DE9115208U1

DE9115208U1 - Digitalisier-Tablet

Info

Publication number: DE9115208U1
Application number: DE9115208U
Authority: DE
Original assignee: Keitel Stefan Dipl-Ing Mphil/brunel Univ 6460 Gelnhausen De
Current assignee: Keitel Stefan Dipl-Ing Mphil/brunel Univ 6460 Gelnhausen De
Priority date: 1991-12-07
Filing date: 1991-12-07
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2001-12-08

Description

BESCHREIBUNG:

Titel;

Digitalsier-Tablett für die Erfassung von Zeichnungen
und graphischen Vorlagen zur Speicherung und Weiterverarbeitung in Computersystemen.

Stand der Technik:

Digitalisier-Tablets existieren in verschiedenen Größen mit den Ausmaßen DIN A4 bis DIN AO und in verschiedenen mechanischen Ausführungen. Hierbei werden verschiedene Verfahren zur Ortsbestimmung des Zeigers auf der Tablet-Unterlage verwendet. Kurz genannt wird hier nur das Induktionsverfahren:

In dem Tablet ist ein X-Y Gitter eingebaut, an dessen Kreuzungspunkten von dem verwendeten Zeiger per Induktion Ströme erzeugt werden. Der Ort der Induktionserzeugung wird elektronisch festgestellt, eine Ortsbestimmung ist somit möglich.

Optische Verfahren:

Hierbei sind in der Tabletunterlage optische Sensoren eingebaut, die von dem Zeiger mit Licht aktiviert werden.

Eine anschließende Elektronik ermittelt anschließend den Ort, wo der Zeiger den optischen Impuls erzeugt hat.

Bei beiden Verfahren können Ortsauflößungen von bis zu 0,0025 Zoll und darunter erzeugt werden.

Problem:

Das Problem bei den handelsüblichen Digitalisier-Tablets liegt in ihren mechanischen Abmessungen. Um zum Beispiel einen DIN AO Plan abzudigitalisieren, benötigt man ein DIN AO Tablet. Besitzt man schon ein DIN A3 Tablet, so muß man eine weitere Investition tätigen, um sein Vorhaben auszuführen. Die mechanischen Abmessungen der Tablets sind starr, nicht in ihrer Größe den entsprechenden Anwendungsfällen anpassbar.

Erfindung;

Das vorherrschende Problem der fehlenden mechanischen Veränderbarkeit von Digitailier-Tablets wird mit den Maßnahmen der Ansprüche 1 bis 5 gelöst.

Bei den Digitalisier-Tablets der Ansprüche 1 bis 4 wird die Ortsbestimmung des Zeigers nicht durch mechanische, elektrische oder optische Einwirkungen auf die Arbeitsunterfläche, sondern durch Laufzeitbestimmung von Ultraschall, elektomagnetische oder anderen geigneten Signalen zwischen den Sender-Empfänger-Einheiten des Tablets durchgeführt.

Durch entsprechende Einmessvorgänge zu Begin des Arbeitens mit dem Tablet und anschließende mathematische Berechnungen in der Mikroprozessoreinheit anhand der Laufzeitdifferenzen der Signale zwischen den einzelnen Empfängern/Sendern-Bausteinen, kann die Position des Zeigers innerhalb des Meßbereiches der Anordnung eindeutig bestimmt werden.

Bei dem Tablet nach Anspruch 5 wird die Entfernung des Zeigers zu den Referenzpunkten durch die Messung der Abrollänge von zwischen dem Zeiger und dem Referenzpunkt befestigten Kabeln (Kordel o.a.) bestimmt. Dazu befindet sich in jedem Referenzpunktbaustein eine Kabelrolle, die mit einem Shaft-Encoder (Einheit zum ermitteln der Umdrehungen, die die Kablerolle gemacht hat) ausgestattet ist. Hierdurch läßt sich die Länge des Kabels, das von der Rolle abgerollt wurde, bestimmen. Sind mindestens zwei Kabel an dem Zeiger befestigt, die an örtlich voneinander getrennten, positionierten Referenzpunkten enden, so läßt sich, nach bestimmten Anfangseinraessungen, die Position des Zeigers innerhalb des Meßbereiches mit Hilfe der Mikroprozessoreinheit berechnen.

