DE69032091T2

DE69032091T2 - Eingabesystem mit berührungsempfindlicher Widerstandsfilmtafel

Info

Publication number: DE69032091T2
Application number: DE69032091T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Akebi; Hisao Itaya; Satoru Nakagawa; Minoru Okabe
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2010-11-14
Also published as: EP0435438B1; EP0435438A2; EP0435438A3; US5181030A; DE69032091D1

Description

Hintergrund der Erfindung

(1) Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Eingabesystem, das eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel und eine Einrichtung zum Bestimmen einer niedergedrückten Position der Berührungstafel, insbesondere eine, die eine Einrichtung zur Durchführung der obigen Bestimmung durch die Verwendung einer Änderung bei einem elektrischen Potential einschließt, die auftritt, wenn die Berührungstafel gedrückt wird.

(2) Beschreibung des Standes der Technik

Ein einfaches Eingabesystem, das eine Berührungstafel und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer niedergedrückten Position der Berührungstafel und zum Ausgeben eines Signals einschließt, das die zweidimensionalen Koordinaten der Position angibt, wird weitverbreitet in Kombination mit einer Zeichenanzeigeeinrichtung (Kathodenstrahlröhre (CRT), Fülligkristallanzeige (LCD) oder (PDP)) oder Ähnlichem verwendet.
In einem Eingabesystem, das eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel einschließt, wird eine niedergedrückte Position der Berührungstafel, nämlich die Position, wo die Widerstandsfilme einander berühren, auf der Grundlage des Widerstandswerts der Position - im Gegensatz zur Verwendung der Kapazität - erfaßt.
Herkömmlicherweise sind zwei Arten von Berührungstafeln, die Widerstandsfilme umfassen, angeboten worden: Analogsystem- Berührungstafeln und Matrixsystem-Berührungstafeln.
Fig. 1 zeigt eine Analogsystem-Berührungstafel. Zwei Widerstandsfilme 91 und 92 stehen einander mit einem gewissen Abstand dazwischen gegenüber. Der Film 91 hat äußere Verbindungselektroden 93 und 94 entlang seiner Enden, wobei sich die Enden entlang einer Y-Achse erstrecken, und der Film 92 hat äußere Verbindungselektroden 95 und 96 entlang seiner Enden, wobei sich die Enden entlang einer X-Achse erstrecken. Bei dieser Konstruktion wird eine niedergedrückte Position A oder B erfaßt, indem ein Widerstandswert r&sub1; und r&sub3; zwischen der Position A oder B und der äußeren Verbindungselektrode 95 und ein Widerstandswert r&sub2; oder r&sub4; zwischen der Position A oder B und der äußeren Verbindungselektrode 93 bestimmt wird und dann der erhaltene Widerstandswert in eine Spannung umgewandelt wird, die durch die Elektroden 94 oder 96 ausgegeben wird.
Wenn die zwei Punkte A und B gleichzeitig niedergedrückt werden, werden r&sub1; und r&sub3; parallel verbunden und r&sub2; und r&sub4; werden parallel verbunden, wodurch kombinierte Widerstände gebildet werden. Die Spannung wird durch die kombinierten Widerstände unterteilt, was das Auffinden einer Position ergibt, die weder A noch B ist. Deshalb ist die genaue Bestimmung von zwei niedergedrückten Positionen bei dieser Konstruktion unmöglich.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt eine Matrixsystem-Berührungstafel eine Mehrzahl von streifenförmigen Widerstandsfilmen 101, die parallel angeordnet sind, und eine Mehrzahl streifenförmiger Widerstandsfilme 102, die parallel angeordnet sind. Die Filme 101 erstrecken sich entlang der X-Achse, und die Filme 102 erstrecken sich entlang der Y-Achse, wobei die Filme 101 und die Filme 102 einen gewissen Abstand dazwischen haben. Eine niedergedrückte Position wird bestimmt, indem unter Verwendung einer geeigneten Abtasteinrichtung herausgefunden wird, welche Filme einander berühren.
Da jeder Film eine damit verbundene Leitung aufweist, ist eine große Anzahl von Leitungen notwendig, was bewirkt, daß der Verdrahtungsbereich zu groß verglichen mit dem Erfassungsbereich der Berührungstafel ist. Auch wird eine große Anzahl von Eingangsschaltkreiskomponenten verlangt. Diese Tatsachen erhöhen die Größe des Systems und die Herstellungskosten.
Mit dem Bemühen, die Anzahl der Anschlußleitungen zu minimieren, werden heutzutage Berührungstafeln mit verschiedener Anzahl von Filmen für unterschiedliche Verwendungen hergestellt. Jedoch die Notwendigkeit, Produkte mit veränderlicher Anzahl von Filmen herzustellen, führt zu weiteren Schwierigkeiten, wie der Verwaltung der verschiedenen Komponenten.
JP-A-59 127 181 offenbart eine Widerstandsberührungstafel, die einen leitenden Film, der in Teile auf einer Seite eines drukkempfindlichen Flächenelements unterteilt ist, zusammen mit einem Widerstandsfilm umfaßt, der auf der anderen Seite des Flächenelements vorgesehen ist. Eine Spannung wird den Teilen des leitenden Films einzeln über Schalter zugeführt. Wenn ein Druck auf einen Punkt auf der Berührungstafel ausgeübt wird, macht einer der Teile des leitenden Films eine Berührung mit dem darunterliegenden Widerstandsfilm. Beide Koordinaten dieses Punktes werden bestimmt, indem der Spannungsabfall über externe Widerstände gemessen wird, die mit dem darunterliegenden Widerstandsfilm verbunden sind. Dem Oberbegriff des jeweiligen Anspruchs 1 und 12 liegt JP-A-59 127 181 zugrunde.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß hat diese Erfindung eine Zielsetzung, ein Eingabesystem anzugeben, das eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel und eine Bestimmungseinrichtung für eine niedergedrückte Position einschließt, um genau zwei oder mehrere gleichzeitig niedergedrückte Position mit einer minimierten Anzahl an Verbindungsleitungen zu bestimmen.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird die obige Zielsetzung durch ein Eingabesystem erfüllt, wie es durch Anspruch 1 festgelegt ist. Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel geschaffen, die durch den Anspruch 12 festgelegt ist. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
