DE3529926A1

DE3529926A1 - Durch beruehren einer platte betaetigbare eingabevorrichtung

Info

Publication number: DE3529926A1
Application number: DE19853529926
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hasegawa; Kohji Nakase; Hiroaki Sasaki
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1986-02-27
Also published as: US4689446A; KR860002044A; KR900000089B1; DE3529926C2

Description

DURCH BERÜHREN EINER PLATTE BETÄTIGBARE EINGABEVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine durch. Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung, und insbesondere auf eine Koordinateneingabevorrichtung des Typs, der eine durch Berühren betätigbare transparente Platte aufweist, die an der Frontseite einer Anzeigefläche angebracht ist und die koordinatenmäßige Position einer Stelle.feststellt, die mittels einer Fingerspitze, eines Stifts usw. gedrückt wird.

Die Koordinateneingabevorrichtung des durch Berühren einer transparenten Platte betätigbaren Typs ist an der Frontseite einer Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung usw., angebracht und veranlaßt mehrere Steuervorgänge ansprechend auf einen einfachen Drückvorgang über der J

Anzeigefläche durch eine Bedienungsperson, die die Eingabevorrichtung betrachtet. Da diese Eingabevorrichtung für eine "" einfache Eingabe in sogenannten Menüsystemen ausgelegt ist, gibt es somit Vorteile in der Verwendung derselben als Eingabevorrichtung für Computer.

Für die durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung sind mehrere Systeme vorgeschlagen worden; diese beinhalten z.B. das Widerstandsfilmsystem, das Kapazitätssystem, das akustische System, das von oberflächenelastischen Wellen Gebrauch macht, sowie das photoelektrische System, das einen Lichtstrahl verwendet. Von diesen Systemen verwendet das photoelektrische System photoelektrische Elemente, die um den Rand der Anzeigefläche herum angebracht sind, und somit besteht nur ein geringfügiges Risiko, daß ein Benutzer mit den photoelektrischen Elementen in Berührung kommt, und es besteht keine Gefahr, daß eine Eingabeplatte zerkratzt oder durch Anhaften von Flüssigkeit beschädigt wird, da es

im Unterschied zu den anderen System keine solche Eingabeplatte an der Frontseite der Anzeigefläche gibt; außerdem besitzt dieses System ein hohes Maß an Betriebszuverlässigkeit, und somit ist man der Ansicht, daß dieses photoelektrische System vielversprechende Aussichten für die Zukunft besitzt.

Ein spezielles derartiges photoelektrisches System verwendet eine lichtemittierende Diode als lichtemittierendes Element, und es ist eine Anzahl paarweise vorgesehener licht-

emittierender Elemente und lichtempfangender Elemente für die X-, Y-Koordinaten vorgesehen, und außerdem werden die lichtemittierenden Elemente der jeweiligen Koordinaten einzeln nacheinander derart angesteuert, daß sie über der Anzeigefläche einen Abtastvorgang mittels eines Lichtstrahls ausführen. Dieses System hat Vorteile, die z.B. darin bestehen, daß seine Kosten im Vergleich zu einem einen Laserstrahl verwendenden System niedrig sind und daß es eine lange Lebensdauer besitzt, da es sich bei den photoelektrischen Elementen um Festkörperbauteile handelt.

Die herkömmliche durch Berühren einer Platte betätigbare und nach dem photoelektrischen System arbeitende Eingabevorrichtung muß jedoch ständig die Anzeigefläche mit dem Lichtstrahl bei hoher Geschwindigkeit abtasten. Dadurch ist der Energieverbrauch bei der bekannten Eingabevorrichtung sehr hoch und eine achtlose Bewegung einer Fingerspitze auf die Anzeigefläche verursacht eine Eingabe entsprechend derjenigen Stelle, an der sich der Finger angenähert hat. Und dadurch wird sogar ein solcher Punkt auf der Anzeigefläche eingegeben^ auf den sich ein Insekt oder dergleichen gesetzt hat. Somit ist es sehr leicht möglich, daß eine Fehleingabe durch eine nachlässige Handhabung oder durch unvorhergesehene Ereignisse

verursacht wird. Wenn die Fingerspitze zittert oder wenn -feine Koordinatenwerte angewiesen werden sollen,

