DE69032438T2

DE69032438T2 - Arbeitsunterlage mit flacher berührungsempfindlicher Anzeige für ein Datenverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE69032438T2
Application number: DE69032438T
Authority: DE
Inventors: Gordon Wayne Arbeitman; Robert Lowe Donaldson; Frank Lonnie Stein; Alan Richard Tannenbaum
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-05-15
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2010-04-28
Also published as: ATE167746T1; EP0398055A2; DE69032438D1; EP0398055A3; ES2118061T3; EP0398055B1; CA2011517C; US5528266A; CA2011517A1; JPH035806A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsunterlage, die als Eingabe- und Ausgabegerät für ein Datenverarbeitungssystem dient, die eine berührungsempfindliche Konsole und Betriebsschalter aufweist, wie auch auf ein Datenverarbeitungssystem zur Zusammenarbeit mit solch einer Arbeitsunterlage.

Hintergrundtechnik

Berührungsempfindliche Konsolen sind für die Verwendung mit Anzeigegeräten mit Kathodenstrahlröhren (KSR) entwickelt worden, wobei die Kombination an einen Datenprozessor angeschlossen ist zur Verwendung sowohl als Eingabe- wie auch als Ausgabegerät. Ein Beispiel solch eines Systems ist beschrieben im US-Patent 4 686 332 von Greanias et al. "Combined Finger Touch and Stylus Detection System for use on the Viewing Surface of a Visual Display Device", wobei das erwähnte Patent auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Der Vorteil solch eines Systems besteht darin, daß eine berührungsempfindliche Konsole für eine benutzerfreundliche Interaktion mit einem Datenverarbeitungssystem sorgt. Ein Nachteil eines solchen Systems nach dem Stand der Technik besteht darin, daß, weil die berührungsempfindliche Konsole auf der vertikalen Betrachtungsfläche einer KSR angeordnet ist, der Benutzer sich ausstrecken muß, um die Konsole zu berühren oder diesen Stift zu benutzen. Wenn der Benutzer dies für einen längeren Zeitraum tut, wird solch eine Tätigkeit ermüdend, unbequem und langweilig.
Die räumlichen Abmessungen einer KSR machen es schwierig, eine Anzeige zu entwerfen, die eine horizontale Betrachtungsfläche aufweist, auf der eine berührungsempfindliche Konsole montiert werden kann. Darüberhinaus ist eine KSR ziemlich massig und schwer, was es schwierig macht, das berührungsempfindliche Eingabegerät zu Positionen zu bewegen, die bequemer oder rationeller für den Benutzer sind. Ein anderer Nachteil ist der, daß die KSR-Anzeige Koaxialkabel oder -leitungen benutzt. Solch eine Koaxialverdrahtung ist relativ schwer und steif, was auch die Fähigkeit beeinträchtigt, das Anzeigegerät leicht von einer Position zu einer anderen zu bewegen. Darüberhinaus verbrauchen KSR-Anzeigen eine beträchtliche Leistung, was die Verwendung eines separaten Netzkabels erfordert. Die mit KSR arbeitenden Geräte werden daher an festen Plätzen betrieben.
Außerdem ist die Benutzung von berührungsempfindlichen Eingabegeräten mit durch und den zugehörigen Anzeigebildschirmen durch die Verfügbarkeit von Computerprogrammen begrenzt worden. Typischerweise werden die berührungsempfindlichen Konsolen benutzt, um Vorgänge oder Anzeigekonsolen für Graphik auszuwählen als Antwort auf die Berührung von bestimmten Menü- Auswahlmöglichkeiten durch einen Benutzer, die auf dem Bildschirm angezeigt werden. Viele kompliziertere Computeranwendungen, besonders für einen Personalcomputer, sind für die Eingabe in das Gerät durch eine Tastatur oder durch den Mauszeiger geschrieben worden. Es wäre ein Vorteil, ein berührungsempfindliches Eingabegerät zu entwerfen, das die Eingabe durch eine große Vielfalt von Eingabegeräten einschließlich der Maus und der Tastatur emulieren könnte, um Vorteil aus den vielen vorhandenen Anwendungsprogrammen zu ziehen, die auf solchen Geräten basieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Verbesserungen auf dem Gebiet der Sensor- und Anzeigetechnik machen jetzt die Implementierung eines Arbeitsunterlagen- Konzeptes anwendbar. Während berührungsempfindliche Anzeigen nach dem Stand der Technik für kurze, gelegentlich benutzte Aufgaben annehmbar sind, sind sie für intensiv benutzte Aufgaben nicht anwendbar oder geeignet. Jüngste Verbesserungen in den optischen Eigenschaften (Helligkeit, Kontrast, Betrachtungskegel) von Anzeigen mit flacher Konsole, wie z. B. Flüssigkristallanzeigen, gestatten das Implementieren einer berührungsempfindlichen Anzeige für die Verwendung in einer horizontalen Orientierung. Dies verbessert stark die menschlichen Faktoren für Anwendungen, die umfangreiches Zeigen, Zeichnen oder Schreiben einschließen.
Die Entwurfsziele, die mit dem Entwurf der Erfindung verbunden sind, bestehen darin, ein berührungsempfindliches Eingabegerät zu schaffen, das eine bedeutsame Verbesserung gegenüber vorhandenen berührungsempfindlichen Anzeigen darstellt wie auch gegenüber anderen Eingabegeräten in einer Büroumgebung, die die folgenden Forderungen erfüllen:

Eingabe

- Erkennen der Fingerposition
- Erkennen der Stiftposition für genaues Arbeiten
- räumliche Auslösung so gut wie bei gegenwärtigen Mausgeräten
- zeitliche Auflösung angemessen für Handschriftanwendungen und Mausvorgänge zum Zeigen und Ziehen
- Unterstützung für die Eingabe mehrerer Werte bei jeder berührungsempfindlichen Position, d. h. Maustasten 1 und 2
- Funktion ohne eine gesonderte Tastatur für die meisten Anwendungen

Anzeige-

- Funktion bei Beleuchtung einer Büroumgebung
- Unterstützung des IBM VGA Video-Standards
- Unterstützung von zumindest 8 Grauschattierungen
- angemessener Kontrast und Betrachtungswinkel bei einen ganzen Tag andauernder Benutzung
- Unterstützung für die gleichzeitige Benutzung der Standard-Farb-KSR

Physische Konfiguration-

- nahezu horizontale Orientierung mit angemessener Armunterstützung
- bequeme Laptop-Benutzung für Aufgaben mit intensivem Nachdenken
- flexible Verbindung mit dem Computer durch ein Kabel

Ziele der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Anzeigegerät für eine berührungsempfindliche Konsole oder Arbeitsunterlage anzugeben, die von dem Benutzer leicht gehandhabt und in einer Vielzahl von Positionen betrieben werden kann einschließlich einer im wesentlichen horizontalen Position auf dem Schoß des Benutzers oder auf einem Tischrechner, wie das durch die Annehmlichkeit für den Benutzer und die Notwendigkeit einer angemessenen Armunterstützung diktiert wird.
Ein anderes Ziel ist es, eine maximale Freiheit der Bewegung zwischen der Arbeitsunterlage und dem Rest der Datenverarbeitung zuzulassen, mit der sie verbunden ist, wodurch ihre Benutzung in Positionen oder an Stellen erlaubt wird, die für den Benutzer bequem und rationell sind, einschließlich einer stehenden Position.
Noch ein anderes Ziel besteht darin, eine Arbeitsunterlage mit hoher Auflösung anzugeben, die leicht umherbewegt werden kann, zum Teil aufgrund der Verwendung eines flexiblen, wendelförmigen Kabels, das zwischen der Arbeitsunterlage und einem Datenprozessor angeschlossen ist.
Noch ein weiteres Ziel besteht darin, eine Vielzahl von Eingabearten eines einzelnen, berührungsempfindlichen Eingabegerätes zu emulieren einschließlich der Datenformate für die Eingabe durch Berührung, eine Tastatur, eine Maus und durch Gestik.
Ein anderes Ziel besteht darin, ein Anzeigegerät für eine berührungsempfindliche Konsole anzugeben, das eine Flüssigkristallanzeige benutzt, die mit einer darüberliegenden, berührungsempfindlichen Konsole kombiniert ist, die entweder durch Berühren der Konsole mit dem Finger oder die unmittelbare Nähe eines Stiftes betätigt wird zusammen mit zusätzlichen Schaltern oder Tasten, die programmgesteuert sind und benutzt werden können, um Maustasten zu emulieren.
Die Erfindung gibt eine Arbeitsunterlage für die Datenverarbeitung an und ein Datenverarbeitungssystem, wie es in den angefügten Ansprüchen definiert ist.
Kurz gesagt werden gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die obigen Ziele und Vorteile durch eine relativ flache Arbeitsunterlage mit geringem Gewicht erreicht, die durch ein flexibles, wendelförmiges Kabel mit einem Personalcomputer verbunden ist. Eine Flüssigkristallanzeige ist in der Arbeitsunterlage montiert und besitzt eine rechteckige Betrachtungsfläche, die von einer transparenten, berührungsempfindlichen Konsole überlagert ist. Der Stift ist mit der Arbeitsunterlage verbunden und die berührungsempfindliche Konsole wird entweder durch eine Berührung mit dem Finger betätigt oder durch Bringen des Stiftes in Kontakt oder fast in Kontakt damit. Elektrische Steuerungen sind teilweise in der Arbeitsunterlage montiert und teilweise in dem Personalcomputer. Zumindest ein Tastenschalter ist in dem Gehäuse der Arbeitsunterlage montiert in unmittelbarer Nähe der Betrachtungsfläche und in solch einer Position, daß er selektiv durch die Hand des Benutzers betätigt werden kann, während die andere Hand des Benutzers den Stift manipuliert oder die berührungsempfindliche Konsole berührt. Unter Programmsteuerung kann der Schalter einen Schalter emulieren, der sich auf einem Gerät zum Zeigen mittels einer Maus befindet, eine Funktionstaste oder eine Tastatur.
Verbesserungen auf dem Gebiet der Sensor- und Anzeigetechnik machen jetzt die Implementierung eines Arbeitsunterlagen- Konzeptes durchführbar. Während berührungsempfindliche Anzeigen nach dem Stand der Technik für kurze Aufgaben mit gelegentlicher Benutzung akzeptabel sind, sind sie nicht brauchbar oder geeignet für intensiv benutzte Aufgaben. Jüngste Verbesserungen in den optischen Eigenschaften (Helligkeit, Kontrast, Betrachtungskegel) von Anzeigen mit flacher Konsole, wie z. B. Flüssigkristallanzeigen, lassen das Implementieren einer berührungsempfindlichen Anzeige für die Verwendung in einer horizontalen Orientierung zu. Dies verbessert die menschlichen Faktoren stark für Anwendungen, die umfangreiches Zeigen, Zeichnen oder Schreiben einschließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Arbeitsunterlage, die gemäß der vorliegenden Erfindung entworfen wurde;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsunterlage;
Fig. 3 ist eine Endansicht der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsunterlage;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Datenverarbeitungssystems, das die Erfindung verwirklicht, und zeigt eine Art der Interaktion mit ihm durch einen Benutzer;
Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht durch das Kabel, das die Arbeitsunterlage mit einem Personalcomputer verbindet, wie das in Fig. 4 dargestellt ist;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild bestimmter elektrischer Teile der Erfindung;
Fig. 7 ist ein genaueres Blockschaltbild des Nachrichtenkanals vom Computer zur Anzeige;
Fig. 8 ist ein genaueres Blockschaltbild des Nachrichtenkanals von der Anzeige zum Computer und
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das nützlich für das Verständnis der programmierten Funktion der Tastenschalter ist.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

