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Bedienfeldtafel
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Bedienfeldtafel
zum Bedienen von technischen Geräten, z.B. einer Tastatur, einem Terminal oder Dateneingabegerät
für- Rechner, Prozeßsteuersysteme od.dgl., nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Solche Bedienfeldtafeln, mitunter auch virtuelle Tastatur genannt,
werden verwendet, um die Bedienung komplexer technischer Anlagen ubersichtlich zu
gestalten. Den unsichtbaren Berührungssensoren werden vorzugsweise mittels Software
beliebige Funktionen zugeordnet, die durch sichtbare Funktionssymbole hinter den
Berührungssensoren dem Bedienenden sichtbar gemacht werden. Die Funktionssymbole
können dabei z.B. mittels einer Bildröhre eingeblendet werden oder aber auch in
Form von Symboltafeln hinter den transparenten Körper geschoben werden.
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Bei bekannten Bedienfeldtafeln dieser Art, die insbesondere Verwendung
als Bildschirmterminal finden, arbeiten die Berührungssensoren auf- kapazitiver,
Infrarot- oder Ultraschall-Oberflächenwellen-Basis. Die auf kapazitiver Basis arbeitenden
BerUhrungssensoren weisen jeweils eine Kapazität auf, die durch BerUhren des BerUhrungssensors
geändert wird. Diese Kapazitätsänderung stellt ein Signal dar, das in einer entsprechenden
Auswertelektronik dekodiert und in ein Steuersignal zum Steuern der dem berührten
Bedienfeld zugeordneten Funktion umgewandelt wird.
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Eine solche Bedienfeldtafel hat den Nachteil, daß die einzelnen Berührungssensoren
in raltiv großem Abstand voneinander angeordnet werden müssen, da die vorstehend
beschriebene Kapazitätsänderung nicht'erst mit Berühren des jeweiligen Bert;hrungssensors
einsetzt, sondern bereits mit Annäherung an den Berührungssensor. Würden die einzelnen
Berührungssensoren eng nebeneinanderliegen, so werden bei Annäherung an den auszuwählenden
Berührungssensor benachbarte Berührungssensoren, denen andere-Funktionen zugeordnet
sind, ebenfalls ansprechen. Eine solche Bedienfeldtafel wäre unbrauchbar. Durch
die aus diesem Grund mit relativ großem Abstand voneinander anzuordnenden Berührungssensoren
ist. die Anzahl der auf einer Bedienfe ldtafel unterzubri ngenden Berührungssensoren
und - damit eine flexible Bedienfeldgestaltung erheblich eingeschränkt.
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Bei Bedienfeldtafeln, die auf Infrarot- oder Ultraschall - Oberflächenwellen-Basis
arbeiten, tritt das gleiche Problem auf, da auch hier dafUr Sorge getragen werden
muß, daß bei Annäherung an den ausgewählten Berührungssensor nicht benachbarte Sensoren
mit ausgelöst werden; Hinzu kommt bei diesen Bedienfeldtafeln ein beträchtlicher
technischer Aufwand, - der Herstellungskosten für die Bedienfeldtafel bedingt, die
diese von ihrem Preis her in den Anwendungsmöglichkeiten erheblich beschränkt.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Bedienfeldtafel zum Bedienen
von technischen Geräten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat
demgegenüber den Vorteil, daß die einzelnen Berührungssensoren sehr dicht aneinander
angeordnet werden können, ohne daß die Bedienfeldtafel dadurch störanfällig wird
Die Berührungssensoren der erfindungsgemäßen Bedienfeldtafel arbeiten auf Widerstandsbasis,
d.h. durch BerUhren der Sensoren erfolgt eine Widerstana'sänderung in dem angeschlossenen
Kreis, die von einer Auswerteelektronik erkannt und mittels Software in ein entsprechendes
Signal zum Steuern der angewählten Funktion umgesetzt wird. Im Gegensatz zu den
bekannten Bedienfeldtafeln tritt eine Widerstandsänderung und damit ein Signal in
dem angeschlossenen Strornkreis nur dann auf, wenn der Berührungssensor auch tatsächlich
berührt wird, nicht schon bei bloßer Annäherung an den Berührungssensor. Dies ermöglicht
eine sehr dichte Packung der einzelnen Berührungssensoren und damit eine Unterbringung
von einer Vielzahl von möglichen Steuerfunktionen in einem von dem Bedienenden leicht
Uberschaubaren Bereich. Trotz der hohen Anzahl von Berührungssensoren und der damit
verbundenen hohen Anzahl von Leiterbahnen bleibt durch die kreuzungsfreie Anordnung
der Leiterbahnen die Bedi enfeldtafel vollkommen störungsfrei und transparent, so
daß sie z.B. vor dem Bildschirm einer Bildröhre verwendet werden kann, mit welcher
die Funktionssymbole eingeblendet werden.
