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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Koordinatenlesegerät, das zur Eingabe von Positionsdaten oder
Koordinatenwerten in einen Computer verwendet wird.
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Koordinatenlesegeräte des "elektromagischen Induktions"-Typs
und des "elektrostatischen Induktions"-Typs sind in
umfangreicher Form bekannt.
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Der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche
Wirkungsweise von Koordinatenlesegeräten des elektromagnischen
Induktionstyps entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1
sind in der sich auf ein Koordinatenleseverfahren und -gerät
beziehenden japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53002045
und der sich auf ein Interpolationssystems für einen
Koordinatenleser beziehenden japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 55096411 beschrieben.
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Koordinatenlesegeräte dieses Typs können Daten selbst dann
lesen, wenn ein Koordinatenkennzeichner bis zu einem
vorgegebenen Wert um eine Strecke bzw. einer "Lesehöhe" von einer
Platte entfernt wird.
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Ein "Absolutkoordinatenbetrieb" bezieht sich auf den
Betrieb, bei dem eine Position, in der ein
Koordinatenkennzeichner angeordnet ist, als Koordinatenwert in dem durch
die Platte definierten Koordinatensystem ausgedrückt wird.
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Die ausgelesene Koordinate wird als "Absolutkoordinate"
bezeichnet.
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Ein "Relativkoordinatenbetrieb" bezieht sich auf den
Betrieb, bei dem bei Trennung des Koordinatenkennzeichners
um mehr als die Lesehöhe von der Platte und bei dann
erfolgendem Einbringen in die Lesehöhe die anfänglich innerhalb
der Lesehöhe detektierte Postion als Ursprung betrachtet und
der Koordinatenwert danach als Inkrement von diesem Ursprung
detektiert wird. Die ausgelesene Koordinate wird als
"Relativkoordinate" bezeichnet.
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Der Relativkoordinatenbetrieb wird generell für
Koordinatenlesegeräte zur Steuerung eines Zeigers einer Anzeigeeinheit
verwendet. Fig. 4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung,
wie ein Relativkoordinatenbetrieb zu verwenden ist. Soll ein
Zeiger 53 auf einer Anzeige 52 von einem Punkt D1 zu einem
Punkt D2 bewegt werden, so wird dieser Vorgang wie folgt
durchgeführt:
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(1) ein Koordinatenkennzeichner 50 wird innerhalb einer
Lesehöhe H von T1 nach T11 bewegt. Aufgrund dieser ersten
Operation wird der Zeiger 53 von D1 nach D11 bewegt.
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(2) Der Koordinatenkennzeichner 50 wird von der Platte 51 um
eine Strecke angehoben, welche größer als die Lesehöhe H
ist, und von T11 nach T12 nahe bei T1 bewegt. In diesem Fall
wird kein Koordinatenwert erzeugt und der Zeiger bewegt sich
nicht.
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(3) Der Koordinatenkennzeichner 50 wird sodann in der
Lesehöhe H von T12 nach T2 bewegt. Aufgrund dieser zweiten
Operation wird der Zeiger 53 von D11 nach D2 bewegt.
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Charakteristisch für diese Operation ist, daß der
Koordinatenkennzeichner 50 um eine Strecke angehoben wird, welche
größer als die Lesehöhe H ist, und sodann in die
Anfangsposition zurückgeführt wird.
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Der Absolutkoordinatenbetrieb wird andererseits oft für
Operationen verwendet, bei dem ein zu lesendes Medium,
beispielsweise eine Zeichnung auf der Platte angeordnet wird
und darauf befindliche Punkte ausgelesen werden. Das zu
lesende Medium besitzt eine gegebene Dicke, wobei das
Koordinatenlesegerät gewöhnlich so ausgebildet ist, daß die
Lesehöhe so groß wie möglich ist.
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Ein existierendes Koordinatenlesegerät, für das keine
Veröffentlichung bekannt ist, ist so ausgebildet, daß der
Relativkoordinatenbetrieb und der Absolutkoordinatenbetrieb
ausgewählt werden können. Die Lesehöhe ist in einem
derartigen Koordinatenlesegerät jedoch generell auf einen
geringfügig größeren konstanten Wert eingestellt, wodurch der Fall
berücksichtigt wird, daß das Gerät im Absolutlesebetrieb
verwendet wird. Wird das konventionelle Koordinatenlesegerät
im Relativkoordinatenbetrieb verwendet, so muß der
Koordinatenkennzeichner um eine relativ große Strecke angehoben
werden, um ihn in die Anfangsposition zurückzuführen, da die
Lesehöhe auf einen großen Wert eingestellt ist; dies ist bei
der Verwendung des Gerätes nachteilig.
