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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Koordinateneingabefeld, das zum Bestimmen jeweiliger Koordinateneingabedaten
verwendet wird, insbesondere wenn in einem sogenannten
Digitalisierer als Eingabevorrichtung für Buchstaben und Figuren
eine Figur in einen Computer eingegeben wird, oder wenn ein
Teilbereich eines Druckerzeugnisses bezeichnet und mit einem
einem Kopiergerät kopiert wird.
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Der Digitalisierer, dessen Prinzip in Fig. 7
dargestellt ist und der das Koordinateneingabefeld verwendet,
weist zwei Koordinateneingabefolien 1A, 1B auf, welche
jeweils eine isolierende Folie und gegenüberliegende
Elektroden 2, 3, welche an einem entsprechenden Ende der
isolierenden Folie angeordnet sind, sowie einen zwischen den
Elektroden gebildeten Oberflächenwiderstand 4 aufweisen, wobei
die Folien 1A, 1B so überlappen, daß die jeweiligen
Interelektrodenrichtungen um 90º versetzt sind. Beispielsweise
wird die untere Koordinateneingabefolie 1B zur Feststellung
der X-Achsen-Koordinatenposition eines im folgenden zu
beschreibenden Fingerdruckpunktes verwendet, während die obere
Koordinateneingabefolie 1A zum Nachweis der
Y-Achsen-Koordinatenposition verwendet wird.
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Genauer heißt das, daß, wenn irgendein bestimmter Punkt
auf der Eingabefolie 1A in Fig. 7 gedrückt, und eine
Spannung 5A über der Folie 1A angelegt wird, eine
Teilungsspannung im Punkt P auf Folie 1A als
X-Achsen-Koordinatenpositionsdaten von einem Teilungsspannungsausgangsanschluß 6 der
unteren Koordinateneingabefolie 1B abgenommen wird. Dann
wird durch Anlegen einer Spannung 5B an die untere
Koordinateneingabefolie 1B die Teilungsspannung im Punkt P auf Folie
1B als die Y-Achsen-Koordinatenpositionsdaten von einem
Teilungsspannungsausgangsanschluß 7 der oberen
Koordinateneingabefolie
1A abgenommen. Somit erhält man durch einen
solchen Zeit-Teilungsvorgang die X-Y-Koordinaten des Punktes
P, an dem der Fingerdruck angelegt wird.
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Die Teilungsspannung auf dem Eingabepunkt auf der
oberen Koordinateneingabefolie 1A wird nun betrachtet. Solange
die Linearität des Oberflächenwiderstandes 4 zwischen den
Elektroden 2 und 3 aufrechterhalten wird, weist die
Teilungsspannung am Fingerdruckeingabepunkt einen Wert auf, der
bezüglich der Spannung zwischen den Elektroden
(beispielsweise 5 V) umgekehrt proportional zum Abstand von der
Pluselektrode 2 ist. D.h., wenn der Punkt sich in der Mitte
zwischen den Elektroden 2 und 3 befindet, zeigt sich ein
Wert von 2,5 V.
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Tatsächlich wird der Oberflächenwiderstand 4 jedoch
durch seinen möglicherweise ungleichmäßigen Druck oder
ähnliches beeinflußt und weist keine korrekte
Widerstandslinearität auf. Somit weicht die obige 2,5 V Linie, wie in der
Fig. 8 durch die gekrümmte Linie dargestellt ist, von der
durch eine strichpunktierte Linie in der gleichen Figur
dargestellten richtigen Position ab, so daß, selbst wenn der
Bediener den Mittelpunkt korrekt gedrückt hat, oft
inkorrekte Koordinatendaten eingegeben würden. Dies trifft
gleichfalls auf die untere Koordinateneingabefolie 1B zu.
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Eine Koordinateneingabevorrichtung dieser Art und gemäß
dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 ist aus der US-A-4 448
026 bekannt.
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Das oben umrissene Problem wird durch eine
Koordinateneingabevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst.
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Bei der Vorrichtung des Anspruchs 1 werden die
Potentiale einer bzw. mehrerer Korrekturelektroden vor der
eigentlichen Verwendung der Koordinateneingabefolie gemessen
und die Position (der Abstand), welche (welcher) von diesen
Korrekturelektroden zwischen den gegenüberliegenden
Elektroden
eingenommen wird und der gemessene Wert des
Potentials werden zum Ablesen einer Abweichung (eines Fehlers) im
Widerstandswert des Oberflächenwiderstandes verglichen. Wenn
daher die zu lesenden Daten vorab als Korrekturdaten im
Digitalisierer gespeichert werden, können diese Daten zur
Kompensation und zur Korrektur der von der
Koordinateneingabefolie ausgegebenen Fingerdruckeingabepunktkoordinatendaten
verwendet werden. Als Ergebnis werden Schwankungen des
Oberflächenwiderstands der Folie in Einheiten eines
Digitalisierers absorbiert, wird die Linearität des
Oberflächenwiderstands verbessert und die Fingerdruckeingabepunktkoordinaten
können in korrekter Weise in einen Computer usw. eingegeben
werden.
