LU88033A1

LU88033A1 - Digitizing tablet

Info

Publication number: LU88033A1
Application number: LU88033A
Authority: LU
Inventors: Aloyse Schoos; Bogdan C Serban; Jannik Hagen
Original assignee: Iee Sarl
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1993-05-17
Also published as: DE4236187A1; FR2683649B1; FR2683649A1

Description

REVENDICATION DE LA PRIORITE de la demande de brevet / du modèle d'utilité Mémoire Descriptif déposé à l'appui d'une demande deCLAIM OF THE PRIORITY of the patent application / utility model Brief Description filed in support of an application for

BREVET D'INVENTION auPATENT OF INVENTION at

Luxembourg au nom de : interlink electronics EuropeLuxembourg on behalf of: interlink electronics Europe

Zone Industrielle, B.P.8 L-6401 Echternach pour: "TABLETTE DIGITALISANTE"Zone Industrielle, B.P.8 L-6401 Echternach for: "TABLETTE DIGITALISANTE"

TABLETTE DIGITALISANTEDIGITALIZING TABLET

Les tablettes digitalisantes, plus connues sous leur dénomination anglaise "Digitizer pad" ont été proposées dans le brevet US 4,810,992. Ces tablettes fonctionnent d'après le principe des FSR, qui est l'abréviation de "Force Sensing Resistor" et qui sont des capteurs de force sensibles à la pression. Ces capteurs sont des couches semi-conductrices constituées de minuscules particules d'un matériau semi-conducteur, tel que du sulfure de molybdène, d'une taille de 1 à 10 microns, mélangées dans une résine formant le support de ces particules. Ces particules confèrent à la surface de la couche un aspect rugueux, genre papier émeri. Lorsque cette couche est appliquée avec sa surface rugueuse contre une couche conductrice, une variation de la pression de contact entraîne une variation du nombre de points de contact, ce qui se traduit par une modification de la résistance à travers la couche semi-conductrice .Digitizing tablets, better known by their English name "Digitizer pad", have been proposed in US patent 4,810,992. These tablets operate on the principle of FSR, which is the abbreviation for "Force Sensing Resistor" and which are force sensors sensitive to pressure. These sensors are semiconductor layers made up of tiny particles of a semiconductor material, such as molybdenum sulfide, with a size of 1 to 10 microns, mixed in a resin forming the support for these particles. These particles give the surface of the layer a rough appearance, like emery paper. When this layer is applied with its rough surface against a conductive layer, a variation in the contact pressure results in a variation in the number of contact points, which results in a modification of the resistance through the semiconductor layer.

Au lieu d'appliquer une couche conductrice contre la couche FSR, il est possible d'utiliser une pellicule résistive portant un réseau conducteur déposé sur la pellicule sous forme de deux peignes d'électrodes en disposition interdigitale. Cette pellicule est alors scellée à la couche FSR de manière à ce que les peignes d'électrodes effleurent la couche semi-conductrice FSR. Si aucune force n'est appliquée à une telle structure, la résistance entre les bornes des peignes 'd'électrodes est très élevée, généralement de l'ordre de plusieurs mégaohms. Par contre, lorsque le FSR est soumis à une force perpendiculairement à sa surface, la couche FSR shunte les électrodes au point de contact et la résistance diminue proportionnellement à l'intensité de la force. C'est cette propriété qui est, par exemple, mise à profit dans le brevet US 4,489,302 pour mesurer une force.Instead of applying a conductive layer against the FSR layer, it is possible to use a resistive film carrying a conductive network deposited on the film in the form of two combs of electrodes in interdigital arrangement. This film is then sealed to the FSR layer so that the electrode combs touch the FSR semiconductor layer. If no force is applied to such a structure, the resistance between the terminals of the electrode combs is very high, generally of the order of several megaohms. On the other hand, when the FSR is subjected to a force perpendicular to its surface, the FSR layer shunts the electrodes at the point of contact and the resistance decreases in proportion to the intensity of the force. It is this property which is, for example, used in US patent 4,489,302 to measure a force.

