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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen resistiven Berührungsbildschirm.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Steuerungseingabevorrichtungen, die einen Berührungsbildschirm umfassen, werden verbreitet verwendet. 1 ist ein Schaubild, welches die Struktur eines typischen resistiven Berührungsbildschirms 1 veranschaulicht (hierin im Folgenden als „Berührungsbildschirm” bezeichnet). Eine resistive Schicht 11 ist mit einer Seite eines Films 10 verbunden. Auf die andere Seite des Films 10 kann durch einen Finger 3, einen Stylus-Pen (nicht dargestellt) oder ein anderes Mittel eine Kraft ausgeübt werden. Eine resistive Schicht 12 ist mit einer Seite einer Glasplatte 13 verbunden. In dem Berührungsbildschirm 1 sind zwischen den zwei resistiven Schichten 11, 12 Abstandhalterpunkte 14 angeordnet, um die resistiven Schichten 11, 12 voneinander entfernt zu halten. Unter dem Berührungsbildschirm 1 ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (Liquid Crystal Display, LCD) 4 angeordnet.
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Wenn auf die Oberseite des Berührungsbildschirms 1 (auf den Film 10) durch den Finger 3, einen Stylus-Pen oder ein anderes Mittel eine Kraft ausgeübt wird, werden die zwei resistiven Schichten 11, 12 unter angelegter Spannung miteinander kurzgeschlossen und durch Messen der Spannungswerte an der berührten Stelle mit einer Berührungsbildschirmsteuerung können die Koordinaten der berührten Stelle bestimmt werden.
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Die Abstandhalterpunkte
14 werden bereitgestellt, um einen unbeabsichtigten Kontakt zwischen den zwei resistiven Schichten
11,
12 aufgrund von äußeren Kräften, z. B. der Umgebung, zu verhindern. Herkömmliche Berührungsbildschirme
1 sind nicht so konfiguriert, dass sie die Berührungsempfindlichkeit in einer oder mehreren Regionen von der in den restlichen Regionen unterscheiden. Eine Vorrichtung zum Erfassen der Druckkraft kann verwendbar sein, sie kann aber nicht von allein die Druckkraft auf den Berührungsbildschirm ändern (
Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2013-127690 ).
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Wenn ein Berührungsbildschirm für die Bedienung eines Maschinenwerkzeugs benutzt wird, ist eine Reaktion auf eine leichte Berührung für die Eingabe von Zeichen und für Schaltflächenoperationen (umfassend Antipp-, Rotations-, Vergrößerungs- und Verkleinerungsoperationen) erwünscht.
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Wenn hingegen ein Berührungsbildschirm für die Bedienung eines Maschinenwerkzeug-Steuerungsbildschirms benutzt wird, welcher Schaltflächen zum tatsächlichen Aktivieren der Maschine umfasst, ist es notwendig, Unfälle aufgrund einer Fehlfunktion der Maschine zu verhindern. Somit ist es erwünscht, dass die Schaltflächen zum tatsächlichen Aktivieren der Maschine nicht auf eine leichte Berührung reagieren, sondern auf eine in irgendeiner Weise starke Berührung reagieren.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Berührungsbildschirm bereitzustellen, bei welchem sich die Berührungsempfindlichkeit in einer oder mehreren Regionen von der Berührungsempfindlichkeit in den restlichen Regionen unterscheidet.
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Ein resistiver Berührungsbildschirm gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: zwei resistive Schichten; mehrere Abstandhalterpunkte, die zwischen den zwei resistiven Schichten angeordnet sind, wobei die Abstandhalterpunkte die zwei resistiven Schichten voneinander entfernt halten, wobei die zwei resistiven Schichten einander zugewandt sind; und eine Glasplatte, die mit einer Unterseite einer der resistiven Schichten verbunden ist, um einen Träger bereitzustellen, wobei die eine der resistiven Schichten gegenüber einer Berührungsfläche angeordnet ist, wobei eine Seite der Glasplatte mindestens eine Region aufweist, die ein Material mit einem Elastizitätsmodul umfasst, der sich von einem Elastizitätsmodul der Glasplatte unterscheidet, wobei die eine Seite der Glasplatte an die eine der resistiven Schichten angrenzt.