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Bei der Vorrichtung des Anspruchs 2 wird, wenn
beispielsweise die Linearität des Oberflächenwiderstands der
Koordinateneingabefolie beschädigt ist und wenn eine
Defizitspannung wie etwa 2,3 V im Mittelpunkt zwischen den
gegenüberliegenden Elektroden erhalten wird, obwohl eine
Spannung von 2,5 V natürlich erhalten werden sollte, eine
Spannung zur Aufhebung des Defizits bzw. des Mangels von den
Hilfselektroden her angelegt, wodurch die Abweichung (der
Fehler) des Widerstandswerts des Oberflächenwiderstands
ausgeschaltet und die Linearität zur Eingabe korrekter
Fingerdruckpunktkoordinaten in einen Computer usw. verbessert
wird.
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Es werden nun Ausführungsformen dieser Erfindung unter
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
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Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer
Koordinateneingabefolie ist,
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Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, welche ein
Beispiel zeigt, bei dem zwei Koordinateneingabefolien der Mol-%1 mit einem Digitalisierer verbunden sind,
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Fig. 3 eine Draufsicht ist, welche eine zweite
Ausführungsform
einer Koordinateneingabefolie zeigt,
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Fig. 4 eine Ersatzschaltbild der Fig. 1 ist,
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Fig. 5 eine Draufsicht einer Ausführungsform ist, bei
der der Hilfswiderstand der Fig. 3 durch einen
Operationsverstärker ersetzt ist,
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Fig. 6 eine Draufsicht einer Ausführungsform ist, bei
der der Hilfswiderstand der Fig. 3 durch einen äußeren
Widerstand ersetzt ist,
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Fig. 7 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des
Nachweisprinzips eines eine bekannte Koordinateneingabefolie
verwendenden Digitalisierers ist, und
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Fig. 8 eine Draufsicht der Koordinateneingabefolie der
Fig. 7 ist.
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Fig. 1 zeigt eine Koordinateneingabefolie 8, bei der
streifenartige Korrekturelektroden 9a-9b in geeigneten
Abständen so angeordnet sind, daß sie parallel zu den
Elektroden 2, 3 auf dem wirksamen Flächenbereich des
Oberflächenwiderstands 4 sind. In der Figur sind fünf
Korrekturelektroden vorgesehen, wobei jedoch eine oder fünf oder mehr
solcher Elektroden vorgesehen sein können. Die
Korrekturelektroden 9a-9e lesen nur das Potential, wie im folgenden
beschrieben, und können dünn sein.
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Fig. 2 zeigt, daß eine Gesamtzahl von zwei
Koordinateneingabefolien mit der obiger Struktur als obere und untere
Koordinateneingabefolien 8A und 8B verwendet werden, die mit
einem Digitalisierer 10 sowie mit einer Zentraleinheit CPU
verbunden sind.
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In Fig. 2 werden vor der tatsächlichen Benutzung der
jeweiligen Folien 8A, 8B, die Spannungen der
Korrekturelektroden 9a-9e einzeln gemessen. Dies geschieht im
einzelnen, wie gezeigt, unter Bedingungen, daß die
Korrekturelektroden 9a-9e der oberen Koordianteneingabefolie 8A über
eine Gruppe von Schaltern 11 mit Analogeingangsanschlüssen
eines A/D Umwandlers 10 verbunden und eine Spannung 5A an
die beiden Elektronen 2, 3 angelegt wird. Die Schalter 11
werden dann zur Aufnahme der betreffenden Potentiale der
Korrekturelektroden 9a-9e einzeln eingeschaltet. Da die
Positionen der jeweiligen Korrekturelektroden 9a-9e
zwischen den Elektroden 2, 3 bekannt sind, werden die
jeweiligen Potentiale unter Verwendung der Positionen als
Adressen in die CPU eingeschrieben und dann in einem Speicher
gespeichert. Dann wird ein Auswahlschalter 12 zum Bewirken
einer Durchführung eines ähnlichen Speichervorgangs auf der
unteren Koordinateneingabefolie 8B unter Verwendung einer
Gruppe von Schaltern 13 umgeschaltet.
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Wenn dies abgeschlossen ist, werden die Kontakte der
Schaltergruppen 11, 13 ausgeschaltet, um die Verbindung der
Analogeingangsanschlüsse mit den Korrekturelektroden 9a-9e
zu lösen und zu bestimmten Fingerkontaktvorgängen wie etwa
einer Figureneingabe fortzufahren.
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In diesem Falle werden X-Y Umschalter 14, 15 zur
Aufnahme der X-Achsen-Koordinatenpositionen von der unteren
Koordinateneingabefolie 8B und der
Y-Achsen-Koordinatenpositionen von der oberen Koordinateneingabefolie 8 A
geschaltet, und diese Positionen werden über den A/D-Umwandler 10
auf die CPU gegeben.