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Die fertigungstechnische Herstellung der erfindungsgemäßen Bedienfeldtafel
ist relativ einfach. Damit liegen auch ihre Herstellungskosten relativ niedrig.
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DarUberhinaus ergibt sich aber auch eine wesentliche Vereinfachung
in der Anpassungsschaltung, um die Bedienfeldtafel an Rechnern, Computern oder in
Prozeßsteuersystemen zu betreiben. Hierdurch werden weitere Kosteneinsparungen erzielt,
so daß die erfindungsgemäße Bedienfeldtafel auch bei sogenannten Billiggeräten eingesetzt
werden kann.
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Die erfindungsgemäße Bedienfeldtafel verbessert den Dialog zwischen
dem
Bedienenden und der zu bedienenden Maschine. Komplexe Anlagen
und Maschinen können einfach und Ubersichtlich bedient werden. Sowohl die einzelnen
Bedienelemente als auch die Kontrollanzeige der ausgelösten Funktion oder das Ergebnis
eines durchgeführten Rechenvorgangs erscheinen unmittelbar im Sichtfeld des Bedienenden
und können von diesem mit einem einzigen Blick erfaßt werden. Eine Leistungssteigerung
des Bedienenden bei gleichzeitiger Reduzierung seiner physischen Beanspruchung wird
erreicht.
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Die erfindungsgemäße Bedienfeldtafel eignet sich in Verbindung mit
einem Bildschirm und einem entsprechenden Textausdrucker vorzüglich für eine Schreibmaschine,
die insbesondere wenig Geübten ein schnelles und einfaches Schreiben von Texten
ermöglicht. Die Tastatur der Schreibmaschine wird mittels Software auf dem Bildschirm
in Zuordnung zu den BerUhrungssensoren eingeblendet. Durch einfaches Antippen der
einzelnen Beruhrungssensoren können die einzelnen, zu setzenden Buchstaben angewählt
werden.
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Die geschriebenen Worte erscheinen unmittelbar über der eingeblendeten
Tastatur auf dem Bildschirm und können von dem Bedienenden, ohne den Blick von der
Tastatur zu nehmen, gleichzeitig kontrolliert werden. Bei Verschreiben ist eine
einfache Korrektur möglich. Hierdurch können ganze Textstellen sauber geschrieben
werden, die dann von dem Textausdrucker komplett auf einem Papierbogen ausgedruckt
werden. Durch entsprechende Ausbildung der Software können den Berührungssensoren
Tastaturen in verschiedenen Sprachen mit den ihnen eigenen Symbolen zugeordn-et
werden. Auch hier ermöglicht die erfindungsgemäße sehr dichte Packung der Berührungssensoren
die Einblendung der gesamten Schreibmaschinentastatur auf einen relativ kleinen
und daher von dem Bedienenden leicht überschaubaren und bedienbaren Bereich.