Es wird jetzt auf die Zeichnungen Bezug genommen und zuerst auf Fig. 1. Eine Arbeitsunterlage 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das mit einem rechteckigen, vertieften Fenster 14 versehen ist, das die Ränder einer rechteckigen, berührungsempfindlichen Konsole 16 umgibt. Die berührungsempfindliche Konsole 16 ist transparent und liegt über einer Flüssigkristallanzeige 18, die wegen des rechteckigen Fensters 14 eine rechteckige Betrachtungsfläche liefert. Auf die Kombination der berührungsempfindlichen Konsole und der Anzeige wird im folgenden Bezug genommen als auf einen "berührungsempfindlichen Bildschirm" 19. Die Konsole 16 schließt eine Mehrzahl von eingebetteten, transparenten Leitern 16A ein, die orthogonal relativ zu einer Vielzahl von Leitern 16B angeordnet sind. Die Auflösung einer Stiftposition, die durch die orthogonalen Zeilen 16a und 16b geliefert wird, entspricht im wesentlichen der Auflösung, die durch die Anzahl von Bildelementen in der Flüssigkristallanzeige 18 geliefert wird. Die berührungsempfindliche Konsole 16 ist ähnlich konstruiert wie die berührungsempfindliche Konsole, die in dem vorher erwähnten US Patent 4 686 332 beschrieben ist.
Ein Erkennungs- oder Aufnahmestift 20 ist über ein Kabel 22 mit der Arbeitsunterlage 10 verbunden und besitzt eine Größe ähnlich einem Federhalter oder einem Bleistift, so daß der Stift mit der Hand ergriffen und innerhalb der durch die Länge des Kabels 22 gegebenen Beschränkung umherbewegt werden kann. Das Kabel 22 istflexibel, um solch eine Bewegung und Benutzung zu erleichtern. Der Stift 20 hat ein sich verjüngendes Arbeitsende, innerhalb dessen eine (nicht dargestellte) Aufnahmespule mit einer Größe relativ zu den Leitern 16A und B eingeschlossen ist, die eine genaue Auflösung liefert, die größer ist als die, die man findet, wenn ein Finger benutzt wird, um die Konsole zu berühren, was es zuläßt, daß der Stift für ein detaillierteres Arbeiten benutzt wird als das, das durch Benutzen einer Berührung mit dem Finger erhalten werden kann. Das Gehäuse 12 hat zwei sich seitlich öffnende Aussparungen, in denen der Stift 20 zur Speicherung plaziert werden kann. Das Gehäuse 12 hat weiter 2 aufwärts verlaufende Aussparungen, um die Spitze des Stiftes aufzunehmen, wodurch der Stift in einer leichter zugreifbaren Position wie der in Fig. 2 gezeigten gehalten werden kann, wenn er nicht benutzt wird. Die Aufnahmen 24 und 26 sind mit Metallwänden ausgekleidet, um die Spitze des Stiftes abzuschirmen und unerwünschtes Aufnehmen von den Leitern 16A und B her zu verhindern, wenn der Stift nicht benutzt wird und beiseite gelegt wird. Aussparungen 26 sind in den unteren Ecken des Gehäuses 14 angeordnet, wie das in Fig. 1 zu sehen ist.
Das Fenster 14 und die berührungsempfindliche Konsole 16 und die Flüssigkristallanzeige 18 nehmen das meiste der Fläche auf der Oberseite der Arbeitsunterlage 10 ein, und das Gehäuse, das das Fenster umgibt, besitzt die Form eines rechteckigen, ringförmigen Rahmens, wobei solch ein Rahmen zwei in seitlichem Abstand angeordnete, rechteckige Aussparungen 28 aufweist, die in den Seiten in der Nähe des Kopfendes solch eines Rahmens gebildet sind. In solchen Aussparungen sind vier Tastenschalter 30-33 montiert, wobei sich zwei Schalter an jeder Seite befinden. Die Schalter sind rund, wenn sie wie in Fig. 2 betrachtet werden, und sind im wesentlichen flach, haben eine Dicke, die etwa die gleiche ist wie die Tiefe einer Aussparung 28. Die Schalter sind so entworfen, um von Hand durch die Finger eines Benutzers betätigt zu werden. Wenn sie benutzt werden, um Maustasten zu emulieren, sind die Schalter sowohl für eine Betätigung mit der linken als auch mit der