DE202012011093U1

DE202012011093U1 - Writer

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Publication number: DE202012011093U1
Application number: DE202012011093U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-02-18
Anticipated expiration: 2022-11-10

Abstract

Schreibeinrichtung bei der die Schreibvorrichtung aus einem Stift (2) besteht, der in einem Gehäuse (1) angeordnet ist und der bei der Schreibbewegung der Hand eine der Schreibbewegung folgende Auslenkung erfährt, die mittels im Gehäuse (1) angeordneter Sensoren (4, 5; 11, 14) berührungslos erfasst und in Form von Spannungsverläufen einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung zur Erkennung und zur Darstellung der geschriebenen Elemente in Druckform zuleitbar ist, wobei zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes (2) optische oder optoelektronische Sensoren (4, 5) und/oder induktive und/oder kapazitive Sensoren (11, 14) im Gehäuse (1) am Stiftumfang angeordnet sind.Writing device in which the writing device consists of a pin (2) which is arranged in a housing (1) and in the writing movement of the hand undergoes one of the writing movement following deflection, by means arranged in the housing (1) sensors (4, 5; 11, 14) is detected without contact and in the form of voltage curves of an electronic processing device for detecting and displaying the written elements in printing form zuleitbar, wherein for detecting the deflection of the pin (2) optical or optoelectronic sensors (4, 5) and / or inductive and / or capacitive sensors (11, 14) in the housing (1) are arranged on the pin circumference.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät, mit dem handschriftlich Text oder Zeichen auf eine Schreibunterlage aufgetragen und gleichzeitig oder alternativ maschinentechnisch erfasst werden und dann einer Recheneinheit zur Verarbeitung übermittelbar sind.The invention relates to a writing instrument, with the handwritten text or characters applied to a writing pad and simultaneously or alternatively detected by machine technology and then a computing unit for processing can be transmitted.

In der WO 02/39373 A1 wird ein Schreibstift zum digitalen Erfassen von handgeschriebenen Zeichen oder Texten vorgeschlagen, bei dem eine Infrarot-Kamera in oder am Stift genutzt wird, um die Position des Stiftes beim Schreiben innerhalb eines Musters auf dem Papier zu erfassen. Die so gewonnenen Daten werden funktechnisch an einen Computer übermittelt und können zur digitalen Rekonstruktion der handgeschriebenen Texte oder von Zeichen genutzt werden.In the WO 02/39373 A1 For example, a pen is proposed for digitally capturing handwritten characters or text using an infrared camera in or on the pen to capture the position of the pen as it is written within a pattern on the paper. The data thus obtained are transmitted by radio to a computer and can be used to digitally reconstruct the handwritten texts or characters.

Die DE 10 2008 015 652 A1 verbessert diesen Schreibstift dadurch, dass die Schnittstelle zur Übermittlung der Daten an eine externe Verarbeitungseinrichtung als Mobilfunk-Schnittstelle zur Übermittlung der Daten über ein zellulares Mobilfunknetz ausgebildet ist.The DE 10 2008 015 652 A1 improves this pen in that the interface for transmitting the data to an external processing device is designed as a mobile radio interface for transmitting the data over a cellular mobile network.

Als Erfassungssysteme der Bewegung des Schreibstiftes sind weiter Beschleunigungssensoren im Stift oder Funk- oder ultraschallbasierte Triangulationsvorrichtung bekannt. Derartige Beschleunigungssensoren, die die beim Schreibvorgang gemachten Bewegungen in ein elektronisches Signal umwandeln, sind in der WO99/22338 A1 beschrieben.As detection systems of the movement of the pen further acceleration sensors in the pen or radio or ultrasonic based triangulation device are known. Such acceleration sensors, which convert the movements made in the writing process into an electronic signal, are in the WO99 / 22338 A1 described.

Aus der WO 00/31682A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von geschriebenen oder gekennzeichneten Informationen bekannt, die über Mittel zur fortlaufenden Bestimmung der Position des Schreibgerätes auf der Schreibunterlage verfügt. Als Mittel für die fortlaufende Bestimmung werden Beschleunigungssensoren genutzt und für die absolute Bestimmung ein optoelektronischer Sensor, der ein barcodeähnlichen System der Schreibunterlage ausliest.From the WO 00 / 31682A1 There is known a method and apparatus for recording written or labeled information having means for continuously determining the position of the writing instrument on the writing pad. Acceleration sensors are used as means for the continuous determination and for the absolute determination an optoelectronic sensor, which reads out a barcode-like system of the writing pad.

Letztlich soll noch auf die DE 10 2006 059 659 B4 verwiesen werde, die eine Hough-Transformation nutzt, um einzelne Schriftzeichen zu erkennen.Ultimately, should still on the DE 10 2006 059 659 B4 which uses a Hough transform to recognize individual characters.

Die benannten technischen Lösungen benötigen neben dem Schreibgerät weitere Komponenten, die die Verwendung des Schreibgerätes als solches stark einschränken. Die eigentliche Schreibfunktion tritt zurück.The named technical solutions require in addition to the writing instrument other components that greatly restrict the use of the writing instrument as such. The actual write function is back.

Auf Beschleunigungsbasis arbeitende Schreibgeräte sind nicht anwendbar, da sie nicht zwischen statischer und dynamischer Beschleunigung unterscheiden können und auch nicht zwischen einer Schreib- und einer Nichtschreibbewegung.Accelerator-based writing instruments are not applicable because they can not distinguish between static and dynamic acceleration, nor between a write and a non-write motion.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die geschriebenen Buchstaben und Zeichen nicht in Druckform vorliegen.Another disadvantage is that the written letters and characters are not in print.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionen des Handschreibgerätes, nämlich Zahlen, Buchstaben usw. auf eine Schreibunterlage aufzubringen, mit einer Erkennung des Geschriebenen mit Komponenten innerhalb des Schreibgerätes zu verbinden und in Druckform aufzubereiten.The object of the invention is to apply the functions of the handwriting device, namely numbers, letters, etc. on a writing pad to connect with a recognition of the written with components within the writing instrument and prepare in printing form.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Vorrichtungsmerkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved with the device features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Schreibeinrichtung vorgeschlagen, bei der als Schreibvorrichtung ein Stift vorgesehen ist, der in einem Gehäuse angeordnet ist und der bei der Schreibbewegung der Hand eine der Schreibbewegung folgende Auslenkung erfährt, die mittels im Gehäuse angeordneter Sensoren berührunglos erfasst und in Form von Spannungsverläufen einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung zur Erkennung und Darstellung der geschriebenen Elemente in Druckform zugeleitet wird, wobei zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes optische oder optoelektronische Sensoren und/oder induktive und/oder kapazitive Sensoren im Gehäuse am Stiftumfang angeordnet sind.According to the invention, a writing device is proposed, in which a pen is provided as a writing device, which is arranged in a housing and the writing movement of the hand undergoes one of the writing movement following deflection, which detects contactlessly by means arranged in the housing sensors and in the form of voltage curves of an electronic Processing device for detecting and displaying the written elements in printing form is fed, wherein for detecting the deflection of the pin optical or optoelectronic sensors and / or inductive and / or capacitive sensors are arranged in the housing on the pen circumference.

Geschriebene Elemente können Buchstaben, Zahlen oder auch andere Zeichen sein, nachfolgend als Buchstaben bezeichnet.Written elements can be letters, numbers or other characters, hereafter referred to as letters.