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Die erfindungsgemäße Bedienfeldtafel kann auch zur Steuerung von Positioniervorrichtungen
eingesetzt werden. Das zu positionierende Objekt wird direkt im Prozeß mit einer
Videokamera aufgenommen und auf einem Bildschirm abgebildet. Diejenige Stelle, an
welcher eine Positionierung vorgenommen werden soll, wird z.B. mit dem Finger berUhrt
und damit der
über der Abbildung des Objekts liegende, nicht sichtbare
Berührungssensor angetippt. Damit wird der P,si tioni ervorrichtung ein entsprechendes
Signal geliefert und die Vorrichtung führt die Positionierung an der gewünschten
Stelle durch. Durch die erfindungsgemäße dichte Packung der BerUhrungssensoren ist
es auch hier möglich, bei recht großen Oblekten, die zur Sichtbarmachung auf dem
Bildschirm erheblich verkleinert werden müssen, entsprechende Positionierungen an
eng aneinanderliegenden Stellen exaktdurchzuführen .
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Bedienfeldtastatur
möglich.
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Besonde'rs vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung
gemäß Anspruch 2, insbesondere in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Anspruch
3. Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine matrixadressierte Anordnung der einzelnen
Berührungssensoren. Bei dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Bedienfeldtafel
kann die Abfrage der einzelnen BerUhrungssensoren mittels Software über ein ,b-Port
eines Mikrocomputers sehr einfach realisiert werden. Lediglich Pegel- und Impedanzwandler
müssen dazwischen geschaltet werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausfuhrungsform ergibt sich auch aus Anspruch
4, insbesondere in Verbindung mit der AusfUhrungsform gemäß Anspruch 5.
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Durch die längs einer Diagonalen sich gegenuberliegenden Berühruncsflächen
eines jeden Berührunsssensors wird auch bei ungenauem BerUhren des Berührungssensors
bzw. der Kontaktflächen die Erzeugung eines Signals sichergestellt. Bei seitlich
versetztem BerUhren relativ zu dem Mittelpunkt des BerUhrungssensor wird durch diese
Maßnahmen sichergestellt, daß dennoch beide einem Berührungssensor zugehörigen BerUhrungsflächen
miteinander Uber die Berührungsstelle verbunden werden.
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Besonders vorteilhaft ist die AusfUhrungsform der Erfindung gemäß
Anspruch 6.
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Durch diese Maßnahmen wird eine kreuzungsfreie Anordnung der Leiterbahnen
zumindest im sichtbaren Funktionssymbolbereich in einfacher Weise realisiert.
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Vorteilhaft ist auch die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
7.
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Durch diese Zusammenfassung von BerUhrungssensoren zu sogenannten
Matrix-Modulen läßt sich die Bedienfeldtafel aus vorgefertigten Grundelementen in
beliebiger Größe und Abmessungen erstellen und dem geforderten Einsatzzweck optimal
anpassen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich
auch aus Anspruch 8. Durch diese Maßnahmen sind notwendige Kreuzungen der einzelnen
Leiterbahnen an den Rand der Bedienfeldtafel in den unsichtbaren Bereich gelegt,
wo sie optisch nicht stören.
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Besonders vorteilhaft ist auch die AusfUhrungsform der Erfindung gemäß
Anspruch 9. Durch die Verwendung der CMOS-Bausteine wird eine preiswerte Herstellung
der Anpassungsschaltung erzielt, die in vorteilhafter Weise als integrierter Halbleiterchip
auf der Bedienfeldtafel selbst angeordnet werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte AusfUhrungsform der Erfindung ergibt sich
aus Anspruch 10. Durch diese Maßnahmen wird eine Code-orientierte Anordnung der
einzelnen Berührungssensoren geschaffen. Jede Fenster-Konfiguration stellt einen
binären Code dar. Bei Berührung des ausgewählten Berührungssensors werden nur diejenigen
Leitungen aneinander gekoppelt, Uber denen eine Fenster-Konfiguration ausgespart
ist. Dem Bus-Systemtdas die parallelen Leiterbahnen bilden, wird somit ein durch
die Fenster-Konfiguration festgelegter Code gegeben. Diese Maßnahmen führen zum
einen zu einem wesentlich vereinfachten Aufbau der Bedienfeldtafel, insbesondere
der Anordnung der Berührungssensoren und ermöglicht zum anderen auch noch
eine
weitergehende Vereinfachung der Anpassungsschaltung (interface), da hier durch Berühren
des ausgewähiten Sensors am Bus-System bereits der fertige Code ansteht und nicht
erst durch eine entsprechende Codierschaltung ermittelt werden muß.
