DE2753968A1

DE2753968A1 - Kapazitive zweidimensionale tafel

Info

Publication number: DE2753968A1
Application number: DE19772753968
Authority: DE
Inventors: Herbert Dym; Morris Krakinowski
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-12-03
Publication date: 1978-07-06
Also published as: AU3198577A; GB1546317A; JPS5631617B2; JPS5384420A; IT1113839B; CA1061434A; AU510006B2; US4087625A; DE2753968C2

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504 heb-pi

Kapazitive zweidimensional Tafel

Die Erfindung betrifft eine kapazitive zweidimensionale Tafel, die in Verbindung mit einem Griffel Signale zu erzeugen vermag, die den X- und Y-Abmessungen der Position des Griffels auf der Tafel entsprechen.

In diesem Zusammenhang ist die Deutsche Patentanmeldung DT-OS 26 29 973 von Interesse, in der eine kapazitive Tafel mit getrennten leitenden Schichten für die X- und Y-Richtung beschrieben ist, wobei der Inhalt dieser Patentschrift zum besseren Verständnis der Erfindung herangezogen werden mag.

Die in dieser Patentschrift beschriebene Tafel weist in X-Richtung und in Y-Richtung je einen Satz von Drähten auf, die selekttiv mit einem Oszillator verbunden werden können, der dann auf den Drähten der ausgewählten Dimension (Y oder X) ein bestimmtes Muster einer Wechselspannung erzeugt. Die Bezeichnung X- und Y-Richtung ist natürlich willkürlich gewählt, genauso wie die Ausdrücke rechts, links, oben oder unten für die vier Seiten der Tafel willkürlich gewählt worden sind. Die zwei Sätze von Drähten sind dabei in zwei eng benachbarten, durch eine dünne Schicht aus einem isolierenden und tragfähigen Material voneinander getrennten Ebenen angeordnet. Die X- und Y-Komponenten der Adresse der Position des Griffels wird durch getrennte Einwirkung auf die in X- bzw. Y-Richtung verlaufenden Drähte erreicht. Dabei sind die beiden Gruppen von Drähten und die zugehörigen Schaltungen mit Ausnahme ihrer Ausrichtung weitgehend identisch aufgebaut. Die allgemeine Arbeitsweise dieser für die Eingabe von gra-

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fischen Daten dienenden Tafel läßt sich bereits bei Betrachtung nur der in X-Richtung verlaufenden Drähte verstehen. Diese Drähte sollen dabei zwischen der Oberkante und der Unterkante der Tafel verlaufen. Bei einem Verfahren zur Feststellung der X-Dimension der Position des Griffels wird der am weitestens links liegende Draht auf Erdpotential gehalten, während der rechts außen liegende Draht eine Wechselspannung mit maximaler Amplitude zugeführt erhält, und die die X-Dimension darstellenden, dazwischen liegenden Drähte erhalten demgemäß Zwischenwerte der Wechselspannung in einem Muster, das sich durch eine von links nach rechts quer über die Tafel erstreckende kontinuierlich zunehmende Amplitude dari stellen läßt. Wird ein Griffel auf die Tafel aufgesetzt, dann !nimmt der Griffel eine Wechselspannung auf, deren Amplitude ;von der Position in X-Richtung des Griffels abhängt und für I die X-Adresse verarbeitet werden kann. (Das Griffelsignal hängt natürlich auch von der kapazitiven Kopplung zwischen [dem Griffel und den Drähten ab und die durch unterschiedliche iHöhe des Griffels über den Drähten verursachten Schwankungen !dieses Wertes können dadurch kompensiert werden, daß jedem 'der Drähte in X-Richtung die Maximalamplitude zugeführt wird, so daß dann der Griffel den höchsten Punkt des Spannungsam- j plitudenanstiegs unabhängig von der tatsächlichen Position _: des Griffels abfühlt. Die Position des Griffels in X-Richtung der Tafel ist eine Funktion des Verhältnisses des ersten Signale zum zweiten Signal.)

