DE1549569A1 - Eingabevorrichtung fuer elektronische Geraete - Google Patents
Eingabevorrichtung fuer elektronische GeraeteInfo
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- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/967—Switches controlled by moving an element forming part of the switch having a plurality of control members, e.g. keyboard
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- G—PHYSICS
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- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
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- G06C—DIGITAL COMPUTERS IN WHICH ALL THE COMPUTATION IS EFFECTED MECHANICALLY
- G06C7/00—Input mechanisms
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Description
1549559
Die Erfindunfe· betrifft eine kontaktlose Eingabe-Vorrichtung
nach Art einer Tastatur zur manuellen Eingabe von Informationen in ein elektronisches
Gerät. Bei bekannten Jäingabevorr ich tunken sind Jeder
Taste zwei Kontaktpole zugeordnet, die sich als U1OIge eines mechanischen Antriebes zwecks Erzeugung eines (impulsförmigen) elektrischen Signals
galvanisch berühren. Derartige mit Kontakten veraehene
Eingabevorriohtungen stellen erfahrungsgemäß
anfällige Bauelemente dar, da infolge von Verschmutzungen und Korrosioneneigung Kontaktunsicherheiten
auftreten, was den Einsatz von teueren Edelmetallen und besonderen selbstreinigenden
Konstruktionen usw. erforderlich macht. Weitere Nachteile ergeben sich aus den Prellerseheinungen
sowie aus der Ermattung der Federkräfte.
Ea sind auch kontaktlos· Eingabe vorrichtungen bekannt»
die alt induktiven oder fotoelektrieohen Gebern au·gerüstet sind. Auch die·· Jingmbevorriohtunfen
bedieneneich auenanmeio· eeohanieoh
- 2 1 O i I Ö 8 / 1 6 O O BAD ORiQlNAt
T5A9569
bewegter Teile.
So iut z. ß. eine Anordnung zur Codierung von
„erten bekannt, bei der die stellung eines mechanischen
Teiles unter Auenutzung des fotoelektrisohen
Prinzips duron elektrische Signale verkörpert wird, indem eine drehbare Scheibe mit
mehreren auf verschiedenen Durchmessern angeordneten öffnungen den Lichteinfall in mehrere Fotozellen
steuert, so daß in einer bestimmten Stellung der Scheibe eine bestimmte Kombination
elektrischer Impulse erzeugt wird. Bei einer Vorrichtung dieser Art (DBP 1 084 947) wird duroh
Taetenbetätigun* «in· Seheibe gedreht, die mit
konzentrisch sur Drehachse engeordneten Lichtdur ohleJstellen versehen ist, so daJ bei Drehung
der Seheibe der Liohtstro· einer Lichtquelle iapulsweise
auf eine lotoselle fällt. Bei einer anderen Vorriohtung werden durch Tasten
magnetische Joohe betätigt, u» die induktive Kopplung
matrix*öreif angeordneter Leiter zu verändern
(DBP 1 030 Oil). Hurdle Steuerung τοη Aufiugen
ist ferner ein kapasitiv wirkender kontaktloser Befehlsgeber bekanntgeworden, bti *·« duron
- 3 106808/1600
berührung..eine Jrüokenachaltung durcn die £rd-
kapazität den kenscnen verstimmt wird (Siemens
Zeitschrift, ükt. 1960» Heft 10, 8. 699). Derartige
üeber benötigen zur bpeiaun^ der Brüokenschaltung
einen Hf-üenerator und sind außerdem störanfällig.
iSu aind ferner aus der iiängenmeöteohnik Dehnungsineßotreifen
bekannt geworden, die sich des Prinzips der einer längenänderung proportionalen Widerstandeiinderung
bedienen. Auch gibt es auf Verformung infolge Druckänderung durch Urzeugung einer Urspannung
ansprechende Elemente (Piezoelektrische Wandler) .
Ea ist ferner eine £in^aberorri«htung bekannt,
bei der auf einer Platte paarweise Kontakte angebracht sind, die durch Berührung mit der Fingerspitze
einen Stroofluß auslösen (Electronic Engine rintf,
Mai 1962). dieser strom muß sehr gering sein,
damit ihn die Bedienungsperson nicht empfindet. Andererseits bietet diese Vorrichtung keinen Schute
gegen zufällige Berührung, da die Kontakte in einer
Ebene mit der Montageflache angeordnet Bind.
109808/1600
B tr Zweck der Erfindung besteht darin, die
Mangel bekannter Eingabevorrichtungen zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Eingabevorrichtung ohne bewegte Teile unter Verwendung bekannter mechanisch-elektrischer wandler
zu schaffen.