Der Stift kann ein Blindstift sein, d. h. er enthält keine Substanz, die beim Schreiben auf ein Papier aufbringbar ist oder es kann sich z. B. um eine Kugelschreibermine oder eine Bleistiftmine handeln, mit der sichtbar auf einem Blatt Papier geschrieben werden kann.The pin can be a dummy pin, d. H. it contains no substance that can be applied when writing on a paper or it may, for. B. can be a ballpoint pen refill or a pencil lead that can be visibly written on a sheet of paper.

In beiden Fällen kommt eine Sensorik zum Einsatz, die die Auslenkung des Stiftes beim Schreiben berührungslos erfasst, wobei mittels der gewonnenen Daten die Buchstaben identifiziert und dann in Druckbuchstaben transformiert werden, die gespeichert oder direkt an einen Empfänger übermittelbar sind. Dazu sind im Gehäuse entsprechende Verarbeitungs- und Übertragungsmittel vorzusehen.In both cases, a sensor is used, which detects the deflection of the stylus during writing contactless, whereby the letters are identified by means of the data obtained and then transformed into block letters that are stored or directly transmitted to a receiver. For this purpose, appropriate processing and transmission means are to be provided in the housing.

Durch die vorgesehene Berührungslosigkeit der Sensorik wird verhindert, dass Gelenke, Führungen etc. durch die zu überwindende Haftreibung die Erkennungsempfindlichkeit herabsetzen oder sogar unmöglich machen.The intended contactlessness of the sensor system prevents hinges, guides, etc. from being reduced by the static friction to be overcome, or even makes the detection sensitivity impossible.

Die Erfassung der Auslenkung des Stiftes setzt natürlich voraus, dass mit dem Stift auf einer Unterlage geschrieben wird – sichtbar oder nicht sichtbar –, um eine Auslenkung zu erhalten. The detection of the deflection of the pin presupposes of course that the pen is written on a pad - visible or invisible - to obtain a deflection.

Die zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes eingesetzten Sensoren sind im Gehäuse am Stiftumfang angeordnet, vorzugsweise in einer Querschnittsebene des Gehäuses und senkrecht dazu.The sensors used to detect the deflection of the pin are arranged in the housing on the pin circumference, preferably in a cross-sectional plane of the housing and perpendicular thereto.

Anordnung in einer Querschnittsebene, bedeutet nicht nur in einer einzigen Querschnittsebene, sondern umfasst auch einen Bereich (b), in dem viele Querschnittsebenen parallel zueinander liegen.Arrangement in a cross-sectional plane means not only in a single cross-sectional plane, but also includes a region (b) in which many cross-sectional planes are parallel to each other.

Am Stiftumfang im Sinne des Gebrauchs in dieser Beschreibung bedeutet unmittelbar am Umfang und/oder auch einen geringen Abstand zum Umfang des Stiftes aufweisend. Zweckmäßigerweise ist ein Sensorteil direkt am Umfang oder an einer den Umfang umspannenden Hülse angeordnet und ein zweiter Sensorteil beabstandet am Gehäuse, so dass z. B. die Veränderung des Abstandes zwischen diesen Sensorteilen als Signal zur Auswertung zur Verfügung steht.The pin circumference in the sense of use in this description means directly on the circumference and / or also a small distance from the circumference of the pin having. Conveniently, a sensor part is arranged directly on the circumference or on a circumference spanning sleeve and a second sensor part spaced on the housing, so that z. B. the change in the distance between these sensor parts is available as a signal for evaluation.

Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes in der Querschnittsebene und senkrecht dazu an diesem oder an einer diesen umschließenden Hülse Flags angeordnet sind, vorzugsweise symmetrisch, die jeweils in eine Lichtschranke eingreifen.In an advantageous embodiment, it is provided that for detecting the deflection of the pin in the cross-sectional plane and perpendicular to this or on a sleeve enclosing these flags are arranged, preferably symmetrical, each engaging in a light barrier.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind am Umfang, vorzugsweise an einem den Stift entlang umfassenden als Hülse ausgebildeten Elektrodenträger mehrere Elektroden angeordnet und von diesen beabstandet im Gehäuse weitere Elektroden, so dass bei Einspeisung eines Wechselstromes in die Elektroden des Elektrodenträgers sich bei den gegenüberliegenden Elektroden, oder umgekehrt, ein kapazitiver Übersprechstrom einstellt, der und dessen Veränderungen ein Maß für die Auslenkung in der Querschnittsebene und senkrecht dazu sind und verarbeitet werden.In a further advantageous embodiment, a plurality of electrodes are arranged on the circumference, preferably on an electrode carrier extending around the pin as a sleeve and spaced apart from these in the housing further electrodes, so that when feeding an alternating current into the electrodes of the electrode carrier at the opposite electrodes, or conversely, sets a capacitive crosstalk current whose changes are a measure of the deflection in the cross-sectional plane and perpendicular thereto and processed.

Dabei weisen vorteilhafterweise die ringförmig angeordneten inneren und äußeren Elektroden einen Versatz (α) in der Querschnittsebene zueinander auf, so dass bei einer umlaufenden Messwertabfrage auch auf die Bewegungseinrichtung geschlossen werden kann.In this case, the annularly arranged inner and outer electrodes advantageously have an offset (α) in the cross-sectional plane relative to one another, so that, in the case of a circulating measurement query, it is also possible to infer the movement device.

Vorteilhafterweise ist auch bei den Elektroden, die die Auslenkung in senkrechter Richtung zur Querschnittsebene messen, also in Längsrichtung, ein Versatz (a) zueinander vorgesehen, um auch hier auf die Bewegungsrichtung schließen zu können.Advantageously, an offset (a) is provided to each other in the electrodes, which measure the deflection in the vertical direction to the cross-sectional plane, ie in the longitudinal direction, in order to close here on the direction of movement.

Eine weitere Ausführung sieht vor, dass das Mittel zur Erfassung der Bewegung des Stiftes ein an die Bewegung des Stiftes gekoppelter Sensorchip ist, der einen im Gehäuse angeordneten Lichtfleck erfasst oder umgekehrt, dass der Lichtfleck der Bewegung des Stiftes folgt und durch einen Sensor erfassbar ist.A further embodiment provides that the means for detecting the movement of the pin is a sensor chip coupled to the movement of the pin, which detects a light spot arranged in the housing or vice versa, that the light spot follows the movement of the pin and can be detected by a sensor.

Bei einer vorteilhaften Ausführung ist die Ablenkung des Lichtflecks in Chipebene durch die Verschiebung des erfassten Schwerpunkts in zwei Achsen ermittelbar.In an advantageous embodiment, the deflection of the light spot in the chip plane can be determined by the displacement of the detected center of gravity in two axes.

Eine Erfassung der Stiftbewegung in drei Raumachsen wird erreicht, indem die Ablenkung der Lichtquelle senkrecht zur Chipebene durch die Aufweitung des Lichtflecks ermittelbar ist.A detection of the pin movement in three spatial axes is achieved by the deflection of the light source is determined perpendicular to the chip plane by the widening of the light spot.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass der Sensor-Chip mehrere fotoempfindliche Teilflächen aufweist, die auf dem Chip auswertbar sind.In an advantageous embodiment, it is provided that the sensor chip has a plurality of photosensitive partial surfaces which can be evaluated on the chip.

Der Lichtfleck selbst ist durch eine LED-Strahlung parallel zur Stiftachse zwischen Stift und Wandung im Gehäuse erzeugbar.The light spot itself can be generated by an LED radiation parallel to the pin axis between pin and wall in the housing.

