DE3413114A1

DE3413114A1 - Eingabe- und steuergeraet fuer ein digitales computersystem

Info

Publication number: DE3413114A1
Application number: DE19843413114
Authority: DE
Inventors: Gary J Prosenko; Richard B Ravel; Richard Tabor
Original assignee: GAVILAN COMPUTER CORP
Current assignee: GAVILAN COMPUTER CORP
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1984-10-25
Also published as: FR2544103A1; GB2139762A; GB8408889D0; JPS59200336A; IT8467348A1; IT1179906B; IT8467348A0; IT8453242V0

Description

Beschreibung

Eingabe- und Steuergerät für ein digitales Computersystem

Die Erfindung bezieht sich generell auf Computer-Eingabeeinrichtungen und auf Computer-Eingabeverfahren, und zwar insbesondere auf solche Einrichtungen, die eine Oberfläche benutzen, welche für einen Benutzerfinger berührungsempfindlich ist, um Signale an das Computersystem einzugeben sowie die Anzeige und die Verarbeitung der betreffenden Signale zu bewirken.

Die meisten Computer- bzw. Rechner-Datenendgeräte oder -Terminals verwenden einen Zeiger bzw. Cursor, also eine Markiereinrichtung, die auf einem Anzeigeschirm angezeigt wird und die durch die Bedienperson über den betreffenden Schirm bewegbar ist. Eine derartige Schreibmarke bzw. im folgenden lediglich als Cursor bezeichnet, wird am häufigsten benutzt, um eine Stelle auf dem Anzeigeschirm anzuzeigen, an dem die Bedienperson irgendeine Operation auszuführen wünscht. So kann beispielsweise ein als Wortprozessor arbeitendes Computer-Terminal ein Wort oder einen Buchstaben ersetzen oder löschen, welchem der betreffende Cursor überlagert ist oder auf das der betreffende Cursor hinzeigt. Die Bedienperson bewegt zunächst den Cursor an die gewünschte Stelle auf dem Anzeigeschirm und gibt anschließend ein Kommando, um eine bestimmte Operation an dieser Stelle auszuführen.

Es gibt eine Anzahl von üblicherweise angewandten Ein· richtungen und Verfahren, um diese Kommandos vom Benut-

zer her in das Computer-Terminal einzugeben. Eine gewöhnliche Tastatur ist die üblichste Eingabeeinrichtung, und zwar zumindest in Wortverarbeitungs-Anwendungsfällen. Eine Maus"wird zunehmend populär, d.h. eine in der Hand gehaltene Einrichtung, die über eine flache Fläche neben dem Computer-Terminal bewegt wird, um den Cursor zu veranlassen, sich über eine Strecke und in einer Richtung proportional der Bewegung der betreffenden Maus zu bewegen. Eine Maus-Vorrichtung weist im allgemeinen einen oder mehrere Tasten für die Übertragung von durch das Computer-Terminal auszuführenden Kommandos aus, so daß ein Benutzer angeben kann, daß eine bestimmte Maßnahme an der Stelle auf dem Anzeigeschirm auszuführen ist, an der der Cursor durch die Maus positioniert worden ist.

Ferner werden berührungsempfindliche Anzeigeschirme auch dazu herangezogen, Steuerungs- und Datensignale für die Eingabe in ein Rechnersystem zu erzeugen. Andere externe Einrichtungen enthalten sogenannte Joysticks, d.h. Spieleinsteller, Zugrollen, Spurkugeln und dergl.. Diese Einrichtungen werden häufig dazu benutzt, auf dem Computer Spiele zu spielen, indem die Bewegung eines "Cursors·¹ gesteuert wird, der in Form eines Panzers, eines fressenden Wesens oder dergl. vorliegt. Eine Feuer-Taste ist ebenfalls im allgemeinen in Verbindung mit der Steuereinrichtung vorgesehen, um die Ausführung einer bestimmten Maßnahme zu veranlassen, nachdem der "Cursor¹¹ dort positioniert worden ist, wo der Spieler die betreffende Maßnahme durchzuführen wünscht.

Eine weitere Cursor-Steuereinrichtung, die im Begriffe ist, akzeptiert zu werden, ist ein zweidimensionales

_ , (Pufferstück;pad),

Berührungskissen/ welches entweder als Teil eines Computer-Terminals neben dessen Tastatur oder als gesonderte Einrichtung vorgesehen ist, die daneben verwendet

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-ιοί wird.und die mit dem Terminal verbunden ist. Ein derartiges Kissen ist berührungsempfindlich, und es ist mit dem Computer-Terminal verbunden, um dessen Cursor zu veranlassen, sich in beiden X- und Y-Richtungen zu bewegen, und zwar entsprechend der Bewegung der Bedienerfinger über die Oberfläche des betreffenden Kissens. Typische Kissen arbeiten in der Weise, daß sie eine elektrisch leitende Oberfläche mit einem gegebenen Widerstand pro Längeneinheit über ihre Oberfläche aufweisen. Der Widerstandswert, welcher dem Computer-Terminal übertragen wird, hängt von der Stelle einer Berührung der betreffenden Oberfläche durch den Benutzer ab. Andere Kissen arbeiten nach einem magnetostriktiven Prinzip hinsichtlich der Bildung eines Signals, welches der Berührungsstelle auf dem betreffenden Kissen proportional ist. Die derzeit in Gebrauch befindlichen Berührungskissen liefern die gewünschte Cursor-Bewegung, der dann irgendeine andere Maßnahme seitens des Benutzers folgen muß, wie das Betätigen einer gesonderten Taste, um die Ausführung einer Funktion an der neuen Cursor-Stelle auf dem Anzeigeschirm zu bewirken.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Berührungskissen-Steuereinrichtung und ein verbessertes Verfahren zu schaffen, wobei diese Einrichtung und dieses Verfahren leichter zu gebrauchen und einfacher im Aufbau sein sollen und dennoch verbesserte Betriebsmerkmale mit sich bringen sollen. 30

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein solches System und ein solches Verfahren zum Betreiben des betreffenden Systems geschaffen, daß dem zweidimen-

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sionalen Berührungskissen zur Steuerung der Cursor-Bewegung ermöglicht ist, zwei Funktionen zu dienen. Durch die Bewegung eines Benutzerfingers über die Berührungskissenfläche wird die Vornahme der normalen Cursor-Bewegung hervorgerufen; wenn jedoch der Cursor sich an der gewünschten Anzeigestelle befindet, braucht die Bedienperson nicht nach irgendeiner weiteren Eingabeeinrichtung, wie nach einer gesonderten Taste zu suchen, um die Ausführung einer bestimmten Funktion an der betreffenden Anzeigestelle hervorzurufen. Die Bedienperson, welche die Verbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt, braucht lediglich das Berührungskissen schnell zu berühren bzw. anzufassen, wobei diese Maßnahme durch das Berührungskiesensystem als ein Kommando bzw. Befehl von dem Kommando bzw. Befehl unterschieden wird, der durch eine längere Berührung gegeben ist und der in typischer Veise von der Bewegung eines Fingers über das betreffende Kissen begleitet ist, um die Bewegung des Cursors zu bewirken. Dies ermöglicht der Bedienperson, ihre oder seine Augen auf dem Anzeigeschirm zu belassen, ohne nach einer gesonderten Ausführungstaste nachzuschauen. Ferner ist dadurch ein einfacheres System ermöglicht, indem die Forderung nach einer gesonderten Ausführungstaste beseitigt ist.