Die Vorrichtung soii ohne zusätzlich· Mittel
eine Umschlüßlung der eingegebenen Werte ermöglichen
und hohe üignalpegel bei robuster Bauweise abgeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
daß den Eingabestellen elastisch verformbar·
Wandler zugeordnet sind, die eine der Verformung proportionale elektrische Wirkung hervorrufen.
Zum Zweck der Oodi«runf. befinden sich die Eingabtutellen
an den Kreuzungepunkten einer aatrixförmigen
Anordnung von über mehrere Eingäbest·Ilen
reichenden Wandlern, wobei jedem .Van ILer ein· Aus-
wer tun,j,fc5 einrichtung zugeordnet ist.
Eine andere Anordnung zuia Zweok der Codierung
besteht darin, daß eine Keinen- und/oder Parallelschaltung
von Wandlern mehrere Eingabe stell en ejpwfaßt,
wobei jedem Bit des Austiangsopdes eine derartige
Reihen- und/oder Parallelschaltung zugeordnet ist«
Vorzugsweise werden als wandler JJehnungsmefl streifen
verwendet.
Di· Wandler Bind vorzugsweise unterhalb einer
mit Löchern versehenen Platte oder Haube angeordnet, ferner ist eine Aneohlagplatte zur Begrenzung der Verformung der iandler vorgesehen.
Vorteilhaft ist ee, die matrixförmige Anordnung
sich kreuzender Dehnungemefletreifen mit eines
Stützgerüst au unterlegen.
Zur Erhöhung der Sapfindliohkeit können mehrere
Lagen von Behnungseeflstreifen übereinander angeordnet werten, £ij» vorteilhaft· Lösung besteht
darin, dsJ einer Bingabestelle auf Dehnung und auf
Stauchung beanspruonte Wandler cugeordnet sind und
dsJ diese iiihmh «±t *wel festwiderstand^ ein·
1 0 9 & 0 8 / 1 6 0 d
- fa -
Jrückenaonalt uno bilden.
Eine andere Loüuji0 besteht darin, daß zwei uuf
Jelinunt; unu awei auf ^taucnun^ oeanapruchte
„andler in einer jrücicenacnaltung angeordnet
Zur 2rkenn\w.& von jüntastfenlern iot es zweckmäßig,
in den Au3wertunoSvorricutun&en ichalttaittel
zur Unterscheidung der einfaohen von der
zwei- oder mehrfachen Änderung der elektrischen Wirkung des oder der Wandler vorzusehen.
Der Wideratandsdraht der Dehnungsmeästreifen ist
vorzugsweise aus der kaschierten Unterseite eines elastischen Basismaterial herausgearbeitet, insbesondere
geätzt und auf der Oberseite ist die Bezeichnung der Bingabestelle aufgebracht.
Sine andere Ausbildung des Dehnungsmeßstreifens besteht darin, daß der niderstandsdraht als dünne
Johicht auf einea elastisohen Basismaterial nach
einem der geläufigen Verfahren (Aufdampfen, Bedruoken,
ohemieoh Abschneiden) aufgebracht iat. Ein· «eitere Auebildung des Dehnungsmeßstreifen·
besteht darin, daß die Wideratandedrähte in ein
1θβίθ8/ΐ6ΟΟ
^ Muster eingeschlossen sind oder dieses
darstellen.
Die iärrinduno soll nucas.teilend an einem
füiirungsbeispiel näher erläutert werden, la der
zugehörigen üeicnuung zeigen*
J?if~. ti daa vereinfacute Prinzip der Eingabevorrichtung,;
fio. 2* eine besonders günstige Ausführungsform
eines Dehnungsmeßstreifens,
Fig· 5i eine Eingabevorrichtung mit seilen- und
spaltenweise angeordneten wandlern,
Pi?. 4i eine andere iaiordnun0 der Wandler zur
dualen Veraohlüülung der jiingabewerte,
^. 5ϊ die Anordnung der Wandler in einer ßrükkensohaltung.
