DE3730899C1

DE3730899C1 - Input device for electrical switching

Info

Publication number: DE3730899C1
Application number: DE19873730899
Authority: DE
Inventors: Guenter Deuschle; Dorothea Reichbauer; Hans-Juergen Roscher; Ulrich Dipl-Ing Schlienz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-09-15
Filing date: 1987-09-15
Publication date: 1988-10-06

Abstract

An input device is proposed, in the case of which touching triggers an electrical switching process. An electrically conductive surface (31) is fitted on the front (12) of a carrier (14). Cutouts (23, 62) in which sensor surfaces (42, 60, 61) of input elements (11) are arranged are provided on said electrically conductive surface (31). The electrically conductive surface (31) and the sensor surfaces (42, 60, 61) are covered by a protective layer (44). If the surface is touched, a capacitive connection is produced between the sensor surface (42, 60, 61) of the input elements (11) and the electrically conductive surface (61) via the protective layer (44) and via the operator. As a result of the refinement of the input device (9) according to the invention having the electrically conductive surface (31), the interference radiation of the input device is minimised, which interference radiation originates from the signal of an AC voltage generator (20) connected to the sensor surfaces (42, 60, 61), especially when the surface (31) is both connected to the equipment chassis (30) and/or to earth (55). <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung geht auf von einer Eingabevorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Betreiben der Eingabe vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 13 oder des Anspruchs 14. Aus der Zeitschrift "Appliance Manufacturer", Dezember 1976, Seite 63 ist eine Eingabevorrichtung bekannt, bei der durch Berührung ei nes Eingabeelements, das durch eine markierte Fläche auf der Bedien seite der Eingabevorrichtung hervorgehoben ist, ein elektrischer Vorgang ausgelöst wird. Durch die Berührung entsteht eine Belastung eines kapazitiven Spannungsteilers. Die Eingabeelemente sind auf ei nem flächigen Träger aufgebaut, auf dessen beiden Oberflächen Lei terbahnstrukturen aufgebracht sind. Jedem Eingabeelement sind auf der Rückseite des Trägers zwei elektrisch leitende, voneinander iso lierte Flächen zugeordnet, wovon eine mit einem Wechselspannungsge nerator und die andere mit der Auswerteschaltung für das betreffende Eingabeelement verbunden ist. Auf der Vorderseite des Trägers ist jedem Element eine elektrisch leitende Fläche zugeordnet, die mit den beiden Flächen auf der Rückseite des Trägers jeweils einen Kon densator bildet. Das vom Wechselspannungsgenerator abgegebene Signal gelangt über die eine auf der Rückseite angeordneten Fläche kapazi tiv auf die Vorderseiten-Fläche. Von dort gelangt das Signal - wie der über eine kapazitive Kopplung - auf die andere Rückseiten-Flä che, die mit der Auswerteschaltung verbunden ist. Die Vordersei ten-Fläche bildet den Mittelanschluß der beiden in Reihe geschalte ten Kondensatoren. Durch die Berührung der Vorderseiten-Fläche ent steht ein kapazitiver Nebenschluß gegen Erde, der ein Absinken des der Auswerteschaltung zugeführten Wechselspannungssignals zur Folge hat. Der Spannungsabfall wird detektiert und daraufhin der Schalt vorgang ausgelöst. Die Vorderseite des Trägers ist mit einer Glas platte abgedeckt, auf der Symbole der Eingabeelemente aufgebracht sind.The invention is based on an input device of the type of claim 1 and of a method for operating the input Device according to the type of claim 13 or claim 14. From the "Appliance Manufacturer" magazine, December 1976, page 63 is known an input device in which by touching an egg input element marked by a marked area on the control side of the input device is highlighted, an electrical Operation is triggered. Touching creates a burden a capacitive voltage divider. The input elements are on egg nem flat support, on the two surfaces Lei Track structures are applied. Every input element are on the back of the carrier two electrically conductive, mutually iso assigned areas, one of which with an AC voltage nerator and the other with the evaluation circuit for that Input element is connected. On the front of the carrier is an electrically conductive surface is assigned to each element a con on each of the two surfaces on the back of the carrier forms a capacitor. The signal from the AC generator reaches the kapazi located on the back tiv on the front surface. From there the signal comes - how the one via a capacitive coupling - to the other rear surface che, which is connected to the evaluation circuit. The front line ten area forms the middle connection of the two connected in series capacitors. By touching the front surface stands a capacitive shunt against earth, which a sinking of the to the evaluation circuit supplied AC voltage result Has. The voltage drop is detected and then the switch process triggered. The front of the carrier is with a glass plate covered, applied to the symbols of the input elements are.