Eine weitere Verbesserung bezüglich des Berührungskissensystems gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in der Verarbeitung von Signalen von dem betreffenden Berührungskissen, bevor dieses dazu herangezogen wird, den Cursor zu bewegen, so daß die wahllose Bewegung der Benutzerfinger über das betreffende Berührungskissen in eine gleichmäßigere Bewegung des Cursors über die Anzeigefläche umgesetzt wird. Dabei wird die Strecke der Cursorbewegung für eine vorgegebene Strecke der Fingerbewegung über das betreffende Kissen abhängig gemacht

* von der Geschwindigkeit der Fingerbewegung, Die Gleichmäßigkeit bzw. Glättung wird gemäß einer bevorzugten Realisierung dadurch erreicht, daß von dem Berührungskissensystem an das Rechner-Terminal die schrittweise ° bzw. inkrementale X- und Y-Fingerverschiebung pro Zeiteinheit berichtet wird, wobei ein Mittelwert aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden inkrementalen Bewegungs-Signalen dazu herangezogen wird, den Cursor zu bewegen. Auf diese Art und Weise wird die Bewegung des Cursors geglättet. Die Maßstabs-Eigenschaft wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die mittleren inkrementalen Abstands-Bewegungssignale vor der Anwendung zur Bewegung des Cursors quadriert werden, wodurch der Cursor veranlaßt wird, sich auf eine gegebene Fingerbewegung hin über das Kissen schneller zu bewegen, wenn die Geschwindigkeit einer derartigen Fingerbewegung höher ist.

Eine weitere Verbesserung gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in der Kombination der X-Y-Cursor-Bewegungs-Berührungskissenflache mit einer Anzahl von diskreten Drucktastenfunktionen, wobei die Betätigung irgendeiner Taste aus einer Anzahl derartiger Drucktasten von dem Berührungskissen auf derselben Signalleitung übertragen wird, wie das X-Y-Cursor-Bewegungs-Signal und die Ausführungs-Tipp-Signale. Die diskreten Drucktastensignale werden von den X-Y-Signalen in der gemeinsamen Berührungskissen-Ausgabeschaltung durch eine nachfolgende Verarbeitung getrennt. Bei einer bevorzugten Ausführung ist ein einziges Berührungskissen mit einem besonders abgetrennten Bereich für eine Vielzahl von Drucktasten und einem X-Y-Bereich vorgesehen. Die Bedeutung jeglicher Berührung des Berührungskissens durch einen Benutzer wird von der Lage der betreffenden Berührung festgelegt, was in dem gemeinsamen Ausgangssignal des

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Berührungskissens zum Ausdruck kommt. Bei einer besonderen Ausführungsform einer derartigen Realisierung werden zwei Widerstandsschichten normalerweise in geringem Abstand voneinander gehalten, wobei diese beiden Widerstandsschichten elektrisch so miteinander verbunden sind, daß die Lage einer Benutzerberührung ermittelt wird, wenn dieser die betreffenden Schichten veranlaßt, sich an einer bestimmten Stelle miteinander zu berühren.
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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht generell eine transportable Computer-Anlage, in der das verbesserte Berührungskissensystem gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise angewandt werden kann.

Fig. 2 veranschaulicht in einem generellen Blockdiagramm das Computer-System gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in einer Explosionsansicht die mechanische Berührungskissenanordnung des Computers gemäß Fig. 1.

Fig. 4 zeigt einen Schaltplan einer elektronischen Schaltungsanordnung eines das Berührungskissen gemäß Fig. 3 verwendenden Systems.

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm für die elektronische Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4.

Fig. 6 veranschaulicht die Manipulation von digitalen Daten durch die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4.

Fig. 7 veranschaulicht das Format von bestimmten digitalen Signalen in der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung.

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Fig. 8 veranschaulicht in einem Flußdiagramm die Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung.

Fig. 9 veranschaulicht in einem Zustandsdiagramm die Arbeitsweise der Computer-Software, die in Verbindung mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 für die Verarbeitung von Informationen vorgesehen ist, welche von dem Berührungskissen erhalten werden.

Nunmehr wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im einzelnen erläutert. Die vorliegende Erfindung wird dabei anhand einer Ausführungsform eines verbesserten transportablen Computers beschrieben werden, wie er generell in Fig. 1 gezeigt ist. Obwohl die vorliegende Erfindung in hohem Maße bei irgendeinem Computer-Terminal anwendbar ist, ist sie von besonderem Vorteil in einem transportablen System bzw. in einer transportablen Anlage, und zwar aufgrund einer reduzierten Anzahl von Schaltungselementen, die erforderlieh sind, um eine vorgegebene Reihe von gewünschten Funktionen auszuführen. Ein Gehäuse 11 enthält eine Tastatur 13 längs einer Vorderkante, die von einer Abdeckung 15 umschlossen ist, wenn die betreffende Einheit transportiert wird. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, befindet sich der Behälter I5 in einer aufrechten Stellung, und er enthält einen Anzeigeschirm 17 irgendeines geeigneten Typs. Der Typ des Anzeigeschirms 17, der in einem derartigen transportablen Rechner verwendet wird, ist eine Flüssigkeitskristallanzeigeeinrichtung (eine LCD-Anzeigeeinrichtung), und zwar aufgrund ihres geringen Leistungsverbrauchs. Die Anzeige wird in typischer Weise vom Bildelement- bzw. vom sogenannten Pixel-Typ sein, die imstande ist, eine Vielzahl, wie acht oder mehr Linien einer alphanumerischen Information oder Grafiken einer entsprechenden Größe anzuzeigen.

Das System bzw. die betreffende Anlage ist imstande, einen Cursor 19 anzuzeigen, wie er in Fig. 1 durch, einen Pfeil veranschaulicht ist. Selbstverständlich können andere Cursor-Konfigurationen angewandt werden, wie ein kleines Rechteck, ein großer quadratischer oder rechteckiger Behälter, der einen nennenswerten Teil des Anzeigeschirmes umschließt, und verschiedene andere Formen und Größen, und zwar abhängig von der Anwendung. In jedem Falle ist der Cursor unter IQ der Steuerung durch die Bedienperson über die Oberfläche des Anzeigeschirms 17 bewegbar.

Unmittelbar neben der Tastatur 13 befindet sich ein Grafik-Feld bzw. -Blatt 21, welches den mechanischen

IQ Teil des Berührungskissensysteras gemäß der vorliegenden Erfindung überzieht. Die mechanischen Aspekte einer besonderen Berührungskissenanordnung werden unter Bezugnahme auf Fig. 3 weiter unten noch beschrieben werden. Die räumliche Lage des Berührungskissens unmittelbar neben der Oberkante der Tastatur 13 und eine stärkere Neigung machen eine Betrachtung und einen Zugriff für den Benutzer sehr leicht und führen außerdem zu einem kompakten Zusammenbau, der für die Transportfähigkeit notwendig ist.

In Fig. 2 ist das allgemeine System- bzw. Anlagen-B1οckdiagramm des Computers 11 veranschaulicht. Ein gemeinsamer Systembus 23» der für derartige Systeme typisch ist,

/ (CPU) verbindet einen Mikroprozessor 25 mit den anderen Haupt-Betriebselementen des Systems, einschließlich eines Festwertspeichers (ROM) 27» eines Schreib-ZLesespeichers (RAM) 29 und eines Disketten-Antriebs 31 sowie einer Anzeige-Steuerschaltung 3^· Darüber hinaus ist die Tastatur 13 über ein geeignetes elektronisches System mit dem Systembus verbunden, und ein Berührungskissensystem 33 ist in entsprechender Weise an dieses System ange-

- ιοί schlossen. Das Berührungskiseensystem 33 gemäß Fig. 2 weist die in Fig. 3 dargestellte mechanische Berührungskisseilanordnung und deren in Fig. 4 dargestellte elektrische Schaltungsanordnung auf. Darüber hinaus sind mit dem Systembus verschiedenartige Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Einrichtungen 35 verbunden, wie ein Drucker, ein Telefon-Modem und entsprechende üblicherweise benutzte periphere Einrichtungen. In dem besonderen System, das als Ausführungsbeispiel erläutert wird, 2Q ist der Mikroprozessor 25 durch einen Mikroprozessor des Typs 8088 der Firma Intel Corp. gebildet.

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine besondere mechanische Berührungskissenanordnung beschrieben werden.