Dans les tablettes digitalisantes, ce principe est mis à profit, non seulement pour mesurer la force ou pression, mais également pour déterminer les coordonnées du point d'application de la force, à la manière de deux potentiomètres linéaires, d'où la désignation de tablettes X y z, c'est-à-dire détermination des positions x et y et de l'intensité de la force suivant l'axe z. Les applications techniques de ces tablettes digitalisantes sont extrêmement nombreuses. Elles peuvent, par exemple, être utilisées pour le contrôle de signatures en reproduisant le tracé sur écran et la modulation, par exemple, de la couleur ou de l'épaisseur du trait en fonction de la pression du stylo. D'autres applications sont, par exemple, les tables de dessin électroniques.In digitizing tablets, this principle is used, not only to measure the force or pressure, but also to determine the coordinates of the point of application of the force, in the manner of two linear potentiometers, hence the designation of tablets X yz, i.e. determination of the positions x and y and the intensity of the force along the z axis. The technical applications of these digitizing tablets are extremely numerous. They can, for example, be used for checking signatures by reproducing the plot on screen and modulating, for example, the color or thickness of the line depending on the pressure of the pen. Other applications are, for example, electronic drawing tables.

Le brevet US 4,810,992 propose, en fait, deux types différents de tablettes digitalisantes. Dans le mode d'exécution selon les figures 10 et 11, l'effet FSR dans une structure stratifiée carrée est mis en valeur par deux paires d'électrodes latérales mutuellement opposées. Ce mode d'exécution présente l'inconvénient de nécessiter deux couches FSR. En outre, ces couches FSR sont associées, chacune, à une couche résistive qui est exposée à une usure rapide à cause du caractère abrasif de la surface de la couche FSR avec laquelle elle est en contact. Un autre inconvénient est que cette tablette digitalisante ne peut pas effectuer les trois mesures x, y, z simultanément et nécessite des moyens de commutation pour effectuer les mesures successivement.The US patent 4,810,992 proposes, in fact, two different types of digitizing tablets. In the embodiment according to FIGS. 10 and 11, the FSR effect in a square laminated structure is enhanced by two pairs of mutually opposite side electrodes. This embodiment has the disadvantage of requiring two FSR layers. In addition, these FSR layers are each associated with a resistive layer which is exposed to rapid wear due to the abrasive nature of the surface of the FSR layer with which it is in contact. Another drawback is that this digitizing tablet cannot carry out the three measurements x, y, z simultaneously and requires switching means to carry out the measurements successively.

Dans le mode d'exécution selon les figures 14 et 15 du brevet US précité, l'effet FSR suivant les axes x, y, z est mesuré par 1'intermédiaire de deux groupes de peignes d'électrodes orientés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Ce mode d'exécution ne souffre pas des problèmes d'usure du premier mode d'exécution car, ici, ce sont des électrodes métalliques, plus résistantes, qui sont en contact avec les surfaces rugueuses des FSR. Par contre, les peignes d'électrodes nécessitant une haute résolution géométrique sont difficiles à fabriquer. En plus, il faut, pour chaque tablette, deux groupes de peignes d'électrodes et deux couches de FSR.In the embodiment according to FIGS. 14 and 15 of the aforementioned US patent, the FSR effect along the axes x, y, z is measured by means of two groups of electrode combs oriented perpendicularly with respect to one another. to the other. This embodiment does not suffer from the wear problems of the first embodiment because, here, these are more resistant metal electrodes which are in contact with the rough surfaces of the FSRs. On the other hand, the electrode combs requiring high geometric resolution are difficult to manufacture. In addition, two groups of electrode combs and two layers of FSR are required for each tablet.

Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle tablette digitalisante qui, non seulement ne présente pas les inconvénients des tablettes connues, mais qui, en outre, peut se prévaloir d'avantages supplémentaires.The object of the present invention is to propose a new digitizing tablet which, not only does not have the drawbacks of known tablets, but which, moreover, can take advantage of additional advantages.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose une tablette digitalisante qui est caractérisée par une structure de forme quelconque, constituée d'une couche FSR, prise en sandwich entre une couche résistive et une couche conductrice, par au moins deux électrodes en contact avec le bord de la couche résistive à des endroits distincts et reliées, chacune, à un potentiel électrique de référence à travers un dispositif de mesure de courant, par une source de courant reliée à la couche conductrice, et par un dispositif de mesure de la tension électrique entre la couche conductrice et ledit potentiel de référence.To achieve this objective, the present invention provides a digitizing tablet which is characterized by a structure of any shape, consisting of an FSR layer, sandwiched between a resistive layer and a conductive layer, by at least two electrodes in contact with the edge of the resistive layer at separate locations each connected to a reference electrical potential through a current measurement device, by a current source connected to the conductive layer, and by an electrical voltage measurement device between the conductive layer and said reference potential.

