DE3605698A1

DE3605698A1 - Elektrostatischer flaechenmustergekoppelter digitalumsetzer

Info

Publication number: DE3605698A1
Application number: DE19863605698
Authority: DE
Inventors: Satish K Dhawan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1986-08-21
Also published as: GB8604020D0; HK100789A; IT8647667A0; FR2577705A1; KR860006729A; JPH0352090B2; GB2171524A; JPS61228525A; IT1214676B; SE8600576D0; SE463179B; KR920003177B1; SE8600576L; CN86101784A; CN1008488B; US4705919A; FR2577705B1; CA1276257C; NL8600356A; BR8600719A

Description

Satish K- Dhawan, New Haven, Conn. / USA

ELEKTROSTATISCHER FLÄCHENMUSTERGEKOPPELTER DIGITALUMSETZER Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Digitalumsetzer, in dem die elektrostatische Kopplung zwischen flächengemusterten Elektroden eine Digitalumsetzertafel und einen Positionsanzeiger (cursor) oder Abtaststift, der auf diesem bewegbar ist. Signale erzeugt, welche kennzeichnend sind für die Position des Positionsanzeigers auf der Tafel.

Vorrichtungen, die der allgemeine Gegenstand dieser Erfindung sind, werden gemeinschaftlich als Digitizer bzw. als "Digitalumsetzer" bezeichnet. Die ersten Digitizer waren mechanische Vorrichtungen mit eingespannten Armen. Spätere Digitizer weisen frei bewegliche Pos itionsanzeigeτ auf und verwenden verschiedene Formen der Kopplungserscheinung zwischen einem Positionsanzeiger und einer digitalumsetzenden Tafel, wie zum Ben spi el -e i ne elektromagnetische- oder elektrostatische- und sogar eine Tonkopplung. Signale in der Tafel wurden durch magnetostriktive Grundsätze, Widerstandsoberflächen oder andere Leiter bearbeitet. Jedoch hingen diese Vorrichtungen im allgemeinen ab von der überwachung der Signale, welche in eine Vielzahl von X- und Y-Leitern oder einen Widerstandsfilm eingegeben wurden. Da Signale aus jedem der Leiter oder da Signale aus verschiedenen Punkten auf der Peripherie einer Widerstandsschicht individuell bearbeitet werden müssen, sind die Komplexität sowie die

Kosten dieses Digitizertyps einschLießLich seiner Elektronik hoch. Somit besteht ein Bedarf an einem verbesserten Digita Lumset zer.

Ein Digita Lumset zer nach der Erfindung umfaßt eine digita Lumsetzende TafeL mit einer fLächengemusterten Elektrode für jede Koordinate eines Zweikoordinatensystems sowie einen Positionsanzeiger mit einer Kopp Lungselektrode, weLche auf der TafeL bewegbar ist, auf, wobei die elektrische Feldkopplung benutzt wird, um die Position des Positionsanzeigers auf der digitalisierenden Tafel festzusteILen. Das Koordinatensystem ist typischerweise das Χ-Υ-Κοοrdinatensystern. Der Positionsanzeiger umfaßt ein Gehäuse, welches auf der digita Lisierenden Tafel bewegbar ist. Das Gehäuse enthäLt eine Kopplungselektrode, an die ein Eingangssignal' angelegt wird. Die Kopplungselektrode koppelt das FeLd elektrisch mit sägezahn- und streifengemusterten Elektroden, welche in der digitalisierenden Tafel eingebettet sind. Eine der sägezahn- oder streifengemusterten Elektroden wird verwendet, um die X-Achsenposition des Positionsanzeigers zu ermitteln, während die andere dazu verwendet wird, um die Y-Achsenposition des Positionsanzeigers festzustellen. Die sägezahn- und streifengemusterten Elektroden sind der Bequemlichkeit halber koplanar auf einer gedruckten Schalungsplatte oder Karte vorgesehen und mit einer Schicht aus dielektrischem Material überzogen, um eine geglättete Tafeloberfläche zu schaffen. Die Signale der gemusterten Elektroden werden verarbeitet, um die Position des Positionsanzeigers festzusteLlen.

In Übereinstimmung mit spezifischeren Merkmalen der Erfindung weist die Digitalumsetzertafel drei Kopplungselektroden auf, die in X-Achsensigna I, ein

Υ-AchsensignaL und ein Ba LancesignaL erzeugen. Die X-AchsenkoppLungseLektrode umfaßt eine VieLzahL von Leitfähigen rechtwinkLigen Streifen, weLche sich vertikaL verteiLen und mit zunehmender Breite von einer Seite zur anderen Seite der TafeL angeordnet sind, z. B. mit zunehmender Breite von der Linken zur rechten Seite der TafeL. Die Y-AchsenkoppLungseLektrode umfaßt eine VieLzahL von Leitenden Sägezähnen, weLche ebenfaLLs vertikaL angeordnet sind, wobei die Y-Achsensägezähne unterbrochen sind durch jeweiLs zwischengefügte X-Achsenstreifen . Die Bewegung des Positionsanzeigers in der X-Achse weist einen vernachLässigbaren Effekt beim KoppeLn der Y-AchseneLektrode auf. Die Bewegung des Positionsanzeigers in der Y-Achse weist einen vernachLässigbaren Effekt beim KoppeLn mit der X-AchseneLektrode auf. Die G Leichgewichts- oder BaLanceeLektrode überdeckt die FLäche der Digita Lumset zertafeL, weLche nicht durch die X- und Y-ELektroden bedeckt ist. Eine Umfangs- bzw. äußere UmgrenzungsabsehirmungseLektrode umgibt die X-, Y- und BaLanceeLektrode. Eine ebene BodenabschirmungseLektrode ist unter ihnen angeordnet, und dient dem Zweck der Absch i rmung.

Die Positionsanzeige reLektrode, weLche im Positionsanzeigergehäuse angeordnet ist und auf der OberfLäche der digitaLisierenden TafeLoberfLäche bewegbar ist, ist mit einem OsziLLator verbunden, dessen Frequenz typisch innerhaLb des Bereiches von 10 kHz bis 1 mgH Liegt. Die PositionsanzeigereLektrode koppeLt elektrische Signale in die X-Achsen-, Y-Achsen- und BaLanceeLektrode ein. Eine Abschirmungselektrode kann im Positionsanzeiger über der Kopp lung se Lektrode vorgesehen sein.

