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Bertflirungsempfindliches Graphiktableau für ein
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Rechner-GraDhiksystem Die Erfindung bezieht sich auf ein berührungsempfindliches
Graphiktableau für ein Rechner-Graphiksystem mit einem flachen transparenten Grundkörper,
der an seinen Flachseiten mit einem Muster von transparenten, metallischen Elektroden
versehen ist, die eine Vielzahl von druckempfindlichen elektrischen Schaltelementen
bilden, denen ein Auslöseelement zugeordnet ist.
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In Rechner-Graphiksystemen werden bekanntlich berUhrungsempfindliche
Graphikbildschirme verwendet, die in Verbindung mit einem kapazitiven Aufnehmer
in der Form eines Griffels die direkte Übernahme von gezeichneten Strichen Punkt
für Punkt in den Rechner ermöglichen.
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Kapazitive berührungsempfindliche Bereiche auf dem Graphikbildschirm
werden gebildet durch ein Muster von transparenten, metallischen Elektroden, die
auf einem ebenfalls transparenten Grundkörper angeordnet sind (Electronic Design,
15. Okt. 1981, Seiten 61 bis 64).
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Die Berührung erfolgt durch einen elektrisch leitenden Griffel, der
einen druckempfindlichen Schalter enthält und mit dem der Bedienende den Rechner
über die Position des Berührungspunktes informiert. Dieser Griffel kann Punkte,
Striche und Konturen übertragen und graphische Bilder erzeugen oder ändern (Hewlett-Packard
Journal, Jan. 1981, Seiten 15 bis 17).
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein transparentes Graphiktableau
anzugeben, das über einen oder vor einen Bildschirm gesetzt werden kann und über
das verschiedene Teilnehmer an verschiedenen Orten einschreiben können. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Damit
erhält man ein berührungsempfindliches Graphiktableau mit einfachem Aufbau, das
in einfacher Weise beschrieben und ausgelesen werden kann.
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Durch Auflegen eines transparenten Papieres auf das Graphiktableau
kann mittels Bleistift nicht nur das Elektronenbild, sondern zugleich ein Papier
original angefertigt werden; Hardcopy o. ä. kann damit entfallen. Einflüsse, wie
Staub oder Feuchtigkeit, bleiben praktisch unwirksam, da ein nahezu beliebiger Gegenstand
als Schreib stift benutzt werden kann und das Tableau selbst geschützt ist.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug
genommen, in deren Figur 1 der Aufbau eines Graphiktableaus nach der Erfindung schematisch
dargestellt ist. In Figur 2 ist die Signalbildung und die Abfrage des Graphiktableaus
veranschaulicht.
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In der Ausführungsform eines Graphiktableaus nach Figur 1 ist ein
transparenter Grundkörper 2 aus Silikongießharz, der in der Figur nicht dargestellte
transparente, elektrisch leitfähige Einlagen enthält, an seiner Unterlage mit parallel
zueinander angeordneten streifenförmigen, metallischen Zeilenelektroden 4 bis 7
und an seiner Oberseite mit in gleicher Weise gestalteten Spaltenelektroden 8 bis
11 versehen. Die jeweils auf einer der Flachseiten angeordneten Zeilen- und Spaltenelektroden
sind rechtwinklig zueinander angeord-
r net und bilden mit ihren
Kreuzungspunkten eine Matrix von berührungsempfindllchen elektrischen Schaltelementen.
Die Zeilenelektroden 4 bis 7 und die Spalteelektroden 8 bis 11 können vorzugsweise
aus einer Schicht aus einem Metall der Platingruppe, beispielsweise Palladium oder
Indium, insbesondere Platin, bestehen, deren Dicke 30 nm nicht wesentlich überschreitet
und vorzugsweise höchstens 3 nm beträgt.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Dicke der Elektroden
auf höchstens 1 nm zu beschränken. Diese Schichten können durch Aufdampfen oder
Aufsputtern bei einer Temperatur aufgebracht werden, die Zimmertemperatur nicht
wesentlich überschreitet und auf höchstens etwa 370 K begrenzt ist. Ferner kann
als Zeilenelektroden 4 bis 7 und Spaltenelektroden 8 bis 11 eine transparente Metalloxidauflage,
beispielsweise ein mit etwa 10 % Zinn dotierter Indiumoxidfilm In203, vorgesehen
sein, der unter der Kurzbezeichnung ITO (indium tin oxide) bekannt ist. Dieser Film
kann hergestellt werden durch Sputtern in einer Argon-Sauerstoffatmosphäre. Er ist
im Bereich der Wellenlangen des sichtbaren Lichts transparent.
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Diese Baueinheit ist auf einer Trägerplatte 12 aus einem transparenten
Material angeordnet, die beispielsweise aus Glas bestehen kann. Das Graphiktableau
ist an seiner oberen Flachseite mit einer Schutzschicht 14 versehen, die beispielsweise
aus einem transparenten Kunststoff bestehen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Trägerplatte 12 mit den
Zeilenelektroden 4 bis 7 versehen werden, die dann vorzugsweise aus ITO-Elektrodenstreifen
bestehen.
