DE3144053A1

DE3144053A1 - Automatischer cursor fuer teleautographsysteme

Info

Publication number: DE3144053A1
Application number: DE19813144053
Authority: DE
Inventors: Gabor Peter 07753 Holmdel N.J. Torok; Andrew Burton 07746 Marlboro N.J. White
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1982-06-24
Also published as: DE3144053C2; GB2088679A; JPH0559636B2; CA1168771A; GB2088679B; FR2494012A1; FR2494012B1; US4317956A; JPS57109487A

Description

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Automatischer Cursor für Teleautographsysterae

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von . Cursor-Bildern in einem Teleautographsystem mit einer Sendeeinheit und einer getrennten Betrachtungseinheit zur Beobachtung von Bildern, die auf der Sendeeinheit erzeugt werden, sowie Einrichtungen zu? Durchführung des Verfahrens.

Die Übertragung von graphischen Informationen, insbesondere in Form von abgesetzten Schreibtafeln, führt sich langsam ein. Solche Systeme, die auch Teleautographss^steme genannt werden, geben die Möglichkeit, daß Personen in der üblichen Weise auf einer Eingangstafel schreiben. Es erscheint dann ein Bild des geschriebenen Materials auf dem entfernt gelegenen Betrachtungsschirm. Solche Systeme sind insbesondere bei Vorlesungen zweckmäßig, bei denen Klassenräume über das ganze Land oder über die ganze Welt verteilt sind. Ein solehe? System wird in der US-PS 3 706 850 beschrieben. Ein Beispiel für die Oberfläche zur Aufnahme der Eingangsinformation wird in der US-PS 3 959 585 erläutert.

Solche Teleautographsysterae erfüllen zwar den beabsichtigten Zweck, es verbleibt aber eine praktische Schwierigkeit. Im Verlauf einer Vorlesung füllt sich die entfernt liegende Tafel allmählich mit Informationen, beispielsweise Gleichungen oder graphis chen Darstellungen. Üblicherweise möchte an irgendeiner Stelle der Vortragende ein bestimmtes, vorher geschriebenes Symbol betonen. Am Ort der Tafel, also sendeseitig, ist dazu nur erforderlich, daß der Vortragende die Kreide oder den Schreibstift an diejenige Stelle der Tafel bringt, auf die die Aufmerksamkeit der Zuhörer gelenkt werden soll. Betrachter am Ort der Tafel wissen dann genau, wohin der Vortragende zeigt. Am entfernten Ort können jedoch die Betrachter den Vortragenden nicht sehen und müssen sich daher allein darauf verlassen, daß sie einen punktförmigen Flecken lokalisieren, d.h. den Punkt,· an dem der

Vortragende die Oberfläche der Sendetafel berührt. Unter sehr günstigen Umständen ist dies zumindest schwierig. Aufgrund von Übertragungs- und Auflösungsproblemen, bei denen zufällige Hintergrundflecken oder -punkte nicht ungewöhnlich sind, ist es für einen Betrachter,am entfernten Ende beinahe unmöglich, zu wissen, wohin der Vortragende zeigt. Der Betrachter muß sich daher sehr anstrengen, um dem Vortragenden folgen zu können.

Der Vortragende andererseits, der weiß, daß der entfernte Betrachter die Position der Kreide nicht sehen kann, kreist dann in typischer Weise denjenigen Punkt auf der Tafel ein, auf den die Aufmerksamkeit gerichtet werden soll. Wenn jedoch Kreise, Quadrate und andere Sondermerkmale auf dem Schirm erscheinen, kann der Informationsgehalt so weit verschlechtert werden, daß der Zweqk der Übertragung schließlich verloren geht.

Das gleiche oder ein ähnliches Problem ergibt sich, wenn der Vortragende einen kleinen Bereich auf der Tafel'löschen oder korrigieren will. Der Betrachter muß dann den gesamten empfangsseitigen Schirm absuchen, um gegebenenfalls festzustellen, welcher Buchstabe, welche Zahl, welcher Exponent oder welche Zeichensetzung geändert worden ist. Unter diesen Bedingungen wird das, was als Unterstützung der Kommunikation begonnen hat, schnell zu einem Hindernis.

Als mögliche Lösung dieser Probleme werden diejenigen, welche mit graphischen Bildschirmgeräten vertraut sind, ihre Aufmerksamkeit auf be-kannte Cursorsysteme richten, bei denen der Cursor die Position einer Eingabe markiert. In typischer Weise sind jedoch solche Cursorsysteme so ausgelegt, daß sie entweder 1) für eine Person am Bildschirmgerät (den Benutzer) die Position der nächsten, auf dem Bildschirm erscheinenden Markierung lokalisieren, oder 2) dem Benutzer die Möglichkeit geben, den Cursor über den Schirm zu bewegen und dadurch einen Punkt auf dem Schirm zu lokalisieren, an dem irgendein zukünftiger Vorgang stattfinden soll

(üblicherweise durch das Gerät). In diesen Fällen wird der Cursor entweder als Hilfe für den Benutzer oder als Hilfe für das Gerät benutzt. Im ersten Fall erzeugt das Gerät einen Cursor an der als nächstes vorgesehenen Schirmposition,und im zweiten Fall erzeugt der Benutzer die Position manuell. In keinem Fall ist der Cursor vorgesehen, um entweder einen entfernten Betrachter oder einen Vortragenden bei der Lösung der für Teleautographsysteme erläuterten Probleme zu unterstützen.