Bei der vorliegenden Erfindung verlangt, da sich der erste Widerstandsfilm in einer ersten und zweiten Richtung erstreckt, die Berührungstafel ungefähr nur die Hälfte Elektroden verglichen mit der Berührungstafel vom Matrixsystem, sowie einen kleineren Verdrahtungsbereich und weniger Eingangsschaltkreisbauteile. Somit wird eine einfache Konstruktion mit niedrigeren Herstellungskosten erhalten. Wenn zwei oder mehrere Positionen gleichzeitig niedergedrückt werden, können die streifenförmigen, zweiten Widerstandsfilme einzeln wenigstens in der ersten oder zweiten Richtung ausgewählt werden, um zu ermöglichen, daß jede der Positionen genau bestimmt wird.
Auch werden gemäß einem bevorzugten Merkmal die Potentiale an beiden Enden von jedem streifenförmigen Widerstandsfilm abwechselnd bestimmt. Selbst bei einem Bereich, der durch zwei oder mehrere Punkt, die niedergedrückt sind, festgelegt ist, kann der äußere Umfang davon mit einer kleinen Anzahl von Verbindungsleitungen bestimmt werden.
Des weiteren kann, wenn die Berührungstafel einen Widerstandsfilm umfaßt, der sich zweidimensional erstreckt und auf der oberen Grundschicht gebildet ist, auf die eine äußere Kraft angewendet werden soll, und eine Mehrzahl von streifenförmigen Widerstandsfilm auf der unteren Grundschicht gebildet sind, die Berührungstafel leicht hergestellt werden, und des weiteren wird die Produktionsrate aus den folgenden Gründen erhöht.
Die obere Grundschicht sollt dünn sein, weil sie durch einen Finger oder Ähnliches gedrückt wird. Es sollte viel Sorgfalt beim Bilden des Widerstandsfilm auf einer solchen dünnen, oberen Grundschicht aufgewandt werden. Da keine Laserbeschneidung oder andere Verarbeitung beim Bilden der Widerstandsschicht, die sich zweidimensional erstreckt, im Gegensatz zu streifenförmigen notwendig ist, besteht keine Sorge, die obere Grundschicht zu verderben.
Andererseits wird für die untere Grundschicht eine harte und dicke Platte verwendet, die fest genug ist, eine Laserbeschneidung zum Bilden der streifenförmigen Widerstandsfilme zu überstehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Zielsetzungen, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von ihr offensichtlich&sub1; die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, die besondere Ausführungsform der Erfindung darstellen. In den Zeichnungen:
Fig. 1 und 2 sind Ansichten, die herkömmliche Berührungstafeln zeigen;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Berührungstafel einer Ausführungsform gemäß dieser Erfindung;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der A-A Linie der Fig. 3;
Fig. 5a und Fig. 5b zeigen Konstruktionsbeispiele eines Widerstandsfilms;
Fig. 6 zeigt eine Gesamtkonstruktion der Ausführungsform;
Fig. 7a, 7b und 7c zeigen das Prinzip der Bestimmung der niedergedrückten Position;
Fig. 8, 9 und 10 zeigen andere Ausführungsformen dieser Erfindung;
Fig. 11 ist eine perspektivische Sprengdarstellung einer noch anderen Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 12 ist eine Ansicht der Ausführungsform der Fig. 11, die mit einer Zeichenanzeigeeinrichtung kombiniert ist;
Fig. 13 ist eine Unteransicht einer oberen Platte der Ausführungsform der Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf eine untere Platte der Ausführungsform der Fig. 11;
Fig. 15 ist eine Ansicht, die eine gedruckte Schaltkreiskarte des Systems der Fig. 11 zeigt;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils A der Fig. 15;
Fig. 17 ist eine Ansicht einer noch anderen Ausführungsform dieser Erfindung; und
Fig. 18, 19 und 20 sind Ansichten von Abänderungen der Fig. 17.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform gemäß dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 8 beschrieben.
Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, umfaßt eine Berührungstafel des Systems zwei Isoliergrundschichten 1 und 2, einen Widerstandsfilm 3, eine Mehrzahl von Widerstandsfilmen 4 (acht bei dieser Ausführungsform) und Abstandsstücke 5, um einen gewissen Abstand zwischen den Widerstandsfilmen 3 und 4 beizubehalten. Die Filme 3 und 4 sind jeweils auf Hauptoberflächen 1a und 2a der Grundschichten 1 und 2 gebildet.
Die Isoliergrundschichten 1 und 2 sind aus transparenten Polyethylenterephthalatfilmen bei dieser Ausführungsform gebildet. Ebenso sind Glas, Kunststoffe und andere Isoliermaterialien verwendbar, die eine geeignete Flexibilität oder Elastizität haben.
Der Widerstandsfilm 3 erstreckt sich entlang der X und Y Achsen, die sich miteinander senkrecht kreuzen. Der Widerstandsfilm 3 hat erwünschter Weise einen gleichförmigen Oberflächenwiderstandswert (wird einfach als Widerstandswert nachfolgend bezeichnet) zur genauen Bestimmung mit der maximalen Toleranz von ±2%. Ein solcher Film wird durch Aufstäuben, Ionenbeschichtung oder Beschichtung mit einem Oxid aus Indium und Zinn oder anderer Metalle oder Metalloxide hergestellt. Der Widerstandsfilm 3 hat äußere Verbindungselektroden (bspw. aus Silber gebildet) an beiden Enden davon, wobei sich die Enden entlang der Y Achse erstrecken.