Die FLäche der OberfLäche der X-Achsenelektrode, welche mit

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dem Positionsanzeiger gekoppelt ist, nimmt zu, wenn der Positionsanzeiger in Richtung auf die rechte Seite der Tafel bewegt wird oder dort positioniert ist, wo die Streifen breiter sind. Somit werden mehr elektrische Signale mit der X-Achsenelektrode gekoppelt. In ähnlicher Weise nimmt das Oberflächengebiet der Y-Achsene lektrode, welche mit dem Positionsanzeiger gekoppelt ist, zu, wenn der Positionsanzeiger auf der Tafel nach unten bewegt wird, wo die Sägezähne dicker sind. Somit wird mehr Signalinhalt mit der Y-Achsenelektrode gekoppelt. Da die X-, Y- und Balanceelektrode die Fläche der Tafel mit Ausnahme von einem kleinen Trennungszwischenraum bedeckt, folgt hieraus, daß die Summe der Signale auf der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrode unabhängig sind von der Positionsanzeigerposition. Dieses Summensignal hängt in erster Linie ab von der Amplitude des Oszi I la tor signaIs, von der Nähe der Positionsanzeigerelektrode zur X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrode und von der dielektrischen Konstante des Materials zwischen der Pösitionsanzeige re lektrode und der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrode. Die X-Achsenkoordina te des Positionsanzeigers ist proportional zum X-AchsensignaI geteitl durch die Summe der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrodensignale. In ähnlicher Weise ist die Y-Achsenkoordinate des Positionsanzeigers proportional zum Y-AchsenelektrodensignaI dividiert durch die Summe der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrodensignale. Diese verhältnismetrische Meßtechnik mißt die Positionsanzeigerposition genau und ist unabhängig von der Nähe des Positionsanzeigers zur Digitalumsetzertafel und der dazwischen befindlichen Die lektrizitat.

Da der Digitalumsetzer bei einer einzigen Frequenz arbeitet, wird die elektronische Verarbeitung der drei

Elektrodensignale durch synchrone Ermittlung und Feststellung bewerkstelligt, woraus ein exzellentes Signal-RauschverhäItnis resultiert. Sogar sehr hohe Peg el werte von externer Störung oder Rauschen werden zurückgewiesen. Da nur drei Signale verwendet werden, ist auch die Elektronik verhältnismäßig einfach und kostengünstig.

Eine Umkehr der Funktion des Positionsanzeigers liegt innerhalb des Gegenstandes der Erfindung. Die Eingangssignale können sequentiell an die X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektroden angelegt werden. Die Ausgangssignale werden vom Positionsanzeiger synchron festgestellt.

Das Ergebnis ist ein genauer Digitalumsetzer, welcher mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen genau arbeitenden Digitalumsetzer zu schaffen. Zusätzlich soll ein Digitalumsetzer geschaffen werden, welcher der Interferenz widersteht bzw. von dieser unabhängig ist. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, einen genau arbeitenden Digitalumsetzer zu schaffen, welcher geringe Komplexität und niedrige Kosten aufweist.

Weitere und spezifischere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden zumindest teilweise offensichtlich und verständlich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Merkmalen der Ansprüche und den Zeichnungen.

Im folgenden werden die Figuren beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische zum TeiL schematische Ansicht eines Digitalumsetzers gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Computersystem,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des

Positionsanzeigers und ein TeiL der Tafel des Digitalumsetzers nach Fig. 1 längs der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Tafel des Digitalumsetzers gemäß Fig. 1 Längs der Linie 3-3 von Fig. 1,

Fig. 4 ein vergrößertes Segment von Fig. 3 mit Details der Tafel,

Fig. 5 eine schematische Schaltung des Digitalumsetzers von Fig. 1, und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der We I Lenformen zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltung von Fig. 5.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in sämtlichen Figuren gleiche E lemente.

Digitalumsetzer nach der Erfindung umfassen im aLLgemeinen eine Digita Lumset zertafe I mit getrennten gemusterten Elektroden für jede Koordinate des Zweikoordinatensystems sowie einen Positionsanzeiger, der auf der Oberfläche der Digitalumsetzertafel bewegbar ist und eine Kopp lung se Lektrode zur Ermöglichung einer elektrischen FeLdkopplung mit den gemusterteten Elektroden der

DigitaLumsetzertafeL umfaßt. Ein SignaL wird an die KoppLungseLektrode angeLegt und eLektrostatiseh mit den gemusterten ELektroden gekoppeLt. Die resuLtierenden SignaLe der gemusterten ELektroden werden dazu verwendet, um die Koordinaten der Position des Positionsanzeigers zu berechnen.

Ein Digita Lumsetzer 10, der ein bevorzugtes AusfuhrungsbeispieL nach der Erfindung darstellt, ist in den Fig. 1 bis 6 veranschauLicht. Der DigitaLumsetzer 10 umfaßt einen Positionsanzeiger 20, eine TafeL 40 und Elektronik 100 zur Schaffung und Lieferung eines Eingangssigna I s an den Positionsanzeiger und zur Verarbeitung von AusgangssignaLen der TafeL.

Wie in den Fig. 1 gezeigt, wird der Digita Lumsetzer 10 als Eingangsvorrichtung für einen Computer 2 verwendet. Der Computer 2 weist im aLLgemeinen einen Monitor 3 auf, der mit diesem verbunden ist. Der Monitor 3 kann numerische Werte der Koordinaten anzeigen, weLche die Position des Positionsanzeigers 20 auf der TafeL 40 dar stellen, wie dies mit 4 und 5 auf dem Monitoranzeigeschirm dargestellt ist. Der Monitor kann auch zur Anzeige eines Positionsanzeigerpunktes verwendet werden, welcher mit 6 bezeichnet ist. Seine Position auf dem Monitorschirm wird durch die Position des Positionsanzeigers auf der Tafel gesteuert. So kann der Digitalumsetzer 10 die Funktion einer Positionsanzeigersteuerung und -Lenkung ausüben, faLLs dies gewünscht ist.