Zusammenfassung der Erfindung Die obenerläuterten Probleme sind entsprechend der Erfindung so gelöst worden, daß der Vortragende völlig frei ist, seinen Vortrag oder seine Vorlesung auf natürliche Weise zu halten, ohne daß auf irgendeine Weise eine Änderung seines Verhaltens erforderlich ist. Vom entfernten Betrachter aus gesehen,wird das Problem zu wissen, an welcher Stelle die Kreide gerade anhält oder welche Markierungen hinzugefügt und welche Markierungen geändert werden, durch eine Anordnung gelöst, die auf dem entfernten Schirm an der Stel-Ie der Aktivität ein graphisches Symbol als Auflage erzeugt. Diese Auflage erscheint automatisch an der richtigen Stelle auf dem Schirm und bleibt dort nur so lange, wie die Aktivität auf der Sendeseite anhält. Während der Vortragende beispielsweise auf der Sendeseite schreibt, erscheint sowohl eine Wiedergabe der Schrift als auch eine graphische Auflage (beispielsweise eine Hand) auf dem entfernten Schirm. Die "Hand" bewegt sich automatisch zusammen mit den geschriebenen Wörtern. Wenn der Vortragende aufhört zu schreibei, verschwindet die Hand vom Schirm. Für Fälle, in denen gelöscht werden soll, erscheint ein graphischer "Radierer" über dem Symbol, das entfernt wird.

Bei einem Ausführungsbeinpiel kann die Hand so beschaffen sein, daß sie für eine bastimmte Zeitspanne nach Entfernen der Kreide oder des Schreibstiftes auf der Sendeseite siehtbar bleibt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel besteht die "Möglichkeit, daß die Hand nur bei kleinen Änderungen

erscheint. Beim kontinuierlichen Schreiben verschwindet die graphische Hand. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß in einem solchen Fall die Schrift selbst dem Betrachter angibt, wo die Änderung stattfindet.

Ein solches System hat den Vorteil, daß ciie erzeugten Auf·? lagen so gewählt werden können, daß sie als Phantom erscheinen und die Schrift nicht stören, die "unter" dem Symbol erscheint. Die elektronischen Schaltungen lassen sich so auslegen, daß das "Radierer"-Symbol vibriert und die jeweilige Markierung auszuradieren scheint. Durch die Erfindung ist unter Verwendung automatisch erzeugter·graphischer Symbole ein Umfeld geschaffen worden, das die Probleme sowohl des Vortragenden als auch des Betrachters dadurch löst, daß beide sich auf übliche Weise verhalten können, wobei die elektronischen Schaltungen die Informationslücke zwischen ihnen überbrücken. Es handelt sich dabei um eine elegante Lösung, da sie die Probleme ohne Hinzufügung aufwendiger Schaltungen und mit nur niedrigen zusätzlichen Kosten bei der Programmierung löst, falls solche Kosten überhaupt auftreten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines typischen Teleauto-

graphsystems;

Fig. 2 bis 6 Skizzen verschiedener Bilder 'eines entfernten Schirms;

Fig. 7 das Blockschaltbild des Graphik-Empfängers; Fig. 8 das Blockschaltbild des Senders; Fig. 9 das Blockschaltbild des Empfängers;' Fig. 10 die Speicher- und Cursor-Steuerschaltungen.

Fig. 1 zeigt ein typisches Graphiksystem nach der vorliegenden Erfindung mit einem Sendeempfänger 10, einer elektronischen Tafel 11, einem Speicher 12 und einem Fernsehmonitor 13, die alle mit einer gegebenenfalls einen üblichen Fernsprechapparat 15 enthaltenden Fernsprechleitung 14 ver-

bunden sind. Die Pernsprechleitung kann zu einer Nebenstellenanlage oder einem Vermittlungsamt führen und direkt mit dem Sendeempfänger 10 verbunden sein. Auf der Tafel 11 gezeichnete Bilder erscheinen auf dem Schirm des Fernsehmonitors 13. In Fig. 1 ist zwar nur eine Seite des Systems dargestellt, es sei aber darauf hingewiesen, daß das gezeigte System doppelseitig gerichtet ist und daß ein Fernsehmonitor sich am entfernten Ende befindet, sobei die Datensignale über übliche Nachrichteneinrichtungen übertragen werden. In typischer ¥eise ist ein System so ausgelegt, daß die Sendestelle gemäß Fig. 1 ausgerüstet und die entfernte Stelle nur mit einer optischen Anzeige ausgestattet ist.

Der Sendeempfänger 10 , der im Blockschaltbild gemäß Fig. 7 genauer dargestellt ist, enthält einen Sender 16, der mit einer oder mehreren elektronischen Tafeln, verbunden ist, einen Empfänger 17, der mit einer oder mehreren üblichen Speichereinheiten verbunden ist, ein Modem 18, das beispielsweise ein Bell System-Modem vom Typ 202 sein kann und den Sender 16 r.owie den Kmpfanger 17 mit der Fernsprechleitung 14 verbindet, und eine Sperrschaltung 21, die normalerweise den Sendeempfänger 10 im Empfangsbetrieb festhält. Ein solcher Sendeempfänger ist in der US-PS 4 125 743 beschrieben. Zwischen dem Modem 18 und der Leitung 14 ist eine übliche Leitungsschnittstelle 19 vorgesehen. Außerdem kann ein Bandaufzeichnungs-Wiedergabegerät über eine Bandschnittstelle 20 an das System angeschaltet werden.

