DE2339460A1

DE2339460A1 - Positionsanzeiger

Info

Publication number: DE2339460A1
Application number: DE19732339460
Authority: DE
Inventors: Frederick Brian Mckee
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1974-02-14

Description

Positionsanzeiger Die Erfindung betrifft einen Positionsanzeiger und insbesondere einen Positionsanzeiger, wie er zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die die Koordinaten einer Position auf einem Bild bzw . einer Darstellung darstellen, benützt wird. Das Bild kann beispielsweise eine Abbildung eines besonderen Gebietes zeigen. Bekannte derartige Positionsanzeiger sind im allgemeinen teuer und aufwendig. Ein bekannter Positionsanzeiger besteht aus einem durchsichtigen elektrischen Widerstandmaterialblatt, das über einer Bildanordnung liegt und einem Schreibstift, der zur Berührung des durchsichtigen Blattes benützt wird. Sowohl der Schreibstift als auch das durchsichtige Blatt weisen elektrische Verbindungen zu einer Prozeßeinheit auf, durch die die Koordinaten der durch den Stift berührten Position aus der Amplitude oder aus anderen elektrischen Charakteristiken der dort hindurchlauf enden elektrischen Signale bestimmt werden können. Es wurde weiterhin vorgeschlagen, zwei Signale mit unterschiedlichen Frequenzen zu benützen, uta die - und y-Roordinate einer Bilddarstellung zu unterscheiden. Bekannte Positionsanzeiger sind sowohl im Iiinblick auf ihrc Kosten als auch auf ihre Koriiplexität nicht besonders für einen Lassenproduktion geeignet, und es soll nach der Erfindung ein Positionsanzeiger geschaffen werden, der im Vergleich zu bekannten Positionsanzeigern einfach und billig produziert werden kann.
Gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Aspektes enthält ein Positionsanzeiger eine erste Schicht mit kokali@sierten leitenden Bereichen, eine zweite Schicht mit leitenden Bereichen, wobei eine der Schichten elastisch deformierbar ist, und eine elektrisch isolierende Abstandsvorrichtung zwischen der ersten und der zweiten Schicht, so daß die Schichten zu ein ander riormalerweise außerhalb eines elektrischen Kontaktes gehalten werden, jedoch in ihr Löcher so ausgebildeL sind, daß bei geeigneter Druckausübung auf die elastisch deforlaierbare Schicht in den Bereich eines Loches diese in elektrischen Kontakt mit der anderen Schicht gebracht wird.
Die leitenden Bereiche der zweiten Schicht können einfach andere Bereiche eines durchgehenden leitenden Blattes oder elternativ lokalisierte leitende Bereiche sein.
Gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Aspektes enthält ein Positionsanzeiger eine erste Schicht mit einer Vielzahl länglicher, im wesentlichen parallel zueinander in einer ersten Ri obtung liegender Leiter, eine zweite Schicht mit einer Vielzahl deformierbarer, länglicher, im wesentlichen obenso parallel zueinander in einer zweiten wichtung quer zur ersten liegender Leiter, und eine elektrisch isolierende Abstandsvorrichtung zwischen der ersten und der zweiten Schicht, so d9ß die Schichten zueinander norualerweise außerhalb eines elektrischen Kontaktes es gehalten werden, jedoch Löcher aufweist, wo Leiter in der ersten Schicht Leiter in der zweiten Schicht kreuzen, ed daß bei geeigneter Druckausübung auf einen deformierbaren Leiter in der zweiten Schicht in einem Kreuzungsbereich dieser in elektrischen Kontakt mit einem Leiter in der ersten Schicht gebracht wird.
Vorzugsweise besteht eine elektrisch isolierende Abstandsvorrichtung aus einem isolierenden Materialblatt mit darin enthaltenden teAstern oder Öffnungen in den Kreuzungsbereichen der zwei Leiterschichten.
