DE19636835A1 - Zeichenstift für Datenverarbeitungsgeräte - Google Patents
Zeichenstift für DatenverarbeitungsgeräteInfo
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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Description
Die Erfindung betrifft Eingabegeräte für elektronische Geräte,
insbesondere Datenverarbeitungsgeräte. Die Erfindung betrifft
vor allem Eingabegeräte, die wie ein Stift bedient werden.
Bisher werden Eingabestifte vor allem im
Datenverarbeitungsbereich eingesetzt, insbesondere für
CAD-Anwendungen. Sie dienen in der Regel dazu, Bereiche am
Datensichtgerät anzuwählen. Dazu wird die Position des Stiftes
am Datensichtgerät erfaßt und zusammen mit einem Tastenstatus
an den Computer übergeben.
Weit verbreitet sind Grafiktabletts. Dieses Eingabemedium
verwendet auch einen Stift. Dieser Stift wird allerdings nicht
direkt auf einem Datensichtgerät, sondern auf einem extra
Gerät angewendet. Ein Grafiktablett erfaßt die Position des
Stiftes auf der Tablettfläche und gibt diese zusammen mit
einem Tastenstatus an den Computer weiter.
Auf dem Markt befinden sich auch sogenannte Note-Pads. Das
sind elektronische Geräte, die aus einem Display und einem
elektronischen Stift bestehen. Mit dem Stift kann auf dem
Display geschrieben werden. Geräte, die das Schreiben auf dem
Display erlauben werden beispielsweise unter der Patentnummer
EP 01 62 300 und auch DE 42 23 397 vorgestellt.
Das Problem aller bisherigen Lösungen ist, daß sie nur einen
Tastenstatus gedrückt und nicht gedrückt auswerten und somit
nicht ideal zum Zeichnen verwendet werden können.
Beim Zeichnen mit einem Stift, beispielsweise einem Bleistift,
bestimmt der Andruck und die Neigung oder Drehung den
Farbauftrag und die Strichstärke. Mit den bekannten
Eingabegeräten ist daher das Zeichnen nur sehr eingeschränkt
möglich.
Der neue Zeichenstift (10) ist druckempfindlich. Der Andruck
der Zeichenspitze auf die Zeichenfläche (21) und die Neigung
oder Drehung des Stiftes (10) zur Zeichenfläche (21) werden
erfaßt und an das datenverarbeitende Gerät übergeben. Die
Andruckkraft bestimmt den Farbauftrag und beeinflußt in
geringem Maße auch die Strichstärke. Die Neigung oder Drehung
des Stiftes (10) bestimmt primär die Strichstärke.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß
ein Zeichnen am Datensichtgerät (Display) oder auf dem
Grafiktablett möglich ist, wie es mit Bleistift und Papier
möglich ist. Außerdem wird auch das Schreiben und Bedienen von
grafischen Oberflächen verbessert.
Datenverarbeitungsgeräte können mit dem neuen Eingabemedium
(10) in Bereichen eingesetzt werden, die bisher nicht oder nur
teilweise mit der Computertechnik erschlossen werden konnten.
Eine mögliche Ausführung des Stiftes (10) wird im folgenden
näher beschrieben.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen,
Fig. 1 den Zeichenstift (10) mit Zeichenspitze (11)
Lagerung (12) und axialem (13) sowie radialen (14)
Kraftsensoren.
Fig. 2 den Zeichenstift (10) mit Zeichenunterlage (20) und
Bereich zum Zeichen und Darstellen des Bildes (21).
Fig. 3 die Prinzipschaltung zum Aufnehmen der Kraft, mit
axialem Kraftsensor (13), radialen Kraftsensoren
(14), Analog/Digital-Wandlung (30) und Sender (31).
Fig. 1 zeigt den Zeichenstift (10). Die Zeichenspitze (11) ist
so gelagert (12), daß sowohl axiale als auch radiale Kräfte
aufgenommen werden können, beispielsweise durch eine
Gummilagerung. Ein axialer Kraftsensor (13) nimmt die axialen
Kräfte auf. Mindestens drei radiale Kraftsensoren (14) nehmen
die radialen Kräfte auf und dienen gleichzeitig zum Erkennen
der Drehung des Stiftes (10).
Fig. 2 zeigt den Zeichenstift (10) mit der Zeichenunterlage
(20). Gezeichnet wird im Zeichenbereich (21).