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Vorteilhaft ist auch die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
12.
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Die beiden parallelen Leiterbahnen dienen als sogenannte Sicherheitsbahnen
gegen Fehlbedienung. Auf dem Bussystem entstehende Codes werden von der Auswerteelektronik
nur dann verarbeitet, wenn die beiden außen liegenden weiteren Leiterbahnen ebenfalls
berUhrt worden sind. Dadurch ist der Bedienende gezwungen, die Berührungssensoren
exakt anzutippen, z.B. seinen Finger plaziert auf die Fenster-Konfiguartion zu legen,
so daß sichergestellt ist, daß die gesamte Fenster-Konfiguration einerAussparung
berührt wird.
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Vorteilhaft ist auch die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
13.
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Durch die auf der Ruckseite des transparenten Körpers aufgebrachten
Heizleitungen oder Heizschicht wird Feuchtigkeistniederschlag auf den Berührungssensoren,
der zu einer Kontaktierung und zu Fehlschaltungen fUhren würde, verhindert.
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Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung ergibt sich auch aus
Anspruch 17. Der erfindungsgemäße Aufbau der Bedienfeldtafel läßt es zu, die Leiterbahnen
unmittelbar auf der Oberfläche eines Bildschirms einer Bildröhre anzuordnen, den
Bildschirm also als transparenten Träger zu nutzen.
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Dadurch werden weitere Kosteneinsparungen bei der Herstellung von
mit Bi Idausgabegeräten verbundenen Beclienfeldtafeln erzielt.
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Der vollständige Wortlaut der Anspruche ist vorstehend allein zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich
durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese
Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich
offenbart
zu gelten haben.
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Zeichnung Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten
AusfUhrungs beispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Bedienfeldtafel, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
ll-ll in Fig. 1, ausschnittweise, Fig. 3 den Schaltplan eines Matrix-Moduls. der
Bedienfeldtafel in Fig. 1, Fig. 4 ausschnittweise eine Draufsicht einer Bedienfeldtafel
gemäß einem zweiten AusfUhrungsbeispiel.
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Beschreibung der AusfUhrungsbeisplele Die in Fig. 1 zu sehende Bedienfeldtafel
wird zum Bedienen von technischen Geräten verwendet und kann z.B. eine Tastatur
oder ein Termirial für Dateneingabegeräte, Rechner, Prozeßsteuersysteme od. dgl.