^g Dabei ist ein Berührungskissen vom Widerstandstyp gezeigt; es sei jedoch angemerkt, daß selbstverständlich entsprechende Signale auf Berührungen einer Oberfläche hin erzielt werden können, die andere Übertragungsmechanismen ausnutzt, wie eine magnetostriktive Einrichtung» die in der Weise arbeitet, daß sie die Zeit mißt, die ein Impuls benötigt, um sich über die Oberfläche zu bewegen, was als Anzeige für die Lage bzw. den Ort der Berührung ausgenutzt wird, usw.. Hinter der Abdeckungsbzw. Deckschicht 21 befindet sich eine erste Widerstands- schicht 37» die von einem Abstandsglied 39» einer zweiten Widerstandsschicht 41 und einem stabilen Substrat-Tragelement bzw. Hintergrund-Element 43 gefolgt wird. Jede der betreffenden Widerstandsschichten 37 und 41 zeichnet sich dadurch aus, daß ihre zueinanderzeigenden Flächen eine elektrische Leitfähigkeit mit einem gleichmäßigen spezifischen Widerstand pro Abstandseinheit über . die betreffende Oberfläche aufweisen.

Die Schichten bzw. Flächen 37 und 41 können durch eine Konstruktion aus einer Anzahl von spezifischen alternativen Konstruktionen gebildet sein, deren jede äquiva-

lente elektrische Eigenschaften mit sich bringt. Die betreffenden Schichten bzw. Flächen können beispielsweise aus einem Polyester-Blattmaterial bestehen, welches auf den einander zugewandten Flächen mit Kohle-Tinte oder mit einem darauf abgelagerten Metalldampf-Überzug überzogen ist, wie mit einem Indium-Zinn-Oxid. Alternativ dazu können die betreffenden Flächen bzw. Schichten elastisch leitende Flächen bzw. Schichten sein, in die selbst elektrisch leitende Stoffe, wie Kohlenstoff, imprägniert ist. In jedem Falle wird der spezifische Widerstand pro Längeneinheit sorgfältig so gesteuert, daß er über jede Schicht bzw. Fläche gleichmäßig ist, wobei sein Wert durch die Anforderungen der betreffenden bestimmten elektrischen Schaltungsanordnung gewählt wird, in der das betreffende Berührungskissen arbeitet.

Eine der Schichten bzw. Folien 37 und 41 weist ein elektrisches Potential auf, welches den in der X-Richtung einander gegenüberliegenden Seiten und andererseits in der Y-Richtung eingeprägt wird. Über die Widerstandsfläche an den gegenüberliegenden Kanten sind metallische oder eine andere hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisende Streifen- und 47 angeordnet, um die Zuführung einer Spannung an den Anschlüssen 49 und 51 iⁿ der X-Richtung der Folie 41 hervorzurufen. In entsprechender Weise sind leitende Streifen 53 und 5^ längs der gegenüberliegenden Kanten der Folie 37 angeordnet, um dadurch einen Potentialgradienten in der Y-Richtung hervorzurufen, wenn an die Anschlüsse 57 und 59 eine Spannung angelegt wird.

Um sicherzustellen, daß die leitenden Flächen der Schichten bzw. Folien 37 und 41 sich nicht unabsichtlieh einander berühren, ist ein Gitter aus dielektrischen Höckern 61 siebartig darauf aufgebracht; gemäß

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, Fig. 3 handelt es sich dabei um die Folie 4i . Diese Hocker sind in einem Abstand von ca. 5 nun (entsprechend 0,2 Zoll) in einem symmetrischen Muster über die Folie 41 verteilt vorgesehen. Ihre Höhe beträgt weni-

c ger als 0,025 mm (entsprechend 1/IOOO Zoll) bei einem Durchmesser von etwa 0,1 mm (entsprechend 4/1000 Zoll). Dieser Abstand und diese Größe ermöglichen den einander gegenüberliegenden elektrisch leitenden Flächen der Folien 37 und 41 sich aufgrund einer Berührung ,Q durch einen Finger mit einer gewünschten Kraft irgendwo über der Folie 37 durch die dünne, flexible Anzeigefolie 21 zu berühren. Die Folie 37 ist selbstverständlich selbst flexibel, um eine solche physikalische Bewegung und einen solchen Kontakt zu ermöglichen.

Die in Fig. 3 dargestellte Berührungskissenanordnung wird dazu herangezogen, eine Anzahl voneinander unabhängiger Signale zu erzeugen, und zwar durch die Verbindung mit einer einzigen gemeinsamen Reihe von vier

2Q Anschlüssen 49» 51» 57 und 59· Die zweidimensional Fläche des Berührungskissens ist räumlich in diskrete Bereiche aufgeteilt, wie in ein zweidimensionales X-Y-Cursorsteuerfeld 63 und in eine Vielzahl von diskreten Kastenfeldern 65, 67, 69» 71. 73, 75, 77 und 79.

Dabei kann eine größere oder kleinere Anzahl von diskreten Bereichen bzw. Feldern vorgesehen sein, und zwar in Abhängigkeit von der Anwendung des Computereystems und der verfügbaren Größe der Berührungskissenfläche. Wie weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4

OQ erläutert werden wird, wird aus diesen Bereichen bzw. Feldern dasjenige Feld, welches betätigt ist, dadurch identifiziert, daß die X-Y-Koordinaten eines Kontaktes zwischen den Widerstandsflächen der Schichten bzw. Folien 37 und 41 bestimmt werden.

Um diese Unterscheidung zu unterstützen, ist eine dünne

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τ nicht leitende Abstandsschicht 39 zwischen den elektrischen Widerstandsschichten 37 und 41 positioniert. In der Schicht 39 sind Öffnungen in demselben Muster vorgesehen, wie es durch die. Anzeigen auf der Fläche der Schicht 21 für die verschiedenen Tasten- und X-Y-Cursorsteuerfeider gegeben ist. Die Abstandsschicht 39 ist nicht absolut notwendig; sie erleichtert es jedoch, die verschiedenen diskreten Bereiche bzw. Felder durch das noch zu beschreibende elektronische System vonein-2Q ander zu unterscheiden.

In Fig. 4 ist ein elektrischer Schaltplan gezeigt, in welchem das Berührungskissen gemäß Fig. 3 elektrisch durch Widerstände innerhalb der gestrichelten Linie 81

•£5 dargestellt ist. Ein Widerstand 83 stellt dabei den Kontaktwiderstand für den Fall dar, daß die Schichten bzw. Folien 37 und 41 an einer bestimmten Stelle durch die Berührung seitens eines Computerbenutzers zusammengedrückt sind. Die Lage eines derartigen Kontakts ist 3-ⁿ Fig. 4 schematisch durch eine elektrische Verbindung an bestimmten Stellen des Widerstands der Schicht 41 in der X-Richtung und des Widerstands der Schicht 37 in der Y-Richtung veranschaulicht. Die Lage bzw. Stelle der betreffenden Verbindung zwischen diesen beiden kennzeichnenden Widerständen der Flächen 37 und 41 wird sich in beiden Richtungen, d.h. in der X-Richtung und in der Y-Richtung ändern, wenn die Stelle der betreffenden Berührung über die zveidimensionale Oberfläche des Berührungskissens geändert wird.

Eine Speisespannung +V wird den Widerstands-Folienflachen 37 und 41 unter der Steuerung von vier Transistoren Q1,Q2, Q3 und Q4 selektiv auf- bzw. eingeprägt. Diese Transistoren arbeiten als Schalter. Der Transistor Q1 ist zwischen dem Anschluß 49 und Massepotential angeschlossen; er wird in Abhängigkeit vom Spannungspegel

auf einem Leiter 85 im leitenden oder im nicht leitenden Zustand gehalten. Der betreffende Leiter 85 ist über einen Widerstand mit dem Basisanschluß des Transistors Q1 verbunden. In entsprechender Weise ist der Transistör Q2 zwischen dem Anschluß 59 und Massepotential angeschlossen, wobei seine Basis über einen Widerstand an einer Steuerleitung 87 liegt. Der Transistor Q3 liegt zwischen dem Plusspannungsanschluß +V und dem Anschluß 51! seine Basis ist über einen Widerstand an einer Leitung 87 angeschlossen. Der Transistor Q4 liegt zwischen dem Plusspannungsanschluß +V und dem Anschluß 57» seine Basis ist über einen Reihenwiderstand mit einem Schaltkreis bzw. einer Leitung 89 verbunden.