Der in Fig. 8 dargestellte Sender 16 enthält eine Zeitsteuerungsquelle 30, eine Tafel-Treibschaltung 35, einen Abtaster 36, einen Schreibdetektor 37, eine Modem-Sendesteuerung 48, eine Z-Verzögerungsschaltung 41, eine Abtast-und Halteschaltung ^L\3, einen Analog-Digitalwandler 44 und einen Serienwandler 45.

Die Zeitsteuerungsquelle 30 (Fig. 8) besitzt in üblicher Weise einen quarzgesteuerten Oszillator 31, einen Binärteiler 32 und einen Zähler/Decodierer 33. Zusätzlich zu

weiteren Ausgangssignalen erzeugt der Binärteiler 32 die erforderlichen Takteingangs- und Rückstellsignale für den Zähler/Decodierer 33, der das Signal in 8 diskrete und gleiche Zeitlagen T1 bis T8 unterteilt und Impulse erzeugt, die diese Zeitlagen über Ausgangsleitungen LT1 bis LT8 darstellen.

Feststellen von Schreibvorgängen

Entsprechend der Darstellung in der obengenannten US-PS 3 959 585 besteht der. Eingangsanschluß (Tafel) aus zwei getrennten Blättern, die als X-Blatt und Y-Blatt angegeben sind. Die Feststellung von Schreibvorgängen auf der Tafel erfolgt während der Zeitlagen T1 und T2 (Fig. 8), wenn ein Spannungsgradient von +5 V an dem Y-Blatt anliegt und das X-Blatt über ein ODER-Gatter 34 an eine größere Spannung von +12 V gelegt ist, wobei das·. ODER-Gatter 34 durch Zeitsteuerungsimpulse T1 und T2 auf den Leitungen LT1 und LT2 aktiviert wird. Wenn kein Schreib- oder Löschvorgang auf der Tafel stattfindet, wird kein Kontakt zwischen den X- und Y-Blättern hergestellt, und die Spannung am X-Blatt (gemessen auf der Leitung XR) steigt auf +12 V an. Wenn ein Druck mittels eines Radierers oder Kreide ausgeübt wird, findet ein Kontakt zwischen den Blättern statt, und die Spannung arn X-Blatt wird dann durch das Y-Blatt auf einen Wert zwischen 0 und +5 V gebracht.

Gemäß Fig. 8 treibt das ODER-Gatter 34 das X-B3,att der Tafel 11 über eine Diode D1 und einen Widerstand R1, dessen Wert wesentlich größer als der Widerstand des X-Blattes ist. Wenn demgemäß ein Spannungsunterschied aufgrund eines Kontaktes zwischen dem X- und Y-Blatt auftritt, erscheint der größte Teil des Spannungsabfalls am Widerstand R1, so daß das X-Blatt eine Spannung hat, die etwa gleich der Spannung des Y-Blattes an der Kontaktstelle ist. Ein Komparator im Schreibdetektor 37 vergleicht die Spannung des X~Blattes am Anschluß XR mit einer Bezugsspannung von beispielsweise +6 V. Wenn die Spannung des X-Blattes kleiner als +6 V ist, so wird ein Ausgangssignal Z hoher Spannung (H) erzeugt,

um anzuzeigen, daß entweder ein Schreib- oder ein Löschvorgang auf der Tafel 11 stattfindet.

Dieses Signal, das eine Informationsänderung am Eingangsanschluß anzeigt, wird der Sperrschaltung 21 über die Leitung 48 zugeführt, um den Sendeempfanger 10 in die Sendebetriebsweise zu bringen. Gleichzeitig wird das Z-Signal H weiter im NOR-Gatter 42 verarbeitet, um entweder ein Schreib- oder ein Löschkommando Z1 für die Übertragung zu erzeugen.

Bestimmung der Kreide-Position Während der Y-Treib-Zeitlagen T3 und T4 schwimmt das X-Blatt der Tafel 11 spannungsmäßig. Wenn ein Kontakt erfolgt, nimmt das X~Blatt die Spannung des Y-Blattes am Kontaktpunkt an. Diese Spannung mit einem Wert zwischen 0 und +5 V gibt die Y-Position der Kreide auf der Tafel an. Da ein Spannungsgradient am Y-Blatt anliegt, d.h. +5 V am oberen Anschluß und 0 V am unteren Anschluß, ist das Verhältnis der gemessenen Spannung mit Bezug auf +5 V proportional dem Verhältnis des Abstandes zwischen der unteren Grenze des Y-Blattes und dem Kontaktpunkt zur Gesamthöhe des Y-Blattes. Das Abtasten des X-Blattes während.der Zeitlage T4 erzeugt demgemäß eine Spannung, die die Y-Position der Kreide zu diesem Zeltpunkt angibt. Während der Zeitlagen T5 und T6 wird eine Bezugsspannung von etwa +5 V an die Leitung XR angelegt. Diese Spannung wird vom Abtaster 36 während der Zeitlage T6 abgetastet, um die Spannung REF zu gewinnen, die die maximale X- oder Y-Spannung darstellt, wodurch ein Bezugswert für die Spannungsabtastwerte der X- und Y-Position bei der Analog-Digitalwandlung zur Verfügung gestellt wird.

