DE1566695B2 - Kontaktloser tastschalter - Google Patents

Description

ζ. B. durch einfallendes Umgebungslicht durch die Öffnung 3, weitgehend zu unterbinden, ist die Innenwandung des Gehäuses 1 mit einem lichtabsorbierenden Belag 1 a versehen.

Wird nunmehr gemäß Fig. 1 eine der Öffnungen, z. B. durch Auflegen der Hand oder eines Teiles derselben, vorzugsweise eines Fingers 5, abgedeckt, so tritt an diesem eine Reflexion des Lichtstrahles 6 auf, dessen diffuse Reflexionsstrahlung 6 α von oben auf die hinter der Abschirmung 2 liegenden Fotozellen 7 trifft und diese erregt, so daß an den Anschlüssen 7 a ein Spannungspotential auftritt, welches z. B. von einer nachgeordneten, nicht dargestellten Auswerteelektronik als eine Betätigung des Tastschalters erkannt wird.

Um einer Verschmutzung des Tastschalterinnenraumes vorzubeugen, ist es vorteilhaft, die Öffnungen 3 gemäß F i g. 2 mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 4 zu versehen, welche in der dargestellten Weise in die Deckfläche des Tastschaltergehäuses 1 eingelassen ist.

Um eine erhöhte Ausbeute der reflektierten Strahlung 6 a zu erhalten, sind in den Ausführungen der F i g. 3 und 4 rund um die jeweils hinter der Abschirmung 2 fremdgeschützt angeordneten Fotozellen 7 Spiegel vorgesehen, über welche die diffuse Reflexionsstrahlung 6 a auf die jeweilige Fotozelle 7 konzentriert wird.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde unterstellt, daß das im unbetätigten Zustand des Tastschalters durch die Öffnung 3 einfallende Umgebungslicht im Verhältnis zur wirksamen Nutzstrahlung so gering ist, daß bei einer entsprechenden Ansprechempfindlichkeit der Fotozellen 7 mit keiner auf Störstrahlung beruhenden, unbeabsichtigten Auslösung zu rechnen ist.

Um hierbei eventuell auftretende Unsicherheiten auszuschalten, sind bei den Beispielen der F i g. 5 bis 7 im Strahlengang Filterscheiben 9 angeordnet, welche in an sich bekannter Weise nur für Strahlungen einer bestimmten Wellenlänge durchlässig sind. In diesen Fällen muß die die Nutzstrahlung 1 erzeugende Strahlungsquelle so beschaffen sein, daß der Hauptteil ihrer Strahlungsenergie in dem Spektralbereich liegt, für den die Filterscheibe 9 durchlassig ist.

F i g. 5 und 6 zeigen einen derartig ausgebildeten Tastschalter im Schnitt, welcher gegenüber der Ausführung von F i g. 1 oberhalb der Fotozellen 7 und der Abschirmung 2 mit einer Filterscheibe 9 versehen ist. Entsprechend dem Vorhergesagten stellt dieses Filter für den Hauptteil der Strahlung 6 kein Hindernis dar, so daß diese weitgehend ungeschwächt hindurchtreten kann, während das durch die Öffnung 3 von oben eindringende Umgebungslicht 10 von meist anderer Wellenlänge so stark absorbiert oder reflektiert wird, daß der bis zu den Fotozellen 7 gelangende Teil der Fremdeinstrahlung 10 keinen wirksamen Einfluß mehr ausüben kann. Wird jedoch gemäß F i g. 6 die Öffnung 3 z. B. durch Auflegen eines Fingers 5 abgedeckt, so tritt in der beschriebenen Weise eine Reflexion der Strahlung 6 auf, welche in Form diffuser Reflexionsstrahlung 6 α ungehindert die Filterscheibe 9 durchdringt und eine Erregung der Fotozellen 7 hervorruft, welche in einer für die auswertende Elektronik erkennbaren Form den Tastzustand anzeigen.