Die Frequenz des vom Wechselspannungsgenerator abgegebenen Signals muß derart festgelegt sein, daß an der Auswerteschaltung ein Signal mit ausreichend hohem Störabstand zur Verfügung steht. Da die vor kommenden Kondensatoren eine geringe Kapazität aufweisen, muß eine vergleichsweise hohe Frequenz verwendet werden. Die Leiterstruktur auf beiden Seiten des Trägers sowie die Einbeziehung des Körpers der Bedienperson in die wechselspannungsführende Struktur unterstützen die unerwünschte Strahlung des Wechselspannungssignals.The frequency of the signal emitted by the AC generator must be set in such a way that a signal is sent to the evaluation circuit is available with a sufficiently high signal-to-noise ratio. Because the before coming capacitors have a low capacitance, one must comparatively high frequency can be used. The ladder structure on both sides of the wearer as well as involving the body of the Support the operator in the structure carrying AC voltage the unwanted radiation of the AC signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabevorrichtung ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß die Abstrahlung des Wechselspannungssignals minimiert wird.The invention is based, an input device ge according to the preamble of claim 1 so that the Radiation of the AC voltage signal is minimized.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung weist demgegenüber den Vor teil auf, daß die Abstrahlung des Wechselspannungssignals minimiert ist. Der Körper der Bedienperson wird nur noch im Berührungsbereich der Eingabeelement mit dem Wechselspannungssignal beaufschlagt. Auf der Bedienseite des Trägers ist eine elektrisch leitende Fläche auf gebracht, in der für jedes Element eine Aussparung vorgesehen ist. In der Aussparung ist eine von der umgebenden, elektrisch leitenden Fläche isolierte Anschlußfläche für das Signal des Wechselspannungs generators angeordnet. Die Berührung stellt eine kapazitive Verbin dung zwischen der in der Aussparung angeordneten Anschlußfläche und der sie umgebenden elektrisch leitenden Fläche her. In contrast, the input device according to the invention has the advantage Part of that the radiation of the AC signal is minimized is. The operator's body is only in the area of contact applied to the input element with the AC voltage signal. On the operating side of the carrier is an electrically conductive surface brought in which a recess is provided for each element. In the recess is one of the surrounding, electrically conductive Surface insulated connection surface for the signal of the alternating voltage generator arranged. The touch represents a capacitive connection dung between the pad arranged in the recess and the surrounding electrically conductive surface.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 ange gebenen Eingabevorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die auf der Bedienseite des Trägers aufgebrachte elektrisch leitende Fläche mit einem geerdeten Schaltungspunkt verbunden ist. Mit dieser Maßnahme wird die unerwünschte Abstrahlung des Wechsel spannungsgeneratorsignals weiter verringert.The measures listed in the subclaims provide for partial further developments and improvements in claim 1 given input device possible. It is particularly advantageous when the electrical applied on the operator side of the carrier conductive surface is connected to a grounded node. With this measure, the unwanted radiation of the change voltage generator signal further reduced.

Eine Aufteilung der Eingabeelemente in eine aus Zeilen und Spalten bestehende Matrix ermöglicht eine hohe Belegungsdichte, so daß neben dem Auslösen des einzelnen Schaltvorgangs auch eine graphische Ein gabe durch eine Bewegung, beispielsweise eines Fingers, in der Ein gabefläche möglich ist. Eine weitere Erhöhung der Belegungsdichte ergibt ein Versatz der Elemente, die in einer Zeile und der Ele mente, die in der Spalte elektrisch zusammengeschaltet sind.A division of the input elements into a row and column existing matrix allows a high occupancy, so that in addition to the triggering of the individual switching process also a graphical on by moving a finger, for example, in the input surface is possible. Another increase in occupancy results in an offset of the elements in a row and the ele elements that are electrically interconnected in the column.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Eingabevorrichtung weist den Vorteil auf, daß die Geschwindigkeit der Eingabebewegung auf der Eingabevorrichtung sowie die auf der Eingabevorrichtung zu rückgelegten Wege einen Einfluß auf die durch die Eingabe ausgelö sten Schaltvorgänge haben.The method according to the invention for operating the input device has the advantage that the speed of the input movement on the input device as well as that on the input device paths covered have an impact on the input triggered most switching operations.

Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung eignet sich besonders zur Rechnersteuerung, insbesondere zur Steuerung eines Kraftfahr zeug-Testers bei zum Teil rauhen Umgebungsbedingungen.The input device according to the invention is particularly suitable for Computer control, in particular for controlling a motor vehicle witness testers in sometimes harsh environmental conditions.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin dungsgemäßen Eingabevorrichtung und des zugehörigen Bedienverfahrens ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der fol genden Beschreibung. Further details and advantageous developments of the inventions Invention input device and the associated operating method result from further subclaims in connection with the fol description.

drawing

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung und eine daran angeschlossene Auswerteschaltung, Fig. 1 shows an input device according to the invention and a connected evaluation circuit,

Fig. 2 zeigt ein Schnitt bild durch ein Eingabeelement der in Fig. 1 gezeigten Eingabevor richtung, die Fig. 2 shows a sectional image through an input element of the input device shown in Fig. 1, the

Fig. 3 und 4 zeigen eine Draufsicht auf ein Ein gabeelement von der einen und von der anderen Seite, FIGS. 3 and 4 show a plan view of a one transfer element of the one and of the other side,

Fig. 5 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild eines Eingabeelementes und Fig. 5 is an electrical equivalent circuit diagram of an input element, and

Fig. 6 zeigt eine spezielle Ausgestaltung zweier Eingabeelemente auf einer Bedienseite einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung. Fig. 6 shows a specific embodiment of two input members on an operating page of an input device according to the invention.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt ein Eingabefeld 10 einer Eingabevorrichtung 9, dessen Eingabeelemente 11 aus auf Vorder- und Rückseite 12, 13 eines Trä gers 14 aufgebrachten Leiterbahnstrukturen gebildet sind. Im Bei spiel sind 64 Elemente 11 vorgesehen, die in einer Matrix aus acht Zeilen 15 und acht Spalten 16 angeordnet sind. Die acht Elemente 11 einer Zeile 15 und die acht Elemente 11 einer Spalte 16 sind jeweils miteinander verbunden. Die auf der Vorderseite 12 angeordneten Lei terstücke 17 vervollständigen die auf der Rückseite 13 unterbroche nen Spalten-Verbindungsleitungen 16. Fig. 1 shows an input field 10 of an input device 9 , the input elements 11 are formed from on the front and back 12, 13 of a carrier 14 applied conductor track structures. In the game 64 elements 11 are provided, which are arranged in a matrix of eight rows 15 and eight columns 16 . The eight elements 11 of a row 15 and the eight elements 11 of a column 16 are each connected to one another. The arranged on the front 12 Lei terstücke 17 complete the interrupted on the rear 13 NEN column connecting lines 16th

Die Zeilen- und Spaltenleitungen 15, 16 sind über Spannungsteiler widerstände 18, 19 mit einem Wechselspannungsgenerator 20 verbunden. An die Zeilen- und Spaltenleitungen 15, 16 sind weiterhin Dioden 21, 22 angeschlossen, deren Kathoden-Anschlüsse an Parallelschaltungen aus Entladewiderständen 23, 24 und Siebkondensatoren 25, 26 sowie an einer Zeilenauswerteschaltung 27 bzw. Spaltenauswerteschaltung 28 liegen. Die beiden Auswerteschaltungen 27, 28 sind mit einem Rechner 29 verbunden. Die Parallelschaltungen aus den Widerständen 23, 24 und den Kondensatoren 25, 26 sind an einer Gerätemasse 30 ange schlossen, an der auch eine auf der Vorderseite 12 des Trägers 14 aufgebrachte elektrisch leitende Fläche 31 angeschlossen ist. The row and column lines 15, 16 are connected via voltage divider resistors 18, 19 to an AC voltage generator 20 . Diodes 21, 22 are further connected to the row and column lines 15, 16 , the cathode connections of which are connected to parallel circuits made of discharge resistors 23, 24 and filter capacitors 25, 26 and to a row evaluation circuit 27 or column evaluation circuit 28 . The two evaluation circuits 27, 28 are connected to a computer 29 . The parallel connections from the resistors 23, 24 and the capacitors 25, 26 are connected to a device ground 30 , to which an electrically conductive surface 31 applied to the front 12 of the carrier 14 is also connected.