rechten Hand ausgebildet, wobei z. B. die Schalter 31 und 33 als Maustaste 1 und die Schalter 30 und 32 als Maustaste 2 benutzt werden. Es wird erwartet, daß ein(e) rechtshändige(r) Benutzer(in) den Finger seiner oder ihrer linken Hand auf oder in der Nähe der Tasten 30 oder 31 ruhen läßt, wodurch die rechte Hand frei bleibt, um den Positionsanzeiger durch Benutzen der Finger der rechten Hand zu steuern oder durch einen Stift, der in der rechten Hand gehalten wird. Eine alternative Implementierung der Schalter würde sein, sie als Teil des berührungsempfindlichen Bildschirms zu implementieren durch Vorsehen einer übergroßen Anzeige, die Flächen einschließt, die für die normale Anzeige nicht benötigt werden, und durch Gliedern der Flächen unter Programmsteuerung, die zur Betätigung in der Art der mechanischen Schalter zu berühren sind. Diese Tasten sind einpolige, ein- und ausschaltende Drucktastenschalter für momentane Betätigung. Die Tasten können in Software programmiert werden, um verschiedene anwendungsspezifische Funktionen zu liefern. Zum Beispiel können die Tasten programmiert werden, um die Funktionen der Maustaste 1 und der Maustaste 2 zu emulieren, wenn sie gedrückt werden. Sie können in Software programmiert werden, um als vier unabhängige Tasten zu arbeiten oder als zwei Sätze von parallelen Tasten. Eine momentane Betätigung oder eine gespeicherte Betätigung kann auch durch geeignete Software definiert werden.
Ein Kippständer oder eine Auflage 34 ist auf der Unterseite des Gehäuses 12 montiert und schließt zwei in seitlichem Abstand angeordnete Arme 36 ein, die am einen Ende mit Drehstiften 38 verbunden und zur Drehung um sie montiert sind. Die anderen Enden der Arme sind mit einem Zylinder 40 aus einem weichen Kunststoff oder Gummimaterial verbunden und tragen ihn, der sich zwischen den zwei Armen erstreckt. Zusammen bilden die Arme 36 und der Zylinder 40 eine U-förmige Auflage 34, die zwischen der mit voll durchgezogenen Linien gezeichneten Position, die in Fig. 2 dargestellt ist, bis zu der mit Strichlinien gezeichneten Position bewegbar ist. In jeder Position längs solch eines Pfades der Bewegung wird die Auflage 34 durch Reibung an ihrem Platz gehalten und gibt unter dem Gewicht der Arbeitsunterlage 10 nicht nach. Wenn sich die Auflage 34 in der durch voll durchgezogene Linien dargestellten Position befindet, erstreckt sich der Zylinder 40 nicht unter die flache Bodenfläche 44 des Gehäuses 12. Wenn sie in irgendeine andere Position bewegt wird, unterstützt die Auflage 34 die Arbeitsunterlage 10 auf einer Arbeitsfläche unter einem Winkel bis hinauf zu etwa 35º. Die Arbeitsfläche könnte ein Schreibtisch oder der Schoß des Benutzers sein. Die Bodenfläche 44 und die Deckfläche des Gehäuses 12 sind flach und parallel zueinander, aber in einem Abstand angeordnet, der durch die Tiefe des Gehäuses oder der Arbeitsunterlage gegeben ist. Wenn die Bodenfläche 44 auf einer flachen, horizontalen Fläche ruht, ist die Deckfläche 42 ebenfalls horizontal, wie es die berührungsempfindliche Konsole ist und die Betrachtungsfläche der Flüssigkristallanzeige, so daß die Betrachtungsfläche zur Betrachtung in solch einer Position freigelegt ist.
Es sollte verständlich sein, daß, wenn sie auf dem Schoß des Benutzers benutzt wird, die Auflage 34 benutzt werden kann oder nicht. Darüberhinaus könnte die Auflage sich abwärts erstrecken und zwischen den Knien des Benutzers ergriffen werden, um für eine sicherere Unterstützung zu sorgen als die, für die durch Ruhen der Arbeitsunterlage 10 nur auf dem Schoß des Benutzers gesorgt wird. Die größten Abmessungen der Arbeitsunterlage 10 sind etwa 28 cm · 36 cm · 5 cm (11" mal 14" mal 2"), so daß sie von einer Größe ist, die durch den Benutzer leicht gehandhabt und auf einem Schoß gelagert werden kann. Steuerknöpfe 50 und 52 für die relative Helligkeit und den Kontrast sind auf der Unterseite des Gehäuses 12 montiert und für ein manuelles Drehen von dessen Seite aus freigelegt. Das Gewicht der Arbeitsunterlage 10 beträgt 1,8 kg.
Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Arbeitsunterlage 10 ist mit einem Personalcomputer 60 über ein einziges Kabel 56 verbunden. Der Computer 60 umfaßt eine Systemeinheit 62, eine Anzeige 64 und eine Tastatur 66. Diese Figur zeigt auch einen Benutzer 70, der die Arbeitsunterlage 10 auf seinem Schoß trägt, während der Personalcomputer von einem Tisch oder einem Schreibtisch 72 in einer gewissen Entfernung von dem Benutzer getragen wird. Das mehradrige Kabel 56 weist einen dehnbaren, mittleren, wendelförmigen Teil 74 auf, der mit zwei nicht wendelförmigen Enden 76 verbunden ist. Die ausgezogene Länge des mehradrigen Kabels 56 beträgt vorzugsweise 4,80 m (sechzehn Fuß), was es dem Benutzer gestattet, die Arbeitsunterlage zu vielen unterschiedlichen Positionen zu bewegen, die bequem sind. Ganz offensichtlich ist solch eine Länge nur veranschaulichend, und andere Längen können verwendet werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt, umfaßt das mehradrige Kabel 56 eine äußere, isolierende Umhüllung 80, die zwei isolierte Leiter 82 und 83 umgibt, und zwei dreifach verdrillte Drahtkabel 84 und 85. Diese letzteren Kabel nehmen isolierte Leiter 86, 87 und 88 sowie 90, 91 und 92 auf. Die Leiter 82 und 83 liefern 0 und -5 Volt Spannung, die Leiter 88 und 91 liefern +12 und -12 Volt Spannung, die Leiter 86 und 87 sind Signalleiter für die symmetrische Übertragung von der Arbeitsunterlage zu dem Computer, und die Leiter 90 und 92 sind Signalleiter für die symmetrische Übertragung von dem Computer zu der Arbeitsunterlage. Daher sind alle die benötigten Leiter zum Übertragen der notwendigen Leistung und der Signale für das Betreiben der Arbeitsunterlage 10 in einem einzigen Kabel enthalten.
Es wird jetzt auf Fig. 6 Bezug genommen. In dem Gehäuse 12 der Arbeitsunterlage 10 sind verschiedene elektrische Schaltungen untergebracht, die die Energie über das Kabel 56 erhalten und die unter der Steuerung des Personalcomputers 60 betrieben werden. Die Anzeige 18 ist über die Leitung 102 mit einem Steuergerät für die Flüssigkristallanzeige 100 verbunden, die wiederum über die Leitung 104 an einen Bus 106 angeschlossen ist. Die Schnittstelle 108 ist mit dem Bus 106 verbunden und mit dem Kabel 56, wodurch der Betrieb der Anzeige mit Signalen und Befehlen erfolgt, die vom Computer über die Leitung 56 geschickt werden. Der berührungsempfindliche Sensor 16 ist mit einer Meßschaltung 110 für die Häufigkeit der Abfühl-Betriebsart und mit einem Multiplexer, abgekürzt als Mux, 114 für die Leiterauswahl verbunden. Ein Sensortreiber 112 verbindet den Mux 114 und den Bus 106 und arbeitet, um festzustellen, wann und wo ein Finger den berührungsempfindlichen Bildschirm berührt. Eine Schaltung 116 für den Tastenstatus, die unten näher beschrieben wird, ist über die Leitung 117 mit den Tastenschaltern 30-33 verbunden. Die Leitung 22 des Stiftes ist mit einer Stifteingabeschaltung 118 verbunden, die wiederum mit einer Meßschaltung 120 für die Stärke des Signals der Stiftbetriebsart verbunden ist, wobei die letztere an den Bus 106 angeschlossen ist.