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Die Lesehöhe kann auf einen relativ kleinen Wert eingestellt
werden, wenn lediglich die Funktionsfähigkeit verbessert
werden soll, was jedoch dazu führt, daß die grundsätzliche
Funktion des Koordinatenlesegerätes weniger
zufriedenstellend ist.
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Die vorliegende Erfindung sucht ein Koordinatenlesegerät
nicht nur mit hoher Funktionsfähigkeit im
Absolutkoordinatenbetrieb sondern auch mit hoher Funktionsfähigkeit im
Relativkoordinatenbetrieb zu schaffen, das eine
unterschiedliche
Lesehöhe zwischen Absolutkoordinatenbetrieb und
Relativkoordinatenbetrieb ausnutzt.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Koordinatenlesegerät
zur Eingabe von Koordinatenwerten in einen Computer unter
Verwendung von entweder in einem Koordinatenkennzeichner
oder einer Platte induzierten Induktionssignalen zwecks
Berechnung von gekennzeichneten Koordinatenwerten durch
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Koordinatenbetriebsart-Einstellmittel zur selektiven
Erzeugung eines eine Absolutkoordinatenbetriebsart oder einer
Relativkoordinatenbetriebsart entsprechenden
Koordinatenbetriebsartsignals;
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von den Koordinatenbetriebsart-Einstellmitteln angesteuerte
Auswahlmittel zur Abgabe eines ersten Signals, das einen
ersten vorgegebenen Abstandsschwellwert bei der
Absolutkoordinatenbetriebsart entsprechendem
Koordinatenbetriebsartsignal repräsentiert, oder eines zweiten Signals, das
einen zweiten vorgegebenen gegenüber den durch das erste
Signal repräsentierten Wert größeren Abstandsschwellwert bei
der Relativkoordinatenbetriebsart entsprechendem
Koordinatenbetriebsartsignal repräsentiert;
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von den Auswahlmitteln angesteuerte Abstandsvergleichsmittel
zum Vergleich eines Maximalwertes der Induktionssignale mit
dem von den Auswahlmitteln abgegebenen, den
Abstandsschwellwert repräsentierenden Signal; und
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von den Abstandsvergleichsmitteln angesteuerte
Berechnungsmittel zur Berechnung von Koordinatenwerten aus den
Induktionssignalen für den Fall, daß der Maximalwert das den
Abstandsschwellwert repräsentierende Signal übersteigt
gekennzeichnet.
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Die Berechnungsmittel können erste Mittel zur Berechnung
eines Absolutkoordinatenwertes und zweite Mittel zur
Berechnung eines Relativkoordinatenwertes enthalten.
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Die Berechnungsmittel können Mittel zur Auswahl der zweiten
Mittel, wenn das Betriebsartsignal der Relativbetriebsart
entspricht, sowie Mittel zur Auswahl der ersten Mittel, wenn
das Betriebsartsignal der Absolutbetriebsart entspricht,
enthalten.
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In einem derart aufgebauten Koordinatenlesegerät wird bei
Einstellung entweder des Relativbetriebs oder des
Absolutbetriebs ein Vergleichswert eines Induktionssignals
entsprechend ausgewählt und der Vergleichswert mit dem
Maximalwert der Induktionssignale verglichen, um festzulegen, ob
das Ausgangssignal zu erzeugen ist oder nicht. Bei einer
Ausführungsform sind die Auswahlmittel so ausgebildet, daß
die Lesehöhe bei Wahl des Relativbetriebs relativ klein ist.
Daher braucht der Koordinatenkennzeichner im Relativbetrieb
nicht in großem Maß von der Platte abgehoben zu werden. Dies
trägt stark zu einer verbesserten Funktionsfähigkeit bei.
Wird der Absolutbetrieb gewählt, so wird weiterhin die
Lesehöhe auf einen relativ großen Wert eingestellt, wobei die
grundsätzliche Funktion beim Lesen der Koordinaten nicht
nachteilig beeinflußt wird.
