DE3853241T2 - Elektronische Tafeleinrichtung mit einem Markierer und einem Löscher dafür. - Google Patents
Elektronische Tafeleinrichtung mit einem Markierer und einem Löscher dafür.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Tafeleinrichtung, die in der Lage ist, als elektrische Signale verschiedene Arten von Informationen zu verarbeiten, wie etwa Informationen, die auf einer Schreiboberfläche mit Hilfe eines Schreibinstruments, einem Löscher und einem Zeigestock geschrieben, gelöscht oder gezeigt wurden, und die notwendigen Informationen an eine Ausgabeeinheit auszugeben.
- Eine herkömmliche Einrichtung dieser Art hat der Anmelder bereits in EP- A-0 229 637 vorgeschlagen, die dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche entspricht. Es wird eine kurze Beschreibung dieser Einrichtung gegeben.
- Ein Tafelkörper umfaßt ein Tablett und ein Gehäuse, das aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist und dessen Oberfläche als Schreibfläche ausgebildet ist, die wiederholt verwendet werden kann. Die Tafel ist so ausgebildet, daß eine Vielzahl von Positionserfassungselementen, die jeweils hauptsächlich aus einem langgestreckten Element eines magnetostriktiven Übertragungsmediums aus einer amorphen Legierung oder dergleichen, einer um ein Ende desselben gewickelten ersten Spule und einer im wesentlichen auf der gesamten Länge um das Element gewickelten zweiten Spule bestehen, parallel in X- und Y-Richtung angeordnet sind.
- Wenn ein Impulsstrom an die erste Spule angelegt wird, treten aufgrund der Wirkung der elektromagnetischen Umwandlung Fluktuationen in dem magnetischen Feld um die erste Spule herum auf, mit dem Ergebnis, daß magnetostriktive Schwingungswellen in dem Element des magnetostriktiven Übertragungsmediums erzeugt werden. Die magnetostriktiven Wellen breiten sich durch das magnetostriktive Element mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, und, währenddessen, mit Fluktuationen in dem magnetischen Feld entsprechend einem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten an jeder Position.
- Um ein Bild darzustellen, wird, wenn ein Magnetfelderzeuger zur Erzeugung einer anhaltenden magnetischen Vorspannung, etwa ein Markierer oder ein Löscher, die jeweils einen Magneten aufweisen, betätigt wird, die magnetische Vorspannung auf das magnetostriktive Element ausgeübt, und der elektromechanische Kopplungskoeffizient an dieser Position wird erhöht. Aus diesem Grund treten, wenn die magnetostriktiven Schwingungswellen die Position unmittelbar unter dem Markierer oder Löscher erreichen, große Fluktuationen in dem magnetischen Feld auf, und in der zweiten Spule tritt eine große induzierte Spannung auf.
- Die von der Zufuhr eines Impulsstromes zu der ersten Spule bis zur Erzeugung einer großen induzierten Spannung in der zweiten Spule benötigte Zeit ist die Zeit, in der sich die magnetostriktiven Schwingungswellen von der Position, an der die erste Spule um das magnetostriktive Element gewickelt ist, zu der Position unmittelbar unter dem Markierer oder Löscher ausbreitet, und ist proportional zu dem Abstand dazwischen. Wenn diese Zeit gemessen wird, können folglich die Koordinaten des Markierers oder Löschers festgestellt werden.
- Wenn die Funktionen des Markierers und diejenigen eines Löschers miteinander kombiniert werden, erzeugt der Markierer ein Bild auf der Schreibfläche, während der Löscher ein Bild auf der Schreibfläche auslöscht. Da ihre Funktionen völlig verschieden sind, ist es, um Bilddaten zu erhalten, die einem für den Markierer verwendeten oder für den Löscher verwendeten Bild entsprechen, notwendig, die Koordinaten des Markierers sorgfältig von denen des Löschers zu unterscheiden.
- In dem oben beschriebenen Gerät werden im Gebrauch Infrarotsignale mit jeweils verschiedenen Frequenzen von dem Markierer und dem Löscher gesendet, und diese Signale werden vom Tafelkörper empfangen. Somit erfolgt die Unterscheidung, ob der Markierer oder der Löscher benutzt wird, anhand der Frequenz.
- Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es jedoch notwendig, den Markierer und den Löscher mit Infrarotstrahlung aussendenden Elementen, Oszillations-Modulationsschaltungen, Schaltern und Batterien zum Betrieb derselben auszustatten. Folglich haben sich insofern Nachteile ergeben, als die Anordnung kompliziert, sperrig und schwer wird und die Batterien häufig ausgewechselt oder nachgeladen werden müssen, wodurch der Benutzungskomfort des Markierers und des Löschers beeinträchtigt wird.
- Außerdem werden die in der oben beschriebenen Weise erhaltenen Koordinaten normalerweise in einem vorgegebenen Bildspeicher in Form von Bilddaten gespeichert, die dem mit dem Schreibinstrument auf der Schreibfläche erzeugten Bild entsprechen. Die Bilddaten werden jedoch nach Bedarf von einem Drucker als Hardcopy ausgegeben oder auf einer an das Gerät angeschlossenen Anzeigeeinrichtung dargestellt oder über eine Kommunikationsleitung an eine andere ähnliche elektronische Tafeleinrichtung übermittelt, die an anderer Stelle aufgestellt ist, damit die Daten auf deren Anzeigeeinrichtung dargestellt werden können.
- Wenn ein Vortrag unter Verwendung einer elektronischen Tafel gehalten wird, gibt es Fälle, in denen es wünschenswert ist, mit dem Vortrag fortzufahren, indem man eine gewünschte Position in dem Bild auf der Schreibfläche mit einem Finger oder einem stockförmigen Instrument zeigt.
- Bei der oben beschriebenen elektronischen Tafeleinrichtung bestand jedoch der Nachteil, daß eine Person, die auf die Schreibfläche des Tafelkörpers blickt, die gezeigte Position erkennen kann, daß jedoch die gezeigte Position nicht für Personen erkennbar ist, die die Anzeigeeinrichtung betrachten.
- EP-0 254 297 und EP-A-0 259 841, die beide zum Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ gehören, offenbaren ein Koordinateneingabesystem, bei dem ein zur Angabe von Koordinatenpositionen auf einem Tablett benutzter Stift mit einem Schalter versehen ist, der eingeschaltet wird, wenn der Stift mit einer Schreibfläche des Tabletts in Berührung gebracht wird, und mit einem Schwingkreis mit einer Spule und einem Kondensator, die miteinander über den Schalter verbunden sind. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, gerät der Schwingkreis mit Radiowellen einer vorgegebenen Frequenz in Resonanz, die von einer in dem Tablett vorgesehenen Antennenspule gesendet werden, und von dem Schwingkreis reflektierte Radiowellen sind von der Antennenspule empfangbar, wodurch dem Tablett der Stift-aufgesetzt-Status übermittelt wird. Gemäß EP-A-0 259 841 werden verschiedene Typen solcher Stifte, die jeweils einen Schwingkreis mit einer speziellen Frequenz haben, anhand der Frequenzen, bei denen Resonanz auftritt, voneinander unterschieden.
- DE-A-29 09 847 offenbart einen Markierer zur Verwendung in einem elektronischen Koordinateneingabesystem. Dieser Markierer hat einen elektrisch leitenden Stiftkörper, der gegen eine auf einem Eingabebereich des Koordinateneingabesystems vorgesehene Kontaktplatte gedrückt wird, um die einzugebende Koordinatenposition anzugeben. Der Markierer enthält weiterhin einen Schalter, der in Betrieb ist, wenn der Stiftkörper mit dem Eingabebereich in Berührung gebracht wird. Der Schalter wird durch einen Schwingkreis gebildet, der eine Spule und einen Kondensator enthält und durch einen Transistor erregt wird, und eine Scheibe, die mit dem Stiftkörper verbunden ist und relativ zu der Spule bewegbar ist, um den Schwingkreis zu bedämpfen.
- Es ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Tafeleinrichtung mit einem Markierer und einem Löscher zu schaffen, bei der kein Kabel, keine Batterie oder dergleichen erforderlich ist, und die sich durch hohen Bedienungskomfort auszeichnet.
- Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Wenn gemäß diesem Aspekt der Erfindung der Markierer auf der Schreibfläche des Tafelkörpers benutzt wird, werden Radiowellen mit einer Frequenz unter den von der Antennenspule gesendeten Radiowellen von dem Schwingkreis des Markierers empfangen, und zu diesem Zeitpunkt wird eine induzierte Spannung mit der einen Frequenz in dem Schwingkreis erzeugt. Diese induzierte Spannung bewirkt einen Stromfluß in dem Schwingkreis, und seine Spule sendet Radiowellen mit der Frequenz, die im wesentlichen mit der einen Frequenz identisch ist. Selbst wenn das Senden von Radiowellen durch die Antennenspule ausgesetzt wird, tritt jedoch keine plötzliche Dämpfung auf, und der Stromfluß kann andauern. Deshalb wird in der Antennenspule, die mit dem Senden von Radiowellen ausgesetzt hat, eine induzierte Spannung mit einer Frequenz erzeugt, die im wesentlichen mit der einen Frequenz identisch ist. Wenn der Löscher auf der Schreibfläche benutzt wird, wird in ähnlicher Weise eine Spannung mit einer Frequenz, die im wesentlichen mit der anderen Frequenz identisch ist, in der Antennenspule erzeugt, die mit dem Senden von Radiowellen ausgesetzt hat. Folglich kann anhand der Frequenz der induzierten Spannung, die in der Antennenspule erzeugt wird, die das Senden von Radiowellen ausgesetzt hat, eine Unterscheidung getroffen werden, ob der Markierer oder der Löscher auf der Schreibfläche benutzt wird.
- Somit ist wie im Fall eines herkömmlichen Systems zwischen dem Markierer und dem Löscher einerseits und anderen Schaltungen andererseits kein Kabel erforderlich. Außerdem genügt es, den Markierer und den Löscher mit einem Schwingkreis mit einer Spule und einem Kondensator auszustatten. Folglich ist es nicht notwendig, eine Infrarotstrahlung aussendende Einrichtung, eine Oszillator- und Modulationsschaltung, eine Batterie und dergleichen vorzusehen. Folglich ergibt sich der Vorteil, daß es möglich ist, eine elektronische Tafeleinrichtung mit einem Markierer und einem Löscher zu schaffen, die sich durch sehr hohen Bedienungskomfort auszeichnet.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Tafeleinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Daten entsprechend einem Bild auf einer Schreibfläche sowie Daten entsprechend einer vorübergehend gezeigten Position oder dergleichen zu erkennen, indem die beiden Datentypen unterschieden werden.
- Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 3 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Wenn gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Schreibinstrument auf der Schreibfläche des Tafelkörpers benutzt wird, werden die Koordinatendaten entsprechend dem Bild auf der Schreibfläche von der Positionserfassungschaltung ausgegeben, der Schalter des Schreibinstruments wird betätigt, und ein vorgegebenes drahtloses Signal wird durch die Signalerzeugungseinrichtung erzeugt. Dieses drahtlose Signal wird von der Signalerfassungseinrichtung erfaßt, dadurch wird das Diskriminiersignal für das Schreibinstrument ausgegeben. Folglich werden die Koordinatendaten von der Datenverarbeitungseinrichtung als Daten verarbeitet, die dem mit dem Schreibinstrument erzeugten Bild entsprechen, und werden beispielsweise in Form von Punkten auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt.
- Wenn jedoch der Zeigestock auf der Schreibfläche verwendet wird oder das Schreibinstrument benutzt wird, ohne daß es mit der Schreibfläche in Berührung gebracht wird, so werden die Koordinatendaten entsprechend der Position auf der Schreibfläche in ähnlicher Weise wie oben beschrieben ausgegeben. Da jedoch der Zeigestock keine Signalerzeugungseinrichtung aufweist und, im Fall des Schreibinstruments, wird sein Schalter nicht wirksam, sofern es nicht mit der Schreibfläche in Berührung gebracht wird. Folglich wird kein vorgegebenes drahtloses Signal erzeugt, und die Signalerfassungseinrichtung gibt kein Diskriminiersignal für das Schreibinstrument aus. Deshalb werden die Koordinatendaten von der Datenverarbeitungseinrichtung als Daten verarbeitet, die vorübergehende Positionszeigedaten oder dergleichen sind, und werden beispielsweise in Form eines Cursors auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt.
- Da folglich die Anordnung so ist, daß, wenn ein Schreibinstrument auf der Schreibfläche des Tafelkörpers verwendet wird, Daten entsprechend dem Bild ausgegeben werden, während, wenn der Zeigestock oder das Schreibinstrument verwendet wird, ohne daß es mit der Schreibfläche in Berührung gebracht wird, vorübergehende Positionszeigedaten oder dergleichen ausgegeben werden, ist es möglich, daß das mit dem Schreibinstrument erzeugte Bild auf einer an das System angeschlossenen Anzeigeeinrichtung oder einer Anzeigeeinrichtung einer ähnlichen, entfernt aufgestellten elektronischen Tafeleinrichtung dargestellt werden kann und eine vorübergehend gezeigte Position mit Hilfe eines Cursors oder dergleichen angezeigt werden kann. Folglich besteht der Vorteil, daß der dargestellte Inhalt in seiner Bedeutung in ähnlicher Weise erkannt werden kann wie wenn die Schreibfläche auf dem Tafelkörper betrachtet wird.
- Die weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
- Fig. 1 ist ein Diagramm zur Darstellung einer ersten Ausführungsform einer elektronischen Tafeleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 ist ein Grundriß des Aufbaus eines Tabletts;
- Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
- Fig. 4 ist ein Diagramm eines elektromechanischen Kopplungskoeffizienten in Abhängigkeit von einer magnetischen Vorspannung;
- Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen Markierer;
- Fig. 6 ist ein Schnitt durch einen Löscher;
- Fig. 7 ist ein Schnitt durch einen Zeigestock;
- Fig. 8 ist ein Diagramm zur Illustration von Einzelheiten einer Positionserfassungsschaltung;
- Fig. 9 ist ein Signalwellenformdiagramm für verschiedene Teile in Fig. 8;
- Fig. 10 ist eine Skizze von Schwingkreisen des Markierers und des Löschers sowie von Einzelheiten einer Schreibinstrument-Diskriminierschaltung;
- Fig. 11 ist ein Signalwellenformdiagramm für verschiedene Teile in Fig. 10;
- Fig. 12 ist eine Skizze zur Illustration von Einzelheiten einer Datenverarbeitungseinrichtung;
- Fig. 13 ist ein Flußdiagramm zur Illustration der Verarbeitung durch einen Mikroprozessor der Datenverarbeitungseinrichtung;
- Fig. 14 ist ein Diagramm einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 15 ist eine detaillierte schematische Darstellung von Schwingkreisen des Markierers und des Löschers und der Schreibinstrument-Diskriminierschaltung;
- Fig. 16 ist ein Signalwellenformdiagramm für verschiedene Teile in Fig. 15; und
- Fig. 17 ist ein Flußdiagramm der Verarbeitung durch eine Steuerschaltung der Schreibinstrument-Diskriminierschaltung.
- Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer elektronischen Tafeleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die elektronische Tafeleinrichtung umfaßt die folgenden Hauptkomponenten: einen Tafelkörper 1, einen Markierer 2, einen Löscher 3, einen Zeigestock 4, eine Positionserfassungsschaltung 5, eine Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6, eine Datenverarbeitungseinrichtung 7, eine Ausgabeeinheit 8 und eine Kommunikationsleitung 9.
- Der Tafelkörper 1 ist so aufgebaut, daß ein Gehäuse 11 aus einem nichtmagnetischem Material mit einer Antennenspule 13 zum Senden (nachfolgend als Sendespule bezeichnet) und eine Antennenspule 14 für den Empfang (nachfolgend als Empfangsspule bezeichnet) versehen ist. Das Tablett 12 ist an die Positionserfassungsschaltung 5 angeschlossen, während die Sendespule 13 und die Empfangsspule 14 an die Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6 angeschlossen sind.
- Fig. 2 ist ein Grundriß zur Illustration des Aufbaus des Tabletts 12, während Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie III-III in Richtung der Pfeile in Fig. 2 ist. In den Zeichnungen sind mehrere magnetostriktive Übertragungsmedium-Elemente 121 jeweils im wesentlichen parallel zueinander in X- und Y-Richtung angeordnet. Für die magnetostriktiven Übertragungsmedium-Elemente 121 kann irgendein Material verwendet werden, doch ist ein Material mit einem großen magnetostriktiven Effekt, z.B. eine amorphe Legierung mit einem großen Eisengehalt, besonders bevorzugt, damit starke magnetostriktive Schwingungswellen erzeugt werden. Außerdem ein Material mit einer so kleinen Remanenz, daß es selbst dann schwer zu magnetisieren ist, wenn ein Magnet in seine Nähe gebracht wird. Als amorphe Legierung kann beispielsweise Fe&sub6;&sub7;Co&sub1;&sub8;B&sub1;&sub4;Si&sub1; (Atom-%), Fe&sub8;&sub1;B13,5Si3,5C&sub2; (Atom-%) und dergleichen verwendet werden. Jedes der magnetostriktiven Übertragungsmedium- Elemente 121 hat eine langgestreckte Form, wobei sein Querschnitt vorzugsweise die Form eines dünnen rechteckigen Streifens oder eines kreisförmigen Stabes hat. Im Fall des dünnen rechteckigen Streifens wird durch eine Breite in der Größenordnung von einigen Millimetern und eine Dicke in der Größenordnung von einigen Mikrometern oder einigen Dutzend Mikrometern eine einfache Herstellung ermöglicht, und es werden ausgezeichnete Eigenschaften erzielt. Da eine amorphe Legierung in geringer Dicke von 20 bis 50 Mikrometern hergestellt werden kann, kann diese in Form eines dünnen Streifens oder einer Stange geschnitten werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht jedes magnetostriktive Element aus Fe&sub8;&sub1;B13,5Si3,5C&sub2; (Atom- %) mit einer Breite von 2 mm und einer Dicke von 0,02 Millimeter.
- Langgestreckte rohrförmige Verstärkungen 122 sind aus Kunststoff oder dergleichen hergestellt und nehmen jeweils ein magnetostriktives Element 121 auf.
- Eine erste X-Richtungs-Spule 123 ist auf Endabschnitten der Verstärkungen 122 für die in X-Richtung verlaufenden magnetostriktiven Elemente 121 angeordnet. Diese erste X-Richtungs-Spule 123 ist um die benachbarten Verstärkungen 122 geflochten und in abwechselnd entgegengesetzter Richtung um die benachbarten magnetostriktiven Elemente 121 gewunden. Die Anordnung ist so, daß die Richtung eines magnetischen Flusses, der in Abschnitten entsprechend den jeweiligen magnetostriktiven Elementen 121 erzeugt wird, wenn ein Strom durch die Spule 123 fließt, oder die Richtung einer in den vorgenannten Abschnitten erzeugten Spannung, wenn die Spule 123 einem magnetischen Fluß in einer Richtung ausgesetzt wird, jeweils derjenigen für ein benachbartes Element entgegengesetzt ist. Aus diesem Grund werden Impulsrauschen und induzierte Spannungen von außen, die erzeugt werden, wenn man einen Impulsstrom durch die Spule 123 fließen läßt, zwischen den benachbarten Abschnitten der Spule 123 gegeneinander aufgehoben und somit geschwächt. Obgleich im gezeigten Beispiel hinsichtlich der Anzahl von Windungen nur eine Windung gezeigt ist, können im übrigen auch zwei oder mehr Windungen vorgesehen sein. Die erste X-Richtungs-Spule 123 dient dazu, augenblickliche Fluktuationen im magnetischen Feld zu erzeugen und magnetostriktive Schwingungswellen in den umwickelten Abschnitten der magnetostriktiven Elemente 121 zu erzeugen, wobei ein Ende der Spule 123 an die Positionserfassungsschaltung 5 angeschlossen und das andere geerdet ist.
- Eine erste Y-Richtungs-Spule ist auf Endabschnitten der Verstärkungen 122 für die in Y-Richtung angeordneten magnetostriktiven Elemente 121 angeordnet. Diese erste Y-Richtungs-Spule 124 ist zwischen die benachbarten Verstärkungen 122 geflochten und in abwechselnd entgegengesetzten Sinn um jedes der benachbarten magnetostriktiven Elemente 121 gewunden. Ein Ende dieser ersten Y-Richtungs-Spule 124 ist an die Positionserfassungschaltung 5 angeschlossen, das andere Ende ist geerdet, in gleicher Weise wie bei der Spule 123. Die Wirkungsweise dieser ersten Y-Richtungs-Spule ist dieselbe wie diejenige der Spule 123.
- Zwei Vorspannungs-Magnetfelderzeuger 125, z. B. quadratische Magnete, sind jeweils dazu eingerichtet, ein magnetisches Vorspannungsfeld auf den Windungsabschnitt der ersten X-Richtungs-Spule 123 und den Windungsabschnitt der ersten Y-Richtungs-Spule 124 in einer Richtung parallel zur Längsrichtung derselben auszuüben. Der Grund für diese Ausübung einer magnetischen Vorspannung besteht darin, die Erzeugung starker magnetostriktiver Schwingungswellen mit einer kleinen Stromstärke zu ermöglichen und die Position des Auftretens der magnetostriktiven Schwingungswellen anzugeben. Mit anderen Worten, da der elektromechanische Kopplungskoeffizient (ein Koeffizient, der die Umwandlungseffizienz von mechanischer Energie in elektrische Energie oder umgekehrt angibt) des magnetostriktiven Elements 121 bei einem magnetischen Vorspannungsfeld, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, maximal wird, können die magnetostriktiven Schwingungswellen mit einem hohen Wirkungsgrad erzeugt werde, indem eine solche magnetische Vorspannung an die umwickelten Abschnitte der ersten X-Richtungs- Spule 123 und der ersten Y-Richtungs-Spule 124 angelegt wird.