Da die Drähte für die X-Abmessung und die Y-Abmessung in üb- j liehen kapazitiven Tafeln in voneinander durch eine dazwischenliegende Isolierschicht getrennten Ebenen liegen, sind sorgfältig auegeführte Herstellverfahren notwendig. Man erhält beispielsweise dann fehlerhafte Griffelpositionssignale, ι wenn der Abstand zwischen den beiden Schichten nicht gleich- , förmig ist oder wenn es eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen

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den zusammenwirkenden Elektroden der beiden Schichten gibt. Aufgabe der Erfindung ist es, die Anforderungen an die Herstellung einer kapazitiven Tafel in der Weise zu vereinfachen, daß eine neue und verbesserte kapazitive Tafel geschaffen wird, die nur eine einzige Schicht von X-Y-Elektroden benutzt.

Eine grafische Tafel wird im allgemeinen in Verbindung mit einer Anzeigevorrichtung eingesetzt. Es ist bespielsweise vorgeschlagen worden, eine grafische Tafel auf der Sichtfläche oder Anzeigefläche einer kontinuierlich arbeitenden Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Gasentladungsanzeigetafel vorzusehen, wodurch man eine grafische Eingabe und eine grafische Ausgabe in einer einzigen Vorrichtung enthält. Die mehrschichtige Struktur einer üblichen kapazitiven Tafel macht jedoch die Herstellung einer solchen kombinierten Eingabe/Ausgabevorrichtung schwierig, und es wird auch das von der Anzeigetafel ausgehende Licht stark geschwächt. Daraus läßt sich zwanglos eine weitere Aufgabe der Erfindung ableiten, nämlich die Schaffung einer kapazitiven Tafel, die sich insbesondere in Kombination mit einer Anzeigevorrichtung der angegebenen Art einsetzen läßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung schafft eine kapazitive grafische Eingabetafel, die ixa Arbeitsbereich eine einzige Schicht von Elektroden aufweist. Diese Tafel ist viel leichter herstellbar und läßt Licht viel besser durch, wenn sie auf der Oberfläche einer Anzeigevorrichtung nach Art einer Gasentladungs-Anzeigetafel angebracht ist.

Die einzige leitende Schicht weist für jede einer Anzahl von ! Positionen der X-Dimension ein Paar komplementärer dreieckiger Elektroden auf. Eine der Elektroden erstreckt sich von einer i an der Unterkante der Tafel angeschlossenen Spannungsquelle j

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aus nach oben, und die andere Elektrode erstreckt sich von einer an der Oberkante der Tafel angeschlossenen Spannungsquelle nach unten. (Diese beiden Elektroden werden dann jeweils als die obere bzw. untere Elektrode bezeichnet.)

Die beiden dreieckigen Elektroden eines Paars sind über dem gesamten aktiven Bereich der Tafel einander eng benachbart. Für die Ermittlung der Dimension der Position eines Griffels in Y-Richtung, welcher über den Elektroden eines Elektrodenpaares liegt, werden alle unteren Elektroden auf Erdpotential gehalten, und den oberen Elektroden wird jeweils eine Wechselspannung der gleichen vorbestimmten Amplitude zugeführt. Das Griffelsignal hängt dann vom Y-Dimensionswert der Griffelposition in der gleichen allgemeinen Weise ab, wie die Spannung einer kapazitiven Anzapfung von ihrer Position unter einer dreieckigen Elektrode in der kapazitiven Tafel abhängt, die im vorhergehenden Abschnitt der Beschreibung beschrieben wurde. (Einige besondere Unterschiede werden noch dargelegt.) Ein Elektrodenpaar ist an jeder einer Anzahl von Positionen in X-Richtung angeordnet. Die benachbarten Elektroden von daran anschließenden Paaren passen ebenfalls genau und arbeiten in der gleichen Weise zusammen, wie die beiden Elektroden, die hier als Paar angesehen werden, und erzeugen in einem in der Nähe liegenden Griffel ein Signal für die Y-Dimension.

