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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zeigeeingabevorrichtung, in
welcher ein Bediener eine Zeigeeingabe vornimmt, während er
Zeigeeingabeinformationen betrachtet, die auf einem Anzeigefeld
angezeigt werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
eine Zeigeeingabevorrichtung zum Erfassen einer Zeigeeingabeposition
mittels eines optischen Berührungsfeldes
und zum Ausführen
eines vorgegebenen Befehls entsprechend den Zeigeeingabeinformationen,
wenn der Bediener auf eine Position drückt, wo die Zeigeeingabeinformationen
angezeigt werden.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
ist allgemein eine Zeigeeingabevorrichtung bekannt, in welcher ein
optisches Berührungsfeld
auf ein Anzeigefeld laminiert ist, das aus einer CRT (Kathodenstrahlröhre) oder
einer LCD (Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung)
besteht. Das Anzeigefeld zeigt verschiedene Arten von Zeigeeingabeinformationen
an, so dass ein Bediener auf die Position der gewünschten Zeigeeingabeinformationen
in einem Eingabe-Bedienbereich des optischen Berührungsfeldes zeigt und diese
eingibt, während
er die Zeigeeingabeinformationen betrachtet.
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Hierin
wird im Folgenden die Struktur einer herkömmlichen Zeigeeingabevorrichtung 100 unter Bezugnahme
auf 4 und 5 beschrieben. Die Zeigeeingabevorrichtung 100 weist
ein Gehäuse 101,
ein Flüssigkristall-Anzeigefeld 102,
ein transparentes Glassubstrat 103, um eine Oberfläche des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 102 zu
schützen,
und ein optisches Berührungsfeld 104 auf,
welche alle in der oben beschriebenen Reihenfolge von unten laminiert
sind.
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Ein
(nicht dargestellter) Treiber für
eine Flüssigkristallanzeige
zeigt gemäß der Anwendung
der Zeigeeingabe mehrere Arten von Zeigeeingabeinformationen 105 auf
einem Anzeigebereich des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 102 an.
Ein Bediener führt
die Zeigeeingabe, wie später
beschrieben, mit Bezug auf die Zeigeeingabeinformationen 105 durch.
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Das
optische Berührungsfeld 104 weist
Licht aussendende Vorrichtungen 108 auf, welche in gleichen
Abständen
entlang den orthogonalen Richtungen X und Y eines rechteckigen Rahmens 107 angeordnet
sind, und Photorezeptor-Vorrichtungen 109, welche gegenüber den
Licht aussendenden Vorrichtungen 108 und über den
Eingabe-Bedienbereich 107A des rechteckigen Rahmens 107 angeordnet sind.
Die Licht aussendenden Vorrichtungen 108 senden fortlaufend
Licht zum Abtasten aus, und die Photorezeptor-Vorrichtungen 109 empfangen
das Licht.
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Wenn
der Bediener einen Stift oder Finger auf irgendeine Zeigeeingabeposition
innerhalb des Eingabe-Bedienbereichs 107A bringt, werden
die Lichtstrahlen, die durch die Zeigeeingabeposition gehen, unterbrochen.
Die Photorezeptor-Vorrichtungen 109 in den Strahlengängen der
Lichtstrahlen empfangen kein Licht in einem passenden Zeitverhältnis zur Lichtaussendung
der entsprechenden Licht aussendenden Vorrichtungen 108.
Daher ist es möglich,
die Zeigeeingabe in das optische Berührungsfeld 104 und
die X- und Y-Koordinate der Zeigeeingabeposition zu erfassen.
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Da
der Zeigeeingabeposition, der in den rechteckigen Rahmen 107 eingebettet
ist, über
dem Anzeigebereich des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 102 angeordnet
ist, ist es für
den Bediener möglich, die
Zeigeeingabe durchzuführen,
während
er die Zeigeeingabeinformationen 105, die auf dem Flüssigkristall-Anzeigefeld 102 angezeigt
werden, von oben durch das transparente Glassubstrat 103 hindurch betrachtet.
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Wenn
die Zeigeeingabevorrichtung 100 erfasst, dass der Bediener
den Stift oder Finger aus der Zeigeeingabeposition des Eingabe-Bedienbereichs 107A zurückzieht,
nachdem die Zeigeeingabe erfasst wurde, gibt die Zeigeeingabevorrichtung 100 Drückerfassungsdaten
aus, um einen Befehl gemäß der Zeigeeingabeposition
auszuführen.