Eine Querschnittsansicht des Positionsanzeigers 20 und ein fragmentarischer Bereich der Tafel ist in Fig. 2 gezeigt. Der Positionsanzeiger umfaßt im allgemeinen ein Gehäuse 21, welches eine abhängige periphere Seitenwandung 22 aufweist.

welche auf der Oberfläche der DigitaLumsetzertafeL 40 gleitet. Das Gehäuse 21 nimmt eine KoppLungseLektrode 30 auf, die im wesentlichen parallel zur Digitalumsetzertafel 40 ist. Die Kopplungselektrode ist aus Metall oder anderem leitenden Material hergestellt. Der Positionsanzeiger 20 nimmt außerdem eine Masse- oder Abschirmungselektrode 32 auf, die von der Kopplungselektrode 30 durch ein dielektrisches Abstandsteil 31 getrennt ist. Die Abschirmungselektrode 32 ist vorzugsweise etwas größer als die Kopplungselektrode 30 und überragt die Kopplungselektrode im Bereich ihrer Randkante.

Eine Leitungs- oder Anschlußschnur 25 verbindet den Positionsanzeiger 20 mit der Digitalumsetzerelektronik 100. Die Anschlußschnur 25 umfaßt eine Eingangssigna I Leitung 26, welche mit der Kopplungselektrode an der Stelle 27 verbunden ist sowie einen koaxial umschließenden Leiter 28, der mit der Abschirmungselektrode 32 an der Stelle 29 angeschlossen ist. Das Signal wird der Kopplungselektrode über die Signa I Leitung 26 zugeführt, wie dies weiter unten im einzeln·:-η beschrieben wird.

Die Kopplungselektrode 30, das dielektrische Abstandsteil 31 und die Masseelektrode 32 können in ringförmiger Gestalt vorgesehen sein und zusammen mit der Abdeckung 21 eine zentrale öffnung 34 festlegen, in der eine Zielmarke oder Fadenkreuz vorgesehen ist (sh. auch Fig. 5). Das Fadenkreuz dient zur Hilfe beim Positionieren des Positionsanzeigers über einen spezifischen Punkt. Das Fadenkreuz wird in bezug auf die Kopplungselektrode zentriert. In jedem Falle ist die Kopplungselektrode vorzugsweise kreisförmig, wodurch die Orientierung des Positionsanzeigers keinen Einfluß ausübt auf die von ihm ausgehende Kopplung.

Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, kann das Positionsanzeigergehäuse 21 eine Form aufweisen, die der Bequemlichkeit halber an die Hand des Benutzers an gepaßt ist. Das Gehäuse kann mit einer Reihe von Drucktastenschaltern 37 versehen sein, um mit dem Computer 2, mit dem zusammen der Digitalumsetzer 10 verwendet wird, signalmäßig zu verkehren.

Die Digitalumsetzertafel 40 ist im allgemeinen rechtwinklig und weist eine ebene Oberseitenfläche 41 auf, auf der sich der Positionsanzeiger 20 bewegt. Die Positionen auf der Oberf läehen seite 41 können als Werte im zweidimensiona len Koordinatensystem ausgedrückt werden. Das Koordinatensystem, welches im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist das orthogonale X-.Y-Koordinatensystem. Die Digitalumsetzertafel 40 umfaßt gemusterte Elektroden 50 und 60, die jeweils mit dem Positionsanzeiger gekoppelt sind und ein Signal liefern, welches kennzeichnend und anzeigend für die Position des Positionsanzeigers auf der Digitalumsetzertafel 40 ist. Mit besonderem Bezug auf Fig. 2 umfaßt die Digitalumsetzertafel eine Schicht A , welche die leitfähigen Elektroden der Digitalumsetzertafel umfaßt, wie dies deutlicher· aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Die Digita lumsetzertafeL 40 umfaßt eine Oberschicht 42 aus dielektrischem Material, wie z.B. Polyethylen, ABS Kunststoff usw. Diese Schicht bedeckt die Elektroden und schafft eine geglättete Oberflächenseite der Digitalumsetzertafel. Eine andere Schicht aus dielektrischem Material 43 ist unter der Elektrodenschicht A vorgesehen und trennt die Elektrodenschicht A von einer leitfähigen Grund- oder Massenebene 44, welches nicht wesentlich ist, jedoch vorzugsweise als Abschirmung gegen externe Störungen gemacht wurde. Eine Kunststoffbodenabdeckung 45 vollendet die

DigitaLumsetzertafeL 40. Die DigitaLumsetzertafeL 40 ist mit der Digita LumsetzereLektronik über ein KabeL 48 verbunden, dessen Massenabschirmung mit der Massenebene 44 (nicht dargesteLLt) verbunden ist, während die anderen Leiter, wie weiter unten beschrieben, angeschLossen sind.

Die ELektrodenschicht A der DigitaLumsetzertafeL 40, von der ein kLeiner TeiL in Fig. 1 zu sehen ist, ist am besten in den Fig. 3 und 4 veranschauLicht. Die DigitaLumsetzertafeL 40 und insbesondere deren ELektrodenschicht A umfaßt eine gemusterte ELektrode 50 für die X-Achse, eine gemusterte ELektrode 60 für die Y-Achse und eine ELektrode 70 zur Lieferung eines BaLancesignaLs. Die vorgenannten ELektroden sind in einer im wesentLichen rechtwinkLi gen Gesamtkonfiguration ausgebreitet und sind vorzugsweise durch eine UmfangsabschirmungseLektrode 80 umgeben.

Die X-AchseneLektrode 50 umfaßt eine VieLzahL von Streifen, z.B. Streifen 51, 52, 53 und 54, die Längs einer oberen Kante der TafeL 40 durch einen X-Achsenbus 58 miteinander verbunden sind. Die Streifen erstrecken sich nach unten vom Bus 58 quer über den größten TeiL der TafeL. Die Streifen sind paraLLeL zueinander. Ihre MittenLinien sind gLeichmäßig voneinander getrennt. EinzeLne Streifen nehmen in bezug auf die Breite von einem Ende der TafeL zur anderen progressiv zu. Somit ist der Streifen 52 breiter aLs der benachbarte Streifen 51. Der Streifen 53 ist breiter aLs der benachbarte Streifen 52. Ein eLektrisches SignaL, weLches auf den Streifen akkumuliert wird, wird über den Bus 50 zur X-AchsensignaL Leitung 59 geLeitet, weLche einen Leiter des Digita LumsetzertafeLkabeLs 48 umfaßt.