Für eine Ermittlung der X-Komponente der Griffelposition werden den beiden Elektroden eines Paares die gleichen Wechselspannungspotentiale zugeführt, während anderen Paaren andere Wechselspannungspotentiale zugeführt werden, so daß sich über die X-Richtung der Tafel eine ansteigende Spannungsamplitude ergibt. Für die Ermittlung der X-Dimension stellt die Tafel gemäß der Erfindung das elektrische Äquivalent zu den die ΧΙ Richtung definierenden Drähten einer üblichen Tafel mit zwei

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leitenden Schichten dar, und das vom Griffel aufgenommene Signal wird in gleicher Weise verarbeitet und liefert die Griffelpositionsadresse.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Tafel mit einer Schaltung zur Ansteuerung der Elektroden,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer zweiten Schaltung zur Ansteuerung der Elektroden,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Tafel,

Fig. 4 einige der Elektroden der bevorzugten Ausführungsform der Tafel und die kapazitive Kopplung der Elektroden mit dem Griffel und

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung der Elektroden für die kapazitive Tafel.

Die in Fig. 1 dargestellte Tafel besteht aus einer Grundplatte 12 und den Elektroden 14a, 14b bis 24a, 24b. Die mit dem Index a versehenen Elektroden sollen die oberen und die mit dem Index b versehenen Elektroden sollen die unteren Elektroden genannt werden. Die Grundplatte kann beispielsweise aus

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Glas und die Elektroden können aus Kupfer oder einem trans-Iparenten leitenden Material bestehen. Die Technik der Herj stellung genau abgegrenzter leitender Muster auf einem nichtileitenden Trägermaterial ist hochentwickelt und die Grund-

!platte 12 und die Elektroden 14 bis 24 können aus irgend-

j einem geeigneten Material bestehen. Grundplatte und Elektroden I können dabei beide transparent sein, so daß man durch die I Tafel hindurch sehen kann, oder sie können auch lichtundurch- !lässig sein, wenn es nicht erforderlich ist, daß ein Gegen-I stand durch die Tafel hindurch sichtbar ist.

Längs der Oberkante der Grundplatte 12 ist zwischen den Klemmen 28 und 29 ein Widerstand 27 angeschlossen, und jede obere Elektrode 14a bis 24a ist jeweils über einen Anschluß 30 an einem Anzapfpunkt des Widerstandes 27 angeschlossen. Der Widerstand 27 kann aus einer Reihenschaltung diskreter > Widerstände bestehen, besteht vorzugsweise aber aus einer auf der Grundplatte 12 niedergeschlagenen, widerstandsbehafteten Schicht des Elektrodenmaterlals oder eines anderen geeignet

ten Widerstandsmaterials. Die Anschlüsse 30 bestehen Vorzugs- ι weise aus dem gleichen Material wie die Eletroden, und die Elektroden, die Anschlüsse 30 und der Widerstand 27 werden vorzugsweise als Einheit hergestellt.

An der unteren Kante der Grundplatte 12 wird in gleicher Weise zwischen den Klemmen 33 und 34 ein Widerstand 32 gebildet. Die unteren Elektroden 14b bis 24b sind über Anschüsse 35 mit Anzapfpunkten des Widerstandes 32 verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellten Elektrodenelemente sind nicht Maßstabsgerecht gezeichnet, sondern weisen zur besseren Darstellung ihrer dreieckigen Form eine übertriebene Breite auf. Die Länge der Elektroden in Y-Richtung ist so gewählt, daß sich eine brauchbare Höhe der Tafel ergibt. Die Konstruk-

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tion eignet sich für üblicherweise verwendete Höhenabmessungen von Tafeln von 305 cm oder 610 cm. Die Breite der Elektroden zwischen den Linien 58, 59 in Fig. 1 beträgt etwa 3,18mm. Der Abstand zwischen benachbarten Elektroden/ d.h. etwa zwischen den Linien 62 und 63 in Fig. 1, liegt vorzugsweise bei etwa 0,25 bis 0,38 mm.