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Andererseits
werden verschiedene Arten von Zeigeeingabeinformationen 105 mit
Zeigeeingabebereichen 106 (in der Zeichnung in unterbrochenen
Linien dargestellt) bereitgestellt, welche sich über den Zeigeeingabeinformationen 105 im
Eingabe-Bedienbereich 107A befinden. Der Zeigeeingabebereich 106 entspricht
einem vorgegebenen Befehl, welcher durch die Zeigeeingabeinformationen 105 angezeigt
wird. Wenn der Stift oder Finger auf die Innenseite des Zeigeeingabebereichs 106 zeigt
und die Drückerfassungsdaten
ausgegeben werden, wird der vorgegebene Befehl ausgeführt, der
dem Zeigeeingabebereichen 106 entspricht.
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Dementsprechend
wird, wenn der Bediener auf die Anzeigeposition der vorgegebenen
Zeigeeingabeinformationen 105 zeigt, namentlich auf die
Innenseite des Zeigeeingabebereichs 106 zeigt, und wenn
dann der Bediener den Stift oder Finger aus der Zeigeeingabeposition
des Eingabe-Bedienbereichs 107A zurückzieht, der vorgegebene Befehl
ausgeführt,
der den Zeigeeingabeinformationen 105 entspricht.
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Wenn
die herkömmliche
Zeigeeingabevorrichtung 100 die Zeigeeingabe in den Eingabe-Bedienbereich 107A und
deren Position erfasst, und auch wenn der Bediener die Zeigeeingabe
freigibt, indem er den Stift oder Finger zurückzieht, werden die Drückerfassungsdaten
zum Ausführen
des vorgegebenen Befehls ausgegeben. Deswegen kann der Bediener
die Zeigeeingabeposition verändern
und den Befehl eingeben, welcher der speziellen Zeigeeingabeposition
entspricht, während
er die Zeigeeingabeinformationen 105 betrachtet.
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Die
Drückerfassungsdaten
werden jedes Mal ausgegeben, wenn die Zeigeeingabe freigegeben wird,
zusätzlich
dazu, wenn die Zeigeeingabe durch den Bediener vorgenommen wird,
indem er den Stift oder Finger in den Zeigeeingabebereich 106 einführt. Dementsprechend
besteht das Problem, dass der vorgegebene Befehl fälschlicher
Weise ausgeführt wird,
z. B. wenn der Bediener den Stift oder Finger aus dem Zeigeeingabebereich 106 zurückzieht,
einfach, um eine Operation zu beenden.
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Daher
muss der Bediener auf eine Freigabeposition aufpassen, wenn er die
Zeigeeingabe freigibt, indem er den Stift oder Finger zurückzieht.
Der Bediener kann eine Operation auch nicht unterbrechen, um zu überlegen,
und der Bediener kann sich nicht ausruhen, bevor er die Operation
beendet hat.
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Es
ist möglich,
einen weiteren Drückerfassungs-Schaltmechanismus
anzubringen, um die Drückerfassungsdaten
auszugeben. In diesem Fall bestehen jedoch andere Probleme, dass
die Vorrichtung zu groß wird
und dass der Bediener mit beiden Händen arbeiten muss, weil der
Drückerfassungs-Schaltmechanismus
nicht mit demselben Finger oder Stift wie die Zeigeeingabe bedient
werden kann.
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Ferner
erfasst die Zeigeeingabevorrichtung 100 die Zeigeeingabe
immer auch, wenn der Lichtstrahl nur augenblicklich unterbrochen
wird. Es besteht daher das Problem, dass ein Wassertröpfchen, ein
Insekt oder Ähnliches,
was durch den Eingabe-Bedienbereich 107A hindurch gelangt,
bewirkt, dass die Zeigeeingabevorrichtung 100 fehlerhaft
arbeitet.
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WO 02/35460 offenbart einen
Berührungsbildschirm
mit Berührungsbestätigung,
welcher ein erstes Sensorsystem zur Positionskoordinatenerfassung
und ein zweites Sensorsystem zur Bestätigung jeder Berührung umfasst.
Die Patentansprüche
sind gegenüber
dem vorliegenden Dokument abgegrenzt.
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EP 0 372 964 A2 offenbart
eine Berührungserfassungsvorrichtung
für ein
optisches Berührungsfeldsystem,
welches Berührungserfassungsmittel zum
Erfassen eines Kontakts zwischen einer Schreibnadel und einer Anzeigevorrichtung
und Licht aussendende Mittel zusammen mit Lichterfassungsmitteln
für eine
optische Erfassung der Positionsdaten der Schreibnadel umfasst.
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US-Patentschrift 5,231,381 offenbart
ein Datenverarbeitungssystem mit einem Berührungsbildschirm und einem
Digitalisiertablett, welche beide in eine Eingabevorrichtung integriert
sind.