Eine Auflößung wie sie bei den induktiven oder optischen Verfahren erzielt werden, sind mit den hier vorgestellten Tablets nicht möglich. Von der Anwenderseite her zeigt es sich jedoch, daß das Digitalisieren in Bereichen kleiner 0,01 mm nicht praktikabel ist.

Vorteilhafte Wirkung der Erfindung:

Mit dem hier vorgestellten Modell eines Digitalisier-Tablets kann der Anwender die Größe seiner Arbeitsflasche selbst bestimmen. Für verschieden Formate ist der Kauf von verschieden großen Tablets nicht mehr von Nöten.
Weiterhin können die Einheiten zur Positionsbestimmung des Zeigers derart gestaltet werden, daß die Wahl der Digitalisier-Arbeitsflache frei ist (z.B. Wandmontage, digitalisieren eines Video- oder Computerbildes vom Monitor, Digitalisierung von Wandfresken etc.)
Ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten Erfindung ist die Kompaktheit des Gerätes. Für die gesamte Elektronik inklusive Auswerteeinheit und Empfänger/Sender wird eine Größe kleiner DIN A5 angestrebt. Dies bedeutet im Extremfall, daß man ein DIN AO Digitalisier-Tablet in Größe eines DIN A5 Blattes erhält.

Darstellung der Erfindung:

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung der Ansprüche 1 bis 4 soll anhand der Bilder I. und II. erklärt werden. Ein Ausführungsbeispiel nach Anspruch 5 wird anhand der Bilder III. bis V. erklärt.

Bild I zeigt das Digitalisier-Tablet in der Ansicht von Oben, Bild II, zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Anordnung.

Laut Schutzanspruch 1 besteht das Digitalisier-Tablet aus 2 Sendern (A und B) und einem Empfänger (C) als Positionszeiger, die durch elktr. Verbindungen (E) mit der Mikroprozessoreinheit (D) verbunden sind. Die Mikroprozessoreinheit (D) wird über ein Verbindungskabel (H) mit einem Computersystem verbunden, um die ermittelten Positionen (Koordinaten) des Positionszeigers (C) innerhalb der variablen Arbeitsfläche (G) zu übermitteln. Dabei wird auf Kommando des Positionszeigers (C) jeweils ein Signal von den beiden Sendern losgeschickt. Die Zeit, die die Signale von den Sendern bis zum Empfänger benötigen, wird gemessen. Aus dieser Laufzeit können die Entfernungen des Positionszeigers zu den einzelnen Sendern von der Mikroprozessoreinheit berechnet werden.

Wird zu Arbeitsbegin mit dem Tablet dieses eingemessen, so kann die Position des Zeigers innerhalb der variablen Arbeitsfläche, anhand der ermittelten Entfernungen zu den Sendern, durch die Mikroprozessoreinheit berechnet und einem angeschlossenen Computer übermittelt werden.

Für Schutzanspruch 2 gilt ebenfalls obige Beschreibung mit dem Unterschied, daß das Signal zum Messen der Entfernungen vom Positionszeiger gesendet wird (der Positionzeiger (C) ist der Sender, die Messeinrichtungen (A und B) sind die Empfänger).

Für Schutzanspruch 3 gilt obige Beschreibungen mit dem Unterschied, daß anstatt 2 Empfängern (A und B) und einem Sender (C) mehrere Empfänger am Tablet angeschlossen sind.

Für Schutzanspruch 4 gilt obige Beschreibungen mit dem Unterschied, daß anstatt 2 Sendern (A und B) und einem Empfänger (C) mehrere Sender am Tablet angeschlossen sind.

Bild III. zeigt das Tablet nach Schutzanspruch 5 in der Ansicht von Oben, Bild IV. in einer dreidimensionalen Ansicht und Bild V. zeigt eine Vergrößerung der verwendeten Kabeltrommeln.