Die Schaltung von Fig. 1

Ein Schalter 36 ist über eine gestrichelt eingezeichnete* Verbindung 38 mit einer Steuerung 37 verbunden und dient dazu, selektiv die Klemme 28 des oberen Widerstandes 27 entweder an einem Punkt 40 mit Erdpotential oder an einem Punkt 41 anzuschließen, an dem eine von einem Oszillator 42 kommende Wechselspannung anliegt. Der Oszillator 42 erzeugt vorzugsweise eine Rechteckschwingung oder ein digitales Ausgangssignal, wie dies die schematische Zeichnung zeigt, kann

andererseits auch eine Sinuswelle oder eine andere Wellen- | form mit einer geeigneten Wechselspannungskomponente liefern. In gleicher Weise ist ein Schalter 45 über eine gestrichelt ι eingezeichnete Verbindung 46 mit der Steuerung 37 verbunden, so daß die Klemme 29 des Widerstandes 27 entweder mit einem

Punkt mit Erdpotential oder mit einem Punkt 48 verbunden wer- ! den kann, an dem die Spannung des Oszillators 42 liegt. Schalter 49 und 50 mit den entsprechenden Bauelementen 51 bis 56 steuern in gleichartiger Weise das Potential an den Klemmen : 33 und 34 des Widerstandes 32. ;

Die Schalter 36, 45, 49 und 50 sind vorzugsweise Halbleiterbauelemente. Beispielsweise kann der Schalter 36 aus einem Widerstand und einem Transistor in Emitterschaltung bestehen, j wobei die Emitterklemme am Erdpotential führenden Punkt 40 angeschlossen ist, und der gemeinsame Verbindungspunkt von Widerstand und Kollektorelektrode des Transistors an der

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Klemme 28 des Widerstandes angeschlossen ist, während die andere Klemme des Widerstandes am Punkt 41 angeschlossen ist und die von der Steuerung 37 kommende Leitung mit der Basisklemme des Transistors verbunden ist. Verschiedene Ausführungsformen der Steuerung 37 lassen sich nach der Beschreibung der Arbeiteweise der Tafel leichter verstehen.

Arbeitsweise in X-Rlchtung_f Fig. 1

In einem Arbeiteschritt zur Bildung der X-Komponente der Griffelposition sind die Schalter 38, 48, 49 und 50 in der Weise betätigt, daß die Klemmen 28, 29, 33 und 34 mit dem Ausgang des Oszillators 42 verbunden sind. (Diese Schaltstellung ist in Fig. 1 dargestellt.) An jeder Elektrode liegt damit das Potential des Oszillators 42, und der Griffel nimmt ein Signal auf, das unabhängig von seiner X- und Y-Position ist, jedoch eine Funktion der kapazitiven Kopplung zwischen Griffel und den Elektroden der Tafel. Dieses Griffelsignal wird üblicherweise Bezugssignal genannt. Da die außen liegenden Klemmen der beiden Widerstände 27 und 32 auf gleichem Potential liegen, sind die einzigen Spannungsabfälle in einem ' Widerstand diejenigen, die den Strömen zuzuordnen sind, die die Elektroden in bezug auf Masse aufladen. Die Leitfähigkeit der Widerstände 27 und 32 reicht jedoch aus, diese Spannungs- i abfalle auf einen vernachlässigbaren Wert herabzusetzen.

In einem weiteren Schritt zur Feststellung der X-Komponente der Griffelposition werden die Schalter 36 und 49 in der Weise betätigt, daß die linke Kante der Widerstände 27 und 32 auf Erdpotential liegt, während die Schalter 45 und 50 in ι der Weise betätigt werden, daß das Ausgangs signal des Oszil- j j lators 42 an den rechts liegenden Enden der Widerstände liegt, In diesem Schaltzustand tritt über jedem Widerstand eine Spannungedifferenz auf, und somit tritt an jedem Anschluß 30

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für die oberen Elektroden und Anschluß 35 für die unteren Elektroden eine andere Spannung auf.