Die Widerstandsfilme 4 sind längliche Streifen, die parallel angeordnet sind, wobei sich jeder Film entlang der X Achse erstreckt. Von dem Widerstandswert des Films 4 wird nicht verlangt, daß er gleichförmig ist, ist aber bevorzugt zehn bis hundertmal größer als der des Films 3, so daß der Widerstandswert von jedem Film 4 nicht durch die elektrische Potentialsteigung des Films 3 beeinträchtigt wird, selbst wenn der Film mit dem Film 3 in Berührung ist.
Die Widerstandsfilme 4 sind bspw. durch Aufstäuben eines Oxids aus Indium und Zinn auf die Oberfläche 2a vor dem Ätzen gebildet. Die Filme 4 aus deitt gleichen Material wie den Film 3 wie bei dieser Ausführungsform zu bilden, erzeugt kein Problem, da jeder Film 4 einen größeren Widerstandswert aufgrund seines kleineren Oberflächenbereiches verglichen mit dem Film 3 hat. Der Widerstandswert von jedem Film 4 wird des weiteren erhöht, indem Ausschnitte 9 von beiden längeren Seiten davon abwechselnd gemacht werden (Fig. 5b). Mit den Ausschnitten 9 ist der elektrische Stromweg halb so weit und zweimal so lang wie der Stromweg ohne die Ausschnitte (Fig. 5a). Deshalb ist der Widerstandswert des Films 4 der Fig. 5b viermal größer als der des Films 4 der Fig. 5a. Der Widerstandswert kann ohne weiteres hundertmal oder höher werden, indem vielmehr Ausschnitte gemacht werden. Diese Art von Widerstandsfilm wird durch Siebdrucken oder Ätzen gebildet, wenn nur eine kleine Anzahl von Ausschnitten verlangt wird, und durch Photolithographie oder Laserverarbeitung, wenn eine große Anzahl von Ausschnitten verlangt wird.
Jeder Film 4 hat äußere Verbindungselektroden 10 und 11 (aus Silber gebildet) an seinen beiden Enden.
Die Filme 4 können in ungefähr der gleichen Anzahl wie die Linien oder Zeilen der herkömmlichen Berührungstafel vom Matrixsystem vorgesehen sein.
Die Abstandsstücke 5 sind transparente Zylinder, die aus einem Isoliermaterial gebildet sind und mit einer geeigneten Anzahl an geeigneten Positionen vorgesehen sind, so daß sie die Filme 3 und 4 nicht daran hindern, einander zu berühren, wenn der Grundfilm 2 gedrückt wird. Die Abstandsstücke 5 können nicht transparent sein, wenn die Abstandsstücke 5 klein sind, und können auch kleine Punkte, Kugeln oder Halbkugeln sein.
Fig. 6 zeigt eine Gesamtkonstruktion der Ausführungsform.
In Fig. 6 haben Analogschalter 41 und 42 die gleiche Konstruktion und werden gesteuert, um ihre entsprechenden Anschlüsse 1 bis 17 mit Anschlüssen 18 einzeln synchron in bezug auf die gleichbezeichneten Anschlüsse durch die Steuerung 44 durch einen Dekoders 45 zu verbinden. Die Anschlüsse, die nicht mit dem Anschluß 18 verbunden sind, werden auf einer hohen Impedanz gehalten.
In dem Analogschalter 41 wird dem Anschluß 18 ein Gleichspannungspotential V&sub2; von einer externen Stromquelle zugeführt, und die Anschlüsse 2 bis 17 sind mit allen äußeren Verbindungselektroden 10 bzw. 11 zu verbinden. Bei dieser Konstruktion wird V&sub2; allen Elektroden 10 und 11 einzeln zugeführt.
In dem Analogschalter 42 wird dem Anschluß 1 ein Gleichspannungspotential V&sub1; zugeführt, und die Anschlüsse 2 bis 17 sind mit all den Elektroden 10 bzw. 11 zu verbinden. Der Anschluß 18 ist mit einem A/D Wandler 43 verbunden. Bei dieser Konstruktion wird das Potential, das dem Film 3 durch den Anschluß 1 zugeführt wird, als das Bezugspotential ausgegeben, wonach die elektrischen Potentiale all der Elektroden 10 und 11 einzeln ausgegeben werden.
Die Anschlüsse 2 bis 17 beider Analogschalter 41 und 42 und die Elektroden 10 und 11 haben eine solche Beziehung, daß, während die elektrischen Potentiale der Elektroden 10 und 11 selektiv einzeln ausgegeben werden, der Analogschalter 41 V&sub2; an die Elektrode anlegen kann, die zu demselben Film 4 gehört, zu dem der ausgewählte gehört.
Zum Messen des Widerstandswertes wird der Elektrode 6 des Films 3 Vi zugeführt und die Elektrode 7 liegt auf Masse. Der Pegel von V&sub2; ist wünschenswerterweise der gleiche oder höher als der von V&sub1;.
Es folgt, wie dieses System arbeitet.
Die Anschlüsse 1 der Analogschalter 41 und 42 werden durch den Befehl von dem Decodierer 45 ausgewählt. Die Anschlüsse 1 und 18 des Analogschalters 41 haben niedrige Impedanzen (EIN), aber der Anschluß 1 ist mit nichts verbunden. Deshalb wird Strom keinem der Filme 4 zugeführt. Andererseits sind die Anschlüsse 1 und 18 des Analogschalters 42 miteinander verbunden. Demgemäß wird V&sub1; analog/digtal-umgewandelt durch den Analog/Digitalwandler 43 und zu der Steuerung 44 geschickt. Die Steuerung 44 speichert den Wert von V&sub1; zur einfachen Bestimmung der X Koordinate der niedergedrückten Position.
Dann werden die Anschlüsse 2 der analogen Schalter 41 und 42 ausgewählt, wodurch die Elektrode 10 des obersten Films 4 durch den Anschluß 18 des Analogschalters 41 auf V&sub2; geht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential der Elektrode 11 desselben Films 4 zu den Anschlüssen 2 und dann 18, beide von dem Analogschalter 42, und zu der Steuerung 44 durch den Analog/Digitalwandler 43 geschickt.