sein. Die Bedienfeldtafel weist einen transparenten oder durchsichtigen Träger 10
aus Isoliermaterial auf, auf dem eine Vielzahl von transparenten oder durchsichtigen
Berührungssensoren 11 angeordnet ist. Der Träger 10 kann als Glasplatte oder als
Kunststoffolie ausgebildet sein oder kann auch von dem Bildschirm einer Bildröhre,
insbesondere einer Fernsehbildröhre gebildet werden. Den einzelnen Berührungssensoren
11 können mittels Bildprojektion, z.B. mittels einer Bildröhre, oder durch Hinterschieben
einer beschrifteten Tafel 31 unmittelbar hinter den lichtdurchlässigen Träger 10
bestimmte Funktionssymbole 32 zugeordnet werden (Fig. 2), so daß dem Bedienenden
das Feld sichtbar gemacht wird, in welchem ein an
sich unsichtbarer
Berührungssensor 11 liegt, der zum Auslösen der durch das Funktionssymbol 32 kenntlich
gemachten Funktion berührt werden muß. Solche Funktionssymbole 32 können z.B. eine
Schreibmaschinentastatur sein, wobei im Bereich eines jeden unsichtbaren BerUhrungssensors
11 ein entsprechender Buchstabe zu sehen ist. Diese Funktionssymbole 32 sind austauschbar,
und eine entsprechende Software sorgt dafür, daß die den einzelnen Berührungssensoren
11 jeweils zugeordnete Funktion tatsächlich ausgelöst werden kann. Die Berührungssensoren
11 weisen Leiterbahnen 12 aushoch lichtdurchlässigem Material auf, die alle auf
derselben Seitenoberfläche 13 des Trägers 10 angeordnet sind. Wird der Träger 10
von dem Bildschirm einer Bildröhre gebildet, so liegen diese Leiterbahnen 12 auf
der Außenfläche des Bildschirms. Die Leiterbahnen 12 bestehen vorzugsw-ise aus Indium-Zinn-Oxyd
(In()) und weisen eine Schichtdicke von vorzJgsweise 140 nm auf. Alle Leiterbahnen
12 sind zumindest im sichtbaren Bereich 14 (in Fig. 1 strichliniert angedeutet)
der Funtionssymbole kreuzungsfrei angeordnet. Im Bereich eines Berührungssensors
11 werden durch dessen Berühren mindestens zwei Leiterbahnen 12 über den Berührungswiderstand
miteinander verbunden. Die Le;terbahnen 12, im vorliegenden Beispiel sogar die gesamte
die Leiterbahnen 12 tragende Seitenoberfläche 13 des Trägers 10, sind mit einer
isolierenden,hoch lichtdurchlässigen Abdeckschicht 15 überzogen, die im Bereich
der Berührungssensoren 11 Leiterbahnabschnitte frzigebende Aussparungen 16 aufweist.
Die Abdeckschicht 15 besteht vorzugsweise aus Siliziumdioxyd (SiO2) mit einer Schichtdicke
von vorzugsweise 200 nm. Sie kann aber auch aus einem Isolierlack mit einer Schichtdicke
von vorzugsweise 2 ,um bestehen.
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In dem Ausführungsbeispiel der Bedienfeldtafel gemäß Fig. 1 weisen
die Leiterbahnen 12 Leiterbahnverbreiterungen auf, die BerUhrungsflächen 17 bzw.
18 bilden. Die Berührungsflächen 17, 18 sind paarweise matrixartig angeordnet und
in einem Reihen- und Spalten-Schema (Fig 3) verschaltet. Jeweils eine BerUhrungsfläche
17 eines jeden Berührungsflächen-Paares ist m:t einer Reihenleitung 19 und eine
Berohrurgsfläche 18 mit einer Spaltenleitng 20 verbunden. Jeweils ein Berührungsflächen-Paar
17, 18 bildet einen BerUhrungssensor
11. Dabei liegen sich die
Berührungsflächen 17, 18 jeweils längs einer Schräglinie 21 einander gegenüber.
Die Schräglinie 21 verläuft in der Gebrauchslage der Bedienfeldtafel unter einem
spitzen Winkel, vorzugsweise unter 450, zu einer gedachten Horizontalen. In dem
in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel sind die Berührungsflächen 17, 18'dreieckförmig
mit einem Dreieckswinkel von 900 und sind jeweils derart angeordnet, daß ihre Hypotenusen
in Abstand parallel zueinander verlaufen und ihre Katheden sich zu einer Viereckform,
hier zu einem Quadrat, ergänzen. Die die einzelnen Berührungssensoren 11 bildenden
Quadrate aus den beiden BerUhrungsflächen 17, 18 sind parallel zu den Seitenkanten
der Bedienfeldtafel ausgerichtet.