Die beiden komplementären Elektroden eines Paares, wie z.B. die Elektroden 14a und 14b, haben im wesentlichen die gleiche Spannung, so daß ein Elektrodenpaar elektrisch einer einzigen rechteckigen Elektrode für jede X-Dimensionsposition äquivalent ist, und die Arbeitsweise der Tafel für die Abfühlung der X-Komponente der Adresse in gleicher Weise abläuft wie die Arbeitsweise kapazitiver Tafeln, die für jede X-Dimensionsposition nur eine einzige Elektrode aufweisen.

Die Spannungsverteilung über die Tafel steigt von Erdpotential am linken Elektrodenpaar 14a, 14b an der linken Kante bis zum Bezugswert am Elektrodenpaar 24a, 24b an der rechten Kante an. Die X-Dimensionposition eines Griffels ist proportional dem Verhältnis zwischen dem durch den Griffel bei einem von links nach rechts ansteigenden Potential abgefühlten Signal zu dem Bezugssignal. Es sei beispielsweise angenommen, daß die Amplitude der vom Oszillator abgegebenen Spannung 10 Volt betrage. An den Elektroden 24a, 24b liegen jeweils 10 Volt, und an den Elektroden 14a, 14b liegen 0 Volt. Da in Fig. 1 11 Elektrodenpaare vorgesehen sind, liegt an den Elektroden 15a, 15b eine Spannung von 1 Volt, an den Elektroden 16a, 16b 2 Volt usw. Angenommen der Griffel nimmt während der Operation, durch die ein Bezugswert festgelegt wird, ein Signal von 1 Volt auf und nimmt anschließend bei der ansteigenden Spannungsverteilung ein Signal von O,3 Volt auf. Dann liegt offensichtlich der Griffel in der Nachbarschaft des vierten Elektrodenpaares von links, d.h. den Elektroden 17a und 17b.

Diese Tafel hat gegenüber anderen kapazitiven Tafeln den Vorteil, daß die ansteigende Spannung eine lineare Funktion

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der Griffelposition ist und daß zwischen diskreten Leiterpo-•sitionen oder Elektrodenpositionen dazwischen liegende Span-Inungssignale auftreten. In diesem Beispiel würde eine am Griffel auftretende Spannung von 2,6 Volt eine Position des ι Griffels kennzeichnen, die 6/10 des Weges zwischen der Mittellinie der Elektroden 16a, 16b und der Mittellinie der Elektroden 17a, 17b oder was dem äquivalent ist, 26/100 des Abi
I Standes von der linken Kante der Tafel nach der rechten Kante

Jder Tafel entspricht.

Dieser Betrieb mit ansteigender Spannung kann natürlich auch in der Weise durchgeführt werden, daß die rechte Kante der ι Tafel auf Erdpotential und die linke Kante der Tafel auf die Oszillatorspannung gelegt wird. Die aus zwei solchen Betriebsarten mit einer ansteigenden Spannung abgeleiteten Signale können auch zur Ableitung der Bezugsspannung benutzt werden, anstelle der zuvor beschriebenen Betriebsart bei der beide Leiter an der Oszillatorspannung liegen, wie dies allgemein bekannt ist.

Betrieb zur Ermittlung der Y-Komponente der Adresse

Fign. 1 und 4

Für die Ermittlung und Abfühlung der Y-Komponente der Adresse werden die Schalter 36 und 45 so eingestellt, daß das Potential des Oszillators 42 an den Klemmen 28 und 29 des Widerstandes 27 liegt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, während die Schalter 49 und 50 die Klemmen 33 und 34 des Widerstandes 32 mit den auf Erdpotential liegenden Punkten 51, 54 verbinden. Somit besteht zwischen jeder Elektrode und ihren zwei benachbarten Elektroden eine Potentialdifferenz Da der Griffel wegen der Schutzschicht 25 in Fig. 3 einen Abstand oberhalb der leitenden Schicht aufweist, wird der