Während der X-Treib-Zeitlagen T7 und T8 schwimmt das Y-Blatt spannungsmäßig und nimmt die Spannung des X-Blattes am Kontaktpunkt an. Diese Spannung, die ebenfalls auf irgendeinem Wert zwischen 0 und -f-5 V liegt, stellt die X-Position der Kreide auf der Tafel dar. Da ein Spannungs-

gradient am X-Blatt anliegt, d.h. +5 V am rechten Anschluß des X-Blattes und O V am linken Anschluß, ist das Verhältnis der gemessenen Spannung mit Bezug auf +5 V proportional dem Verhältnis des Abstandes zwischen der linken Seite der Tafel und dem Kontaktpunkt zur Gesamtbreite des X-Blattes. Eine Abtastung des Y-Blattos während der Zeitlage T8 erzeugt demgemäß eine Spannung, die die X-Position der Kreide darstellt. Die abgetasteten Signale X, Y und REF werden dann für eine nachfolgende Analog-Digitalwandlung in einer üblichen Abtast- und Halteschaltung 43 gespeichert. Die X- und Y-Abtast- und Halteausgangsspannungen werden in digitale Form unter Verwendung eines üblichen Analpg-Digitalwandlers 44 mit Auf- und Abintegration (Dual-Slope) umgewandelt. Die Bezugsausgangsspannung REF der Abtast- und Halteschaltung 43 wird als Bezugswert für den Analog-Digitalwandler 44 benutzt.

Teilweises Löschen

Wie oben erwähnt, kann ein Druck auf die Tafel als Schreiben oder als Löschen interpretiert werden. Für das Löschen von Schriftteilen wird der Druck, der du^ch einen aus seiner Ablage genommenen Radierer ausgeübt wird, zweckmäßig zusammen mit Positionsdaten übertragen, um die entsprechende Information im wiedergegebenen Bild zu löschen.

Die Radiererschale der Tafel 11 ist mit einem Radierer ausgestattet. Eine Leuchtdioden-Lichtquelle, die Vorzugsweise mit einer Wellenlänge im infraroten Licht strahlt, ist ausgerichtet zu einem Fotodetektor angebracht. Normalerweise sperrt der Radierer den Lichtstrahl. Wenn er aber aus der Schale entnommen wird, entsteht ein Lichtweg, und der Fotodetektor wird eingeschaltet. Er erzeugt dann ein Ausgangssignal niedriger Spannung (L) auf der Leitung E. Dieses Signal E wird im Inverter 39 (Fig. 8) invertiert und einem NOR-Gatter 42 zugeführt, um den Sender 16 in eine Sendelöschbetrlebsweise zu bringen.

Sende-Lösch-Betriebsweise

Wenn alle graphischen Informationen auf der Tafel 11 vollständig gelöscht werden, wird ein Löschschalter an der Radiererschale manuell gedrückt, um ein Löschsignal logisch H über die Leitung CL zum Sender 16 zu geben, das den Sender in die Sendelöschbetriebsweise bringt. Bei einem Empfang des Löschbetriebsweisensignals wird das im Speicher 12 abgelegte Bild gelöscht.

Halbduplex-Systemoperation

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung v/ird das System normalerweise im Empfangsbetrieb gehalten. Wenn beispielsweise die Kreide die Tafel berührt, wird die Sperrschaltung 21 aktiviert und verhindert, daß Schreibsignale von einem entfernten Anschluß aufgenommen werden, so lange das Schreiben am Ort andauert. Sperrschaltungen bei den entfernten Stationen verhindern ebenfalls, daß ihre zugeordneten Sendeempfänger Signale übertragen, wenn Schreibsignale ankommen. Dies geschieht dadurch, daß die entfernten Sendeempfänger gezwungen werden, in der Empfangsbe^ triebsweise zu bleiben.

Gemäß Fig. 7 ist die Sperrschaltung 21 ein üblicher Umschalter, der durch den Sender 16 und den Empfänger.17 über Leitungen 48 bzw. 93 gesteuert wird.

Wenn das Signal Z oder CL auf H geht (es findet ein Schreiben oder Löschen auf der Tafel statt), so veranlaßt ein Signal H auf der Leitung 43 die Sperrschaltung 21, den Sendeempfänger in die Sendebetriebsweise zu bringen. Wenn in der Empfangsbet-riebcweir.'i die Leitung 93 auf L ist, so wird ein Modulator 18a über die Leitung 78 eingeschaltet, Außerdem verbindet die Sperrschaltung 21 den Modulator 18a mit der Leitungsschnittstelle 19 durch ein Signal H auf der Schaltersteuerleitung 76, die den Kontakt 22a schließt und den Kontakt 22b öffnet, >is zu dem Zeitpunkt, zu dem die

Leitung 48 auf L geht, werden Sendedaten vom Sender 16 auf der Leitung 47 zum Modulator 18a über die Leitung 77 gegeben und über den Kontakt 22a und die Leiturigsschnittstelle 19 zur Übertragungsleitung 14 weitergeleitet. Gleichzeitig werden Empfangsdaten zum Demodulator 18b über die Leitung 28 und den Schalter 22 gesperrt.

Wenn der Empfänger 17 ein richtig formatiertes Signal von der Fernsprechleitung 14 über den Demodulator 18b und die Leitung 117 aufnimmt, bevor auf der örtlichen Tafel geschrieben wird, so geht das Empfangsbetriebsweisensignal 'auf der Leitung 93 auf H. Dieses Ausgangssignal H vom Empfänger 17 sperrt die. Sendeleitungen 48 und 47, die verhindern, daß der Sendeempfänger 10 in die Sendebetriebsweise eintritt. Das Ausgangssignal des Modulators 18a auf der Leitung 26 kann nicht an die Fernsprechleitung angeschaltet werden, da der Sende/Empfangsschalter 22a in der Empfangsbetriebsweise offen ist.