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Die elektrisch leitfähigen Einlagen des Grundkörpers 2 verleihen dem
Graphiktableau einen druckabhängigen elektrischen Widerstand. Damit kann nach Figur
2 durch Aufdruck eines als Griffel gestalteten Auslöseelements 16 jeweils ortsabhängig
und kurzzeitig ein niederohmiger Kontakt erzeugt und durch eine übliche Abtasteinrichtung
mit einem Zeilenscanner 18 und einem Spaltenscanner 20 an den Zeilenelektroden 4
bis 7 und den Spaltenelektroden 8 bis 11 abgefragt bzw. geortet werden. Wird beispielsweise
über die Zeilenelektrode 5 im Scan-Verfahren ein Strom eingespeist, so wird er an
dem Wandlerelement, auf dem das Abtastelement 16 lastet, in die Spaltenelektrode
9 weitergeleitet.
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Dieses Scan-Verfahren ist an sich von Dateneingabe-oder Schreibtastaturen
her bekannt, jedoch sind dort weitere Maßnahmen zur Realisierung des sogenannten
n-key-roll over" notwendig, die hier entfallen. Die örtliche Steigerung der elektrischen
Leitfähigkeit beim Aufdrücken des Abtastelements 16 kommt durch die gegenseitige
Berührung der eingebetteten Einlagen im Grundkörper 2 zustande oder bereits durch
Elektronentunneln, sobald sich die Einlagen nahezu berühren. Das an der Spaltenelektrode
9 ausgelesene Signal wird in Verbindung mit dem Ansteuersignal der Zeile 5 zur Hellsteuerung
einer Kathodenstrahlbildröhre verwertet.
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Die elektrisch leitfähigen Einlagen des Grundkörpers 2 werden in ihrer
Größe, Form und Verteilungsdichte so ausgewählt und eingebettet, daß in Abhängigkeit
von der Schichtdicke des Grundkörpes 2 genügende Transparenz gegeben ist und praktisch
keine diffuse Lichtstreuung auftritt. Die Einlagen können vorzugsweise aus dünnen
Metallteilchen, insbesondere aus ITO-Teilchen, bestehen.
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In einer besonderen Ausführungsform des Graphiktableaus sind als Einlagen
des Grundkörpers 2 Glaskugeln vorgesehen, die mit einer ITO-Schicht versehen sind,
deren Dicke beispielsweise 50 bis 100 i betragen kann. Diese ITO-Auflage kann beispielsweise
durch Aufdampfen, vorzugsweise durch Aufsputtern oder auch durch Ionenplattieren,
aufgebracht werden. Beim Auf sputtern der ITO-Schicht kann die als Substratteller
ausgebildete Elektrode nach Art eines Rütteltisches bewegt werden, um eine Rundum-Beschichtung
zu gewährleisten. Die Größe der Glaskugeln oder auch der Einlagen aus anderem Material
kann in Form und Verteilung, d.h. ihrer Packungsdichte, in einfacher Weise an die
geforderten Bedingungen angepaßt werden, wie beispielsweise an eine gewünschte Dicke
des Grundkörpers oder dessen Flexibilität. Die Einstellung des druckabhängigen Widerstandes,
d.h. der Kennlinie des Grundkörpers 2, kann ebenfalls huber die Stärke der leitfähigen
Beschichtung der Einlagen, die Größe der Einlagen, ihre Packungsdichte sowie ihre
Verteilung eingestellt werden. Ferner ist Plexiglas mit einer ITO-Beschichtung sowie
mit einer Metallbeschichtung, beispielsweise aus Gold oder Platin, geeignet. Die
Dicke dieser Metallschichten wird im allgemeinen nur wenige nm betragen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Graphiktableaus besteht der
Grundkörper 2 aus einer abwechselnden Folge von sehr dünnen Schichten aus Silikongießharz
und transparenten Schichten aus elektrisch leitendem Material, Diese elektrisch
leitenden Schichten können beispielsweise auf dünne Gießharzfolien aufgedampft sein.
Mehrere aufeinandergestapelte bedampfte Folien bilden dann den Grundkörper 2.
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Durch die Verwendung von Glas als Trägerplatte 12 erhält man ein mechanisch
stabiles Graphiktableau. Der Glasträger kann jedoch auch durch einen Kunststoffträger
mit ausreichender Transparenz ersetzt werden.
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Durch die Verwendung einer flexiblen Trägerplatte 12 sind auch Krümmungen
und Wölbungen des Graphiktableaus möglich, so daß Anpassungen an Arbeitsplatzbedingungen
und Sekundärgeräte möglich sind.
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Durch eine besondere Befehlsgebung für den Rechner des Rechner-Graphiksystems,
beispielsweise durch einen Knopfdruck, vor dem Abtasten erhält man eine Löschfunktion
des Systems. Damit können Zeichen und Striche durch einfaches Nachfahren in der
Art des Radierens wieder gelöscht werden.
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2 Patentansprüche 2 Figuren
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