Eine vorteilhafte Anordnung des Sensor-Chips erfolgt in der Querschnittsebene des Gehäuses zwischen Stift und Gehäusewandung.An advantageous arrangement of the sensor chip takes place in the cross-sectional plane of the housing between the pin and the housing wall.

Für die Lagerung des Stiftes sind insbesondere zwei Formen vorgesehen, die sich in der Messwertauswertung unterscheiden.For the storage of the pen in particular two forms are provided, which differ in the measurement evaluation.

Bei einer ersten Ausführung ist der Stift am Ende im Gehäuse fixiert und pendelt bei der Schreibbewegung innerhalb eines Kegels, dessen Spitze der Drehpunkt ist und dessen Grundfläche durch die kreisförmige Gehäuseöffnung, durch die der Stift nach außen tritt, bestimmt wird. Bei einer bevorzugten Ausführung ist in dieser Gehäuseöffnung noch ein Weichkunststoffring angeordnet.In a first embodiment, the pin is fixed in the housing at the end and oscillates during the writing movement within a cone whose tip is the fulcrum and whose base is determined by the circular housing opening through which the pin passes outwards. In a preferred embodiment, a soft plastic ring is still arranged in this housing opening.

Die maximale Auslenkung findet somit im Bereich der Gehäuseöffnung statt, so dass die Sensoren vorzugsweise in diesem Bereich angeordnet werden.The maximum deflection thus takes place in the region of the housing opening, so that the sensors are preferably arranged in this area.

Bei einer anderen Ausführung wird die Gehäuseöffnung als Drehpunkt (Ring) genutzt, so dass der Stift innerhalb eines Kegels bewegbar ist, dessen Grundfläche durch einen Gehäusebereich, der am Ende des Stiftes im Gehäuse liegt, wo somit auch die größte Auslenkung vorhanden ist, bestimmt wird. Bevorzugt ist der Stift hier zentrisch weich federnd abgestützt, z. B. in einem hochelastischen Schaumstoff angeordnet.In another embodiment, the housing opening is used as a fulcrum (ring), so that the pin is movable within a cone whose base is determined by a housing portion which is located at the end of the pin in the housing, where thus the largest deflection exists , Preferably, the pin is centered here resiliently supported, z. B. arranged in a highly elastic foam.

Natürlich wäre auch eine Kombination aus den beiden vorgenannten Varianten möglich. Dann müsste der Stift aber nicht starr, sondern stark elastisch verformbar sein, da er im Gehäuse einer Biegung unterliegen würde. Of course, a combination of the two aforementioned variants would be possible. Then, however, the pin would not have to be rigid, but rather highly elastically deformable, since it would be subject to bending in the housing.

Neben der sichtbaren Schreibfunktion z. B. auf einem Blatt Papier, verfügt dieses Schreibgerät somit zusätzlich über die Erkennungsfunktion und die Funktion der Umsetzung der erkannten Buchstaben in Druckform.In addition to the visible writing function z. B. on a sheet of paper, this writing instrument thus has in addition to the recognition function and the function of the implementation of the recognized letters in printing form.

Erfindungsgemäße Schreibeinrichtungen und die Funktionsweise sollen anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigenInventive writing devices and the operation will be explained with reference to the drawings. Show it

1 eine Schreibeinrichtung mit Erfassung der Auslenkung einer Kugelschreibermine mit optoelektronischen Mitteln, 1 a writing device with detection of the deflection of a ballpoint pen refill with opto-electronic means,

2a–d eine Schreibeinrichtung mit Erfassung der Auslenkung der Kugelschreibermine mit kapazitiven Mitteln, 2a D a writing device with detection of the deflection of the ballpoint pen refill with capacitive means,

3 die bevorzugten Minenanordnungen im Gehäuse 3 the preferred mine arrangements in the housing

4 die Zuordnung von Schreibbewegungen zum Schreibminenversatz und 4 the assignment of write movements to the write mine offset and

5 ein Blockschaltbild der Elektronik zur Auswertung der Sensorsignale. 5 a block diagram of the electronics for evaluation of the sensor signals.

1 zeigt eine Schreibeinrichtung in Form eines Kugelschreibers, bei der eine Erfassung der Auslenkung des Stiftes 2, hier der Schreibmine, mit optoelektronischen Mitteln zur Buchstabenerkennung genutzt wird. 1 shows a writing device in the form of a pen, in which a detection of the deflection of the pen 2 , here the write mine, is used with optoelectronic means for character recognition.

Das Gehäuse 1 des Kugelschreibers besteht aus festem Material zum Beispiel Hartkunststoff. Die Festigkeit ist zur Vermeidung mechanischer Spannungen erforderlich, welche z. B. durch das Handling mit dem Kugelschreiber auftreten und sich auf die Minenpositionen übertragen könnten.The housing 1 The ballpoint pen is made of solid material such as hard plastic. The strength is required to avoid mechanical stresses, which z. B. occur through the handling of the pen and could be transferred to the mine positions.

Am Austritt wird die Kugelschreibermine 2 durch einen Ring 6 aus Weichkunststoff geführt, dessen Härtegrad einen Versatz der Kugelschreibermine 2 um ca. +/–0,2 mm bei normaler Schreibtätigkeit zulässt. Dies entspricht der Auslenkung bei üblichen Kugelschreibern.At the exit is the ballpoint pen refill 2 through a ring 6 made of soft plastic whose degree of hardness offset the ballpoint pen refill 2 by about +/- 0.2 mm during normal writing activity. This corresponds to the deflection in conventional ballpoint pens.

Etwa im Griffbereich sind am Gehäuse 1 des Kugelschreibers innenseitig vier um 90° versetzte Gabellichtschranken 5 angebracht, die derart positioniert sind, dass der Gabelspalt in Längsrichtung des Kugelschreibers liegt. Der Versatz der Kugelschreibermine 2 bei Bewegung wird über Flags 4, die sich auf einem Führungsrohr 3 für die Kugelschreibermine 2 befinden, in die Lichtschranken 5 übertragen.Approximately in the grip area are on the housing 1 of the ballpoint pen inside four forked light barriers offset by 90 ° 5 mounted, which are positioned so that the fork gap is in the longitudinal direction of the ballpoint pen. The offset of the ballpoint pen refills 2 when moving is over flags 4 that rest on a guide tube 3 for the ballpoint pen refill 2 located in the photocells 5 transfer.

Das Führungsrohr 3 weist eine trichterförmige Öffnung auf, durch welche die Kugelschreibermine 2 herein- und herausgeschoben werden kann. Zwischen dem Führungsrohr 3 und der Kugelschreibermine 2 sollte keinerlei Spiel entstehen, da hierdurch die Abstandsinformation verfälscht würde.The guide tube 3 has a funnel-shaped opening through which the ballpoint pen refill 2 can be pushed in and out. Between the guide tube 3 and the ballpoint pen refill 2 There should be no play, as this would falsify the distance information.

Um einen engen Verschluss sicherzustellen, ist der Radius der Führung 8 etwas auf Untermaß ausgelegt und in Längsrichtung der Führung 8 ein Spalt vorgesehen, durch welchen sich beim Herein- und Herausschieben der Kugelschreibermine 2 das leicht elastische Kunststoffmaterial etwas aufweitet und sich der Kugelschreibermine 2 anpasst.To ensure a tight closure, the radius of the guide 8th a bit undersized and in the longitudinal direction of the guide 8th provided a gap through which when pushing in and pushing out of the ballpoint pen refills 2 the slightly elastic plastic material slightly expands and the ballpoint pen refills 2 adapts.