- Zweite X-Richtungs-Spulen 126 sind in einem weiten Bereich der in X-Richtung verlaufenden magnetostriktiven Elemente 121 auf den Verstärkungen 122 angeordnet. Die Spulen 126 sind um sämtliche magnetostriktiven Elemente 121 in derselben Richtung (in Gegenuhrzeigersinn in diesem Ausführungsbeispiel) gewickelt und derart in Serie miteinander verbunden, daß die Polarität des Anschlusses für die benachbarten Spulen jeweils entgegengesetzt ist. Folglich ist die Richtung einer Spannung und eines Stromes, der in jeder der Spulen 126 erzeugt wird, wenn ein einheitlich gerichteter magnetischer Fluß an sämtlichen Spulen 126 angelegt wird, oder die Richtung eines in jeder der Spulen 126 erzeugten magnetischen Flusses, wenn ein Strom durch sämtliche Spulen 126 fließt, der benachbarten Spule jeweils entgegengesetzt. Folglich werden die von außen induzierten Spannungen und Rauschsignale zwischen benachbarten Spulen jeweils gegeneinander aufgehoben und somit geschwächt.
- Was die Wicklungsdichte der Spulen 126 betrifft, wird diese jeweils zu dem Ende hin, das der ersten X-Richtungs-Spule entgegengesetzt ist, allmählich größer, so daß die Abnahme der induzierten Spannung infolge der Dämpfung der magnetostriktiven Schwingungswellen kompensiert wird. Allgemein sollte, um eine induzierte elektromotorische Kraft zu erhöhen, die Windungsteilung vorzugsweise groß sein. Die zweiten X-Richtungs-Spulen sind so ausgelegt, daß sie eine induzierte Spannung aufnehmen, die von magnetostriktiven Schwingungswellen herrührt, die sich durch die magnetostriktiven Elemente 121 ausbreiten, und ihr eines Ende ist an die Positionserfassungsschaltung 5 angeschlossen, während das andere Ende geerdet ist. Der gewickelte Bereich dient als Positionserfassungsbereich.
- Außerdem sind zweite Y-Richtungsspulen 127 auf einem weiten Bereich der in Y-Richtung verlaufenden magnetostriktiven Elemente auf den Verstärkungen angeordnet. Die Spulen 127 sind um sämtliche magnetostriktiven Elemente 121 in derselben Richtung (in Gegenuhrzeigersinn in diesem Ausführungsbeispiel) gewickelt und sind so in Serie miteinander verbunden, daß die Polarität des Anschlusses für benachbarte Spulen jeweils entgegengesetzt ist. Außerdem sind die Spulen 127 mit solchen Windungsteilungen gewickelt, daß sie zu dem Ende, das der ersten Y-Richtungs-Spule 124 entgegengesetzt ist, jeweils dichter werden, und ein Ende ist an die Positionserfassungsschaltung 5 angeschlossen, während das andere Ende geerdet ist, ähnlich wie bei den Spulen 126. Die Wirkungsweise der Spulen 127 ist ähnlich derjenigen der Spulen 126.
- Der X-Richtungs-Positionserfassungsteil mit den magnetostriktiven Elementen 121 in X-Richtung, deren Verstärkung 122, der ersten X-Richtungs-Spule 123 und den zweiten X-Richtungs-Spulen 126 einerseits und der Y-Richtungs-Positionserfassungsteil mit den magnetostriktiven Elementen 121 in Y- Richtung, deren Verstärkung 122, der ersten Y-Richtungs-Spule 124 und den zweiten Y-Richtungs-Spulen 127 andererseits, sind so überlagert, daß sie rechtwinklig zueinander orientiert sind und im wesentlichen in der Mitte des Gehäuses 11 untergebracht sind. Außerdem sind die quadratischen Vorspannungsmagnete 125 so in dem Gehäuse 11 untergebracht und befestigt, daß sie den Endabschnitten der magnetostriktiven Elemente 121 gegenüberliegen, doch können sie auch derart parallel angeordnet sein, daß sie oberhalb, unterhalb oder seitlich zu den magnetostriktiven Elementen 121 liegen.
- Ein Teil des Gehäuses 11, der dem Tablett 12 entspricht, ist aus rostfreiem Stahl auf Aluminium- oder Austenit-Basis oder dergleichen hergestellt, dessen Oberfläche emailliert ist, und bildet die Schreibfläche 15, die wiederholt verwendet werden kann.
- Die Sendespule 13 und die Empfangsspule 14 sind jeweils so angeordnet, daß mit einer isolierenden Umhüllung versehe Leiter auf der Oberfläche des Gehäuses 11 um die Schreibfläche 15, d.h., den Koordinateneingabebereich herum angeordnet sind. Zwar haben in der Zeichnung die Sendespule 13 und die Empfangsspule 14 jeweils nur eine Wicklung, doch können sie auch mehrere Wicklungen haben.
- Figur 5 zeigt den detaillierten Aufbau des Markierers 2. Dieser Markierer umfaßt: einen Griffelschaft 21 aus zwei Teilen 21a und 21b, die aus nichtmetallischem Material, etwa aus Kunststoff bestehen und durch Verschraubung miteinander verbunden sind, einen Stiftkörper 22, etwa einen im Handel erhältlichen schwarzen Filzschreiber, einen Ringmagnet 23 zur Positionsangabe, Ringmagnete 24a, 24b, einen Schwingkreis 25 mit einem Schalter 251, einer Spule 252 mit Kern, einem Kondensator 253 und einem variablen Kondensator 254 und eine Kappe 26 für den Stiftkörper 22.
- Der Stiftkörper 22 ist so untergebracht, daß er etwas zwischen einem Anschlag 21a in dem Teil 21a im Inneren des Griffelschaftes 21 und dem in dem Teil 21b untergebrachten Schalter 251 verschiebbar ist. Außerdem sind die Magnete 24a, 24b so ausgelegt, daß sie den magnetischen Fluß des Magneten 23 in Axialrichtung des Stiftkörpers 22 verlängern, und sie sind so angeordnet, daß dieselbe Position wie diejenige der Spitze des Stiftkörpers 22 selbst in einem Zustand angegeben werden kann, in dem der Markierer etwas schräg gehalten wird.
- Wie auch in Figur 10 gezeigt wird, ist der Schwingkreis 25 so ausgebildet, daß ein Ende der Spule 252 über den Schalter 251 mit Enden des Kondensators 253 und des variablen Kondensators 254 verbunden ist, während das andere Ende der Spule 252 mit den anderen Enden des Kondensators 253 und des variablen Kondensators 254 verbunden ist. Wenn die Spitze des Stiftkörpers 22 mit nichts in Berührung steht, befindet sich der Schalter 251 im nicht aktiven Zustand, und das eine Ende der Spule 252 ist nicht mit dem einen Ende des variablen Kondensators 254 verbunden. Wenn dagegen der Griffelschaft 21 mit den Fingern oder dergleichen gehalten wird und die Spitze des Stiftkörpers 22 gegen die Schreibfläche 15 oder dergleichen angedrückt wird, so daß der Stiftkörper in den Griffelschaft 21 hineingedrückt wird, so wird der Schalter 251 durch das hintere Ende des Stiftkörpers betätigt, und er nimmt den aktiven Zustand an, und ein Ende der Spule 252 ist mit den Enden des Kondensators 253 und des variablen Kondensators 254 verbunden. Die numerischen Werte der Spule 252, des Kondensators 253 und des variablen Kondensators 254 sind so eingestellt, daß diese Werte einen bekannten Resonanzkreis bilden, der Resonanz bei einer bestimmten Frequenz fl zeigt, z.B. 280 kHz.
- Es soll angenommen werden, daß zwei andere Typen von Markierern (nicht gezeigt) vorhanden sind, die dem oben beschriebenen Markierer 2 ähnlich sind, mit der Ausnahme, daß im Fall eines Markierers die Farbe der Tinte des Stiftkörpers 22 rot und die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 25 eine vorgegebene Frequenz f2, z.B. 290 kHz ist, während im Fall des anderen Markierers die Farbe der Tinte des Stiftkörpers 22 grün und die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 25 eine vorgegebene Frequenz f3, z.B. 300 kHz ist.
- Figur 6 illustriert den detaillierten Aufbau des Löschers 3. Der Löscher 3 umfaßt: ein Gehäuse 31 aus nichtmetallischem Material, etwa aus Kunststoff, einen Schwingkreis 32 mit Schaltern 321, 322, einer Spule 321 mit Kern, einem Kondensator 324 und einem variablen Kondensator 325, die im Inneren 31a des Gehäuses 31 untergebracht sind, eine bewegliche Platte 33, deren Konfiguration einer Bodenfläche des Gehäuses 31 entspricht, Federn 34, die zwischen der beweglichen Platte 33 und dem Gehäuse 31 eingefügt sind, eine Anschlag 35 zur Anlage an einem Anlageteil 31b des Inneren 31a und dazu eingerichtet, die Position der beweglichen Platte 33 in bezug auf das Gehäuse 31 zu begrenzen, zwei Ringmagnete 36 zur Angabe einer Position, die jeweils an entgegengesetzten Enden der beweglichen Platte 33 angeordnet sind, und ein Löschelement 37 wie etwa Filz, das an einer äußeren Oberfläche der beweglichen Platte 33 vorgesehen ist. Die bewegliche Platte 33 wird so gehalten, daß sie sich etwas in bezug auf das Gehäuse 31 bewegen kann, in der Weise, daß einer der Schalter 321 und 322 betätigt werden kann oder beide von ihnen simultan betätigt werden können.