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In dem resistiven Berührungsbildschirm kann die eine Seite der Glasplatte mehrere Regionen aufweisen, die das Material mit dem Elastizitätsmodul umfasst, der sich von dem Elastizitätsmodul der Glasplatte unterscheidet.
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In dem resistiven Berührungsbildschirm kann die mindestens eine Region auf der einen Seite der Glasplatte einen ausgesparten Teil aufweisen und das Material mit dem Elastizitätsmodul, der sich von dem Elastizitätsmodul der Glasplatte unterscheidet, kann in dem ausgesparten Teil angeordnet sein.
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In dem resistiven Berührungsbildschirm kann die mindestens eine Region auf der einen Seite der Glasplatte eine Durchgangsöffnung und ein Element aufweisen, das eine Unterseite der Durchgangsöffnung schließt, und das Material mit dem Elastizitätsmodul, der sich von dem Elastizitätsmodul der Glasplatte unterscheidet, kann in einer Region angeordnet sein, die durch die Durchgangsöffnung und das Element gebildet wird, das die Unterseite schließt.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Berührungsbildschirm bereitzustellen, bei welchem sich die Berührungsempfindlichkeit in einer oder mehreren Regionen von der Berührungsempfindlichkeit in den restlichen Regionen unterscheidet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus den folgenden Beschreibungen von Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:
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1 ein Schaubild ist, welches die Struktur eines typischen Berührungsbildschirms veranschaulicht;
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2 ein Schaubild ist, welches ein Verfahren zum Bestimmen der X-Koordinate veranschaulicht;
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3 ein Schaubild ist, welches ein Verfahren zum Bestimmen der Y-Koordinate veranschaulicht;
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4 ein Schaubild ist, welches einen Berührungsbildschirm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, auf den eine relativ schwache Druckkraft ausgeübt wird;
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5 ein Schaubild ist, welches einen Berührungsbildschirm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, auf den eine relativ starke Druckkraft ausgeübt wird;
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6 eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des Berührungsbildschirms gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 ein Schaubild ist, welches eine Konfiguration des Glasplattenteils veranschaulicht;
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8 ein Schaubild ist, welches ein Beispiel veranschaulicht, bei welchem die Region, wo ein Maschinensteuerungsschalter angeordnet ist, so konfiguriert ist, dass eine Fehlfunktion der Maschine verhindert werden kann; und
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9 ein Schaubild ist, welches ein Beispiel zur Steuerung mehrerer Maschinen mit einer einzigen Vorrichtung veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Elemente, die mit jenen der herkömmlichen Technik identisch sind oder diesen ähneln, werden durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Es wird eine Ausführungsform eines Berührungsbildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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2 ist ein Schaubild, welches ein Verfahren zum Bestimmen der X-Koordinate veranschaulicht. 3 ist ein Schaubild, welches ein Verfahren zum Bestimmen der Y-Koordinate veranschaulicht.
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Wie in dem Abschnitt zum Stand der Technik beschrieben, umfassen resistive Berührungsbildschirme zwei resistive Schichten, dazwischen angeordnete Abstandhalterpunkte und eine Glasplatte, die mit der Unterseite verbunden ist. Der Mechanismus ist der folgende. Wenn durch einen Finger, eine Stylus-Pen oder ein anderes Mittel auf die Oberseite des Berührungsbildschirms (auf den Film) eine Kraft ausgeübt wird, werden die zwei resistiven Schichten unter angelegter Spannung miteinander kurzgeschlossen und durch Messen der Spannungswerte an der berührten Stelle mit einer Berührungsbildschirm-Steuerung werden die Koordinaten der Stelle bestimmt (2 und 3). Die Abstandhalterpunkte werden bereitgestellt, um einen unbeabsichtigten Kontakt zwischen den zwei resistiven Schichten aufgrund äußerer Faktoren wie der Umgebung zu verhindern. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (LCD) ist unterhalb des Berührungsbildschirms angeordnet (auf der Rückseite der Berührungsbildschirm-Anzeigevorrichtung).