Zum besseren Veretändnia der Ausfuhrungsbeispiele
sollen Bunäohet einige prinzipielle Eigenschaften
1ö§608/1600
BAD ORIGINAL
— b —
deu Dehnungsmeßstreifens erläutert werden. Dehnuii,;3iüeüatreifen
bestehen aus dünnem "iderstandsdraiit,
weloher mäanderfürmig angeordnet und in
Papier oder lLuna ta tof folie eingebettet iat. Die
otreifen werden unverrückbar mit den auf Dennung
oder ütaucnung beanspruchten Objekten verbunden,
so daß deren Formänderungen sich als proportionale ,/ideratandsänderungen auewirken. Relative Lan^enänderungen
bis zu 1 fi aind in der Regel reversibel,
während bei Änderungen von 1... 4 i· Hystereseer-Bcheinungen
auftreten können. Dehnungsmeßstreifen haben den Vorteil kleiner Abmessung und Masse,
3ie aind demzufolge sehr träglieitearm und geeignet
zur fehlerfreien Wandlung von Schwingungen bis zu
50 kHz. Unter Verwendung von Halbleitermaterialien
sind bei Xrehnungsmefletr4fen Paktoren
AR
-—R bis zu K * 180 erreicht worden.
-—R bis zu K * 180 erreicht worden.
Die Fig. 1 aeigt in stark vereinfachter Fora die
.virkungeweise der Eingabevorrichtung. Der Wider-3tandsdraht
1, der zwischen den Fixpunkten 2 g·-
1 O S 8 O 8 / 1 6 O O
iut wird Doim ^in^eben einer Information
mit de«, J^in^er oder durou ein von diesen; bewegtes
J31emo.it, z. B. duron eine i'aate, gedehnt. Zur
je.renzunj der Dennuno dient eine Aussohlagplatte
jie platte 5 ial mit ^oc-ern 6 versehen, durch
welche die eine Eingabe bewirkende Bewegung hinduxoh^efüiirt
wird. uie dehnungsproportionale
Widerstandsänderung des tfiderstandadrahtes 1 wird
über die Aneanlußleitunken 7 einer Auswertungavorriohtunß
8 zugeführt, ^ie Auawertungsvorriohtung
enthält eine ßruokeneohaltunö, die durch die Widerstands änderung verstimmt wird, und Mittel zur Verstärkung
der von der Brücke gelieferten Ströme. Die Temperaturabhä^igkeit des Wideratandadrahtea
wird durch einen ebensolchen ia zweiten Brüoken-
und damit durch einen temperatursymaetrischen
kompensiert.
Die Fi^. 2 a und2 b erläutern den Aufbau eines
verwendbaren Dehnungsmeßstreifens, bei dem zur Erhöhung der wirksamen Länge dee flideretandedrahtee
dieaer eaanderfoTaig gelegt iat. Bine besondere
Auafünrung»for» eieht vor, dafl der fideretandedraht
auf U9T ünteraeite eines tlutiulnn kaaoai«*ten
BeJiteeaterials 9 in der beeonriebenen
Form herauegeät·* ·*·γ *uf unkasonierte· eXaatiaohea
ßaeieamterial n*oh ein·» der geläufigen
- 10 -
10960 8/1600 BAD ORIGINAL
Verirren (Aufdampfen, jedrucicen, cneai3oh
Abschneiden) alu vorzugsweise dünne üoüioht
aufgebracht ist. xiine zweite Auafünrung8form
benutzt ein in entuprecuender .leise gewebtes
Muster, welches die „ideratandsdrähte einschließt.
Zur Vergrößerung der Wiaersiandsänderung
kann die Anordnung mehrschichtig ausgeführt werden. Di· *i&. 2 b zeigt wieder die
vorzugsweise nichtleitende jinsohlagplatte 4
zur Begrenzung des J)ehnungshubes. Auf der Oberseite
des jjasismaterialö 9 ist bei der Ausführung,
die keine besondere laete vorsieht, die Bexeiohnung der BinsrnbeeteUe aufeebrȀht.
Die fig. 3 »«igt eine »uf obigen Prinzipien
beruhende weiterfuhruag der Erfindung, indem
•loh die Eingabe· te Ilen in form der Löoner 6 an
lrei«ttn«epuek*a «i»·* a*t*ixt**ml&a Anordaun«
von ttktr eenrere lia^beet.H«i reieneMea
nuj^eeietreifen 1 eit *i**«***eAartüiteai
den. DIt il·«· 5 «ttllt 41· fttmtplAt*· cer
Tastatur oder iit Mauke ei*·* aee od.
dgl. dar, in 4·» tit* 4it *im«a*e.^Uea
- 11 -
100008/1600
Bei der jjedienun^ wird entweder mit dem finger
direkt in die Löcher b hineingegriffen, und damit werden die darunter befindlichen, voneinander
unabhängigen beweglichen, den Koordinaten zugeordneten elastischen Jeiinun^timeßetreifen
gedehnt oder die jevve^ung ..ird über Stellmittel,
insbesondere i'auten, auf die .Dehnungsmeßstreifen
übertragen.