F i g. 7 zeigt eine nur in konstruktiver Hinsicht von dem vorbeschriebenen Beispiel abweichende Ausführung im Schnitt. Hierbei sind die Fotozellen 7 seitlich der Öffnung 3 im Tastschaltergehäuse 1 angeordnet und durch eine von der Öffnung 3 nach innen gerichtete, trichterförmige Abschirmung 1 b vor Fremdlichteinstrahlung geschützt. Unterhalb dieser Abschirmung ist eine Filterscheibe 9 angeordnet, während im Raum neben der Abschirmung 2 Spiegel 8 eingelagert sind. Die Abschirmung 2 dient in diesem Fall noch als Halterung für eine Sammellinse 11, durch welche die Strahlung 6 auf die Mitte der Öffnung 3 fokussiert wird. Auch in diesem Fall weist der wesentliche Teil der Strahlung 6 eine Wellenlänge auf, für welche die Filterscheibe 9 durchlässig ist.

Mit dem Abdecken der Öffnung 3, z. B. mittels eines Fingers 5, tritt an diesem die besagte Reflexion 'auf. Die zurückgeworfene diffuse Reflexionsstrahlung 6 a, welche durch die trichterförmige Abschirmung 1 b auf einen vorbestimmten Winkelbereich begrenzt wird, durchdringt nunmehr in umgekehrter Richtung wieder die Filterscheibe 9, trifft dabei auf die Spiegel 8 und wird von diesen nach oben in Richtung auf die Fotozellen 7 reflektiert, wobei sie nochmals die Filterscheibe 9 durchdringt.

Die die Strahlung 6 erzeugende Strahlungsquelle muß relativ stark sein, da das mehrfache Durchdringen der Filterscheibe 9 einen gewissen Leistungverlust mit sich bringt. Demgegenüber weist diese Anordnung den Vorteil auf, daß bei einer entsprechenden Filterwahl auch bei stark einfallendem Umgebungslicht eine durch Störstrahlung hervorgerufene Auslösung des Tastschalters mit Sicherheit unterbunden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 erfordern noch einen relativ hohen Aufwand an Patentansprüche: Schaltungsmitteln. Außerdem ist das Bauvolumen derartiger Schalter so groß, daß z. B. eine Bildung

1. Kontaktloser Tastschalter, bei welchem von Vielfachfeldern mit einem bei Schreibmaschidurch Reflexion eines Lichtstrahles auf eine 5 nentastaturen üblichen Abstand nicht möglich ist. lichtempfindliche Zelle fallendes Licht ein elektri- Auch ist die Bauhöhe derartiger Tastelemente so scher Impuls ausgelöst wird, dadurch ge- groß, daß ihre Verwendung in etlichen Fällen aus kennzeichnet, daß der Lichtstrahl (6) nor- diesem Grunde auf Schwierigkeiten stößt,
malerweise durch eine öffnung (3) im allseitig Aus diesem Grunde wurde bereits gemäß dem geschlossenen Tastschaltergehäuse (1) heraustritt io älteren Patent 1 299 706 ein kontaktloser Tastschal- und daß die durch eine Abschirmung (2) ge- ter vorgeschlagen, bei welchem das Lichtschrankenschützte, lichtempfindliche Zelle (7) im wesent- prinzip in der Form Anwendung findet, daß der liehen nur von Strahlen getroffen werden kann, Lichtstrahl durch eine Tastmulde führt, die so ausweiche durch Reflexion des Lichtstrahles (6) an gebildet ist, daß der Strahl durch Einfügen der Hand einem die Öffnung (3) abdeckenden Gegenstand 15 oder eines Teiles derselben unterbrochen wird,
auftreten. Das bei dieser Ausführung notwendige Einfügen,

2. Kontaktloser Tastschalter nach Anspruch 1, z. B. eines Fingers in die Tastmulde, stellt unter Umdadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung vor- ständen eine gewisse Erschwernis in der Bediezugsweise durch die Hand oder einen Teil der- nung dar.

selben, vorzugsweise Finger (5) erfolgt. * 20 Dieser Umstand wird bei dem Tastschalter gemäß

3. Kontaktloser Tastschalter nach Anspruch 1, der Erfindung vermieden, welcher" dadurch gekenndadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (3) mit zeichnet ist, daß der Lichtstrahl normalerweise durch einer lichtdurchlässigen Abdeckung (4) ver- eine Öffnung im allseitig geschlossenen Tastschaltersehen ist. gehäuse heraustritt, und daß die durch eine Abschir-

4. Kontaktloser Tastschalter nach Anspruch 1, 25 mung geschützte, lichtempfindliche Zelle im wesentdadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung liehen nur von Strahlen getroffen werden kann, des Tastschaltergehäuses (1) mit einem lichtab- welche durch Reflexion des Lichtstrahles an einem sorbierenden Belag (1 a) versehen ist. die Öffnung abdeckenden Gegenstand auftreten.

