DE3345846A1

DE3345846A1 - Eingabeeinheit

Info

Publication number: DE3345846A1
Application number: DE19833345846
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Ito; Ikuo Utagawa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1984-04-19
Also published as: US4529959A; JPH0353315Y2; GB8402441D0; GB2134719B; GB2134719A; JPS59118040U

Description

32/, J

Alps Electric Co., Ltd. - 3 - 13.Dezember I983 IG/Wo 1-7 Yukigaya Otsuka-Cho G-SW-I58I

Ota-Ku₅ Tokyo 145 ₉ Japan VNR Io2 741

Eingabeeinheit

(Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 12307/83 vom 31.Januar 1983) ·

Die Erfindung betrifft eine Eingabeeinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei dieser Eingabeeinheit mit Kontaktgabe wird jeweils die Stellung abgefühlt, in der ein Kontaktgeber nach Art einer Schreibfeder odgl. gegen eine ausgedehnte Tastoberfläche gedrückt wird.

Es sind bereits Eingabeeinheiten, z.B. Kontaktelektroden bekannt, bei welchen ein Dünnfilmschalter verwendet wird; ferner optische Matrixeinheiten mit einem als Schreiber dienenden Lichtstrahl und einem Fotodetektor, um die Koordinaten von auf dem optischen Weg auftretenden Widerständen abzufühlen; ferner druckbelastete Vorrichtungen mit deren Hilfe ein abfühlbarer Druck zur Erfassung dient, als auch akustische Oberflächenwellen, mit deren Hilfe die Koordinaten ermittelt werden können und zwar in Abhängigkeit von der Laufzeit der akustischen Welle.

Unter ihnen sind solche mit einer Kontaktelektrode einfacher und billiger. Bei einer bekannten, Koordinaten eingebenden Einheit mit einer Kontaktelektrode besteht der Nachteil darin, daß der Kontaktwiderstand relativ hoch und die mechanische Festigkeit gering ist bzw. die Ausbildung zerbrechlich ist: Solche Vorrichtungen, die in einem Tastenfeld bzw. einem Tastpult-Schalter eingesetzt werden und einen durchsichtigen Plastikfilm verwenden, oder ein dünnes Metallblatt aus Silber (Ag) und Palladium (Pd) oder einen dünnen Metalloxidfilm, z.B. aus Indiumoxid (In₂O-,) muß dieser Film über die ganze Oberfläche durch Vakuumniederschlag oder Zerstäuben niederge-

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schlagen werden. Deshalb sind diese Eingabeeinheiten wenig leistungsfähig und haben kurze Lebensdauer. Zwar wird bei einer bekannten Dünnfilmelektrode ein feines Pulver, welches Strom gut leitet, im Kunstharz dispergiert. Jedoch kann das Pulver nicht gleichmäßig genug dispergiert werden, so daß ein genaues abfühlen von Koordinaten nicht möglich ist; die Einheit gestattet ferner keine hinreichende Festigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabeeinheit anzugeben, die bei Wahrung einfacher Gestalt und relativ leichter Herstellung eine erhöhte mechanische Festigkeit gestattet und sicherstellt, daß die Koordinaten exakt abgefühlt werden können, verläßliche Kontaktbauteile verwendet werden und der Geräuschpegel niedrig liegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. 2o

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Eingabeeinheit, teilweise abgebrochen

Fig. 2(a) eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ,um das erste Blatt aus Isolierwerkstoff, eine Widerstandsschicht und die Anschlußleiter der Vorrichtung darzustellen

Fig. 2(b) ein-Schaltschema für die Bauteile der Fig. 2(a)

Fig. 3(a) eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und zeigt ein zweites Blatt aus Isolierwerkstoff, eine

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zweite Widerstandsschicht und zweite Anschlußleiter der Vorrichtung

Pig. 3(b) ein Schaltdiagramm für die Bauteile nach Fig. 3(a) und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Eingabeeinheit gemäß fig. 1 in Betriebsstellung.