Fig. 2 zeigt ein Schnittbild des Eingabefeldes 10 im Bereich eines Eingabeelements 11. Auf der Rückseite 13 des Trägers 14 ist eine An schlußfläche 40 angeordnet, die mit einer der Zeilen- oder Spalten leitungen 15, 16 verbunden ist. Eine im Träger befindliche Durchkon taktierung 41 verbindet die Anschlußfläche 40 mit einer Sensorfläche 42 des Eingabeelements 11. Die Sensorfläche 42 ist mit einer Ausspa rung 43 von der auf der Vorderseite 12 des Träger 14 aufgebrachten leitenden Fläche 31 isoliert. Die Sensorfläche 42, die Aussparung 43 sowie die Fläche 31 sind mit einer Schutzschicht 44 überzogen. Die Anchlußfläche 40, die Sensorfläche 42 sowie die Fläche 31 sind nicht maßstäblich eingezeichnet. Diese Flächen sind beispielsweise durch Herausätzen der vorgegebenen Struktur von einer doppelseitig kaschierten Leiterplatte oder durch Aufdampfen der Struktur auf den Träger 14 herstellbar. Fig. 2 shows a sectional view of the input field 10 in the region of an input member 11. On the back 13 of the carrier 14 , an end surface 40 is arranged, which is connected to one of the row or column lines 15, 16 . A through contact 41 located in the carrier connects the connection surface 40 to a sensor surface 42 of the input element 11 . The sensor surface 42 is insulated with a recess 43 from the conductive surface 31 applied to the front 12 of the carrier 14 . The sensor surface 42 , the recess 43 and the surface 31 are covered with a protective layer 44 . The connection surface 40 , the sensor surface 42 and the surface 31 are not drawn to scale. These surfaces can be produced, for example, by etching out the predetermined structure from a double-sided laminated circuit board or by vapor-depositing the structure onto the carrier 14 .

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorderseite 12 eines einzelnen Eingabeelements 11 gemäß Fig. 2. Die Sensorfläche 42 ist beispiels weise kreisförmig ausgebildet und ist mit der, ebenfalls beispiels weise kreisförmig ausgebildeten Aussparung 43 von der leitenden Flä che 31 elektrisch isoliert. Fig. 3 shows a plan view of the front side 12 of a single input element 11 according to Fig. 2. The sensor area 42 is the example as circular and 31 is electrically insulated with the, likewise example, circular recess formed 43 surface of the conductive FLAE.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite 13 des Eingabeele ments 11 gemäß Fig. 2. Die mit einer der Zeilenleitungen 15 oder der Spaltenleitungen 16 verbundene Anschlußfläche 40 ist beispiels weise kreisförmig ausgebildet. Fig. 4 shows a plan view of the back 13 of the input element 11 shown in FIG. 2. The connection surface 40 connected to one of the row lines 15 or the column lines 16 is circular, for example.