Empfangsbetriebsweise

Gemäß Fig. 9 schiebt der Empfänger 17 beim Empfang von Daten vom Demodulator 18b über die Leitung 117 die Daten unter dem Einfluß des wiedergewonnenen Takts von der Leitung 79 durch das Empfangerschieberegister 80. Ein üblicher Wortsynchronisationsdetektor 84 prüft dann die Empfangsdaten vom Schieberegister 80 auf das Vorhandensein von Synchronisationszeichen, die angeben, ob Schreib- oder Löschbetriebsbefehle empfangen worden sind. Der Löschwortdetektor 110 prüft die Eingangsdaten auf das Auftreten von Löschbetriebsbefehlen.

Der Löschwortdetektor 110 wartet in der Praxis auf wenigstens vier aufeinander folgende Löschbefehle, bevor er ein CLR-Löschsignal H auf der Leitung 111 erzeugt. Diese führt über ein ODKR-Gatter 116 und die Leitung 93 zur Sperrschaltung 21 sowie zu einem Wähler 114, der ein Löschsignal für den Speicher 12 erzeugt, wenn das Signal CLR auf H und das

Signal ZRD auf L ist.

Nimmt man an, daß ein entfernter Sender Daten schreibt oder löscht, so bewirken die Synchronisationszeichen ein Ausgangssignal H des Wortsynchrondetektors 84, das wiederum Zwischenspeicher IA veranlaßt, die Daten X₁ Y, Z zu laden.

Gleichzeitig wird der Zv/ischenspeicher L5 aktiviert und er- * zeugt ein Ausgangssignal H auf der Leitung 115 sowie über das ODER-Gatter 116 auf der Leitung 94, wodurch der Sperrschaltung 21 mitgeteilt wird, daß der Demodulator 1b im Empfänger 10 eine gültige Datenübertragung empfangen hat. Das Ausgangssignal ZR des ODER-Gatters 89 ist immer dann auf H, wenn die Empfangsdaten aktives Schreiben oder Löschen angeben.

Ein Signal L am Ausgang ZSC des Zwischenspeichers L4 gibt einen Löschbetriebsbefehl an, indem der Löschausgang des UND-Gatters 88 auf H und der Ausgang ZR des ODER-Gatters auf H gebracht v/erden. Sowohl Schreib- als auch Löschbefehle lassen ZRD auf H gehen, während das Löschsignal nur während eines Löschbefehls auf H ist.

Ein Signal H auf der Leitung ZEC bedeutet einen Schreibbefehl. Die Leitung ZR wird durch das ODER-Gatter 89 auf H gebracht, und das Signal ZRD geht nach einer durch die Schreibverzögerungsschaltung 87 bewirkten Verzögerung auf H. Das mit dem Ausgangssignal des Decoders 112 kombinierte Signal ZRD erzeugt ein Schreibsignal vom Wähler 114, das bewirkt, daß neue Daten in den Speicher 12 an einer Stelle eingeschrieben werden, die durch die Ausgangssignale X und' Y des Zwischenspeichers L4 angegeben wird.

Ein Signal H auf der Leitung ZR gibt an, daß entweder ein Schreib- oder ein Löschbefehl empfangen worden ist.

3T44GS3

Vermeidung von Verzerrungen beim Empfänger

Der Schreibbefehl ZR wird durch die Schreibverzögerungsschaltung 87 verzögert, um Verzerrungen der Schrift auf der Anzeige 13 in folgender Weise zu vermeiden:

Die empfangenen Daten X und Y werden je durch entsprechende Digital-Analogwandler 85, 86 in analoge Form umgewandelt und dann an Doppelbetriebsweisen-Rekonstruktionsfilter 90 und 91 angelegt.

Die Filter 90 und 91 sind identisch und weisen Parallelwiderstände R4 und R5 auf, die an einen Kondensator CA angeschaltet sind. Der Widerstand R4 (20 Kiloohm) ist wesentlich größer als der Widerstand R5 (200 0hm). Das Filter 90 wird durch den Schalter S1 und die Leitung ZRD so gesteuert, daß es entweder mit einer kurzen oder einer langen Zeitkonstante arbeitet.

Wenn das verzögerte Schreibbefehlssignal ZRD auf L geht, werden die Filter 90 und 91 in die schnelle Betriebsweise (kurze Zeitkonstante) umgeschaltet. Der Schalter S1 (und der entsprechende, nicht dargestallte Schalter im Filter 91) schaltet den größeren Widerstand R4 kurz, so daß sich ein Filter mit verhältnismäßig kurzer Ansprechzeit ergibt. Wenn das Schreibbefehlssignal ZR auf H geht, öffnet der Schalter S1 des Filters 90 , so daß das Filter verhältnismäßig langsam anspricht.

Das Signal ZRD wird durch das Signal ZEC nach einer Verzögerung von etwa 12 ms in der Schreibverzögerungsschaltung 87 erzeugt. Während dieser Zeitspanne sprechen die Filter 90 und 91 schnell auf die anfänglichen Spannungen X und Y an, und zwar für die Stelle, an der das Schreiben oder Löschen beginnt, v/enn der verzögerte Schreibbefehl ZRD auf H geht. Nach der Verzögerungszeit werden die Filter 90 und 91 auf ihre größere Zottkomvtante umgeschaltet und liefern zwischen den empfangenen Abtastwerten ein sich geglättet änderndes Ausgangssignal. Mit Vorteil wird das Ausschalten des Schreibbefehls ZR ebenfalls durch die Verζögerungsschaltung

87 verzögert, um die innere Verzögerung in den Rekonstruktionsfiltern 90 und 91 zur Wirkung kommen zu lassen. Ohne diese Verzögerung würde die Beendigung der Rekonstruktion nach der Ausschaltung des Schreibbefehls ZR auftreten und bewirken, daß der letzte Teil des Schreib- oder Löschvorgangs weggelassen wird.