Der Zeichnung kann man eine Eingabeeinheit für eine Zweiachsen-Displayeinheit entnehmen, um Koordinatenwerte für die X-Y-Achse zu bestimmen. Die Einheit hat eine Basisplatte 1 ,auf der im wesentlichen quadratfÖrmig ein Blatt 2 aus Isolierwerkstoff angeordnet ist. Ein erster Schichtwiderstand 3 besteht aus einem elektrisch leitenden Auftrag bzw. Anstrich, welchem Kohlenstoff oder ein leitender Werkstoff in geeigneter Weise hinzugefügt wird, so daß die Wider-Standsschicht gleichmäßig auf dem Blatt 2 gebildet wird. An den Enden der Widerstandsschicht 3 sind in X-Richtung, vgl. Fig. 2a, Anschlußleiter 4 ausgeformt, wie die Draufsicht zeigt. Die Anschlußleiter 4 sind dünne Filmelektroden, bestehend aus Silber oder einem anderen leitenden Metall auf der Widerstandsschicht 3. Der Figur ist zu entnehmen, daß die Anschlußleiter sich in Form von Endstücken 4a, 4b nach außen erstrecken, an welche eine konstante Spannung anzulegen ist.

Auf dieser ersten Widerstandsschicht 3 befindet sich eine aus Isolierwerkstoff bestehende Zwischenschicht oder ein Zwischenelement 6,in dem bzw. in der ein Leiter 5 in Form eines Gitters eingebettet ist. Der Leiter 5 besteht vorzugsweise aus maschenartig angeordneten dünnen Drähten aus leitendem Werkstoff,z.B. Kupfer ofer Bronze, wobei die Maschenstruktur nach Art des Umklöppelns odgl. hergestellt sein kann; diese feinen Drähte sind vorzugsweise mit Gold plattiert oder mit einem Kohlenstoffanstrich niedrigen Widerstandes beschichtet. Der Durchmesser der Drähte ist in der

Größenordnung von o,o5 bis o,2 m und diese Drähte liegen parallel zueinander. Das Zwischenelement bzw. die Zwischenschicht β besteht aus einem Werkstoff in welchem Gas aufnehmende Zellen vorhanden sind und der eine Elastizität und Biegsamkeit hat, beispielsweise aus Silikonschaum (Harzschaum). Ist die Zwischenschicht nicht einem Druck ausgesetzt, hält sie den Leiter 5 insich fest und isoliert den Leiter an der oberen bzw. unteren Oberfläche. Lastet auf ihr ein Druck, deformiert sich die Zwischenschicht und legt in leichter Weise den Leiter 5 an ihrer oberen und unteren Oberfläche blank. Die beiden Enden des Leiters 5, d.h. die Enden der dünnen Drähte im Maschendraht erstrecken sich von den seitlichen Stirnkanten der Zwischenschicht 6 hinweg und sind elektrisch an ein Ende des die Widerstandsschicht enthaltenden Schaltkreises angeschlossen.

Ein zweites Blatt 7 aus Isolierwerkstoff ist auf der isolierenden Zwischenschicht 6 angeordnet. Wie aus Pig. 3a erkennbar, ist auf der Unterfläche des zweiten Blattes 7 eine zweite Widerstandsschicht 8, ähnlich wie diejenige der ersten Widerstandsschicht 3, ausgebildet. Die Widerstandsschicht 8 hat eine ähnliche Form und besteht aus ähnlichem Material wie die erste Widerstandsschicht 3 und hat Anschlußleiter 9 an ihren beiden Enden. Jedoch erstrecken sich die Anschlußleiter 9 in der Y-Achse, d.h. senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der ersten Anschlußleiter 4. Eine vorbestimmte Spannung wird an den Endstücken 9a und 9b unabhängig von der ersten Widerstandsschicht 3_S angelegt. Der Leiter 5, der sich an den seitlichen Stirnflächen über die Zwischenschicht 6 hinweg erstreckt, ist mit einem Ende elektrisch mit dem Schaltkreis verbunden, der die zweite Widerstandsschicht 8 enthält. Die obere Fläche des zweiten isolierenden Blattes 8, im Sinne der Fig., ist bedeckt mit einem flexiblen isolierenden nachgiebigem Schutzblatt Io, bestehend aus Polyuräthan.