Fig. 5 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild der Eingabevorrich tung-Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, gezeigt an einem Einzelele ment 11 einer Zeile 15. Das Signal des Wechselspannungsgenerators 20 gelangt über den Spannungsteilerwiderstand 18 an einen ersten Kon densator 50 sowie an die Diode 21. Der erste Kondensator 50 ist über einen Schalter 51 mit einer Parallelschaltung aus einem Berührungs kondensator 52 und einem Verlustwiderstand 53 verbindbar. Der andere Anschluß der Parallelschaltung ist über den Schalter 51 und über ei nen zweiten Kondensator 54 mit der leitenden Fläche 31 verbindbar. Der Schalter 51 ist als Gegenstand nicht vorhanden; er symbolisiert die Berührung des Eingabeelements 11 durch eine Bedienperson. Die Kapazität des Berührungskondensators 52 entspricht der Kapazität des Körperteils der Bedienperson, das wenigstens einen Teil der Sensor fläche 42 und wenigstens einen Teil der leitenden Fläche 31 abdecken muß. Der Verlustwiderstand 53 ist der ohmsche Verlustwiderstand des menschlichen Körpers, der durch Verschiebungsströme bei höheren Fre quenzen des vom Wechselspannungsgenerator 20 abgegebenen Signals auf tritt. Die Kapazität des ersten Kondensator 50 ist bestimmt durch die Sensorfläche 42 und die Berührungsfläche über der Sensorfläche 42 mit der Schutzschicht 44 als Dielektrikum. Die Kapazität des zweiten Kondensators ist bestimmt durch die auf die leitende Fläche 31 projizierte Berührungsfläche sowie diese Fläche selbst, ebenfalls mit der Schutzschicht 44 als Dielektrikum. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 9 ist die leitende Fläche 31 mit Masse 30 sowie gegebenenfalls mit einem Erdanschluß 55 ver bunden. Fig. 5 shows an electrical equivalent circuit diagram of Eingabevorrich tung-circuit arrangement according to Fig. 1, shown on a Einzelele element 11 of a line 15. The signal of the AC voltage generator 20 passes through the voltage divider resistor 18 to a first capacitor 50 and to the diode 21st The first capacitor 50 can be connected via a switch 51 to a parallel circuit comprising a touch capacitor 52 and a loss resistor 53 . The other connection of the parallel connection can be connected to the conductive surface 31 via the switch 51 and via a second capacitor 54 . The switch 51 is not present as an object; it symbolizes the touch of the input element 11 by an operator. The capacitance of the touch capacitor 52 corresponds to the capacitance of the operator's body part, which must cover at least part of the sensor surface 42 and at least part of the conductive surface 31 . The loss resistance 53 is the ohmic loss resistance of the human body, which occurs due to displacement currents at higher frequencies of the signal emitted by the AC voltage generator 20 . The capacitance of the first capacitor 50 is determined by the sensor surface 42 and the contact surface above the sensor surface 42 with the protective layer 44 as a dielectric. The capacitance of the second capacitor is determined by the contact area projected onto the conductive area 31 and this area itself, likewise with the protective layer 44 as a dielectric. In a further development of the input device 9 according to the invention, the conductive surface 31 is connected to ground 30 and, if appropriate, to an earth connection 55 .

Der andere Anschluß der Diode 21 liegt am Eingang der Zeilenauswer teschaltung 27, wobei eine Siebschaltung mit dem gegen Masse 30 ge schalteten Entladewiderstand 23 sowie mit dem ebenfalls gegen Masse 30 geschalteten Siebkondensator 25 vorgesehen ist.The other terminal of the diode 21 located at the entrance of the Zeilenauswer teschaltung 27, wherein a filter circuit is connected to the mass 30 against ge switched discharge resistor 23 and also connected with the filter capacitor 30 to ground 25 is provided.

Fig. 6 zeigt ein auf der Vorderseite 12 des Trägers 14 angeordnetes Leiterstück 17. Das Leiterstück 17 enthält zwei Sensorflächen 60, 61 von jeweils einem Eingabeelement 11, die miteinander elektrisch ver bunden sind. Eine das Leiterstück 17 umgebende Aussparung 62 iso liert das Leiterstück 17 elektrich von der leitenden Fläche 31. Leiterstücke 17 stellen eine Verbindung der auf der Rückseite 13 des Trägers 14 unterbrochenen Spaltenleitungen 16 her. Anstelle der Un terbrechung der Spaltenleitungen 16 können auch die Zeilenleitungen 15 unterbrochen sein, wobei dann die Spaltenleitungen ohne Unter brechung auf der Rückseite 13 des Trägers 14 verlaufen. Die Funktion der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung wird anhand der Fig. 1, 2 und 5 gezeigten näher erläutert: Fig. 6 shows a valve disposed on the front side 12 of the carrier 14. Head piece 17. The conductor piece 17 contains two sensor surfaces 60, 61 each having an input element 11 , which are electrically connected to one another. A conductor portion 17 surrounding the recess 62 iso lines, the conductor piece 17 from the conductive surface elektrich 31st Conductor pieces 17 establish a connection between the column lines 16 interrupted on the rear side 13 of the carrier 14 . Instead of the interruption of the column lines 16 , the row lines 15 can also be interrupted, with the column lines then running without interruption on the back 13 of the carrier 14 . The function of the input device according to the invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1, 2 and 5:

Das Signal des Wechselspannungsgenerators 20 gelangt über den Span nungsteilerwiderstand 18, der zur Anschlußfläche 40 führt, an den ersten Kondensator 50, dessen eine Elektrode die Sensorfläche 42 ist. Durch Berühren, symbolisiert mit dem Schalter 51, entsteht ein kapazitiver Strompfad zwischen der Sensorfläche 42 und der die Sen sorfläche 42 umgebende leitenden Fläche 31 über den zweiten Konden sator 54. Das Körperteil der Bedienperson, im allgemeinen eine Fin gerkuppe, weist ein elektrisches Verhalten auf, das durch einen ver lustbehafteten Kondensator beschreibbar ist. Der Verlustwiderstand 53 ist hautpsächlich eine Funktion der Frequenz des vom Wechsel spannungsgenerator 20 abgegebenen Signals.The signal of the AC voltage generator 20 passes through the voltage divider resistor 18 , which leads to the pad 40 , to the first capacitor 50 , one electrode of which is the sensor surface 42 . By touching, symbolized by the switch 51, produces a capacitive current path between the sensor surface 42 and the Sen sorfläche 42 surrounding conductive area 31 through the second condensate sator 54th The body part of the operator, generally a fin gerkuppe, has an electrical behavior that can be described by a lossy capacitor. The loss resistance 53 is primarily a function of the frequency of the signal emitted by the alternating voltage generator 20 .

Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß lediglich die Fingerkuppe Teil eines elektrischen Stromkreises ist, der übrige Körper jedoch nicht. Mit dieser Maßnahme wird einer Abstrahlung der vom Generator 20 erzeugten Betriebsfrequenz entgegengewirkt. Die Ab schirmungsmaßnahmen werden unterstützt durch eine Verbindung der elektrisch leitenden Fläche 31 mit der Gerätemasse 30. In Experimen ten hat sich gezeigt, daß eine weitere Verbesserung der Abstrah lungsunterdrückung auftritt, wenn die Gerätemasse 30 mit der Erde 55 verbunden ist. Insbesondere bei schutzgeerdeten Geräten ist die Erd verbindung leicht realisierbar.The particular advantage of this arrangement is that only the fingertip is part of an electrical circuit, but the rest of the body is not. This measure counteracts radiation of the operating frequency generated by the generator 20 . The shielding measures are supported by a connection of the electrically conductive surface 31 to the device ground 30 . Experiments have shown that a further improvement in the radiation suppression occurs when the device ground 30 is connected to the earth 55 . The earth connection is easy to implement, especially with earthed devices.

Durch die Berührung entsteht am Verbindungsanschluß zwischen dem Spannungsteilerwiderstand 18 und dem ersten Kondensator 50 ein Span nungsabfall, da der gegen Gerätemasse 30 fließende Strom am Wider stand 18 einen Spannungsabfall hervorruft. Anstelle des Widerstands 18 bzw. der Vorwiderstände 18, 19 sind auch Kondensatoren verwend bar. Die sich ergebende Wechselspannung wird von der Diode 21 demo duliert. Die entstandene pulsierende Gleichspannung wird mit dem Siebglied, bestehend aus dem Widerstand 23 und dem Kondensator 25, geglättet, so daß am Eingang der Zeilenauswerteschaltung 27 eine quasistationäre Gleichspannung anliegt, die von einem Analog-Digi tal-Wandler in der Auswerteschaltung 27 in Daten umsetzbar ist, die im Rechner 29 verarbeitbar sind. Die Zeitkonstante des Siebglieds ist so zu bemessen, daß die höchste Eingabegeschwindigkeit noch zu einem detektierbaren Signal führt.By touching a voltage drop occurs at the connection terminal between the voltage divider resistor 18 and the first capacitor 50 , since the current flowing against device ground 30 at the opposing 18 caused a voltage drop. Instead of the resistor 18 or the series resistors 18, 19 , capacitors can also be used. The resulting AC voltage is demodulated by the diode 21 . The resulting pulsating DC voltage is smoothed with the filter element, consisting of the resistor 23 and the capacitor 25, so that 27 is a quasi steady state DC voltage present at the input of the Zeilenauswerteschaltung, the tal converter can be converted into data by an analog to digi in the evaluation circuit 27 that can be processed in the computer 29 . The time constant of the sieve element is to be dimensioned such that the highest input speed still leads to a detectable signal.