- Wie auch in Figur 10 gezeigt wird, ist der Schwingkreis 32 wie folgt aufgebaut: Ein Ende der Spule 323 ist mit Enden des Kondensators 324 und des variablen Kondensators 325 über die Schalter 321 und 322 verbunden, während das andere Ende der Spule 323 mit den anderen Enden des Kondensators 324 und des variablen Kondensators 325 verbunden ist. Wenn das Löschelement 37 mit nichts in Berührung steht, befinden sich die Schalter 321 und 322 im nicht aktiven Zustand, und das eine Ende der Spule 322 ist nicht mit den Enden des Kondensators 324 und des variablen Kondensators 324 verbunden. Wenn jedoch das Gehäuse 31 mit den Fingern oder dergleichen gehalten wird und das Löschelement 37 gegen die Schreibfläche 15 oder dergleichen angedrückt wird, so daß die bewegliche Platte 33 in das Gehäuse 31 eingedrückt wird, so wird einer der Schalter 321 und 322 oder beide von ihnen durch die bewegliche Platte 33 beaufschlagt und nimmt einen aktiven Zustand an, mit dem Ergebnis, daß das eine Ende der Spule 323 mit den anderen Enden des Kondensators 325 und des variablen Kondensators 325 verbunden ist. Die Zahlenwerte der Spule 323, des Kondensators 324 und des variablen Kondensators 325 sind so gewählt, daß diese Werte einen bekannten Resonanzkreis bilden, der Resonanz bei einer bekannten Frequenz f4 von beispielsweise 310 khz zeigt.
- Figur 7 zeigt den detaillierten Aufbau des Zeigestocks 4. Der Zeigestock 4 besteht aus Kunststoff, Holz, Metall oder dergleichen und besitzt einen Körper 41, der an seiner Spitze eine Ausnehmung 41a zur Aufnahme eines Magneten aufweist, einen Positionsangabemagneten 42, der in die Ausnehmung 41a eingebettet ist, und eine Kappe 43 zur Abdeckung der Ausnehmung 41a. Der Körper 41 kann so gestaltet sein, daß er auseinandergezogen und zusammengeschoben werden kann.
- Figur 8 zeigt den detaillierten Aufbau der Positionserfassungsschaltung 5. Die Positionserfassungsschaltung 5 umfaßt die folgenden Hauptkomponenten: einen Impulssignalgenerator 501, einen 1/2-Dividierer 502, einen X-Richtungs-Impulsstromgenerator 503, einen Y-Richtungs-Impulsstromgenerator 504, ein Flipflop 505, einen Zähler 506, einen Analog-Multiplexer 507, eine Steuerschaltung 508, einen Verstärker 509, einen Vergleicher 510, eine UND-Schaltung 511 und einen Taktgenerator 512.
- Figur 9 zeigt die Wellenformen von Signalen in den jeweiligen Komponenten aus Figur 8, und die Arbeitsweise wird nachfolgend zusammen mit der Anordnung der jeweiligen in Figur 8 gezeigten Komponenten beschrieben.
- Wenn die Spannung eingeschaltet wird, erzeugt der Impulssignalgenerator 501 ein Impulssignal (a), dessen Periode zu einer Zeit äquivalent ist, während der sich magnetostriktive Schwingungswellen von einem Ende des magnetostriktiven Elements 121 ausbreiten, an dessen Ende reflektiert werden und dann zu dem einen Ende zurückkehren. Das Impulssignal (a) wird durch den 1/2-Dividierer 502 halbiert, so daß es in ein X/Y-Umschaltsignal (a) umgewandelt und dem Analog-Multiplexer 507 und der Steuerschaltung 508 zugeführt wird. Gleichzeitig wird dieses Signal so wie es ist dem X-Richtungs-Impulsstromgenerator 503, dem Y- Richtungs-Impulsstromgenerator 504, dem Flipflop 505 und dem Zähler 506 zugeführt.
- Das X/Y-Umschaltsignal (b) dient zur Steuerung der Umschaltung für die Verbindung mit dem Analog-Multiplexer 507 und zur Zufuhr von Information über die Richtung der Positionserfassung zu der Steuerschaltung 508. Wenn der Pegel dieses X/Y-Umschaltsignals (b) hoch ist, sind eine Y-Klemme und eine Z-Klemme miteinander verbunden, und die so erhaltenen Daten werden als Koordinatendaten in X-Richtung verwendet. Wenn dagegen der Pegel des X/Y-Umschaltsignals (b) niedrig ist, sind eine Y-Klemme und die Z-Klemme miteinander verbunden, und die so erhaltenen Daten werden als Koordinatendaten in Y-Richtung verwendet.
- Der X-Richtungs-Impulsstromgenerator 503 und der Y-Richtungs-Impulsstromgenerator 504 legen bei Empfang des Impulssignals (a) jeweils einen Impulsstrom (c) an die erste X-Richtungs-Spule 123 bzw. die erste Y-Richtungs-Spule 124 an und bewirken dadurch die Erzeugung der magnetostriktiven Schwingungswellen an den Enden der magnetostriktiven Elemente 121 in X- und Y-Richtung. Außerdem werden das Flipflop 505 und der Zähler 506 durch das Impulssignal (a) zurückgesetzt, und der Zähler 506 beginnt mit der Zählung der Taktimpulse des Taktgenerators 512, die ihm über die UND-Schaltung 511 zugeführt werden.
- Die an den Enden der magnetostriktiven Elemente 121 in X- und Y-Richtung erzeugten magnetostriktiven Schwingungswellen breiten sich zu dem jeweiligen anderen Ende mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (annähernd 5000 m/s) aus. Während dieser Ausbreitung werden die magnetostriktiven Schwingungswellen von mechanischer Energie in elektrische Energie umgewandelt, in Übereinstimmung mit der Stärke des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten an verschiedenen Positionen der jeweiligen magnetostriktiven Elemente 121. Somit werden jeweilige induzierte Spannungen (d) und (e) in den zweiten X-Richtungs-Spulen 126 und den zweiten Y-Richtungs-Spulen 127 erzeugt. Die induzierten Spannungen (d) und (e) werden abwechselnd durch den Analog-Multiplexer 507 ausgegeben, entsprechend dem Pegel des X/Y-Umschaltsignals (b), und werden so in ein Signal (f) umgewandelt, das durch den Verstärker 509 verstärkt und in ein Signal (g) umgewandelt wird, das seinerseits dem Vergleicher 510 zugeführt wird, während das Signal mit einer vorgegebenen Schwellenspannung ETH verglichen wird.
- An dieser Stelle soll angenommen werden, daß ein Schreibinstrument wie etwa der Markierer 2 oder der Löscher 3 oder der Zeigestock 4 auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers verwendet wird und der Magnet 23, 36 oder 42 ein Magnetfeld auf die magnetostriktiven Elemente 121 in X- und Y- Richtung in dem Maße ausübt, daß der elektromechanische Kopplungskoeffizient erhöht wird. Dann wird zu dem Zeitpunkt, an dem die magnetostriktiven Schwingungswellen den Abschnitt des magnetostriktiven Elements 121 in X- oder Y-Richtung erreichen, wo das Magnetfeld ausgeübt wird, in dem Signal (g) eine über der Schwellenspannung ETH liegende Spannung erzeugt.
- Bei Erkennung einer Spannung oberhalb der Schwellenspannung ETH liefert der Vergleicher 510 ein Signal mit hohem Pegel, durch das das Flipflop 505 gesetzt wird. Nachfolgend wird die UND-Schaltung 511 durch ein Ausgangssignal Q- des Flipflops 505 gesperrt, und das Zählen durch den Zähler 506 wird dadurch beendet. Der Zählwert des Zählers 506 repräsentiert die Zeit, die seit der Ausgabe des Impulssignals (a) vergangen ist. Weiterhin entspricht diese Zeit einer Entfernung von dem Abschnitt des magnetostriktiven Elements 121 in X- oder Y-Richtung, der mit der ersten Spule umwickelt ist, zu dem Abschnitt, wo das Magnetfeld angelegt wird, d.h. den Koordinatendaten.
- Bei Empfang des Ausgangssignals Q- werden der Zählwert des Zählers 506 und der Pegel des X/Y-Umschaltsignals (b) durch die Steuerschaltung 508 gelesen und vorübergehend gespeichert. Da, wie zuvor beschrieben wurde, das X/Y-Umschaltsignal jedesmal bei Erzeugung des Impulssignals (a) umgeschaltet wird, werden die Koordinatendaten in X- und Y-Richtung abwechselnd erhalten. Diese Daten werden zu vorgegebenen Zeiten aufeinanderfolgend der Datenverarbeitungseinrichtung 7 zugeführt.
- Außerdem wird zu diesem Zeitpunkt in dem Fall, daß ein Schreibinstrument wie etwa der Markierer 2 oder der Löscher 3 oder der Zeigestock 4 nicht dicht genug an die Schreibfläche 15 herangebracht wurde und sein Magnet 23, 36 oder 42 keine ausreichende magnetische Vorspannung an die magnetostriktiven Elemente 121 des Tabletts 12 anlegt, keine über der Schwellenspannung ETH liegende induzierte Spannung in dem Signal (g) erzeugt. Folglich werden die Koordinatendaten nicht von der Steuerschaltung 508 erhalten, und das Flipflop 505 wird nicht durch den Vergleicher 510 gesetzt.
- Obgleich in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die erste X-Richtungs-Spule 123 und die erste Y-Richtungs-Spule 124 dazu verwendet werden, magnetostriktive Schwingungswellen zu erzeugen, und die zweiten X- Richtungs-Spulen 126 und die zweiten Y-Richtungs-Spulen 127 dazu verwendet werden, die magnetostriktiven Schwingungswellen zu erfassen, kann auch eine umgekehrte Anordnung gewählt werden. In diesem Fall werden die magnetostriktiven Schwingungswellen unmittelbar unter dem Magneten 23, 36 oder 42 eines Schreibinstruments, etwas des Markierers 2 oder des Löschers 3 oder des Zeigestocks 4, erzeugt, und induzierte Spannungen werden in den ersten Spulen 123, 124 hervorgerufen.
- Figur 10 zeigt den detaillierten Aufbau der Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6, die eine Schaltung zur Erkennung des verwendeten Schreibinstruments, d.h., entweder des Markierers 2 oder des Löschers 3, sowie zur Erkennung des Schwingkreises des Markierers 2 und des Löschers 3 bildet. Wie in Figur 10 gezeigt ist, umfaßt die Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6 die folgenden Hauptkomponenten: eine Bezugssignalerzeugungsschaltung 601, eine Wechselspannungssignalerzeugungsschaltung 602, Sende- und Empfangs-Umschaltkreise 603, 604, eine Treiberschaltung 605, Kondensatoren 606, 607, einen Verstärker 608, Phasendetektoren (PSD) 609, 610, Tiefpaßfilter (LPF) 611, 612, Vergleicher 613, 614, 615, 616, Impulsbreitendetektoren 617, 618, 619, 620, eine ODER-Schaltung 621, ein Flipflop 622, eine Halteschaltung 623 und eine Mono-Multi-Schaltung 624.
- Im übrigen wird angenommen, daß die durch *,* in Figur 10 angegebenen Teile verbunden sind.
- Figur 11 zeigt Signalwellenformen in verschiedenen Komponenten in Figur 10, und nachfolgend wird die Anordnung und Wirkungsweise jeder in Figur 10 gezeigten Komponente beschrieben.