Die Führung sollte einerseits möglichst weich in dem Gehäuse 1 des Kugelschreibers gelagert sein, um die Bewegung zwischen Kugelschreibermine 2 und Lichtschranken 5 nicht zu dämpfen, anderseits sollte die Lagerung eine solche Festigkeit aufweisen, dass sie dem Herein- und Herausschieben der Kugelschreibermine 2 standhält.The guide should on the one hand as soft as possible in the housing 1 the ballpoint pen be stored to the movement between ballpoint pen refills 2 and photocells 5 not to dampen, on the other hand, the storage should have such a strength that they push in and out of the ballpoint pen refills 2 withstand.

Ein elastischer Führungsring 7 für die Kugelschreibermine 2 im hinteren Teil des Gehäuses 2 des Kugelschreibers, der ebenfalls auf möglichst enge Passung ausgelegt ist, bildet den Drehpunkt 17 der Hebelanordnung: Kugelschreibermine/Schreibkraft.An elastic guide ring 7 for the ballpoint pen refill 2 in the back of the case 2 of the pen, which is also designed to fit as close as possible, forms the fulcrum 17 the lever arrangement: ballpoint pen refill / typist.

Die Elektronik, eventuell ein Kontrolldisplay, die Bedienelemente und ein Außenanschluss befinden sich in einer leichten Verdickung am Ende des Kugelschreibers und sind nicht dargestellt.The electronics, possibly a control display, the controls and an external connection are in a slight thickening at the end of the pen and are not shown.

Die Grundkonzeption gewährleistet bei gewohntem Umgang mit dem Kugelschreiber die für die Funktionalität erforderlichen Bedingungen bezüglich Bewegungsübertragung und Positionierungsgenauigkeit von Kugelschreibermine 2 und Lichtschranken 5.The basic concept ensures the usual conditions for the transmission of motion and positioning accuracy of ballpoint pen refills with the usual use of the ballpoint pen 2 and photocells 5 ,

Die Kraft, die zum Schreiben aufgewendet wird, besteht aus einer Vertikalkomponente für den Andruck des Kugelschreibers auf die Schreibunterlage und einer Horizontalkomponente für die Schreibbewegung in Längs- und Querrichtung. Beide Kräfte führen zu einem Versatz der Kugelschreibermine 2 gegenüber dem Spulenkörper der Lichtschranken 5.The force that is used for writing consists of a vertical component for the pressure of the pen on the desk pad and a horizontal component for the writing movement in the longitudinal and transverse directions. Both forces lead to an offset of the ballpoint pen refills 2 opposite the bobbin of the light barriers 5 ,

Durch die Veränderung des Kugelschreiberminenversatzes aufgrund der Bewegung kann auf die Schrift geschlossen werden. Auch besteht ein Einfluss des Schreibwinkels auf den Kugelschreiberminenversatz.By changing the ballpoint pen offset due to the movement can be concluded on the font. Also, there is an influence of the writing angle on the pen refill.

Zwischen den Kräften, dem Schreibwinkel und der Schrift bestehen folgende Zusammenhänge:

– Die Andruckkraft bewirkt bei 90° Schreibwinkel einen Kugelschreiberminenversatz in Längsrichtung, also bezogen auf den Kugelschreiber nach hinten gerichtet. Bei abnehmendem Schreibwinkel teilt sich diese Kraft auf und bewirkt neben der Verschiebung nach hinten auch eine Positionsänderung nach oben (bezogen auf den Kugelschreiber).
– Eine Schreibbewegung in Längsrichtung bei 90° Schreibwinkel bewirkt einen Kugelschreiberminenversatz nach oben bzw. unten, je nach Schreibrichtung. Bei abnehmendem Schreibwinkel teilt sich diese Kraft in Längs- und Vertikalrichtung auf die Kugelschreibermine bezogen auf und bewirkt zusätzlich eine Verschiebung nach oben bzw. unten.
– Eine Schreibbewegung in Querrichtung führt unabhängig vom Schreibwinkel zu einem Kugelschreiberminenversatz seitlich zum Kugelschreiber.

The following relationships exist between the forces, the writing angle and the writing:

- The pressure force causes at 90 ° writing angle a ballpoint pen offset in the longitudinal direction, so directed with respect to the pen to the rear. With decreasing writing angle, this force is divided and causes in addition to the shift to the rear and a change in position upward (relative to the pen).
- A writing movement in the longitudinal direction at 90 ° writing angle causes a ballpoint pen offset up or down, depending on the direction of writing. With decreasing writing angle, this force is divided in the longitudinal and vertical direction relative to the ballpoint pen refill and additionally causes a shift up or down.
- A writing movement in the transverse direction leads regardless of the writing angle to a ballpoint pen offset laterally to the pen.

Da ein Einfluss auf die Buchstaben durch die Andruckkraft nur in Längsrichtung auftritt, lässt sich dieser Einfluss durch den Gesamtverlauf der Kugelschreiberminenverschiebung erkennen und korrigieren.Since an influence on the letters only occurs in the longitudinal direction due to the pressure force, this influence can be recognized and corrected by the overall course of the ballpoint pen lead movement.

Die Erkennung der Kugelschreiberminenposition erfolgt bei dieser optoelektronischen Methode über Gabellichtschranken 5. Bei Positionsverschiebungen bis ca. 0,2 mm kann eine Toleranz der Flags 4 von ca. +/–0,4 mm gegenüber der Mittelposition zugelassen werden. Aus mechanischer Sicht ist die Einhaltung dieser Forderung unkritisch. Bei einem Ausgangsspannungsbereich der Lichtschranke 5 von 5 V ergibt sich bei der maximalen Positionsänderung von 0,2 mm ein Signal der Größe ca. 0,7 V. Die mittlere Spannung bei Schreibtätigkeit liegt bei ca. 150 mV. Durch eine Verstärkung von ca. 26 dB werden die Ausgangssignale der Lichtschranken 5 in dem Volt-Bereich angehoben, sodass sie zur anschließenden digitalen Verarbeitung geeignet sind.The ballpoint pen position is detected in this optoelectronic method via forked light barriers 5 , For position shifts up to approx. 0.2 mm, a tolerance of the flags may occur 4 +/- 0.4 mm from the center position. From a mechanical point of view, compliance with this requirement is not critical. At an output voltage range of the light barrier 5 of 5 V results in the maximum position change of 0.2 mm, a signal of size about 0.7 V. The average voltage at writing activity is about 150 mV. An amplification of approx. 26 dB results in the output signals of the light barriers 5 raised in the volt range so that they are suitable for subsequent digital processing.

Ein weiterer Gesichtspunkt für die Eignung von Lichtschranken 5 ist deren ausgeprägte Richtcharakteristik. Bei der gewählten Anordnung entsteht nur bei einer Flagänderung in der Längsebene des Lichtspaltes eine Änderung des Lichtdurchtritts jedoch nicht bei Änderung der Flagposition in Vertikalrichtung.Another aspect for the suitability of photoelectric sensors 5 is their pronounced directional characteristic. In the case of the selected arrangement, however, a change in the passage of light does not occur when the flag position in the vertical direction changes, but only in the case of a flag change in the longitudinal plane of the light gap.