Fig. 3 zeigt die Prinzipschaltung zur Erfassung der
Andruckkraft. Der axiale (13) und die radialen (14)
Kraftsensoren erzeugen eine Spannung in Abhängigkeit der
Kraft. Diese Spannungen werden mit einem Analog/Digi
tal-Wandler (30) in digitale Werte umgewandelt. Die Werte werden
mit einen Sender (31) drahtlos an das verarbeitende Gerät
gesendet. Das von dem verarbeitenden Gerät empfangene Signal
enthält somit die Werte aller Kraftsensoren.
Die Ausführung zeigt einen drucksensitiven Zeichenstift (10),
der auf eine Zeichenunterlage (20) angewendet wird, die
gleichzeitig zur Darstellung der Zeichnung verwendet wird. Der
Aufbau einer solchen Zeichenunterlage (20) ist bekannt. Sie
besteht in der Regel aus einem Flachdisplay mit aufgebrachter
berührungsempfindlicher Fläche zur Bestimmung der Berührung
und Position des Stiftes (10).
Der Zeichenstift (10) hat die Form eines normalen Stiftes.
Beim Zeichnen wird die Zeichenspitze (11) über die
Zeichenunterlage (20) bewegt. Dabei steuert der Andruck den
Farbauftrag, kann aber auch die Strichstärke beeinflussen. Die
Zeichenspitze (11) und die Zeichenoberfläche (21) müssen so
aufeinander abgestimmt sein, daß eine gewisse Reibung zwischen
ihnen auftritt. Die Reibung ist notwendig, um ein Gefühl für
das Zeichnen entwickeln zu können. Eventuell kann die
Zeichenspitze (11) mit einer Kugel ähnlich einem
Kugelschreiber ausgestattet sein.
Die Andruckkraft wird über die Zeichenspitze (11) aufgenommen.
Über eine flexible Lagerung (12) wird die Andruckkraft an
mehrere Kraftsensoren übergeben. Diese Lagerung besteht
beispielsweise aus Gummi, so daß die Kräfte in alle Richtungen
übergeben werden können. Axiale Kräfte werden von dem axialen
Sensor (13) erfaßt, während radiale Kräfte, je nach Drehung
des Stiftes (10), von ein oder mehreren radialen Sensoren (14)
erfaßt werden. In der Ausführung sind die Sensoren (13, 14)
nicht mit der Zeichenspitze (11) verbunden, so daß keine
Zugkräfte auf die Sensoren (13, 14) wirken.
Die Kraftsensoren (13, 14) wandeln die Andruckkraft in eine
kraftabhängige Spannung um. Dazu kann beispielsweise die Kraft
mit Hilfe einer Feder in einen Weg umgewandelt werden, der
beispielsweise über einen wegabhängigen Widerstandswert
ausgewertet wird. Außerdem können Kraftsensoren auf
Halbleiterbasis eingesetzt werden. Die Spannungen werden in
einem Analog/Digital-Wandler (30) in digitale Werte
umgewandelt und über einen Sender (31) drahtlos an das
verarbeitende Gerät gesendet. Das dort empfangene Signal kann
dann ausgewertet werden.
Das datenverarbeitende Gerät empfängt das Signal mit den
Kraftwerten und kann die Andruckkraft und die Drehung jetzt je
nach Anwendung verarbeiten.
Der Andruck, die Neigung und die Drehung können folgendermaßen
aus den Kraftwerten ermittelt werden:
- - Der Andruck des Stiftes (10) wird im einfachsten Fall als Mittelwert aller Werte der Sensoren (13, 14) gebildet.
- - Die Drehung des Stiftes (10) kann aus der Kräfteverteilung der radialen Werte ermittelt werden.
- - Die Neigung des Stiftes (10) kann aus dem Verhältnis des axialen Wertes zu den radialen Werte gebildet werden.
Beim Zeichnen am Computer wird der Andruck verwendet, um die
Sättigung der Farbe zu steuern. Im einfachsten Falle wird beim
Zeichnen bei geringem Andruck ein helles Grau verwendet. Je
stärker der Andruck, desto dunkler wird das Grau dargestellt,
bis hin zu schwarz. Bei Farbdarstellung kann die
Bedienoberfläche des Gerätes (Computers) eine Farbauswahl
bieten. Bei stärkerem Andruck wird die Sättigung der
ausgewählten Farbe erhöht.
Neben der Sättigung der Farbe kann bei steigendem Andruck auch
die Strichstärke in gewissem Rahmen vergrößert werden.