Die Y-AchseneLektrode 60 weist ein Sägenzahnmuster auf mit einzelnen Sägezähnen, welche mit dem gestreiften Muster der X-Achsenelektrode verschachtelt sind. Bei weiterer Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt die Y-Achsenelektrode eine Vielzahl von Sägezähnen 61, welche sich im wesentlichen quer zur.Digitalumsetzertafe I 40 erstrecken, wobei die Sägezähne 61 an der Kante der Tafel durch einen Y-Achsenbus 68 zusammengeschaltet sind. Jeder individuelle Sägezahn 61 umfaßt eine längliche schmale Fläche der Y-Achsenelektrode 60 mit Kanten 62 und 63, welche konvergieren, da sich der Sägezahn von dem Busbereich 68 zu einem schmalen oder engen Anschlußende 64 erstreckt, welches dem X-AchsenbusLei ter 58 gegenüberliegt. Die Sägezähne 61 sind voneinander gleichmäßig beabstandet und sind zwischen benachbarten Streifen eingefügt. Der Bus der Y-Achsenelektrode 60 ist mit der Digitalumsetze re Iektronik 100 über den Leiter 69 verbunden, welcher einen Teil des Kabels 48 bildet.

Die Elektrodenschicht'"A der Digitalumsetzertafel 40 umfaßt außerdem eine Balanceelektrode 70, welche die Oberfläche der Elektrodenschicht überdeckt, welche zwischen den Streifen und Sägezähnen der X-achsen- und Y-achsengemusterten Elektroden übrigbleibt. Bezugnehmend auf Fig. 3 nimmt die Balanceelektrode 70 die Form von gestreckten Beinen oder Armen, z.B. Beine 71, 72 und 73, an, wobei das Bein 71 und 72 den X-Achsenstreifen 51 flankiert und wobei die Beine 72 und 73 den nächsten benachbarten Sägezahn 71 flankieren. Die Beine der Balanceelektroden sind benachbart zum X-Achsenbus 50 und zum Y-Achsenbus 68 angeschlossen, z.B. sind die Beine 71 und 72 bei 74 angeschlossen, und zwar zwischen dem Streifenende 51 und dem Y-Achsenbus 68. Die Balanceelektrode weist einen Leiter 75 auf, welcher einen

Teil des Kabels 48 umfaßt, um ihn an die Digita LumsetzereLektronik 100 anzuschließen.

Die Elektrodenschicht A umfaßt weiter eine Abschirmungselektrode 80, welche um den Außenrand der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektroden verteilt vorgesehen ist. Die Abschirmungselektrode 80 kann zur Abschirmung des Kabels 48 angeschlossen sein, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Die Digitalumsetzertafel weist natürlich eine nutzvolle Oberfläche auf, welche jeweils auf die Fläche der Streifen und Sägezähne der X-Achsen- und Y-Achsene lektroden begrenzt ist. Die Nutzdigitalumsetzeroberfläche umfaßt nicht die X- und Y-Achsenbusse und auch nicht die

Umfangsabschi rmungselekt rode.

Es gibt eine Trennung zwischen den Elektroden, so daß sie getrennt leiten. Dieser Zwischenraum ist am besten in Fig. 4 veranschaulicht, welche eine vergrößerte Teilansicht der Elektrodenschicht A gemäß Fig. 3 beinhaltet. Mit besonderem Bezug auf Fig. 4 sind Sägezähne 61 der Y-Achsenelektrode 60, Streifen 51, 52 der X-Achsene lektrode 50 und Beine 71, 72 und 73 der Balanceelektrode 70 dargestellt. Ein kleiner Wert des Zwischenraums, welcher durch S angedeutet ist, ist zwischen allen benachbarten ELektrodenkanten vorgesehen.

Sogar Fig. 3 ist sehr stark vergrößert und schematisch zum Zweck der Illustration dargestellt. Es versteht sich, daß die tatsächlichen Streifen, Sägezähne und ihr Zwischenraum sehr viel feiner sind als dies aus der Fig. zu ersehen ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können näherungsweise fünf X-Achs'enmusterst rei f en und fünf

Y-Achsenmustersägezähne pro inch vorgesehen sein (1 inch = 25,4 mm). Der Betrag der Zunahme in der Breite von einem X-Achsenstreifen zum benachbarten X-Achsenstreifen kann ungefähr 0,01 inches CO,254 mm) betragen.

Vorzugsweise ist die KoppLungseLektrode 30 des Positionsanzeigers 20 derart größenmäßig ausgebildet und von der Tafel beabstandet, daß ihr Feld eine Vielzahl von Streifen und Sägezähnen bedeckt, vorzugsweise mindestens fünf. Somit sind einige Elemente der gemusterten Elektroden mit dem Positionsanzeiger zu irgendeiner gegebenen Zeit gekoppelt, so daß die Position des Positionsanzeigers in bezug auf irgendein individuelles Element kein Faktor im resultierenden Signal ist.

Es sollte vorzugsweise ein Schreib- oder Abtaststift des Types verwendet werden, welcher eine Elektrode in der Form eines Ringes oder einer anderen geeigneten Gestalt aufweist, welche einen Zeiger von feder ähnlicher Gestalt umgibt, der anstelle eines Positionsanzeigers verwendet werden sollte falls gewünscht, vorausgesetzt, daß die Schreibstiftelektrode genügend von den Tafelelektroden beabstandet ist, um eine elektrische Feldkopplung auszubreiten, um somit einen Mittelungseffekt in bezug auf irgendeinen besonderen Streifen oder Sägezahnelement zu erreichen.

Die X-Achsenelektrode 50, Y-Achsenelektrode 60, Balanceelektrode 70 und ABschirmüngselektrode 80 können Kupfer, Silber, leitende "Tinte" oder irgendeinen anderen Leiter umfassen, welcher auf einem gedruckten Schaltungsplattenmaterial aufgebracht ist, wobei das gedruckte Schaltungskartenmaterial die dielektrische Schicht 43 der Digita IumsetzertafeI 40 umfaßt. Andere

Herste LLungstechniken sind ebenfalls verwendbar einschließlich das Drucken der Elektroden in Form von leitender Tinte auf einem dünnen Film von entsprechendem Material und Anbringung des Filmes mit den auf ihm gedruckten Elektroden, entweder an der dielektrischen Schicht 43 oder der dielektrischen Oberschicht 42 der Digita lumsetzertafeI 40.