Wenn dieses Potential das gleiche oder höher als V&sub1; ist, das dem Film 3 zugeführt wird, ist der oberste Film 4 nicht niedergedrückt. In diesem Fall werden die Anschlüsse 4 der Analogschalter 41 und 42 ausgewählt, wodurch in gleicher Weise bestimmt wird, ob der zweite oberste Film 4 niedergedrückt ist oder nicht.
Wenn das Potential der Elektrode 11 des obersten Films 4 kleiner als V&sub1; ist, ist der oberste Film 4 niedergedrückt Auf diese Weise wird die Y Koordinate der niedergedrückten Position bestimmt.
Die X Koordinate der niedergedrückten Position wird auffolgende Weise bestimmt.
Fig. 7a, 7b und 7c zeigen die Beziehung zwischen der niedergedrückten Position entlang der X Achse und den Potentialen der Elektroden 6, 7, 10 und 11. Die durchgezogene Linie gibt die Potentialsteigung des Films 3 an. Im Hinblick auf jeden Film 4 wird der Elektrode 10 V&sub2; zugeführt, und das Potential der Elektrode 11 wird durch den Analogschalter 42 gemessen. Wenn der Film 4 nicht niedergedrückt ist, es wird kein Strom zugeführt, und deshalb ist das Potential der Elektrode 11 das gleiche wie V&sub2; der Elektrode 10, wie es durch die unterbrochene Linie gezeigt ist (Fig. 7a). Wie es vorher erwähnt worden ist, ist der Widerstandswert des Films 4 zu groß, als daß er irgendeine Wirkung auf die Potentialsteigung des Films 3 hätte. Demgemäß wird, wenn der Film 3 niedergedrückt wird und den Film 3 an einem Punkt C berührt, das Potential des Punktes C des Films 4 auf Vs abgesenkt, das das gleiche wie das des entsprechenden Punktes des Films 3 ist (die gestrichelte Linie der Fig. 7a). Dann erhält die Elektrode 11 das gleiche Potential Vs. Die Steuerung 44 enthält die X Koordinate des Punktes C durch Verwendung der Differenz zwischen Vs und V&sub1;.
Wenn die niedergedrückte Position kein Punkt sondern ein weiterer Bereich ist, wird die Bestimmung wie folgt gemacht.
In Fig. 7b geben die Punkte D und E das linke Ende bzw. das rechte Ende des niedergedrückten Bereichs an. Wie es auf Fig. 7b offensichtlich ist, erhält die Elektrode 11 VR, nämlich das Potential des Punkts E, auf dessen Grundlage die X Koordinate des Punkts E bestimmt wird.
Nachdem das Potential der Elektrode 11 ausgegeben ist, befiehlt der Decodierer 45 den Analogschaltern 41 und 42, die Anschlüsse 3 auszuwählen. Durch diese Auswahl wird der Elektrode 11 V&sub2; zugeführt. Andererseits erhält die Elektrode 10 VL, nämlich das Potential des Punkts D (Fig. 7c), auf dessen Grundlage die X Koordinate des Punkts D bestimmt wird. Auf diese Weise werden die X Koordinaten der zwei Punkte bestimmt.
Die Potentiale der Elektroden 10 und 11 der anderen Filme 4 werden einzeln auf die gleiche Weise erhalten, wodurch die X und Y Koordinaten aller Punkte, die den niedergedrückten Bereich begrenzen, bestimmt werden.
In Fig. 6 ist eine Gleichstromquelle mit dem Anschluß 18 des Analogschalters 41 verbunden, um einen gewissen Potentialpegel dem Film 4 zuzuführen, selbst wenn der Film 4 nicht niedergedrückt wird, und somit den nichtniedergedrückten Film von dem niedergedrückten Film verschieden zu machen. Der Analogschalter 41 und die Gleichstromquelle können fortgelassen werden, so daß der nichtniedergedrückte Film von irgendeinem Potential freigegeben wird, obgleich dies elektrisch ein wenig instabil ist. In diesem Fall haben die Elektroden 10 und 11 des niedergedrückten Films 4 VL und VR, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Bei dieser Konstruktion werden die Potentiale aller der Elektroden 10 und 11 selektiv durch den Analogschalter 42 erhalten, um die X Koordinaten der Punkte D und E zu bestimmen.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß dieser Erfindung. Diese Ausführungsform ist gegenüber der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des folgenden verschieden. Alle Filme 4 benutzen eine gemeinsame Elektrode 71 an einem ihrer Enden, wobei die Elektrode 71 mit demselben Potential wie die Elektrode 6 versorgt wird. Die Potentiale der Elektroden 11 werden selektiv durch einen Analogschalter 72 erhalten. Die Anzahl der Anschlüsse des Analogschalters 72 ist um einen größer als die Anzahl der Filme 4.
Bei dieser Konstruktion wird, wenn der Film 4 an zwei oder mehreren Punkten niedergedrückt wird, nur der rechteste Punkt entlang der X Achse bestimmt. Entlang der Y Achse jedoch können alle Koordinaten bestimmt werden, indem das Potential von jedem Film 4 erhalten wird.
Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführungsform gemäß dieser Erfindung. Die Elektroden 10 müssen alle mit einem Analogschalter 81 verbunden werden, und die Elektroden 11 müssen alle mit einem Analogschalter 82 verbunden werden. Die Analogschalter 81 und 22 werden gesteuert, um V&sub1; allen Filmen 4 einzeln synchron in bezug auf jeden Film zuzuführen. Den Elektroden 6 und 7 des Films 3 wird V&sub2; über einen Schalter 83 zugeführt, der zweimal so schnell wie die Analogschalter 81 und 82 geschaltet wird. Die Elektroden 6 und 7 sind auch mit dem Analog/Digitalwandler über einen Analogschalter 84 verbunden, der so schnell wie aber zu dem Schalter 83 umgekehrt geschaltet wird. Der Ausgang von dem Analog/Digitalwandler wird zu einer Steuerung (nicht gezeigt) geschickt. Die Schalter 81 bis 84 werden von der Steuerung durch einen Decoder (nicht gezeigt) geschaltet.
Bei dieser Konstruktion erhält, wenn die Analogschalter 81 und 82 einen der Filme 4 auswählen, der ausgewählte Film 4 die Potentialsteigung auf der Grundlage von V&sub1;. Zu dieser Zeit werden die Potentiale der Elektroden 6 und 7 durch den Analogschalter 84 erhalten. Diese Arbeitsweise wird für alle Filme 4 wiederholt.