Die Auswahl der Grund-Strichstärke, mit der gezeichnet wird,
kann entweder in der Bedienoberfläche des Gerätes (Computers)
stattfinden, oder im Stift (10) integriert sein. Es gibt
mehrere sinnvolle Möglichkeiten, die Strichstärke mit dem
Stift (10) zu wählen.
Zum einen kann die Neigung des Stiftes (10) zur Zeichenfläche
(21) als Maßstab für die Grund-Strichstärke verwendet werden.
Je stärker die Neigung, desto dicker der Strich. Der Nachteil
ist, daß der Anwender für starke Neigungen umgreifen muß.
Einfacher ist es, die Drehung des Stiftes (10) zur Angabe der
Grund-Strichstärke zu nutzen.
Damit der Anwender die eingestellte Strichstärke noch vor dem
Aufsetzen des Stiftes (10) wahrnehmen kann, wird einfach eine
Skala auf den Griff des Stiftes (10) gedruckt.
Gut geeignet zum feststellen der Strichstärke ist auch eine
Zeichenspitze (11), die wie eine unterschiedlich abgenutzte
Bleistiftspitze mehrere Auflageflächen bietet. Dazu wird die
Zeichenspitze (11) rundherum in unterschiedlichen Steigungen
abgeschrägt.
Durch unterschiedliche Auswertung des Andrucks, der Drehung
oder Neigung und auch der Schreibrichtung des Stiftes (10)
können verschiedene Schreib- oder Zeichengeräte simuliert
werden.
Ein Kugelschreiber ist beispielsweise relativ unempfindlich
gegenüber Neigung und Drehung.
Ein Bleistift reagiert hingegen sehr empfindlich auf
unterschiedlichen Andruck. Mit steigendem Andruck erhöht sich
der Schwärzungsgrad. In geringem Maße steigt mit dem Andruck
auch die Strichstärke.
Ein Füller verhält sich gerade andersherum. Er besitzt einen
weitgehend konstanten Farbauftrag, verändert allerdings mit
steigendem Andruck und sogar mit veränderter Schreibrichtung
die Strichstärke. Die veränderte Schreibrichtung des Stiftes
(10) kann sehr einfach durch vergleichen der Positionen des
Stiftes (10) ermittelt werden.
Da bei einem drahtlosen Stift (10) die Gefahr des Verlierens
besteht, kann bei zu großer Entfernung zur Zeichenunterlage
(20) oder bei fehlendem Übertragungssignal ein Warnsignal
ausgelöst werden.
Claims (10)
1. Stift (10) als Eingabegerät für Datenverarbeitungsgeräte,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckkraft der Zeichenspitze (11) des Stiftes
(10) auf eine Zeichenfläche (21) in mehreren Stufen bzw.
stufenlos erfaßt wird.
2. Stift (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehung oder Neigung des Stiftes (10) zur
Zeichenfläche (21) erfaßt wird.
3. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift (10) drahtlos mit einem Gerät verbunden ist.
4. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Aktionen in Schaltbereichen des auf dem
Datensichtgerät (Display) dargestellten Bildes, durch
Änderung des Andrucks des Stiftes (10) ausgelöst werden.
5. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Andruck (bzw. die Neigung oder Drehung) des
Stiftes (10) auf die Zeichenfläche (20) entweder in der
Zeichenunterlage (20) oder im Stift (10) selbst erfaßt
werden.
6. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schreibrichtung ausgewertet wird.
7. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift auf einer Zeichenunterlage (20) angewendet
wird, die gleichzeitig als Datensichtgerät dient.
8. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeichenspitze (11) des Stiftes (10) ausgetauscht
werden kann.
9. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeichenspitze (11) des Stiftes (10) so geformt
ist, daß sie je nach Drehung des Stiftes (10)
unterschiedliche Auflageflächen bietet.
10. Stift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckkraft, Drehung oder Neigung des Stiftes
(10) in Farbsättigung und/oder Strichstärke umgesetzt
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996136835 DE19636835A1 (de) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Zeichenstift für Datenverarbeitungsgeräte |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1996136835 DE19636835A1 (de) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Zeichenstift für Datenverarbeitungsgeräte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19636835A1 true DE19636835A1 (de) | 1998-03-12 |
Family
ID=7805208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996136835 Withdrawn DE19636835A1 (de) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Zeichenstift für Datenverarbeitungsgeräte |
Country Status (1)
Country | Link |
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