- Die Bezugssignalerzeugungsschaltung 601 erzeugt die folgenden Signale: ein Sende/Empfangs-Umschaltsignal TR mit einer vorgegebenen Frequenz fk, z.B. 9375 Hz, ein Umschaltsignal A, bei dem das Sende/Empfangs-Umschaltsignal TR in zwei gleiche Teile geteilt wird, ein Umschaltsignal B, bei dem das Sende/Empfangs-Umschaltsignal TR in vier gleiche Teile geteilt wird, ein Steuersignal TRQ, bei dem die Phase des Sende/Empfangs-Umschaltsignals TR um 90º verzögert ist (eine Viertelwellenlänge), ein Steuersignal TRD, bei dem die Phase des Sende/Empfangs-Umschaltsignals TR um 22,50 (eine Sechzehntelwellenlänge) verzögert ist, und ein Steuersignal MUTE, bei dem die Periode des hohen Pegels (H) des Sende/Empfangs-Umschaltsignals TR um eine Achtelwellenlänge verlängert ist.
- Das Sende/Empfangs-Umschaltsignal TR wird dem Sende/Empfangs-Umschaltkreis 603 und dem Flipflop 622 zugeführt, die Umschaltsignale A, B werden der Wechselspannungssignalerzeugungsschaltung 602 und der Halteschaltung 623 zugeführt, das Steuersignal TRQ wird den Impulsbreitendetektoren 617 - 620 zugeführt, das Steuersignal TRD wird einer Taktklemme des Flipflops 622 zugeführt, und das Steuersignal MUTE wird dem Sende/Empfangs-Umschaltkreis 604 zugeführt.
- Die Wechselspannungssignalerzeugungsschaltung 602 hat Rechteckwellen- Signalgeneratoren die jeweils Rechteckwellensignale mit Frequenzen f1, f2, f3, f4 erzeugen. Wenn sich die Pegel der Umschaltsignale A, B aufeinanderfolgend und wiederholt jeweils nach einer vorgegebenen Zeit 2T (= 1/fk) in der Reihenfolge "L (niedriger Pegel), L", "H, L", "L, H", und "H, H" ändern, so erzeugt außerdem die Wechselspannungssignalerzeugungsschaltung 602 dementsprechend ein Signal FI zum aufeinanderfolgenden Wiederholen der Rechteckwellensignale mit den Frequenzen f1, f2, f3, f4, sowie ein Signal FIQ zum aufeinanderfolgenden Wiederholen eines Signals, bei dem die Phasen der Rechteckwellensignale mit den Frequenzen f1, f2, f3, f4 um 90º (eine Viertelwellenlänge) verschoben sind, und zwar für jede vorgegebene Zeit 2T, in ähnlicher Weise wie oben beschrieben.
- Das vorgenannte Signal F1 wird dem Phasendetektor 609 zugeführt und durch ein Tiefpaßfilter (nicht gezeigt) in ein sinusförmiges Signal umgewandelt und einer Eingangsklemme des Sende/Empfangs-Umschaltkreises 603 zugeführt. Unterdessen wird das Signal FIQ dem Phasendetektor 610 zugeführt.
- Die andere Eingangsklemme des Sende/Empfangs-Umschaltkreises 603 ist geerdet. Da die eine Eingangsklemme gewählt ist, wenn das Sende-Empfangs-Umschaltsignal TR hohen Pegel hat, und die andere Eingangsklemme gewählt ist, wenn es niedrigen Pegel hat, wird von dem Sende/Empfangs- Umschaltkreis 603 ein Sendesignal C ausgegeben, das die aufeinanderfolgende Ausgabe der sinusförmigen Signale mit den Frequenzen f1 - f4 nur für eine Zeitdauer T in Zeitintervallen von 2T bewirkt oder bewirkt, daß diese Signale nicht ausgesandt werden.
- Das Signal C wird einer Treiberschaltung 605 und weiter der Sendespule 13 über den Kondensator 606 zugeführt. Da jedoch der Kondensator 606 und die Sendespule 13 einen Serienresonanzkreis bilden, dessen Resonanzfrequenzen auf die Frequenzen f1 - f4 zentriert sind, gerät der Serienresonanzkreis in Resonanz, und Radiowellen mit den Frequenzen f1 - f4 werden aufeinanderfolgend durch die Sendespule 13 für die Zeitdauer T und in Intervallen von 2T gesendet.
- Wenn ein Schreibinstrument, etwa der Markierer 2, auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 verwendet wird, und das Schreibinstrument so gehalten wird, daß ein zwischen dem Griffelschaft 21 und der Schreibfläche gebildeter Winkel in der Größenordnung zwischen 90º und 45º gehalten wird, wobei die Spitze des Stiftkörpers 22 die Schreibfläche 15 berührt und der Schalter 251 im aktiven Zustand gehalten wird, so erregt die Komponente mit der Frequenz f1 unter den vorgenannten Radiowellen die Spule 252 des Markierers 2, die ihrerseits die Erzeugung einer mit der Komponente mit der Frequenz f1 des Signals C synchronen induzierten Spannung in dem Schwingkreis 25 bewirkt (tatsächlich wird allerdings die Spule 252 durch die Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 unter den Radiowellen erregt, doch da diese Frequenzen etwas verschieden sind, ist ihre Amplitude klein).
- Wenn nachfolgend das Signal C nicht erzeugt wird, d.h. während der Empfangsperiode, ist die Sendespule 13 geerdet, so daß das Wechselspannungssignal in dem oben beschriebenen Serienresonanzkreis schnell auf Null gelegt wird und seine Radiowellen sofort ausbleiben. Die zuvor erwähnte induzierte Spannung wird jedoch entsprechend den Verlusten im Schwingkreis 25 nur allmählich gedämpft.
- Andererseits veranlaßt der aufgrund der induzierten Spannung durch den Schwingkreis 25 fließende Strom die Spule 252, Radiowellen mit der Frequenz f1 zurückzusenden. Diese Radiowellen erregen die Empfangsspule 14, regen einen Parallelresonanzkreis zur Resonanz an, der die Empfangsspule 14 und den parallel dazu geschalteten Kondensator 607 enthält und Resonanzfrequenzen besitzt, die auf die Frequenzen f1 - f4 zentriert sind, und veranlassen den Parallelresonanzkreis, eine induzierte Spannung mit der Frequenz f1 zu erzeugen (tatsächlich wird jedoch die Empfangsspule 14 durch Radiowellen erregt, die von der Sendespule 13 gesendet werden, doch da die Empfangsspule 14 während dieser Periode geerdet ist, wie später beschrieben werden wird, wird keine induzierte Spannung erzeugt). Die induzierte Spannung wird an den Verstärker 608 übermittelt und durch diesen verstärkt und wird weiter an den Sende/Empfangs-Umschaltkreis 604 übermittelt.
- Der Sende/Empfangs-Umschaltkreis 604 ist so ausgebildet, daß er auf der Basis des Steuersignals MUTE das Ausgangssignal des Verstärkers 608 auf die Phasendetektoren 609, 610 umschaltet oder erdet. Wenn das Steuersignal MUTE niedrigen Pegel hat, ist der Ausgang des Verstärkers 608 mit den Phasendetektoren 609, 610 verbunden, während, wenn das Signal hohen Pegel hat, der Ausgang geerdet ist. Folglich wird am Ausgang des Sende/Empfangs-Umschaltkreises 604 ein Signal D erhalten, das die induzierte Spannung mit der Frequenz f1 auf der Grundlage der Frequenzkomponente f1 des Signals C sowie eine induzierte Spannung der Frequenz f1 auf der Grundlage der Frequenzkomponenten f2 - f4 des Signals C enthält.
- Obgleich das Signal D und die Phasendetektoren 609, 610 übermittelt wird, da das oben beschriebene Signal FI bereits als ein Detektionssignal in den Phasendetektor 609 eingegeben worden ist. Unter den induzierten Spannungen, die in dem Signal D enthalten sind, stehen somit sowohl die Frequenzen als auch die Phasen der Anteile entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal FI miteinander in Übereinstimmung. Die Frequenzen der Anteile entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 stehen dagegen nicht miteinander in Übereinstimmung. Außerdem ist das zuvor erwähnte Signal FIQ bereits als ein Detektionssignal in den Phasendetektor 610 eingegeben worden, und unter den in dem Signal D enthaltenen induzierten Spannungen stimmen die Frequenzen bezüglich der Anteile entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal FIQ überein, doch die Phasen stimmen nicht überein, während die Frequenzen in bezug auf die Anteile entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 nicht übereinstimmen.
- Folglich liefert der Phasendetektor 609 ein Signal, das nur eine positive Signalkomponente in bezug auf den Anteil der in dem Signal D enthaltenen induzierten Spannungen besitzt, der der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal FI entspricht, und das Signalkomponenten auf der positiven und der negativen Seite in bezug auf Anteile entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 hat. Indessen liefert der Phasendetektor 610 ein Signal, das eine Signalkomponente auf der positiven und der negativen Seite in bezug auf diejenigen Anteile der induzierten Spannungen (die in dem Signal D enthalten sind) aufweist, die den Komponenten mit den Frequenzen f1 - f4 in dem Signal FI entsprechen.
- Das Ausgangssignal des Phasendetektors 609 wird dem Tiefpaßfilter 611 zugeführt, der eine hinreichend niedrige Sperrfrequenz besitzt, und wird in ein Signal E umgewandelt, das in bezug auf einen Anteil entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal FI eine positive Gleichspannung mit einer vorgegebenen Zeitspanne und einer Spannung und, in bezug auf Anteile entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4, eine Wechselspannung entsprechend einer Frequenzdifferenz zwischen den Frequenzen f2 - f4 und der Frequenz f1 enthält und den Vergleichern 613, 614 zugeführt wird. Außerdem wird das Ausgangssignal des Phasendetektors 610 dem Tiefpaßfilter zugeführt, der in ähnlicher Weise eine hinreichend niedrige Sperrfrequenz besitzt, wo das Signal in ein Signal F umgewandelt wird, mit einer Wechselspannung entsprechend einer Differenz in der Frequenz oder Phase zwischen den Frequenzen f1 - f4 und der Frequenz f1 in bezug auf Anteile entsprechend den Komponenten mit den Frequenzen f1 - f4 in dem Signal FI, und das dann den Vergleichern 615, 616 zugeführt wird.
- Bei Verwendung von 0,5 V oder ähnlichem als Schwellenspannung liefern die Vergleicher 613, 615 eine Spannung mit niedrigem Pegel, wenn die Spannung des eingegebenen Signals gleich der Schwellenspannung oder höher ist, und ein Signal mit hohem Pegel, wenn sie unter der Schwellenspannung liegt. Bei Verwendung von -0,5 V oder ähnlichem als Schwellenspannung liefern indessen die Vergleicher 614, 616 eine Spannung mit niedrigem Pegel, wenn die Spannung des eingegebenen Signals niedrig ist, und eine Spannung mit hohem Pegel, wenn sie gleich der Schwellenspannung oder höher ist.