Die zum Einschalten und Ausschalten dieser vier Transistoren dienenden Steuersignale liefert eine Zentraleinheit (CPU) 91 in Form eines TPD-Steuersignals über eine Ausgangsleitung 93 und in Form eines PAD-CHECK-Signals bzw. eines Kissenprüfsignals über eine Leitung 95· Bei dem beschriebenen besonderen System ist die Zentraleinheit 91 vorzugsweise ein Mikroprozessor des Typs 8O5I der Firma Intel, Corp.; dieser Mikroprozessor erhält eine bestimmte Größe an ROM- und RAM-Speiehern. Ein auf der Leitung 93 auftretendes Zweipegel-Steuersignal gelangt über einen Inverter 97» dessen Ausgangssignal ein Steuersignal auf der Leitung 87 darstellt. Das auf der Leitung 87 auftretende Steuersignal gelangt in entsprechender Weise über einen Inverter 99» der ein Steuersignal über die Leitung 89 abgibt. Die Inverter 97 bis 99 sind vorzugsweise durch integrierte CMOS-Schaltungselemente gebildet. Die Transistoren Q3 und Q4 sind vom pnp-Leitfähigkeitstyp, und die Transistoren Q1 und Q2 sind vom npn-Leitfähigkeitstyp. Das auf der Leitung 95 auftretende Zweipegel-PAD-CHECK-Signal wird dem einen Eingang eines NOR-Gliedes 101 und über einen Reihenwiderstand der Basis eines npn-Transistors Q5 zugeführt.

Mit einem zweiten Eingang des NOR-Gliedes 101 ist die Leitung 87 verbunden. Der Transistor Q5 ist effektiv über einen Reihenwiderstand zwischen dem Anschluß 59 und Massepotential angeschlossen; er wird in seine Ein- und Aus-Zustände durch das auf der Leitung 95 auftretende Signal gesteuert. Ein Ausgangssignal des NOR-Gliedes 101 stellt ein auf der Leitung 85 auftretendes Steuersignal dar.

Wie weiter unten noch vollständig erläutert werden wird, werden die X- und Y-Koordinaten einer Berührung bzw. Berührungsstelle auf den Schichten 37 und 41 in gesonderten zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten bestimmt. Zu einem Zeitpunkt sind die Transist) ren Q1 und Q3 eingeschaltet bzw. im leitenden Zustand, um eine Spannung an den X-Widerstand 41 anzulegen, während der Y-Achsen-Widerstand 37 als Aufnehmer wirkt, um die Spannung an derjenigen Stelle der Widerstandsschicht 41, an der die Berührung aufgetreten ist, weiterzuleiten. Die betreffende Spannung gelangt über den Anschluß 59» der mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 103 verbunden ist, dessen Ausgang 105 direkt mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist. Der Verstärker 103 wirkt als Puffer, so daß der Y-Achsen-Widerstand 37 selbst nicht als Belastung wirkt. Andernfalls könnte der betreffende Widerstand nicht dazu dienen, die Spannung an der Verbindungsstelle mit dem X-Achsen-Widerstand 41 zu ermitteln.

In entsprechender Weise werden Y-Achsen-Anzeigen bzw. -Werte dadurch geliefert, daß die Transistoren Q2 und Q4 eingeschaltet bzw. in den leitenden Zustand gebracht werden, um eine Spannung an den Widerstand 37 anzulegen bzw. diesem einzuprägen. Der X-Achsen-Widerstand 41 dient dann als ein Mechanismus oder eine Einrichtung, welche die Spannung an der Berührungsstelle mit dem

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X-Widerstand 37 weiterleitet. Diese Spannungsweiterleitung erfolgt über den Anschluß 49, der mit einem nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 107 verbunden ist. Ein Ausgang 109 des Verstärkers 107 ist direkt mit dessen invertierenden Eingang verbunden.

Die auf den Leitungen 105 und 109 auftretenden analogen Spannungen sind den X- bzw. Y-Koordinaten der Verbindungen bzw. Verbindungsstellen zwischen den X- und Y-Widerstandsschichten 41 und 37 proportional. Diese Signale werden einzeln nacheinander einem Analog-Digital-Wandler 111 über einen Multiplexer II3 (Schalter) zugeführt, dem ein Trennverstärker und eine Widerstands-Kapazitäts-Schaltung nachfolgt, wie dies veranschaulicht ist. Der Multiplexer II3 erhält über eine Leitung II5 von der Zentraleinheit 91 ein Steuersignal zugeführt, welches festlegt, ob das Signal auf der Leitung IO5 oder das Signal auf der Leitung 109 ^zu dem Analog/Digital-Wandler 111 weiterzuleiten ist. Ein auf der Leitung 117 auftretendes Signal, welches ebenfalls von der Zentraleinheit 91 herkommt, bestimmt, wann der Multiplexer 113 das eine oder das andere der betreffenden Signale auswählt. Ein auf dem Leiter 119 von der Zentraleinheit 91 herkommendes Steuersignal legt in dem Analog/Digital-Wandler 111 fest, wann dieser mit seiner Umsetzung beginnt. In entsprechender Weise legt ein weiteres auf der Leitung 121 auftretendes Steuersignal fest, wann der betreffende Wandler den Wert der Umwandlung ausliest. Eine digitalisierte bzw. digitale Form der auf den Leitungen IO5 und 109 auftretenden analogen Spannungen tritt dann in zeitlicher Folge auf einem Systemdatenbus 123 der Zentraleinheit 91 auf. Der betreffende Systembus ist über einen geeigneten Puffer 125 mit dem Systembus 23 der Haupt-Zentraleinheit 25 verbunden (in Fig. 2 gezeigt).

Nunmehr wird unter Heranziehung des Zeitdiagramms gemäß Fig. 5 und eines in Fig. 8 dargestellten Ablauf-Flußdiagramms die Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung erläutert, durch die die X- und Y-Koordinaten einer bestimmten Verbindung zwischen den X- und Y-Widerstanden 4i und 37 erhalten wird. Fig. zeigt die zeitliche Beziehung der auf sieben verschiedenen Leitungen bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 auftretenden Signale. Die betreffenden Leitungen sind in Fig. 5 entsprechend bezeichnet. Zu einem Anfangszeitpunkt tO nimmt das auf der Leitung 95 auftretende PAD-CHECK-Signal einen hohen Pegel an (Übergang vom O-Zustand in den 1-Zustand); auch das auf der Leitung 93 auftretende TPD-Steuersignal führt einen hohen Pegel. Wie aus dem Verknüpfungsschaltplan gemäß Fig. 4 ersehen werden kann, führt dieser Zustand dazu, daß die Transistoren QI, Q2 und Q4 sich in ihren ausgeschalteten (nicht leitenden) Zuständen befinden, während sich die Transistoren Q3 und Q5 in ihren eingeschalteten (leitenden) Zuständen befinden. Dies führt dazu, daß eine Spannung an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 103 abgegeben wird, wenn die X- und Y-Widerstandsschichten irgendwo berührt werden. Dies führt dazu, daß auf der Leitung 127 vom Ausgang des Verstärkers 103 her eine positivie Spannung auftritt, womit ein ON-PAD-Signal der Zentraleinheit 91 zugeführt wird. Zum Zwecke der Erläuterung dieses Beispiels sei angenommen, daß eine Schließung bzw. Verbindung der beiden Widerstände 37 und 4i an irgendeiner Stelle vorhanden ist. Demgemäß zeigt das ON-PAD-Signal in der Kurve (B) gemäß Fig. 5 dieselbe Form wie das PAD-CHECK-Signal in der Kurve (a) .