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Jane
Stoffel Gerold, „Resch
Out and Touch the Process",
Control Engineering, Jan. 1992, offenbart eine piezoelektrische
Auflage zur Druckerfassung, welche an vier Ecken einer Glasauflage
befestigt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Zeigeeingabevorrichtung bereitzustellen, welche
sequentiell Zeigepositionsdaten ausgibt, die eine Zeigeeingabeposition
anzeigen, und Drückerfassungsdaten
in Reaktion auf eine Druckoperation ausgibt, wobei derselbe Stift
oder Finger benutzt wird.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zeigeeingabevorrichtung
bereitzustellen, in welcher keine Fehlfunktion auftritt, wenn ein
Wassertröpfchen
oder ein Insekt auf dem optischen Berührungsfeld landet, welches
für die
Erfassung der Zeigeeingabe benutzt wird.
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Die
Erfindung, welche durch die Patentansprüche definiert ist, erfüllt die
obigen Aufgaben.
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Der
Anzeigebereich des Anzeigefeldes ist von dem Eingabe-Bedienbereich
des optischen Berührungsfeldes
sichtbar, so dass ein Bediener die Zeigeeingabe vornehmen kann,
indem er einen Finger oder Ähnliches
ein den Eingabe-Bedienbereich einführt, während er die Zeigeeingabeinformationen betrachtet.
Das optische Berührungsfeld
gibt fortlaufend die Zeigepositionsdaten aus, welche während der
Erfassung der Zeigeeingabe die erfasste Zeigeeingabeposition anzeigen.
Deswegen ist es für
die Zeigeeingabevorrichtung möglich,
eine vorgegebene Operation durchzuführen und die Anzeigevorrichtung gemäß der Zeigeeingabeposition
zu steuern.
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Wenn
die transparente Schutzplatte gedrückt wird, gibt das piezoelektrische
Substrat in Reaktion auf die Verformung der transparenten Schutzplatte
Elektrische Signale aus, und die Drückerfassungsdaten werden ausgegeben.
Deswegen ist es möglich,
den vorgegebenen Befehl auf irgendeiner Zeigeeingabeposition auszuführen, ohne
die Zeigeeingabe freizugeben.
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Das
Drücken
wird von dem piezoelektrischen Substrat erfasst, welches an der
transparenten Schutzplatte befestigt ist, welche die Oberfläche des
Anzeigefeldes gegen eine äußere Kraft
schützt. Deswegen
benötigt
die Zeigeeingabevorrichtung nur einen kleinen Raum zum Befestigen
des piezoelektrischen Substrats, um das Drücken zu erfassen, so dass die
gesamte Zeigeeingabevorrichtung nicht zu groß wird.
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Da
sich die transparente Schutzplatte unter dem Eingabe-Bedienbereich
befindet, ist es möglich, die
transparente Schutzplatte mit demselben Finger oder Ähnlichem
wie für
die Zeigeeingabe zu drücken. Namentlich
können
die Zeigeeingabe und die Druckoperation zusammenhängend durchgeführt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Zeigeeingabevorrichtung 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine longitudinale Schnittdarstellung der Zeigeeingabevorrichtung
der 1;
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Schaltungskonfiguration der Zeigeeingabevorrichtung
der 1 zeigt;
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4 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen
Zeigeeingabevorrichtung 100; und
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5 ist
eine longitudinale Schnittdarstellung der Zeigeeingabevorrichtung
der 4.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
einer Zeigeeingabevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
wird hier im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
Die Zeigeeingabevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform
wird als Eingabevorrichtung für
einen Bankautomaten (Automatic Teller Machine, ATM) benutzt, der
in einer Bank installiert ist, und die gesamte Zeigeeingabevorrichtung 1 ist derart
installiert, dass sie bündig
zu der Oberfläche des
ATM ist.
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Die
Zeigeeingabevorrichtung 1 weist ein Kunststoffgehäuse 3 auf,
welches ein Flüssigkristall-Anzeigefeld 4,
eine transparente Schutzplatte 5 zur Abdeckung der Oberfläche des
Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4,
ein Paar piezoelektrischer Substrate 6A und 6B (siehe 3),
die entlang den beiden Rändern
der Schutzplatte 5, welche senkrecht aufeinander stehen,
befestigt sind, und ein optisches Berührungsfeld 9 enthält, welches
mit mehreren Paaren aus Licht aussendenden Vorrichtungen 7 und Photorezeptor-Vorrichtungen 8 versehen
ist.
