DE69416238T2

DE69416238T2 - Berührungsbildschirmsystem, das den Bildschirm als bei Zwischenfrequenz betriebene Lichtquelle benutzt

Info

Publication number: DE69416238T2
Application number: DE69416238T
Authority: DE
Inventors: Ifay F Chang; Chengjun Julian Chen
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: CN1045832C; EP0650138B1; JP3092461B2; ATE176344T1; KR950012199A; CN1120205A; DE69416238D1; KR0129120B1; TW244383B; JPH07160403A; EP0650138A1

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Berührungsbildschirm- Eingabevorrichtung für Rechner. Im einzelnen betrifft die Erfindung das Reflektieren eines Lichtmusters auf einer Kathodenstrahlröhre (CRT) über die Oberfläche des CRT-Bildschirms zwecks Erzeugen eines Signals, das zur Bestimmung der Position eines Zeigers benutzt wird.

DER ERFINDUNG ZUGRUNDELIEGENDER ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung ist eine der am stärksten intuitiven Eingabevorrichtungen für Rechner. Solche Vorrichtungen wurden weitgehend in Anwendungen in der Öffentlichkeit benutzt wie in Banken, Kiosks, Restaurants, Fahrkartenausgaben, medizinischen Institutionen, Schulen und Erholungsorten. Ihre Anwendung erweitert sich laufend. Viele unterschiedliche Verfahren wurden zur Realisierung der Berührungsbildschirm-Eingabefunktionen benutzt. Eine der ältesten und noch immer am häufigsten benutzte Anwendung ist das optische Bild. Sie wurde beschrieben in US-Patent 4,267,443 mit dem Titel: "Photoelectric Input Apparatus", erteilt im Mai 1981 an Carroll et al., wie in Fig. 1, 100 gezeigt. Diese Anwendung verwendet eine Vielzahl von Lichtstrahlern (103 und 105) und eine Vielzahl von Lichtsensoren (104 und 106), um die Stellung des Zeigers 110 (Finger oder Bleistift) zu erfassen. In einer typischen Vorrichtung wird eine Reihe von 32 infrarotausstrahlenden Dioden 103 unten am Schirm angeordnet, und eine Reihe von 32 lichtempfindlichen Dioden 104 wird oben am Schirm angebracht. Ein Zeiger (Finger oder Bleistift) kann das aus einem Emitter zu einem oder zwei der nebeneinanderliegenden Lichtdetektoren ausgesandte Licht blockieren. Somit ergeben sich 63 Berührungspunkte in horizontaler Richtung. Zusätzlich wird eine Reihe von 20 lichtausstrahlenden Dioden 105 an der linken Seite des Bildschirms angeordnet und eine Reihe von 20 Lichtdetektoren 106 wird an der rechten Seite des Schirms angeordnet. Das ergibt 39 Berührungspunkte in vertikaler Richtung. Auf einem 13-Zoll-Monitor 102 ist die Auflösung 0,17 Zoll d. i. 4,4 mm. Durch Aufreihen von mehr Photodioden läßt sich die Auflösung verbessern, jedoch steigen auch die Fertigungskosten dazu proportional. Ferner gibt es eine physikalische Grenze wegen der Größe der Photodioden.
Eine Reihe von alternativen Methoden zur Verbesserung der Auflösung und Reduzierung der Fertigungskosten unter Verwendung von sichtbarem und unsichtbarem Licht wurden zur Eingabe über den Berührungsbildschirm vorgeschlagen (in der Hauptsache durch Verringerung der Anzahl der Lichtquellen und Lichtdetektoren), wie in den nachstehenden US-Patenten dokumentiert ist. US-Patent 4,459,476, mit dem Titel "Co-ordinate Detection System", erteilt am 10. Juli 1984 an Weismueller et al., lehrt die Anwendung des Lichts, das von zwei aneinanderliegenden Seiten der CRT als Lichtquelle ausgestrahlt wird, während auf den zwei gegenüberliegenden Seiten zwei Anordnungen von Lichtdetektoren angebracht sind. Durch Benutzen eines strahlungsaussendenden Materials, das von einem fliegenden Energiepunkt (Elektronenstrahl) aktiviert wird, kann diese Vorrichtung die zwei Anordnungen lichtausstrahlender Vorrichtungen eliminieren. Jedoch sind die Abtastfrequen zen für die vertikale und die horizontale Richtung sehr unterschiedlich. In der Regel liegt die senkrechte Abtastfrequenz zwischen 50 und 90 Hz, und die horizontale Abtastfrequenz zwischen 25 und 60 kHz. Somit muß wenigstens eine der Lichtquellen gesondert generiert werden. Ferner, wie aus den Figuren im Patent ersichtlich, unterscheidet sich der Aufbau der CRT sehr stark vom Aufbau der Standard-CRT, was beträchtliche zusätzliche Kosten verursacht. Diese Faktoren machen den Vorteil des Eliminierens der gesonderten lichtausstrahlenden Vorrichtungen wieder zunichte. US-Patent 4,507,557 mit dem Titel "Non-Contact x, y Digitizer Using Two Dynamic RAM Imagers", erteilt am 26. März 1985 an Tsokos, lehrt den Einsatz von zwei lichtausstrahlenden Dioden, eines Spiegelsatzes und zweier DRAM-Bildformer zur Positionserfassung. Jedoch ist ein DRAM-Bildformer zusammen mit seiner Steuerelektronik teuerer als eine Photodiodenanordnung. US- Patent 4,553, 842 