DE10247313A1

DE10247313A1 - Berührungs- und druckpegelempfindliche Oberfläche

Info

Publication number: DE10247313A1
Application number: DE10247313A
Authority: DE
Inventors: Dominique Rantet
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2003-05-15
Also published as: US20030079920A1; US7215330B2; FR2831707B1; FR2831707A1

Abstract

Diese empfindliche Oberfläche weist zwei einander gegenüberliegende Folien (2, 4) und Mittel auf, die es ermöglichen, diese beiden Folien zueinander in Abstand zu halten, wenn kein Druck auf die Oberfläche ausgeübt wird. DOLLAR A Jede Folie (2, 4) weist auf ihrer der anderen Folie zugewandten Seite folgendes auf: DOLLAR A - ein Netz von Leiterbahnen (6, 8), die sich nicht gegenseitig berühren und jeweils einen schwachen Widerstand aufweisen, DOLLAR A - ein ohmsches Band (12, 16) und DOLLAR A - ohmsche Elemente (10, 14), wobei jedes ohmsche Element eine Leiterbahn mit dem ohmschen Band verbindet. DOLLAR A Um den auf diese empfindliche Oberfläche ausgeübten Druckpegel zu messen, wird nach einem Inkontaktbringen von mindestens zwei Leiterbahnen eine Messung des Ersatzwiderstands für den Widerstand der in Reihe und parallel geschalteten ohmschen Elemente durchgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberfläche, die gegenüber Berührungen und Druckpegeln empfindlich ist.
Immer häufiger besitzen Steuertasten keinen Knopf oder Cursor mehr, sondern eine berührungsempfindliche Oberfläche, wodurch es möglich wird, ein Taststeuersystem zu erhalten. Die Größe der berührungsempfindlichen Oberflächen hängt von der gewählten Anwendung ab. Die empfindliche Oberfläche kann auf eine Oberfläche begrenzt sein, die im wesentlichen derjenigen eines Fingers entspricht, aber sie kann auch so groß sein wie ein Computerbildschirm oder sogar noch größer.
Solche empfindlichen Oberflächen bestehen im allgemeinen aus zwei Folien, auf denen Anschlußflächen ausgebildet sind. Die beiden Folien werden übereinander angeordnet, wobei die Anschlußflächen einander gegenüberliegen. In der Ruhestellung werden die beiden Folien voneinander in Abstand gehalten, so daß die Anschlußflächen sich nicht berühren. Wenn ein Benutzer dann die zugängliche Folie berührt, kommen die Anschlußflächen lokal miteinander in Kontakt, wodurch ein elektrischer Schaltkreis geschlossen wird. Die Verwendung solcher empfindlichen Oberflächen ermöglicht es, Taststeuerungen herzustellen, die für eine punktförmige Auflage des Fingers eines Benutzers empfindlich sind, aber auch für Steuerungen, die für eine Verschiebung dieses Fingers in Höhe der Steuerfläche empfindlich sind. In diesem Fall ist mindestens eine ohmsche Zone in Höhe der Folien vorgesehen. Wenn dann der Finger des Benutzers sich auf der empfindlichen Oberfläche bewegt, entsteht eine Veränderung des Widerstands des elektrischen Schaltkreises, der durch die Auflage des Fingers erzeugt wird. Die Messung dieses Widerstands ermöglicht es dann, die Stellung des Fingers zu kennen, und somit kann eine Bewegung erfaßt werden.

So sind zum Beispiel empfindliche Oberflächen bekannt, die als "vom ohmschen Typ" bezeichnet werden. Sie enthalten zwei ohmsche Ebenen, die einander gegenüber angeordnet sind und in der Ruhestellung zueinander in Abstand gehalten werden. Wenn ein Finger auf die empfindliche Oberfläche drückt, verformt sich diese, und es entsteht ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Oberflächen. Jede ohmsche Ebene ist eine Folie, im allgemeinen aus Kunststoffmaterial, die mit einer dünnen Metallschicht bedeckt ist, zum Beispiel einem Indiumoxid, und von der zwei gegenüberliegende Ränder jeweils mit einer Elektrode versehen sind. Um die empfindliche Oberfläche herzustellen, werden die beiden ohmschen Folien so angeordnet, daß die Elektroden einer Folie im wesentlichen senkrecht zu den Elektroden der anderen Folie liegen. Die Stellung des Fingers, der einen Druck auf die empfindliche Oberfläche ausübt, wird dann bestimmt, indem eine Spannung zwischen den beiden Elektroden einer Folie angelegt wird, und indem die in Höhe der Elektroden der anderen Folie induzierte Spannung gemessen wird. Das potentiometrische Verhältnis bestimmt dann die relative Stellung des Fingers gemäß einer der Achsen. Wenn so zwei Messungen durchgeführt werden, kennt man die Stellung des Fingers auf der empfindlichen Oberfläche.