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Um die kreuzungsfreie Anordnung der Leiterbahnen 12 zu realisieren,
führen diese zwischen benachborten BerUhrungssensoren 11 hindurch und verlaufen
bei einem Teil der Berührungssensoren 11 zwischen den beiden Beruhrungsfiachen 17,
18 in Abstand von diesen, also längs der Schräglinie 21. Die Aussparungen 16 in
der Abdeckschicht 15 entsprechen in ihren Umrißlinien den einzelnen BerUhrungsflächen
17, 18 und sind mit diesen kongruent angeordnet (Fig. 2). Dadurch ist sichergestellt,
daß im Bereich der Berrihrungssensoren 11 nur die Berührungsfldchen 17 und- 18 berührt
werden können und nicht auch die zwischen den BerUhrungsflächen hindurchfUhrenden
Leiterbahnen 12. Die Leiterbahnen 12 sind außerhalb des sichtbaren Funktionssymbolbereichs
14 rahmenartig angeordnet. Sie sind hier an Anschlußpunkten oder -fahnen 22 angeschlossen.
In diesem Bereich notwendige Kreuzungen der Leiterbahnen 12 werden durch hier nicht
dargestellte,Leiterbahnen 12 Uberspannende Brücken ermöglicht. Da alle in einer
Reihe liegenden Berührungsflächen 17 an der Reihenleitung 19 und alle in einer Spalte
liegenden Berührungsflächen 18 an der Spaltenleitung 20 angeschlossen sind, entspricht
die Summe der notwendigen Leiterbahnen 12 bzw. der Anschlußpunkte 22 der Summe der
Reihen- und Spaltenleitungen 19 und 20.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist immer eine gleiche Anzahl
von Berührungssensoren 11, hier sechzehn Berührungssensoren 11, zu sogenannten Matrix-Modulen
23 zusammengefaßt. Ein solcher Matrix-Modul 23 ist in Fig. 1 durch strichpunktierte
Umrahmung kenntlich gemacht. Die in Fig. 1 zu sehende matrixartige Anordnung der
Berührungssensoren besteht insgesamt aus sechs solchen identisch ausgebildeten Matrix-Modulen
23. Mittels dieser Matrix-Module 23 läßt sich eine Bedienfeldtafel in beliebiger
Größe und in beliebigen Abmessungen aufbauen, wobei immer ein ganzzahliges Vielfaches
vorn Matrix-Modulen 23 vorgesehen wird, die in identischer Weise miteinonder verbunden
sind.
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Um die vorstehend beschriebene Bedienfeldtafel z.B. mit einem Rechner
zu betreiben, müssen die durch das Berührten der Berührungssensoren 11 erzeugten
Signale entsprechend ausgewertet und entsprechend verarbeitet werden. Hierzu werden
die Anschlußpunkte 22 über eine Anpassungsschaltung (Interface) mit dem Rechner
verbunden. Mittels eines l/O-Baustein werden z.B. die Anschlußpunkte 22 der Reihenleitungen
19, von einem Software-Modul gesteuert, zyklisch zeitlich versetzt mit Impulsen
belegt. Synchron dazu werden die Anschlußpunkte 22 der Spoltenleitungen 20 abgefragt.
Je nachdem, welcher Berührungssensor 11 berUhrt worden ist, gibt einer der Anschlußpunkte
22 in einem Zeitintervall ein Echo ab. Aus diesem Zusammenhang wird der betreffende
BerUhrungssensor 11 ermittelt, der berührt worden ist (Fig. 3).
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Zur Empfindlichkeitseinstellung der BerUhrungssensoren 11 ist es vorteilhaft,
die vom l/O-Port oder -Baustein erzeugten Impulse mittels Puffem mit offenen Koilektoren
auf die Anschlußpunkte oder -fahnen 22 der Reihenleitungen 19 einzukoppeln. Hierzu
ist zwischen Ausgängen 33 des nicht dargestellten l/O-Bausteins und den Anschlußpunkten
oder -fahnen 22 der Reihen leitungen 19 jeweils eine Reihenschaltung aus einem Verstärkerbaustein
34, hier Inverter, und einem Widerstand 35 eingeschaltet. An die Verbindungspunkte
36 von Verstörkerbaustein 3A und Widerstand 35, und damit an dem Kollektor
der
Verstärkerbausteine 34, sind Arbeltswiderstände 37 angeschlossen, die andererseits
an einem zwischen 5 bis 30 V einstellbaren Spannungspotential 38 liegen. Durch Variation
des Spannungspotentials 38 zwischen 5 bis 30 V wird die den Kollektoren der Verstärkerbausteine
34- über die Arbeitswiderstände 37 zugeführte Spannung geändert, wobei sich die
von diesem abgegebenen Spannungsimpulse ebenfalls in diesem Bereich ändern. Damit
kann eine optimale Einstellung des Störabstandes zwischen einer gewollten BerUhrung
der BerUhrungssensoren 11 und einer eventuellen Verschmutzung dieser erzielt werden.