Auf diese Weise können alle Punkte bestimmt werden, selbst wenn der Film 4 an zwei oder mehreren Punkten entlang der X Achse niedergedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform sollte jeder Film 4 einen gleichförmigen Widerstandswert haben, der zehn oder hundertmal niedriger als der des Films 3 sein soll.
Eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 14 beschrieben.
Diese Ausführungsform schließt eine Berührungstafel ein die eine obere Isolierplatte 201, die niedergedrückt werden soll, eine untere Isolierplatte 202, einen transparenten Widerstandsfilrn 203, der auf der unteren Oberfläche 201a der Platte 201 gebildet ist, eine Mehrzahl von transparenten Widerstandsfilmen 204, die auf einer oberen Oberfläche 202a der Platte 202 gebildet sind, ein zylindrisches Abstandsstück 205, um einen gewissen Abstand zwischen den Widerstandsfilmen 203 und 204 beizubehalten, und eine gedruckte Leiterkarte 214 einschließt. Das System ist mit einer Zeichenanzeige 208 (Kathodenstrahlröhre (CRT), Flüssigkristallanzeige (LCD), PDP oder EL) kombiniert, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Das Abstandsstück 205 ist aus einem Isoliermaterial gebildet und kann kleine Punkte, Kugeln oder Halbkugeln sein.
Die obere Platte 201 ist aus einem Polyethylenterephthalatfilm bei dieser Ausführungsform gebildet, aber Kunststoffe oder Isoliermaterialien, die eine geeignete Flexibilität oder Elastizität haben, können auch verwendet werden. Die obere Platte 201 hat einen hervorstehenden Abschnitt 201b, um Anschlußelektroden zu bilden. Die untere Platte 202 ist bspw. aus transparentem Glas gebildet, das eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Chemikalien hat. Auch sind Polycarbonate und Hartkunststoffe annehmbar, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Laser hat.
Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, erstreckt sich der Widerstandsfilm 203 entlang der X und Y Achse, die einander senkrecht kreuzen. Der Film 203 wird in gleicher Weise wie der Film 3 der ersten Ausführungsform hergestellt. Der Film 203 hat äußere Verbindungselektroden 206 und 207 (bspw. aus Silber gebildet) entlang seiner beiden Enden, die sich entlang der Y Achse erstrecken. Der hervorstehende Abschnitt 201b hat Anschlußelektroden 215 bis 218. Die Anschlußelektroden 215 und 216 sind beide mit der äußeren Verbindungselektrode 206 über eine Stromversorgungsleitung 219 bzw. einer Spannungserfassungsleitung 221 verbunden. Die Anschlußelektroden 217 und 218 sind beide mit der äußeren Verbindungselektrode 207 über eine Spannungserfassungsleitung 222 bzw. einer Stromversorgungsleitung 222 verbunden. Die Stromversorgungsleitungen 219 und 220 haben größere Querschnitte als die Spannungserfassungsleitungen 221 und 222, um den Spannungsabfall klein zu halten.
Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, sind die Widerstandsfilme 204 längliche Streifen, die parallel angeordnet sind, wobei sich die Filme 204 entlang der X Achse erstrecken. Die Widerstandsfilme 204 werden durch Aufstäuben eines Oxids aus Indium und Zinn auf die Oberfläche 202a erzeugt, die dann durch Siebdrukken oder Photolithographie maskiert wird, bevor sie geätzt wird. Eine Laserbearbeitung kann statt des Ätzens verwendet werden.
Das Bilden der Filme 204 aus dem gleichen Material wie der Film 203 bei dieser Ausführungsform erzeugt keine Schwierigkeit, da jeder Film 204 einen größeren Widerstand aufgrund seines kleineren Oberflächenbereiches verglichen mit dem Film 203 hat. Der Widerstandswert von jedem Film 4 wird des weiteren erhöht, indem die in Fig. 5b dargestellte Konstruktion verwendet wird.
Jeder Film 204 hat äußere Verbindungselektroden 210 und 211 (aus kohlenstoffbeschichtetem Silber) an beiden Enden davon, die mit auf der unteren Platte 202 gebildeten Anschlußelektroden 230 durch Verbindungsleitungen 231 verbunden sind.
Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, ist die gedruckte Schaltungskarte 214 auf der oberen Oberfläche 202a der unteren Platte 202 befestigt und hat ein Chipbauteil 221, wie eine integrierte Schaltung IC, die darauf befestigt ist. Die gedruckte Schaltungskarte 214 weist des weiteren einen Verbinder 222 auf, der an einem äußeren Ende von ihr befestigt ist. An einem inneren Ende der gedruckten Schaltungskarte 214 sind Elektroden 223, die mit den Elektroden 230 zu verbinden sind, und den Elektroden 225 die mit den Elektroden 215 bis 218 zu verbinden sind. Jede Elektrode 225 ist aus einem anisotropen, leitenden Film gebildet. Jede Elektrode 223 hat einen Ausschnitt 223a, an dem ein Lötmittel 224 zum Anlöten der Elektroden 223 und 230 fest angebracht ist (Fig. 16).
Eine fünfte Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben.
Den Elektroden 210 der Widerstandsfilme 204 wird ein gemeinsames Potential +V durch Reihenwiderstände 276 und eine gemeinsame Elektrode 271 zugeführt. Die Reihenwiderstände 276 sind vorgesehen, um die Größe des Stroms zu regeln, der in den Widerstandsfilm 203 von dem Film 204 fließt, wenn der Film 203 niedergedrückt wird. Wenn ein Gleichspannung unmittelbar an den Film 204 oder die Reihenwiderstände 276 angelegt wird, fließt zuviel Strom in den Film 203, wo durch die Potentialsteigung zwischen der niedergedrückten Position und der Elektrode 207 geändert wird. Dies hat einen nachteiligen Einfluß auf die Genauigkeit der Bestimmung der niedergedrückten Position. Der Elektrode 206 des Films 203 wird das Potential +V durch einen äußeren Widerstand 273 zugeführt, und die Elektrode 207 ist über einen anderen äußeren Widerstand 274 auf Masse.