Diese empfindlichen Oberflächen vom ohmschen Typ ermöglichen auch die Erfassung einer Bewegung des Fingers, erlauben es aber nicht festzustellen, mit welchem Druck der Benutzer auf die empfindliche Oberfläche drückt. Um diese Art Information zu erhalten, wird üblicherweise eine empfindliche Oberfläche "vom kapazitiven Typ" verwendet.

Bei einer solchen empfindlichen Oberfläche findet man hauptsächlich einen Träger (Folie), der mit einer leitenden Schicht bedeckt ist, die selbst mit einer sehr dünnen Isolierschicht bedeckt ist. Wenn aber ein Finger auf der empfindlichen Oberfläche aufliegt, mißt man hier die Kapazität zwischen dem Finger und der leitenden Schicht und nicht mehr nur einen Widerstand. Bei dieser Art von empfindlicher Oberfläche kann der von einem Finger ausgeübte Druckpegel erfaßt werden, da die mit der Isolierung in Kontakt stehende Fläche umso größer ist, je stärker der Benutzer mit seinem Finger drückt, und umso stärker ist dann die gemessene Kapazität.

Um die Stellung des Fingers festzustellen, wird entweder die leitende Schicht in Form einer Matrix von Leitern hergestellt (in diesem Fall gibt es eine sehr große Anzahl von Drähten, die geleitet werden müssen), oder diese Schicht ist eine ohmsche Schicht (und in diesem Fall wird der Druck des Fingers nicht gemessen). Die Zeitkonstanten RC werden dann nur an einigen Punkten gemessen.

Die Nachteile der kapazitiven Systeme sind ihre Kosten (sehr dünne Isolierung, die sehr abnutzungsfest sein muß) und das Verbot der Verwendung von Handschuhen.

Die vorliegende Erfindung hat also zum Ziel, eine ohmsche Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, sowohl die Stellung des Fingers eines Benutzers als auch den von diesem Finger ausgeübten Druckpegel zu bestimmen.

Zu diesem Zweck ist die von ihr vorgeschlagene, berührungsempfindliche Oberfläche eine empfindliche Oberfläche, die zwei einander gegenüberliegende Folien und Mittel aufweist, die es ermöglichen, diese beiden Folien zueinander in Abstand zu halten, wenn kein Druck auf die Oberfläche ausgeübt wird.

Erfindungsgemäß weist jede Folie auf ihrer der anderen Folie zugewandten Seite folgendes auf:

- ein Netz von Leiterbahnen, die sich nicht gegenseitig berühren und jeweils einen schwachen Widerstand aufweisen,
- ein ohmsches Band und
- ohmsche Elemente, wobei jedes ohmsche Element eine Leiterbahn mit dem ohmschen Band verbindet.

Eine solche empfindliche Oberfläche ist vom ohmschen Typ und ermöglicht es auch, aufgrund des Vorhandenseins der ohmschen Elemente, die zwischen den Leiterbahnen und den ohmschen Bändern angeordnet sind, einen Druckpegel zu messen. Wenn nämlich ein Kontakt zwischen den beiden Folien hergestellt wird, genügt es, den Widerstand der von den Bahnen und den ohmschen Elementen gebildeten Einheit zu messen, die den in elektrischem Kontakt stehenden Bahnen entsprechen, um eine Angabe über den auf die empfindliche Oberfläche ausgeübten Druckpegel zu erhalten. Der Widerstand dieser Einheit hängt nämlich von der Anzahl der Zeilen und Spalten ab, die miteinander in Kontakt stehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das ohmsche Band jeder Folie auf einem Rand dieser Folie ausgebildet.