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Das
Gehäuse 3 in
Form eines rechteckigen Parallelepipeds ist derart installiert,
dass es mit der Oberfläche
des Hauptkörpers 2 des
ATM als eine Bedienfläche
bündig
ist. Das Gehäuse 3 ist,
wie in 2 dargestellt, mit Schrauben 10 befestigt,
welche in Flansche 3a von der Innenseite des Hauptkörpers 2 hineinragen.
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Eine
rechteckig geformte Öffnung
in der oberen Platte des Gehäuses 3 dient
als Eingabe-Bedienbereich 9A des
optischen Berührungsfeldes 9.
Das Flüssigkristall-Anzeigefeld 4 und
die transparente Schutzplatte 5 sind derart in dem Gehäuse 3 enthalten,
dass der Anzeigebereich des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 von
dem Eingabe-Bedienbereich 9A aus durch die transparente
Schutzplatte 5 hindurch gesehen werden kann.
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Das
Flüssigkristall-Anzeigefeld 4,
die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B und
das optische Berührungsfeld 9 sind
mit (nicht dargestellten) Kabeln, die aus dem Gehäuse 3 heraus
verlegt sind, mit jeder Schaltungskomponente verbunden, die in 3 dargestellt
ist.
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Das
Flüssigkristall-Anzeigefeld 4 zeigt
in Reaktion auf die Steuerung durch einen (nicht dargestellten)
Treiber für
eine Flüssigkristallanzeige
alle Zeigeeingabeinformationen 11 an, um an irgendeiner Position
des Anzeigefeldes eine Zeigeeingabe durchzuführen.
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Da
die Zeigeeingabevorrichtung 1 im ATM der Bank benutzt wird,
werden als Anfangsbild die Zeigeeingabeinformationen 11 darüber angezeigt, wie
der ATM zu bedienen ist, wie einzuzahlen und abzuheben ist und Ähnliches.
Die Zeigeeingabeinformationen 11 werden als Mitteilung
für den
Bediener in Form von Text, Zahlen oder Ähnlichem angezeigt.
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Ein
(nicht dargestelltes) Feld mit Hintergrundbeleuchtung befindet sich
zwischen der Rückfläche des
Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 und
dem Gehäuse 3.
Ein reflektierender Film ist auf die Rückfläche des Feldes mit Hintergrundbeleuchtung
geleimt. Das Feld mit Hintergrundbeleuchtung streut Licht von einer
Hintergrundlichtquelle und beleuchtet das Flüssigkristall-Anzeigefeld 4 von
seiner Hinterseite, um es für
einen Bediener einfach zu machen, die Zeigeeingabeinformationen 11 zu
betrachten.
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Das
transparente Schutzfeld 5 ist derart über eine druckempfindliche
Folie 12 auf die Oberfläche des
Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 laminiert,
dass es die Fläche
des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 bedeckt.
Da sie mit der druckempfindlichen Folie 12 auf der Oberfläche des
Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 befestigt
ist, lässt
sich die transparente Schutzplatte 5 frei ohne jede Einschränkung verformen,
so dass es möglich
ist, ein Drücken
in Reaktion auf die Verformung der transparente Schutzplatte 5 zu
erfassen, wie später
noch beschrieben wird.
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Jedes
der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B ist
ein einschichtiges Substrat, das aus einem piezoelektrischen Material,
z. B. einem piezoelektrischen Keramikmaterial, hergestellt ist,
welches durch einen piezoelektrischen Einkristall und PZT (Blei-Zirconat-Titanat),
Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Ähnliches
typisiert ist. Die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B dieser
Ausführungsform
sind aus piezoelektrischen Keramikplatten zusammengesetzt, die aus
dem piezoelektrischen Keramikmaterial einer PZT-Serie hergestellt
sind, welche mechanische Haltbarkeit aufweist und sehr breit verwendet
wird. Die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B weisen die
Form lang gestreckter dünner
Platten entlang den Rändern
der transparente Schutzplatte 5 entlang der senkrecht aufeinander
stehenden X- und Y-Richtung auf.
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Da
es sich bei jedem der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B um
eine dünne
Platte mit einer Schicht handelt, und deren Höhe beträgt ungefähr 200 μm, sogar wenn die Höhe einer
auf deren Oberfläche
befestigten voran stehenden Elektrode einbezogen wird. Da die piezoelektrischen
Substrate 6A und 6B nicht massig sind, ist es
möglich,
die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B an irgendeiner
Position der herkömmlichen
transparenten Schutzplatte 5 zu befestigen, ohne Raum für die Installation
zu berücksichtigen.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt den piezoelektrischen Effekt der piezoelektrischen
Substrate 6A und 6B gewinnbringend (nutzt also
die durch mechanische Verformung erzeugten Spannungssignale gewinnbringend).