Anhand der 2a–d soll die Funktionsweise der Buchstabenerkennung bei einem Kugelschreiber gezeigt werden, der mit Sensoren arbeitet, bei denen gemessene kapazitive Übersprechströme die Messsignale bilden.Based on 2a Let's see how letter recognition works in a ballpoint pen that uses sensors where measured capacitive crosstalk currents are the measurement signals.

2a zeigt die Sensorlage im Gehäuse 1 mit der Kugelschreibermine 2. Die Sensoren befinden sich im Austrittsbereich der Kugelschreibermine 2 aus dem Gehäuse 1. 2a shows the sensor position in the housing 1 with the ballpoint pen refill 2 , The sensors are located in the exit area of the ballpoint pen refill 2 out of the case 1 ,

Es wurde die Querschnittsebene 10 und die Senkrechte dazu, die Kugelschreiberlängsrichtung 13, markiert.It became the cross-sectional plane 10 and the perpendicular to the ballpoint pen longitudinal direction 13 , marked.

Anordnung in der Querschnittsebene 10 umfasst dabei den Bereich b, in dem viele Querschnittsebenen parallel zueinander liegen.Arrangement in the cross-sectional plane 10 includes the area b, in which many cross-sectional planes are parallel to each other.

Weiter wird gezeigt, dass auf der Mine 2 ein Träger 9 für die am Umfang der Mine 2 angeordneten Elektroden 11.1, 14.2 und ein Träger 15 für die gehäuseseitigen Elektroden 11.2, 14.1 angeordnet sind.Next it is shown that on the mine 2 A carrier 9 for those at the perimeter of the mine 2 arranged electrodes 11.1 . 14.2 and a carrier 15 for the housing-side electrodes 11.2 . 14.1 are arranged.

2b zeigt die Anordnung der Elektrodenpaarungen 11 zur Erfassung der Bewegung in der Querschnittsebene 10. Mittig befindet sich die Mine 2 und außen das Gehäuse 1 mit dem Elektrodenträger 15. 2 B shows the arrangement of the electrode pairings 11 for detecting the movement in the cross-sectional plane 10 , In the middle is the mine 2 and outside the case 1 with the electrode carrier 15 ,

Auf der Mine 2 ist in Form einer Presspaarung der Träger 9 für die am Minenumfang angeordneten Elektroden 11.1 angeordnet. Vorgesehen sind hier vier auf dem Umfang des Trägers 9 symmetrisch und beabstandet zueinander angeordnete Elektroden 11.1. Der Träger 9 hat hier die Form einer geschlitzten Hülse.At the mine 2 is in the form of a press pairing the carrier 9 for the arranged at the mine circumference electrodes 11.1 arranged. Provided here are four on the circumference of the carrier 9 symmetrical and spaced apart electrodes 11.1 , The carrier 9 has here the form of a slotted sleeve.

Versetzt um einen Winkel α zu den Elektroden 11.1 sind auf dem Elektrodenträger 15 die Elektroden 11.2 angeordnet, hier in einer Anzahl von 8 und ebenfalls symmetrisch und beabstandet zueinander.Offset by an angle α to the electrodes 11.1 are on the electrode carrier 15 the electrodes 11.2 arranged here in a number of 8 and also symmetrical and spaced from each other.

Durch den α-Versatz wird erreicht, dass die vier Elektroden 11.1 jeweils gegenüber einer Lücke zwischen Elektroden 11.2 und deren seitliche Bereiche liegen.The α-offset ensures that the four electrodes 11.1 each against a gap between electrodes 11.2 and their lateral areas are.

Eine Bewegung einer Elektrode 11.1 kann somit bei zwei Elektroden 11.2 die kapazitiven Übersprechströme verändern

a) gleichzeitig erhöhen,
b) gleichzeitig verringern oder
c) bei einer Elektrode 11.2 erhöhen und bei der anderen verringern.

A movement of an electrode 11.1 can thus with two electrodes 11.2 change the capacitive crosstalk currents

a) increase at the same time
b) reduce at the same time or
c) with an electrode 11.2 increase and decrease in the other.

2c zeigt die Anordnung der Elektroden 11 und 14 in einem Längsquerschnitt des Kugelschreibergehäuses 1. 2c shows the arrangement of the electrodes 11 and 14 in a longitudinal cross section of the ballpoint pen housing 1 ,

Die Elektroden 11 für die Erfassung der Querbewegung haben eine Längsausdehnung über nahezu den Bereich b.The electrodes 11 for the detection of the transverse movement have a longitudinal extent over almost the area b.

Die Elektrode 14.1 ist als Ringelektrode auf dem Elektrodenträger 15 angeordnet und versetzt zur Ringebene um das Maß a, ist innerhalb der Ringelektrode eine als Ring oder Ringscheibe ausgebildete Elektrode 14.2 angeordnet, die mit der Mine 2 bzw. dem Elektrodenhalter 9 verbunden ist.The electrode 14.1 is a ring electrode on the electrode carrier 15 arranged and offset from the ring plane by the dimension a, is within the Ring electrode designed as a ring or annular disc electrode 14.2 arranged with the mine 2 or the electrode holder 9 connected is.

Diese Ringpaarung dient zur Erfassung einer Längsbewegung der Mine 2 infolge der Andruckkraft auf der Schreibunterlage. Durch den Versatz a wird bei einer Minenbewegung in das Gehäuse 1 der kapazitive Übersprechstrom verringert und bei einer Bewegung aus dem Gehäuse 1 heraus erhöht. Durch den Versatz a erhält man somit nicht nur die Information über eine Bewegung in Kugelschreiberlängsrichtung, sondern auch über deren Richtung.This ring pairing is used to detect a longitudinal movement of the mine 2 due to the pressure on the writing pad. The offset a is in a mine movement in the housing 1 the capacitive crosstalk current decreases and when moving out of the housing 1 raised out. The offset a thus not only gives the information about a movement in ballpoint pen longitudinal direction, but also about their direction.

2d zeigt in einem Ausschnitt der 2b eine Elektrode 11.1, die am Umfang der Mine 2 angeordnet ist und zwei Elektroden 11.2, die über den Elektrodenträger 15 mit dem Gehäuse 1 verbunden sind. 2d shows in a section of the 2 B an electrode 11.1 on the perimeter of the mine 2 is arranged and two electrodes 11.2 passing over the electrode carrier 15 with the housing 1 are connected.

Durch den α-Versatz wird erreicht, dass die Elektrode 11.1 gegenüber der Lücke zwischen den Elektroden 11.2 und deren seitlichen Bereiche – hier mit A und B gekennzeichnet – liegt. Diese Anordnung ist bevorzugt symmetrisch.The α-offset ensures that the electrode 11.1 opposite the gap between the electrodes 11.2 and their lateral areas - here marked A and B - lies. This arrangement is preferably symmetrical.

Wird nun infolge einer Schreibbewegung eine Kraft F auf die Mine 2 ausgeübt, wirkt diese tangential F_t und radial F_r.Now as a result of a writing movement, a force F on the mine 2 exerted, this tangential F _t and radial F _r acts.

Die radiale Kraft F_r führt zu einer Verkleinerung der Bereiche A und B und damit zu einer Erhöhung des kapazitiven Übersprechstromes.The radial force F _r leads to a reduction of the areas A and B and thus to an increase of the capacitive crosstalk current.

Die tangentiale Kraft F_t führt gleichzeitig zu einer Vergrößerung des Bereiches A und damit zu einer weiteren Erhöhung des Übersprechstromes in diesem Bereich, während er im Bereich B sinkt. Somit ist genau definiert, in welche Richtung sich die Mine 2 bewegt.The tangential force F _t simultaneously leads to an enlargement of the region A and thus to a further increase in the crosstalk current in this region, while it decreases in the region B. Thus, it is precisely defined in which direction the mine 2 emotional.