Eine Adapterkarte 126 für die berührungsempfindliche Konsole ist in dem Computer montiert und besitzt eine Schnittstelle 122, die mit dem Kabel 56 verbunden ist. Ein Video-Prozessor 127 ist mit der Schnittstelle 122 verbunden und mit dem Video-Hilfs-Ein-/ Ausgabe-Anschlußplatz 128 des Computers 60. Der Computer 60 schließt Standardmerkmale ein, wie z. B. eine ZE 132, einen Festspeicher 134, abgekürzt als ROM (read only memory), eine Magnetplatte 136, eine Tastatur 66, eine Anzeige 64 und einen Speicher 138, der ein Betriebssystem 40 speichert und ein Anwendungsprogramm 142 für dessen Ausführung. Die Karte 126 schließt auch einen Bus 124 ein, der an die Schnittstelle 122 und einen ROM 144 angeschlossen ist, einen Speicher 146 mit wahlfreiem Zugriff, abgekürzt als RAM (random access memory), einen Steuerprozessor 148 und eine E-/A-Steuereinheit 150. Die Steuereinheit 150 ist über die Leitung 152 an den Bus 130 angeschlossen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, schließt die Schnittstelle 122 einen RAM 226 ein, der Videosignale empfängt und speichert und 1/4 zu einem Zeitpunkt an einen Multiplexer Mux 224 ausgibt, so daß die Videoanzeige vier Signalrahmen erfordert, um die Anzeige vollständig zu ändern. Mux 224 liefert Signale über einen 4B/5B- Codierer 222 an einen Parallel/Serienumsetzer 220, der eine invertierende Schaltung für Wechselschrift, abgekürzt als (NRZI = non return to zero invert)-Schaltung 218 und einen Sender 216 speist. Signale werden über die Leitungen 90 und 92 des Kabels 56 von dem Sender 216 zu einem Empfänger 214 übertragen. Die Signale durchlaufen dann einen Serien/Parallelumsetzer 210, einen 5B/4B-Decodierer 208 und einen Demultiplexer 200. Der letztere liefert getrennte Signale auf den Leitungen 202, 204 und 206, die verschiedene Signale wie Steuerung, Statusanfrage, Befehle für den Sensortreiber und Videosignale zu der Anzeige schicken.
Die Signale, die von der Anzeige zu dem Computer geschickt werden, durchlaufen den in Fig. 8 gezeigten Kanal, der ähnlich dem in Fig. 7 gezeigten Kanal ist. Eingangssignale auf den Leitungen 242, 244, 246 und 248 werden dem MUX 240 eingegeben und durchlaufen den Codierer 250, den Umsetzer 252, die NRZI- Schaltung 254, den Empfänger 256, die Leitungen 86 und 87, den Sender 258, die NRZI-Schaltung 260, den Umsetzer 262, den Decodierer 264 zu dem Multiplexer 266, wo sie dem Computer zugeführt werden.
Fig. 9 zeigt allgemein die Art, in der die Tasten 30-33 unter Programmsteuerung betätigt werden. Die Tastenschalter sind jeweils mit einer Reihe von Statusänderungs-Registern 300 verbunden, die wiederum mit den Tastenstatus-Registern 302 verbunden sind. Bei Betätigung irgendeines Schalters aktiviert er sein zugehöriges Register und schickt einen Code zu dem zugehörigen Register 302, der speziell den Schalter identifiziert, der betätigt wurde, und ein Unterbrechungssignal wird über die Leitungen 117 zu dem Computer 60 geschickt. Eine Unterbrechungsbehandlungsroutine fragt dann den Status des Registers 302 ab und erhält von ihm den Code, der bezeichnet, welcher Schalter betätigt wurde. Das Ende der Betätigung eines Schalters verursacht auch eine Unterbrechung. Der Speicher 138 speichert die Programme für das Interpretieren der Schalter, die einschließen Gerätetreiber und Emulationsroutinen 304, einen Ereignisgenerator, eine von der Umgebung abhängige Routine 306 und die Anwendungssoftware 308. Die Emulationsroutinen 304 können die Schalter interpretieren, um Maustasten oder Funktionstasten darzustellen, um die Arbeitsunterlage zu aktivieren, damit sie mit Anwendungsprogrammen benutzt wird, die für solche Unterstützung geschrieben wurden. Alternativ kann die Anwendungssoftware 308 selbst die Tasten direkt interpretieren.
Es sollte für die Fachleute offensichtlich sein, daß viele Änderungen in den Einzelheiten und Anordnungen von Teilen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Arbeitsunterlage (10) für die Datenverarbeitung, umfassend:

ein Gehäuse (12), das eine Größe und Form besitzt, die geeignet ist, um auf dem Schoß eines Benutzers (70) oder einer anderen, generell ansteigend verlaufenden Auflagefläche (72) zu ruhen,

eine flache Anzeige (18), die in dem Gehäuse montiert ist und die zur Betrachtung freigelegt ist in einer generell horizontalen, ansteigend verlaufenden Orientierung,

eine transparente, berührungsempfindliche Konsole (16), die auf dem Gehäuse montiert ist und über der Anzeige liegt,

einen Aufnahmestift (20), der mit dem Gehäuse verbunden ist und der relativ zu der berührungsempfindlichen Konsole manuell bewegbar ist,

elektrische Mittel (16A, 16B), die in dem Gehäuse untergebracht sind und auf den Finger eines Benutzers ansprechen, der die berührungsempfindliche Konsole berührt, und auf den Aufnahmestift, der der berührungsempfindlichen Konsole unmittelbar benachtbart ist, um zu bewirken, daß vorgegebene Funktionen ablaufen,

eine elektrische Verkabelung (56), die mit den elektrischen Mitteln verbunden und geeignet ist, einen Datenprozessor (60) für das Steuern der Operationen der Arbeitsunterlage anzuschließen, wobei die elektrische Verkabelung relativ lang und flexibel ist, um es einem Benutzer (70) zu gestatten, die Arbeitsunterlage relativ zu dem Datenprozessor in eine Vielfalt von verschiedenen Arbeitspositionen zu bewegen,

und zumindest einen manuell betätigten Tastenschalter (30-33), der in dem Gehäuse längs einer Seite der berührungsempfindlichen Konsole und der Anzeige montiert ist, wobei der Schalter mit den elektrischen Mitteln verbunden ist und bei deren Betätigung funktionsfähig wird, um vorgegebene Funktionen zu bewirken, die verschieden von den vorher erwähnten vorgegebenen Funktionen sind.