In diese Eingabeeinheit wird eine vorbestimmte Spannung an

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den Endstücken 4a und 4b der Anschlußleiter 4 längs der X-Achse angelegt, ferner über die Endstücke 9a und 9b der zweiten Anschlußleiter 9 entlang der Y-Achse wie vorstehend angegeben. Im Einzelnen wird eine vorbestimmte Spannung wechselweise an den Anschlußleitern 4 und 9 angelegt, so daß Signale eines nach dem anderen für die X- und Y-Achsenrichtungen abgefühlt werden können.

Wenn im Betrieb der Eingabeeinrichtung das isolierende Schutzblatt Io durch die Spitze oder ein schräges Ende eines Druckstückes 11 am Punkt P niedergedrückt wird, wie in Fig. 4 dargestellt, wird der Leiter 5 über das Schutzblatt lo, das zweite isolierende Blatt 7 und die isolierende Zwischenschicht 6 belastet bzw. gedrückt. Dann wird die Zwischenschicht 6 oberhalb und unterhalb des Leiters 5 um ein vorbestimmtes Maß zur Seite gedrückt und um einen relativ großen Wert dünner gemacht. Deshalb kommt nun der Leiter 5 in Kontaktberührung mit der ersten und der zweiten Widerstandsschicht 3 bzw. 8 und es kommt ein Kurzschluß zustande. Folglich wird das elektrische Potential (Spannung) an dem, dem Druck unterliegenden Inkt P in der X-Achse und in der Y-Achse bzw. Richtung durch den Widerstand 5 abgefühlt, während die Spannung wechselweise an die erste und die zweite Widerstandsschicht 3 bzw. 8 angelegt wird. Somit wird der Punkt P mit Hilfe der X- und Y-Koordinaten bestimmt.

Im Einzelnen sind die Widerstände an dem Punkt P Rl bzw. R2 wenn eine vorbestimmte Spannung die Endstücke 4a, 4b überbrückt. Die Stellung des Punktes P auf der X-Achse, wenn am Ort P die Widerstandsschicht 3 durch Druck belastet wird, ist bestimmt duch das Widerstandsverhältnis von Widerstand Rl zu Widerstand R2, welches, vgl. Fig. 2b, von der Stellung des Punktes P abhängig ist; hierbei wird dieser Wert des Verhältnisses gemessen (bzw. abgegriffen) durch die Spannung^ abgegriffen vom Leiter 5. In genau gleicher Weise kann man voraussetzen, daß die Widerstände am Punkt P R3 bzw. R4 gemäß Fig. 3a sind, wenn man sie von den Endstücken 9a und 9b her

betrachtet: Dann ist die Stellung des Punktes P auf der Y-Achse, wenn ein Druck auf dem zweiten Blatt 7 aus isolierendem Werkstoff lastet, bestimmt durch den Wert des Verhältnisses des Widerstandes R3 zum Widerstand R4, in Abhängigkeit von der Stellung des Punktes P₃ vgl. Fig. 2b; dieser Verhältniswert wird gemessen durch die vom Leiter 5 abgegriffene Spannung.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Leiter 5 in Form eines Metallgitters bzw. Netzes verwendet, die eine umklöppelte Struktur haben kann₃ so daß in vorteilhafter Weise sogar bei Verwendung einer lelativ dünnen Eingabeeinheit der Leiter eine hinreichende Festigkeit hat. Ferner ist der Leiter befähigt, sich hinreichend sogar dann zu deformieren, wenn die Elastizität der isolierenden Zwischenschicht, die den Leiter hält, nur klein ist. Der offene Abstand zwischen den Drähten des Gitters bzw. der Maschen kann in geeigneter Weise, je nach einzelner Anwendung, dimensioniert werden.