mit dem Titel "Two Dimensional Optical Position Indicating Apparatus", erteilt an Griffin, benutzt einen rotierenden Photodetektor, um die Photodetektoranordnung zu ersetzen. Diese mechanischen Vorrichtungen können langsam, teuer und anfällig für mechanische Störungen sein. US-Patent 4, 621,257 mit dem Titel "Video Display Touch Detection", erteilt an Brown, beschreibt eine ähnliche Anordnung wie US-Patent 4,459,476. Licht wird von der Oberseite und der linken Seite der CRT-Lichtquelle abgestrahlt, während in den Anordnungen der Photodetektoren zwei CCD-Streifen ersetzt werden, die an der Rückseite der CRT angeordnet sind. Da die Kosten eines CCD-Streifens mit zugeordneter Elektronik höher sind als die Anordnung der Photodioden, zeigt sich kein Vorteil gegenüber den früheren Erfindungen. US-Patent 4,703, 316 mit dem Titel "Touch Panel Input Apparatus", erteilt an Sherbeck, benutzt vier Lichtquellen, die an den vier Ecken des Bildschirms angeordnet sind, und zwei Anordnungen von Photodetektoren, die an den gegenüberliegenden Seiten des Bildschirms angeordnet sind.
Diese Vorrichtung mindert die Kosten der Lichtquellen, aber die Kosten der zwei Lichtdetektoranordnungen fallen noch immer an. US-Patent 4,710,760, mit dem Titel "Photoelastic Touch-Sensitive Screen" erteilt an Kasday, benutzt einen durchsichtigen Schirm aus spannungsoptischem Material zum Ablenken von zwei polarisierten Lichtstrahlen. Die Herstellungskosten des spannungsoptischen Materials sind wahrscheinlich höher als das Carroll-System, beschrieben in US-Patent- 4,267,443. US-Patent 4,782,328, betitelt "Ambient-Light- Responsive Touch Screen Data Input Method and System", erteilt an Denlinger, benutzt zwei CCD Zeilenabtastbildsensoren, die in zwei benachbarten Ecken des Monitorschirms angebracht sind, um die Veränderungen des Lichtmusters infolge des Vorhandenseins eines Zeigers am Schirm zu erfassen. Das Umgebungslicht dient als Lichtquelle. Die CCD- Bildsensoren sind teuer und die Komplikation des Unterscheidens eines vom Finger hervorgerufenen Signals und des Signals aus der Veränderung der Umgebungsbedingungen macht die Sache fraglich. US-Patent 4,811, 004 mit dem Titel "Touch Panel System and Method for Using Same", erteilt an Person et al., benutzt zwei Lichtquellen und zwei Lichtdetektoren zur Positionserfassung. Um die Abtastlichtstrahlen zu erzeugen werden zwei Vibrationszungen mit Spiegeln zum Reflektieren der Lichtstrahlen benutzt und auf diese Weise werden zwei unabhängige Abtastlichtstrahlen erzeugt. Dabei tritt das Problem auf, daß das Verhalten der mechanischen Vibratoren von den Umweltbedingungen abhängt und dem Verschleiß unterliegt. US-Patent 4,820, 050 mit dem Titel "Solid-State Optical Position Determining Apparatus", erteilt an Griffin, US-Patent 4,980,547, betitelt "Light Distribution and Detection Apparatus", sowie US-Patent 5, 196, 835 mit dem Titel "Laser Touch Screen Reflective Surface Aberration Cancelling", erteilt an Blue et al., sind Variationen des US- Patents 4,553,842, bei denen das gleiche Problem mit den mechanisch bewegten Teilen auftritt.
Es gibt eine Veröffentlichung auf dem Stand der Technik (siehe Digest of Technical Papers - 1989 International Symposium of the Society for Information Display, S. 338- 341, I. F. CHANG et al.: "New Touch-Input Technology for CRT Displays"), die vorschlägt, das Licht von den Rändern des CRT-Monitors und vier Lichtdetektoren zur Herstellung einer Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung zu benutzen. Obwohl die Machbarkeit der Lösung gezeigt wird, treten enorme Probleme auf im Hinblick auf Rauschen und Interferenz. Das Signal von einem Rand des Monitors zu den Lichtdetektoren am anderen Rand des Schirms ist sehr klein. Die Interferenzen stammen aus drei Quellen: Das Magnetfeld der horizontalen Abtastspule, das Licht vom aktivierten Schirm, und das Licht aus der Umgebung. Zusätzlich macht das Nachglühen (langsames Abschwächen) des Phosphors die Signalveränderung (je horizontale Zeile) viel kleiner. Alle diese Faktoren verhinderten den wirksamen Einsatz dieses Geräts.
Trotz der zahlreichen vorgeschlagenen Verbesserungen ist derzeit die einzige den Erfindern bekannte Berührungsbildschirm- Eingabevorrichtung, die durchführbar Licht als Erfassungsmittel verwendet, noch immer die älteste Carroll-Konstruktion. (Die anderen verwenden Kapazitanz, Widerstand, Oberflächenakustische Wellen oder Dehnungsmeßstreifen, die alle im Vergleich zum optischen Bild teuerer sind.) Das Problem der Verbesserung der Auflösung der optischen Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung bleibt ungelöst.