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Griffel durch beide Elektroden des darunter liegenden Paares und durch die Elektroden zu beiden Seiten beeinflußt. Die kapazitive Kopplung ist eine Funktion der Größe der kapazitiven Elektroden, so daß der Griffel längs der Unterkante der Tafel eine Spannung von 0 Volt, und längs der Oberkante der Tafel den Bezugswert der Wechselspannung abfühlt. Zwischen diesen beiden Positionen fühlt der Griffel Zwischenwerte ab, die in genau der gleichen Weise zur Y-Adreßkomponente in Beziehung gesetzt werden können, wie dies bereits für die X-Komponente beschrieben wurde.

Diese Wirkung zeigt Fig. 4. Der Ort der vier benachbarten Elektroden 14a und b und 15a und b ist durch eine dünne Linie dargestellt, und ebenso sind die Verbindungen mit dem Oszillator 42 und Erdpotential gezeigt, und man erkennt, daß die oberen Elektroden 14a, 15a die Spannung des Oszillators und die unteren Elektroden 14b und 15b Erdpotential aufweisen. Die räumlichen Spannungsdiagramme sind über dieser Darstellung der Elektroden gezeigt. Die Linien 60, 61 bilden dabei die Abszisse für jedes Diagramm und geben außerdem die Linie auf der Tafel an, längs der die Spannungen für dieses Beispiel gemessen werden. Fig. 4 zeigt ferner den Griffel im Stromkreis mit den Elektroden 14a, 14b für verschiedene Berreiche bei den beiden Linien 60, 61. Eine Funk- : tion in jedem Diagramm zeigt die durchschnittliche Spannung, die gemessen werden würde, wäre der Griffel in leitender Berührung mit der Elektrode. Für jeden Ort steigt diese Elektrodenspannung bis auf den Wert der Oszillatorspannung im Bereich einer oberen Elektrode an und fällt auf Erdpotential im Bereich einer unteren Elektrode ab. In der oberen Position 60 ist die Elektrodenspannung als Rechteckimpulszug dargestellt mit breiten Bereichen hoher Amplitude und schmalen mit 0 Volt. Längs der Linie 61 weist der Rechteckimpulszug schmale Bereiche hoher Spannung und breite Bereiche mit der

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Spannung O auf. Der Griffel ist durch eine Isolierschicht
von den Elektroden getrennt und nimmt die tatsächlichen Elektrodenspannungen auf. Die übliche Trennung zwischen Griffel
und Elektroden genügt zur Erzeugung einer durchschnittlichen Elektrodenspannung, so daß die Griffelspannung sich als Durchschnittswert mit einem effektiv gleichförmigen Wert für jede Y-Dimensionsposition darstellt, wie dies Fig. 4 zeigt.

Andere Elektrodenformen - Flg. 5

Fig. 5 zeigt die oberen Elektroden 65a, 66a und die unteren
Elektroden 65b, 66b. (Die Verbindungen mit den zugehörigen
Widerständen sind in Fig. 5 nicht gezeigt.) Diese Elektroden haben die Form von symmetrischen Dreiecken. Die in Fig. 5
dargestellte Elektrodenform ist der vorher gezeigten Elektrodenform elektrisch praktisch äquivalent, kann jedoch aus
bestimmten Gründen, wie z.B. der leichteren Herstellung, gewählt werden. Allgeneiner gesagt, sind die Elektroden so geformt, daß die Kopplung zwischen einem Griffel mit den oberen Elektroden und den unteren Elektroden für die Y-Adreßkompon&nte unterschiedlich ist.