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Verfahren zum Bestimmen der X-Koordinate
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Ein Verfahren zum Bestimmen der X-Koordinate ist das folgende. Elektroden 11a, 11b werden am linken und rechten Ende der resistiven Schicht 11 bereitgestellt, welche die obere (an den Film angrenzende) der zwei resistiven Schichten 11, 12 ist, und über eine von diesen wird eine Spannung angelegt. Wenn eine Berührung erfolgt ist und die zwei resistiven Schichten 11, 12 miteinander kurzgeschlossen worden sind, kann die Spannung über die an die Glasplatte angrenzende resistive Schicht 12 gemessen werden. Elektroden 12a, 12b werden am vorderen und hinteren Ende der resistiven Schicht 12 bereitgestellt. Ein Spannungsabfall tritt für den Widerstand zwischen der Elektrode und dem Punkt auf, der berührt worden ist, und die Koordinate wird durch Messen des Spannungswerts bestimmt.
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Verfahren zum Bestimmen der Y-Koordinate
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Ein Verfahren zum Bestimmen der X-Koordinate ist das folgende. Entgegengesetzt zur Bestimmung der X-Koordinate wird eine Spannung über die an die Glasplatte angrenzende resistive Schicht angelegt. Wenn eine Berührung erfolgt ist und die zwei resistiven Schichten miteinander kurzgeschlossen worden sind, kann die Spannung über die an den Film angrenzende resistive Schicht gemessen werden. Ein Spannungsabfall tritt für den Widerstand zwischen der Elektrode und dem Punkt auf, der berührt worden ist, und die Koordinate wird durch Messen des Spannungswerts bestimmt.
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Der Berührungsbildschirm führt die vorstehend beschriebenen Bestimmungen der X-Koordinate und der Y-Koordinate abwechselnd (in Hochgeschwindigkeit) durch.
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4 ist ein Schaubild, welches den Berührungsbildschirm veranschaulicht, auf den eine leichte Berührung ausgeübt wird (eine relativ schwache Druckkraft ausgeübt wird). 5 ist ein Schaubild, welches den Berührungsbildschirm veranschaulicht, auf den eine relativ starke Druckkraft ausgeübt wird. 6 stellt eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des Berührungsbildschirms dar.
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Ein Berührungsbildschirm 2, welcher ein resistiver Berührungsbildschirm ist, umfasst eine resistive Schicht 11, die mit einer Seite eines Films 10 verbunden ist, ähnlich wie bei der herkömmlichen Technik. Durch einen Finger 3, einen Stylus-Pen (nicht dargestellt) oder ein anderes Mittel Kraft kann auf die andere Seite des Films 10 eine Kraft ausgeübt werden. Eine resistive Schicht 12 ist mit einer Seite einer Glasplatte 15 verbunden. Bei dem Berührungsbildschirm 2 sind zwischen den zwei resistiven Schichten 11, 12 Abstandhalterpunkte 14 angeordnet, um die resistiven Schichten 11, 12 voneinander entfernt zu halten.
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In der Glasplatte 15 des Berührungsbildschirms 2 umfasst die an die resistive Schicht 12 stoßende Seite eine Region (einen ausgesparten Teil 15a), welche relativ zu den restlichen Regionen ausgespart ist. Diese Region entspricht der Region, wo die Berührungsempfindlichkeit unterschiedlich zu gestalten ist, und diese Region wird durch spanende Bearbeitung oder andere Mittel gebildet (vgl. die Region 17 für eine relativ starke Druckkraft in 6). Zwischen der resistiven Schicht 12 auf der Rückseite (an die Glasplatte angrenzend) und der Glasplatte 15 (in der Aussparung (dem ausgesparten Teil 15a), die in der Glasplatte 15 ausgebildet ist) ist ein Material angeordnet, welches eine hohe Transparenz aufweist und welches einen niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist als die Glasplatte 15 (ein Material 16 mit einer hohen Transparenz und einem niedrigen Elastizitätsmodul).