Ein Vorteil des Digitalumsetzers nach der Erfindung besteht darin, daß er nicht abhängig ist von der genauen Widerstandsfähigkeit der leitfähgen Elemente, wodurch ein gewisser Änderungswert in der Dicke der leitenden Elektroden.keinen Fehler im Ausgangssignal des Digitalumsetzers erzeugt. Dieses erlaubt weniger teuere Herstellungstechniken, wie sie beim Fertigen der Digitalumsetzertafel zu verwenden sind.

Der Digitalumsetzer 10 arbeitet durch elektrostatische Kopplung zwischen der Kopplungselektrode 30 des Positionsanzeigers 20 und der gemusterten X-Achsene lektrode 50, der gemusterten Y-Achsene lektrode 60 und der Balanceelektrode 70 der Digitalumsetzertafel 40. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Eingangssignal zum Positionsanzeiger geliefert, der mit den Elektroden der Tafel gekoppelt ist. Die resultierenden Signale an den Tafelelektroden werden verarbeitet, um eine X-Achsenkoordinate und Y-Achsenkoordinate der Lage des Positionsanzeigers auf der Tafel zu ermitteln. In den Fig. 5 und 6 ist die elektronische Wirkungsweise des Digitalumsetzers 10 veranschaulicht. In Fig. 5 ist der Positionsanzeiger 20 auf der Digitalumsetzertafel 40 an der linken Seite der Fig. positioniert. Der Positionsanzeiger 20 und die Tafel 40 sind schematisch dargestellt. Insbesondere ist die Tafel im allgemeinen

weniger Länglich oder gestreckt ausgebildet. Der Positionsanzeiger ist kleiner in bezug auf die Tafel. Der rechte Bereich von Fig. 5 umfaßt im allgemeinen das Elektronikpaket 100 des Digitalumsetzers 10.

Die X-Koordinate ist durch das Signal gegeben, welches vom Positionsanzeiger zum Streifen mit veränderlicher Breite der gemusterten X-Achsenelektrode gekoppelt wird. Die Y-Koordinate ist gegeben durch das Signal, welches durch den Positionsanzeiger zur sagenzahngemusterten Y-Achsenelektrode gekoppelt wird. Die BaLanceelektrode liefert ein drittes Signal, welches als "B" Signal weiter unten bezeichnet ist. Die Summe der Signale der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektroden ergibt die Stärke oder Größe des Gesamt signales, welches vom Positionsanzeiger gekoppelt wird. Die absoluten X-Achsen- und Y-Achsenkoordinaten ergeben sich durch

X-Koordinate ist proportional zu X/X+Y+B, Y-Koordinate ist proportional zu Y/X+Y+B,

wobei "X" gleich dem X-Achsensigna I, "Y" gleich dem Y-AchsensignaL und "B" gleich dem Balancesignal ist. Die verhältnismetrische Meßtechnik beseitigt den Fehler, welcher sonst durch die Änderung im Abstand zwischen dem Positionsanzeiger und der Digitalumsetzertafel verursacht werden würde.

Gemäß Fig. 5 umfaßt die Elektronik 100 zur Ausführung der verhäItniswertmetrisehen Messung einen RechteckosziLLator 105 zur Erzeugung eines RechteckweIlenausgangssigna les 110 (Fig. 6) mit einer festen Frequenz, vorzugsweise im Bereich von 10 kHz bis 1 mgH. Der RechteckweIlenosziILator 105 treibt eine abgestimmte LC Schaltung an, welche eine

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Induktivität 106 und eine Kapazität 107 aufweist, wobei das Ausgangssignat des Rechteckwellenoszillators durch einen Widerstand 108 zur Begrenzung der Belastung des Oszillators fließt. Die abgestimmten Schaltungselemente 106 und 107 liefern eine Vie Ifachspannungsverstärkung, um die Kopplungselektrode 30 durch den Leiter 26 des Kabels 25 zu beaufschlagen. Das Positionsanzeigersigna I ist in Fig. 6 mit 115 bezeichnet und ist um 90 phasenverschoben gegenüber dem Oszi I latorausgangssginaI, und zwar durch Wirkung der LC Schattung.

Das Signal auf der Kopplungselektrode 30 koppelt das elektrische Feld mit der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrode der Digitalumsetzertafel, wobei die Stärke des Signals, welches mit der X-Achsen- und Y-Achsenelektrode gekoppelt ist, abhängig ist von der Position des Positionsanzeigers auf der Tafel 40. In Übereinstimmung mit der Anordnung der dargestellten Elektroden wird ein stärkeres Y-Achsensigna I geliefert, wenn der Positionsanzeiger in der Nähe der unteren Kante der Tafel ist, wo die Sägezähne der Y-achsengemusterten Elektrode breiter sind. In ähnlicher Weise ist das X-AchsensignaL größer für Positionsanzeigerste I Lungen in Richtung zur rechten Seite der Tafel, wo die Streifen der X-achsengemusterten E'.ektrode breiter sind.

Die Signale der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektroden sind jeweils auf Leitern 59, 69 und 75 vorhanden. Diese Signale werden verarbeitet, wie dies aus den Fig. 5 und ersichtlich ist. Die Verarbeitung des X-Achsensigna Is ist durch 120 bezeichnet. Vorzugsweise sind die Y-Achsensigna Iverarbeitung 140 und die Ba Lancesigna Iverarbeitung 145 ähnlich. Daher wird ihre Beschreibung fortgelassen.

Das Signal der X-AchseneLektrode, welches auf dem Leiter 59 geliefert wird, wird durch einen Stromspannungsverstärker 122 verstärkt, um ein in Fig. 6 gezeigtes Signal 125 zu erzeugen. Dieses Signal ist um weitere 90 phasenverschoben gegenüber dem Oszillator, und zwar aufgrund der Kopplung. Das verstärkte Signal fließt durch ein Hochpaßfilter, welches aus einem Kondensator 123 und Widerständen 126 und 127 besteht, um jegliches 60 H-Frequenzrauschen zu beseitigen. Das gefilterte AC (Stromspannungs) Signal wird synchron mit einer Frequenz des Rechteckwellengenerators 105 mittels eines Schalters 130 geschaltet, wobei das gefilterte AC Signal über den Schalter 130 als Eingangssignal zu einem Operationsverstärker 131 übertragen wird.

