DE3236099A1

DE3236099A1 - Keyboard panel for a computer graphics system

Info

Publication number: DE3236099A1
Application number: DE19823236099
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Phys Dr Diepers; Herbert Dipl Phys Dr Schewe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-03-29

Abstract

A keyboard panel for a computer graphics system contains a flat transparent base body (2) with a pattern of metal electrodes (12, 14). According to the invention, a piezo-electric foil is provided as the base body (2), the flat sides of which are provided in each case with a transparent cover (4, 6) made from silicone cast resin and with strip-shaped, metal, transparent electrodes (12, 14) disposed parallel with one another, whose crossover points form a matrix of pressure-sensitive capacitive converter elements which are provided in each case with a transparent covering layer (8, 10) and which are in each case separated from one another by a groove (22 to 24). The flat sides of this structural unit are in each case provided with a transparent electric shield. This thus provides a transparent keyboard panel which can be operated by finger pressure and which is highly sensitive and of simple design. <IMAGE>

Description

Tastaturfeld für ein Rechner-GraohiksystemKeyboard field for a computer graphic system

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tastaturfeld für ein Rechner-Graphiksystem, das einen flachen durchsichtigen Grundkörper sowie ein Muster von metallischen Elektroden enthält.The invention relates to a keyboard for a computer graphics system, a flat, transparent body and a pattern of metallic electrodes contains.

In Rechner- Graphik systemen werden bekanntlich berUhrungsempfindliche Graphikbildschirme verwendet, die in Verbindung mit einem kapazitiven Aufnehmer in der Form eines Griffels die direkte uebernahme von gezeichneten Strichen Punkt für Punkt in den Rechner ermöglichen.In computer graphics systems are known to be touch-sensitive Graphics screens used in conjunction with a capacitive pickup in the form of a stylus the direct transfer of drawn lines point allow for point in the calculator.

Kapazitive berEhrungsempfindliche Bereiche auf dem Graphikbildschirm werden gebildet durch ein Muster von transparenten metallischen Elektroden, die auf einem ebenfalls transparenten Grundkörper angeordnet sind (Electronic Design, 15. Okt. 1981, Seiten 61 bis 64).Capacitive touch-sensitive areas on the graphics screen are formed by a pattern of transparent metallic electrodes that are arranged on an also transparent base body (electronic design, Oct. 15, 1981, pages 61 to 64).

Die Berührung erfolgt durch einen elektrisch leitenden Griffel, der einen druckempfindlichen Schalter enthält und mit dem der Bedienende den Rechner über die Position des Berührungspunktes informiert. Dieser Griffel kann Punkte, Striche und Konturen übertragen und graphische Bilder erzeugen oder ändern (Hewlett-Packard Journal, Jan. 1981, Seiten 15 bis 17).The contact is made by an electrically conductive stylus, the contains a pressure-sensitive switch and with which the operator controls the computer informed about the position of the point of contact. This stylus can point, Transferring lines and contours and creating or changing graphic images (Hewlett-Packard Journal, Jan. 1981, pages 15-17).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Graphikbildschirm der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere soll der Aufbau vereinfacht und das Auflösungsvermögen durch die Elektrodenrasterung verbessert werden. Durch die transparente Ausführung sollen Skizzen oder Teilzeichnungen in einfacher Weise durch Nachfahren in den Rechnerspeicher Ubernommen und anschließend ergänzt oder erweitert werden können.The invention is now based on the object of a graphics screen To improve the type mentioned, in particular, the structure is to be simplified and the resolving power can be improved by the electrode grid. By the transparent version should be sketches or partial drawings taken over in a simple manner by descendants in the computer memory and then can be supplemented or expanded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Damit erhält man ein transparentes Tastenfeld als Vorsatz vor einem Bildschirm. Die Funktionsbelegung der einzelnen Tasten erfolgt durch Software-Steuerung und Einblendung über Leuchtschirm. Damit ergibt sich-eine hohe Flexibilität in der Kommunikation mit Steuersystemen von Prozeßleitsystemen oder Uberwachungseinrichtungen.This object is achieved according to the invention with the characterizing Features of claim 1. This gives a transparent keypad as an attachment in front of a screen. The functions of the individual buttons are assigned by software control and display via fluorescent screen. This results in a high degree of flexibility in the Communication with control systems of process control systems or monitoring devices.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Tastaturfeldes für ein Rechner-Graphiksystem schematisch veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in an embodiment of a keyboard for a computer graphics system is illustrated schematically.