Um die in der transparenten Schutzplatte 5 erzeugte Verformung
auf die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B zu übertragen,
sind die piezo elektrischen Substrate 6A und 6B an
der transparenten Schutzplatte 5 entlang deren Rändern befestigt,
indem verschiedene Arten von Klebstoffen aufgebracht werden, z.
B. ein Epoxidharzklebstoff, ein Acrylklebstoff und Ähnliches.
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Dementsprechend
wird die Verformung auf die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B übertragen,
wenn die transparente Schutzplatte 5 gedrückt wird,
und in Reaktion auf die Verformung der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B wird
eine Spannung ausgegeben.
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Die
piezoelektrischen Substrate 6A und 6B bedecken
nicht den Anzeigebereich, weil sie an den Rändern der transparente Schutzplatte 5 befestigt sind.
Auch können
die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B nicht
von außen
gesehen werden, weil sie in dem Gehäuse 3 enthalten sind,
das den Eingabe-Bedienbereich 9A umschließt. Die
piezoelektrischen Substrate 6A und 6B können jedoch überall befestigt
werden, solange die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B die
Verformung der transparenten Schutzplatte 5 erfassen können.
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Das
optische Berührungsfeld 9 ist
mit einer Anzahl Licht aussendender Vorrichtungen 7 und Photorezeptor-Vorrichtungen 8 versehen,
die entlang dem Umfang der Öffnung
des Gehäuses 3 (dem
Eingabe-Bedienbereich 9A) angeordnet sind, um die Zeigeeingabe
mit einem Finger, Stift oder Ähnlichem und
die Zeigeeingabeposition zu erfassen.
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Bezug
nehmend auf 1, befinden sich die Licht aussendenden
Vorrichtungen 7 in gleichen Abständen entlang der orthogonalen
X- und Y-Richtung des Umfangs des Eingabe-Bedienbereichs 9A und sind
nach innen auf die Mitte des Eingabe-Bedienbereichs 9A zeigend
angeordnet. Die Photorezeptor-Vorrichtungen 8 sind paarweise
mit den Licht aussendenden Vorrichtungen 7 innerhalb des
Gehäuses 3 gegenüber den
Licht aussendenden Vorrichtungen 7 über den Eingabe-Bedienbereich 9A hinweg
angeordnet.
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Wenn
die in dieser Weise angeordneten Licht aussendenden Vorrichtungen 7 fortlaufend
zum Abtasten Licht aussenden, werden im Eingabe-Bedienbereich 9A netzartige
Abtast-Strahlengänge gebildet,
wie in 1 in unterbrochenen Linien dargestellt. Wenn der
Bediener den Stift oder Finger zur Zeigeeingabe in den Eingabe-Bedienbereich 9A bringt,
unterbricht der Stift oder Finger Lichtstrahlen, welche durch die
Zeigeeingabeposition in der X- und Y-Richtung hindurch laufen.
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Dementsprechend
empfangen die Photorezeptor-Vorrichtungen 8, die in den
Strahlengängen angeordnet
sind, die Lichtstrahlen aus den entsprechenden Licht aussendenden
Vorrichtungen 7 nicht in einem entsprechenden Zeitverhältnis zu
der Lichtaussendung der Licht aussendenden Vorrichtungen 7.
Deswegen ist es möglich,
die Zeigeeingabe durch den Bediener und die X- und Y-Koordinaten,
welche die Zeigeeingabeposition anzeigen, zu erfassen.
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Wenn
nötig,
werden Zeigeeingabebereiche 13 (in 1 in unterbrochenen
Linien dargestellt) faktisch im Eingabe-Bedienbereich 9A bereitgestellt. Jeder
der Zeigeeingabebereiche 13 entspricht dem vorgegebenen
Befehl für
den ATM. Die Zeigeeingabebereiche 13 werden im Eingabe-Bedienbereich 9A über den
Anzeigepositionen der Zeigeeingabeinformationen 11 bereitgestellt.
Der Zeigeeingabebereich 13 ist von einem umgebenden Bereich
mit einer rechteckigen Umrandung abgetrennt, die durch X- und Y-Koordinaten
gekennzeichnet ist.
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Deswegen
kann der Bediener die Zeigeeingabe in den Zeigeeingabebereich 13,
der den Zeigeeingabeinformationen 11 entspricht, durch
Einbringen des Fingers oder Stifts in den Eingabe-Bedienbereich 9A vornehmen,
wobei er die Zeigeeingabeinformationen 11, die auf dem
Flüssigkristall-Anzeigefeld 4 angezeigt
werden, von oben durch die transparente Schutzplatte 5 hindurch
betrachtet.