Durch eine Signalabtastung im Zeitmulitplexbetrieb stehen weitere Messwerte von den benachbarten Elektroden zur Verfügung und auf der gegenüberliegenden Seite ein umgekehrtes Messergebnis.Signal sampling in time-multiplex mode provides further measured values from the adjacent electrodes and an opposite measurement result on the opposite side.

Die Sensorsignale werden verstärkt, gefiltert und gleichgerichtet. Die so entstehenden Gleichspannungen werden zur Auswertung einem Mikroprozessor zugeführt.The sensor signals are amplified, filtered and rectified. The resulting DC voltages are fed to a microprocessor for evaluation.

3 zeigt die bevorzugten Minenanordnungen im Gehäuse 1. Für die Lagerung der Mine 2 sind insbesondere zwei Formen vorgesehen, die sich in der Messwertauswertung unterscheiden. 3 shows the preferred mine arrangements in the housing 1 , For the storage of the mine 2 In particular, two forms are provided, which differ in the measured value evaluation.

Bei der linken ersten Ausführung ist die Mine am Ende im Gehäuse 1 fixiert und pendelt bei der Schreibbewegung innerhalb eines Kegels, dessen Spitze der Drehpunkt 17 ist und dessen Grundfläche durch die kreisförmige Gehäuseöffnung 16, durch die die Mine nach außen tritt, bestimmt wird. Bei einer bevorzugten Ausführung ist in dieser Gehäuseöffnung 16 noch ein Weichkunststoffring angeordnet. Die maximale Auslenkung findet somit im Bereich der Gehäuseöffnung 16 statt, so dass die Sensoren vorzugsweise in diesem Bereich angeordnet werden.In the left first embodiment, the mine is at the end in the housing 1 fixes and oscillates in the writing movement within a cone whose tip is the fulcrum 17 is and its base through the circular housing opening 16 , through which the mine passes out, is determined. In a preferred embodiment is in this housing opening 16 still arranged a soft plastic ring. The maximum deflection thus takes place in the area of the housing opening 16 instead, so that the sensors are preferably arranged in this area.

Bei der rechten Ausführung wird die Gehäuseöffnung als Drehpunkt (Ring) 17 genutzt, so dass die Mine 2 innerhalb eines Kegels bewegbar ist, dessen Grundfläche durch einen Gehäusebereich, der am Ende der Mine im Gehäuse 1 liegt, bestimmt wird. Die Mine ist hier zentrisch weich federnd abgestützt in einem hochelastischen Schaumstoff. Die Sensorik wird hier bevorzugt am Minenende eingesetzt.In the case of the right-hand version, the housing opening becomes a fulcrum (ring) 17 used, so the mine 2 within a cone is movable, its base by a housing portion, which is at the end of the mine in the housing 1 is determined. The mine here is centered soft springy supported in a highly elastic foam. The sensors are preferably used here at the end of the mine.

4 zeigt beispielhaft die Buchstabenerkennung. Für die Schrifterfassung ist die Erkennung des Andruckbereiches eine wesentliche Voraussetzung, denn der Schreibbereich liegt dazu um 90° versetzt. Dieser Schreibbereich bildet die Grundlage für die Auswertung und Generierung der Buchstaben. 4 shows by way of example the letter recognition. The recognition of the pressure range is an essential prerequisite for the writing, as the writing area is offset by 90 °. This writing area forms the basis for the evaluation and generation of the letters.

Da sich der Andruckbereich aus den verschiedensten Gründen verändert, bedarf es seiner Bestimmung, damit dann die Festlegung der Koordinaten für die Schreiberkennung erfolgen kann. Das System arbeitet somit mit einem flexiblen Koordinatensystem.Since the pressure range for various reasons changed, it needs its determination, so then the determination of the coordinates for the writer can be done. The system thus works with a flexible coordinate system.

Der Andruckbereich ist bei der beschriebenen Messung von kapazitiven Übersprechströmen dadurch gekennzeichnet, dass stets auf einer Seite der Sensoranordnung ein relativ geringer Abstand und auf der gegenüberliegenden Seite ein relativ großer Abstand zwischen den Elektroden 11.1 und 11.2 vorliegt, während die Abstände in den um +–90° versetzten Positionen, in welchen sich die Bewegungskomponenten wiederspiegeln, permanent mit invertierten Pegeln schwanken.The pressure range is characterized in the described measurement of capacitive crosstalk currents in that always on one side of the sensor assembly, a relatively small distance and on the opposite side, a relatively large distance between the electrodes 11.1 and 11.2 is present, while the distances in the offset by + -90 ° positions, in which the motion components reflect, permanently fluctuate with inverted levels.

Die Erfassung der Bereiche erfolgt durch zyklischen Vergleich sämtlicher dem Abstand der Elektroden wiederspiegelnden Sensorsignale. Derjenige Bereich, bei welchem sich das invertierte und das gegenüberliegende nichtinvertierte Signal am besten entsprechen, den größten Pegel aufweisen und bei welchen gleichzeitig bei den um 90 Grad versetzten invertierten und gegenüberliegenden nichtinvertierten Signalen häufige Polaritätswechsel vorliegen, ist der Andruckbereich. Die um 90 Grad versetzte Position stellt den Bewegungsbereich dar.The detection of the areas is carried out by cyclic comparison of all the distance of the electrodes reflecting sensor signals. The region in which the inverted and opposite non-inverted signals best correspond, have the largest level, and at the same time have frequent polarity reversals in the inverted and opposite non-inverted signals offset by 90 degrees is the pressure region. The offset by 90 degrees position represents the range of motion.

Durch permanente Abfrage, Auswertung ggf. auch Zwischenspeicherung und Nachkorrektur, lässt sich die Kugelschreiberposition mit der erforderlichen Genauigkeit erkennen.By permanent query, evaluation, if necessary, also caching and post-correction, the ballpoint pen position can be detected with the required accuracy.

In Kenntnis der Andrucks- und Schreibebenen werden die Spannungsverläufe, welche durch die Schreibbewegungen hervorgerufen werden, erfasst und näher analysiert. In 4 sind die Spannungsverläufe in Längs- und Querrichtung einiger Buchstaben dargestellt. Knowing the pressure and writing levels, the voltage curves caused by the writing movements are recorded and analyzed in more detail. In 4 the voltage curves in the longitudinal and transverse direction of some letters are shown.

Zur Buchstabenerkennung werden insbesondere typische markante Merkmale, die möglichst unabhängig von personenspezifischen Schreibcharakteristiken sind, wie Nulldurchgänge und Extremwerte herausgearbeitet. Zur Identifizierung werden die Folgen dieser Werte mit gespeicherten Mustern verglichen.For character recognition, in particular typical prominent features that are as independent as possible from person-specific writing characteristics, such as zero crossings and extreme values are worked out. For identification, the consequences of these values are compared with stored patterns.

Bei Mehrdeutigkeiten werden Vergleiche von Ähnlichkeiten und Plausibilitätsprüfungen, bei welchen aus dem Zusammenhang heraus auf den nicht direkt erkannten Buchstaben geschlossen wird, durchgeführt.In the case of ambiguity, comparisons of similarities and plausibility checks, in which the letter is not directly recognized, are carried out.