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Die Erfindung ist lediglich beispielhaft in den beigefügten
Zeichnungen dargstellt, in denen:
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Figur 1 ein Blockschaltbild eines Koordinatenlesegerätes
gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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Figur 2 ein Blockschaltbild einer
Koordinatenberechnungseinheit des Gerätes nach Figur 1 ist;
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Figur 3 ein Flußdiagramm der Koordinatenwert-Ausgabeeinheit
nach Figur 2 ist; und
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Figur 4 ein Diagramm zur Erläuterung ist, wie eine
Relativkoordinatenbetriebsart eines Koordinatenlesegerätes
zu verwenden ist.
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Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Koordinatenlesegerätes
gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein
Koordinatenkennzeichner 1 besitzt eine Spule (nicht dargestellt) zur
Erzeugung eines Wechselmagnetfeldes. Eine Platte 2 enthält eine
Vielzahl von als Leseleitungen bezeichneten Leitern (nicht
dargestellt). Betriebsarteinstellmittel 31 erzeugen Signale,
welche von einer gewählten Betriebsart abhängen.
Vergleichswert-Auswahlmittel 32 nehmen ein Signal von den
Betriebsarteinstellmitteln auf und erzeugen in Abhängigkeit von der
eingestellten Betriebsart einen Vergleichswert. Das von der
Platte 2 erzeugte Induktionssignal wird mit einem von den
Vergleichswert-Auswahlmitteln 32 erzeugten Vergleichswert
verglichen, um festzulegen, ob die Koordinatenwerte
berechnet werden sollen oder nicht. Berechnungsmittel 34 nehmen
das Induktionssignal von der Platte 2 zur Berechnung von
Koordinatenwerten auf, wenn ein von Höhenvergleichsmitteln
33 erzeugtes Signal eine Koordinatenberechnung anzeigt. Der
Ausgang der Berechnungsmittel 34 ist mit einer externen
Einheit (nicht dargestellt) beispielsweise einem als generelle
Schnittstelle arbeitenden Computer, verbunden und liefert
den berechneten Koordinatenwert. Die Mittel 31, 32, 33, 34
bilden eine Koordinatenausgabeeinheit.
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Die Wirkungsweise des Koordinatenlesegerätes nach Figur 1
wird nachfolgend beschrieben. In der Platte 2 werden die
Leseleitungen aufeinanderfolgend ausgewählt. Die Funktion
dieser Auswahl einer vorgegebenen Anzahl von Leseleitungen wird
als "Abtastung" bezeichnet. Wird ein Koordinatenkennzeichner
1 auf einer Platte 2 angeordnet, so erfolgt die Abtastung
und es werden aufgrund der durch den Koordinatenkennzeichner
erzeugten Wechselstromsignale aufeinanderfolgend
Induktionssignale erzeugt. Die größten Induktionssignale werden in den
Leseleitungen nahe dem Koordinatenkennzeichner erzeugt. Ein
Maximalwert der Induktionssignale wird als "Spitzenwert"
bezeichnet. Der Spitzenwert enthält sich auf die Höhe des
Koordinatenkennzeichners oberhalb der Platte 2 beziehende
Höhendaten. Der Spitzenwert wird größer, wenn der
Koordinatenkennzeichner nahe an die Oberfläche der Platte
herangebracht wird, und nimmt ab, wenn der Koordinatenzeichner von
der Oberfläche der Platte weg bewegt wird. In den
Betriebsarteinstellmitteln 31 wird entweder eine
Relativkoordinatenbetriebsart oder eine Absolutkoordinatenbetriebsart
eingestellt. Ein Steuersignal von den Betriebsarteinstellmitteln
31 wird in die Vergleichswert-Auswahlmittel 32 eingegeben,
welche einen für jede der Betriebsarten vorbereiteten
Vergleichswert für einen Vergleich mit den Spitzenwerten
auswählen.
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Die Höhenvergleichsmittel 33 vergleichen einen von der
Platte 2 eingegebenen Spitzenwert mit einem voreingestellten
Spitzenvergleichswert zur Festlegung, ob der Koordinatenwert
zu berechnen ist oder nicht. Der Spitzenvergleichswert wird
als hoher Wert in der Relativkoordinatenbetriebsart und als
kleiner Wert in der Absolutkoordinatenbetriebsart
eingestellt. In der Relativkoordinatenbetriebsart wird daher die
Koordinate solange nicht berechnet, bis die Spitzenwerte
größer als diejenigen der Absolutkoordinatenbetriebsart
sind, d.h. solange der Koordinatenkennzeichner nahe an die
Platte herangebracht wird. Das Induktionssignal, dessen
Lesehöhe auf diese Weise festgelegt und erzeugt ist, wird
dann von den Berechnungsmitteln 34 als Koordinatenwert
aufgefunden und zur externen Einheit gesendet. In diesem Fall
finden die Berechnungsmittel 34 einen Wert entweder der
Relativkoordinate oder der Absolutkoordinate, der auf den
Daten von den Betriebsarteinstellmitteln 31 beruht.