Die Berührung eines Eingabeelements 11 führt zur Detektion der be treffenden Zeile oder Spalte, der das Eingabeelement 11 zugeordnet ist. Eine genaue Positionsinformation der Berührung erfolgt durch eine Auswertung wenigstens zweier Eingabeelemente 11, wovon eine ein Spalten- und das andere ein Zeilenelement ist. Die Abstände zwischen den Eingabeelementen 11 sind daher so zu bemessen, daß mit, bei spielsweise der Fingerkuppe wenigstens zwei Eingabeelemente 11 gleichzeitig berührt werden. Eine grafische Eingabe, bei der eine Fingerbewegung auf dem Eingabefeld 10 eine Vielzahl von elektrischen Schaltungen auslöst, wird durch eine entsprechend hohe Belegungs dichte der Eingabeelemente 11 erzielt. Eine Berührung betätigt dann mehrere Eingabeelemente 11. In der Zeilen- und Spaltenauswerteschal tung 27, 28 werden die demodulierten und geglätteten Signale von be nachbarten Zeilen bzw. benachbarten Spalten miteinander verglichen und eine Extremwertbildung zur Positionszuordnung durchgeführt.Touching an input element 11 leads to the detection of the relevant row or column to which the input element 11 is assigned. Precise position information of the touch is provided by evaluating at least two input elements 11 , one of which is a column element and the other is a row element. The distances between the input elements 11 are therefore to be dimensioned such that at least two input elements 11 are touched simultaneously with, for example, the fingertip. A graphic input in which a finger movement on the input field 10 triggers a large number of electrical circuits is achieved by a correspondingly high occupancy density of the input elements 11 . A touch then actuates several input elements 11 . In the row and column evaluation circuit 27, 28 , the demodulated and smoothed signals from neighboring rows or adjacent columns are compared with one another and an extreme value formation for position assignment is carried out.

Die gesamte Fläche des Eingabefeldes 10 ist in Abhängigkeit von der Frequenz des vom Wechselspannungsgenerator 20 abgegebenen Signals vorgebbar. Es gibt eine untere Grenze für die Signalfrequenz, deren Unterschreitung den Störabstand des Gleichspannungssignals am Ein gang der Auswerteschaltungen 27, 28 für ein ordnungsgemäßes Arbeiten zu gering werden läßt. Eine Erhöhung der Arbeitsfrequenz erhöht die Abstrahlung. Die größte vorkommende Leiterlänge des Eingabefeldes 10 bzw. der Eingabevorrichtung 9 sollte stets etwa 10- bis 20mal klei ner sein als die Wellenlänge des Wechselspannungssignals.The entire area of the input field 10 can be predetermined as a function of the frequency of the signal emitted by the alternating voltage generator 20 . There is a lower limit for the signal frequency, the drop below the signal-to-noise ratio of the DC signal at the input of the evaluation circuits 27, 28 can be too low for proper work. Increasing the working frequency increases the radiation. The largest occurring conductor length of the input field 10 or the input device 9 should always be about 10 to 20 times smaller than the wavelength of the AC signal.

Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 9 ist besonders geeignet für die Steuerung eines Rechners mit einem Display im Dialogbetrieb. Neben einer Cursorsteuerung sind grafische Eingaben möglich. Beson dere Vorteile ergeben sich beispielsweise bei einer Menüsteuerung, wobei der Rechner mit einer entsprechenden Eingabe beispielsweise in verschiedene Betriebsarten schaltbar ist. Mit einer langsamen Bewe gung der Fingerkuppe auf dem Bedienfeld 10 ist beispielsweise ein kleiner Cursorsprung auf dem Display auslösbar, während eine schnel lere Bewegung einen größeren Sprung auslöst. Neben der Zuordnung der Eingabegeschwindigkeit zu verschiedenen Cursorsprüngen ist auch eine Zuordnung des zurückgelegten Weges der Fingerkuppe auf dem Eingabe feld einer bestimmten Cursorbewegung zuordenbar. Beispielsweise ent spricht ein kleiner Weg einer kleinen Cursorverschiebung, während ein größerer Weg eine größere Cursorverschiebung auslöst.The input device 9 according to the invention is particularly suitable for controlling a computer with a display in interactive mode. In addition to cursor control, graphic entries are possible. Special advantages result, for example, from menu control, with the computer being switchable, for example, into various operating modes with an appropriate input. With a slow movement of the fingertip on the control panel 10 , for example, a small cursor jump on the display can be triggered, while a faster movement triggers a larger jump. In addition to the assignment of the input speed to different cursor jumps, an assignment of the distance covered by the fingertip on the input field can also be assigned to a specific cursor movement. For example, a small path corresponds to a small cursor shift, while a larger path triggers a larger cursor shift.