AUFGABEN DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist das Vorsehen einer verbesserten Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine verbesserte Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung vorzusehen, die die Position eines Zeigers auf den Schirm schnell und genau feststellt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer verbesserten, preiswerten Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung, die wenig mehr als die bereits vorhandene Bildschirmhardware benutzt und nicht von dem Systemrauschen betroffen wird, das vom Rasterabtasten erzeugt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese und noch weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden realisiert durch Vorsehen einer neuen Art Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung, die eine viel besserer Auflösung aufweist aber weniger Komponenten als das herkömmliche optische Bild benutzt. Die vorliegende Erfindung verbessert im wesentlichen die Berührungsbildschirmleistung und reduziert die Herstellungskosten.
Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtungen gemäß einem ersten und einem zweiten Aspekt der Erfindung sind im 1. bzw. 2. Anspruch definiert. Die Merkmale im Oberbegriff des 1. Anspruchs sind im obengenannten Artikel von I. F. CHANG et al. geoffenbart.)
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Lichtmuster durch eine einfach elektronische Schaltung erzeugt, deren Ausgangssignal an den Videoverstärker der CRT gekoppelt ist. Die Lichtmuster werden so erzeugt, daß sie eine unverwechselbare Musterfrequenz aufweisen, die von der elektronischen Schaltung bestimmt wird. Die Lichtmusterfrequenz wird sorgfältig ausgewählt, damit sie leicht unterschieden werden kann, so daß Umgebungsstörungen und Interferenzsignale von innerhalb der CRT selbst (wie von der Magnetspule, und das Licht vom aktivierten Schirmbereich) effektiv ausgeschaltet werden können. Die Lichtmuster in den Rändern des CRT-Schirms werden durch reflektierende Oberflächen abgelenkt. Die reflektierenden Oberflächen sind in der Nähe der Streifen der Lichtmuster angeordnet und reflektieren das Licht über die Oberfläche der CRT. Vier einzelne Photodetektoren (Detektoren), vorzugsweise jeweils einer an jeder der vier Ecken des CRT-Schirms, werden benutzt, um die Ströme des reflektierten Lichts zu verfolgen. Wenn ein Zeiger (Finger oder Bleistift) auf oder an der CRT-Oberfläche positioniert wird, wird der Lichtstrom blockiert. Die genaue Zeit dieser Blockierung wird von zwei oder mehr der Sensoren erfaßt, die genügend Information liefern, in die Zeigerposition zu bestimmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 ist eine Zeichnung einer Berührungsbildschirm- Vorrichtung in der Form des optischen Bildes.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Berührungsbildschirm- Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt das Verhältnis zwischen der Position des Zeigers und der Zeitsequenzen der Lichtimpulse, die von jedem der vier Lichtdetektoren aufgenommen werden, oder alternativ die Detektorimpulse, die von jedem der Lichtdetektoren generiert werden.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die einen bevorzugten Weg zum Generieren eines elektrischen Signals zum Erzeugen der Lichtmuster einer unverwechselbaren Frequenz zeigt.
Fig. 5 zeigt Spannung/Zeit-Graphen zum Darstellen, wie die in Fig. 4 gezeigten Signale mit inhärenten CRT-Signalen kombi niert werden, um den CRT-Elektronenstrahl zum Erzeugen der Lichtmuster zu steuern.
Fig. 6 ist eine bevorzugte Hardware-Ausführungsform zum Generieren des in Fig. 4 gezeigten elektrischen Signals.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Konstruktion der Licht-Reflektoren.
Fig. 8 ist eine typische Schaltung für den Bandpaßfilter und Verstärker zum Filtern des Signals von den Lichtdetektoren.
Fig. 9 ist ein Schaltbild einer bevorzugten Schaltung zum Erfassen der Taktung des vom Zeiger blockierten Lichts.
Fig. 10 ist die typische Wellenform, die hinter den Analogverstärkern gefunden wird.
Fig. 11 zeigt die Berechnung der X-Y-Koordinaten des Zeigers aus den Stellen der Lichtunterbrechung.
Fig. 12 ist die Auflösungsverteilung auf dem CRT-Schirm.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Modifikation eines CRT-Monitors eines Rechners, der das von der CRT ausgestrahlte Licht auf neuartige Weise als Signalquelle benutzt, um aus der CRT eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung zu machen. Mit anderen Worten, die Erfindung modifiziert ohne großen Aufwand und effektiv die Konstruktion des CRT-Monitors, um eine Berührungseingabe als inhärente Funktion zu schaffen. Die vorliegende Erfindung kann während des Fertigungsprozesses des Monitors ausgeführt werden unter nur geringer Steigerung der Fertigungskosten. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die zusätzlichen Teile eine einfache Schaltung (die ein einziger Chip oder ein sonstigen Mittel sein kann) zum Generieren von Lichtmustern im unbenutzten Bildschirmbereich eines CRT-Schirms, einen Kunststoff-Reflektor, vier Lichtdetektoren (z. B. Silizium- PIN-Photodioden) mit Analogverstärkern, und eine Schaltung zum Eingeben der Positionssignale in den Rechner.
Ein Schema einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung wird in Fig. 2 gezeigt. Im nicht genutzten Bereich 202 der CRT, vorzugsweise am linken Rand 217 und am rechten Rand 219, werden zwei Lichtmusterreihen 204 generiert. Das Licht wird durch ein Spiegelpaar 205 reflektiert, so daß es parallel zur Oberfläche der CRT strahlt. Vier Lichtdetektoren 206 sind in den vier Ecken der CRT angebracht. Wenn ein Zeiger 110 in den aktiven Bereich 203 der CRT gebracht wird, wird wenigstens ein Teil des Lichts des Lichtmusters 204 gegen den Detektor 206 blockiert. Unter Verwendung des Orts der Lichtblockierung gegenüber zwei oder mehr Lichtdetektoren und weiterer Informationen läßt sich die Position des Zeigers 110 bestimmen.