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Um selbst bei hohem Beruhrungswiderstand zwischen den BerUhrungsflächen
17, 18 eines Berührungssensors 11, z.B. bei extrem trockener Haut des Bedienenden,
den Eingang des l/O-Bausteins noch sicher ansprechen zu lassen, muß diesem ein Verstärker
mit hohem Eingangswiderstand vorgeschaltet werden. Dies ist in dem vorliegenden
AusfUhrungsbeispiel besonders vorteilhaft dadurch realisiert, daß an den Anschlußpunkten
22 der Spaltenleitungen 20 jeweils ein CMOS-Baustein 24 (CMOS-Ruffer 4049) angeschlossen
ist, an dessen Ausgang dann die Eingänge 25- des hier nicht dargestellten l/O-Bausteins
angeschlossen sind. Die Zenerdioden 26 dienen in Verbindung mit den seriellen Widerständen
27 zum Schutz der CMOS-Bausteine 24, die im vorliegenden Beispiel Inverter sind,
vor zu hohen Eingangsspannungen oder Fremdspannungsberührung.
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Die BerUhrungssensoren 11 können bereits von einem Feuchtigkeitsniederschlag
auf den Berührungsflächen 17, 18 zum Ansprechen gebracht werden.
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Um diese Störfälle auszuschließen, sind auf der anderen, von der die
Leiterbahnen 12 tragenden Seitenoberfläche 1.3 abgekehrten Oberfläche 28 des transparenten
Trägers 10 elektrische Heizleitungen - oder wie hier eine elektrische Heizschicht
29 - angeordnet. Die elektrische Heizschicht 29 besteht ebenfalls aus einem hoch
lichtdurchlässigen Material und kann aus dem gleichen Material gefertigt sein, wie
die Leiterbahnen 12.
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Die in Fig. 4 ausschnittweise dargestellte Bedienfeldtafel weicht
von der vorstehend beschriebenen lediglich hinsichtlich der Ausbildung der BerUhrungssensoren
111 ab. Daher sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, die zur
Unterscheidung um 100 erhöht sind.
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Die Berührungssensoren 111 aus hoch lichtdurchlässigem Material,
wie z.B.
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Indium-Zinn-Oxyd (InZnO), sind wiederum auf der Seitenoberfläche
113 des Trägers 110 angeordnet, und zwar ausschließlich auf dieser.
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Die Leiterbahnen 112 sind in Abstand parallel zueinander mäanderartig
angeordnet und bilden ein sogenanntes Bus-System.Auch die Leiterbahnen 112 sind
also kreuzungsfrei angeordnet. Die Leiterbahnen 112 sind ebenfalls mit einer isolierenden,
hoch lichtdurchlässigen Abdeckschicht 115 Uberzogen, die im Bereich der Berührungssensoren
111 Aussparungen 116 aufweisen. Die Aussparungen 116 in der Abdeckschicht 115 haben
unferschied liche Fenster-Konfigurationen 130, die jeweils eine bestimmte Kombination
von Leiterbahnabschnitten freigeben. Die Fenster-Konfigurationen 130 sind dabei
so gestaltet, daß jede Kombination von Leiterbahnabschhitten nur einmal vorhanden
ist.