Für eine leichtere Verwaltung des Systems wird vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Leiterbahnen auf jeder Folie ein Netz von im wesentlichen parallelen Linien bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Widerstand eines ohmschen Bands wesentlich geringer als der Widerstand jedes ohmschen Elements, das eine Leiterbahn mit diesem ohmschen Band verbindet.

Die ohmschen Bänder und die ohmschen Elemente sind zum Beispiel aus Kohlenstoff, der durch Siebdruck auf die entsprechende Folie aufgebracht wird.

Um die Messung der Stellung des Kontaktpunkts und auch des auf die empfindliche Oberfläche ausgeübten Druckpegels zu ermöglichen, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, daß jedes Ende eines ohmschen Bands mit einem Anschluß-Port verbunden ist und daß ein Ende mit seinem Anschluß-Port über ein ohmsches Bauteil mit bekanntem Widerstand verbunden ist, das mit einer Diode parallelgeschaltet ist.

In einer anderen Ausführungsform ist jedes Ende eines ohmschen Bands mit einem Anschluß-Port verbunden, ein Ende ist mit seinem Anschluß-Port über ein ohmsches Bauteil mit bekanntem Widerstand verbunden, und es ist ein zusätzlicher Anschluß-Port vorgesehen, der mit der empfindlichen Oberfläche zwischen dem ohmschen Bauteil und dem entsprechenden ohmschen Band verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Messen eines Druckpegels, der auf eine berührungsempfindliche Oberfläche ausgeübt wird, die zwei Folien aufweist, welche jeweils mit einem Netz von Leiterbahnen ausgestattet sind.

Bei diesem erfindungsgemäßen Meßverfahren ist jeder Leiterbahn ein ohmsches Element mit bekanntem Widerstand zugeordnet, und es wird eine Messung des Ersatzwiderstands für den Widerstand der in Reihe und parallel geschalteten ohmschen Elemente nach einem Inkontaktbringen von mindestens zwei Leiterbahnen durchgeführt.

Bei diesem Verfahren zum Messen eines Druckpegels wird die Messung des Ersatzwiderstands zum Beispiel durch Messung eines Potentials durchgeführt. Diese Potentialmessung wird zum Beispiel so durchgeführt, daß die ohmschen Elemente, die in Reihe und parallel geschaltet sind, mit mindestens einem ohmschen Bauteil in Reihe angeordnet werden und daß die Spannungsmessung an den Klemmen der Einheit von ohmschen Elementen und gegebenenfalls einem oder mehreren ohmschen Bauteilen mit bekanntem oder vernachlässigbarem Widerstand durchgeführt wird.