En appliquant une pression à un endroit quelconque de cette tablette, la diminution de la résistance de la couche FSR permet d'injecter un courant de la source de courant à l'endroit d'application de cette force et de distiller des courants en direction des différentes électrodes. L'intensité du courant mesuré aux différentes électrodes permet de déterminer immédiatement l'endroit exact d'application de la force, soit par un calibrage initial de la tablette, soit par un calcul instantané effectué par le microprocesseur associé à la tablette. La mesure de la tension entre la couche conductrice et le potentiel de référence fournit l'information sur l'intensité de la force appliquée. Ces mesures de la force et de la position peuvent être effectuées simultanément de sorte qu'aucune commutation des électrodes n'est exigée dans ce type de tablette digitalisante. On obtient ainsi des temps de réaction beaucoup plus faibles que dans les tablettes digitalisantes connues et les mesures de la force et de la position sont parfaitement corrélées.By applying pressure to any place on this tablet, the reduction in resistance of the FSR layer makes it possible to inject a current from the current source at the place of application of this force and to distill currents towards the different electrodes. The intensity of the current measured at the various electrodes makes it possible to immediately determine the exact place of application of the force, either by an initial calibration of the tablet, or by an instantaneous calculation carried out by the microprocessor associated with the tablet. The measurement of the voltage between the conductive layer and the reference potential provides information on the intensity of the applied force. These force and position measurements can be made simultaneously so that no switching of the electrodes is required in this type of digitizing tablet. This gives much lower reaction times than in known digitizing tablets and the measurements of force and position are perfectly correlated.

Cette tablette digitalisante a, en outre, l'avantage de n'avoir qu'une seule couche FSR pour la mesure des deux coordonnées x et y et de la force z. Elle ne nécessite pas la présence de peignes d'électrodes difficiles à fabriquer et présentant souvent des irrégularités ou fissures pouvant fausser les résultats de sorte que les mesures obtenues sont très fiables. Il n'y a pas non plus de problème de court-circuit entre les différentes électrodes.This digitizing tablet also has the advantage of having only one FSR layer for measuring the two coordinates x and y and the force z. It does not require the presence of combs of electrodes which are difficult to manufacture and which often have irregularities or cracks which can distort the results so that the measurements obtained are very reliable. There is also no short-circuit problem between the different electrodes.

La couche FSR peut être une couche séparée ou être formée directement sur la couche résistive ou sur la couche conductrice. Cette couche conductrice peut être une électrode métallique relativement rigide mais susceptible d'une déformation locale. Ceci évite également les problèmes d'usure avec la surface rugueuse du FSR lorsque l'électrode est métallique et lorsque la couche FSR se trouve sur la couche résistive ou est formée sur celle-ci.The FSR layer may be a separate layer or be formed directly on the resistive layer or on the conductive layer. This conductive layer can be a relatively rigid metal electrode but capable of local deformation. This also avoids wear problems with the rough surface of the FSR when the electrode is metallic and when the FSR layer is on the resistive layer or is formed thereon.

Selon un mode de réalisation avantageux, la structure possède une forme polygonale, de préférence carrée, les électrodes étant prévues à chaque coin de la structure.According to an advantageous embodiment, the structure has a polygonal shape, preferably square, the electrodes being provided at each corner of the structure.

Chaque électrode peut être reliée à un convertisseur A/D à travers un amplificateur opérationnel.Each electrode can be connected to an A / D converter through an operational amplifier.