Zu einem Zeitpunkt ti wird das PAD-CHECK-Signal von der Zentraleinheit 91 her veranlaßt, in seinen niedrigen oder O-Zustand zurückzukehren. Der Multiplexer

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ist dabei so geschaltet, daß er das X-Stellungs-Analog-Signal über die Leitung 105 aufnimmt, und zwar durch die auf den Leitungen II5 und II7 von der Zentraleinheit 91 abgegebenen in Frage kommenden Signale. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt die Konbination eines mit niedrigem Pegel auftretenden PAD-CHECK-Signals und des mit hohem Pegel weiterhin auftretenden TPD-Signals gemäß Fig. 5 (c) - wie dies aus dem Verknüpfungsplan gemäß Fig. h ersehen werden kann - daß die Transistoren Q1 und Q3 in den leitenden Zustand überführt werden, während die übrigen Transistoren Q2, q4 und Q5 in den gesperrten Zustand überführt werden. Die Spannung an der Stelle des Widerstands 41, die durch den Widerstand 37 berührt wird, gelangt somit über den Operationsverstärker 103 und den Multiplexer 1Ί 3 ^zum Eingang des Analog/Digital-Wandlers 111 hin.Zu einem Zeitpunkt t2 wird dem Wandler 111 mitgeteilt, daß er mit der Umwandlung zu beginnen hat. Zu einem Zeitpunkt t3 wird mitgeteilt bzw. festgelegt, daß der Wert der auf der Leitung IO5 auftretenden Spannung über die Datenbusleitung 123 in digitaler Form auszulesen ist, das ist die X-Koordinate der Berührungsstelle.

Zum Zeitpunkt t3 nimmt außerdem das Steuersignal TPD einen niedrigen Pegel an, und der Multiplexer II3 wird veranlaßt, umzuschalten, um die auf der Leitung 109 auftretende analoge Y-Positions-Spannung aufzunehmen. Die Verknüpfungsschaltungsanordnung gemäß Fig. h veranlaßt unter diesen Bedingungen die Sperrung der Transistoren QI und Q3, während der Transistor Q5 gesperrt bleibt. Die Transistoren Q2 und Q4 werden in den leitenden Zustand gebracht. Der X-Widerstand 41 wird dann dazu herangezogen, dem Verstärker 107 den Wert der Spannung an der Stelle auf dem Y-Widerstand 37 zu. übermitteln, an der ein Kontakt dadurch erfolgt ist, daß der Benutzer an der betreffenden Stelle auf

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die Oberfläche des Berührungskissens einen Druck ausgeübt hat. Zu einem Zeitpunkt th wird dem Analog/Digital- ¥andler 111 mitgeteilt, daß er mit seiner Umsetzung zu beginnen hat. Zum Zeitpunkt t5 wird gemeldet, daß der digitale Wert der auf der Leitung 109 auftretenden analogen Y-Positions-Spannung auf den Datenbus 123 auszulesen ist.

Zu diesem Zeitpunkt sind beide X- und Y-Koordinaten einer Berührungsstelle auf dem Berührungskissen bestimmt worden, und sie stehen für eine Übermittlung zu der Verarbeitungs-Zentraleinheit 25 (Fig. 2) über den Systembus 23 zur Verfügung. Wie in Fig. 5 und 8 veranschaulicht, wird jedoch vorzugsweise eine Endprüfung vorgenommen , um nämlich sicher zu sein, daß eine Verbindung bzw. Schließung zwischen den Widerständen 37 und 41 am Ende der Periode bzw. des Zyklus vorhanden ist. Der betreffende Zyklus dauert bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel etwa 3 ms. Dabei werden die X- und Y-Koordinatenwerte vorzugsweise nur dann angenommen, wenn die Berührung zumindest während dieser Länge erfolgt ist. Wenn die Berührung nicht über die betreffende Länge erfolgt ist, ist es unwahrscheinlich , daß es sich dabei um gute Daten handelt.

Demgemäß nehmen zum Zeitpunkt t6 das PAD-CHECK-Signal und das TPD-Signal wieder hohe Pegel an. Wenn das ON-PAD-Signal ebenfalls hohen Pegel annimmt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, dann ist bekannt, daß die ermittelte Berührung des Berührungskissens richtig war und daß die X- und Y-Werte für die Ausnutzung in dem System bzw. des betreffenden Systems weitergeleitet werden können.

Die Form der durch die Zentraleinheit 91 gebildeten und über den Systembus 23 ausgesendeten digitalen Information ist in Fig. 7 veranschaulicht. Dabei werden

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zwei Bytes I3I und 1 33 in unmittelbarer Folge von der Zentraleinheit 91 ausgesendet. Das Datenbyte 133 enthält eine digitale Darstellung der Daten, während das unmittelbar nachfolgende Statusbyte 133 die Daten identifiziert. Es gibt drei Arten von in dieser Art und Weise ausgesendeten Daten. Der erste Datentyp dient dazu anzuzeigen, daß eine der Berührungstasten oder -Druckknöpfe 65 bis 79 gemäß Fig. 3 betätigt worden ist, wobei identifiziert wird, welche Taste betätigt worden ist. Die Zentraleinheit 91 vergleicht die in der oben beschriebenen Weise gebildete X- und Y-Koordinaten-Information und nimmt einen Vergleich dieser Informationen mit den bekannten X- und Y-Grenzwerten für jedes dieser Drucktastenfelder vor. Sodann stellt es in dem Statusbyte I3I einen Code bereit, der anzeigt, daß irgendein Tastenbereich gedrückt worden ist. In dem Datenbyte wird für diesen Informationstyp die Identität der betreffenden beiäfcigten Taste bereitgestellt.

Wenn die Zentraleinheit 91 festlegt, daß die aufgenommenen X-Y-Koordinaten in dem Cursorsteuerfeld 63 des Berührungskissens gemäß Fig. 3 liegen, dann wird das Vorhandensein der Cursorsteuerinformation in dem Statusbyte 131 gemäß Fig. 7 angezeigt, und die' Informationen bezüglich der genauen X/Z-Koordinaten der Berührungsstelle werden in einem bestimmten bzw. vorgegebenen Zyklus in das Datenbyte 133 eingeschlossen. Da die X- und Y-Koordinatenwerte bei einer bestimmten Ausführungsf orm alle 30-^+0 ms berechnet werden, wird die Bewegung eines Fingers, über den Berührungskissenbereich 63 die Zentraleinheit 91 veranlassen, periodisch eine neue X- und Y-Koordinateninformation als Teil des Bytes 133 auszusenden. Zu einem Zeitpunkt zeigt das Byte I3I einen X-Koordinatenwert an, der durch das Byte 133 gemeldet ist bzw. wird und im nächsten Augenblick wird angezeigt, daß der Koordinatenwert

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in der Y-Richtung angegeben wird, usw. Diese Information wird dann von dem Verarbeitungsrechner bzw. der Verarbeitungs-Zentraleinheit 25 mit der Standard-Cursorsteuerungs■ Hardware oder -Software dazu herangezogen, die Bewegung des Cursors über die Anzeigefläche 17 über eine Strecke und in einer Richtung zu bewirken, die in Beziehung steht zu der Bewegung des Fingers über die Fläche 63 des Berührungskissens. Hierbei handelt es sich um den zweiten Datentyp der drei Arten von Daten, die durch die Zentral- IQ einheit 91 aus der X-Y-Jnformation gebildet werden, welche von dem Berührungskissen so erhalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses zweiten Informationstyps überträgt die Zentraleinheit 91 in dem Datenbyte 133 <ü^e Differenzbewegung anstatt die absolute X-, Y-Position. Dies bedeutet, daß die Strecke der Bewegung des Schlusses der Widerstandsschichten 37 und 4i von der Stelle aus gemeldet wird, an der die letzte Anzeige bzw. das letzte Auslesen erfolgt war. Ferner ist ^es wünschenswert, diese Differenzsignale nicht direkt an die Cursorsteuerungshardware oder -software abzugeben, da dies nämlich dazu führen würde, daß der Cursor einer wahllosen Bahn folgen würde, falls der Benutzerfinger nicht einer gleichmäßigen Bahn folgen sollte.

Demgemäß bewirkt die Zentraleinheit 91 eine gewisse Glättung der aufeinanderfolgend erhaltenen Differenz-X- und Y-Bewegungswerte, indem über den Systembus 23 ein Mittelwert aus einer Vielzahl von Differenzanzeigen bzw. Differenzwerten übertragen wird.