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3 ist
ein Blockdiagramm von Schaltungskomponenten, die in der Zeigeeingabevorrichtung 1 bereitgestellt
werden, um wie oben beschrieben auf ein Drücken zu entscheiden und die
Zeigeeingabe und die Zeigeeingabeposition zu erfassen. Die Operation
der Zeigeeingabevorrichtung 1 wird hier im Folgenden unter
Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Die
mehreren Licht aussendenden Vorrichtungen 7 (entsprechend
der in 3 dargestellten LED-X-Achse und LED-Y-Achse),
welche entlang der X- und der Y-Richtung des Eingabe-Bedienbereichs 9A angeordnet
sind, sind an einen Konstantstrom-Schaltkreis 14 angeschlossen.
Jede der Licht aussendenden Vorrichtungen 7 ist aus einer
LED zusammengesetzt, welche in Reaktion auf einen Konstantstromfluss
einen Lichtstrahl aussendet. Jede Licht aussendende Vorrichtung 7 ist über den
Konstantstrom-Schaltkreis 14 an einen LED-Multiplexer 16 angeschlossen.
Eine CPU 15 steuert die Verbindung zwischen jeder Licht
aussendenden Vorrichtung 7 und dem LED-Multiplexer 16.
Der Konstantstrom-Schaltkreis 14 ist über einen Digital/Analog-Wandler 17 mit
der CPU 15 verbunden. Somit legt die CPU 15 an
jede Licht aussendende Vorrichtung 7 in einer vorgegebenen
Abtastzeitverlauf in der Reihenfolge der Anordnungsposition einen
Steuerstrom an, um den Lichtstrahl auszusenden.
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Auf
der anderen Seite sind mehrere Photorezeptor-Vorrichtungen 8,
welche gegenüber
jeder der mehreren Licht aussendenden Vorrichtungen 7 über den
Eingabe-Bedienbereich 9A hinweg angeordnet sind, aus Phototransistoren
zusammengesetzt, welche den Lichtstrahl empfangen und Lichtempfangssignale
ausgeben. Jede der Photorezeptor-Vorrichtungen 8 ist an
einen Ptr-Multiplexer 18 angeschlossen, wodurch
die CPU 15 eine Verbindung zwischen der einzelnen Photorezeptor-Vorrichtung 8 und
einer Integrierschaltung 19 steuert. Die CPU 15 verbindet
die Photorezeptor-Vorrichtung 8 gegenüber der Licht aussendenden
Vorrichtung 7, an welche zur Steuerung der Steuerstrom
angelegt wird, in Synchronisation mit der Lichtaussendungssteuerung
mit der Integrierschaltung 19. Die Ausgabe aus der Integrierschaltung 19 wird über einen
Analog/Digital-Wandler 25 in die CPU 15 eingegeben,
so dass die CPU 15 die integrierten Lichtempfangssignale
aus der Integrierschaltung 19 mit der Abtastzeitverlauf
jeder Licht aussendenden Vorrichtung 7 erhalten kann, solange nicht
der Lichtstrahl innerhalb des Eingabe-Bedienbereichs 9A unterbrochen
wird, mit anderen Worten also eine Zeigeeingabe vorliegt.
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Wenn
eine Zeigeeingabe in den Eingabe-Bedienbereich 9A vorliegt,
werden die Lichtstrahlen, die durch die Zeigeeingabeposition laufen,
in X- und Y-Richtung unterbrochen. Die CPU 15 erfasst somit die
Zeigeeingabe durch den Bediener und die X- und Y-Koordinate, welche
die Zeigeeingabeposition anzeigen, durch Stoppen der einzugebenden
Lichtempfangssignale und dessen Zeitverlauf.
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Jedes
der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B, die
an den Rändern
der transparente Schutzplatte 5 befestigt sind, ist über eine
Verstärkerschaltung 20 mit
dem Eingang der CPU verbunden. Nach dem Drücken der transparente Schutzplatte 5 wird
die Verformung auf die piezoelektrischen Substrate 6A und 6B übertragen.
Die in Reaktion auf die Verformung der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B erzeugten
Spannungssignale werden durch die Verstärkerschaltung 20 verstärkt und
dann in die CPU 15 eingegeben.