Damit aich der hub eines jiehnungeaeaetreifene
nioht als iStöreignal auf die benachbarten Dehnungsmeßstreifen
auawirkt (wenn auch in geriaf·*
Maße), sind die Spalten und Zeilen der Eingabesteilen durch ein nioht dargeetelltee Stützgerüst,
das sich aue der Aneohlagplatte 4 (siehe
Fig. 1) erhebt, voneinander «u trennen.
An den AneohluSleitungen 7 der Ausgänge a,...*^
der Matrixanordnung β iod die Auewertuatfavorrichtungen
8 (Fig. 1) angeeehloeeen. Ia duroh die
Fig. 3 darg«eteUteA Aiwrunrungebeiepiel wir«
die in der Tabelle 1 »ueaeeengeetellte Utaoodierung
der la 1 - «00 - η - Code (n « 12) eingegebenen
Zeichen M, I, S, 1, 2, 5... 9 In «inen beteiligen
Binärcode «ς···«., rorgemoi
- 12 -
BAD
109608/1600 B
a6
M O O L L O O
N J J ι· 0 L O
0 O O L O O L
1 QLOLOO
2 O L· O O L O
3 OLOOOL
4 LOOLOO
5 LOOOLO
6 LOOOOL
7 0 0 0 L 0 0
8 0 0 0 0 L 0
9 0 0 0 0 0 L
WIt das Beispiel »«igt, iet ·· nioht notwendig,
allen Koordinaten (Zeilen und Spalten) eine
AuewertungeYorriohtung susuordnen.
AuewertungeYorriohtung susuordnen.
- 13 -
109808/1600
Bei dem beschriebenen 6 - Bit - Code ist es
erforderlich, eine Umsohlüßlung in den maacnineninternen
Code vorzunehmen. Unter Vermeidung dieser zusätzlichen Umeohlüfllung zeigt fig. 4 eine Anordnung
aur direkten Umcodierung mit Hilfe der Dehnungemeßstreifen in den 8, 4, 2, 1 - Code.
Der 8, 4, 2, 1 - Code wird an den vier Mit 23 - 23', 22 - 22\ 21 - 21'. 2° - 2°' bezeiohneten
Auegangeleitungen abgegriffen. Die reohteokig
dargestellten Sleaente 10, die innerhalb
der Eingabe«teIlen gezeichnet sind, bedeuten
die DehnungeaeBetreifen. Statt der hier zur Θ,
4, 2, 1 - Codierung angewendeten Reiheneohaltunken
von Deonuögeeefetreifen sind ebenao ParmllelsohaltuAgen
anwendbar.
Durch geeignete Auslegung der an die αübgängele it ungen 23 - 23', ... 2° - 2°' bsw, a6..,a1
angeeohloeeeoen Auewertangevorriehtungen ist ··
•agilon, in einfacher Weiee gleiohaeitigee IiA-geben
»weier #d«r aehrerer zeiohen feetaueteilen,
inde« dl· einfache von der «wei— bsw. aenrfeohen
Wideretandeänd«Yung untereohieden wird.
-H-
10 9808/1600
BAD ORIGINAL
-H-
In dem falle, daß mehrere Lagen von Dehnungsmeßstreifen
in gegeneinander unversohiebbarer Anordnung mit neutraler faser übereinander
angeordnet sind und somit bei Eingabe die Dehnungsmeßstreifen unteiaohiedlioh Stauchung
und Dehnung erfahren, läßt sich die in den beiden verschiedenen fällen entgegengesetzt gerichtete Widerstandsänderung zur Vergrößerung
der Empfindlichkeit der Auswertung vor richtung
heranziehen.
Die fig* 5 zeigt eine zur Veraneohamllohung
dienende ärüoleneohaltung. Me BrüoJceneohaltung
wird aus den beiden feetwideretlnden R1 und R2
und den beiden Dehnung e«eietr»lfen M1 und M2
gebildet. In 4er einen Irttokendiagonale befindet
βloh die SpannoBfaqaelle 10 und in der anderen
die AuagaageieitwAg 12 alt einem Teretarker
Zur Brilelung einer beeonder· groSen stroaänderung
an der Auegangeleiten« 12 elnd die Dehnunge-■eletrelfen
M1 and M2 ** &** Äiß*»»··*·11· d·^
art angeordnet» dal bei der Informationseingabe
- 15-
109808/1600 ,
BAD
einer von ihnen auf Dehnung und der andere auf Stauchung beansprucht wird. Eine besonders
empfindliche Auswertungsvorrichtung wird erhalten, indem alle vier Widerstände der Brücke
aus entsprechend gegensinnig beanspruchten Dehnungsmeßstreifen bestehen.