Die Fig. 6 veranschaulicht die Elemente 135, 137 und eines internen Registers der Zentraleinheit 9I sowie die Elemente 141, 143 und 1^5 eines weiteren internen Registers. Jeder neue Differenz-X-Bewegungswert wird in die erste Stufe I35 des ersten Registers eingeführt, während jeder neue inkrementale Y-Bewegungswert in die er-

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^ ste Stufe 141 des zweiten Registers eingeführt wird. In jedem nachfolgenden Festzyklus werden diese Werte durch die Register von links nach rechts.verschoben und dann unberücksichtigt gelassen. Der Differenz-X-Bewegungswert, welcher von der Zentraleinheit 91 über den Systembus 23 durch das Datenbyte 133 gemeldet wird, ist ein Mittelwert der drei Werte in den Registerelementen 135» 137 und 139· In entsprechender Weise wird der inkrementale Y-Bewegungswert durch Mittelung der IQ letzten drei inkrementalen Werte bestimmt, die in den Registerelementen 141, 143 und 145 gespeichert sind.

Es ist ferner in den meisten Anwendungsfällen erwünscht, eine Skalierungs- bzw. Normierungseigenschaft der Cur-

2g sorbewegung auf die Fingerbewegung in dem X-Y-Bereich 63 des Berührungskissens bereitzustellen. Demgemäß nimmt der Verarbeitungsrechner bzw. die Verarbeitungs-Zentraleinheit 25 vor der Abgabe der gemittelten inkrementalen X- und Y-Werte an die Standard-Cursorsteuerungssoftware oder -hardware eine Manipulation bzw. Verarbeitung dieser Werte um eine der Geschwindigkeit der Berührungsbewegung proportionale Größe vor. Eine bevorzugte Technik besteht dabei darin, diese Werte mathematisch zu quadrieren und dann das Ergebnis mit irgendeiner Konstanten (die 1 sein kann) zu multiplizieren. Dies führt dazu, daß sich der Cursor über den Anzeigeschirm 17 über eine gegebene Bewegungsstrecke der Berührung auf dem Berührungskissenbereich 63 weiterbewegt, wenn die Geschwindigkeit der betreffenden Bewegung zunimmt. Da jeder inkrementale X- und Y.Wert die Berührungsbewegung während einer festliegenden Zeitspanne angibt, die die Zykluszeit der Messung der X- und Y-Werte darstellt, kann somit ersehen werden, daß die Quadrierung dieser Differenzwerte vor ihrer Abgabe an die übliche Cursorsteuerungshardware oder -software dazu führen wird, daß der Cursor sich über eine Strecke

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bewegt, die von der Geschwindigkeit der betreffenden Berührungsbewegung abhängt. Wenn der Benutzer wünscht, daß der Cursor sich über eine kurze Strecke bewegt, dann wird der Finger langsam über die Berührungskissenfläche 63 bewegt. Eine schnelle Bewegung des Fingers führt dazu, daß der Cursor sich auf dieselbe Fingerbewegungsstrecke hin weiterbewegt.

Zurückkommend auf das in Fig. 7 dargestellte Datenformat sei angemerkt, daß der dritte und letzte Informationstyp auf diese Art und Weise von der Zentraleinheit 91 über den Systembus 23 als Anzeige darüber weitergeleitet wird, wann der X-Y-Berührungskissenbereich 63 angetippt worden ist. Nachdem die Zentraleinheit 9I aus den ihr bereitgestellten X- und Y-Koordinaten bestimmt hat, daß ein bestimmter Schaltungschluß zwischen den Widerstandsflächen 37 und 41 innerhalb des X-Y-Cursorsteuerfeldes 63 aufgetreten ist, dann führt sie weitere Überwachungen durch, indem aufeinanderfolgende Abfragen daraufhin untersucht bzw. betrachtet werden, ob (1) der Schluß länger oder kürzer gedauert hat als eine bestimmte festliegende Zeitspanne, die üblicherweise in der Nachbarschaft von einigen 100 ms liegt, und (2) ob der betreffende Schluß bzw. die Berührung sich weL.$er oder kürzer als um eine gewisse festgelegte Strecke in der X-Richtung oder als eine gewisse weitere festgelegte Strecke in der Y-Richtung während des betreffenden bestimmten festliegenden Zeitintervalls bewegt hat. Falls der betreffende Schluß länger als diese bestimmte festliegende Zeitspanne andauert oder falls die Berührungsbewegung über eine größere Strecke erfolgt als die betreffenden gewissen festgelegten X- oder Y-Strecken, dann wird die Berührung als ein Cursorbewegungskommando interpretiert, und der zweite, oben im Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebene Datenworttyp wird übertragen.

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Wenn der betreffende Schluß jedoch kürzer andauert als die betreffende bestimmte Zeitdauer und wenn die Berührungsbewegung kürzer ist als die gewissen festgelegten X- und Y-Strecken, dann wird ein Antippen ermittelt, und eine andere Datenform gemäß Fig. 7 wird an den Systembus 23 weitergeleitet. Das Statusbyte. zeigt dann eine andere Berührungstaste (Drucktaste) an; dies bedeutet, daß das Antippen einfach als anderer Drucktastenbereich behandelt wird, wobei jedoch eine physikalisch getrennte Drucktaste für die Erzeugung des betreffenden Antippens nicht erforderlich ist. Das Datenbyte 133 zeigt durch einen eindeutigen Code einfach an, daß es sich um ein Antippen handelt. Obwohl für die meisten Anwendungsfälle die Ausnutzung sowohl der Zeit als auch der Bewegungsstrecke der Berühung bevorzugt wird, um ein Antippen von einem Cursorbewegungssignal zu unterscheiden, genügt jedoch die Ausnutzung gerade des einen Faktors oder des anderen in gewissen Anwendungsfällen.

Demgemäß dient der X-Y-Cursorbewegungsbereich 63 der zusätzlichen Funktion der Erzeugung eines drucktastenähnlichen Signals, welches von dem Verarbeitungsrechner bzw. der Verarbeitungs-Zentraleinheit 25 in höchst vorteilhafter Weise als Ausführungssignal des Typs ausgenutzt wird, der normalerweise auf die Neupositionierung des Cursors in einer Computer-Anzeigeeinrichtung folgt. Demgemäß braucht der Benutzer seine Augen nicht von dem Anzeigeschirm abzuwenden, um eine weitere Drucktaste zu suchen und diese zu drücken, damit eine gewünschte Ausführung an der Stelle des Cursors erfolgt; vielmehr braucht der betreffende Benutzer lediglich kurz auf den X-Y-Bereich 63» wo der Finger bereits positioniert ist, zu tippen.

Ein weiterer Vorteil hinsichtlich der Erzeugung des

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Tippsignals liegt in der Art und Weise, daß dadurch die elektronische Schaltungsanordnung vereinfacht ist. Die Vereinfachung in der Reduzierung der Schaltungskomponenten ist extrem wertvoll im Falle eines transportablen Computers, und in anderen Anwendungsbereichen bringt diese eine Kostenersparnis mit sich.

In einem Anhang ist eine Liste des Quellencodes eines Steuerprogramms für die Zentraleinheit 91 enthalten, mit dem sämtliche Systemsteuerungs- und Datenverarbeitungsfunktionen ausgeführt werden, die oben bezüglich der Zentraleinheit beschrieben worden sind. Der betreffende Anhang ist in der Intel-Assemblersprache für den Mikroprozessor des Typs 8081 geschrieben worden. Das Steuerprogramm für bestimmte Operationsschritte, die in dem Flußdiagramm gemäß Fig. 8 veranschaulicht sind, ist in den Teilen des Anhangs enthalten, die als Zustände 80, 81, 90 und 91 markiert sind, sowie in gewissen Subroutinen.