kann es ebenfalls leicht zu einer fehlerhaften Eingabe kommen,, und zwar dadurch, daß angrenzende Koordinatenwerte eingegeben werden, wodurch es häufig notwendig ist, einen Anweisungs-Löschvorgang sowie einen erneuten Versuch auszuführen. Außerdem ist in dem Fall, in dem es sich bei der Anzeigevorrichtung um eine Kathodenstrahlröhre handelt, die Anzeigefläche gekrümmt ausgebildet, und dadurch kann

eine Parallaxe hervorgerufen werden, wodurch eine fehlerhafte Eingabe noch häufiger auftreten würde. Im Fall einer nachfolgenden Eingabe muß außerdem die Fingerspitze oder dergleichen, die einen ersten Satz von eingegebenen Koordinatenwerten angewiesen hat, wieder von der Anzeigefläche, oder besser gesagt von der Ebene, die mittels des Lichtstrahls abgetastet wird, zurückgezogen und in der Schwebe gehalten werden, um dann an einer nächsten einzugebenden Koordinatenstelle wieder in die genannte Ebene einzutreten, wobei die Bedienungsperson auf diese Stelle Ziel nehmen muß;

dies ist sehr verschieden im Vergleich zu dem Widerstandsfilmsystem usw., wo die Fingerspitze über die Anzeigefläche (bei der es sich um ein Flachmaterial handelt) gleitet ohne sich von dieser wegzulösen und zur Erzielung eines Eingabevorgangs eine gewünschte Stelle niederdrückt.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik entwickelt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen, durch Berühren einer Platte betätigbaren Eingabevorrichtung des Typs, bei dem ein mittels eines Lichtstrahls erfolgender Abtastvorgang dadurch erzielt wird, daß lichtemittierende Elemente nacheinander angesteuert werden, wobei sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch" auszeichnet, daß der Abtastvorgang nur dann ausgeführt wird, wenn dies notwendig ist, wodurch der Energieverbrauch reduziert ist,

daß keine irrtümlichen Eingaben erfolgen und daß der Eingabevorgang in einfacher und zuverlässiger Weise ausführbar ist.

Um das vorstehend genannte Ziel zu erreichen, besitzt eine erfindungsgemäße durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung des nach dem photoelektrischen System arbeitenden Typs, bei dem ein Lichtstrahl über einer Anzeigefläche einen Abtastvorgang ausführt, kurz gesagt eine transparente Platte, die vor der Anzeigefläche vorgesehen ist, eine Schalteinrichtung, die ansprechend auf eine Druckausübung auf die transparente Platte betätigbar ist, Zieleinrichtungen, die die letzten Koordinatenwerte, die der Stelle einer Fingerspitze oder dergleichen über der Anzeigefläche entsprechen, dadurch anzeigen, daß eine Marke auf der Anzeigefläche angezeigt wird, wonach die Zieleinrichtungen dann warten, bis sie durch einen mittels der Fingerspitze oder dergleichen erfolgenden Drückvorgang gegen die Schalteinrichtung getriggert werden, bevor sie dann die Koordinatenwerte an eine zentrale Verarbeitungseinheit weiterleiten, so daß sich die Koordinatenwerte zuerst dadurch bestätigen lassen, daß eine Bedienungsperson aufmerksam beobachtet, daß die Marke mit den gewünschten einzugebenden Koordinaten übereinstimmt, wodurch die korrekten, gewünschten Koordinatenwerfee in die Verarbeitungseinheit eingebbar sind.

Zusammengefaßt gesagt schafft die Erfindung also eine durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung, die nach dem photoelektrischen System arbeitet, wobei ein Lichtstrahl über einer Anzeigefläche einer Anzeigeeinheit einen Abtastvorgang ausführt. Entsprechende Koordinatenwerte, die durch in Stellung Bringen einer Fingerspitze auf der Anzeigefläche angewiesen werden, werden mittels unterbrochender Lichtstrahlen festgestellt und nacheinander auf