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In Fig. 4 sind der Übersichtlichkeit halber lediglich vier Beruhrungssensoren
111 eingezeichnet, die von vier verschiedenen Fenster-Konfigurationen 130 der Aussparungen
116 gebildet werden. Dabei ermöglicht die in Fig. 4 links zu sehende Fenster-Koritiguration
130 lediglich die Beruhrung eines der obersten Leiterbahn 112 und eines der vierten
Leiterbahn 112 von oben zugeordneten- Leiterbahnabschnittes. Die in Fig. 4 zweite
Fenster-Konfiguration 130 ermöglicht das Berühren und damit das Verbinden aller
Leiterbahnen 112.
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Die in Fig. 4 dritte Fenster-Konfiguration 130 ermöglicht lediglich
das Berühren der obersten beiden Leiterbahnen 112. Jede Fenster-Konfiguration 130
stellt einen bestimmten binären Code dar. Bei Berührung eines BerUhrungssensors
111, also bei überdecken einer vollständigen Fenster-Konfiguration 130, -werden
nur diejenigen Leiterbahnen 112 des Bus-Systems aneinandergekoppelt,
die
von der Fenster-Konfiguration 130 freigegeben sind. Dem Bus-System wird damit der
durch die Fenster-Konfiguration festgelegte Code direkt eingegeben. Ein Ermitteln
des berührten Beruhrungssensors 111 und das Aufsuchen eines seiner Position entsprechenden
Codes - wie bei der vorstehend beschriebenen Bedienfeldtafel gemäß Fig. 1 - entfUllt.-
Die Bedienfeldtafel gemäß Fig. 4 ist damit nicht nur hinsichtlich ihres mechanischen
Aufbaus im wesentlichen einfacher als die in Fig. 1 zu sehende Bedienfeldtafel,
sondern erfordert in ihrer Verbindung mit Rechnern oder anderen technischen Geräten
auch einen wesentlich geringeren schaltungstechnischen Aufwand zur Bildung der Soft-
und Hardware.
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In dem in Fig. 4 zu sehenden Ausführungsbeispiel sind lediglich fUnf
Leiterbahnen 112 eingezeichnet. Diese funf Leiterbahnen 112 ermöglichen die Anbringung
von 24 Berührungssensoren 111 auf der Bedienfeldtafel. Die Berührungssensoren 111
können sehr dicht aneinander angeordnet werden. Durch Vergrößerung der Zahl der
Leiterbahnen 112 kann die Anzahl der möglichen Berührungssensoren 111 noch weiter
vergrößert, werden. Insgesamt sind bei n +1 parallelen Leiterbahnen 112 2n BerUhrungssensoren
möglich, die die Eingabe von insgesamt 2 binären Codes in das Bus-System ermöglichen.
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In Fig. 4 sind noch zwei weitere, gestrichelt eingezeichnete parallele
Leiterbahnen 112' zu sehen, die die übrigen Leiterbahnen 112 zwischen sich einschließen.
Die Fenster-Konfigurationen 130 sind dabei so ausgebildet, daß in jeder Fenster-Konfiguration
130 ein Leiterabschnitt von beiden Leiterbahnen 112' freiliegt. Diese beiden Leiterbahnen
112' dienen lediglich zur Funktionssicherheit der Bedienfeldtafel. Ein Uber eine
Fenster-Konfiguration 130 in das Bus-System eingegebener Code wird in- einer Auswerteelektronik
nur dann verarbeitet, wenn auch die beiden außen liegenden Leiterbahnen 112' mit
berUhrt worden sind. Wenn dies der Fall ist, ist damit auch sichergestellt, daß
der BerOhrungssensor ill exakt berührt
worden ist und die Fenster-Konfiguration
130 vollkommen überdeckt worden ist, der in das Bus-System eingegebene Code also
richtig ist und nicht etwa durch eine nur flüchtige Beruhrung eines Teils der Fenster-Konfiguration
130 entstanden ist. Die zum Code umgesetzten Widerstandsönderungen sind Widerstandsönderungen
gegenuber der mittleren Leiterbahn 112.