Die auf der Vorderseite 12 des Trägers 14 aufgebrachte Schutzschicht 44, die als Folie oder als eine Lackierung realisierbar ist, ermög licht den Einsatz der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 9 bei rauhen Umweltbedingungen. Eine Verschmutzung durch Fett, Öl oder beispielsweise Staub ist unkritisch. Die erfindungsgemäße Eingabe vorrichtung 9 eignet sich als Eingabevorrichtung für einen rechner gesteuerten, im Dialogbetrieb arbeitenden Kraftfahrzeug-Tester im Werkstatteinsatz.The protective layer 44 applied to the front 12 of the carrier 14 , which can be realized as a film or as a lacquer, enables the use of the input device 9 according to the invention in harsh environmental conditions. Contamination by grease, oil or dust, for example, is not critical. The input device 9 according to the invention is suitable as an input device for a computer-controlled, interactive motor vehicle tester in the workshop.

Claims

1. Paint the input device for electrical switching with the following characteristics:

a) at least one input element is arranged on a carrier;
b) the input element is covered on the front of the carrier with an electrically non-conductive material;
c) the input element contains a connection surface, to which the signal of an AC voltage generator is fed and
d) a connection surface to which a return line leading to an evaluation circuit is connected;
e) between the connection surface of the AC voltage signal and the connection surface of the return line, a capacitive connection can be produced by contact;

characterized in that

f) on the front ( 12 ) of the carrier ( 14 ) an electrically conductive surface ( 31 ) is applied,
g) in which at least one recess ( 43, 62 ) is provided,
h) in which a sensor surface ( 42, 60, 61 ) electrically insulated from the surrounding surface ( 31 ) is arranged,
i) the signal of the AC voltage generator ( 20 ) can be supplied.

2. Input device according to claim 1, characterized in that the sensor surface ( 42, 60, 61 ), the signal of the AC voltage generator ( 20 ) via a on the back ( 13 ) of the carrier ( 14 ) angeord designated pad ( 40 ) and via a Plating ( 41 ) of the carrier ( 14 ) can be fed.

3. Input device according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive surface ( 31 ) is connected to the device ground ( 30 ).

4. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive surface ( 31 ) is connected to the earth ( 55 ).

5. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that a protective layer ( 44 ) is coated on the front ( 12 ) of the carrier ( 14 ).

6. Input device according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the front ( 12 ) of the carrier ( 14 ) a film is applied as a protective layer ( 44 ).

7. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the input elements ( 11 ) are connected to one another in rows and columns.

8. Input device according to claim 7, characterized in that the elements ( 11 ) of the row ( 15 ) and the column ( 16 ) are arranged offset from one another.

9. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 62 ) comprises two row input elements or two column input elements ( 11 ) on the front of the carrier ( 14 ) with a conductor piece ( 17 ) electrically are connected.

10. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the wavelength of the signal emitted by the alternating voltage generator ( 20 ) is approximately 20 times greater than the greatest occurring line length of the input device ( 9 ).

11. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor surfaces ( 42 ) of the input elements ( 11 ) via voltage divider resistors ( 18, 19 ) with the alternating voltage generator ( 20 ) and via diodes ( 21, 22 ) with filter circuits, consisting from parallel circuits of resistors ( 23, 24 ) and capacitors ( 25, 26 ) are connected.

12. Input device according to one of the preceding claims, characterized by the use as an input device ( 10 ) for computers operating in interactive mode with cursor control, in particular for motor vehicle testers.

13. Method for operating an input device according to one of the preceding claims, characterized in that a slow Input movement a small cursor shift or a quick one Input movement triggers a large cursor shift.

14. A method for operating an input device according to one of claims 1 to 12, characterized in that a small input away on the operating device ( 10 ) triggers a small cursor shift or a large input path a large cursor shift.