- St -

der Anzeigefläche in Form einer Marke angezeigt. Die festgestellten Koordinatenwerte sind in eine Verarbeitungseinheit eingebar, wenn eine Schalteinrichtung mit Hilfe der Fingerspitze nieder-gedrückt. -Wörd_.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Darstellungen eines Ausfürhrungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

und
Fig. 3 ein Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die dieses Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Anzeigeeinheit, bei der es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Kathodenstrahlröhrenanzeige mit einer gekrümmten Anzeigefläche 1a handelt. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich auch um eine Flüssigkristallanzeige, eine Plasmaanzeige, eine Elektrolumineszenzanzeige, eine elektrochrome Anzeige sowie eine Keramikmaterial des Systems (Pb, La) (Zr, Ti)O₃ verwendende Anzeige oder dergleichen handeln. Es kann auch eine für eine Farbanzeige ausgelegte Anzeigeeinheit gewählt werden. Die Anzeigeeinheit 1 wird in einem Computersystem für die Büroautomation, für computerunterstütztes Design (CAD), für persönliche Verwendung usw. verwendet und kann Symbole, Flächen, Muster, Marken (Cursor) usw. anzeigen. Die Anzeigefläche 1a ist von vorne gesehen im wesentlichen rechteckig ausgebildet und besitzt an der Frontseite eine transparente Platte 2, die etwas größer als die Anzeigefläche 1a ist. Die transparente Platte 2 ist aus Kunststoff, Glas oder einem anderen geeigneten Material hergestellt und besitzt ein Ermüden des menschlichen Auges verhindernde Eigenschaften, um das Auftreten von Reflektionen oder Flackern auf der Anzeigefläche 1a zu verhindern, wobei diese Eigenschaft dadurch erzielt ist, daß man

die Fläche einem Polarisierungsvorgang unterzieht, eine Gitterstruktur in die Platte einbringt oder die Platte koloriert. Die transparente Platte 2 ist durch geeignete Mittel derart an der Anzeigeeinheit 1 befestigt, daß sie ansprechend auf eine Verlagerung aufgrund von Druckbeaufschlagung in einem gewissen Ausmaß in Richtung auf die Anzeigefläche 1abewegbar ist.

Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Drucktastenschalter bzw. eine Schalteinrichtung, der bzw. die mit einem Klickeffekt ausgestattet ist. Eine gewünschte Anzahl dieser Schalter ist an Stellen in der Nähe des äußeren Randes der Anzeigefläche 1a sowie der transparenten Platte 2 gegenüberliegend angeordnet; diese Schalter werden eingeschaltet, wenn die transparente Platte 2 gedrückt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Drucktastenschalter 3 an den vier äußeren Eckbereichen oder an vier zentralen Bereichen der jeweiligen Kanten der Anzeigefläche 1a / angebracht. In Abwandlung hiervon kann es auch ausreichend sein^ lediglich einen oder zwei solcher Schalter vorzusehen, *" und als Schalteinrichtung kann man auch wahlweise einen Plattenschalter, einen Kapazitätsschalter usw. an Stelle der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel verwendeten Drucktastenschalter 3 verwenden; es ist jedoch notwendig, daß die Schalteinrichtung in zuverlässiger Weise eingeschaltet wird, wenn irgendein Bereich der transparenten Platte 2 gedrückt bzw. durch Druckbeaufschlagung in Richtung auf die Anzeigefläche 1a bewegt wird.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Koordinateneingabeeinheit des nach dem photoelektrischen System arbeitenden Typs. Die Koordinateneingabeeinheit 4 ist an der Frontseite der Anzeigeeinheit 1 angebracht, wobei die transparente Platte dazwischenliegend angeordnet ist. Die Koordinateneingabeeinheit 4 besitzt einen Rahmen 4a, der der äußeren Form der Anzeigefläche 1a entspricht, und an den einander jeweils gegen- _f überliegenden Seiten der vier Seiten des Rahmens 4a

ist eine Anzahl paarweise zusammengehörender lichtemittierender Elemente 4b, die aus

lichtemittierenden Dioden gebildet sind, und lichtempfangender Elemente 4c angeordnet. Dadurch, daß man die lichtemittierenden Elemente 4b nacheinander zum Emittieren von Licht von jedem Ende der X- und Y-Koordinaten her veranlaßt, führt der Lichtstrahl Linie für Linie entlang der X-, Y-Koordinaten einen Abtastvorgang über der Anzeigefläche 1a aus. Der Energieverbrauch läßt sich dadurch reduzieren, daß der Abtastvorgang erst nach einer ersten Betätigung der Schalteinrichtung 3 erfolgt.

Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Feststell-/Anzeigeansteuerschaltung bzw. -einheit, die diejenige Position feststellt, an der jeder der X-, Y-Koordinatenstrahlen unterbrochen ist, wobei es sich jeweils um die Position des lichtempfangenden Elements 4c handelt, an dem kein Strahl von dem zugehörigen lichtemittierenden Element 4b ankommt; dieses Unterbrechen erfolgt durch in Stellung Bringen der Fingerspitze oder dergleichen über der Anzeigefläche 1a, oder besser gesagt auf der transparenten Platte 2, wo der Strahl in der vorstehend beschriebenen Weise einen Abtastvorgang ausführt. Außerdem führt die Feststell-/ Anzeigeansteuerschaltung 5 immer die zuletzt festgestellten Koordinatenwerte einer eingebauten Pufferschaltung zu, um den Inhalt derselben auf den neuesten Stand zu bringen, und sie führt außerdem die zuletzt festgestellten Koordinatenwerte der Anzeigeeinheit 1 zu, wodurch die Anzeigeeinheit die zuletzt festgestellten Koordinatenwerte in Form einer gewünschten Marke (Cursor), wie z.B. einer blinkenden Marke, an einer Stelle auf der Anzeigefläche 1a anzeigt, die derjenigen Stelle entspricht, an der der jeweilige Strahl unterbrochen ist. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Koordinatenwert jeder X-, Y-Koordinate festgestellt ist, stoppt die Feststell-/Anzeigeansteuerschaltung 5 den Abtastvorgang einer jeden Koordinatenrichtung für einen gewünschten Zeitraum, der z.B. von zehn bis zu einigen hundert Millisekunden beträgt, und nachdem dieser gewünschte Zeitraum des

Ausetzens des Abtastvorgangs verstrichen ist, beginnt die Koordinateneingabeeinheit 4 automatisch wieder einen extrem schnellen Abtastvorgang, der z.B. in einer Geschwindigkeit von ca. 10 ms pro Abtastung erfolgt.

Außerdem wird der Feststell-/Anzeigeansteuerschaltung 5 ein Anstiegssignal zugeführt, das zur Einschaltzeit des Drucktastenschalters 3 erzeugt wird. Ansprechend auf das Eintreffen dieses Anstiegssignals veranlaßt die Feststell- /Anzeigeansteuerschaltung 5 die eingebaute Pufferschaltung, die zuletzt festgestellten und zu diesem Zeitpunkt in der Pufferschaltung gespeicherten Koordinatenwerte, bei denen es sich um die zu dieser Zeit in Form einer Marke auf der Anzeigefläche 1a angezeigten Koordinatenwerte handelt, einer Verarbeitungseinheit 6 eines Computers oder dergleichen zuzuführen.

Im folgenden wird nun die Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. Wenn ein Zeigeelement, wie z.B. eine Fingerspitze, ein Stift usw., (wobei dieses Zeigeelement in der vorliegenden Beschreibung kollektiv als Fingerspitze bezeichnet ist) über der Anzeigefläche 1a positioniert wird und z.B. eine Gleitbewegung auf der transparenten Platte 2 ausführt, stellt die Feststell-/ Anzeigeansteuerschaltung 5 die Position der Fingerspitze nach einem gewünschten Intervall fest, und ansprechend darauf zeigt die Anzeigeeiheit 1 die entsprechende Koordinatenposition in Form der Marke an. Während die Bedienungsperson also das Bild auf der Anzeigefläche 1a mit der Position der Marke vergleicht, führt sie mit ihrer Fingerspitze eine Gleitbewegung aus und bewegt die Marke zu einer Zielposition, und nachdem die Bedienungsperson durch visuelle Betrachtung feststellt, daß die Marke die gewünschte Position erreicht hat, drückt sie mit ihrer Fingerspitze gegen die transparente Platte 2. Ansprechend auf dieses Drücken schaltet sich der Drucktastenschalter 3 ein, wodurch die gewünschten Koordinatenwerte in die Verarbeitungseinheit 6 eingegeben werden. Ansprechend