Selon un autre mode de réalisation, la couche résistive est entourée de quatre bandes s'étendant entre les électrodes et dont la résistance électrique est beaucoup plus faible que celle de la couche résistive centrale. Une des électrodes est connectée à un potentiel électrique élevé et l'électrode diagonalement opposée a un potentiel électrique plus bas, tandis que les deux autres électrodes sont commutables, l'une entre le potentiel élevé et le potentiel plus bas, l'autre entre le potentiel plus bas et le potentiel élevé et vice-versa. D'autres particularités et avantages ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement une vue en plan d'un premier mode de réalisation de la tablette digitalisante selon la présente invention ; - la figure 1a représente schématiquement une tablette en coupe verticale ; - la figure 2 représente schématiquement une variante de la tablette digitalisante de la figure 1 ; - Les figures 2a et 2b représentent des exemples de mesure du courant en fonction de la position sur la tablette et - les figures 3 et 3a représentent schématiquement deux vues en plan, respectivement en coupe, d'un second mode de réalisation d'une tablette digitalisante.According to another embodiment, the resistive layer is surrounded by four bands extending between the electrodes and whose electrical resistance is much lower than that of the central resistive layer. One of the electrodes is connected to a high electrical potential and the diagonally opposite electrode has a lower electrical potential, while the other two electrodes are switchable, one between the high potential and the lower potential, the other between the lower potential and high potential and vice versa. Other particularities and advantages will emerge from the detailed description of some embodiments presented below, by way of illustration, with reference to the appended figures in which: - Figure 1 schematically shows a plan view of a first mode for producing the digitizing tablet according to the present invention; - Figure 1a schematically shows a tablet in vertical section; - Figure 2 schematically shows a variant of the digitizing tablet of Figure 1; - Figures 2a and 2b show examples of current measurement as a function of the position on the tablet and - Figures 3 and 3a schematically show two plan views, respectively in section, of a second embodiment of a tablet digitizing.

Dans le mode de réalisation selon les figures 1 et 1a, une couche résistive 1, de forme quelconque, à épaisseur constante ou ayant une distribution connue et une résistance spécifique constante, ou ayant une distribution connue, est contactée, sur sa périphérie, par plusieurs, par exemple cinq électrodes 2, 3, 4, 5 et 6 à résistance électrique faible par rapport à celle de la couche résistive 1. Une couche à faible résistance spécifique, par exemple une électrode métallique 7, d'une forme et étendue comparable à celle de la couche résistive 1 est superposée à celle-ci. Entre la couche résistive 1 et l'électrode 7, se trouve une couche FSR 8 pouvant être constituée par une couche séparée ou être formée directement, soit sur la couche résistive 1, soit sous l'électrode 7. En tout cas, le contact entre la couche résistive 1 et l'électrode superposée 7 est toujours réalisé par l'effet FSR de la couche 8. L'électrode superposée 7 est connectée à une source de courant 9 et les électrodes 2, 3, 4, 5, 6 de la couche résistive 1 sont connectées à un potentiel électrique de référence connu, par exemple la masse, à travers des dispositifs 10, 11, 12, 13, 14 permettant la mesure des courants individuels par exemple des ampèremètres. Un voltmètre 15 ou autre moyen approprié permet de mesurer le potentiel entre l'électrode superposée 7 et le potentiel électrique de référence, par exemple la masse.In the embodiment according to FIGS. 1 and 1a, a resistive layer 1, of any shape, of constant thickness or having a known distribution and a constant specific resistance, or having a known distribution, is contacted, on its periphery, by several , for example five electrodes 2, 3, 4, 5 and 6 with low electrical resistance compared to that of the resistive layer 1. A layer with low specific resistance, for example a metal electrode 7, of a shape and extent comparable to that of the resistive layer 1 is superimposed thereon. Between the resistive layer 1 and the electrode 7, there is an FSR layer 8 which can be constituted by a separate layer or be formed directly, either on the resistive layer 1, or under the electrode 7. In any case, the contact between the resistive layer 1 and the superimposed electrode 7 is always produced by the FSR effect of the layer 8. The superimposed electrode 7 is connected to a current source 9 and the electrodes 2, 3, 4, 5, 6 of the resistive layer 1 are connected to a known reference electrical potential, for example ground, through devices 10, 11, 12, 13, 14 allowing the measurement of individual currents, for example ammeters. A voltmeter 15 or other suitable means makes it possible to measure the potential between the superimposed electrode 7 and the reference electrical potential, for example the mass.