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Wenn
die Spannung der aus der Verstärkerschaltung 20 eingegebenen
Spannungssignale größer oder
gleich einer vorgegebenen Schwellenspannung wird, entscheidet die
CPU 15 auf ein Drücken auf
die transparente Schutzplatte 5. Die Schwellenspannung
wird auf ein Spannungsniveau eingestellt, welches einer Spannung
entspricht, die aus der Verstärkerschaltung
ausgegeben wird, wenn der Bediener die transparente Schutzplatte 5 bewusst
mit einer Kraft drückt,
die größer ist
als eine vorgegebene Druckkraft, so dass die CPU 15 nicht
auf ein Drücken entscheidet,
wenn der Bediener die transparente Schutzplatte 5 unbewusst
drückt.
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Die
piezoelektrischen Substrate 6A und 6B sind an
den Rändern
der transparenten Schutzplatte 5 entlang der X- und Y-Richtung
befestigt, welche orthogonal zueinander sind. Dementsprechend wird, wenn
der Bediener irgendeine Position in der transparenten Schutzplatte 5 drückt, die
Verformung auf irgendeines der piezoelektrischen Substrate 6A und 6B übertragen,
und es wird auf ein Drücken
entschieden.
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Der
Ausgang der CPU 15 ist über
eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 21 an einen Wirtsrechner 22 angeschlossen.
Die CPU 15 gibt über
die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 21 Zeigepositionsdaten aus,
welche die Zeigeeingabeposition kennzeichnen, während sie die Zeigeeingabe
erfasst. In dem Fall dass auf ein Drücken entschieden wird, gibt
die CPU 15 zusammen mit den Zeigepositionsdaten Drückerfassungsdaten
aus.
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Ein
ROM 23 und ein RAM 24, welche mit der CPU verbunden
sind, sind Speichereinheiten zur Speicherung eines Programms, um
die obige Operation der CPU 15 durchzuführen, zur Speicherung der Schwellenspannung,
um auf ein Drücken
zu entscheiden und Ähnliches,
und zur vorübergehenden Speicherung
eingegebener Daten.
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Der
Wirtsrechner 22 gibt vorgegebene Anzeigesteuersignale an
den Treiber für
die Flüssigkristallanzeige
aus (nicht dargestellt), um die Anzeige des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 zu
steuern, und bringt den ATM dazu, die vorgegebenen Befehle auszuführen.
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In
dieser Ausführungsform
erscheint, wenn die Zeigepositionsdaten, welche die Zeigeeingabeposition
anzeigen, in den Wirtsrechner 22 eingegeben werden, eine
Schreibmarke im Anzeigebereich, welcher der Zeigeeingabeposition
des Flüssigkristall-Anzeigefeldes 4 entspricht,
um den Bediener über
die Erfassung der Zeigeeingabe und der Zeigeeingabeposition zu informieren.
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Der
Wirtsrechner 22 beurteilt ständig, ob die durch die Zeigepositionsdaten
angezeigte Zeigeeingabeposition innerhalb irgendeinem der Zeigeeingabebereiche 13 liegt
oder nicht, solange die Zeigepositionsdaten eingegeben werden. Wenn
die Zeigeeingabeposition innerhalb des speziellen Zeigeeingabebereichs 13 liegt
und auch die Drückerfassungsdaten
eingegeben werden, bringt der Wirtsrechner den ATM dazu, den vorgegebenen
Befehl auszuführen,
der dem Zeigeeingabebereich 13 entspricht.
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Wenn
der Bediener auf die Zeigeeingabeinformationen 11 zeigt,
welche „Einzahlung" anzeigen, und an
einer Position über
deren Anzeigebereich gegen die transparente Schutzplatte 5 drückt, zum
Beispiel auf Zeigepositionsdaten, welche anzeigen, dass die Position
innerhalb des Zeigeeingabebereichs 13 liegt, der über den
Zeigeeingabeinformationen 11 eingestellt ist, werden die
Drückerfassungsdaten
an den Wirtsrechner 22 ausgegeben. Der Wirtsrechner 22 bringt
den ATM dazu, eine Operation für
die „Einzahlung" durchzuführen, zum
Beispiel die Zeigeeingabeinformationen 11 zur Eingabe einer Geldmenge
anzuzeigen, die auf dem Flüssigkristall-Anzeigefeld 4 angezeigt
ist, die Öffnung
einer Verschlussklappe zum Einlegen von Geld zu steuern und Ähnliches.
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Der
Wirtsrechner 22, welcher die obige Operation durchführt, kann
sich innerhalb der Zeigeeingabevorrichtung 1 befinden.
Die CPU 15 kann die Operation als Wirtsrechner 22 durchführen.