Ferner ist vorteilhaft, daß die Verwendung des Leiters 5 nicht auf ein Maschengebilde beschränkt ist, sondern ansich einen dünnen Film darstellen kann, oder auch, im Einzelfall, eine Anzahl von streifenförmigen Leiterelementen odgl., wenn diese Elemente in hinreichender Weise eine mechanische Festigkeit, ein geeignetes Gewicht und elektrische Leitfähigkeit haben. Wenn auch das zweite Blatt 7 aus Isolierwerkstoff unabhängig von dem isolierenden Schutzblatt Io gebildet ist, können im Einzelfall beide Elemente vereinigt werden, indem die Oberfläche des zweiten Blattes 7 geschweißt bzw. gelötet und später gehärtet wird.

Aus Vorstehendem sind die Vorteile der Erfindung erkennbar: Die beiden Enden des Leiters 5 sind in die Zwischenschicht bzw. ein Zwischenelement 6 aus Isolierwerkstoff eingebettet und diese Enden bzw. Endstücke sind elektrisch verbunden mit einem Ende eines Schaltkreises, an dem eine erste Widerstandsschicht 3 liegt, aber ebenfalls mit einem Ende eines

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- 9 Schaltkreises j an dem die zweite Widerstandsschicht 8 liegt.

Polglich erfolgt die Kontaktberührung jeder der Widerstandsschichten 3 und 8 mit dem Leiter 5 nur an einer Stelle, die ein unmittelbares Abfühlen der elektrischen Spannung in der X- und Y-Achsrichtungen durch den Leiter 5 gestattet. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Teil, der einen

elektrisch leitenden Kontakt verursacht, aus nur einem

Leiter, bestehend aus einem Widerstand (Widerstandsschicht) und Metall besteht. Eine solche Ausbildung verringert den
Geräuschpegels verglichen mit einer bekannten Ausführung, die ein Kontaktelement zwischen der ersten und der zweiten

Widerstandsbahn verwendet. Polglich ist eine genauere Bestimmung der Koordinaten möglich.

Claims

5 Patentansprüche

(1-j Eingabeeinheit für ein Displayaggregat, z.B. eine Braunsche- bzw. Kathodenstrahloszillographenröhre, die als Endstufe bzw. Terminal eines Rechners bzw. Computers dient, wobei diese Einheit eine Kontaktelektrode aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Blatt (2) aus Isolierwerkstoff aufweist, auf welchem ein erster Schichtitfiderstand (3) gebildet ist, dessen beiden Enden Anschlußleiter (4,4a, 4b) aufweisen und ferner ein zweites Blatt (7) aus Isolierwerkstoff mit einem zweiten Schichtwiderstand (8) vorhanden ist und die zweiten Anschlußleiter bzw. Endstücke (9₃ 9a, 9b) des zweiten Schichtwiderstandes (7) sich senkrecht zu den ersten Anschlußleitern (4, 4a, 4b) erstrecken und ferner ein Zwischenelement bzw. eine Zwischenschicht aus isolierendem und elastischem Werkstoff vorhanden ist, in welchen bzw. in welche ein Leiter eingebettet ist, derart, daß das Zwischenelement bzw. die Zwischenschicht (6) butterbrotartig zwischen dem ersten (2) und dem zweiten (7) Blatt aus Isolierwerkstoff liegt und die elektrischen Potentiale in Stellungen^in denen die erste Widerstandsschicht (3) bzw. die zweite Widerstandsschicht (8) mit dem Leiter (5) in Kontaktberührung stehen, durch den Leiter (5) jeweils abgefüllt ist, wenn das zweite Blatt (7) druckbelastet ist.

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2. Eingabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) aus gitterförmigen Einzelleitern besteht.
3. Eingabeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gitterförmig ausgebildete Leiter (5) dünne aus Metall bestehende, umflochtene oder umklöppelte Drähte aufweist.
4. Eingabeeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese dünnen Metalldrähte mit einem Edelmetall plattiert sind, welches gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, oder mit einer Kohlenstoffmasse niedrigen Widerstandswertes beschichtet sind.
5. Eingabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) ein leitender Dünnschichtfilm ist.
6. Eingabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) aus einer Mehrzahl von leitenden Streifen besteht.
7. Eingabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Zwischenschicht aus Silikonschaum besteht.

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