Gemäß Fig. 1 ist die Cursor-Erzeugungsschaltung mit einem digitalen Rahmenspeicher 12 für das elektronische Tafelsystem kombiniert. Es könnte zwar ein modifizierter Sendeempfänger für eine elektronisches Tafelsystem benutzt werden, um die Cursor-Erzeugungsschaltung direkt zu treiben, aber die beste Verwirklichung benutzt die in der digitalen Speichereinheit 12 enthaltene Signalverarbeitungsschaltung. Wie sich ergeben wird, ermöglicht diese Zuordnung eine genaue Korrelation zwischen der Position des Cursors und der tatsächlichen Daten, die in den digitalen Bildspeicher eingegeben worden sind.

In -^ig. 2 ist ein Teil des entfernten Schirmbildes dargestellt, das eine Tafel zeigt, auf die der Vortragende oder Lehrer eine Gleichung geschrieben hat, die zu Faktoren zusammengefaßt werden soll. Die zweite Zeile in Fig. 2 zeigt eine leere Stelle in der ersten Klammer. Unter Anwendung der vorliegenden Erfindung gibt der Lehrer die Stelle auf der Anzeigetafel an, auf die die Aufmerksamkeit gerichtet werden soll, indem er die Tafel einfach mittels der Kreide, eines Zeigestocks oder eines Fingers berührt, wodurch ein Cursorbild erscheint. Alternativ kann der Lehrer die fehlende Information gemäß Fig. 3 hinschreiben, wodurch das System automatisch den graphischen Cursor 301 (eine Hand im vorliegenden Beispiel) an der richtigen Stelle erzeugt. Die "Hand" bleibt so lange vorhanden, wie der Kontakt auf der Tafel aufrecht erhalten wird. Der Cursor kann auch so ausgelegt ε-ein, daß er für eine bestimmte Zeitdauer nach Aufhören des Druckes; noch sichtbar bleibt.

In Fig. 4 ist eine graphische Darstellung angegeben, bei der

der letzte Block die Zahl 1990 enthält. Der Lehrer hat festgestellt, daß diese Zahl falsch ist, und entfernt unter Benutzung des Tafelradierers die "9". Dies ist in Fig. 5 dargestellt, in-der der graphische Cursor 501 (ein Radierer) über demjenigen Punkt liegt, an dem die "9" im Bild gelöscht wird. In Fig. 6 folgt eine graphisch erzeugte Hand 601 der Bewegung des Lehrers, wenn die neue Zahl eingetragen wird.

Ins einzelne gehende Beschreibung der Cursor-Erzeugungsanordnung

Die in Fig. 10 dargestellte Cursor-Erzeugungsschaltung 100 besteht aus drei größeren Abschnitten, nämlich den X-und Y^- Cursorpositionszwischenspeichern 1001, 1002, den Abtastadressenkomparatoren 1003, 1004 und der Cursor-Bilderzeugungsschaltung 1005, 1006. Wie sich noch zeigen wird, besteht die Hauptoperation dieser Schaltung darin, daß die X- und Y-Adresse eines Punktes, der in den Wiedergabespeicher eingeschrieben oder in diesem gelöscht wird, durch das gleiche Signal, das Daten in den digitalen Bildrahmenspeicher 123 einschreibt, in den Cursor-Positionsregistern zwischengespeichert wird. Diese gespeicherte Adresse oder Position wird mit dem Ausgangssignal der Zähler verglichen, die den digitalen Speicher abtasten und das Bild auf dem Kathodenstrahl-Bildschirm auffrischen. Wenn die Auffrisch-Abtastung die Position des letzten, in den Speicher.eingeschriebenen Bildelementes erreicht und entweder ein Schreib- oder ein Löschsignal vorhanden ist, wird die Cursor-Schaltung betätigt, derart, daß eine sichtbare Cursor-Auflage erzeugt wird. Diese Cursor-Auflage wird mit dem Video-Ausgangs signal des digitalen Speichers in der Schaltung 124 zur Wiedergabe auf dem elektronischen Tafel-Monitor kombiniert. Beim Zeichnen auf der Tafel kann der dargestellte Cursor das Bild einer Hand und beim Radieren das Bild eines Radierers sein. Beide Cursor-Bilder sind sichtbar, während die Kreide oder der Radierer sich im Kontakt mit dersendenden elektronischen Tafel befinden.

Die Speichereinheit 12 (Fig. 10) nimmt 5 Signale von dem in Fig. 9 dargestellten graphischen Sendeempfänger auf. Diese 5 Signale sind Löschen (CLEAR), Schreiben (WRITE), Radieren (ERASE) und zwei Analogsignale X_QU+ und Y .. Die letztgenannten beiden Signale sind Analogspannungen zwischen O und V„._v, die die Position der Kreide oder des Radierers darstellen, während sendeseitig auf der elektronischen Tafei entweder gezeichnet oder gelöscht wird. Das Schreibsignal ist betätigt, wenn der entfernte Benutzer mit der Kreide zeichnet oder schreibt, und das Radiersignal ist beim Radieren betätigt. Das Löschsignal wird von der Cursor-Erzeugungsschaltung nicht benutzt.