2. Arbeitsunterlage nach Anspruch 1, bei der: die flache Anzeige aus einer Flüssigkristallanzeige (18) besteht.

3. Arbeitsunterlage nach Anspruch 1 oder 2, bei der: der Schalter aus einem manuell betätigten mechanischen Schalter (30-33) besteht.

4. Arbeitsunterlage nach Anspruch 3, enthaltend eine Vielzahl von Schaltern, die auf der Arbeitsunterlage montiert sind und für eine Betätigung durch die linke Hand und eine Betätigung durch die rechte Hand gleichzeitig mit der Betätigung des berührungsempfindlichen Bildschirms angeordnet sind.

5. Arbeitsunterlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, bei der: die Verkabelung aus einem einzigen Kabel (56) besteht, das die Spannungsversorgungsleitungen (82, 83) und die Signalleitungen (84, 85) für den Betrieb der Arbeitsunterlage enthält.

6. Datenverarbeitungssystem, umfassend:

einen Personalcomputer (60), der Programme (140) des Betriebssystems enthält zum Steuern der grundlegenden Systemoperationen und Anwendungsprogramme (142) zum Durchführen von durch den Benutzer auswählbaren Funktionen,

eine Arbeitsunterlage (10), die mit dem Datenprozessor durch ein einziges, relativ langes, flexibles Kabel (56) verbunden ist, wobei die Arbeitsunterlage eine solche Größe und ein solches Gewicht aufweist, daß sie durch einen Benutzer (70) leicht in eine Vielzahl von Arbeitspositionen positionierbar ist,

das einzige flexible Kabel (56), das die Arbeitsunterlage mit dem Computer verbindet und die Bewegung der Arbeitsunterlage in die Arbeitspositionen gestattet,

wobei die Arbeitsunterlage durch Ausführen der Programme in dem Datenprozessor gesteuert wird und einschließt

ein Gehäuse (12), das eine Größe und Form besitzt, die geeignet ist, um auf dem Schoß eines Benutzers oder einer anderen, generell ansteigend verlaufenden Auflagefläche (72) zu ruhen,

eine flache Anzeige (18), die in dem Gehäuse montiert ist und für die Betrachtung in einer generell horizontalen, ansteigend verlaufenden Orientierung freigelegt ist,

einen Aufnahmestift (20), der mit dem Gehäuse verbunden ist und manuell relativ zu der berührungsempfindlichen Konsole bewegbar ist,

elektrische Mittel (16A, 16B), die in dem Gehäuse untergebracht sind und auf den Finger eines Benutzers, der die berührungsempfindliche Konsole berührt, ansprechen und auf den Aufnahmestift, der der berührungsempfindlichen Konsole unmittelbar benachbart ist, um das Ablaufen vorgegebener Funktionen zu bewirken,

und zumindest einen manuell betätigten Tastenschalter (30-33), der auf dem Gehäuse längs einer Seite der berührungsempfindlichen Konsole und der Anzeige montiert ist, wobei der Schalter mit den elektrischen Mitteln verbunden ist und bei deren Betätigung wirksam ist, um vorgegebene Funktionen zu bewirken, die verschieden von den vorher erwähnten vorgegebenen Funktionen sind.

7. System nach Anspruch 6, umfassend: Emulationsprogrammittel (304), die durch den Computer ausgeführt werden, um das Betätigen des Schalters als emulierende Maustastenbetätigungen zu interpretieren.

8. System nach Anspruch 6 oder 7, in dem: die Anzeige aus einer Flüssigkristallanzeige (18) besteht.

9. System nach Anspruch 6, 7 oder 8, umfassend: eine Vielzahl von Schaltern (30-31), die auf dem Gehäuse montiert sind und in Gruppen (30, 31; 32, 33) für eine Betätigung durch die linke Hand und eine Betätigung durch die rechte Hand unterteilt sind, wodurch ein Benutzer eine Hand benutzen kann, um eine Gruppe von Schaltern zu betätigen, während er die andere Hand benutzt, um den Stift zu betätigen und/oder um den berührungsempfindlichen Bildschirm zu berühren.