- Folglich werden an den Ausgängen der Vergleicher 613 - 616 die Signale G, H, I bzw. J erhalten und jeweils den Impulsbreitendetektoren 617 - 620 zugeführt.
- Die Impulsbreitendetektoren 617 - 620 geben Detektionsimpulse aus, wenn sie Impulse mit einer vorgegebenen Zeitdauer, z.B. T/2 oder mehr, in ihren Eingangssignalen feststellen. Im Fall der oben beschriebenen Signale G - J stellt jedoch der Impulsbreitendetektor 617 eine positive Gleichspannung entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal FI fest und erzeugt einen Impuls. Dieses Signal K wird dem Flipflop 622 über die ODER- Schaltung 621 zugeführt.
- Der Grund, weshalb zwei Phasendetektoren und zwei Tiefpaßfilter, vier Vergleicher und vier Impulsbreitendetektoren verwendet werden und eine Summe der Ausgangssignale der Impulsbreitendetektoren durch die ODER-Schaltung gebildet wird, besteht darin, sicherzustellen, daß die von dem Schwingkreis reflektierten Radiowellen selbst dann detektiert werden können, wenn die Frequenz des Schwingkreises infolge einer zeitlichen Änderung oder dergleichen etwas abweicht.
- Das Flipflop 622 erzeugt aus dem Signal K, den Steuersignalen TRD und TR ein Signal L und liefert sie zu einer Dateneingangsklemme und einer Taktklemme der Halteschaltung 623 und der Mono/Multi-Schaltung 624.
- Die Halteschaltung 623 hält die bei der ansteigenden Flanke des Signals L an den jeweiligen Datenklemmen eingegebenen Signale, d.h. die Umschaltsignale A, B und das Signal L selbst. Das gehaltene Signal L wird der Datenverarbeitungseinrichtung 7 als ein Signal m1 zugeführt, das durch hohen Pegel einen Zustand angibt, in welchem ein Schreibinstrument, d.h. der Markierer 2, die einzugebenden Koordinaten angibt (dieses Signal ml wird nachfolgend als das "Stift-aufgesetzt-Signal" bezeichnet). Außerdem zeigen, wie oben beschrieben wurde, die Pegel der Umschaltsignale A, B an, daß die Frequenz des Sendesignals FI an diesem Zeitpunkt eine der Frequenzen f1, f2, f3, f4 ist, und die gehaltenen Signale A, B werden der Datenverarbeitungseinrichtung 7 als eine Zwei-Bit-Diskriminierinformation m2, m3 (hier "L, L") zugeführt, die anzeigt, daß die Abstimmfrequenz des Schwingkreises des verwendeten Schreibinstruments eine der Frequenzen f1 - f4 ist, d.h., ob das verwendete Schreibinstrument der Markierer 2 oder der Löscher 3 ist. Das Stift-aufgesetzt-Signal m1 und die Schreibinstrument-Diskriminierinformation m2, m3 werden zusammen als Schreibinstrument-Diskriminiersignal M bezeichnet.
- Bei Empfang eines Anstiegs des Signals L erzeugt die Mono/Multi-Schaltung 624 ein Impulssignal mit einer Zeitdauer, die etwas länger ist als die Zeit 8T, und löscht schnell die Halteschaltung 623, wenn das Signal L nicht im nächsten Zyklus ausgegeben wird, das heißt, wenn das verwendete Schreibinstrument (in diesem Fall der Schalter 251 des Markierers 2) ausgeschaltet ist d.h. Stift abgehoben), wodurch die Zufuhr des Schreibinstrument-Diskriminiersignals unterbunden wird.
- Wenn außerdem der Löscher 3 auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 verwendet wird, d.h. ein Teil oder die Gesamtheit des Löschelements 37 gegen die Schreibfläche 15 angedrückt wird, und wenn einer oder beide der Schalter 321, 322 des Schwingkreises 32 desselben wirksam werden, so werden Radiowellen entsprechend der Frequenz f4 von dem Schwingkreis 32 reflektiert. Deshalb erkennt die Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6 dies in derselben Weise wie oben beschrieben und liefert das Stift-aufgesetzt-Signal m1 und die Schreibinstrument-Diskriminierinformation m2, m3 5(hier "H, H") an die Datenverarbeitungseinrichtung 7.
- Weiterhin, wenn der Zeigestock 4 auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 verwendet worden ist, oder der Markierer 2 oder der Löscher 3 nicht mit der Schreibfläche 15 in Berührung stehen, d.h., wenn der Schalter 251, 321 oder 322 ausgeschaltet ist, werden keine Radiowellen reflektiert. Folglich liefert die Schreibinstrument- Diskriminierschaltung 6 das Stift-aufgesetzt- Signal m1 mit niedrigem Pegel, was bedeutet, daß kein Schreibinstrument vorhanden ist.
- Andererseits erkennt, wie oben beschrieben wurde, die Positionserfassungseinrichtung 5 die Position anhand der Zeit, zu der eine durch den Magneten 23 des Markierers 2, den Magneten 36 des Löschers 3 oder den Magneten 42 des Zeigestocks 4 erzeugte magnetische Vorspannung einen Bereich erreicht hat, in dem die Koordinaten auf dem Tablett 12 erfaßt werden können, und die Positionserfassungsschaltung 5 fährt mit der Zufuhr dieser Koordinaten zu der Datenverarbeitungseinrichtung 7 fort.
- Figur 12 illustriert einen Aufbau der Datenverarbeitungseinrichtung 7. Die Datenverarbeitungseinrichtung 7 umfaßt die folgenden Hauptkomponenten: einen Mikroprozessor 71, einen Bildspeicher 72, einen Überlagerungsspeicher 73, eine Anzeigesteuerung 74, einen Videoprozessor 75, eine Druckerschnittstelle 76 und eine Kommunikationsschnittstelle 77.
- Außerdem zeigt Figur 13 ein schematisches Flußdiagramm des Mikroprozessors 71, und die Arbeitsweise der Datenverarbeitungseinrichtung wird nachfolgend beschrieben.
- Zunächst, bei Empfang der Koordinatendaten von der Positionserfassungsschaltung 5, unterscheidet der Mikroprozessor 71 ob das Diskriminiersignal M vorhanden ist oder nicht (tatsächlich, ob das Stift-aufgesetzt-Signal m1 hohen oder niedrigen Pegel hat).
- Wenn das Diskriminiersignal M vorhanden ist, wird weiterhin auf der Grundlage der Diskriminierinformation m2, m3 dieses Signals unterschieden, ob die Daten vom Markierer 2 oder vom Löscher 3 stammen. Wenn die eingegebenen Daten vom Markierer 2 stammen, wird ein Bit "1" in die entsprechenden Koordinaten des Bildspeichers 72 eingeschrieben. Genaugenommen wird der Bildspeicher 72 durch Feldspeicher entsprechend den Farben (schwarz, rot, grün) der jeweiligen Tinten des Markierers 2 gebildet, und das Bit "1" wird in den Feldspeicher eingeschrieben, der der durch die Diskriminierinformation m2, m3 angegebenen Farbe entspricht (beispielsweise ist die Farbe in dem oben beschriebenen Fall schwarz, weil m2, m3 = "L, L"). Wenn dagegen die Daten vom Löscher 3 stammen, werden diese Daten als Koordinatensatz in einem bestimmten Bereich erkannt, der durch den Löscher 3 gelöscht werden soll, und ein Bit "0" wird in einen durch die Koordinaten gegebenen Bereich im Bildspeicher 72 eingeschrieben, wodurch die Videodaten gelöscht werden.
- Wenn andererseits das Diskriminiersignal M nicht vorhanden ist, wird ein Muster eines Cursors, etwa eines Pfeiles I, durch einen (nicht gezeigten) Zeichengenerator erzeugt, und dieses Muster wird in die entsprechenden Koordinaten des Überlagerungsspeichers 73 eingeschrieben. Der Inhalt der Bildspeichers 72 wird, nachdem er einmal geschrieben wurde, gehalten, sofern nicht andere Daten eingeschrieben werden. Der Inhalt des Überlagerungsspeichers 73 geht dagegen verloren, sofern nicht Daten innerhalb einer vorgegebenen Zeit (normalerweise einige Millisekunden) erneut eingeschrieben werden. Wenn die von der Positionserfassungsschaltung 5 zugeführten Koordinatendaten eine Änderung erfahren, so ändert sich die Position des Cursors entsprechend.
- Der Inhalt des Bildspeichers 72 und des Überlagerungsspeichers 73 werden simultan gelesen und werden dann an den Videoprozessor 75 übermittelt, wo sie in ein Videosignal umgewandelt werden, das der Anzeigeeinrichtung 81, etwa einer Farbkathodenstrahlröhre, zwecks Anzeige zugeführt werden.
- Das Schreiben und Lesen von Daten bezüglich der Speicher 72, 73 wird durch die Anzeigesteuerung 74 gesteuert.
- Wenn der Markierer 2 oder der Löscher 3 auf der Schreibfläche 15 verwendet werden, wird somit der Inhalt des Bildspeichers 72 in Übereinstimmung mit dem Bild zu dieser Zeit überschrieben. Wenn dagegen der Zeigestock 4 verwendet wird oder der Markierer 2 oder der Löscher 3 verwendet wird, ohne daß er mit der Schreibfläche 15 in Berührung gebracht wird, so wird der Cursor entsprechend der Position auf dem Bild zu dieser Zeit in den Überlagerungsspeicher 73 geschrieben. Folglich kann das mit dem Schreibinstrument gebildete Bild in Punkten auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 81 dargestellt und gleichzeitig ein gewünschter Teil des Bildes mit dem Cursor gekennzeichnet werden.
- Zusätzlich kann eine Anordnung so vorgesehen sein, daß es möglich ist, ein vergrößertes Bild eines bestimmten Bereichs auf der Schreibfläche 15 auf dem Schirm der Anzeigeeinrichtung 81 darzustellen und das Bild des speziellen Bereichs in Übereinstimmung mit der Bewegung des Zeigestocks 4 auf dem Schirm zu bewegen.
- Wenn weiterhin zu dieser Zeit die elektronische Tafeleinrichtung über die Kommunikationsschnittstelle 77 und die Kommunikationsleitung 9 mit einer weiteren ähnlichen Einrichtung verbunden ist und das Senden und der Empfang von Daten ausgeführt werden, so können die oben beschriebenen Daten und das Diskriminiersignal M so wie sie sind übermittelt werden, mit dem Ergebnis, daß dasselbe Bild und der Cursor wie oben beschrieben auf der Anzeigeeinrichtung der anderen elektronischen Tafeleinrichtung angezeigt werden können.