Ein bedeutendes Merkmal der Signalverarbeitung im Digitalumsetzer 10 der Erfindung besteht im synchronen Verarbeiten der X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektrodensignale. In der X-Achsensigna I verarbeitung 120 wird das X-AchsensignaI zum Operationsverstärker 131 über den Schalter 130 geliefert, welcher bei einer Frequenz des Rechteckwellenoszillators 105 betrieben wird, welcher auch das Eingangssignal für den Positionsanzeiger erzeugt. Diese synchrone Verarbeitung der Signale beseitigt das Rauschen oder Aufnehmen oder Einstreuen bei allen anderen Frequenzen. Hieraus resultiert ein sehr großes Signa l/RauschverhäLtnis und eine verbesserte Genauigkeit in der Bestimmung der Koordinatenposition des Positionsanzeigers auf der Digita lumsetzertafe I 40.

Der Kondensator 132 und der Widerstand 133 wirken als Filter zur Reduzierung der Wechselstromwelligkeit bzw. des Netzbrummens am Ausgang des Operationsverstärkers 131, wodurch ein stabiles Spannungssignal, welches die

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X-Achsenposition des Positionsanzeigers anzeigt, auf der Leitung 134 erzeugt wird, bezeichnet mit "XDC". In Fig. 6 ist das X-AchsensignaL im Punkt P mit 136 bezeichnet. Es umfaßt einen positiven Bereich dargestellt bei 137, welcher auf die virtuelle Masse abgelenkt wird, wie dies mit 138 bezeichnet ist, wenn der Schalter 130 geschlossen ist. Der Punkt Q am Eingang des Operationsverstärkers 131 wird ebenfalls auf virtuelle Masse gehalten, und zwar durch die Rückkopplung mittels des Kondensators 13Z und des Widerstandes 133. Die Spannungsverstärkung ist im wesentlichen bestimmt durch das Verhältnis des Wertes des Widerstandes 133 zum Wert des Widerstandes 126. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 131 ist wie bereits zuvor erwähnt ein Gleichstromsignal mit einem Wert, der die X-Achsenposition des Positionsanzeigers auf der Tafel 40 anzeigt. Der Ausgang der

X-Achsensigna Iverarbeitungselektronik 120 ist in Fig. 6 mit 135 bezeichnet.

Die Y-Achsene lektroden- und Balanceelektrodensignale werden in ähnlicher Weise verarbeitet.

Die Ausgangssignale der X-AchsensignaIverarbeitung 120, der Y-Achsensigna Iverarbeitung 140 und der Ba lancesigna I verarbeitung 145 werden außerdem in einem Mikroprozessor 150 weiterverarbeitet. Insbesondere werden die Signale von Analogsignalen in Digitalwerte mittels eines Analog/Digitalwandlers 155 umgewandelt, welcher auf die Signale sequentiell mittels Schalter 151, 152 und 153 wirkt, die ebenfalls durch den Mikroprozessor betätigt werden. Die Abtastrate kann mit der Listenrate des Mikroprozessors für den Computer 2 zusammenfallen, typischerweise 10 bis 120 H. Der Mikroprozessor berechnet die Position des Positionsanzeigers in übereinstimmmung

mit der verhältn is wertmetrischen Messungstechnik und den Formeln wie oben erwähnt und Liefert die Position an den Computer 2 zur Benutzung und/oder Anzeige.

Alternativ kann die Digitalumsetzertafel auch durch sequentielle Eingabe von Signalen an die X-Achsen-, Y-Achsen- und Balanceelektroden betrieben werden, wobei die Positionsanzeigerelektrode als Ausgangselektrode verwendet wird. Der Betrieb in diesem Modus wird auch synchron ausgeführt, und zwar um einerseits ein hohes Signal/Rauschverhältnis zu erzielen und um andererseits die notwendige Unterscheidung zwischen den drei verwendeten Signalen aufrechtzuerhalten.

Es wurde ein verbesserter Digitalumsetzer beschrieben, welcher die Aufgabe der Erfindung vollkommen löst. Der Gegenstand der Erfindung umfaßt auch verschiedene Änderungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der beschriebenen Art.

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Claims

/ 43 382 q/gt Satish K. Dhawan, New Haven, Conn. / USA ELEKTROSTATISCHER FLÄCHENMUSTERGEKOPPELTER DIGITALUMSETZER Patentansprüche:

1. Digita Lumset zer,

gekennzeichnet durch

a) eine Digita Lumset zertafeL mit zwei ELektroden, von denen die erste ELektrode ein Muster aufweist, weLches sich mit einer ersten Koordinate in einem Zweikoordinatensyst em ändert und von denen die zweite ELektrode ein Muster aufweist, das sich mit der zweiten Koordinate im Zweikoordinatensystern ändert,

b) einen Positionsanzeiger, der auf der

Di g i ta Lumset zertaf e L bewegbar ist, w'obei der Positionsanzeiger eine KoppLungseLektrode für eine eLektrostati sehe FeLdkoppLung mit der ersten und zweiten gemusterten ELektrode der DigitaLumsetzertafeL aufweist,

c) eine SignaLerzeugungseinrichtung, weLche zur Eingabe eines eLektrischen SignaLs mit der KoppLungseLektrode des Positionsanzeigers verbunden ist, um hierdurch eine eLektrostatisehe FeLdkoppLung mit und eLektrische SignaLe auf jeder der ersten und zweiten gemusterten ELektrode aufzubauen, wobei die eLektrischen SignaLe auf der ersten und zweiten gemusterten ELektrode geeignet sind, die Position des Positionsanzeigers im Zweikoordinatensystern anzuze igen, und

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d) eine elektronische Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten des Positionsanzeigers im Zweikoordinatensystern aus den elektrischen Signalen auf der ersten und zweiten gemusterten Elekt rode .