Ein kritisches neues Merkmal der Erfindung ist das Erzeugen einer unverwechselbaren Frequenz (in Zeit und Raum) des Lichtmusters. Die Lichtmusterfrequenz wird so gewählt, daß sie sich von den Frequenzen des in der CRT auftretenden Rauschens (intern und extern) unterscheidet, so daß die Lichtmusterfrequenz und damit die Information über das Absperren des Lichtmusters an einer gegebenen Stelle effektiv aufgegriffen, verstärkt, und an den Rechner weitergeleitet werden kann.
Wenn die Lichtmusterfrequenz 204 in der Nähe der horizontalen oder vertikalen Abtastfrequenzen liegt, ist es sehr schwierig, die Anfangspositionen der Lichtblockade zu erfassen. Das geschieht deshalb, weil es in der CRT mit diesen Frequenzen ein sehr großes Signalrauschen gibt. Das Umgebungslicht, das sich mit der Netzfrequenz (50 Hz bzw. 60 Hz) verändert, und seine Oberschwingungen, hat eine Frequenz, die nahe an der typischen vertikalen Abtastfrequenz liegt und viel stärker (hundert- oder tausendmal so stark) ist als das Licht vom CRT-Rand. Auch kann die Frequenz 260 des Lichtmusters 204 aus zwei Gründen nicht in der Nähe der horizontalen Abtastfrequenz liegen. Erstens ist das Magnetfeld der Horizontalabtastung so stark, daß es das optische Signal verdunkelt, auch mit einem hochentwickelten Magnetschirm. Zweitens hat der in den CRTs benutzte Phosphor eine endliche Abklingzeit, um das Flackern zu vermeiden. Damit ist die Veränderung der Lichtintensität in der Zeit viel kleiner als erwartet, was es viel schwieriger macht, die Lichtmusterfrequenz 260 zu erfassen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Probleme durch Erzeugen des Lichtmusters 204 mit einer Frequenz 260 in Zeit, und einer Frequenz in Raum, die höher ist als die Frequenz des vertikalen Abtastens und der Netzfrequenz, und viel kleiner als die horizontale Abtastfrequenz. Dieses Lichtmuster 204 läßt sich erzeugen durch den Einsatz einer Schaltung zum Schaffen eines Videosignals zum Generieren belichteter Kantenpunkte 210 des Lichtmusters 204 (wo das Raster den Rand 202 der CRT kreuzt), um in einer vorgegebenen räumlichen Sequenz und Zeitfrequenz aufzutreten. Die Zahl dieser Sequenzen, d. h. Zeit- und Raumfrequenz 260 des Lichtmusters 204, kann so gewählt werden, daß sie sich von der horizontalen und der vertikalen Abtastfrequenz (und vom sonstigem Rauschen) möglichst stark unterscheidet. Dieses Videosignal kann erzeugt werden entweder durch den Einsatz von Hardware oder von Software, um selektiv die hellen Kantenpunkte 210 des Lichtmusters 204 zu beleuchten. Zum Beispiel beträgt bei VGA-Monitoren die horizontale Abtastfrequenz 31,5 kHz. Die Lichtmustersequenzen 204 können so gewählt werden, daß sie als Gruppe von m hellen Strichen (für Illustrationszwecke sei m = 1) alle n (z. B. n = 2, 3, 4, 6 oder 8) horizontale Abtastungen auftrteten sollen. Die Frequenz dieses Lichtmusters 204, im Verhältnis zur Rasterfrequenz, ist dann
Verhältnis n Signalfrequenz (kHz) räumliche Auflösung (Linien)
Wie gezeigt, sind diese Frequenzen 260 der Lichtmuster 204 in der Tat erheblich höher als die vertikale Abtastfrequenz und die Netzfrequenz (71 Hz bzw. 60 Hz), und viel kleiner als die horizontale Abtastfrequenz (im vorliegenden Fall 31,5 kHz). Daher können durch den Einsatz eines Bandpaßfilters die zwei Sätze der Interferenzsignale effizient ausgeschlossen werden und das Signal der Zeigerblockierung (die sich in der Frequenz 260 des Lichtmusters 204 ausdrückt), kann eindeutig erkannt werden. Es können mehr als ein Lichtstrich gruppiert werden, um eine höher Lichtintensität zu erzielen. Auch läßt sich durch die Auswahl eines unterschiedlichen n ein erwünschter Kompromiß zwischen Stabilität und Auflösung erzielen.
Die Lichtmuster 204, die quer 220 über die Bildschirmfläche 200 reflektiert werden, werden von den Detektoren 206 erfaßt, die vorzugsweise jeweils in einer Ecke (A-D) des Bildschirms 200 sitzen. Jeder dieser Detektoren 206 generiert ein Detektorsignal, das sich auf das Lichtmuster 204 gründet, das er erfaßt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beleuchteten Kantenpunkte 210 helle Striche 210. In Anwesenheit eines Zeigers 110 werden einige der hellen Striche der Lichtmuster 204 zu mindestens zwei der Detektoren blockiert. Auf diese Weise wird die Blockadeinformation, die mit der Position des Zeigers 110 auf dem Schirm in Beziehung steht, von der Lichtmusterfrequenz 260 getragen. Die Blockadeinformation ist daher auch in den Detektorsignalen enthalten, die ein Lichtmuster 204 mit einigen blockierten hellen Strichen entdecken.
Mit der Veränderung der Position 250 des Zeigers auf dem Bildschirm verändern sich auch die hellen Striche 210 der Lichtmuster 204, die von den einzelnen Detektoren 206 erfaßt werden, weil sich die Lichtmuster 204 durch die blockierten Lichtstriche 210 verändern, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Fig. 3 stellt den Zeiger 110 auf unterschiedlichen Positionen (351-359) auf dem aktivierten Anzeigenbereich 203 dar. Unter jeder Darstellung (301-309) des Bildschirms 200 gibt es eine Kurve eines Detektorsignals, das gegen die Zeit aufgenommen wurde, für jeden Detektor 206 (A-D). Die horizontale Skala in jedem Kurvenbild der Figur bedeutet Zeit. Die Gesamtlänge der horizontalen Skala ist die Zeit einer kompletteh Rasterabtastung (z. B. eine vertikale Abtastung). Für einen VGA- Monitor beträgt die Zeit für eine vollständige Rasterabtastung etwa 14 ms. Wenn kein Zeiger 110 entdeckt wird, überspannt das Licht von den hellen Strichen 210, das von den vier Lichtdetektoren A, B, C und D erfaßt wird, die gesamte Zeitskala. In Anwesenheit eines Zeigers fehlen einige der Detektorsignale, die das Licht von den hellen