Der Positionszeiger (1) ist über Kabel (8) mit den Kabeltrommeln (2 und 3) verbunden, die ihrerseits über elekt. Verbindungen (5 und 4) mit der Mikroprozessoreinheit (6) verbunden sind. Der Positionszeiger kann innerhalb des variablen Arbeitsbereiches (9) bewegt werden. Die

Entfernungen des Positionzeigers (1) zu den Kabeltrommeln (2 und 3) wird durch die Bestimmung der Abrollängen der Kabel von den einzelnen Kabeltrommeln bestimmt. Durch Einmessen des Tablets zu Arbeitsbegin kann die Mikroprozessoreinheit, anhand der ermittelten Abstände zu den Kabeltrommeln, die Position des Positionszeigers innerhalb des Arbeits-bereiches berechnen und die Ergebnisse über eine Verbindung (7) an ein angeschlossenes Computersystem übermitteln.

Im Bild V. ist eine Kabeltrommel im Detail zu sehen. Die Kabeltrommel (2.2) und die Shaft-Encoder-Disk (2.0) sind auf einer gemeinsammen Achse angebracht, die in einem Lager (2.3) befestigt ist. In der Shaft-Encoder-Disk (2.0) sind radial Löcher eingestanzt, die bei Drehung der Kabeltrommel von der stationären Lichtschranke (2.1) detektiert werden. Durch das Zählen der Löcher in der Shaft-Encoder-Disk (2.0) durch die Lichtschranke (2.1) können die getätigten Umdrehungen der Kabeltrommel ermittelt werden. Mit der Mikroprozessoreinheit kann dann anhand der gezählten Umdrehungen und einer Kabel-Abroll-Funktion die Länge des abgerollten Kabels errechnet werden.

Bezugszeichenliste:

Bezugszeichenliste zu den Zeichnungen I. bis V.

A. Sender/Empfängereinheit l

B. Sender/Empfängereinheit

C. Empfänger/Sendereinheit (Positionszeiger)

D. Mikroprozessoreinheit

E. elektr. Verbindungen

F. Laufstrecken der Signale zwischen Sender und Empfänger (Abstand)

G. Arbeitsfläche

H. Verbindungskabel zum Computer

1. Positionszeiger

2. Referenzpunkt mit Kabelrolle

3. Referenzpunkt mit Kabelrolle

4. elektr. Verbindung

5. elektr. Verbindung

6. Mikroprozessoreinheit

7. Verbindungskabel zum Computer

8. Verbindungsleitungen zum Positionzeiger

9. Arbeitsfläche

2.0. Schaft-Encoder-Disk

2.1. Lichtschranke

2.2. Kabelrolle

2.3. Lager

Claims

SCHÜTZANSPRUCH:

1. Digitalsier-Tablett für die Erfassung von Zeichnungen

und graphischen Vorlagen zur Speicherung und Weiterverarbeitung in Computersystemen, dadurch gekennzeichnet,

daß das Digitalisier-Tablet aus:

- 2 Sendern und einem beweglichen Empfänger zur Bestimmung der relativen Abstände auf einer Zeichnung und

- einer mikroprozessorgesteuerten Zentraleinheit zur Umrechnung der Messergebnisse der Sender/ Empfängereinheit in computerverständliche Signale

besteht.

2. Digitalisier-Tablet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisier-Tablet aus:

- 2 Empfängern und einem beweglichen Sender zur Bestimmung der relativen Abstände auf einer Zeichnung und

besteht.

3. Digitalisier-Tablet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisier-Tablet aus:

- mehreren Empfängern und einem beweglichen Sender zur Bestimmung der relativen Abstände auf einer Zeichnung und

besteht.

4. Digitalisier-Tablet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisier-Tablet aus:

- mehreren Sendern und einem beweglichen Empfänger zur Bestimmung der relativen Abstände auf einer Zeichnung und

besteht.

5. Digitalisier-Tablet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisier-Tablet aus:

- einer Entfernungsmesseinheit, bei der die Entfernung des beweglichen Positionszeigers zu zwei oder mehereren Bezugspunkten durch Abrollängenbestinunung von in den Bezugspunkten enthaltenen, und an dem Positionszeiger befestigten Kabeln erfolgt, und

- einer mikroprozessorgesteuerten Zentraleinheit zur Umrechnung der Messergebnisse der Entfernungsmeßeinheit in computerverständliche Signale

besteht.