2. Digitalumsetzer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite gemusterte Elektrode koplanar sind.

3. Digitalumsetzer nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zweikoordinatensystem das orthogonale Χ-Υ-Achsenkoordinaten system ist und daß die erste oder zweite gemusterte Elektrode eine Vielzahl von Leitenden Streifen aufweist, welche längs eines Endes miteinander verbunden sind, wobei die Streifen eine fortschreitend bzw. progressiv ansteigende Breite aufweisen, beginnend von einer Seite der Tafel und fortschreitend in Richtung auf die entgegengesetzte Seite der Tafel, und daß die andere gemusterte Elektrode 'eine Vielzahl von länglich ausgebildeten Sägezähnen aufweist, die zwischen die Streifen geschachtelt sind, wobei die Sägezähne auch an einem Ende miteinander verbunden sind, wobei eine der gemusterten Elektroden ein X-AchsenanzeigesignaI und die andere gemusterte Elektrode ein Y-Achsenanzeigesignal liefert.

4. Digitalurasetzer nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Balanceelektrode koplanar mit den Streifen und Sägezahnmusterelektroden angeordnet sind und den Zwischenraum zwischen ihnen einnimmt, wodurch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektroden das

EndausgangssignaL der DigitaLumsetzertafeL biLden und daß die X-Achsenkoordinate des Positionsanzeigers proportional dem X-AchsensignaI geteilt durch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektroden ist und daß die Y-Achsenkoordinatenposition proportional dem Y-AchsensignaI geteilt durch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektrodensignale i st.

5. Digitalumsetzer nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feld der Kopplungselektrode des Positionsanzeigers kreisförmig ist und mindestens vier Streifen und Sägezähne überdeckt.

6. Digitalumsetzer nach Anspruch 4,

dadurch gekennzei c h η e t , daß die Kopplungselektrode des Positionsanzeigers eine zentrale öffnung aufweist, welche zur Tafeloberfläche hin transparent ist, in der eine Marke das Zentrum der Kopplungsdiode anzeigt.

7. Digitalumsetzer nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Tafel eine Umrandungsabschirmungselektrode aufweist, die koplanar mit der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektrode ist und diese umgibt, um sie gegen Interferenzen bzw. Störungen abzuschirmen.

8. Digitalumsetzer nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsanzeiger außerdem eine Abschirmungselektrode aufweist, die auf der entgegengesetzten Seite der

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Positionsanzeigerkopplungselektrode der Digitalumsetzertafel vorgesehen ist und von der PositionsanzeigerkoppLungseLektrode durch ein dielektrisches Abstands- oder Zwischenteil getrennt ist, um die Positionsanzeigerkopplungselektrode von einer Interferenz bzw. Störung abzuschirmen.

9. Digitalumsetzer nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsanzeigerabschirmungselektrode größer ist als die Positionsanzeigerkopplungselektrode und über diese heraus ragt.

10. Digitalumsetzer nach Anspruch 9,

dadurch- gekennzeichnet, daß die Digitalumsetzertafel außerdem eine ebene Grund- oder Masseelektrode aufweist, die auf der entgegengesetzten Seite der Streifen-., Sägezahn- und BaLanceelektrode von der Positionsanzeigerkopplungselektrode angeordnet ist und von der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektrode durch eine dielektrische Schicht der Digitalumsetzertafel getrennt ist.

11. Digitalumsetzer nach Anspruch 4 ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen der streifengemusterten Elektrode gleichmäßig mit Zwischenabstand versehen sind und daß die progressive Zuwachsrate der Breite der Streifenelektroden ungefähr 0,001 inch (0,254 mm) ist und wobei die Sägezähne der sägezahngemusterten Elektrode gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

12. Digitalumsetzer nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens

vier st reifenförmige und sägezahnförmige Elektroden pro inch (25,4 mm) vorgesehen sind.

13. Digita Lumset zer nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Digita LumsetzertafeL eine erste und zweite Schicht aus dielektrischem Material mit ersten und zweiten gemusterten Elektroden und dazwischen die Balanceelektrode aufweist.

14. Digitalumsetzer nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten gemusterten Elektroden sowie die Balanceelektrode ein leitfähiges Material aufweisen, welches auf einer der ersten oder zweiten Schichten des dielektrischen Materials abgelagert ist.

15. Digitalumsetzer nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten gemusterten Elektroden und die Balanceelektrode eine leitende Druckflüssigkeit aufweisen, die auf einem dünnen Film des dielektrischen Materials gedruckt ist, wobei der Film zwischen den ersten und zweiten Schichten des dielektrischen Materials verteilt ist.

16. Digitalumsetzer nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Umrandungsabschirmungselektrode vorgesehen ist, welche die erste und zweite gemusterte Elektrode und die Balanceelektrode umgibt, wobei die Umrandungsabschirmungselektrode zwischen den ersten und zweiten Schichten des dielektrischen Materials positioniert ist.

17. Digitalumsetzer nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus dielektrischen) Material eine Oberseitenoberfläche der Digitalumsetzertafel umfaßt, auf der der Positionsanzeiger verwendet wird und außerdem eine Grund- oder Massenebeneelektrode umfaßt, welche im wesentlichen das zweite Dielektrikum auf der entgegengesetzten Seite von der ersten und zweiten gemusterten Elektrode und der Balanceelektrode überdeckt.

18. Digitalumsetzer nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal zur Positionsanzeigerkopplungselektrode ein elektrisches Wechselstromsignal ist und daß die elektrischen Ausgangssignale der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektrode ebenfalls Wechselstromsignale mit der gleichen Frequenz sind, daß die Ausgangssignale der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektroden synchron mit dem Eingangssignal ermittelt werden, wodurch die Interferenz bzw. Störung verringert wird und wodurch ein hohes Signalrauschverhältnis im Ausgangssignal der Digitalumsetzertafel geliefert wird.

19. Digitalumsetzer nachAnspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Eingangssignales im Bereich von 10 kHz bis 1 uiHz liegt.