Die Signale X_ou+ und Y_ou-{- werden durch einen Analog-Digital-Wandler 121 digitalisiert, derart, daß sie ein Bit im digitalen Auffrischspeicher 123 besonders bezeichnen. Diese Eingangssignale werden wenigstens 500 Mal je Sekunde abgetastet. Die Adresse 0,0 für den Wiedergabespeicher befindet sich in der oberen linken Ecke des Bildes. Wenn das Signal Schreiben betätigt ist, so wird ein 1-Bit in den digitalen Speicher an der digitalisierten Position X, Y jeder Abtastung eingeschrieben. Gleichzeitig wird die gleiche Adresse in die X- und Y-Cursor-Zv.'ischenspeicher 1001 und 1002 eingeschrieben, um die Position der letzten Datenänderung zu · bestimmen. Wenn das Radiersignal ERASE betätigt ist, wird ein Bit im digitalen Speiser gelöscht oder auf 0 eingestellt. Jedesmal dann, wenn ein Bit gelöscht wird, wird die Adresse dieses Bit in die X- und Y-Cursor-Zwischenspeicher 1001, 1002 eingegeben.

Zur Darstellung des gespeicherten Bildes auf einem Kathodenstrahl-Monitor muß das Bild aus dem digitalen Speicher wenigstens 30 Mal je Sekunde aufgefrischt werden. Das Auffrisch-Steuergerät 125 benutzt die X- und Y-Abtastzähler 126, 127 für einen Zugriff zu jedem Bit im digitalen Wiedergabespeicher zwecks Lieferung eines Ausgangssignals, das ein Ein-Signal zur Wiedererregung und ein Aus-Signal für keine erneute Erregung ist. Die Vergleichsschaltung 1004

vergleicht kontinuierlich den Wert des Y-Abtastzählers 127 mit dem Wert im Y-Cursor-Zwischenspeicher 1002, um festzustellen, wann die- Cursorauflage betätigt werden noil. Wenn die Vergleichsschaltung 1004 feststellt, daß die Y-Abtast~ adresse größer als die Y-Cursoradresse ist, dann wird ein Betätigungssignal zum X-Cursor-Komparator 1003 gegeben. Dieser vergleicht nach der Betätigung den Wert des X-Abtastzählers 126 mit dem X-Cursor-Zwischenspeicher 1001. Wenn die X-Abtastposition größer ist als der im Zwischenspeicher 1001 gespeicherte Wert, so wird die Cursor-Erzeugungsschaltung 1005, 1006 veranlaßt, die Cursor-Bildauflage an der in den Zwischenspeichern 1001 und 1002 gespeicherten Position zu erzeugen.

Der Festwertspeicher(ROM) 1006 enthält wenigstens zwei unabhängige Cursor-Bilder, nämlich eins zum Zeichnen und das andere zum Radieren. Wenn das Schreibsignal "vRITE betätigt ist, werden nur diejenigen Bits, welche den Zeichnungs-Cursor darstellen, adressiert, und wenn das Radiersignal ERASE betätigt ist, werden die Bits für das Radier-Cursorbild adressiert. Um die richtige horizontale Abtastzeile des Cursorbildes zu bestimmen, subtrahiert die Steuerschaltung 1005 den im X-Cursor-Zwischenspeicher 1001 abgelegten Wert von der vom X~Abtastzähler 126 angebotenen Adresse sowie die Adresse im Y-Curcor-Zwischenspeicher 1002 von der vom Y-Abtastzähler 127 angebotenen Adresse. Für Bezugszwecke ist die obere linke Ecke des Cursorbildqs die im X- und Y-Cursor-Zwischenspeicher abgelegte X-, Y-Position.

Das Bit-Ausgangssignal des Cursor-Erzeugungs-Festweftspeichers 1006 wird mit dem Bilddatenausgangs signal cles digitalen Speichers im Video-Signalgenerator 124 zur Abgabe an den Video-Monitor kombiniert. Die Cursor-Auflage ist unabhängig vom Inhalt des Wiedergabe-Bildrahmenspeichers und ändert dessen Inhalt nicht. Wenn das Schreibsignal WRITE betätigt ist, hält eine Verzögerungsschaltung in der Cursorsteuerschaltung 1005 das Bild des Cursors in der Wiedergabe' für eine kurze Zeitspanne fest, bevor es abgeschaltet

wird. Wenn das Radiersignal ERASE abgescbaLtet v/ird, ver~ schwindet der Cursor sofort.

Im normalen Betrieb bewegt sich der Schreib-Cursor kontinuierlich, während nene Daten in den Speicher eingeschrieben werden. Bei einem typischen elektronischen Tafelsystem fügt der graphische Senderempfänger den Signalen X_oU4. und Y_ou+ bei einer Radieroperation ein Zittern hinzu. Die Cursor-Steuer schaltung kann so ausgelegt sein, daß sie dieses Zittern benutzt, um den Radier-Cursor zu veranlassen, sich so zu bewegen, als ob er einen kleinen Bereich im wiedergegebenen Bild ausradiert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dieses kleine Zittern nicht zu beachten und einen sich kontinuierlich bewegenden Radier-Cursor darzustellen, der mit Bezug auf den Radierbereich zentriert ist.