Strichen 210 des Lichtmusters 204 repräsentieren. Das geschieht deswegen, weil das Licht aus den hellen Strichen 210 zu dem entsprechenden Detektor 206 zu diesem Zeitpunkt blockiert ist. Die Zeit (bezüglich des Anlaufens der vertikalen Abtastung), die das Licht von den hellen Strichen 210 zu dem entsprechenden Detektor 206 blockiert ist, steht in Beziehung zum Ort des Zeigers 110. Also unterscheidet sich die Taktung der fehlenden Detektorsignale (311-319 und 321-329) in Abhängigkeit von der wahren Stelle (351-359) des Zeigers 110, wie in den neun Schaubildern der Fig. 3 dargestellt wird. Die X-Y-Position und die Größe des Zeigers kann bestimmt werden durch die Taktung dieser Detektorsignale (in der Regel 360). Wenn der Zeiger in einem der vier Bereiche gefunden wird, wie in 301 bis 304 gezeigt wird, tritt das Fehlen der Detektorsignale (311-314 und 321-324) in den Detektoren 206 für jede Position (351-354) des Zeigers 110 paarweise auf. Wenn der Ort des Zeigers eine oder mehrere der Grenzen der vier Bereiche überkreuzt, wie in Fig. 3 (305-308) dargestellt ist, treten einige der fehlenden Detektorsignalen am Anfang oder am Ende des Stromes auf. Damit sind drei oder mehr Detektoren betroffen. Wenn der Zeiger im Mittelpunkt des Schirms steht, sind alle vier Detektoren betroffen, wie in Fig. 3 gezeigt wird (309). Die Verarbeitung der Detektorsignale wird nachstehend in Einzelheiten diskutiert.
Fig. 4 zeigt die Einzelheiten eines Impulsdiagramms für die elektrischen Impulse, die zum Generieren der Lichtmuster 204 am linken 217 und am rechten 219 Rand des CRT-Schirms 200 erzeugt werden. In der vorliegenden besonderen Ausführungsform werden die Impulse durch eine elektronische Schaltung generiert. Der Ursprung des Signals ist der horizontale Synchronimpuls 405 (h-syn). Einerseits triggert die Anstiegsflanke des horizontalen Synchronimpulses 405 drei (411-413) Monostabilitätsschaltkreise. Die Monostabilitätsschaltkreise 411 und 412 generieren jeweils zwei aufeinanderfolgende Im pulse (421-424) mit einer Breite von etwa 0,5 us. Das Intervall 460 zwischen den zwei Impulsen, in der Regel 531 und 532, beträgt etwa 5 us, und wird generiert von der Monostabilität 412. Der erste Impuls jeden Paares wird benutzt (siehe nachstehend), um den hellen Strich 210 am Ende einer horizontalen Abtastung (z. B. rechts 219) zu erzeugen, während der zweite Impuls jeden Paares benutzt wird, um den hellen Strich 210 am Anfang der nächsten horizontalen Abtastung zu erzeugen (z. B. links 217). (Die 5 us Zwischenraum 460 zwischen den Impulsen in jedem Paar werden zum Rücklauf des Elektronenstrahls genutzt.)
Andererseits läßt die Anstiegsflanke des horizontalen Synchronimpulses 405 einen Zähler 430 zum Erzeugen einer Rechteckswelle 435 anlaufen mit einer Frequenz, die ein ganzzahliger Faktor der Frequenz dieses horizontalen Synchronimpulses 405 ist. Um die Signalkette synchron mit dem vertikalen Abtasten zu machen, wird der vertikale Synchronimpuls 440 benutzt, um den Zähler 430 zu löschen. Der Strom der aufeinanderfolgenden Impulse (421-424) wird dann durch die Rechteckswelle 435 moduliert, um einen Strom abwechselnder Doppelimpulse 450 zu erzeugen. Wie gezeigt, beträgt die Grundperiode dieser Impulssequenz 126 us, d. i. eine Frequenz von 7,88 kHz. Diese Frequenz unterscheidet sich merklich von allen System- und Umgebungssignalen. Durch Anlegen der abwechselnden Doppelimpulse 450 an einen Videoverstärker wird ein zusammengesetztes Videosignal zum Generieren des gewünschten Lichtmusters aus den teilen Strichen geschaffen, wie in Fig. 5 gezeigt wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt wird, ist 405 der vertikale Synchronimpuls der CRT. Die Vorderflanke 522 des Austastimpulses 521 des Originalvideosignals auf der Ausgangsstufe, 520, erfolgt etwa 1 Mikrosekunde später als die Vorderflanke der vertikalen Synchronimpulses, 501. Der Austastimpuls 522 wird von der CRT generiert, damit verhindert wird, daß der Elektronenstrahl den Bildschirm bei jedem Rücklauf erregt. (Hier wird darauf hingewiesen, daß die Videosignale, typisch 525, zwischen den Austastimpulsen 522 und 523 auftreten.) Die Taktungen der Monostabilitätsschaltungen 411 bis 413 sind so justiert, daß sie zwei Aufhellimpulse 531. und 532 erzeugen. Diese zwei Impulse 531 und 532 sind auch als das Impulspaar in Fig. 4 dargestellt. Diese zwei Impulse 531 und 532 sind mit dem Originalvideosignal 520 gekoppelt, um ein zusammengesetztes Videosignal 541 zu erzeugen. Nach Verstärkung und Umkehrung bewirken die zwei Impulse 531 und 532, daß das zusammengesetzte Videosignal 541 zwei Niederspannungsimpulse aufweist, einen am Anfang 545 und einen am Ende 546. Diese Niederspannungsimpulse 545 und 546 generieren zwei helle Striche in den Rändern 217 und 219 des CRT-Bildschirms 204. Gewisse Lichtkantenpunkte (Striche) können ausgewählt werden, ob sie erleuchtet werden sollen oder nicht. Zu diesem Zweck erscheinen die Impulse 545 und 546 nicht an jeder horizontalen Linie. Z. B. um ein Muster n = 4, m = 2 alle vier Zeilen zu erzeugen, müssen zwei Zeilen diese Impulse 545 und 546 aufweisen und die nächsten zwei nicht. Diese Kantenpunktauswahl bestimmt die Lichtmusterfrequenz (in Zeit und Raum), die das Positionssignal trägt (Lichtblockade).
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer aktuellen Schaltung zum Generieren des Impulsstroms 450. In dieser Schaltung ist die Vorderflanke des horizontalen Synchronimpulses 405 vom Rechner verbunden mit dem Zeitgebereingang 603 eines Zählers 430, z. B. MM54HCl61. Der Eingang CLEAR 609 des Zählers 430 ist verbunden mit dem vertikalen Synchronimpuls 440, ebenfalls aus dem Rechner. Der QB-Ausgang 611 wird an den Eingang CLEAR 629 einer Reihe monostabiler Multivibratoren (Monostabilität) 411 bis 413, z. B. MM54HC221A, gelegt. Der horizontale Synchronimpuls 405 ist verbunden mit dem Eingang 615 der ersten Monostabilität 411, der dann gefolgt wird von zwei Monostabilitäten 412 und 413. Der Ausgang (621 und 651) aus der ersten 411 und der dritten 413 Monostabilität wird in eine ODER-Schaltung 660 eingespeist, und der Ausgang der ODER-Schaltung 450 wird benutzt, um das zusammengesetzte Signal 540 zu bilden, das dann an den Eingangspunkt des Videoverstärkers geschickt wird.