Die oben beschriebenen Rechenvorgänge, die durch die Zentraleinheit 91 ausgeführt werden, sind in dem ^ustandsdiagramm gemäß Fig. 9 veranschaulicht. Dieses Diagramm veranschaulicht die Operation der Masse der Steuerungssoftware gemäß der Anlage. Die durch die Software gemäß der Anlage in den als Zustände 10 und 11 markierten Bereichen ausgeführten Operationen sind durch einen Kreis I5I in. Fig. 9 veranschaulicht. In diesem Zustand befindet sich das System in Ruhe, während es seine wiederholten Abfragezyklen durchläuft und das Berührungskissen abfragt, um festzustellen, ob ein Schluß zwischen den Widerstandsschichten 37 · und 4i aufgetreten ist. Wenn ein Schluß durch das Vorhandensein eines zurückgeführten ON-PAD-Signals ermittelt ist, gelangt das System weiter über einen 153 zu den Zuständen 20 und 21 hin, die durch einen

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Kreis I55 umschlossen sind, falls der Schluß sich in dem X-Y-Bereich 63 des Berührungskissens befindet. Wenn der betreffende Schluß als Teil der Zustände 10 und 11 innerhalb eines der Drucktastenbereiche 65 bis 69 ermittelt ist, dann gelangt das System veiter über einen Weg 157 zu dem Zustand 30 hin, der durch einen Kreis 159 umgeben ist. Im Zustand 30 meldet das System einfach in einem im Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen Format den bestimmten Drucktastenbereich, der betätigt worden ist, solange das ON-PAD-Signal auf hohem Pegel verbleibt.

Wenn im Zustand 155 gearbeitet wird, und zwar infolge eines Schlusses in dem X-Y-Cursorsteuerfeld 63» dann erfolgt eine Feststellung dahingehend, ob der Schluß die Eigenschaften eines Ausführungs-Antippens oder eines Cursorbewegungskommandos hat, und zwar entsprechend den oben diskutierten Kriterien. Wenn festgestellt wird, daß es sich um ein Antippen handelt, geht das System über einen Weg Ιό! zu den Zuständen 5° und 51 über, die durch einen Kreis I63 umschlossen sind. Wenn andererseits der Schluß als eine Instruktion ermittelt wird, eine X-Y-Bewegung auszuführen, dann bewegt sich das System über einen Weg 165 zu den Zuständen 40 und 4i hin, was in Fig. 9 durch einen Kreis 167 angedeutet ist. In den Zuständen kO und 41 setzt das System die Meldung von Differenz-X- und Y-Bewegungswerten in Form von digitalen Signalen der zuvtr im Zusammenhang mit Fig. 7 erläuterten Form fort.

Wenn das System in den Zuständen 40 und 41 arbeitet, dann bewirkt ein Operationszyklus, in welchem das Verschwinden des ON-PAD-Signal s ermittelt worden ist, ein,e Bewegung längs eines Weges 169 zu den Zuständen j>0 und 51 hin. Wenn das System in diesen zuletzt genannten \ Zuständen sich befindet, wird es in die Zustände 40 ,

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und 41 über einen Weg 171 zurückkehren, wenn das ON-PAD-Signal während einer Zeitspanne verschwunden bleibt, die lediglich kürzer ist als eine bestimmte Zeitspanne (M-Zählungen). Dies bringt somit die Fähigkeit mit sich, ein "Abrollen" zu akzeptieren; dies bedeutet, daß ein Finger einer Bedienperson im Zuge der Bewegung über den X-Y-Bereich 63 kurzzeitig von der betreffenden Oberfläche abgehoben oder zu schwach aufgedrückt sein kann, um einen Schluß während einer kurzen Zeitspanne zu bewirken, was indessen nicht dazu führt , daß das System in einen anderen Zustand übergeht. Sobald jedoch festgestellt wird, daß das ON-PAD-Signal während einer längeren Zeitspanne als der betreffenden bestimmten Zeitspanne fehlt, wird das in den Zuständen 50 und 5I ^ar~ beitende System über einen Weg 173 in die Anfangszustände 10 und 11 zurückkehren.

Ein weiteres Merkmal der dem Anhang entnehmbaren Software, wie sie in dem Zustandsdiagramm gemäß Fig. 9 veranschaulicht ist, besteht in der Bewegung von den Zuständen 50 und 51 über einen Weg 175 zum Zustand 30, wenn das ON-PAD-Signal in einer kürzeren Zeitspanne als der betreffenden bestimmten Zeitspanne wieder hergestellt ist, und zwar als Ergebnis der Berührungsbewegung von dem X-Y-Bereich 63 in einen der Bereiche 65-79 (Fig. 3).

Claims

Patentansprüche

(I,.¹ Eingabe- und Steuergerät für ein digitales Computersystem, welches eine Anzeigeeinrichtung und ein System umfaßt, das einen Cursor zu erzeugen und auf der Anzeigeeinrichtung auf EingangsSignale hin zu bewegen gestattet, wobei zusätzlich eine Tastatur (13) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine berührungsempfindliche Fläche (21) vorgesehen ist, die ein einziges elektrisches Signal zu erzeugen imstande ist, welches eine Lage einer Berührung bzw. Berührungssteile in zwei Dimensionen auf ihrer Oberfläche angibt, daß in Verbindung mit der betreffenden Oberfläche Einrichtungen (21, 39) vorgesehen sind, welche eine Vielzahl von räumlich voneinander getrennten Bereichen (63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79) festlegen, daß Einrichtungen (37, ^1) vorgesehen sind, die das betreffende Berührungs-Lagesignal aufnehmen und ein eindeutiges Signal für jeden der in einer Vielzahl vorge-

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sehenen, in Abstand voneinander befindlichen getrennten Bereiche in dem Fall erzeugen, daß die betreffenden Bereiche irgendwo berührt werden, wobei jeder der in einer Vielzahl vorgesehenen Bereiche als einpoliger Drucktastenschalter wirkt und ein eindeutiges Ein/Aus-Signal erzeugt, welches für die Steuerung des Computersystems nutzbar ist,

und daß Einrichtungen (113» 111, 91) vorgesehen sind, die ein derartiges Berührungs-Lagesignal aufnehmen und clie in zeitlicher Folge Stellungssignale erzeugen, welche kennzeichnend sind für eine Änderung der Bewegung einer Berührungsstelle auf der genannten Fläche (21) innerhalb eines weiteren Bereiches der in Abstand voneinander vorgesehenen Bereiche, derart, daß ein Signal erzeugt wird, welches von dem Cursor-Bewegungssystem des Computersystems dazu heranziehbar ist, den Cursor über eine Strecke zu bewegen, welche der Bewegung der Berührungsstelle über die genannte weitere Fläche proportional ist.
2. Gerät nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich Einrichtungen vorgesehen sind, welche das betreffende Berührungs-Lagesignal aufnehmen, das· durch eine Berührung in dem genannten weiteren Bereich der in Abstand voneinander vorgesehenen Bereiche erzeugt worden ist, derart, daß ein noch weiteres eindeutiges Signal in dem Fall erzeugt wird, daß der betreffende weitere Bereich während einer kurzen Zeitspanne berührt wird, die kürzer ist als eine vorgegebene Zeitspanne,

daß die in zeitlicher Folge ein Stellungssignal erzeugenden Einrichtungen zusätzlich so ausgebildet sind, daß sie auf die betreffende Berührung des genannten weiteren Bereiches in dem Fall ansprechlos bleiben, bis die Zeitspanne der Berührung des betreffenden weiteren Bereichs die genannte vorgegebene Zeitspanne überschreitet ,