In der dargestellten Ausführungsform ist ein flacher Grundkörper 2 aus einem transparenten piezoelektrischen Material, vorzugsweise eine Folie aus Polyvinylidenfluorid PVDF mit einer Dicke von beispielsweise etwa 10 bis 100 lum, an ihren beiden Flachseiten Jeweils mit einer transparenten Auflage 4 bzw. 6 versehen, die vorzugsweise aus Silikongießharz bestehen und beispielsweise etwa 0,1 bis 1 mm dick sein können. An den freien Flachseiten dieser Baueinheit ist jeweils eine transparente Abdeckschicht 8 bzw. 10 angeordnet, die beispielsweise aus Glas bestehen können. Zwischen der Auflage 4 und der Abdeckschicht 8 sind transparente, metallische Zeilenelektroden 12 vorgesehen, die streifenförmig gestaltet und parallel zueinander angetardnet sind. Diese Zeilenelektroden können vorzugsweise aus einem Metall der Platin-Gruppe, beispielsweise Palladium oder Indium, insbesondere Platin, bestehen, ihre Dicke beträgt vorzugsweise höchstens etwa 3 nm und wird 30 nm nicht wesentlich überschreiten. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, ihre Dicke auf höchstens 1 nm zu beschränken. Diese Metallschichten können durch Aufdampfen oder Aufsputtern aufgebracht werden. Als Zeilenelektrode ist ferner eine transparente Metalloxidauflage geeignet, beispielsweise ein mit etwa 10 % Zinn dotierter Indiumoxidfilm 1n203, der unter der Kurzbezeichnung ITO (indium tin oxide) bekannt ist. Er kann hergestellt werden durch Sputtern in einer Argon- Sauerstoffatmo sphäre auf Glas oder einer Polymerfolie als Substrat bei niedriger Temperatur, die Raumtemperatur nicht wesentlich überschreitet. Solche Metalloxidauflagen sind im Bereich der Wellenlängen des sichtbaren Lichts transparent.In the embodiment shown, there is a flat base body 2 made of a transparent piezoelectric material, preferably a film Polyvinylidene fluoride PVDF with a thickness of, for example, about 10 to 100 lum, Each of its two flat sides has a transparent overlay 4 or 6, which preferably consist of silicone casting resin and, for example, about 0.1 to 1 mm thick. There is one on each of the free flat sides of this structural unit arranged transparent cover layer 8 and 10, which consist for example of glass can. Between the support 4 and the cover layer 8 are transparent, metallic Row electrodes 12 are provided, which are strip-shaped and parallel to one another are dressed up. These row electrodes can preferably the end a metal from the platinum group, for example palladium or indium, in particular Platinum, their thickness is preferably at most about 3 nm and becomes 30 do not significantly exceed nm. It may be useful to use your Limit thickness to a maximum of 1 nm. These metal layers can be deposited by vapor deposition or sputtering. A transparent one is also used as the row electrode Metal oxide coating suitable, for example an indium oxide film doped with about 10% tin 1n203, which is known under the abbreviation ITO (indium tin oxide). He can are produced by sputtering in an argon-oxygen atmosphere on glass or a polymer film as a substrate at low temperature, the room temperature does not significantly exceed. Such metal oxide coatings are in the range of wavelengths of visible light transparent.

Zwischen der oberen Auflage 6 und der Abdeckschicht 10 sind Spaltenelektroden 14 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Zeilenelektroden 12 gestaltet sein und auch aus dem gleichen Material bestehen können. Sie sind gegenüber den Zeilenelektroden um einen vorbestimmten Winkel, vorzugsweise 900, verdreht. Die gesamte Baueinheit ist an ihren freien Flachseiten Jeweils mit einer transparenten elektrischen Abschirmung 16 bzw.Column electrodes are located between the upper support 6 and the cover layer 10 14 are provided, which are designed in the same way as the row electrodes 12 and can also consist of the same material. They are opposite the row electrodes rotated by a predetermined angle, preferably 900. The entire assembly is on each of its free flat sides with a transparent electrical shield 16 or

18 versehen, die vorzugsweise aus dem Material der Zeilen- und Spaltenelektroden bestehen können und auf die Abdeckschichten 8 und 10 aufgebracht sein können.18 provided, which are preferably made of the material of the row and column electrodes can exist and can be applied to the cover layers 8 and 10.

Sie dienen zur Abschirmung elektromagnetischer Einstreuungen.They serve to shield against electromagnetic interference.