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Die CPU korrigiert die neu eingegebenen X- und
Y-Achsen-Fingerkontakteingabepunktkoordinatendaten anhand der
gespeicherten Potentiale und Positionen der
Korrekturelektroden 9a-9e, berechnet die tatsächlich gedrückte Position
und sendet diese als Koordinatenpunktsignal an den Computer.
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Gemäß dieser Ausführungsform werden, wie oben
beschrieben, die Potentiale der Korrekturelektroden 9a-9e als
Daten zur Korrekturverarbeitung gemäß den vorher verwendeten
einzelnen Koordinateneingabefolien 8A, 8B gespeichert. Die
gespeicherten Daten werden zur Korrektur der
Fingerdruckpunktkoordinaten
in der CPU verwendet, um die
Fingerdruckkoordinaten in korrekter Weise zu gewinnen.
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Es sei bemerkt, daß, obwohl die Elektroden 2, 3 in
Fig. 1 und 2 schraffiert dargestellt sind, dies nicht einen
Querschnitt darstellt, sondern das Vorhandensein der
Elektroden 2, 3 visuell verdeutlichen soll.
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Es wird nun eine zweite Ausführungsform dieser
Erfindung unter Bezug auf Fig. 3 bis 6 beschrieben.
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Bei einer in Fig. 3 dargestellten
Koordinateneingabefolie 8 ist eine streifenartige Korrekturelektrode 9 parallel
zu den Hauptelektroden 2, 3 auf einem Bereich eines
Oberflächenwiderstandes 4 zwischen Elektroden 2, 3 angeordnet.
Diese Hilfselektrode 9 ist mit einem Hilfswiderstand
(einstellbaren Widerstand) 10, der an einem Ende der Folie
aufgedruckt ist, verbunden. Der Widerstand 10 ist ferner mit
den Elektroden 2, 3 verbunden.
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Wenn daher eine Spannung an die Elektroden 2, 3 gelegt
wird, wird über den Widerstand 10 eine Spannung auch auf die
Hilfselektrode 9 gelegt. Die Spannung an der der
Hilfselektrode 9 entsprechenden Position wird vorab mit anderen
Meßvorrichtungen gemessen. Wenn das Potential an dieser
Position von einem bezeichneten Potential abweicht, wird ein
Laser-Trimmen des Hilfswiderstandes 10, wie in Pfeil 1
dargestellt, durchgeführt, der Wert des Hilfswiderstands 10
verändert, und die an die Hilfelektrode 9 angelegte Spannung
auf das bezeichnete Potential korrigiert.
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Es ist ohne weiteres einsichtig, daß ein solcher Aufbau
durch Fig. 4 dargestellt wird, in der der
Schaltungswiderstand der Fig. 3 zu einem Ersatzschaltbild umgeschrieben
ist, wobei der Hilfswiderstand 10 als veränderlicher
Widerstand dient, der zur Potentialeinstellung eingestellt wird.
Dies verbessert die Nichtlinearität der Potentialverteilung
auf dem Oberflächenwiderstand 4, welche von einem
ungleichmäßigen
Drucken des Oberflächenwiderstandes 4 usw. herrührt.
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Die Abschnitte, in denen der Widerstand durch Laser-
Trimmen eingestellt wird, sind nicht auf die dargestellten
beschränkt, und werden entsprechend den Positionen
ausgewählt, an denen die Linearität des Oberflächenwiderstandes
fehlerhaft ist. Ferner unterliegen die Position, an der die
Hilfselektrode 9 angeordnet ist, sowie die Anzahl der
verwendeten Hilfselektroden keiner Einschränkung.
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Fig. 5 zeigt zwei Hilfselektroden 9, auf die eine
äußere Spannungsquelle eine bestimmte Spannung über einen
Operationsverstärker 11 anstatt über den Hilfswiderstand 10 der
Fig. 3 gibt.
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Fig. 6 zeigt einen anstelle der Hilfselektrode mit den
Elektroden 2, 3 verbundenen äußeren Widerstand 12, wobei die
Teilungsspannung von der Hilfselektrode 12 auf die
Hilfselektrode 9 gegeben wird.
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Wie oben beschrieben, wird gemäß dieser
Ausführungsformen die Nichtlinearität der Potentialverteilung auf dem
Oberflächenwiderstand 4 durch Anlegen einer Spannung an
Hilfselektroden 9 verbessert, so daß die Koordinatenausgabe
des Fingerdruckeingabepunktes korrekt ist.
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Es sei angemerkt, daß, obwohl die Elektroden 2, 3 und
der Hilfswiderstand 10 in Fig. 1 bis 4 schraffiert
dargestellt sind, dies nicht einen Querschnitt darstellt, sondern
lediglich da Vorhandensein der Elektroden 2, 3 und des
Hilfswiderstands 10 visuell verdeutlichen soll.