5. Kontaktloser Tastschalter nach Anspruch 1, An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erdadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfind- 30 findung in Verbindung mit den Zeichnungen nachliche Zelle (7) im Einfallbereich der diffusen Re- folgend näher erläutert.

flexionsstrahlung (6 a) mit Spiegeln (8) umge- F i g. 1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung

ben ist. mehrere zu einer Einheit zusammengefaßte Tast-

6. Kontaktloser Tastschalter nach Anspruch 1, schalter gemäß der Erfindung;

dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der 35 F i g. 2 zeigt im Schnitt den oberen Teil des Tast-Nutzstrahlung (6) im wesentlichen einheitlich ist, schaltergehäuses der Fig. 1 mit einer lichtdurchläs- und daß die entsprechend strahlungsempfindliche sigen Abdeckung der Tastöffnungen;
Zelle (7) von einer Filterscheibe (9) abgedeckt F i g. 3 und 4 zeigen in Schnittdarstellung Auswird, welche nur für Strahlungen mit der Wellen- führungen des Tastschalters gemäß Fig. 1, bei wellänge der Nutzstrahlung (6) durchlässig ist. 40 chen Spiegel zur Erhöhung der Ausbeute des reflektierten Lichtes Verwendung finden;

F i g. 5 und 6 zeigen eine Variante des Tastschalters gemäß Fig. 1 im Schnitt, bei welchem durch eine im Strahlengang angeordnete Filterscheibe eine

Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Tast- 45 Einflußnahme durch das Umgebungslicht weitgehend

schalter, bei welchem durch Reflexion eines Licht- unterbunden wird;

Strahles auf eine lichtempfindliche Zelle fallendes F i g. 7 stellt einen auf der Basis der F i g. 5 und 6

Licht ein elektrischer Impuls ausgelöst wird. beruhenden Tastschalter dar.

In der modernen Gerätetechnik besteht die Ten- Die schematische Darstellung der.Fig. 1 zeigt das denz, durch weitgehende Elektronisierung den bis- 5° Grundprinzip des Tastschalters gemäß der Erfinherigen Umfang mechanischer Funktionsgruppen auf dung. Die zu einer Einheit in einem gemeinsamen ein Mindestmaß zu reduzieren, um eine weitgehende Gehäuse 1 zusammengefaßten drei Tastschalter sind Wartungsfreiheit bei gleichzeitiger Gewichtserleichte- funktionsmäßig völlig voneinander getrennt. Das den rung und geringerer Geräuschbildung zu erreichen. jeweiligen Tastschalterinnenraum allseitig umschlie-Dieser Trend führte bereits zu Vorschlägen, die im 55 ßende Gehäuse 1 weist an der Unterseite eine Ausallgemeinen noch auf mechanischer Basis aufgebau- nehmung auf, in die eine tubusförmige Abschirten manuellen Bedienungselemente, wie z. B. Schal- mung 2 eingelassen ist. Dem Tubusdurchmesser entter, Drucktasten und/oder ganze Tastenfelder, als sprechend ist die gegenüberliegende Deckfläche des kontaktlose Tastschalter auszubilden. Gehäuses 1 mit einer Öffnung 3 versehen. Unterhalb Die bisher bekanntgewordenen Ausführungen die- 60 der Abschirmung 2 ist eine nicht dargestellte Lichtser Art arbeiten auf kapazitiver Basis, wie z. B. der quelle angeordnet, deren parallelgebündelter Licht-Gegenstand der deutschen Patentschrift 1 010 139 strahl 6 im unbetätigten Zustand des Tastschalters erkennen läßt, bei welchem eine gasgefüllte Kalt- das Gehäuse 1 in der dargestellten Weise ungehindert kathodenröhre Verwendung findet, deren Zündspan- durchmißt und durch die Öffnung 3 aus diesem wienung nur erreicht wird, wenn durch Berühren eines 65 der austritt. Die lichtempfindlichen Zellen 7, weiter-Tastknopfes über den Körperschluß eine Erdverbin- hin kurz Fotozellen genannt, sind jeweils im Raum dung zu einer Hilfselektrode hergestellt wird. hinter der tubusförmigen Abschirmung 2 angeordnet. Die auf diesem Prinzip basierenden Tastschalter- Um eine mögliche Störung durch Fremdeinstrahlung,