Die Potentiale +V der Elektroden 206 und 207 des Films 203 werden jeweils zu Bezugseingängen VREF(+) und VREF(-) eines Analog/Digitalwandlers 272 durch Puffer 275 geführt. Die Potentiale der Elektroden 211 des Films 204 werden durch den Analog/Digitalwandler 272 mit einem eingebauten Analogschalter bestimmt. Der Analog/Digitalwandler 272 hat die gleiche Anzahl von Anschlüssen wie die Anzahl von Filmen 204.
Bei der obigen Konstruktion wird nur die rechteste Position bestimmt, wenn zwei oder mehrere Positionen desselben Films 204 auf dem Film 203 berührt werden. Entlang der Y Achse jedoch werden alle niedergedrückten Positionen bestimmt, indem die Potentiale aller der Filme 204 erhalten werden.
Fig. 18 zeigt eine Abänderung der obigen Konstruktion. Hier sind Reihenschaltungen, von denen jede aus einem Widerstand 310 und einer Diode 311 besteht, statt der gemeinsamen Elektrode 271 vorgesehen. Die Reihenschaltungen sind jeweils mit den Elektroden 211 an ihrem einen Ende verbunden, und sind über einen Schalter 312 an ihrem anderen Ende auf Masse. Obgleich der Schalter 312 in Fig. 18 einen Kontakt hat, kann ein kontaktfreier Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, solange er periodisch mit einer geeigneten Zeit eingeschaltet wird. Wenn ein gewisser Film 204 von dem Film 203 nicht berührt wird, wenn der Schalter 312 eingeschaltet wird, erhält die Elektrode 211 des Films 204 das Potential mit Massepegel durch den Widerstand 310 und die Diode 311. Wenn der Film 204 den Film 203 berührt, wenn der Schalter 312 eingeschaltet ist, wird das Potential der Elektrode 211 auf das Potential des Films 203 geändert. Demgemäß wird, ob die Filme 203 und 204 einander berühren oder nicht, in folgender Weise beurteilt: wenn der Eingang VEIN des Analog/Digitalwandlers 272 niedriger als der Bezugseingang VREF(-) (nicht gezeigt) ist, wenn der Schalter 312 eingeschaltet ist, ist die Berührungstafel nicht niedergedrückt; wenn der Eingang VEIN höher als der Bezugseingang VREF(-) ist, wenn der Schalter 312 eingeschaltet ist, ist die Berührungstafel niedergedrückt Im letzteren Fall wird dann der Schalter 312 ausgeschaltet und die niedergedrückte Position wird bestimmt. Es ist erwünschte, daß Schutzdioden 313 und 314 jeweils zwischen +V und der Elektrode 211 und zwischen der Elektrode 211 und Masse vorgesehen sind. Die Schutzdioden 313 und 314 verhindern, daß die Eingangsspannung des Analog/Digitalwandlers 272 durch die induzierte Spannung zusammenbricht, wenn der Schalter 312 bei nichtniedergedrückter Berührungstafel ausgeschaltet ist.
Fig. 19 zeigt eine andere Abänderung der Fig. 17. Bei der Konstruktion der Fig. 17 hat der Analog/Digitalwandler 272 die gleiche Anzahl von Anschlüssen wie die Anzahl der Filme 204. Jedoch hat ein Analog/Digitalwandler üblicherweise 8 Eingangsanschlüsse. Dies bedeutet, daß zwei oder mehrere teuere Analog/Digitalwandler verlangt werden, wenn die Anzahl der Anschlüsse auf 16, 24 oder sogar 32 erhöht wird. Die sechste Ausführungsform schlägt vor, dieses Problem hoher Kosten zu lösen. Als Analog/Digitalwandler wird ein Mikrocomputer mit einem einzigen Chip mit einem eingebauten Analog/Digitalwandler (wird nachfolgend einfach als A/D-Wandler bezeichnet) verwendet und ein Multiplexer ist auf der Eingangsseite von jedem A/D-Wandler vorgesehen. Die Mehrzahl der Filme 204 wird mit dem A/D-Wandler einzeln durch den Multiplexer verbunden.
Praktisch hat diese Ausführungsform die folgende Konstruktion. Vier im Handel erhältlich integrierte Schaltungen 321 bis 324 (74HC4052, von NEC Corporation hergestellt) werden verwendet, von denen jeder zwei Multiplexer mit 4 Eingängen und 1 Ausgang hat. Die Ausgänge von den integrierten Schaltungen 321 bis 324 werden einem A/D-Wandler 325 zugeführt, der 8 Eingangsanschlüsse hat. Welcher Ausgang dem A/D-Wandler 325 zugeführt werden soll, wird von Moment zu Moment durch ein Kanalsteuersignal gesteuert, das von dem A/D-Wandler 325 geliefert wird.
Da diese Konstruktion 32 Eingänge insgesamt hat, kann sie bei einer Berührungstafel mit bis zu 32 streifenförmigen Filmen angewendet werden.
Fig. 20 zeigt eine noch andere Ausführungsform, bei der 8 im Handel erhältliche, integrierte Schaltungen 331 bis 338 (74HC4051, von NEC Corporation hergestellt) verwendet werden, von denen jede einen Multiplexer mit 8 Eingängen und 1 Ausgang hat. Ein A/D-Wandler 329 hat 8 Eingangsanschlüsse. Welcher Ausgang dem A/D-Wandler zugeführt werden soll, wird durch das Kanalsteuersignal gesteuert. Diese Konstruktion kann bei einer Berührungstafel mit bis zu 64 streifenförmigen Filmen angewendet werden.
Bei allen obigen Ausführungsformen kreuzen die länglichen, streifenförmigen Filme den zweidimensionalen Film senkrecht. Jedoch können sie ein bißchen abgelenkt werden. Theoretisch ist es annehmbar, wenn nur die streifenförmigen Filme die Y Achse kreuzen.
Obgleich die vorliegenden Erfindung vollständig mittels Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu beachten, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind. Deshalb sollten sie als hier eingeschlossen betrachtet werden, solange solche Änderungen und Abwandlungen nicht von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abweichen.