Die Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung hervor, in der:
Fig. 1 eine Draufsicht in auseinandergezogener Darstellung auf eine erfindungsgemäße empfindliche Oberfläche ist,
Fig. 2 die Druckmeßvorrichtung darstellt, wenn ein schwacher Druck auf die empfindliche Oberfläche der Fig. 1 ausgeübt wird,
Fig. 3 Fig. 2 für einen höheren Druckpegel entspricht,
Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 bei einer Messung der Stellung gemäß einer ersten Achse ist,
Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 3 für eine Messung der Stellung gemäß einer zweiten Achse ist, und
Fig. 6 eine Detailansicht der Fig. 2 bis 5 für eine Ausführungsvariante ist.
Fig. 1 zeigt zwei einander gegenüberliegende Folien, und zwar eine obere Folie 2 und eine untere Folie 4.
Auf ihrer zur unteren Folie 4 gewandten Seite weist die obere Folie 2 eine Einheit von parallelen Zeilen 6 auf, die sich praktisch über die gesamte Länge der oberen Folie 2 erstrecken. Diese Zeilen 6 haben zueinander den gleichen Abstand und sind alle identisch. Sie werden durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus leitendem Material, zum Beispiel einer Metallschicht (Silber), hergestellt.
Auf ihrer zur oberen Folie 2 gewandten Seite weist die untere Folie 4 eine Einheit von parallelen Spalten 8 auf. Diese Spalten 8 erstrecken sich praktisch über die gesamte Breite der unteren Folie 4 und haben den gleichen Abstand zueinander. Alle Spalten 8 sind identisch. Ebenso wie die Zeilen 6 werden sie durch Aufbringen eines metallischen Materials (zum Beispiel Silber) hergestellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Spalten 8 so ausgerichtet, daß sie senkrecht zu den Zeilen 6 liegen.
Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zeilen und Spalten vollkommen gerade. Es können aber auch andere Ausführungsformen vorgesehen werden.
Die Enden der Zeilen 6, die sich rechts in Fig. 1 befinden, werden alle mittels eines ohmschen Elements 10 mit einem ohmschen Band 12 verbunden. Diese ohmschen Elemente 10 und das ohmsche Band 12 werden zum Beispiel durch Siebdruck hergestellt. Das für diese ohmschen Elemente 10 und das ohmsche Band 12 verwendete Material ist zum Beispiel Kohlenstoff.
Auch auf der unteren Folie 4 sind die Enden der leitenden Spalten 8, die sich in Fig. 1 unten befinden, alle mittels eines ohmschen Elements 14 mit einem ohmschen Band 16 verbunden. Auch hier werden die ohmschen Elemente 14 und das ohmsche Band 16 durch Siebdruck aus Kohlenstoff hergestellt.
Das ohmsche Band 12 ist an jedem seiner Enden mit einer Verbindungslasche 18, 20 ausgestattet, die es insbesondere ermöglicht, das ohmsche Band 12 mit einer Meßvorrichtung zu verbinden. Auch das ohmsche Band 16ist an jedem seiner Enden mit Verbindungslaschen 22, 24 versehen.
Die beiden Folien 2, 4 haben gleiche Abmessungen. Um die empfindliche Oberfläche zu bilden, werden diese beiden Folien übereinandergelegt, wobei aber ein geringfügiger Zwischenraum zwischen ihnen aufrechterhalten wird, wenn kein Druck auf die eine oder die andere Folie ausgeübt wird. Isolierende Abstandskugeln (in der Zeichnung nicht dargestellt), die im die beiden Folien 2, 4 trennenden Zwischenraum angeordnet sind, ermöglichen es, die Zeilen 6 von den Spalten 8 entfernt zu halten, wenn keinerlei Druck auf die Folien 2, 4 ausgeübt wird.
Wenn die untere Folie 4 auf einem Träger angeordnet ist und lokal ein Druck ausgeübt wird, zum Beispiel durch Berührung der oberen Folie 2 mit einem Zeigefinger eines Benutzers, kommt eine Zeile 6 mit einer Spalte 8 in Kontakt. Man kann dann feststellen, daß ein Kontakt stattgefunden hat, und man kann auch den Druckpegel des Kontakts sowie die Stellung des Kontaktpunkts bestimmen, wie nachfolgend beschrieben.
Die Fig. 2 bis 5 stellen schematisch zum Teil die empfindliche Oberfläche dar, die in Fig. 1 gezeigt ist. In diesen Figuren sind die ohmschen Bänder 12 und 16, die Verbindungslaschen 18, 20, 22 und 24, eine oder mehrere Zeilen 6 mit den entsprechenden ohmschen Elementen 10 sowie eine oder mehrere Spalten 8 mit den entsprechenden ohmschen Elementen 14 schematisch dargestellt.
Man sieht, daß jede Anschlußlasche mit einem Anschluß- Port verbunden ist. So ist die Anschlußlasche 18 mit einem Anschluß-Port 19, die Anschlußlasche 20 mit einem Anschluß-Port 21, die Anschlußlasche 22 mit einem Anschluß-Port 23 und die Anschlußlasche 24 mit einem Anschluß-Port 25 verbunden.
Man sieht auch, daß ein ohmsches Bauteil 26, das mit einer Diode 28 parallelgeschaltet ist, zwischen dem Anschluß-Port 21 und dem ohmschen Band 12 angeordnet ist.
In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, daß jedes ohmsche Band 12, 16 einen Widerstand r hat, während jedes ohmsche Element 10, 14 einen Widerstand R hat. Wie in der Zeichnung dargestellt, hat das ohmsche Bauteil 26 seinerseits einen Widerstand R/5.
In den Fig. 2 bis 5 trägt der Kontaktpunkt zwischen den beiden Folien 2 und 4 das Bezugszeichen 30. Dieser Kontaktpunkt entspricht einer oder mehreren Spalten 8. Der Widerstand des Abschnitts des ohmschen Bands 16, der sich zwischen der (oder den) dem Kontaktpunkt 30 entsprechenden Spalte(n) 8 und der Verbindungslasche 22 befindet, hat einen Wert r.x, wobei x kleiner als oder gleich 1 ist. So entspricht der Rest des ohmschen Bands zwischen der (oder den) Spalte(n) dem Kontaktpunkt 30, und die Verbindungslasche 24 ist dann r.(1-x). In gleicher Weise definiert man für das ohmsche Band 12 einen Koeffizienten y (0 < = y < = 1), wie in der Zeichnung dargestellt.
In Fig. 2 ist der Fall eines schwachen Drucks auf die empfindliche Oberfläche dargestellt. In diesem Fall steht eine einzige Zeile 6 mit einer einzigen Spalte 8 in Kontakt. In Fig. 3 wird ein stärkerer Druck hergestellt, und es befinden sich drei Zeilen 6 in elektrischem Kontakt mit drei Spalten 8. Die Bestimmung des Druckpegels wird dann wie nachfolgend angegeben durchgeführt.
Um die Messung durchzuführen, legt man an die beiden Enden des ohmschen Bands 16 eine gleiche, mit V_a bezeichnete Spannung an. Die Anschluß-Ports 23 und 25 befinden sich also auf dem Potential V_a. Der Port 21wird seinerseits an Masse gelegt, d. h. er befindet sich auf dem Potential 0. In Höhe des vierten Ports 19 wird eine Potentialmessung durchgeführt. Das für diese Spannungsmessung verwendete Gerät hat eine starke Impedanz im Vergleich mit denjenigen der Schaltung. Das Potential in Höhe des Ports 19 wird mit V_p bezeichnet.
Man sieht, daß die ohmschen Elemente 10 und 14 der Fig. 2 in Reihe geschaltet sind. Der diesen ohmschen Elementen entsprechende Widerstand ist also gleich 2R.
Da kein Strom in dem Bereich des ohmschen Bands 12 fließen kann, der sich jenseits der Zeile 6 zum Port 19 hin befindet (praktisch unendliche Impedanz), ergibt das ohmsche Gesetz die folgende Gleichung:

V_p = V_a(R/5+r.y)/(r(x-x²)+2R+R/5+r.y) (1)
Wenn man weiter annimmt:

r << R (2)

nimmt man hier an:

10r < R (3)
In diesem Fall werden die Glieder, die den Wert r in der Gleichung (1) verwenden, vernachlässigbar. Man erhält dann die folgende Gleichung:

V_p~V_a(R/5)/(2R+R/5) = (1/11)V_a~0,09 V_a (4)
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 3, in der drei Zeilen 6 drei Spalten 8 kreuzen, hat man zwischen den beiden ohmschen Bändern 12 und 16 drei parallel angeordnete Einheiten von zwei ohmschen Elementen 10 und 14 in Reihe. Der globale Widerstand zwischen den ohmschen Bändern 12 und 16 beträgt dann 2R/3, wobei hier daran erinnert wird, daß R der Wert des Widerstands eines ohmschen Elements 10 oder 14 ist. Indem man von neuem das ohmsche Gesetz anwendet, erhält man die folgende Gleichung (5), die der obigen Gleichung (1) entspricht:

V_p = V_a(R/5+r.y)/(r(x-x2)+2R/3+R/5+r.y) (5)
Die Gleichungen 2 und 3 sind hier noch gültig. Indem man dann die den Wert r enthaltenden Glieder vernachlässigt, erhält man die folgende Gleichung:

V_p~V_a(R/5)/(2R/3+R/5) = (3/13)V_a~0,23 V_a (6)
Indem man die Ergebnisse der Gleichung (6) und der Gleichung (4) vergleicht, stellt man fest, daß in diesem Zahlenbeispiel der Wert des in Höhe des Ports 19 gemessenen Potentials V_p ansteigt, wenn der auf die empfindliche Oberfläche ausgeübte Druckpegel ansteigt. Wie man aus den oben durchgeführten Berechnungen erkennen kann, steigt nämlich bei Anstieg des Drucks die Anzahl von zwischen den ohmschen Bändern 12 und 16 ins Spiel gebrachten Widerständen an. Man weiß außerdem, daß, wenn man einen ersten Widerstand mit einem zweiten Widerstand parallelschaltet, der Ersatzwiderstand weniger stark ist als der eine oder der andere der Widerstände. Da der Wert dieses Ersatzwiderstands hier im Nenner erscheint, ist es normal, daß der Wert des Potentials V_p ansteigt, wenn der Wert des Ersatzwiderstands sich verringert.
Fig. 4 zeigt, wie es mit der gleichen Vorrichtung auch möglich ist, die Stellung des Kontaktpunkts 30 in bezug auf das ohmsche Band 16 zu messen, d. h. den Wert x zu bestimmen. Hierzu wird eine Potentialdifferenz an die Klemmen des ohmschen Bands 16 angelegt, und man mißt das Potential dieses ohmschen Bands 16 in Höhe der Spalte 8 (oder des ohmschen Elements 14), die dem Kontaktpunkt 30 entspricht. Der Anschluß-Port 23 wird dann an Masse (Potential Null) und der Port 25 an ein Potential V_a gelegt. Die Messung des Potentials in Höhe des ohmschen Elements 14 wird in Höhe des ohmschen Bands 12 durchgeführt. Der Port 21 bleibt zum Beispiel abgeschaltet, was seinem Anschluß an eine hohe Impedanz (HI) entspricht. Die Messung der Spannung wird dann in Höhe des Anschluß-Ports 19 durchgeführt, und man mißt ein Potential V_H. Das Gerät zur Messung dieses Potentials hat eine hohe Impedanz. Es fließt also kein Strom in den ohmschen Elementen 10 und 14 oder im ohmschen Band 12. Das gemessene Potential V_H ist direkt proportional zur Stellung der Spalte 8 in bezug auf das ohmsche Band 16. Man hat dann die folgende Gleichung:

x = V_H/V_a (7)
In gleicher Weise mißt man die Stellung des Kontaktpunkts 30 in bezug auf das ohmsche Band 12.
In diesem Fall wird eine Potentialdifferenz an die Klemmen des ohmschen Bands 12 angelegt, und das Potential in Höhe der Zeilen 6, die dem Kontaktpunkt 30 entsprechen, wird in Höhe des ohmschen Bands 16 gemessen.
In diesem Fall wird der Anschluß-Port 19 an Masse gelegt (Potential Null), und der Anschluß-Port 21 wird mit einem Potential V_a gespeist. Einer der Ports 23 oder 25 wird abgeschaltet (oder mit einer unendlichen Impedanz HI verbunden), während der andere Port, zum Beispiel 25, mit einer Spannungsmeßvorrichtung verbunden wird, um das Potential V_V in Höhe der Zeilen 6 zu messen, die dem Kontaktpunkt 30 entsprechen.
In diesem Fall stellt man fest, daß die gesamte Potentialdifferenz V_a sich nicht an den Klemmen des ohmschen Bands 12 wiederfindet. Die Diode 28 ist nämlich blockiert, und an diesen Klemmen tritt eine Spannung in der Größenordnung von 0,6 V auf. Zur Bestimmung des Werts y unterscheidet sich die Gleichung also geringfügig von der Gleichung (7), und man hat:

y = V_V/(V_a-0,6 V) (8)