20. Digitalumsetzer,
gekennzeichnet durch

a) eine Digitalumsetzertafel mit zwei Elektroden, von denen die erste Elektrode ein Muster aufweist.

welches sich mit einer ersten Koordinaten in einem Zweikoordinatensystern ändert und die zweite Elektrode ein Muster aufweist, welches sich mit der zweiten Koordinate im Zweikoordinatensystern ände rt,

b) einen Positionsanzeiger,, der auf der Digitalumsetzertafel bewegbar ist, wobei der Positionsanzeiger eine Kopplungselektrode zur Kopplung mit der ersten und zweiten gemusterten Elektrode der Digitalumsetzertafel aufweist,

c) eine Signalerzeugungseinrichtung, welche zur Eingabe eines elektrischen Signales alternierend an die erste und zweite gemusterte Elektrode der Digitalumsetzertafel angeschlossen ist, und hierdurch eine elektrostatische Feldkopplung mit sowie ein elektrisches Signal auf der Kopplungselektrode des Positionsanzeigers schafft, wobei das Signal auf der

Positionsanzeigerkopplungselektrode alternierend die Position des Positionsanzeigers in jeder Koordinate des Zweikoordinatensystems anzeigt, und

d) eine elektronische Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten des Positionsanzeigers im Zweikoordinatensyst em aus den Signalen, die mit der Positionsanzeigerelektrode der ersten und zweiten gemusterten Elektrode gekoppelt sind.

21. Di g i ta lums.et ze r nach Anspruch 20,

dadurch gekennzei chnet, daß die erste und zweite gemusterte Elektrode sich in einer Ebene befinden.

22. Digitalumsetzer nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet, daß das

Zweikoordinatensystem das orthogonale Χ-Υ-Achsenkoordinatensyst em ist, daß die erste oder zweite gemusterte Elektrode eine Vielzahl von leitenden Streifen umfaßt, die an einem Ende miteinander verbunden sind, wobei die Streifen eine progressiv zunehmende Breite aufweisen beginnend von einer Seite der Tafel und fortschreitend in Richtung der entgegengesetzten anderen Seite der Tafel, und daß die andere Elektrode eine Vielzahl von länglichen Sägezähnen aufweist, die zwischen den Streifen verschachtelt angeordnet sind, wobei die Sägezähne ebenfalls an einem Ende miteinander verbunden sind, wodurch eine der gemusterten Elektroden ein X-Achsenanzeigesignal an die

Positionsanzeigerkopplungselektrode liefert, während die andere gemusterte Elektrode ein Y-AchsenanzeigesignaI an die

Positionsanzeigerkopplungselektrode übermittelt. ^!

23. Digitalumsetzer nach Anspruch 2 2/ dadurch gekennzeichnet, daß eine Ba lanceeLektrode vorgesehen ist, die in einer Ebene mit der streifen- sägezahngemusterten Elektrode liegt und den dazwischen befindlichen Platz einnnimmt, wodurch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektroden das gesamte Ausgangssignal der Digitalumsetzertafel liefert, und daß die X-Achsenkoordinate des Positionsanzeigers proportional, dem X-AchsensignaI geteilt durch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektroden ist, und daß die Y-Achsenkoordinatenposition proportional zum Y-AchsensignaI geteilt durch die Summe der Streifen-, Sägezahn- und Balanceelektrodensignale ist.

24. DigitaLumsetzer nach Anspruch 23,

dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal für die erste und zweite gemusterte Elektrode und Balanceelektrode ein elektrisches Wechselstromsignal ist, und daß die elektrischen Ausgangssignale der Positionsanzeigerkopplungselektrode ebenfalls Wechselsignale mit gleicher Frequenz sind, wobei die Ausgangssignale der Positionsanzeigerkopplung selektrode synchron mit den Eingangssignalen ermittelt werden, wodurch die Interferenz bzw. Störung vermindert wird und ein hohes Signa I rauschverhäItnis im Ausgangssignal der Digitalumsetzertafel geschaffen wird.

25. Digitalumsetzer,.,
gekennzeichnet durch

a) eine Digitalumsetzertafel mit zwei Elektroden, wobei die erste Elektrode ein Huster aufweist, das sich mit einer ersten Koordinate in einem Zweikoordinatensyst em ändert, und wobei die zweite Elektrode ein Muster aufweist, das sich mit der zweiten Koordinate im Zweikoordinatensystem ändert,

b) ein Schreib- oder Abtaststift, der auf der Digitalumsetzertafel bewegbar ist, wobei der Schreibstift eine Kopplungselektrode für eine elektrostatische Feldkopplung mit der ersten und zweiten gemusterten Elektrode der Digitalumsetzertafel aufweist,

c) eine Signalerzeugungseinrichtung, die zur Eingabe eines elektrischen Signals an die Kopplungselektrode des Schreibstiftes angeschlossen ist, um eine elektrostatische Kopplung mit und elektrische für die ersten oder

zweite gemusterte Elektrode zu schaffen, wobei die elektrischen Signale auf der ersten und zweiten gemusterten Elektrode die Position des Schreibgriffels im Zweikoordinatensystem anzeigen, und

d) eine elektronische Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten des Schreibgriffels im Zweikoordiantensystem aus elektrischen Signalen auf der ersten und zweiten gemusterten Elektrode.

26. Digita Lumset zer,

gekennzeichnet durch

a) eine Digitalumsetzertafel mit zwei Elektroden, wobei die erste Elektrode ein Muster aufweist, das sich mit einer ersten Koordinate in einem Zweikoordinatensystem ändert und wobei die zweite Elektrode ein Muster aufweist, das sich mit der zweiten Koordinate im Zweikoordinatensystern ändert,

b) ein Schreibgriffel, welcher auf der Digitalumsetzertafel bewegbar ist, wobei der Schreibgriffel eine Kopplungselektrode für die Kopplung mit der ersten und zweiten gemusterten Elektrode der Digitalumsetzertafel umfaßt,

c) eine Signalerzeugungseinrichtung, die für die Eingabe eines elektrischen Signals abwechselnd an die erste und zweite gemusterte Elektrode der Digitalumsetzertafel angeschlossen ist, um eine elektrostatische Feldkopplung mit und ein elektrisches Signal auf der Kopplungselektrode des Schreibgriffels zu schaffen, wobei das Signal auf der Schreibgriffelkopplungselektrode abwechselnd die Position des Schreibgriffels in jeder Koordinate des Zweikoordinatensystems anzeigt, und

d) eine elektronische Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten des SchreibgriffeLs im Zweikoordinatensystem aus den Signalen, welche mit der Schreibgriffelelektrode von der ersten und zweiten gemusterten Elektrode gekoppelt wird.

27. Digitalumsetzer nach Anspruch 26, dadurch gekennzei chnet, daß die erste und zweite gemusterte Elektrode sich in einer Ebene befinden.