En appliquant une pression à un endroit quelconque de la face supérieure de l'électrode 7, l'effet FSR dans la couche 8 réduit la résistance entre la couche résistive 1 et l'électrode 7, proportionnellement à l'intensité de cette force. Par conséquent, le courant électrique fourni par la source 9 pénètre à l'endroit d'application de la force exercée sur la tablette et ce courant est ensuite réparti par la couche résistive 1 sur les différentes électrodes 2, 3, 4, 5 et 6 en fonction de la position d'application de la force. On peut ainsi calculer la position de la force appliquée à partir de l'ensemble des valeurs des courants individuels mesurés dans les instruments 10, 11, 12, 13 et 14. Cette position peut être calculée rapidement dans le microprocesseur en fonction de ces mesures de courant. La position peut également être déterminée grâce à un calibrage ou un apprentissage initial de la tablette, par lequel on attribue à une multitude d'échantillons de mesure des positions correspondantes.By applying pressure to any location on the upper face of the electrode 7, the FSR effect in the layer 8 reduces the resistance between the resistive layer 1 and the electrode 7, in proportion to the intensity of this force. Consequently, the electric current supplied by the source 9 penetrates at the place of application of the force exerted on the tablet and this current is then distributed by the resistive layer 1 on the different electrodes 2, 3, 4, 5 and 6 depending on the position of application of the force. We can thus calculate the position of the applied force from all the values of the individual currents measured in instruments 10, 11, 12, 13 and 14. This position can be quickly calculated in the microprocessor as a function of these measurements of current. The position can also be determined by calibration or initial learning of the tablet, by which a multitude of measurement samples are assigned corresponding positions.

Si la force se déplace sur l'électrode 7, et résulte d'une écriture ou d'un dessin, il est possible d'effectuer, par le microprocesseur, des échantillons de mesure à une cadence déterminée et, par une reproduction de ces mesures sur un écran, d'afficher le dessin ou l'écriture.If the force moves on the electrode 7, and results from a writing or a drawing, it is possible to carry out, by the microprocessor, samples of measurement at a determined rate and, by a reproduction of these measurements display a drawing or writing on a screen.

Puisqu'il existe une relation caractéristique entre la force appliquée sur l'électrode 7 et la résistance de la couche FSR, la mesure de la tension par le voltmètre entre l'électrode 7 et le potentiel de référence, contient l'information sur l'intensité de la force appliquée. Etant donné que cette mesure peut être effectuée simultanément avec la mesure des coordonnées du point d'application de la force, il est possible de moduler la représentation sur l'écran en fonction de cette force, par exemple par une modification de la couleur ou de l'épaisseur du trait.Since there is a characteristic relationship between the force applied to the electrode 7 and the resistance of the FSR layer, the measurement of the voltage by the voltmeter between the electrode 7 and the reference potential, contains the information on the intensity of the applied force. Since this measurement can be carried out simultaneously with the measurement of the coordinates of the point of application of the force, it is possible to modulate the representation on the screen as a function of this force, for example by a modification of the color or of the thickness of the line.

Le nombre, la position et les dimensions des électrodes connectées à la couche résistive 1 peuvent être optimisées par calcul numérique en fonction de l'application spécifique de la tablette digitalisante et de sa forme. L'électrode 7 peut également être connectée à la masse pour réaliser, en même temps, un blindage électromagnétique. Dans ce cas, le potentiel de référence des électrodes connectées à la surface résistive 1 est flottant et l'information sur l'intensité de la force est contenue dans la valeur du potentiel flottant par rapport à la masse.The number, position and dimensions of the electrodes connected to the resistive layer 1 can be optimized by numerical calculation depending on the specific application of the digitizing tablet and its shape. The electrode 7 can also be connected to ground to achieve, at the same time, an electromagnetic shielding. In this case, the reference potential of the electrodes connected to the resistive surface 1 is floating and the information on the intensity of the force is contained in the value of the floating potential with respect to the mass.