und daß der genannte weitere Bereich (63) dazu ausgenutzt ist, zwei verschiedene Arten von Signalen in Abhängigkeit von der Zeitdauer der Berührung des betreffenden weiteren Bereiches zu erzeugen.
3. Gerät nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erzeugung des Stellungssignals eine Signalerzeugungseinrichtung (81, 113) umfaßt, mit deren Hilfe inkrementale Strecken-Bewegungssignale pro Zeiteinheit für die Abgabe an das Cursor-Steuersystem des Computersystems erzeugt werden.
4. Gerät nach Anspruch 3idadurch gekennzeichnet , daß die inkrementale Strecken-Bewegungssignale erzeugende Signalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, mit deren Hilfe eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden inkrementalen Strecken-Werten gemittelt wird, bevor ein inkrementales Signal an das Cursor-Steuersystem abgegeben wird, derart, daß eine mögliche wahllose Bewegung der Berührung über die betreffende weitere Fläche geglättet wird, bevor dem Cursor eine Bewegung erteilt wird.
5· Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die inkrementale Strecken-Signale erzeugende Signalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, welche das Quadrat des jeweiligen inkrementalen Wertes bildet, bevor dieser dem Cursor-Steuersystem zugeführt wird, derart, daß die Strecke, über die sich der Cursor auf der Anzeigeeinrichtung (17) auf eine vorgegebene Bewegungsstrecke der Berührungsstelle in dem genannten weiteren Bereich bewegt, von der Geschwindigkeit einer derartigen Bewegung abhängt.
6. Gerät nach Anspruch !,dadurch gekenn-

zeichnet, daß die berührungsempf indliche Fläche (21) erste und zweite rechteckige Flächen bzw. Schichten (37> 4i) aufweist, die nebeneinander angeordnet sind und die jeweils einen bestimmten elektrisehen spezifischen Widerstand pro Längeneinheit auf ihrer zu der jeweils anderen Fläche bzw. Schicht (41 bzw. 37) hinzeigender Oberfläche aufweisen, daß von der Widerstandsoberfläche einer der betreffenden Schichten (37, 4i) nicht elektrisch leitende Abstandshalter (39) i*¹ einem Muster getragen sind, welches die betreffenden Widerstandsflächen normalerweise in Abstand voneinander hält, ihnen jedoch eine Berührung miteinander in dem Fall gestattet, daß eine Berührung auf der Rückseite einer der betreffenden Schichten (37» 4i) erfolgt, wobei zumindest eine der betreffenden Schichten (37, 4i) hinreichend flexibel ist, um auf eine derartige Berührung hin deformiert zu werden und einen Kontakt der betreffenden Widerstandsflächen herzustellen,

daß die den betreffenden Bereich (41) festlegende Einrichtung einen zwischen der ersten Schicht (37) und der zweiten Schicht (4i) positionierten nicht elektrisch leitenden Abstandshalter (39) aufweist, der vollständig durchgehende Öffnungen an den Stellen der in einer Vielzahl vorgesehenen und in Abstand voneinander befindlichen Bereiche aufweist,

und daß auf der gegenüberliegenden Seite der einen Schicht bzw. des einen Films (37) ein sichtbares Muster (63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79) vorhanden ist, welches die betreffende Vielzahl der in Abstand voneinander vorgesehenen Bereiche zeigt.
7. Gerät nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß zwei gegenüberliegende Kanten (53» 55) der Widerstandsoberfläche der einen Schicht

(37) elektrisch so geschaltet ist, daß das betreffende

Berührungslagesignal erzeugt wird, und daß zwei gegenüberliegende Kanten (^5ι ^7) der anderen Schicht (4i) elektrisch so geschaltet sind, daß das betreffende Berührungslagesignal erzeugt wird, wobei die Widerstandsfläche der einen Schicht eine Berührungslage in der X-Richtung mißt, während die Widerstandefläche der anderen Schicht die Berührungslage in der Y-Richtung mißt.
8. Eingabe- und Steuergerät für ein digitales Computersystem, welches eine Anzeigeeinrichtung und ein System umfaßt, welches einen Cursor zu erzeugen vermag, der auf Eingangssignale hin über den Anzeigeschirm bewegbar ist, wobei eine Tastatur vorgesehen ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7»dadurch g e kennz ei chne t , daß eine berührungsempfindliche Fläche (21) ein elektrisches Signal zu erzeugen vermag, welches eine Lage einer Berührung der betreffenden Fläche (21) in zwei Dimensionen anzeigt, daß eine SignsLauf nähme einrichtung vorgesehen ist, welche das betreffende Berührungslagesignal aufnimmt und daraufhin in zeitlicher Folge Positionssignale erzeugt, die kennzeichnend sind für Änderungen in der Bewegung der betreffenden Berührung auf der betreffenden Fläche für den Fall, daß die Berührung der genannten Fläche während einer Zeitspanne erfolgt, die eine bestimmte Zeitspanne überschreitet,

und daß eine Signalaufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die das betreffende Berührungslagesignal aufnimmt und die _ei_n von den in zeitlicher Folge auftretenden Stellungssignalen unabhängiges Tipp-Signal lediglich in dem Fall erzeugt, daß die betreffende Berührung der genannten Fläche während einer Zeitspanne erfolgt, die kürzer ist als die genannte bestimmte Zeitspanne,

"° wobei das betreffende Tipp-Signal von dem Computersystem dazu heranziehbar ist, eine durch eine vorher-

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gehende Bewegung des Cursors über die Anzeigeeinrichtung (17) ausgewählte Antwort bzw. einen dadurch ausgewählten Vorgang ohne eine Forderung nach einem gesonderten Schalter auszuführen.
9. Gerät nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet , daß die das Stellungssignal in zeitlicher Folge erzeugende Signalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, welche inkreraentale Streckenbewegungssignale pro Zeiteinheit für die Abgabe an das Cursor-Steuersystem des Computersystems erzeugt.
10. Gerät nach Anspruch 9»dadurch gek en η zeichnet , daß die das inkrementale Streckensignal erzeugende Signalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, welche eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden inkrementalen Streckenwerten mithält, bevor ein inkrementales Signal an das Cursor-Steuersystem abgegeben wird, derart, daß eine mögliche unregelmäßige Bewegung der Berührung über die genannte weitere Fläche geglättet wird, bevor im Cursor eine Bewegung erteilt wird.
11. Gerät nach Anspruch 9»dadurch gekennzeichnet, daß die das inkrementale Streckensignal erzeugende Signalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, welche das Quadrat des jeweiligen inkrementalen Wertes bildet, bevor dieser an das Cursor-Steuersystem abgegeben wird, derart, daß die Strecke, über die sich der Cursor auf der Anzeigeeinrichtung (17) auf eine gegebene Bewegungsstrecke der B_erührungsstelle über den genannten weiteren Bereich bewegt, von der Geschwindigkeit der betreffenden Bewegung abhängt.
12. Eingabe- und Steuergerät für ein digitales Computersystem mit einer Anzeigeeinrichtung und einem System,

.-γι welches einen Cursor zu erzeugen und über die Anzeigeeinrichtung auf Eingangssignale hin zu bewegen vermag, und mit einer Tastatur, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine berührungsempfindliche Fläche (21) vorgesehen ist, die ein elektr is ehes Signal erzeugt, welches die Lage einer Berührung auf der betreffenden Fläche in zwei Dimensionen anzeigt, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche das betreffende Berührungslagesignal aufnimmt und welche in zeitlicher Folge Stellungssignale erzeugt, die kennzeichnend sind für Änderungen in der Bewegung der betreffenden Berührung auf der genannten Fläche in dem Fall, daß die betreffende Berührung entweder auf der genannten Fläche während einer Zeitspanne verbleibt, die eine bestimmte Zeitspanne überschreitet, oder sich während der bestimmten Zeitspanne über eine Strecke bewegt, die eine gewisse Strecke überschreitet,
und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf das betreffende Berührungslagesignal hin ein von den in zeitlicher Folge auftretenden StellungsSignalen unabhängiges Tipp-Signal in dem Fall erzeugt, daß die betreffende Berührung auf der genannten Fläche während einer Zeitspanne vorhanden ist, die kürzer ist als die betreffende bestimmte Zeitspanne, und während der betreffenden bestimmten Zeitspanne eine Bewegung über eine Strecke ausführt, die kürzer ist als die genannte gewisse Strecke, derart, daß das betreffende Tipp-Signal von dem Computersystem dazu heranziehbar ist, eine durch eine vorhergehende Bewegung des Cursors auf der Anzeigeeinrichtung (17) ausgewählte Antwort ohne die Forderung nach einem gesonderten Schalter auszuführen.