Die Tafeln gemäß Flg. 2 und 3

Fign. 2 und 3 zeigen eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Tafel. Die Grundplatte 12, die dreieckige Form der Elektroden 14a, 14b bis 24a, 24b und die Schalter sind die gleichen wie in Fig. 1 und sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Tafeln gemäß Fign. 2 und 3 unterscheiden sich von der in Fig. 1 dargestellten Tafel dadurch, daß
eine übliche Anordnung dreieckiger Kondensatorplatten 70 bis 73 zur Darstellung eines Spannungsteilers für die Erregung

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der kapazitiven Anschlüsse 65 verwendet wird, die sich als eine Verlängerung der Elektroden darstellen. VJie Fig. 3 zeigt,j sind die dreieckigen kapazitiven Platten durch Isolierschich- | ten 77, 73 gegen die Elektroden isoliert. Die Dicke dieser Schichten ist in Fig. 3 übertrieben dargestellt, und die darüber liegende Isolierschicht ist ebenfalls nicht gezeigt.

Für ein Betreiben mit der Bezugsspannung v/erden die vier Schalter in der in der Zeichnung dargestellten Weise geschlossen, so daß die Oszillatorspannung an jeder der dreieckigen Kondensatorplatten 70 bis 73 liegt. Jede der drei- | eckigen Elektroden 14a und 14b bis 26a und b erhält damit ! über die kapazitive Kopplung zwischen den Anschlüssen 75 und den dreieckigen Kondensatorplatten 70 bis 73 die gleiche

Oszillatorspannung. Für den Betrieb für die X-Dimension kön- i

nen die Schalter 45 und 50 in der in der Zeichnung dargestell-j

ten Position verbleiben, während die Schalter 36 und 49 mit ! den Erdanschlüssen 40 und 51 verbunden v/erden . In diesem ! Schaltzustand weisen die an der rechten Kante der Tafel liegenden Elektroden 24a und b eine hohe kapazitive Kopplung mit dem Oszillator über den weiten Bereich auf, in dem sich die dreieckigen Kondensatorplatten 71 und 73 und die kapazitiven Anschlüsse dieser Elektroden überschneiden. Andererseits nehmen die dreieckigen Elektroden 14a und 14b lMngs der linken Kante der Tafel nur eine kleine Oszillatorspannung auf, da ihre Anschlüsse 75 nur einen kleinen Bereich der dreieckigen Kondensatorplatten überdecken. Die dazwischen liegenden Elektrodenpaare nehmen Zwischenwerte der Oszillatorspannung an, und ein Spannungsanstieg ergibt sich von links nach rechts über die Tafel. Eine gleichartige Betriebsart kann auch einen Spannunganstieg erzeugen, der sich von der rechten nach der linken Seite ansteigend über die Tafel erstreckt.

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Eine Spannung steigt von unten nach oben über die Tafel an, wie es im Zusammenhang mit der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Tafel erläutert wurde. In gleicher Weise könnte auch eine von der Oberkante der Tafel nach der Unterkante der Tafel ansteigende Spannung erzeugt werden.

; Eine lineare Spannungsbeziehung, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde, wird dann erzielt, wenn die Dicke der Schicht 25 angenähert mindestens gleich der Breite j eines Elektrodenpaars (zwischen den Linien 58 und 59 in Fig. : 1) ist.

_; Die Elektroden 14a und 14b bis 24a und 24b können zwischen \ den Linien 62 und 63 verschiedene Formen aufweisen, doch j wird für die meisten Anwendungsgebiete die einfache drei-' eckige Form vorgezogen. Für eine mit Phasencodierung arbei-I tende Tafel können die Elektroden und die rechteckigen Kondensatorplatten in Fig. 2 für eine Kompensation der Nicht- ! linearitäten in einer phasencodierten Tafel etwas S-förmig ' gestaltet sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Kapazitive zweidimensionale Tafel für grafische Eingabe mit einer Elektrodenschicht im aktiven Bereich der Tafel, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer ebenen Grundplatte (12) eine Anzahl von Elektrodenpaaren (14a_f b bis 24a, b) angeordnet ist, wobei jedes Elektrodenpaar so geformt ist, daß bei gleichzeitiger Erregung der Elektroden eines Elektrodenpaares eine relative dünne Linie gleichen Potentials gebildet wird, daß die Elektrodenpaare so eng benachbart angeordnet sind, daß dadurch eine parallele Anordnung solcher Linien auf der Grundplatte gebildet wird, daß ferner jede Elektrode eines Elektrodenpaares mit Abstand angeordnet ist und mit einem unterschiedlichen Potential beaufschlagbar ist, sowie eine zur anderen Elektrode komplementäre Form aufweist, so daß sich bei dem Betriebsabstand eines Griffels oberhalb der Tafel längs einer solchen Linie ein Spannungsgradient ausbildet, wenn die Elektroden eines Paares auf verschiedenen Potentialen liegen und daß Schaltmittel (41, 45, 49, 50, 42; 27, 32; 70, 71, 72, 73) zum Anlegen verschiedener Potentiale an die Elektrodenpaare vorgesehen sind.
2. Kapazitive Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden dreleckförmig sind.
3. Kapazitive Tafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Linien in Y-Richtung von der Oberkante nach der Unterkante des aktiven Bereichs der Tafel erstrecken und daß über Schalter (41, 45, 49, 50)