Bevorzugterweise sind die deformierbaren Leiter dieser zweiten Schicht an der ersten Schichtseite eines elastisch flexiblen durchgehenden elektrisch isolierenden Blattes befestigt. Wird der Verformdruck abgesetzt, so kehrt bei geeigneter Wahl des elastisch flexiblen Blattes ein deformierter Leiter in seine ursprüngliche Position zurück.
Weiterhin vorteilhaft ist das flexible durchgehende Blatt transparent. Wo die auf die deformierbaren Leiter hin gerichtete Oberfläche des flexiblen Blattes nicht genau glatt ist, wird sie bevorzugterweise mit einer Substanz beschichtet, die den gleichen Brechungsindex wie das flexible Blatt aufweist. Hierdurch wird Streuung des Lichtes an der nicht glatten Oberfläche vermieden und verhindert, daß das flexible Blatt einem Beobachter undurchsichtig erscheint. Sweckmäßigerweise kann diese Substanz ein Silikonöl sein.
Vorteilhafterweise ist auch die erste Richtung zu der zweiten Wichtung rechtwinklig gelegen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigt: Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Schnittansicht hiervon, Fig. 3 eine Nodifikation der Ausführungsform, und Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, Gemäß der Fig. 1 und 2 besteht eine erste Schicht aus einem Feld länglicher elektrischer Leiter 3, die auf einem elektrisch isolierenden Blatt 5 angeordnet sind. Eine zweite Schicht besteht aus einem weiteren Feld deformierbarer,länglicher, elektrischer Leiter 1, die auf einem elastisch flexiblen durchsichtigen , elektrisch isolierenden Blatt 6 klebend befestigt sind. Leiter 1 und Leiter 3 sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten Schicht ist eine Abstandsvorrichtung in der Form einer dritten Schicht eingebettet, die aus einem durchsichtigen elektrisch isolierenden Film 2 besteht,iwelcher an jedem Kreuzungspunkt der Leiter 1 und 3 Fenster 4 aufweist.
kennzeichnenderweise kann der Durchmesser jedes Fensters 4 zwischen 2 und 4 mm betragen, und jedes Fenster ist so nahe wie nur möglich von dem benachbarten Fenster beabstandet. Die Leiter 1 und 3 können zweckmäßigerweise durch Ätzen einer Kupferschicht hergestellt werden, die anfangs über die gesamte Oberfläche der Blätter 6 bzw. 5 anhaftet. Kennzeichnenderweise ist jeder elektrische Leiter ungefähr 0,200 mm (8/1000 inch) breit und 0,025 mm (1/1000 inch) dick. Das Kupfer wird gewöhnlich an die Blätter 5 und6 mit Hilfe eines Klebemittels geklebt, und da das Blatt 6 sehr dünn und elastisch flexibel ist, ist es schwierig, dieses Klebemittel von seiner Oberfläche ohne Gefahr einer Beschädigung des Blattes zu entfernen. Das freiliegende Klebemittel gibt der Unterseite des Blattes 6.
eine relativ rauhe Oberfläche und bewirkt, daß durch das Blatt 6 durch 1aufendes Licht an der unteren Oberfläche gestreut wird.
Dies wird dadurch verhindert, daß die Unterseite des Blattes 6: mit einem Öl beschichtet wird, das eine gleichen Reflexionsindex wie das Blatt 6 besitzt. Das Öl muß ein Isolator und kann zweckmäßigerweise ein Silikonöl eein. Es füllt auch die Fenster 4 aus und hat weiterhin den Vorteil, daß die Oberflächenspannung des Öles die Zurückführung des deformierbaren Leiters/in seine ursprüngliche Position unterstützt, wenn kein Druck auf ihn ausgeübt wird.
Der Positonsanzeiger wird nun so verwendet, daß eine gewünschte Position mit einem Schreib stift oder möglicherweise sogar einem Finger beruhrt wird, so daß der erzeugte Druck auf einen über ein Fenster 4 verlaufenden Teil des Leiters 1 einwirkt und dadurch'einen elektrischen Kreis zwischen dem Leiter 1 und dem dazugehörigen Leiter 3 schließt. Wird ein harter Stift benützt, ist es notwendig, die Druckausübung genau über einer Bensterregion zu lokalisieren. Wird hingegen ein Stift mit einem flexiblen oder deformierbaren Ende (wie z. B. ein Stift mit einem Gummiende) benützt, ist dies nicht notwendig. Im letzteren Falle sollte der Durchmesser der Stiftspitze ausreichend groß sein, um mehr als ein Fenster zu überdecken.