La figure 2 représente une variante avec une tablette digitalisante 21 de forme carrée. Cette tablette est de constitution identique à celle de la figure 1 et comporte une couche FSR prise en sandwich entre une couche résistive inférieure et une électrode supérieure. Cette structure comporte au quatre coins, quatre électrodes 22, 23, 24, 25 pouvant, par exemple, avoir une forme en "L" épousant les coins de la tablette 21. Ces quatre électrodes 22, 23, 24, 25 sont respectivement reliées à travers des amplificateurs opérationnels 29, 30, 31, 32 à un convertisseur A/D 35 tout en créant une masse virtuelle aux électrodes. L'électrode symbolisée par la référence 27 de la tablette 21 est également reliée au convertisseur A/D 35 pour permettre de mesurer la tension de l'électrode superposée 27 en fonction de l'intensité de la force appliquée sur celle-ci. La référence 28 désigne une source de courant reliée à l'électrode 27 et au convertisseur A/D.FIG. 2 represents a variant with a digitizing tablet 21 of square shape. This tablet is of identical constitution to that of FIG. 1 and comprises an FSR layer sandwiched between a lower resistive layer and an upper electrode. This structure comprises at the four corners, four electrodes 22, 23, 24, 25 which may, for example, have an "L" shape matching the corners of the shelf 21. These four electrodes 22, 23, 24, 25 are respectively connected to through operational amplifiers 29, 30, 31, 32 to an A / D converter 35 while creating a virtual ground at the electrodes. The electrode symbolized by the reference 27 of the tablet 21 is also connected to the A / D converter 35 to enable the voltage of the superimposed electrode 27 to be measured as a function of the intensity of the force applied to it. Reference 28 designates a current source connected to the electrode 27 and to the A / D converter.

Le fonctionnement est analogue au mode de réalisation de la figure 1. Les amplificateurs opérationnels 29 à 32 permettent la mesure des courants individuels aux électrodes par le convertisseur A/D et, par conséquent, la détermination des coordonnées x et y de la position d'application de la force dont l'intensité est mesurée simultanément par le convertisseur 35 en fonction de la tension sur l'électrode 27. Ce convertisseur fait partie d'un microprocesseur qui, en plus de sa tâche spécifique à l'application, calcule donc la position et l'intensité de la force à partir des tensions numérisées.The operation is analogous to the embodiment of FIG. 1. The operational amplifiers 29 to 32 allow the measurement of the individual currents at the electrodes by the A / D converter and, consequently, the determination of the x and y coordinates of the position of application of the force, the intensity of which is measured simultaneously by the converter 35 as a function of the voltage on the electrode 27. This converter is part of a microprocessor which, in addition to its task specific to the application, therefore calculates the position and intensity of the force from the digitized voltages.

En supposant qu'on applique une pression sur la tablette 21 proche du bord inférieur, approximativement au milieu entre les électrodes 22 et 23 et que l'on déplace le point d'application en direction de l'électrode 22, la courbe de la figure 2a représente les mesures de courant pour des différences de paires de tensions crées par le déplacement de ce point d'application de la force. De même, la figure 2b représente un graphique analogue lorsque la force est appliquée au centre de la tablette 21 et que le point d'application est déplacé vers la gauche entre les électrodes 22 et 25. Ces courbes montrent que les non-linéarités des mesures sont très limitées, notamment à la périphérie de la tablette, de sorte que l'on peut utiliser plus de 90% de la surface active de celle-ci sans être trop sensible aux erreurs de mesure.Assuming that a pressure is applied to the tablet 21 near the lower edge, approximately in the middle between the electrodes 22 and 23 and that the point of application is moved in the direction of the electrode 22, the curve of the figure 2a represents the current measurements for differences in pairs of voltages created by the displacement of this point of application of the force. Similarly, Figure 2b shows a similar graph when the force is applied to the center of the tablet 21 and the point of application is moved to the left between the electrodes 22 and 25. These curves show that the non-linearities of the measurements are very limited, especially at the periphery of the tablet, so that one can use more than 90% of the active surface thereof without being too sensitive to measurement errors.