Wenn es zulässig ist, den Fertigungsprozeß der CRT zu verändern, wäre es eine bevorzugte Ausführungsform, einen kurz nachglühenden Infrarot-Phosphor am linken 217 und am rechten 219 Rand des Bildschirms zu benutzen. Die Impulse 450 werden zu den Eingangspunkten aller drei Video-Farbverstärker geschickt. Die Silizium-PIN-Photddioden 206, die als Detektoren eingesetzt werden, sind höchst empfindlich gegenüber Licht in der Nähe der Infrarotstrahlung (etwa 800 nm). Durch den Einsatz von Filtermaterial kann das sichtbare Licht voll abgeblockt werden. Durchgeführte Versuche zeigten jedoch, daß der Infrarot-Phosphor zwar die Leistung verbessern kann, jedoch nicht unbedingt nötig ist. Jede übliche CRT kann benutzt werden. Der Grün- und Blau-Phosphor gewöhnlicher CRTs (P22) hat eine kürzere Nachglühzeit (40 us) als der Rot-Phosphor (1 ms). Experimentell wurde gefunden, daß der Grün- und Blau- Phosphor der bereits vorhandenen CRT-Monitore für den Betrieb der Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung geeignet ist.
Alternative bevorzugte Ausführungsformen der Schaltung in Fig. 6 sind möglich und sind durch den Schutzumfang und die Wesensart der Erfindung gedeckt.
Zum Beispiel können die drei Monostabilitäten durch einen Taktgeber und einen Zähler ersetzt werden. Die Schaltung kann als ein spezifisch konstruierter Chip ohne Kondensator und Abgleichwiderstand ausgeführt sein.
Ferner kann das Lichtmuster auch mit Hilfe von Software generiert werden. Dann kann diese Eingabevorrichtung auf bereits vorhandenen Monitoren nachgerüstet werden. Jedoch beansprucht in dieser Ausführungsform das Lichtmuster etwas Platz an der linken und rechten Kante des aktiven Bildschirms 203. Also muß möglicherweise die vorhandene Applikationssoftware geändert oder neue Applikationen müssen entwickelt werden.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Konstruktion eines Lichtreflektors 700 aus Kunststoff. Er ist aus Plexiglas oder einem beliebigen durchsichtigen Kunststoff mit einem Brechungsindex über 1,4 gefertigt. Der Reflektor 700 besteht aus zwei vertikalen Balken 701 mit etwa 5-10 mm Dicke. An der Innenseite 710 stimmt die Form 703 des Balkens mit der CRT-Oberfläche 702 am Ort 706 des Lichtmusters überein. An der Außenseite 704 weist der Balken 701 eine um 45º geschrägte Fläche auf. Diese Fläche kann entweder ganz eben oder leicht gekrümmt sein. Eine richtig konstruierte gekrümmte Fläche wird die Intensität des reflektierten Lichts verbessern, ist aber möglicherweise schwieriger herzustellen. Die Intensität des reflektierten Lichts nimmt mit gekrümmten Flächen etwas zu, weil die gekrümmte Fläche als Fokussiermechanismus wirkt. Die Innenflächen 703 der Balken 701 sind mit einem durchsichtigen Haftmittel auf die CRT-Oberfläche aufgeklebt, um zwei Reflexionsflächen auszuschalten. Das Lichtmuster 204 der CRT wird durch die Balken 701 übertragen und an der 45º Fläche durch Totalreflexion reflektiert, um in etwa parallel zur CRT-Oberfläche zu laufen. Als Option können die beiden vertikalen Balken 701 mit einer dünnen (3-5 mm) Kunststoff- oder Glasplatte 705 verbunden sein, die den aktiven Bereich 203 der CRT überdeckt. Das Spiegelbild des Lichtmusters von der Plattenoberfläche 705 verdoppelt nahezu die Lichtintensität am Lichtdetektor. Sie gibt auch dem Anwender ein Gefühl der Berührung. Weil die dünne Platte 705 kratzempfindlich (Kunststoff) und bruchanfällig (Glas) ist, kann dieser Teil als Austauschteil ausgeführt sein. Weil die Platte 705 kein wesentliches funktionelles Element ist, ist die Genauigkeit ihrer Positionierung nicht kritisch, und sie ist einfach eine rechteckige dünne Kuhststoffplatte; die Kosten für den Austausch sind vernachlässigbar.
Bei der Fertigung kann der Kunststoffreflektor ein paar zusätzliche Verstärkerrippen, die Montageöffnungen für- die Lichtdetektoren und die Verstärker erhalten. Diese können in einem einzigen Fertigungsschritt eingegossen werden.
Eine alternative Ausführungsform der Reflektoren verwendet Metallspiegel oder metallisierte Spiegelflächen.
Alternativ kann durch Einritzen einer Reihe von nichtreflektierenden horizontalen Rillen in den Spiegeln (bzw. Kunststoffreflektoren) die spezifische Frequenz durch Verwenden eines gleichförmigen Lichtbalkens am rechten und am linken Rand des CRT-Bildschirms erzeugt werden. So kann zum Beispiel durch Einritzen von 100 abstandsgleichen horizontalen Rillen im Spiegelstreifen für einen VGA-Monitor eine Signalfrequenz von etwa 7,1 kHz generiert werden.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel für den Analogverstärker 800. Eine wichtige Funktion des Verstärkers 800 ist das Erfassen des Nutzsignals und das Zurückweisen verschiedener Störsignale. Ein größeres Rauschen, das diesen Systemen gemeinsam ist, entsteht durch das Magnetfeld der horizontalen Ablenkspule. Für VGA-Monitore liegt diese Frequenz bei 31,5 kHz. Weitere Störungen sind das Umgebungslicht und das Magnetfeld der Netzleitung, das den Brumm und viele Obertöne der 60 Hz Quelle enthält. Durch Wählen einer Lichtimpulsfrequenz für das Lichtmuster 204 aus den Lichtstrichen 210 zwischen diesen zwei Rauschpegeln und Verwenden eines Bandpaßfilters 810 läßt sich das wahre Signal des Lichtmusters 204 erfassen. Für VGA- Monitore ist ein Beispiel für die gewählte Frequenz (in der Zeit) 7,88 kHz, d. i. 1/4 der horizontalen Abtastfrequenz. Nach der Verstärkung 820 wird das Analogsignal an einen Komparator 830 geschickt, der es mit einer einstellbaren Festspannung vergleicht. Das Ergebnis ist eine Reihe von TTL- Impulsen (entweder OV oder +5 V), die das Lichtmuster 204 repräsentieren.