Bei Buchstaben, die nicht durchgehend geschrieben werden, sondern bei denen der Kugelschreiber abgesetzt werden muss, um Längs- und Querstriche zu ziehen, wie etwa bei den Großbuchstaben A, H, K oder L, wird zur Erkennung der zeitliche Zusammenhang ausgewertet: Die Zeit zwischen dem Ende eines Buchstabens und dem Anfang des folgenden Buchstabens ist deutlich länger als die Zeit zwischen dem Absetzen des Kugelschreibers und dem erneuten Aufsetzen beim Schreiben eines Einzelbuchstabens.For letters that are not written continuously, but in which the pen must be discontinued to draw longitudinal and transverse lines, such as the capital letters A, H, K or L, is evaluated to recognize the temporal context: the time between The end of a letter and the beginning of the following letter is significantly longer than the time between the setting down of the pen and the reappointment when writing a single letter.

Aus den Andruck- und Bewegungskomponenten sowie den Zeitverläufen werden neben der Schrift auch die Schrift kennzeichnende Merkmale wie Gleichmäßigkeit, Qualität, Stellung des Kugelschreibers abgeleitet. Diese Größen sind für das Erlernen von Schrift wie auch zur Personenidentifikation höchst interessant, da neben dem Schriftbild weitere personenspezifische Größen herangezogen werden können. Die Bewertungskriterien können frei programmiert werden.From the Andruck- and movement components and the time courses are derived in addition to the font and the character characterizing features such as uniformity, quality, position of the pen. These sizes are very interesting for the learning of writing as well as for the person identification, since beside the typeface further person-specific sizes can be used. The evaluation criteria can be freely programmed.

5 zeigt das Blockschaltbild einer möglichen Auswerteelektronik am Beispiel eines Kugelschreibers, der die Lageveränderung der Mine 2 mittels Lichtschranken 5 und Flags 4 ermittelt. 5 shows the block diagram of a possible evaluation using the example of a pen, the change in position of the mine 2 by means of photoelectric barriers 5 and flags 4 determined.

Bei einem Ausgangsspannungsbereichs der Lichtschranke 5 von 5 V ergibt sich bei der maximalen Positionsänderung von 0,2 mm ein Signal der Größe ca. 0,7 V. Die mittlere Spannung bei Schreibtätigkeit liegt bei ca. 150 mV. Durch eine Verstärkung von ca. 26 dB werden die Ausgangssignale der Lichtschranken 5 in dem Volt-Bereich angehoben, sodass sie zur anschließenden digitalen Verarbeitung geeignet sind.At an output voltage range of the light barrier 5 of 5 V results in the maximum position change of 0.2 mm, a signal of size about 0.7 V. The average voltage at writing activity is about 150 mV. An amplification of approx. 26 dB results in the output signals of the light barriers 5 raised in the volt range so that they are suitable for subsequent digital processing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäuse des KugelschreibersHousing of the pen
22: Stift (Kugelschreibermine)Pen (ballpoint pen refill)
33: Führungsrohrguide tube
44: Flagsflags
55: Lichtschranken, vorzugsweise GabellichtschrankenPhotocells, preferably forked light barriers
66: Ring aus WeichkunststoffSoft plastic ring
77: Führungsringguide ring
88th: Führungguide
99: Träger der MinenelektrodenCarrier of the lead electrodes
1010: QuerschnittsebeneCross-sectional plane
1111: Elektrodenpaarung zur Erfassung der Bewegung in der QuerschnittsebeneElectrode pairing for detecting the movement in the cross-sectional plane
1212: Minenabstützungmine support
1313: Gehäuselängsrichtung = Senkrecht zur QuerschnittsebeneHousing longitudinal direction = perpendicular to the cross-sectional plane
1414: Elektrodenpaarung zur Erfassung der LängsbewegungElectrode pairing for detecting the longitudinal movement
1515: Träger der am Gehäuse angeordneten ElektrodenCarrier of the electrodes arranged on the housing
1616: Öffnung des GehäusesOpening of the housing
1717: Drehpunktpivot point
αα: Versatz in der QuerschittsebeneOffset in the cross-sectional plane
aa: Versatz in der KugelschreiberlängsachseOffset in the ballpoint pen longitudinal axis
bb: QuerschnittsebenbereichCross plane area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 02/39373 A1 [0002] WO 02/39373 A1 [0002]
DE 102008015652 A1 [0003] DE 102008015652 A1 [0003]
WO 99/22338 A1 [0004] WO 99/22338 A1 [0004]
WO 00/31682 A1 [0005] WO 00/31682 A1 [0005]
DE 102006059659 B4 [0006] DE 102006059659 B4 [0006]