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Wie in 4 veranschaulicht, wird in dem Berührungsbildschirm 2 nach Anwendung einer Berührungsoperation in der Region, wo die Empfindlichkeit von der in den restlichen Regionen verschieden ist, die an die Glasplatte 15 angrenzende resistive Schicht 12 zur Rückseite weggestoßen, wo sich der Flüssigkristall befindet. Somit werden, wenn eine leichte Berührung erfolgt, d. h. eine relativ schwache Druckkraft ausgeübt wird, die resistiven Schichten 11, 12 nicht miteinander in Kontakt gebracht und deswegen wird die leichte Berührung nicht als eine Berührungsoperation erkannt.
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Wie in 5 veranschaulicht, ist, damit eine Berührung durch Ausüben einer relativ starken Druckkraft erkannt wird, die Ausübung einer stärkeren Druckkraft als eine Druckkraft, die auf die restlichen Regionen auszuüben ist, notwendig, um die resistiven Schichten 11, 12 miteinander in Kontakt zu bringen, und somit ist die Druckkraft zwischen einer oder mehreren Regionen und den restlichen Regionen innerhalb des Berührungsbildschirms 2 zu unterscheiden. In dem Zustand, der in 4 veranschaulicht ist, werden, wenn eine stärkere Druckkraft auf den Berührungsbildschirm 2 ausgeübt wird, die resistiven Schichten 11, 12 miteinander in Kontakt gebracht, so dass die Druckkraft als eine Berührungsoperation erkannt wird.
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6 stellt eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des Berührungsbildschirms 2 dar. In dem Berührungsbildschirm 2, der in 6 veranschaulicht ist, ist eine niedrigere linke Region des Berührungsbildschirms als eine Region spezifiziert, die eine relativ starke Druckkraft erfordert (Region 17 für eine relativ starke Druckkraft). Der Mechanismus ist der folgende. Ein Material mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul als dem der restlichen Regionen der Glasplatte (ein Material 16 mit hoher Transparenz und einem niedrigen Elastizitätsmodul, z. B. ein Gelmaterial mit hoher Transparenz) wird in dem ausgesparten Teil 15a angeordnet, der in der Glasplatte 15 gebildet ist, so dass die Materialien (welche als Elemente zum Tragen der resistiven Schicht dienen, wenn sie gedrückt wird), die hinter der resistiven Schicht 12 angeordnet sind, andere Härten aufweisen und deswegen die auf den Berührungsbildschirm anzuwendende Druckkraft zu variieren ist.
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7 ist ein Schaubild, welches eine alternative Konfiguration der Glasplatte 15 des Berührungsbildschirms 2 veranschaulicht. Die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so konfiguriert, dass ein Teil der Glasplatte 15 spanend bearbeitet wird (vgl. 6), während eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet sein kann, dass zwei Glasplatten 18, 19 miteinander verbunden sind. Eine resistive Schicht 12 ist mit einer Seite einer Glasplatte 18 verbunden. Die Glasplatte 19 wird als ein Element verwendet, welches dazu dient, ein elastisches Element zu tragen, das in einen Teil der Glasplatte 18 eingebettet ist. In dieser Konfiguration wird in einem Teil der oberen Glasplatte (Glasplatte 18) eine Bohrung (Durchgangsöffnung) gebildet und dann wird die Glasplatte 19 mit der Glasplatte 18 verbunden, so dass die Herstellungskosten im Vergleich zu der Glasplatte 15, die in 6 dargestellt ist, reduziert werden können. In der Bohrung wird ein Material 16 mit hoher Transparenz und einem niedrigen Elastizitätsmodul angeordnet.