bzw. Auflösung Die Rasterfeinheit/des Positionsanzeigers wird durch den Fensterabstand bestimmt, und es kann durch Verringerung des Abstandes die Rasterfeinheit erhöht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Schreibstift mit einer kleinen Spitze benützt wird. Wenn ein Stift mit einer kleinen Spitze ohne Erhöhung der Anzahl der Ausgangsverbindungen benutzt, werden, soll ist es möglich, benachbarte elektrische Leiter miteinander zu verbinden. Die Leiter 1 und 3 werden dann normalerweise mit einer Art Positionskodiergerät verbunden, so daß jeder x- und y-Koordinate ein eindeutiger Kode zugeordnet wird, wodurch ein Erkennen ihrer Position ohne Zweideutigkeit möglich ist Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Selbstloodier-Positionsanzeigers, bei dem die elektrischen Leiter in Dreiergruppen angeordnet sind. Wird z. B. Druck über Fenster 41 ausgeübtZ werden die drei Leiter 11, 12 und 13 verformt, so daß mit jedem der drei Leiter 31, 32 und 33 ein Kontakt hergestellt wird. Die Leiter 1 werden an eine Hauptleitung 14, bestehend aus drei Drähten und in ähnlicher Weise die Leiter 3 an eine Hauptleitung 3i aus drei Drähten angeschlossen. Durch Verbinden der verschiedenen Leiter mit den verschiedenen Kombinationen der Hauptleitungen kann das Peld selbstkodierend ausgeführt werden. Anstatt der Verwendung von Leitern in Dreiergruppen können gemäß Fig. 1 einzelne Leiter benützt werden, wobei in diesem Prall jeder Leiter mit einer anderen Kombirnation der Hauptleitungen verbunden wird.
Der Fositionsanzeiger gemäß der Tig. 1 bis 3 wird normalerweise über einem Bild bzw. einer Darstellung montiert, mit dem bzir.
cler er benützt werden soll. Es ist jedoch auch möglich, ihn mit einer flexiblen Bild darstellung zu benützen, z. B. mit einer bestimmten Karte oder einem bestimmten Plan, die über die obere Oberfläche des Positionsanzeigers gelegt wird. In diesem letzteren 1 alle ist es natürlich notwendig, ass irgendeine der Schichten des Positionsanzeigers durchsichtig ist-.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausf2hrungsform, in der eine obere elastische deformierbare Schicht 41 eines undurchsichtigen elektrisch isolierenden Materials auf ihrer Unterfläche ein durchgehendes elektrisch leitendes Materialblatt 42 z. B. eine dünne Kupferfolie, aufweist. Eine untereiIfioliermaterialschicht 43 weist lokalisierte leitende Wentekt bereiche @@ auf @@@ denn inden über ein schmales leitendes Band mit einem Rand der Schicht 43 verbunden ist. Zwischen den Schichten 41 und 43 ist ein elektrisch isolierendes Blatt 45 mit Löchern oder Fenstern 46 dirckt über die Kontakt bereiche @@ angeordnet. Die Fenster 46 können die gleiche Größe wie die Kontaktbereiche 44 haben, oder sie können größer oder kleiner sein, wenn dies gewünscht wird.
Obgleich gemäß lig. 4 der Positionsanzeiger in einer auseinandergezogener Anordnung gezeigt ist, ist natürlich in der Praxis die Schicht 45 fest zwischen die oberen Schichten 41, 42 und die untcre Schicht 43 eingebettet. Die obere Schicht 41 kann nicht gezeigte Ortsmarkierungen aufweisen, die direkt über jeden Fenster 46 positioniert sind, um uas Gebiet anzuzeigen, auf das Druck ausgeübt wird, um einen elektrischen Kreis zwischen der Schicht 42 und einem der Kontaktbereiche 44 zu schließen.
Diese Ausführungsform führt selbst zur Schaffung ver Druckknopftastern, die die Position anzeigen. Zum Beispiel können kleine Löcher durch alle Schichten ein Kontaktbereichmitte ausgebildet werden, wodurch ein Tasterstößel durch sie verlaufen kann, so daß ein auf dem Kopf eines solchen Tasterstößels befestigter Druckknopf auf die Schicht 41 niederdrückt.