- Wenn eine Hardcopy des Bildes gemacht werden soll, so wird nur der Inhalt des Bildspeichers 72 über die Druckerschnittstelle 76 und den Drucker 82 übermittelt, so daß der Cursor in der Hardcopy nicht aufgezeichnet wird.
- Bei dem oben beschriebenen Beispiel sind die Sendespule 13 und die Empfangsspule 14 so angeordnet, daß sie voneinander so weit beabstandet sind, daß sie einander nicht sehr beeinflussen. Ihre Positionen können jedoch auch umgekehrt werden, und die Spulen 13 und 14 können rechtwinklig zur Tafeloberfläche des Tafelkörpers 1 angeordnet sein. Außerdem kann die Masse der Sende/Empfangs-Umschaltkreise 603, 604 mit der aus Metall bestehenden Schreibfläche 15 verbunden sein, um ein stabileres Senden und Empfangen von Radiowellen zu erreichen.
- Obgleich weiterhin in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel Radiowellen als drahtloses Signal verwendet werden, ist es auch möglich, bekannte Ultraschallwellen, Infrarotstrahlen oder dergleichen zu verwenden. In diesem Fall kann das Schreibinstrument mit einem Sender versehen sein, und der Tafelkörper kann mit einem Empfänger versehen sein.
- Figuren 14 bis 17 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- Wie in Figur 14 gezeigt ist, handelt es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um einen Fall, bei dem drei Markierer 2a bis 2c anstelle des Zeigestocks 4 verwendet werden. In diesen Zeichnungen ist die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels ähnlich derjenigen bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme des nachfolgend beschriebenen. Die Markierer 2a bis 2c haben im wesentlichen denselben Aufbau wie in Figur 5, doch der Markierer 2a ist schwarz hinsichtlich der Farbe der Tinte des Stiftkörpers 22, und die Abstimmfrequenz f1 des Schwingkreises 25 ist auf beispielsweise 280 kHz eingestellt; Andererseits sind die Markierer 2b und 2c beispielsweise rot und grün hinsichtlich der Farbe der Tinte des Stiftkörpers 22, und die Abstimmfrequenzen der Schwingkreise sind jeweils auf vorgegebene Frequenzen f2 und f3 eingestellt, z.B. 290 kHz und 300 kHz.
- Figur 15 zeigt detaillierte Konfigurationen der Schwingkreise der Markierer 2a bis 2c und des Löschers 3 sowie eine Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6'. Die Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6' umfaßt die folgenden Hauptkomponenten: eine Steuerschaltung 701, einen Zeitgeber 702 einen Inverter 703, Analogschalter 704, 705, eine Treiberschaltung 706, Kondensatoren 707, 708, einen Verstärker 709, einen Phasendetektor (PSD) 710, einen Tiefpaßfilter (LPF) 711 und einen Impulsdetektor 712.
- Figur 16 ist ein Signalwellenformdiagramm der jeweiligen in Fig. 15 gezeigten Teile. Die Anordnung und Funktion der in Fig. 15 gezeigtenTeile wird nunmehr detailliert beschrieben.
- Die Steuerschaltung 701 wird durch einen bekannten Mikroprozessor oder dergleichen gebildet und liefert ein Zeitsignal zum Starten des Betriebs des Zeitgebers 702 in Übereinstimmung mit dem in Figur 17 gezeigten Flußdiagramm. Die Steuerschaltung 701 empfängt ein Ausgangssignal des Impulsdetektors 712, erkennt den Typ des verwendeten Schreibinstruments, d.h., ob die Markierer 2a bis 2c oder der Löscher 3 verwendet werden, in Übereinstimmung mit der vom Zeitgeber 702 übermittelten Frequenzinformation, und liefert dieselbe an eine Datenverarbeitungseinrichtung 7'.
- Der Zeitgeber 702 enthält Rechteckwellen-Signalgeneratoren 702a, 702b, 702c, 702d, 702e zum Erzeugen von Rechteckwellensignalen mit Frequenzen f1, f2, f3, f4, fk, sowie einen Divisionszähler 702f und einen Multiplexer 702g. Die Rechteckwellensignale mit den Frequenzen f1 bis f4 werden jeweils an die Eingangsklemmen des Multiplexers 7029 übermittelt, während das Rechteckwellensignal mit der Frequenz fk durch den Divisionszähler 702f in zwei gleiche Teile und vier gleiche Teile unterteilt wird, deren Signale an Steuerklemmen des Multiplexers 7029 angelegt werden. Der Multiplexer 702g liefert ein Signal A, das aufeinanderfolgend Rechteckwellensignale mit den Frequenzen f1, f2, f3, f4 wiederholt, mit Intervallen mit einer vorgegebenen Dauer 2T (= 1 /fk). Außerdem wird das Rechteckwellensignal mit der vorgegebenen Frequenz fk als ein Sende/Empfangs-Umschaltsignal B ausgegeben, während die durch Teile des Rechteckwellensignals mit der Frequenz fk in zwei gleiche Teile und vier gleiche Teile erhaltenen Signale als 2-Bit-Sendefrequenzinformation C1 und C2 ausgegeben werden, die angibt, welche der Frequenzen f1 bis f4 gerade als Frequenz des Signals A verwendet wird.
- Das Signal A wird dem Positionsdetektor 710 zugeführt und mit Hilfe eines Tiefpaßfilters (nicht gezeigt) in ein sinusförmiges Signal umgewandelt, das dann einer Eingangsklemme des Analogschalters 704 zugeführt wird. Indessen wird das Sende/Empfangs-Umschaltsignal B der Steuerklemme des Analogschalters 704 und ebenso dem Inverter 703 zugeführt. Die Sendefrequenzinformation C 1, C2 wird der Steuerschaltung 701 zugeführt.
- Der andere Eingang des Analogschalters 704 ist geerdet. Der Analogschalter 704 wählt den einen Eingang, wenn das Sende/Empfangs-Umschaltsignal B einen hohen Pegel (H) hat, und wählt den anderen Eingang, wenn dieses Signal einen niedrigen Pegel (L) hat. Deshalb gibt der Analogschalter 704 ein Signal D aus, bei dem sinusförmige Signale mit den Frequenzen f1 - f4 aufeinanderfolgend nur während der Zeitdauer T weitergeleitet oder nicht weitergeleitet werden, in Intervallen der Dauer 2T.
- Das Signal D wird der Treiberschaltung 706 zugeführt, wo das Signal in ein Gleichgewichtssignal umgewandelt wird, das an die Antennenspule 13 weitergeleitet wird. Da jedoch der Kondensator 707 und die Antennenspule 13 einen Serienresonanzkreis bilden, dessen Resonanzfrequenzen auf die Frequenzen f1 - f4 zentriert sind, werden Radiowellen nur für die Zeitdauer T in Intervallen der Dauer 2T aufeinanderfolgend von der Antennenspule 13 gesendet.
- Wenn ein Markierer wie etwa 2a auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 verwendet wird, d.h., wenn der Markierer 2 so gehalten wird, daß der Winkel zwischen dem Griffelschaft 21 und der Schreibfläche zwischen etwa 90º und 45º gehalten wird, wobei die Spitze des Stiftkörpers 22 die Schreibfläche 15 berührt und der Schalter 251 eingeschaltet ist, so erregt die Komponente mit der Frequenz f1 unter den vorgenannten Radiowellen die Spule 252 des Markierers 2a, die ihrerseits bewirkt, daß in dem Schwingkreis 25 eine mit der Komponente mit der Frequenz f1 des Signals C synchrone induzierte Spannung erzeugt wird (tatsächlich wird die Spule 252 jedoch durch die Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 aus den Radiowellen erregt, doch das diese Frequenzen etwas verschieden sind, ist ihre Amplitude klein).
- Wenn nachfolgend das Signal D nicht erzeugt wird, d.h. während der Empfangsperiode, ist die Antennenspule 13 geerdet, so daß die Radiowellen sofort aussetzen. Die vorgenannte induzierte Spannung E wird jedoch entsprechend den Verlusten im Schwingkreis 25 nur allmählich gedämpft.
- Andererseits bewirkt der aufgrund der induzierten Spannung E im Schwingkreis 25 fließende Strom, daß die Spule 252 Radiowellen mit der Frequenz f1 sendet. Diese Radiowellen erregen die Antennenspule 14, veranlassen einen Parallelresonanzkreis zur Resonanz, der durch die Antennenspule 14 und den damit verbundenen Kondensator 708 gebildet wird, so daß eine induzierte Spannung mit der Frequenz f1 erzeugt wird (tatsächlich wird jedoch die Antennenspule 14 durch von der Antennenspule 13 gesendete Radiowellen erregt, doch da die Antennenspule 14 während dieser Periode geerdet ist, wie später beschrieben wird, wird keine induzierte Spannung erzeugt).
- Die induzierte Spannung wird dem Verstärker 709 zugeführt und dort verstärkt und wird an den Analogschalter 705 weitergeleitet.
- Der Analogschalter 705 dient dazu, das Ausgangssignal des Verstärkers 709 auf den Phasendetektor 710 oder auf Masse zu schalten, anhand eines invertierten Signals B' des Sende/Empfangs-Umschaltsignals B, das seiner Steuerklemme über den Inverter 703 zugeführt wird. Da der Ausgang des Verstärkers 709 mit dem Phasendetektor 710 verbunden ist, wenn das invertierte Signal B' hohen Pegel hat, und mit Masse verbunden ist, wenn es einen niedrigen Pegel hat. Folglich wird als Ausgang des Analogschalters 705 ein Signal F gebildet, mit einer induzierten Spannung der Frequenz f1 auf der Grundlage der Frequenzkomponente f1 in dem Signal d, sowie mit induzierten Spannungen der Frequenz f1 auf der Grundlage der Frequenzkomponenten f2 - f4 in dem Signal D.
- Das Signal F wird dem Phasendetektor 710 zugeführt, doch das Signal A ist bereits als ein Detektionssignal in den Phasendetektor 710 eingegeben worden. Unter den in dem Signal F enthaltenen induzierten Spannungen, stimmen folglich die Frequenzen und Phasen derjenigen Anteile, die den Komponenten mit der Frequenz f1 in dem Signal A entsprechen, miteinander überein, aber die Frequenzen und Phasen derjenigen Anteile, die den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 entsprechen, stimmen nicht miteinander überein.
- Unter den in dem Signal F enthaltenen induzierten Spannungen wird deshalb vom Phasendetektor 710 ein Signal F ausgegeben, und das Signal F hat eine Spannungskomponente, die in bezug auf den Anteil entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal A zur positiven Seite umgeklappt ist, und hat eine Spannungskomponente auf der positiven und der negativen Seite in bezug auf Anteile entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 bis f4.