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8 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel veranschaulicht, bei welchem die Region, wo ein Maschinensteuerungsschalter angeordnet ist, so konfiguriert ist, dass eine Fehlfunktion der Maschine verhindert werden kann. Wie in 8 veranschaulicht, ist die Region, wo zum Beispiel ein Schalter zum Aktivieren der Maschine (ein Schalter, welcher nicht leicht durch eine relativ leichte und schwache Druckkraft einzuschalten sein sollte) angeordnet ist, als die Region spezifiziert, wo eine relativ schwache Druckkraft notwendig ist, um es dadurch möglich zu machen, eine Fehlfunktion der Maschine zu verhindern, die durch einen unbeabsichtigten Kontakt durch den Maschinenoperator verursacht werden kann. Die restlichen Regionen sind so konfiguriert, dass die Glasplatte an die Rückseite der resistiven Schicht stößt, so dass die Bedienung mit einer leichten Berührung durch den Operator erfolgen kann.
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Eine Berührungsbildschirm-Anzeigevorrichtung 20, wobei es sich um einen Maschinensteuerungs-Bildschirm handelt, umfasst eine Region 21, welche für eine relativ schwache Druckkraft spezifiziert ist, und eine Region 22, welche für eine relativ starke Druckkraft spezifiziert ist. Die Region 22, die für eine relativ starke Druckkraft spezifiziert ist, ist so konfiguriert, dass sie die Region umfasst, wo der Schalter 23 zum Aktivieren der Maschine angeordnet ist.
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9 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel für eine Steuerung mehrerer Maschinen mit einer einzigen Vorrichtung veranschaulicht. Wie in 9 veranschaulicht, kann auch ein Berührungsbildschirm realisiert werden, der in einem einzigen Berührungsbildschirm mehrere Regionen umfasst, wo eine relativ starke Druckkraft notwendig ist. Dies ist bei der Steuerung von mehr als einer Maschine mit einer einzigen Vorrichtung effektiv. Eine Maschinensteuerungsvorrichtung 24 umfasst eine Region 25 zum Steuern einer Maschine 1 und eine Region 26 zum Steuern einer Maschine 2. Die Region 25 zum Steuern der Maschine 1 umfasst eine Region 27, die für eine relativ schwache Druckkraft spezifiziert ist, und eine Region 29, die für eine relativ starke Druckkraft spezifiziert ist, wo ein Maschinenaktivierungsschalter 31 angeordnet ist. In ähnlicher Weise umfasst die Region 26 zum Steuern der Maschine 2 eine Region 28, die für eine relativ schwache Druckkraft spezifiziert ist, und eine Region 30, die für eine relativ starke Druckkraft spezifiziert ist, wo ein Maschinenaktivierungsschalter 32 angeordnet ist.
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Wie oben beschrieben, Berührungsbildschirme gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile bieten: eine Fehlfunktion einer Maschine oder Anlage kann verhindert werden, welche ansonsten durch einen unbeabsichtigten Kontakt mit einem Aktivierungsschalter, zum Beispiel auf dem Berührungsbildschirm durch den Operator ausgelöst werden kann; die Druckkraftempfindlichkeit ist in jeder Region des Berührungsbildschirms zwischen relativ schwach und relativ stark einstellbar, anstatt über dessen Gesamtheit einheitlich zu sein; indem die Dicke oder das Material des elastischen Elements variiert wird, können verschiedene Berührungsgefühle vorgesehen sein; der Operator kann ein Gefühl ähnlich dem Gefühl beim „Drücken eines Knopfes” haben, da ein tiefes Drücken notwendig ist, wenn eine Berührungseingabe durchgeführt wird; und an jeder Stelle des Berührungsbildschirms kann eine Region (können Regionen) bereitgestellt werden, wo sich die Druckkraftempfindlichkeit von der der restlichen Regionen unterscheidet.
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Obwohl in der vorstehenden Beschreibung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele der Ausführungsformen beschränkt und kann durch Vornahme geeigneter Modifikationen an diesen in anderen Formen verkörpert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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