Claims

P a t e n t a n s p -r ü c h e

) ositionsanzeiger, g e k e n n z e i c h n e t durch eine erste Schicht (1) mit lokalisierten leitenden Bereichen, eine zweite Schicht (3) mit leitenden Bereichen, wobei eine dieser Schichten elastisch deformierbar ist, und eine elektrisch isolierende Abstandsvorrichtung (2) zwischen erster und zweiter Schicht, so daß die Schichten zueinander normalerweise außerhalb eines elektrischen Kontaktes gehalten sind, jedoch Löcher so ausgebildet haben, daß bei geeigneter Druckausübung auf die elastisch deformierbare Schicht in den Bereich eines Loches diese in elektrischen Kontakt mit der anderen Schicht gebracht wird.
2. Positionsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t,- daß die leitenden Bereiche der zweiten Schicht andere Bereiche eines durchgehenden leitenden Blattes sind.
3. Positionsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die leitenden Bereiche der zweiten -Schicht lokalisierte leitende Bereiche sind.
4 Positionsanzeiger, g e k e n n z e i c h n e t durch eine erste Schicht (1) mit einer Vielzahl länglicher, im wesentlichen parallel zueinander in einer ersten Richtung liegen der Leiter1 einer zweiten Schicht (3) mit einer Vielzahl deformierbarer, länglicher, im wesentlichen auch parallel zueinander in einer zweiten Richtung quer zur ersten liegender Leiter, und eine elektrisch isolierende Sbstandsvorrichtung (2) zwischen der ersten und der zweiten Schicht, so daß die Schichten zueinander normalerweise außerhalb eines elektrischen Kontaktes gehalten werden, jedoch Löcher aufweisen, wo Leiter in der ersten Schicht leiter in der zweiten Schicht kreuzen, so daß bei geeigneter Druckausübung auf einen deformierbaren Leiter in der zweiten Schicht in einem Kreuzungsbereich dieser in elektrischen kontakt mit einem Leiter in der ersten Schicht gebracht wird.
5. Positionsanzeiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektrisch isolierende Abstandsvorrichtung ein isolierendes Materialblatt mit darin enthaltenden Fenstern oder Öffnungen ist.
6'. Positionsanzeiger nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -9 e i c h n e t, daß die elektrisch isolierende Abstands-Vorrichtung ein isolierendes Materialblatt mit darin enthaltenen Fenstern oder Öffnungen in den Kreuzungsbereichen der zwei Ieiterschichten ist.
7. Positionsanzeiger nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch g e k e n n X e i c h n e t, daß die deformierbaren Leiter der zweiten Schicht auf der ersten Schichtseite eines elastisch flexiblen durchgehenden elektrisch isolierenden Blattes befestigt sind.
8. Positionsanzeiger nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das flexible durchgehende Blatt transparent ist.
9. Positionsanzeiger nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die zu den deformierbaren Leitern hin gerichtete Oberfläche des flexiblen Blattes mit einer Substanz beschichtet ist, die den gleichen Brechungsindex wie das flexible Blatt aufweist.
10. Positionsanzeiger nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß diese Substanz ein Silikonöl ist.
11. Positionsanzeiger nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die erste Richtung zu der zweiten Richtung rechtwinklig ist.