Les figures 3 et 3a représentent un autre mode de réalisation d'une tablette digitalisante. Celle-ci est toutefois toujours constituée d'une couche FSR 40 prise en sandwich entre une couche résistive 41 et une électrode 50. La couche résistive 41, de forme carrée dans l'exemple représenté, à épaisseur constante et résistance spécifique constante est contactée aux bords par quatre zones 42, 43, 44, 45 à résistance électrique beaucoup plus faible que celle à couche résistive centrale 41. Ces zones ou bandes s'étendent entre quatre électrode 46, 47, 48 et 49 prévues aux quatre coins de la couche résistive. La couche FSR et l'électrode 50 ont la même forme et même surface que la couche résistive centrale 41. Comme dans le mode de réalisation précédent, le contact entre la couche résistive centrale 41 et l'électrode superposée 50 passe par l'effet FSR de la couche 40. L'une des électrodes, par exemple l'électrode 49, est toujours connectée à un potentiel élevé, tandis que l'électrode diagonalement opposée 47 est toujours connectée à un potentiel plus bas. Les deux autres électrodes diagonalement opposées 46 et 48 sont commutables par un commutateur respectivement entre le potentiel élevé et le potentiel plus faible et vice-versa. La commutation de ces électrodes est coordonnée de manière que lorsque l'une des électrodes est commutée sur le potentiel élevé, l'autre soit commutée automatiquement sur le potentiel faible. Par exemple, si l'électrode 46 est commutée sur le potentiel élevé de l'électrode 49, l'électrode 48 est commutée sur le potentiel faible de l'électrode 47. Dans ce cas on crée un gradient de tension quasi linéaire s'étendant dans la direction x entre les électrodes 46 et 49 d'une part, et les électrodes 47 et 48 d'autre part, ce qui permet, par conséquent, de déterminer l'abscisse de l'application d'une pression localisée sur l'électrode 50 ainsi que son déplacement dans la direction x.Figures 3 and 3a show another embodiment of a digitizing tablet. This, however, always consists of an FSR layer 40 sandwiched between a resistive layer 41 and an electrode 50. The resistive layer 41, of square shape in the example shown, with constant thickness and constant specific resistance is contacted to edges by four zones 42, 43, 44, 45 with much lower electrical resistance than that with central resistive layer 41. These zones or bands extend between four electrodes 46, 47, 48 and 49 provided at the four corners of the resistive layer . The FSR layer and the electrode 50 have the same shape and the same surface as the central resistive layer 41. As in the previous embodiment, the contact between the central resistive layer 41 and the superimposed electrode 50 passes through the FSR effect. of the layer 40. One of the electrodes, for example the electrode 49, is always connected to a high potential, while the diagonally opposite electrode 47 is always connected to a lower potential. The other two diagonally opposite electrodes 46 and 48 are switchable by a switch respectively between the high potential and the lower potential and vice versa. The switching of these electrodes is coordinated so that when one of the electrodes is switched to the high potential, the other is automatically switched to the low potential. For example, if the electrode 46 is switched to the high potential of the electrode 49, the electrode 48 is switched to the low potential of the electrode 47. In this case, a quasi-linear voltage gradient is created extending in the x direction between the electrodes 46 and 49 on the one hand, and the electrodes 47 and 48 on the other hand, which therefore makes it possible to determine the abscissa of the application of localized pressure on the electrode 50 and its displacement in the x direction.

De manière analogue, si le commutateur 46 est commuté sur le potentiel faible de l'électrode 47 et l'électrode 48 sur le potentiel élevé de l'électrode 49 on établit un gradient de tension quasi linéaire dans la direction y, ce qui permet la mesure de l'ordonné du point d'application d'une force ainsi que son déplacement dans la direction y.Similarly, if the switch 46 is switched to the low potential of the electrode 47 and the electrode 48 to the high potential of the electrode 49, an almost linear voltage gradient is established in the y direction, which allows the measurement of the ordinate of the point of application of a force as well as its displacement in the direction y.

Les mesures sont effectuées par la mesure du potentiel de l'électrode 50, étant donné que la surface de la couche FSR permet de transmettre à l'électrode superposée le potentiel qui existe à l'endroit d'application de la force sur l'électrode 50. Deux mesures successives du potentiel de cette électrode, en synchronisme avec la commutation des électrodes extérieures permettent ainsi de déterminer directement les coordonnées du point d'application de la force, aussi bien en direction x qu'en direction y et sans linéarisation.The measurements are made by measuring the potential of the electrode 50, since the surface of the FSR layer makes it possible to transmit to the superimposed electrode the potential which exists at the place of application of the force on the electrode. 50. Two successive measurements of the potential of this electrode, in synchronism with the switching of the external electrodes thus make it possible to directly determine the coordinates of the point of application of the force, both in direction x and in direction y and without linearization.