- Das Signal G wird einem Tiefpaßfilter 711 mit einer hinreichend niedrigen Sperrfrequenz zugeführt. Dieses Tiefpaßfilter 711 verwandelt das Signal G in ein Signal H. Das Signal H hat eine Gleichspannungskomponente mit einer vorgegebenen Zeitdauer und einer vorgegebenen Spannung in bezug auf den Anteil entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal A und hat außerdem eine Wechselspannungskomponente entsprechend einer Frequenz, die eine Differenz zwischen den Frequenzen f2 - f4 und der Frequenz f1 in bezug auf den Anteil entsprechend den Komponenten mit den anderen Frequenzen f2 - f4 repräsentiert. Nachfolgend wird das Signal H dem Impulsdetektor 712 zugeführt.
- Der Impulsdetektor 712 wird durch einen Schmitt-Trigger, eine Impulsbereite-Detektionsschaltung oder dergleichen gebildet und ist so eingerichtet, daß, wenn er einen Impuls mit einer vorgegebenen Breite wie etwa T/2 oder mehr in seinem Eingangssignal feststellt, ein Impulssignal an die Steuerschaltung 701 liefert. In diesem Fall wird eine Gleichspannungskomponente des Signals H entsprechend der Komponente mit der Frequenz f1 in dem Signal A erfaßt, so daß ein Impulssignal erzeugt wird, und ein entsprechendes Signal I wird der Steuerschaltung 701 zugeführt.
- Bei Empfang des Signals I entscheidet die Steuerschaltung 701 anhand der Sendefrequenzinformation C1, C2 zu dieser Zeit, oder "L, L" in diesem Fall, welches Schreibinstrument verwendet wird, d.h. der Markierer 2, und liefert diese Information an die Datenverarbeitungseinrichtung 7'. Ungeachtet des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der Diskriminierinformation erfaßt die Positionserfassungsschaltung 5 eine Position, von der Zeit an, zu der eine durch den Magneten 23, 24a oder 24b des Markierers 2a verursachte magnetische Vorspannung einen erfaßbaren Bereich der Koordinaten des Tabletts 12 erreicht, und sie fährt fort, die Koordinaten an die Datenverarbeitungseinrichtung 7' zu übermitteln.
- Die Datenverarbeitungseinrichtung 7' speichert normalerweise die von der Positionserfassungsschaltung 5 ausgegebenen Koordinaten in einem Puffer oder dergleichen als temporäre Werte, erkennt jedoch, wenn die Diskriminierinformation vom Marker 2a empfangen wird, die Koordinaten als die von dem Markierer 2a erzeugten Bilddaten, d.h. als schwarze Bilddaten, und speichert dieselben in einem Bildspeicher oder dergleichen (nicht gezeigt).
- Außerdem, wenn der Markierer 2b oder 2c in einen benutzbaren Zustand auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 gebracht wird, erkennt die Schreibinstrument-Diskriminierschaltung 6' denselben auf ähnliche Weise wie oben beschrieben und sendet die entsprechende Diskriminierinformation, d.h. die Diskriminierinformation über den Markierer 2b oder 2c an die Datenverarbeitungseinrichtung 7'. Die Datenverarbeitungseinrichtung 7' erkennt in ähnlicher Weise wie oben beschrieben die zu dieser Zeit erhaltenen Koordinaten als die vom Markierer 2b oder 2c erzeugten Bilddaten, d.h. als rote oder grüne Bilddaten, und speichert dieselben in einem Bildspeicher.
- Wenn der Löscher 3 auf der Schreibfläche 15 des Tafelkörpers 1 verwendet wird, d.h. wenn ein Teil oder die Gesamtheit des Löschelementes 37 gegen die Schreibfläche 15 angedrückt wird und eine oder beide der Schalter 321, 322 der Schwingkreise desselben aktiv sind, wird dies ähnlich wie oben beschrieben erkannt, und die Diskriminierinformation, d.h. die Diskriminierinformation über den Löscher 3, wird der Datenverarbeitungseinrichtung 7' zugeführt. Die Datenverarbeitungseinrichtung 7' erkennt die zu dieser Zeit erhaltenen Koordinaten als den Koordinatensatz eines vorgegebenen Bereichs, der mit dem Löscher 3 gelöscht werden soll, und löscht die Bilddaten in dem vorgegebenen Bereich, der durch die im Bildspeicher gespeicherten Koordinaten bestimmt ist.
- Somit werden die im Bildspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung 7' erhaltenen Bilddaten auf der Farbanzeige (nicht gezeigt) angezeigt oder bei Bedarf durch die Ausgabeeinrichtung 8, etwa einen Farbdrucker, als Hardcopy ausgegeben. Weiterhin können die Bilddaten über das öffentliche Telefonnetz, eine Datenleitung oder dergleichen in der gleichen Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel an eine andere Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden.
- Es versteht sich, daß, wenn der Markierer 2a - 2c oder der Löscher 3 nur in die Nähe der Schreibfläche 15 der Tafeleinrichtung 1 gebracht wird, und solange der zugehörige Schalter nicht aktiv ist, kein Impulssignal vom Impulsdetektor 712 ausgegeben wird, so daß die Steuerschaltung 701 die zugehörige Diskriminierinformation nicht ausgibt.
Claims (5)
1. Elektronische Tafeleinrichtung mit:
einem Tafelkörper (1) mit einer Schreibfläche (15) und einem Tablett
(12), das eine Einrichtung (121 - 127) einschließt, die für eine darauf
ausgeübte fortdauernde magnetische Vorspannung empfindlich ist,
einem Markierer (2) und einem Löscher (3), die jeweils einen
Magnetismuserzeuger (23, 36) zur Erzeugung der fortdauernden magnetischen
Vorspannung aufweisen, und
einer Positionserfassungseinrichtung (5) zur Erfassung von Koordinaten
einer Position auf dem Tablett, auf die die fortdauernde magnetische
Vorspannung ausgeübt wird,
gekennzeichnet durch:
eine den Umfang der Schreibfläche umgebende Antennenspule (13, 14),
Schwingkreise (25, 32), die jeweils in dem Markierer und dem Löscher
vorgesehen sind, welche Schwingkreise wenigstens eine Spule (252, 323)
und einen Kondensator (253, 324) enthalten und jeweils eine eigene
vorgegebene Abstimmfrequenz haben,
eine Wechselspannungssignal-Erzeugungsschaltung (602) zur
aufeinanderfolgenden Erzeugung von Frequenzen entsprechend den einzelnen
Abstimmfrequenzen jedes der Schwingkreise und zum intermittierenden
Senden von Radiowellen mit diesen Frequenzen über die Antennenspule (13)
und
eine Schreibinstrument-Diskriminierschaltung (6), die auf Radiowellen
anspricht, die von dem Schwingkreis des Markierers oder des Löschers
reflektiert und von der Antennenspule (14) empfangen werden, wenn das
Senden von Radiowellen ausgesetzt ist, und die anhand dessen, welche der
vorgegebenen Frequenzen empfangen wurde, unterscheidet, welcher der
Markierer oder Löscher benutzt wird.
2. Elektronische Tafeleinrichtung nach Anspruch 1, mit mehreren
Markierern, die sich in der Farbe ihrer Tinte und in der Abstimmfrequenz ihrer
Schwingkreise unterscheiden.
3. Elektronische Tafeleinrichtung mit:
einem Tafelkörper (1) mit einem Tablett zum Erfassen der Koordinaten
einer Position, auf die eine fortdauernde magnetische Vorspannung ausgeübt
wird, und einer Schreibfläche (15), die wiederholt verwendet werden kann,
einem Schreibinstrument (2), das mit einem Magnetismuserzeuger (23)
zur Erzeugung der fortdauernden magnetischen Vorspannung, einem
Schalter (251), der betätigt ist, wenn das Schreibinstrument mit der
Schreibfläche in Berührung steht, und mit einer Signalerzeugungseinrichtung (25)
versehen ist, die dazu eingerichtet ist, ein vorgegebenes drahtloses Signal nur
dann zu erzeugen, wenn der Schalter betätigt ist,
einer Positionserfassungsschaltung (5) zum Ansteuern des Tabletts, zur
Erfassung einer Position auf dem Tablett, auf die die fortdauernde
magnetische Vorspannung ausgeübt worden ist, und zur Ausgabe entsprechender
Koordinatendaten,
einer Signalerfassungseinrichtung (6) zur Erfassung des vorgegebenen
drahtlosen Signals und zur Ausgabe eines
Schreibinstrument-Diskriminiersignals und
einer Datenverarbeitungseinrichtung (7), die, wenn das
Schreibinstrument-Diskriminiersignal vorhanden ist, die erhaltenen Daten als Daten
verarbeitet, die einem mit dem Schreibinstrument erzeugten Bild entsprechen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung des Schreibinstruments einen
Schwingkreis (25) aufweist, der bei einer einzigen vorgegebenen Abstimmfrequenz
Resonanz zeigt,
der Tafelkörper (1) mit einer Antennenspule (13, 14) zum Senden eines
Signals mit der vorgegebenen Frequenz und zum Empfang von Signalen von
dem Schwingkreis versehen ist,
ein Zeigestock (4) mit einem Magnetismuserzeuger (42) zum Erzeugen
einer fortdauernden magnetischen Vorspannung zusätzlich zu dem
Schreibinstrument vorgesehen ist,
die Signalerfassungseinrichtung eine
Schreibinstrument-Diskriminierschaltung aufweist, die aufgrund dessen, ob die vorgegebene Frequenz von
der Antennenspule empfangen worden ist oder nicht, unterscheidet, ob der
Markierer oder der Zeigestock verwendet wird, und
die Datenverarbeitungseinrichtung die erhaltenen Daten als
vorübergehende Positionsangabedaten verarbeitet, wenn das
Schreibinstrument-Diskriminiersignal nicht vorhanden ist.
4. Elektronische Tafeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Markierer
weiterhin auweist:
einen Stiftkörper (22) wie etwa einen Filzstift und
einen Schalter (251), der betätigt ist, wenn der Stiftkörper mit der
Schreibfläche (15) des Tafelkörpers (1) in Berührung gebracht wird,
wobei die Spule (252) und der Kondensator (253) des Schwingkreises
(25) miteinander über den Schalter (251) verbunden sind und
der Magnetismuserzeuger durch mehrere ringförmige Magnete (23, 24a,
24b) gebildet wird, die konzentrisch zu dem Stiftkörper (22) angeordnet
sind.
5. Elektronische Tafeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Löscher (3)
weiterhin aufweist:
ein Löschelement (37) mit einer vorgegebenen Fläche, wobei der
Magnetismuserzeuger (36) benachbart zu dem Löschelement angeordnet ist, und
einen Schalter (321, 322), der betätigt ist, wenn das Löschelement mit
der Schreibfläche (15) des Tafelkörpers (1) in Berührung gebracht wird,
wobei die Spule (323) und der Kondensator (324) des Schwingkreises
(32) miteinander über den Schalter (321, 322) verbunden sind.
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