auf den Empfang dieser Werte führt die Verarbeitungseinheit einen bestimmten Prozeß aus, und die Ergebnisse werden auf der Anzeigefläche 1a angezeigt. Im Fall einer kontinuierlichen Eingabe verursacht ei-ne-Wie&er-holung--der JSleithewegung_und des Drückens mittels der Fingerspitze, daß die Koordinatenwerte nacheinander in sicherer und einfacher Weise eingegeben werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Wenn der Drucktastenschalter 3 den Effekt eines Klickgeräusches beinhaltet, wie dies bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist, ist die Betriebszuverlässigkeit noch weiter verbessert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung, die nach dem photoelektrischen System arbeitet, welchem bereits einige Vorteile zu eigen sind, durch die vorliegenden Erfindung noch weiter verbessert ist, und zwar dadurch, daß auf der Anzeigefläche die zuletzt festgestellten Koordinatenwerte bzw. die mittels des Zeigeelements, bei dem es sich z.B. um eine Fingerspitze handelt, zuletzt angewiesenen Koordinatenwerte angezeigt werden und daß dann, nachdem sich die Anzeige bestätigt bzw. als korrekt erwiesen hat, der Eingabevorgang dadurch vervollständigt wird, daß man mit der Fingerspitze oder dergleichen eine Drückbewegung ausführt. Somit sind mit der vorliegenden Erfindung die Wirkungen erzielbar, daß keine irrtümliche Eingabe wie bei der herkömmlichen Vorrichtung erfolgt, daß sich eine genaue und kontinuierliche Eingabe der Koordinatenpositionen in sicherer und einfacher Weise erzielen läßt und daß der Energieverbrauch dadurch in beträchtlicher Weise reduziert ist, daß der Abtastvorgang nur dann ausgeführt wird, wenn dies notwendig ist.

- Leerseite -

Claims

kUiNKERSCHMITT-NILSON* HIRSOB :: BVTENTANmLTE f · - - ■ · Kl K(H1K-VN PYTENT VTTOKMiYS s ALPS ELECTRIC CO.fLTD. K 22 503S/6 1-7 Yukigaya Otsuka-cho, Ota-ku Tokyo 145/ Japan Priorität: 23.August 1984,Japan, Nr. 174152/84 (Patentanmeldung) 25.August 1984,Japan, Nr. 175864/84 (Patentanmeldung) Durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung Ansprüche

1. Durch Berühren einer Platte betätigbare Eingabevorrichtung, die vor einer Anzeigefläche angebracht ist, gekennzeichnet durch

eine Anzahl paarweise vorgesehener lichtemittierender Elemente (4b) und lichtempfangender Elemente (4c), die an einander jeweils gegenüberliegenden Seiten der Anzeigefläche (1a) angeordnet sind;

eine Einrichtung zum Abtasten mittels eines Lichtstrahls über der Anzeigefläche (1a) dadurch, daß die lichtemitierenden Elemente (4b) dazu veranlaßt werden, nacheinander Licht mit einer ersten Abtastgeschwindigkeit zu emittieren; eine Feststelleinrichtung zum Erzeugen einer Koordinatenposition, die derjenigen Stelle entspricht, an der der Lichtstrahl unterbrochen ist;

eine transparente Platte (2), die vor der Anzeigefläche (1a) * vorgesehen und in Richtung auf diese bewegbar ist; ·

und durch eine Schalteinrichtung (3), die ansprechend auf eine Druckausübung auf die transparente Platte (2) betätigbar ist.

2. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastvorgang ansprechend auf eine erste Betätigung der Schalteinrichtung (3) beginnt.

3. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenposition ansprechend auf eine Betätigung der Schalteinrichtung (3) in eine Verarbeitungseinheit (6) eingebbar ist.

4. Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Koordinatenpositionen nacheinander in Form einer Marke auf der Anzeigefläche (1a) anzeigbar sind.

5. Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der transparenten Platte (2) um eine ein Ermüden des menschlichen Auges verhindernde Platte handelt.

6. Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (3) einen Klickeffekt beinhaltet.

7. Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastvorgang für eine kurze Zeitdauer unterbrochen ist, wenn eine neue Koordinatenposition festgestellt wird, und danach automatisch wieder beginnt.