Statt der Dehnungsmeßstreifen können zur Wandlung
der beim Eingabevorgang auftretenden elastischen
Verformung, gegenüber den gezeigten Ausführungsbeispielen abgeänderter Konstruktion und Auswertung
vorrichtung, auch piezoelektrische Wandler benutzt werden.
- 16 -
Claims (1)
- Patentanspruch» :1. Eingabevorrichtung naoh *.rt einer Tastatur für elektronische Geräte,dadurch gekenn·* zeichnet, daß den JSingabestellen elaetisoh verforabare Wandler zugeordnet Bind, die eine der Verformung proportionale elektrisch· Wirkung hervorrufen.2. Eingabevorrichtung naoh Anspruch 1, daaaroh gekennzeichnet, dme sich die Eingabe·teIlen an Kreusuiige punkten einer aatrixföraigen Anordnung Ton über aehrere Eingabe»teIlen reichenden Wandlern befinden, und daJ den Spalten und/oder Zeilen Auswertungevorriohtungen (8) siieeordnet sind.3. Äingmeerorriehtung naoh Anspruch 1, daiexoh gekeanseiohnet· daJ eine Reihen- und/oder Paralleleehaltunc von Wandlern mhx·*· lia^aeeetellam erfeJt, wobei Jede* Bit des Aaaeangeoodee eine derartige Reihen- oder Parallel« eohaltung «ugeordnet let.- 17 -109808/16004. Eingabevorrichtung nach Anepruon 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß ale handler Dehnungsmeßstreifen verwendet werden.5. Eingabevorrichtung nach Anepruon 2 oder >f daduroh gekennzeichnet, deJ die Wendler unterhalb einer mit Löchern (6) Tereehenen Platt· (5) oder Haube angeordnet eind und dej »tür Begrenzung der Verformung d#s Wandlere, inebesondere zur ßegrenaung &&£ Bennung tine« Defanungemefletreifen«, ein« Ä. johla^platte (4) vorgeeehen ist.6. lingÄberorriehtue« um Anepr·»* 2, d«4«r«M gekennmeiohmet, AU Λί· Mtrlxfftni«· i*-davon «la at«t«fer«et unterlegt istale I^Ltm «Ml !Mit·* Wtf IMAM)IVt* 1 Od*ff 9»dMlMA «MiiMMtt 4fli MiMM MMB TOABAD 109808/1600Dehnungsmeßstreifen übereinander angeordnet sind.9. Eingabevorrichtung nach Anspruch o, dadurch gekennzeichnet, daß einer üingabestelle auf Dehnung und auf Stauchung beanspruchte wandler zugeordnet und diese zusammen mit zwei festwiderständen in einer Brückensohaltung verbunden sind.10. Eingabevorrichtung nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf Dehnung und zwei auf Stauchung beansprucnte Wandler in einer BrUokensohaltung angeordnet sind.11. Eingabevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Auswertung avorriohtungen (8) Schaltmittel zur Unterscheidung der einJohen von der zwei- oder mehrfachen Änderung der elektrischen Wirkung des oder der Wandler vorhanden sind.12. Eingabevorrichtung nach Anepruoh 3, dadurch gekeanseionnat, dafi der #iderständedraht (1) des Oehnungsaefletreifene aus der kaschierten- 19 -109808/1600BADUnterBeite eines elastischen Basismaterial (9) herausgearbeitet, insbesondere geätzt ist und auf der Oberseite des Basismaterial (9) die Bezeichnung der Eingabestelle aufgebracht ist.13. Einüabevorrichtui€ nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandedraht (1) des Dehnungsmeßstreifens auf einem elastischen 3asiGmaterial (9) als dünne Schicht aufgebrachtist.14. Eingabevorrichtung nach Anspruch 3, daduroh gekennaeichnet, dafi die wideretandedrähte (1) eines Dehnungemeßeiareifeiis in ein gewebtes Master eingesohlo·»·» sind oder dieses darstellen.BAD ORlGlHAL109808/1600
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV0033357 | 1967-04-03 | ||
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ID=27213363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
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FR (1) | FR1521106A (de) |
GB (1) | GB1123844A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH670345A5 (de) * | 1986-07-28 | 1989-05-31 | Schenk & Co |
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1967
- 1967-04-03 DE DE19671549569 patent/DE1549569A1/de active Pending
- 1967-04-27 FR FR104458A patent/FR1521106A/fr not_active Expired
- 1967-04-28 GB GB1963067A patent/GB1123844A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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