Alternative Methoden für dieses Bandpass-Filtern sind u. a. Schaltkondensator-Filter sowie phasenempflindliche Erfassungsmethoden wie sie in synchronisierten Verstärkern benutzt werden. Diese Verfahren können für Mehrfachfrequenzerfassung benutzt werden, weil die Frequenz durch Ändern der Bezugsfrequenz programmiert bzw. verändert werden kann.
Fig. 9 ist eine Schemadarstellung der digitalen Schaltung, die den Ausgang des Komparators 830 in einen Strom Digitalsignale umwandelt, die der Rechner über den seriellen Port (oder den parallelen Port) empfangen kann. Fig. 10 zeigt die entsprechenden Wellenformen. Das vertikale Synchronsignal 1001 wird als Bezugswert für die Zähler 905 und 906 benutzt. Der Ausgang des Zählers 605 ist der Taktgeberimpuls für die Zähler 905 und 906. Das Signal von den Lichtdetektoren nach Verstärken und Filtern, 1002, wird an einen Komparator 903 mit dem Pegel 1003 geschickt. Der Ausgang des Komparators, 1004, wird zu einem Detektor für ausgefallene Impulse, 904, geschickt, der die Wellenform 1005 erzeugt. Die Zähler 905 und 906 laufen mit einem Verzögerungssignal vom vertikalen Synchronimpuls 1001 an. Seine Taktung erfolgt nach dem Anlaufen der Impulssequenz 1004. Die abfallende Flanke des Ausgangs des Detektors für ausgefallene Impulse, 1005, wird benutzt, um den Zähler 905 zu beenden. Die ansteigende Flanke in 1005 wird zum Beenden des Zählers 906 benutzt. Somit reflektiert der Inhalt des Zählers 905 die Anfangsposition des Zeigers, und der Inhalt des Zählers 906 reflektiert die Endposition des Zeigers. Die Inhalte der Zähler werden dann über den seriellen Port oder den parallelen Port an den Rechner geschickt. Die digitale Schaltung kann entweder als programmierbare Logikschaltung oder als applikationsspezifische integrierte Schaltung ausgeführt sein.
Die X-Y-Koordinaten des Zeigers können von den Anfangspunkten und Endpunkten der Impulssequenzen berechnet werden, d. h., die Inhalte der Zähler wie sie an den Rechner geschickt werden. Das Berechnungsverfahren wird in Fig. 11 gezeigt. Die Größen H und W sind die Höhe und die Breite des Rechtecks, das durch die vier Lichtdetektoren aufgespannt ist. Der Ursprung des Koordinatensystems ist die linke obere Ecke des Rechtecks. Im Bereich AB werden die Lichtdetektoren A und B abgeblockt. Die Koordinaten der Zeiger sind
X = BW/A+B
und
Y = AB/A+B
Im Bereich CD werden die Lichtdetektoren C und D abgeblockt. Die Koordinaten der Zeiger sind
und
Im Bereich BD werden die Lichtdetektoren B und D abgeblockt. Die Koordinaten des Zeigers sind
und
Im Bereich AC werden die Lichtdetektoren A und C abgeblockt. Die Koordinaten des Zeigers sind
und
Die Auflösung des gesamten Bereichs ist nicht gleichmäßig. Die maximale Auflösung erfolgt in einem Bereich um den Mittelpunkt des Bildschirms. Bei einem 13 Zoll VGA-Monitor beträgt die horizontale Abtastfrequenz 31,5 kHz. Laut dem Verhältnis zwischen der horizontalen Abtastfrequenz und der Signalfrequenz ist die maximale Auflösung
Verhältnis Signalfrequenz (kHz) Auflösung (mm) (Linien)
In der Nähe der Bildschirmränder verschlechtert sich die Auflösung, wie in Fig. 12 dargestellt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform müssen zum Erzielen einer relativ gleichförmigen Auflösung die Lichtdetektoren an vier Punkten weit außerhalb des aktiven Schirms plaziert werden. Diese Bedingung bedeutet, daß die Höhe der Streifen des Lichtmusters größer sein muß als die Höhe des aktiven Bildschirms. Durch Erzeugen des Lichtmusters mit einer Schaltung gemäß Fig. 4 bis 6 ist die Höhe des Lichtmusterstreifens natürlich größer als die Höhe des aktiven Bildschirms 203. Die Optik erfordert, daß die horizontalen Positionen der Lichtdetektoren um wenigstens einen Abstand von der Schirmfläche zum Mittelpunkt der reflektierten Oberfläche außerhalb des Musters liegen. Somit ist die Bedingung natürlich erfüllt. Und auf diese Weise werden die Niedrigauflösungsbereiche der Eingabevorrichtung in der Nähe der Bildschirmränder natürlich vermieden.
Der Fachmann kann unter Verwendung der vorliegenden Offenbarung gleichwertige alternative Ausführungsformen entwickeln, die alle in den Bereich und die Wesensart der vorliegenden Erfindung fallen. Zum Beispiel, da die Auflösung (der Erfassung des Zeigers 110) bestimmt wird durch die Dichte der Lichtquellen (Striche) im Lichtmuster, kann die Liniendichte 260 der Striche 210 zur Erhöhung der Auflösung vergrößert werden. Damit läßt sich durch Erhöhen der Auflösung der Lichtquellen (Striche 210) im Lichtmuster 204 eine stark verbesserte Genauigkeit erzielen. Hier ist anzumerken, daß die Liniendichte 260 des Lichtmusters 204 und damit die Positioniergenauigkeit der Vorrichtung nicht durch die physikalische Größe der Lichtquellenphotodioden eingeschränkt ist. Zusätzlich läßt sich auch die Lichtintensität durch Verändern der Liniendichte des Lichtmusters 204 verändern.
Das läßt sich bewerkstelligen durch Auswählen eines Raummusters mit erleuchteten Strichen (Kantenpunkte) in Gruppen von mehr als einem, um die Intensität des am Ort der Strichgruppierung reflektierten Lichts zu erhöhen.
Die vier Photodetektoren und die zugehörigen Schaltkreise sind die einzigen signifikanten Zusätze zu den Herstellungskosten des Monitors mit der Berührungsbildschirmfunktion. Daher läßt sich die vorliegende Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung mit viel weniger zusätzlichen Kosten herstellen als die Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtungen auf dem Stand der Technik. Zusätzlich weist die vorliegende Erfindung keine mechanisch bewegten Teile auf, die verschleißanfällig sind.