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Die vorgenannte Koordinatenwert-Ausgabeeinheit 3 wird in der
Praxis durch einen Mikroprozessor und sein Programm
realisiert.
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Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild der
Koordinatenwert-Ausgabeeinheit 3 nach Figur 1. Das durch die Platte 2 detektierte
Induktionssignal wird durch einen Verstärker 301 verstärkt,
durch einen A/D-Umsetzer 302 in ein Digitalsignal umgesetzt
und in einen Mikroprozessor 303 eingegeben. Die
Betriebsarteinstellmittel 31 können ein elektrischer Schalter sein,
dessen Ausgangssignal durch den Mikroprozessor 303 gelesen
wird.
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Die Höhe des Koordinatenkennzeichners über dem
Induktionssignal bzw. der Platte gibt an, ob der Koordinatenwert
berechnet werden soll oder nicht. Die Verarbeitung zur
Berechnung des Koordinatenwertes ist in den Mikroprozessor 303
einprogrammiert. Figur 3 zeigt ein Flußdiagramm des
Programms der Koordinatenwert-Ausgabeeinheit 3. Leseleitungen
werden in Schritten 40, 41, 42, 43 abgetastet, um die
Verarbeitung zur Eingabe der Induktionssignale durchzuführen.
Ist eine Abtastung im Schritt 43 abgeschlossen, so wird im
Schritt 44 aus den eingegebenen Induktionssignalen ein
Spitzenwert detektiert. Der Spitzenwert ist mit Vp
bezeichnet. Die Betriebsarteinstellmittel werden im Schritt 45
getestet, um festzulegen, ob die
Relativkoordinatenbetriebsart oder die Absolutkoordinatenbetriebsart vorliegt.
Handelt es sich um die Relativkoordinatenbetriebsart, so wird
der Schritt 46 abgearbeitet und der Spitzenwert Vp mit einem
Vergleichswert Vrel verglichen. Ist in diesem Schritt
Vp ≥ Vrel, so wird im Schritt 48 aus dem Induktionssignal
ein Koordinatenwert berechnet und zu der externen Einheit
gesendet. Ist Vp ≤ Vrel, so wird der Koordinatenwert nicht
berechnet, wobei die Verarbeitung wieder zur Abtastung, d.h.
zu den Schritten 40, 41, 42, 43 zurückkehrt. Wird im Schritt
45 die Absolutkoordinatenbetriebsart detektiert, so wird der
Schritt 47 abgearbeitet. Im Schritt 47 unterscheidet sich
ein Vergleichswert Vabs von demjenigen im Schritt 46, d.h.
es gilt Vrel > Vabs.
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Auf welchen Wert die Lesehöhe eingestellt wird, d.h. auf
welche Werte Vrel und Vabs eingestellt werden, wird in der
Praxis experimentell festgelegt. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel wird der Vergleichswert so eingestellt, daß
die Lesehöhe in der Absolutkoordinatenbetriebsart etwa 10 mm
und in der Relativkoordinatenbetriebsart etwa 3 mm beträgt.
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Wie oben ausgeführt, sieht die vorliegende Erfindung ein
Koordinatenlesegerät vor, das entweder die
Relativkoordinatenbetriebsart oder die Absolutkoordinatenbetriebsart auswählt,
um einen Koordinatenwert zu berechnen, wobei die Lesehöhe in
der Relativkoordinatenbetriebsart relativ klein und in der
Absolutkoordinatenbetriebsart relativ groß eingestellt wird.
In der Relativkoordinatenbetriebsart braucht daher der
Koordinatenkennzeichner während seiner Bewegung nicht stark
angehoben zu werden, was zu einer verbesserten
Funktionsfähigkeit beiträgt. In der Absolutkoordinatenbetriebsart kann die
Lesehöhe so wie im konventionellen Koordinatenlesegerät
beibehalten werden.
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Zwar wurde die Erfindung anhand eines Koordnatenlesegerätes
des elektromagnetischen Typs erläutert; sie ist jedoch auch
auf andere Typen, beispielsweise elektrostatische
Induktions-Typen anwendbar, in denen der Koordinatenkennzeichner
und die Platte zur Gewinnung der Koordinatendaten nicht
miteinander in Kontakt gebracht werden müssen.