Diese Messungen der Stellung des Kontaktpunkts können zum Beispiel durchgeführt werden, sobald ein Kontakt zwischen den beiden Folien erfaßt und der zu diesem Kontakt gehörende Druckpegel gemessen wurde.
Man kann auch vorsehen, periodisch einen Meßzyklus durchzuführen: Druck, Position x, Position y. Je nach der Periodizität dieses Meßzyklus wird es möglich, eine Nachführung einer Bewegung eines Fingers auf der empfindlichen Oberfläche herzustellen.
Die Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, ermöglicht es also, mit nur vier Anschluß-Ports auf der empfindlichen Oberfläche nicht nur die Stellung eines Kontaktpunkts, sondern auch einen diesem Kontaktpunkt zugeordneten Druckpegel zu messen.
Außerdem ist der Herstellungspreis dieser empfindlichen Oberfläche sehr viel niedriger als der Preis einer empfindlichen Oberfläche vom kapazitiven Typ.
Die beschriebene empfindliche Oberfläche hat außerdem den großen Vorteil, daß sie transparent sein kann. Die durch Metallbeschichtung hergestellten Leiterbahnen können in bezug auf ihren Abstand sehr schmal sein. Nur die ohmschen Bänder und die ohmschen Elemente sind undurchsichtig. Diese Elemente können aber an die Ränder der empfindlichen Oberfläche verschoben werden, und ihre Undurchsichtigkeit ist dann im allgemeinen nicht störend.
Fig. 6 zeigt eine geringfügige Herstellungsvariante der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Vorrichtungen. In dieser Variante wurde die Diode 28 weggelassen.
Dagegen wurde ein neuer Port 32 hinzugefügt. Dieser fünfte Port 32 ist mit dem System zwischen dem ohmschen Bauteil 26 und dem ohmschen Band 12 verbunden. Dieser Port 32 wird verwendet, um die Messungen der Stellung des Kontaktpunkts durchzuführen, während der Port 21 wie weiter oben beschrieben verwendet wird, um den Druckpegel des in Höhe der empfindlichen Oberfläche hergestellten Kontakts zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben als nicht einschränkend zu verstehende Beispiele beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern betrifft auch alle Herstellungsvarianten, die dem Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche zugänglich sind.
So kann zum Beispiel die Geometrie der beschriebenen empfindlichen Oberfläche verändert werden. Die Leiterbahnen sind nicht unbedingt geradlinig, und man kann sich zum Beispiel Bahnen vorstellen, die nicht parallel, sondern gefächert angeordnet sind (oder noch anders).
Die angegebenen Materialien dienen als Beispiele und können durch andere, gleichwertige Materialien ersetzt werden. Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine durchscheinende empfindliche Oberfläche, da die vorliegende Erfindung für solche empfindlichen Oberflächen besonders geeignet ist. Undurchsichtige Oberflächen können aber die gleiche Struktur verwenden.
Es können andere Verfahren verwendet werden, um die Messung des Druckpegels in Höhe des Kontaktpunkts durchzuführen. Erfindungsgemäß ist es wichtig, einen signifikanten Widerstand des Druckpegels, oder, was gleichwertig ist, ein Potential zu messen, dessen Wert von diesem Widerstand abhängt.

Claims

1. Berührungsempfindliche Oberfläche, die zwei einander gegenüberliegende Folien (2, 4) und Mittel aufweist, die es ermöglichen, diese beiden Folien zueinander in Abstand zu halten, wenn kein Druck auf die Oberfläche ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Folie (2, 4) auf ihrer der anderen Folie zugewandten Seite folgendes aufweist:
ein Netz von Leiterbahnen (6, 8), die sich nicht gegenseitig berühren und jeweils einen schwachen Widerstand aufweisen,
ein ohmsches Band (12, 16) und
ohmsche Elemente (10, 14), wobei jedes ohmsche Element (10, 14) eine Leiterbahn (6, 8) mit dem ohmschen Band (12, 16) verbindet.

2. Empfindliche Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ohmsche Band (12, 16) jeder Folie (2, 4) auf einem Rand dieser Folie ausgebildet ist.

3. Empfindliche Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (6, 8) auf jeder Folie ein Netz von im wesentlichen parallelen Linien bilden.

4. Empfindliche Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (r) eines ohmschen Bands (12, 16) wesentlich geringer ist als der Widerstand (R) jedes ohmschen Elements (10, 14), das eine Leiterbahn (6, 8) mit diesem ohmschen Band (12, 16) verbindet.

5. Empfindliche Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmschen Bänder (12, 16) und die ohmschen Elemente (10, 14) aus Kohlenstoff sind, der durch Siebdruck auf die entsprechende Folie (2, 4) aufgebracht wird.

6. Empfindliche Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende eines ohmschen Bands (12, 16) mit einem Anschluß-Port (19, 21, 23, 25) verbunden ist und daß ein Ende mit seinem Anschluß-Port (21) über ein ohmsches Bauteil (26) mit bekanntem Widerstand (R/5) verbunden ist, der mit einer Diode (28) parallelgeschaltet ist.

7. Empfindliche Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende eines ohmschen Bands (12, 16) mit einem Anschluß-Port (19, 21, 23, 25) verbunden ist, daß ein Ende mit seinem Anschluß-Port (21) über ein ohmsches Bauteil (26) mit bekanntem Widerstand (R/5) verbunden ist und daß ein zusätzlicher Anschluß-Port (32) vorgesehen ist, der mit der empfindlichen Oberfläche zwischen dem ohmschen Bauteil (26) und dem entsprechenden ohmschen Band (12) verbunden ist.