Claims

Schreibeinrichtung bei der die Schreibvorrichtung aus einem Stift (2) besteht, der in einem Gehäuse (1) angeordnet ist und der bei der Schreibbewegung der Hand eine der Schreibbewegung folgende Auslenkung erfährt, die mittels im Gehäuse (1) angeordneter Sensoren (4, 5; 11, 14) berührungslos erfasst und in Form von Spannungsverläufen einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung zur Erkennung und zur Darstellung der geschriebenen Elemente in Druckform zuleitbar ist, wobei zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes (2) optische oder optoelektronische Sensoren (4, 5) und/oder induktive und/oder kapazitive Sensoren (11, 14) im Gehäuse (1) am Stiftumfang angeordnet sind.Writing device in which the writing device is made of a pen ( 2 ) contained in a housing ( 1 ) is arranged and in the writing movement of the hand undergoes one of the writing movement following deflection, which means in the housing ( 1 ) arranged sensors ( 4 . 5 ; 11 . 14 ) and in the form of voltage curves of an electronic processing device for detecting and displaying the written elements in printing form feedable, wherein for detecting the deflection of the pen ( 2 ) optical or optoelectronic sensors ( 4 . 5 ) and / or inductive and / or capacitive sensors ( 11 . 14 ) in the housing ( 1 ) are arranged on the pin circumference.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftbewegung durch die Sensoranordnung in der Querschnittsebene (10) des Gehäuses (1) und in Gehäuselängsrichtung (13) erfassbar ist.Writing device according to claim 1, characterized in that the pin movement through the sensor arrangement in the cross-sectional plane ( 10 ) of the housing ( 1 ) and in the housing longitudinal direction ( 13 ) is detectable.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Verarbeitungseinrichtung Bestandteil des Gehäuses (1) ist und über mindestens ein Mittel für eine Datenübertragung zu einem externen Datenverarbeitungsgerät verfügt.Writing device according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic processing device is part of the housing ( 1 ) and has at least one means for data transmission to an external data processing device.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das der Stift (2) ein Blindstift, eine Kugelschreibermine oder eine Bleistiftmine ist.Writing device according to one of claims 1 or 3, characterized in that the pin ( 2 ) is a dummy pen, a ballpoint pen refill or a pencil lead.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gehäuse (1) am Stiftumfang angeordneten Sensoren (4, 5; 11, 14) sich in einer Querschnittsebene (10) des Gehäuses (1) befinden.Writing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the housing ( 1 ) sensors arranged at the pin circumference ( 4 . 5 ; 11 . 14 ) at a cross-sectional level ( 10 ) of the housing ( 1 ) are located.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (2) um einen Drehpunkt (17) an seinem Ende innerhalb des Gehäuses (1) innerhalb eines Kegels bewegbar ist, dessen Grundfläche durch die Gehäuseöffnung (16) gebildet ist und dessen Spitze der Drehpunkt (17) bildet oder Drehpunkt (17) die Gehäuseöffnung (16) ist und die Kegelgrundfläche durch einen Gehäusebereich am Ende des Stiftes (2) gebildet ist.Writing device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pin ( 2 ) around a pivot ( 17 ) at its end within the housing ( 1 ) is movable within a cone whose base through the housing opening ( 16 ) is formed and the tip of the fulcrum ( 17 ) or pivot point ( 17 ) the housing opening ( 16 ) and the cone base by a housing portion at the end of the pin ( 2 ) is formed.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Austritt aus dem Gehäuse (1) der Stift (2) durch einen Ring (6) aus Weichkunststoff geführt ist, dessen Härtegrad einen Versatz des Stiftes (2) um ca. +/–0,2 mm bei normaler Schreibtätigkeit zulässt.Writing device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at the outlet from the housing ( 1 ) the pencil ( 2 ) through a ring ( 6 ) is made of soft plastic, the degree of hardness of a displacement of the pin ( 2 ) by about +/- 0.2 mm during normal writing activity.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Auslenkung des Stiftes (2) in der Querschnittsebene (10) und senkrecht dazu an diesem oder an einem diesen umschließenden Führungsrohr (3) Flags (4) vorgesehen sind, vorzugsweise symmetrisch angeordnet, die jeweils in eine Lichtschranke (5) eingreifen.Writing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that for detecting the deflection of the pin ( 2 ) in the cross-sectional plane ( 10 ) and perpendicular thereto at this or at this enclosing guide tube ( 3 ) Flags ( 4 ) are provided, preferably arranged symmetrically, each in a light barrier ( 5 ) intervene.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) innenseitig versetzte Gabellichtschranken (5) angebracht sind, die derart positioniert sind, dass der Gabelspalt in Gehäuselängsrichtung (13) liegt.Writing device according to claim 8, characterized in that in the housing ( 1 ) internal forked fork light barriers ( 5 ) are mounted, which are positioned such that the fork gap in the housing longitudinal direction ( 13 ) lies.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (3) eine trichterförmige Öffnung aufweist, durch welche der Kugelschreibermine (2) ausgebildete Stift herein- und herausgeschoben werden kann.Writing device according to claim 8 or 9, characterized in that the guide tube ( 3 ) has a funnel-shaped opening through which the ballpoint pen refill ( 2 ) trained pen can be moved in and out.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Stiftes (2), vorteilhafterweise auf einem den Stift (2) eng umfassenden Elektrodenträger (9), Elektroden (11.1, 14.2) angeordnet sind und von diesen beabstandet am Gehäuse (1) weitere Elektroden (11.2, 14.1) angeordnet sind, so dass kapazitive Übersprechströme, die sich bei Einspeisung eines Wechselstromes in die Elektroden (11.1) oder (11.2) und/oder (14.1) oder (14.2) einstellen und sich beim Schreiben verändern, Messsignale für die Minenauslenkung in der Querschnittsebene (10) und/oder der Längsrichtung (13) des Gehäuses (1) liefern.Writing implement according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the circumference of the pen ( 2 ), advantageously on a pen ( 2 ) narrow electrode carrier ( 9 ), Electrodes ( 11.1 . 14.2 ) are arranged and spaced from the housing ( 1 ) further electrodes ( 11.2 . 14.1 ) are arranged so that capacitive crosstalk currents that occur when an alternating current is fed into the electrodes ( 11.1 ) or ( 11.2 ) and or ( 14.1 ) or ( 14.2 ) and change during writing, measuring signals for the mine deflection in the cross-sectional plane ( 10 ) and / or the longitudinal direction ( 13 ) of the housing ( 1 ) deliver.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Elektroden (11.1) als auch die Elektroden (11.2) mehrere beabstandete und symmetrisch bezüglich des Umfanges angeordnete Elektroden sind.Writing device according to claim 11, characterized in that both the electrodes ( 11.1 ) as well as the electrodes ( 11.2 ) are a plurality of spaced and symmetrically arranged with respect to the circumference electrodes.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11.1) und die Elektroden (11.2) zueinander versetzt angeordnet sind, derart, dass Elektroden (11.1) des Stiftes (2) gegenüber einer Lücke zwischen zwei Elektroden (11.2) und den jeweiligen Seitenabschnitten der die Lücke bildenden Elektroden (11.2) angeordnet sind, vorzugsweise in symmetrischer Weise.Writing device according to claim 12, characterized in that the electrodes ( 11.1 ) and the electrodes ( 11.2 ) are arranged offset to one another in such a way that electrodes ( 11.1 ) of the pencil ( 2 ) against a gap between two electrodes ( 11.2 ) and the respective side portions of the gap forming electrodes ( 11.2 ) are arranged, preferably in a symmetrical manner.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaarung (14) zur Erfassung der Bewegung in Gehäuselängsrichtung (13) aus einer Ringelektrode (14.1) an der Gehäuseinnenwand oder dem Elektrodenträger (15) und einer Ring- oder Scheibenelektrode (14.2) des Stiftes (2) besteht, wobei die Elektroden (14.1) und (14.2) ineinander greifen, vorzugsweise unter einem Versatz (a) bezogen auf die Gehäuselängsrichtung. Writing device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the electrode pairing ( 14 ) for detecting the movement in the housing longitudinal direction ( 13 ) from a ring electrode ( 14.1 ) on the housing inner wall or the electrode carrier ( 15 ) and a ring or disk electrode ( 14.2 ) of the pencil ( 2 ), the electrodes ( 14.1 ) and ( 14.2 ) engage with each other, preferably at an offset (a) relative to the housing longitudinal direction.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erfassung der Bewegung des Stiftes (2) ein an die Bewegung des Stiftes (2) gekoppelter Sensorchip ist, der einen im Gehäuse (1) angeordneten Lichtfleck erfasst oder umgekehrt.Writing implement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the means for detecting the movement of the pen ( 2 ) to the movement of the pen ( 2 ) coupled sensor chip, the one in the housing ( 1 ) detected light spot or vice versa.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkung des Lichtflecks in Chipebene durch die Verschiebung des erfassten Schwerpunkts in zwei Achsen ermittelbar ist.Writing device according to claim 15, characterized in that the deflection of the light spot in the chip plane can be determined by the displacement of the detected center of gravity in two axes.

Schreibeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftbewegung in drei Raumachsen erfassbar ist, in dem die Ablenkung der Lichtquelle senkrecht zur Chipebene durch die Aufweitung des Lichtflecks ermittelbar ist.Writing device according to claim 15 or 16, characterized in that the pin movement can be detected in three spatial axes, in which the deflection of the light source perpendicular to the chip plane by the widening of the light spot can be determined.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sensor-Chip mehrere fotoempfindliche Teil-Flächen aufweist, die auf dem Chip auswertbar sind.Writing device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the sensor chip has a plurality of photosensitive partial surfaces which can be evaluated on the chip.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtfleck durch eine LED-Strahlung parallel zur Stiftachse zwischen Stift und Wandung im Gehäuse (1) erzeugt wird.Writing device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the light spot by an LED radiation parallel to the pin axis between pin and wall in the housing ( 1 ) is produced.

Schreibeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sensor-Chip in der Querschnittsebene des Gehäuses (1) zwischen Stift und Gehäusewandung angeordnet ist und den Lichtstrahl der LED erfasst.Writing device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the sensor chip in the cross-sectional plane of the housing ( 1 ) is arranged between pin and housing wall and detects the light beam of the LED.