Bei bestimmten Anwendungsfallen kann es zweckmäßig sein,den Cursor mit einer Helligkeit zu erzeugen, die von der des dargesieLlten Bildes verschieden ist, um die Sichtbarkeit des Cursors zu verbessern. Die Form des Cursors läßt sich ändern, indem einfach die Bitmuster in dem Festwertspeicher 1006 zur Erzeugung des Cursor-Bildes geändert werden. Es läßt sich jede gewünschte Kompliziertheit oder Verfeinerung erreichen, indem ein Festwertspeicher mit unterschiedlichen Bitmustern benutzt wird, die für unterschiedliche Operationen entweder manuell oder automatisch auswählbar sind. So wäre es möglich, dem Betrachter die Wahl von graphischen Cursorn zu überlassen, von denen einige farbig sein könnten* Eine mögliche Verwirklichung für eine solche Auswahl besteht in der Speicherung von Bits in unterschiedlichen Festwertspeicher-Abschnitten_} die jeweils von einer entfernten Stelle aus wählbar sind.

Eine andere Verwirklichung einer Cursor-Auswahl von einer entfernten Stelle aus konnte die Verwendung einer besonderen Cursorauflage für jede Position von mehreren entfernten Tafelpositionen sein. Bei. dieser Verwirklichung kann eine zusüti-licho Gruppe von Ausgange Signalen dos Decoders 112 (Fig. 9) und 114 die Quelle eines entfernten Schreib- oder

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Radiersignals auf ähnliche Weise wiedergeben, wie bei der oben angegebenen US-PS 4 125 743, um festzustellen,welche der dx"ei Tafeln die Quelle für neue Schreib- oder Radierbefehle ist. Jede entfernte Position kann durch eine andere Schreibcursorauflage dargestellt werden, so daß ein Betrachter sofort weiß, welche Position nei^-.e Informationen überträgt. Die entfernte Position kann durch die Form oder Farbe der Cursorauflage oder eine Kombination dieser Eigenschaften unterschieden werden.

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Claims

:' C -: ·: "■> ·: 8144053 BLUMBACH · WESER*:; ^F^QklS^.·'KRAMER ZWIRNER · HOFFMANN PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN . Patentconsull Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 833603/8R36Ö4 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsull Patenlconsult Sonnenberger Straße 43 "6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palentconsult Western Electric Company Incorporated TOROK, G.P. 8-1. 222 Broadway, New York, N.Y. 10038 Vereinigte Staaten von Amerika Patentansprüche

1.J Verfahren zur Bereitstellung von Cursor-Bildern in iinem Teleautographsystem mit einer Sendeeinheit und einer getrennten Betrachtungseinheit zur Beobachtung von Bildern, die auf der Sendeeinheit erzeugt werden, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Erzeugen besonderer graphischer Bilder getrennt von den gezeichneten Bildern;

wahlweises Betätigen der erzeugten graphischen Bilder, um ^⁰ der Betrachtungseinheit an einer Position, an der bei der Sendeeinheit erzeugte Bilder geändert werden, ein gewähltes graphisches Bild zuzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, · gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:

Entfernen des erzeugten graphischen Bildes von der Betrachtungseinheit, wenn die empfangenen Daten sich nicht ändern.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:

Bestimmen, ob die empfangenen Daten eine Addition oder eine Subtraktion von Informationen durch die Sendeeinheit darstellen, wobei der Erzeugungsschritt die Erzeugung erster

München: R. Kramer Dipl.-Ing. ■ W. Weser Dlpl.-Phys. Dr. ror. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

und zweiter Bilder beinhaltet, die dadurch gesteuert werden, ob die geänderten Daten eine Addition bzw. Subtraktion darstellen.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 mit einer Sendeeinheit und einer Betrachtungseinheit zur Wiedergabe von Bildern, die bei der Sendeeinheit erzeugt worden sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (100; 12, 13) zur Wiedergabe eines gewählten, besonderen graphischen Bildes an Positionen auf der Betrachtungseinheit, die Positionen entsprechen, an denen Bilder auf der Sendeeinheit geändert werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeeinrichtung Einrichtungen (1004, 1003) zur Entfernung der besonderen graphischen Bilder aufweist, wenn die Bilder auf der Betrachtungseinheit sich nicht ändern.

6. Einrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Bild der besonderen graphischen Bilder die Hinzufügung eines Bildes an der Betrachtungseinheit und ein zweites Bild der besonderen graphischen Bilder die Entfernung eines Bildes von der Betrachtungseinheit darstellt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betrachtungseinrichtung eine Einrichtung (1005) zur wahlweisen Entfernung der gelieferten graphischen Bilder enthält, wenn Bilder auf der Betrachtungseinheit sich nicht ändern, und daß die Einrichtung das zweite Bild unmittelbar nach dem Aufhören des Radiervorgangs entfernt und das erste Bild nach Ablauf eines festen Zeitintervalls nach Aufhören des Schreibens entfernt.

8. Einrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Bild der gewählten, besonderen graphischen Bilder die Änderung eines Bildes an einer ersten Einheit der Sendoeinhoiten und ein zweites Bild der gewählten besonderen graphischen Bilder die Ände-. rung eines Bildes an einer zweiten Einheit der Sendeeinheiten darstellt.

9. Einrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die. Wiedergabeeinrichtung einen Festwertspeicher (1006) auf v/eist, dessen Bitmuster zur Bildung der besonderen graphischen Bilder benutzt werden.

10. Einrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betrachtungseinheit ein Video-Monitor ist, der durch einen Auffrischspeicher (123) gesteuert wird, und daß das Ausgangssignal des Festwertspeichers (1006). mit dem Ausgangssignal des Auffrischspeichers gemischt wird.