter Ausschnitt (9), der eine angemessene Größe hat und den zuvor ausgewählten Punkt (8) im mittleren Bereich (10) der Darstellung trägt, festlegen.

Die vorgeschlagene Unterteilung der Globuskarte zerlegt diese in 36 mal 32 Felder (11), also insgesamt 1152 Felder. (Der Bereich um die Pole fehlt üblicherweise auf Globen. Sonst wären es 144 Felder mehr.) Erkennt die kapazitive Abfrage der 36 vertikalen und der 32 horizontalen Leiterbahnen die jeweils der markierten Stelle (8) nächstliegenden Bahnen und damit auch den der markierten Stelle nächstliegenden Kreuzungspunkt, ergibt sich hieraus sofort der darzustellende Kartenausschnitt, nämlich die Kombination der vier Felder die den Kreuzungspunkt als Ecke haben. Der markierte Punkt liegt dabei im virtuellen mittleren Teilfeld (10) des Ausschnittes.

Der so gewonnene Kartenausschnitt hat für einen Globus mit 30 cm Durchmesser konstant eine Höhe von 2,8 cm und eine Breite von maximal 5,6 cm (am Äquator).

In einen 15 Zoll Bildschirm von ca. 27,6 cm (Breite) und 19,7 cm (Höhe) passen rechnerisch 27,6 : 5,6 = 4,9 Ausschnitte nebeneinander oder (merklich günstiger!) 19,7 : 2,8 = 7,0 Ausschnitte übereinander (6)

Bei dieser Bildschirmgröße ist es somit möglich, nach der Markierung einer Stelle auf dem Globus, den Originalausschnitt (9) oben und darunter sogleich eine vierfache Vergrößerung (12) darzustellen. Ohne zusätzliches Hantieren, nur durch Antippen der Globuskarte, steigt so der Aussageumfang für die interessierende Region sofort um den Faktor 16. (Wenn man annimmt, dass in einer dann 16 mal größeren Fläche auch 16 mal mehr Details und andere Informationen untergebracht sind). Diese Darstellung wird vermutlich oft bereits die gesuchte Auskunft enthalten. Ansonsten kann mit Hilfe der Zoomeinrichtung weiter detailliert werden.

Claims

Globus, gekennzeichnet durch eine sensitive Oberfläche (1).
Globus nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass Punkte oder Regionen der Globuskarte durch einfaches Antippen (das ist Berührung, Druck oder eine andere gängige physikalische Wechselwirkung ) für eine computermäßige Bearbeitung ausgewählt bzw. markiert werden können,
Globus nach Anspruch 1. oder 2. mit einem (1) in die Globuskugel integrierten Bildschirm (3a)
Globus nach Anspruch 1. oder 2. mit einem (2) auf der Globushalterung montierten Bildschirm (3b)
Globus nach Anspruch 1. oder 2. mit einem (3) neben dem Globus stehenden, zugehörigen oder frei zugänglichen Bildschirm (3c)
Gerät/Geräteeinheit nach einem der Ansprüche 3.,4.,5., dadurch gekennzeichnet, dass nach der Markierung einer Stelle auf dem Globus dessen Umgebung auf dem Bildschirm (3) vergrößert, detaillierter oder verschoben dargestellt werden kann.
Gerät/Geräteeinheit nach einem der Ansprüche 3.,4.,5., dadurch gekennzeichnet, dass nach der Markierung einer Stelle (8) auf dem Globus (1) zunächst immer ein Ausschnitt (9) der Original-Globuskarte rund um die markierte Stelle (8) auf dem Bildschirm (3) abgebildet wird, der anschließend nach Bedarf vergrößert und detailliert werden kann.
Gerät/Geräteeinheit nach einem der Ansprüche 3.,4.,5., dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (3) unterteilt ist, dergestalt, dass nach der Markierung einer Stelle (8) auf dem Globus (1) in einem kleineren Bereich der Ausschnitt (9) der Original-Globuskarte dauerhaft erscheint und in dem restlichen Bereich (12) zunächst eine standardmäßig (z.B. 1:4) vergrößerte Darstellung gezeigt wird, die anschließend nach Bedarf weiter vergrößert werden kann.
Bedieneinrichtung für die unter den vorstehenden Ansprüchen aufgeführten Geräte/Geräteeinheiten zum Ein-/Ausschalten der Sensitivität, zum Markieren der interessierenden Stelle auf der Globuskarte und zum Zoomen (das ist vergrößern, detaillieren, verschieben) des Kartenausschnittes auf dem Bildschirm (3), dadurch gekennzeichnet, dass diese Funktionen in einem kompakten Handgerät (2a) (4) vereinigt sind
Bedieneinrichtung zum Ein-/Ausschalten der Sensitivität und zum Zoomen (das ist vergrößern, detaillieren, verschieben) des Kartenausschnittes auf dem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, dass diese Funktionen über ein Tastenfeld (2b) am Globusfuß (13) erfolgen können.
Bedieneinrichtung zum Ein-/Ausschalten der Sensitivität und zum Zoomen (das ist vergrößern, detaillieren, verschieben) des Kartenausschnittes auf dem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, dass diese Funktionen von einem frei zugänglichen Computer aus ausgeführt werden, der zuvor mit dem Globus (1) datenübertragungsmäßig verbunden und mit den nötigen Programmen versorgt wurde.
Rechnereinheit für Handlingprogramme und Kartenarchiv, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Globusfuß (13) untergebracht ist
Rechnereinheit für Handlingprogramme und Kartenarchiv, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Inneren der Globuskugel (1) untergebracht ist
Rechnereinheit für Handlingprogramme und Kartenarchiv, dadurch gekennzeichnet, dass ein frei zugänglichen Computer genutzt wird, der zuvor mit dem Globus (1) datenübertragungsmäßig verbunden und mit den nötigen Programmen versorgt wurde.
Jede Kombination eines Gerätes bzw. einer Geräteeinheit aus den Ansprüchen 3 bis 8 mit je einem der Ansprüche 9 bis 11 und je einem der Ansprüche 12 bis 14
Globus nach Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, dass die Sensitivität (Markierbarkeit/Abtastbarkeit) der Oberfläche durch kapazitive Wechselwirkung zwischen einem Markierwerkzeug und unter der Oberfläche verlegten, gekreuzt angeordneten Leiterbahnen bewirkt wird.
Globus nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen exakt unter den außen auf der Oberfläche aufgemalten Längen- und Breitengradlinien verlegt sind, eventuell ergänzt durch Zwischenbahnen, die jeweils den halben Winkelmaßen der aufgemalten Linien entsprechen.
Globus nach Anspruch 16. oder 17., dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen auf einer Kugel (Kugelhälften) aufgebracht sind, die in die eigentliche Globuskugel (Kugelhälften) eingepasst wird (werden).
Globus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensitivität (Markierbarkeit/Abtastbarkeit) der Oberfläche durch piezoelektrische Effekte bewirkt wird.
Globus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensitivität der Oberfläche (Markierbarkeit/Abtastbarkeit), zumindest in Teilbereichen, durch ohmschen Kontakt bewirkt wird.