Zur Herstellung der Zeilenelektroden 12 und Spaltenelektroden 14 kann jeweils die freie Flachseite der Auflagen 4 und 6 mit einer dünnen Metall schicht aus Platin oder ITO versehen werden. Aus dieser Schicht werden dann photolithographisch oder durch mechanische Herstellung von Nuten die Elektrodenstreifen herausgearbeitet. An der unteren Flachseite der Auflage 4 sind die Nuten 24 durch eine gestrichelte Begrenzungslinie angedeutet Die Kreuzungspunkte der Zeilenelektroden 12 mit den Spaltenelektroden 14 bilden jeweils einen piezoelektrischen Druckwandler. Das Rastermaß der Wandlermatrix wird durch die Breite der Elektroden und deren Abstand bestimmt. Durch mechanische Belastung, insbesondere durch Fingerdruck, der Kreuzungspunkte wird an dieser Stelle des Grundkörpers 2 eine Piezoladung erzeugt, die kapazitiv über die Dicke der Auflagen 4 und 6 auf die belastete Zeilenelektrode 12 und Spaltenelektrode 14 angekoppelt und durch AbSrage dieser Elektroden ausgelesen werden kann. Multiplexer und Demultiplexer auf den Zeilen und Spalten erlauben ein Abtasten des gesamten Tastenfeldes Wandler für Wandler. Um ein unzulässiges Ubersprechen auf benachbarte Elektroden zu verhindern, ist eine Abstimmung zwischen dem Material der Abdeckschichten 8 und 10, dem Rastermaß sowie der Dicke der Abdeckschichten 8 und 10 und der Tiefe der Nuten 22 bis 24 vorzunehmen. Ferner ist eine eindeutige Zuordnung des Ortes der Druckbelastung durch rechnerische Auswertung des Signal schwerpunktes mehrerer benachbarter Wandlerelemente möglich.To produce the row electrodes 12 and column electrodes 14 can each the free flat side of the pads 4 and 6 with a thin metal layer the end Platinum or ITO. This layer then becomes the electrode strips photolithographically or by mechanical production of grooves worked out. On the lower flat side of the support 4, the grooves 24 are through a dashed boundary line indicated the crossing points of the row electrodes 12 with the column electrodes 14 each form a piezoelectric pressure transducer. The grid dimension of the transducer matrix is determined by the width of the electrodes and their spacing certainly. Through mechanical stress, especially through finger pressure, of the intersection points a piezo charge is generated at this point of the base body 2, which is capacitive across the thickness of the pads 4 and 6 on the loaded row electrode 12 and column electrode 14 can be coupled and read out by querying these electrodes. multiplexer and demultiplexers on the rows and columns allow the whole to be scanned Keypad converter for converter. To avoid inadmissible crosstalk on neighboring Preventing electrodes is a coordination between the material of the cover layers 8 and 10, the pitch and the thickness of the cover layers 8 and 10 and the depth the grooves 22 to 24 to make. Furthermore, there is a clear assignment of the location the pressure load through computational evaluation of the signal focus of several neighboring transducer elements possible.

Unter Umstanden kann es zweckmäßig sein, die Abdeckschichten 8 und 10 aus einer transparenten Kunststofffolie herzustellen. Damit erhält man eine flexible Ausführungsform des Tastaturfeldes.Under certain circumstances, it can be useful, the cover layers 8 and Manufacture 10 from a transparent plastic film. This gives you a flexible one Embodiment of the keypad.

Da das Tastaturfeld eine Matrix von Wandlerelementen mit der Funktion von elektronischen Schaltern ohne mechanische Kontakte enthält, so kann es auch in explosionsgefährdeten Räumen eingesetzt werden.Since the keypad is a matrix of transducer elements with the function of electronic switches without mechanical contacts, so can it be used in potentially explosive areas.

6 Patentansprüche 1 Figur Leerseite6 claims 1 figure Blank page

Claims

Claims Ö keyboard for a computer graphics system that a flat transparent body (2 'and a pattern of metallic electrodes contains, that is, that as a base body (2) is a piezoelectric film is provided, each with a on their flat sides transparent support (4, 6) made of silicone resin and arranged parallel to one another strip-shaped, metallic row electrodes (12) and column electrodes (14) is provided, the crossing points of which are a matrix of pressure-sensitive transducer elements form, which are each provided with a transparent cover layer (8 or 10) and each of which is separated from one another by a groove (22 to 24), and that the Flat sides of this unit each with a transparent electrical shield (16, 18) are provided.

2. Keypad according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a base body (2) made of polyvinylidene fluoride PVDF is provided.

3. Keypad according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the row electrodes (12) and the column electrodes (14) are made consist of a metal of the platinum group with a thickness of at most 30 nm.

4. Keypad according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the row electrodes (12) and the column electrodes (14) are made of platinum exist.

5. Keypad according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c Note that the row electrodes (12) and the column electrodes (14) are made of ITO.

6. Keypad according to one of claims 1 to 5, d a d-u r c h g It is noted that the row electrodes (12) and the column electrodes (14) are each attached to their assigned support (4 or 6).

7. Keypad according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g It is noted that the row electrodes (12) and the column electrodes (14) are each attached to the assigned cover layer (8 or io).