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In
der obigen Ausführungsform
werden, wenn auf ein Drücken
entschieden wird, die Zeigepositionsdaten und die Drückerfassungsdaten
ausgegeben und der vorgegebene Befehl ausgeführt. Es kann jedoch sein, dass
die CPU 15 die Zeigepositionsdaten nicht beständig ausgibt,
auch wenn ein Drücken
erfasst wird, die Zeigepositionsdaten können allerdings ausgegeben
werden, wenn auf ein Drücken
entschieden wird.
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Gemäß der Zeigeeingabevorrichtung
der vorliegenden Erfindung werden die Zeigepositionsdaten, welche
die Unterbrechungsposition anzeigen, nicht fehlerhaft ausgegeben,
auch wenn ein Insekt, ein Wassertröpfchen oder Ähnliches,
was durch den Eingabe-Bedienbereich 9A hindurch
gelangt, die Lichtstrahlen vorübergehend
unterbricht. Deswegen ist es für
den Bediener möglich,
die Zeigeeingabe mit der beabsichtigten Druckoperation sicher durchzuführen.
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Das
Anzeigefeld ist in dieser Ausführungsform
das Flüssigkristall-Anzeigefeld 4.
Bei dem Anzeigefeld kann es sich aber auch um eine CRT, ein Plasma-Anzeigefeld
oder Ähnliches
handeln, solange das Anzeigefeld verschiedene Arten von Zeigeeingabeinformationen
an jeder Position auf einer Ebene anzeigen kann.
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In
dieser Ausführungsform
ist ein Paar der piezoelektrischen Substrate an der transparenten Schutzplatte 5 befestigt,
es können
aber auch ein piezoelektrisches Substrat oder drei oder mehr getrennte
piezoelektrische Substrate verwendet werden, solange das(die) piezoelektrische(n)
Substrat(e) die Verformung durch das Drücken erfassen kann(können).
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Wenn
die Integrierschaltung zwischen den Ausgängen der piezoelektrischen
Substrate und der CPU 15 bereitgestellt wird, werden elektrische
Signale in die CPU 15 eingegeben, welche gemäß der Stärke des
Drückens
gegen die transparente Schutzplatte 5 die Amplitude der
Verformung anzeigen. So kann die CPU 15 die Stärkedaten
des Drückens
gegen die transparente Schutzplatte 5 ausgeben.
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Wie
oben beschrieben, werden gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn der Bediener die transparente
Schutzplatte drückt,
während
er die Zeigeeingabe in das optische Berührungsfeld vornimmt, sowohl
die Zeigepositionsdaten, welche die Zeigeeingabeposition anzeigen,
als auch die Drückerfassungsdaten,
welche das Drücken
gegen die transparente Schutzplatte repräsentieren, zusammen ausgegeben.
Somit kann der Bediener Daten ausgeben, welche der Druckoperation
entsprechen, während
er eine Maus bewegt.
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Das
Drücken
kann von der Zeigeeingabevorrichtung einer einfachen Konstruktion
erfasst werden, in welcher die piezoelektrischen Substrate nur an
der transparenten Schutzplatte befestigt sind, welche den Anzeigebereich
des Anzeigefeldes schützt. Deswegen
bestehen die Vorteile, dass die Zeigeeingabevorrichtung nicht groß wird und
existierende Teile darin benutzt werden können.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden die Zeigeeingabedaten nur ausgegeben, wenn
die transparente Schutzplatte gedrückt werden. Somit werden die
Zeigeeingabedaten auch nicht ausgegeben, wenn ein Wassertröpfchen,
Insekt oder Ähnliches
vorübergehend
die Lichtstrahlen im Eingabe-Bedienbereich unterbricht, so dass
es möglich
ist, eine Fehlfunktion der Zeigeeingabevorrichtung zu verhindern.
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Das
Drücken
kann von der Zeigeeingabevorrichtung mit der einfachen Konstruktion
erfasst werden, in welcher die piezoelektrischen Substrate nur an
der transparenten Schutzplatte befestigt sind, welche den Anzeigebereich
des Anzeigefeldes schützt. Deswegen
ist es möglich,
die Konstruktion einer herkömmlichen
Zeigeeingabevorrichtung so zu verwenden, wie sie ist.
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Ferner
ist gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ein Paar der piezoelektrischen Substrate an
der transparenten Schutzplatte befestigt, und die piezoelektrischen
Substarte sind orthogonal zueinander. Daher wird, wenn sich die
transparente Schutzplatte in Reaktion auf das Drücken in irgendeine Richtung
verformt, die Verformung auf irgendeines der piezoelektrischen Substrate übertragen,
so dass das Drücken
sicher erfasst wird.