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an den oberen Elektroden eine oszillierende Spannung und an den unteren Elektroden eine nichtoszilierende Spannung anlegbar ist, so daß der Spannungsgradient von unten nach oben stetig ansteigt.
4. Kapazitive Tafel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen einer oszillierenden Spannung an die Elektroden ein erster längs der Oberkante der Tafel außerhalb des aktiven Bereichs angeordneter Widerstand (27) vorgesehen ist, wobei die einzelnen oberen Elektroden (14a bis 24a) über Elektrodenanschlüsse (30) mit aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Widerstandes verbunden sind, daß ferner ein zweiter Widerstand

(32) längs der ünterkante außerhalb des aktiven Bereichs der Tafel angeordnet ist, wobei die einzelnen unteren Elektroden (14b bis 24b) über Elektrodenanschlüsse (35) mit aufeinanderfolgenden Anzapfpunkten des Widerstandes (32) verbunden sind und daß ein Oszillator (42) und Schalter (41, 45, 49, 50) vorgesehen sind, wodurch das rechte und das linke Ende (28, 29; 33, 34) eines jeden Widerstandes an den Oszillator oder an Erdpotential einschaltbar ist.
5. Kapazitive Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Position eines Griffels in Y-Richtung längs der Oberkante der Tafel eine oszillierende Spannung vorbestimmter Amplitude und an der Unterkante der Tafel ein nichtoszillierendes Potential anlegbar ist, wodurch ein von unten nach oben stetig ansteigender Spannungsgradient gebildet wird, und daß auf der Grundplatte in einer gemeinsamen Ebene liegende gegeneinander und gegen die die oszillierende Spannung liefernde Quelle und gegen Erdpotential isolierte Leiter

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vorgesehen sind, die eine kapazitive Einkopplung eines Griffels zum Abfühlen der stetig ansteigenden Spannung bilden/ und daß ferner Mittel für das Abfühlen einer Griffelposition in X-Richtung vorgesehen sind, die einen von links nach rechts über die Tafel ansteigenden Spannungsgradienten liefern.
6. Kapazitive Tafel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines von unten nach oben stetig ansteigenden Spannungsgradienten Paare von dreieckförmigen Elektroden (14a, b bis 24a, b) vorgesehen sind, die sich gegeneinander verschachtelt über die aktive Fläche der Tafel erstrecken und außerhalb der aktiven Fläche oben bzw. unten dreieckige kapazitive Flächen (71, 72) aufweisen und daß an der Oberkante bzw. an der Unterkante der Tafel komplementäre dreieckige kapazitive Platten (70, 73) mit den anderen kapazitiven Flächen kapazitiv gekoppelt sind.
7. Kapazitive Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsabstand eines Griffels von den Elektroden durch eine dielektrische Schicht (25) gebildet ist, deren Dicke mindestens der Breite eines Elektrodenpaares entspricht.
8. Kapazitive Tafel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (27, 32) aus dem gleichen Material bestehen wie die Elektroden.

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