Le but de la présence des bandes extérieures 42, 43 44, 45 est d'améliorer la directivité des gradients de tension entre les couples d'électrodes.The purpose of the presence of the outer strips 42, 43 44, 45 is to improve the directivity of the voltage gradients between the pairs of electrodes.

La surface FSR est, pour la gamme des forces utiles, plus résistive que la couche résistive centrale 41, ce qui permet la mesure de la résistance du contact FSR avec une précision suffisante. Puisqu'il existe une relation caractéristique entre la force appliquée et la résistance FSR, la mesure de la tension de l'électrode 50 contient l'information sur l'intensité de la force appliquée. L'avantage de ce mode de réalisation par rapport à ceux des figures 1 et 2, est que la détermination des coordonnées du point d'application d'une force est direct sans nécessité de calcul, ou de calibrage et sans nécessité de linéarisation. Par contre, ce mode de réalisation nécessite une commutation entre les deux mesures x et y. Les avantages des deux modes de réalisation précédents, notamment la présence d'une seule couche FSR, l'absence d'usure de l'électrode 50 au contact de la surface rugueuse du FSR, par suite de sa nature métallique et de sa résistance à l'usure, ainsi que l'absence de problèmes de court-circuit et d'irrégularités de mesures posés par des imperfections de peignes d'électrodes se retrouvent également dans le mode de réalisation de la figure 3.The FSR surface is, for the range of useful forces, more resistive than the central resistive layer 41, which allows the resistance of the FSR contact to be measured with sufficient precision. Since there is a characteristic relationship between the applied force and the resistance FSR, the measurement of the voltage of the electrode 50 contains information on the intensity of the applied force. The advantage of this embodiment compared to those of FIGS. 1 and 2 is that the determination of the coordinates of the point of application of a force is direct without the need for calculation or for calibration and without the need for linearization. On the other hand, this embodiment requires switching between the two measurements x and y. The advantages of the two previous embodiments, in particular the presence of a single FSR layer, the absence of wear of the electrode 50 in contact with the rough surface of the FSR, due to its metallic nature and its resistance to wear, as well as the absence of short-circuit problems and measurement irregularities posed by imperfections of electrode combs are also found in the embodiment of FIG. 3.

Claims

1. digitizing tablet, characterized by a structure of any shape, consisting of an FSR layer (8) sandwiched between a resistive layer (1) and a conductive layer (7) by at least two electrodes (2), (3 ), (4), (5), (6) in contact with the edge of the resistive layer (1) at separate locations, each connected to an electrical potential through a device (11), (12) , (13), (14) for measuring current, by a current source (9) connected to the conductive layer (7) and by a device (15) for measuring the electric voltage between the conductive layer (7) and said potential.

2. Tablet according to claim 1, characterized in that said structure has a polygonal shape and in that said electrodes are provided at each corner.

3. Tablet according to claim 2, characterized in that said structure has a square shape.

4. Tablet according to claim 3, characterized in that each electrode (22), (23), (24), (25) is connected to an A / D converter (35) through an operational amplifier (29), ( 30), (31), (32).

5. digitizing tablet characterized in that it comprises a square or rectangular structure consisting of an FSR layer (40) sandwiched between a resistive layer (41) and a conductive layer (50) with four electrodes (46), ( 47), (48), (49) at the four corners of the resistive layer (41) and four strips on the four sides of the resistive layer (41) extending between the four electrodes (46), (47), ( 48), (49), in that the electrical resistance of these strips is lower than that of the central resistive layer (41), in that one of the electrodes (48) is connected to a high electrical potential and the electrode diagonally opposite to a lower electrical potential and in that the two other electrodes (46), (48) are switchable, one between the high potential and the lower potential, the other between the lower potential and the high potential and vice versa.

6. Tablet according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the FSR layer (8), (40) is an independent layer.

7. Tablet according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the FSR layer (8), (40) is formed directly on the resistive layer (1), (41).

8. Tablet according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the FSR layer (8), (40), is formed directly on the conductive layer (7), (50).

9. Tablet according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the conductive layer is a metal electrode with good surface resistance to wear.