Claims

1. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung zur Bestimmung der Position eines Zeigers (110) auf einem Rechner- Schnittstellenbildschirm (202), enthaltend:

einen Rechner-Schnittstellenbildschirm (202, 203) mit einer Bildschirmoberfläche (203) und einem Paar Ränder (217, 219), wobei ein erster Rand (217) entlang einer ersten Bildschirmseite, und ein gegenüberliegender zweiter Rand (219) auf der anderen Seite des Bildschirms entlang einer zweiten Bildschirmseite verläuft;

einen Raster-Abtaster, der die Bildschirmoberfläche (203) sowie den ersten Rand und den zweiten Rand (217, 219) mit einer horizontalen Abtastfrequenz abtastet, wobei der Abtaster in jedem horizontalen Abtastfrequenzzyklus den Bildschirm in einer ersten Richtung in einer Vielzahl von Zeilen, die den ersten und den zweiten Rand schneiden, überquert, und der Abtaster den Bildschirm in einer zweiten Richtung, die in etwa senkrecht auf der ersten Richtung steht, in einer vertikalen Abtastfrequenz rastert, so daß in jedem vertikalen Abtastfrequenzzyklus alle Zeilen der Bildschirmoberfläche abgetastet werden;

Mittel zum Erzeugen eines Musters (204), gebildet aus einer Vielzahl von erhellten Randpunkten (210), wobei die Randpunkte an den Schnittpunkten der Reihen und der ersten und zweiten Bildschirmränder (217, 219) stehen;

eine erste und eine zweite lichtreflektierende Fläche (205), anliegend an die erste bzw. zweite Seite, wobei die erste reflektierende Fläche (205) das Muster der erhellten Randpunkte von einem ersten Rand (217) über den Bildschirm zur zweiten Seite, und die reflektierende Fläche (205) der zweiten Seite das Muster der erhellten Randpunkte vom zweiten Rand (219) über den Bildschirm zur ersten Seite reflektiert;

vier oder mehr Lichtdetektoren (206), wobei die Lichtdetektoren an den Rändern des Bildschirms montiert sind, um die erleuchteten Randpunkte des von den lichtreflektierenden Flächen (205) reflektierten Musters zu erfassen;

ein Schaltungsmittel zum Bestimmen der Positionen der erleuchteten Randpunkte, deren Licht durch den Zeiger (110) blockiert ist, so daß es keinen der Lichtdetektoren (206) erreichen kann; und

ein Mittel zum Bestimmen der Position des Zeigers (110) auf dem Bildschirm durch Verwenden der Positionen der erleuchteten Randpunkte, deren Licht durch den Zeiger (110) blockiert wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Muster dadurch erzeugt wird, daß der Abtaster selektiv einen ersten Satz Randpunkte beleuchtet und selektiv eine zweiten Satz Randpunkte nicht beleuchtet, wenn der Abtaster über die Randpunkte läuft, das Muster mit einer Musterfrequenz blinkt, die sich sowohl von der horizontalen als auch von der vertikalen Abtastfrequenz unter scheidet, bestimmt durch das selektive Beleuchten der Randpunkte.

2. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1, in der anstatt des Erzeugens des Musters und der Musterfrequenz durch selektives Beleuchten der Randpunkte das Muster durch Beleuchten der Randpunkte beim Überstreichen der Randpunkte durch das Abtasten erzeugt wird, um einen kontinuierlichen Lichtstrich auf beiden Rändern zu erzeugen, und die Musterfrequenz durch nichtreflektierende Rillen in der reflektierenden Oberfläche erzeugt wird.

3. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der die erleuchteten Randpunkte Lichtstriche sind.

4. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in der vier Detektoren angeordnet sind, wobei jeweils einer in einer Ecke des Bildschirms angebracht ist.

5. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1, 3 oder 4, in der der Abtaster selektiv die Randpunkte beleuchtet, so daß die Musterfrequenz in der Zeit ein Bruchteil der horizontalen Abtastfrequenz, jedoch viel größer als die vertikale Abtastfrequenz ist.

6. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, in der die Photodetektoren in einer Linie angeordnet sind, die gleichlinig mit den Seiten des Bildschirms und weiter entfernt von der Bildschirmfläche verläuft, um die Größe des genauen Bildschirmmittelpunkts zu erhöhen.

7. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, in der die reflektierende Oberfläche gekrümmt ist, um die Intensität des reflektierten Lichts zu Verstärken, und/oder die reflektierenden Oberflächen eben sind und/oder die reflektierenden Oberflächen aus Spiegeln bestehen, und/oder die reflektierenden Oberflächen aus einer metallisierten Spiegelfläche bestehen, und/oder die reflektierenden Oberflächen jeweils an einer Seite einer Platte (705) befestigt sind, wobei die Platte eine Bildschirmabdeckung ist.

8. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 7, in der die Platte (705) aus durchsichtigem Kunststoff besteht.

9. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, in der jede lichtreflektierende Oberfläche ferner einen Balken (701) aus durchsichtigem Kunststoff beinhaltet, wobei der Balken eine Innenseite (703) und eine reflektierende Seite (704) aufweist, die Innenseite der reflektierenden Seite gegenüberliegt, die Innenseite die Form des Bildschirms hat und an die Oberfläche des Bildschirms über dem Lichtmuster anliegt, und die reflektierende Seite in einem Winkel angeordnet ist, um von dem durch den Balken laufenden Lichtmuster beleuchtet zu werden, so daß das Licht quer über die Oberfläche des Bildschirms reflektiert wird.

10. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 9, in der die lichtreflektierenden Oberflächenbalken durch eine durchsichtigen Platte (705) miteinander verbunden sind, wobei ein erster Rand der Platte mit der ersten reflektierenden Oberfläche, und ein zweiter Rand der Platte mit der zweiten reflektierenden Oberfläche verbunden ist.

11. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 10, in der die Platte (705) als verspiegelte Oberfläche wirkt, um die Intensität des reflektierten Lichtmusters zu verstärken.

12. Eine Berührungsbildschirm-Eingabevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 11, in der die erleuchteten Randpunkte in Gruppen von zwei oder mehr erleuchteten Randpunkten gruppiert sind.