Claims

1. Ein Eingabesystem, das eine berührungsempfindliche Widerstandstafel und eine Bestimmungseinrichtung für eine niedergedrückte Position zum Bestimmen von zweidimensionalen Koordinaten einer niedergedrückten Position einer Berührungstafel einschließt, wobei das System des weiteren umfaßt:

ein Abstandsstück (5);

einen durchgehenden, ersten Widerstandsfilm (3, 203), der sich in einer ersten und zweiten Richtung erstreckt, wobei die erste und die zweite Richtung einander senkrecht kreuzen, und der genannte erste Widerstandsfilm (3, 203) eine äußere Verbindungselektrode (6, 7, 206, 207) an beiden Enden davon entlang der zweiten Richtung hat;

eine Mehrzahl zweiter Widerstandsfilme (4, 204), wobei die genannten zweiten Widerstandsfilme (4, 204) jeweils ein länglicher Streifen sind, die sich in eine die zweite Richtung kreuzende erstrecken und eine äußere Verbindungselektrode (10, 71, 11, 210, 211) an wenigstens einem Ende davon haben;

worin die genannte Bestimmungseinrichtung für eine niedergedrückte Position fähig ist, eine der genannten Koordinaten auf der Grundlage der Oberf lächenwiderstandswerts des genannten ersten Widerstandsfilms zwischen einer der äußeren Verbindungselektroden des ersten Widerstandsfilms und der niedergedrückten Position zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Paar Grundisolierschichten (1, 201, 2, 201) einander gegenüberstehend mit einem gewissen Abstand dazwischen vorgesehen ist;

das genannte Abstandsstück zwischen den genannten Grundisolierschichten (1, 201, 2, 202) vorgesehen ist, um die Schichten beabstandet zu halten, aber zu gestatten, daß sich die Schichten (1, 201, 2, 202) einander nähern, wenn eine äußere Kraft auf eine der Schichten (1, 201, 2, 202) aufgebracht wird;

der genannte erste Widerstandsfilm auf einer inneren Oberfläche (1, 201a) einer der genannten Schichten (1, 201) vorgesehen ist; die genannte Mehrzahl von Widerstandsfilmen auf einer inneren Oberfläche (2a, 202a) der anderen der genannten Schichten (2, 202) vorgesehen ist; und

die genannte Bestimmungseinrichtung für die niedergedrückte Position des weiteren fähig ist, die andere der genannten Koordinaten auf der Grundlage des Ortes des zweiten Widerstandsfilm in der genannten Tafel zu bestimmen.

2. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Widerstandsfilme (4; 204) eine äußere Verbindungselektrode (10, 71, 11, 210, 211) an beiden Enden davon haben.

3. Ein Eingabesystern gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, äußere Verbindungselektrode (11) an einem Ende der zweiten Widerstandsfilme (4) vorgesehen ist und eine zweite, äußere Verbindungselektrode (71) an dem anderen Ende vorgesehen ist, die gemeinsam mit dem Rest der genannten zweiten Widerstandsfilme (4) benutzt wird.

4. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die genannten zweiten Widerstandsfilme (4, 204) in der ersten Richtung erstrekken.

5. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Widerstandsfilrne (4, 204) jeweils einen größeren Widerstand als der genannte erste Widerstandsfilm (3, 203) haben.

6. Ein Eingabesystern gemäß Anspruch 1, wenn die zweiten Widerstandsfilme eine äußere Verbindungselektrode an einem Ende davon haben, dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren umfaßt:

eine Gleichstromversorgungseinrichtung, um dem genannten ersten Widerstandsfilm (203) ein Gleichspannungspotential (V) durch eine der äußeren Verbindungselekroden (207) davon zuzuführen;

einen Schalter (312), der in einen ersten Zustand geschaltet wird, um allen äußeren Verbindungselektroden (211) der genannten zweiten Widerstandsfilme (204) ein Potential mit Massepegel zuzuführen, und in einen zweiten Zustand, um diese (211) von dem Potential mit Massepegel freizugeben; und

eine elektrische Potentialmeßeinrichtung (272) zum Messen der Potentiale aller der äußeren Verbindungselektroden (211) der genannten zweiten Widerstandsfilme (204) sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Zustand.

7. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß des System des weiteren umfaßt:

eine erste Potentialzuführeinrichtung, um dem genannten ersten Widerstandsfilm (3) ein Gleichspannungspotential (V1) durch eine der äußeren Verbindungselektroden (6) des genannten ersten Widerstandsfilms (13) zu führen;

einen ersten Schalter (41), der elektrisch mit allen äußeren Verbindungselektroden (10) der genannten zweiten Widerstandsfilme (4) einzeln, abwechselnd für jeden zweiten genannten Widerstandsfilm verbunden ist;

einen zweiten Schalter (42) der synchron zu dem ersten Schalter (41) geschaltet wird und elektrisch mit der äußeren Verbindungselektrode (11) verbunden ist, die der äußeren Verbindungselektrode (10) gegenübersteht, die mit dem ersten Schalter (41) verbunden ist,

eine zweite Potentialzuführeinrichtung, um dem genannten zweiten Widerstandsfilm (4) ein Gleichspannungspotential (V2) durch den ersten Schalter (41) zuzuführen; und

eine elektrische Potentialmeßeinrichtung (43) zum Messen der Potentiale der zweiten Widerstandsfilme (4) durch den zweiten Schalter (42).

8. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren umfaßt:

eine Gleichspannungspotentialzuführeinrichtung (81, 82) zum Zuführen eines Gleichspannungspotential einzeln zu dem genannten zweiten Widerstandsfilm (4);

eine Schaltereinrichtung (83), die mit einer wenigstens zweimal so großen Geschwindigkeit wie die Gleichspannungspotentialzuführeinrichtung (81, 82) schaltet, wobei die genannte Schaltereinrichtung (83) zum abwechselnden Zuführen eines Gleichspannungspotentials an die äußeren Verbindungselektroden (6, 7) des genannten ersten Widerstandsfilms (3) ist; und

eine elektrische Potentialmeßeinrichtung (84) zum Messen des Potential der äußeren Verbindungselektrode (6, 7) des genannten ersten Widerstandsfilms (3), wobei die Elektrode (6, 7) der Elektrode (6, 7) gegenübersteht, der das Gleichspannungspotential durch die Schaltereinrichtung (83) zugeführt wird.

9. Ein Eingabesystern gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren umfaßt:

eine erste Potentialzuführeinrichtung zum Zuführen eines Gleichspannungspotentials (V) durch eine der äußeren Verbindungselektroden (6) des genannten ersten Widerstandsfilms (3) zu dem genannten ersten Widerstandsfilm (3);

eine zweite Potentialzuführeinrichtung zum Zuführen eines Gleichspannungspotentials (V) zu der zweiten, äußeren Verbindungselektrode (71) der genannten zweiten Widerstandsfilme (4);

einen Schalter (72), der elektrisch mit den ersten, äußeren Verbindungselektroden (11) der genannten zweiten Widerstandsfilme (4) einzeln, abwechselnd für jeden zweiten genannten Widerstandsfilm (4) verbunden ist; und

eine elektrische Potentialmeßeinrichtung (43) zum Messen der Potentiale der ersten, äußeren Verbindungselektroden (11) der genannten zweiten Widerstandsfilme (4) durch den Schalter (72).

10. Ein Eingabesystern gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Paar Grundisolierschichten aus einer flexiblen, oberen Grundschicht (201), auf die eine äußere Kraft angewendet wird, und einer harten, unteren Grundschicht besteht, die der oberen Grundschicht (202) mit einem Abstandsstück dazwischen gegenüberliegt, und der genannte erste Widerstandsfilm (203) auf einer unteren Oberfläche (201a) der oberen Schicht (201) gebildet ist, und die genannten zweiten Widerstandsfilme (204) auf einer oberen Oberfläche (202a) der unteren Grundschicht (202) gebildet sind.

11. Ein Eingabesystem gemäß Anspruch 1, worin die zweiten Widerstandsfilme eine äußere Verbindungselektrode an einem Ende davon haben, dadurch gekennzeichnet, daß eine der genannten Grundschichten (201) ein oberer, transparenter Film ist und die andere der Grundschichten (202) eine untere transparente und harte Platte ist.

12. Eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel, umfassend:

einen durchgehenden, ersten Widerstandsfilm (203), der sich zweidimensional erstreckt;

eine Mehrzahl länglicher, streifenförmiger, zweiter Filme (204); und

ein Abstandsstück (205), um den genannten ersten (203) und die zweiten (204) Filme beabstandet zu halten, wobei aber, wenn eine äußere Kraft auf den genannten ersten (203) Film ausgeübt wird, ermöglicht ist, daß sich der erste (203) und die zweiten (204) Filme einander an einer Position berühren, die der entspricht, wo die äußere Kraft angewendet wird;

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Film (203) auf einer unteren Oberfläche (201a) einer flexiblen, oberen Grundschicht (201) gebildet ist, wobei die genannte Schicht eine obere Oberfläche hat, auf die die äußere Kraft angewendet wird; und

die zweiten (204) Filme Widerstandsfilme sind und auf einer Oberfläche (202a) einer unteren Grundschicht (202), der genannten oberen Grundschicht (201) gegenüberstehend gebildet sind.

13. Ein Eingabesystem, das eine berührungsempfindliche Widerstandsfilmtafel, wie sie im Anspruch 12 festgelegt ist, und eine Bestimmungseinrichtung für eine niedergedrückte Position einschließt, um die zweidimensionalen Koordinaten einer niedergedrückten Position auf der Berührungstafel zu bestimmen, wobei die genannte Bestimmungseinrichtung für die niedergedrückte Position fähig ist, eine der genannten Koordinaten auf der Grundlage des Oberflächenwiderstandswerts des genannten ersten Widerstandsfilm zwischen einer äußeren Verbindungselektrode des ersten Widerstandsfilms und der niedergedrückten Position zu bestimmen, und die andere der genannten Koordinaten auf der Grundlage des Ortes der genannten zweiten Filme bei der genannten Tafel zu bestimmen.