DE2024984C - Druckempfindliche Membran-Schalteinrichtung - Google Patents
Druckempfindliche Membran-SchalteinrichtungInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine druckempfindliche Membran-Schaltelnrlchtung mit wenigstens einem
auf einer isolierenden Basisschicht befestigten elek-Irischen Leiter und wenigstens einem im geringen
Absland darüber auf der Unterseite einer isolierenden elastomeren Membran angeordneten elektrischen
Leiter, dessen Richtung sich mit dem Leiter auf der Basissehicht kreuzt.
Derartige Meinbran-Schaiteinrichtungen bsnötlgen
nur eine sehr kleine Betlitigungskraft und einen
iluUcrst kleinen BelUtigungshub und haben außerdem
den Vorzug, daß auf einer Flächeneinheit eine verhültnismlißig große Anzahl von Schaltstellen untergebracht werden kann. Auf Grund ihrer geringen
Abmessungen, des leichten Gewichtes und ihrer korn- »5
paklen Anordnung werden Membran-Schalteinrichtungcn als Handtastaturen, als einfache elektrische
Membranschalter, als Vielfachschalter, als Matrixschalter bei Stcuerungsschaltungen, in der Meß- und
Feinwerktechnik verwendet oder als Eingabestation bei Datenverarbeitungsanlagen.
Durch die IJSA.-Patentschi il"t 3 308 253 wurde ein
druckempfindlicher Membranschalter für mehrere Schaltstellen bekannt, der im Prinzip den folgend beschriebenen
Aufbau hat. Auf einer elektrisch isolierenclen, festen und maßbeständigen Basisschicht sind
parallel mit Abstand nebeneinanderliegend eine Anxahl
elektrischer Leiter befestigt, deren Enden mit Anschliißpunkten verbunden sind. In einem geringen
Abstund über diesen Leitern ist eine Membran angeordnet,
auf deren Unterseite ebenfalls eine Anzahl paralleler Leiter befestigt sind, die in ihrer Längsrichtung
sich jedoch quer zur Längsrichtung der auf der Basisschichl angeordneten Leiter erstrecken. Die
Kreu/ungspunktc der in zwei Ebenen liegenden Leiter
bilden die einzelnen Schallstcllcn bzw., wenn sie
aneinandergcdrückt sind, die Kontaktstellen. Diese
übereinanderliegenden Leiter sind durch eine den Zwischenraum ausfüllende isolierende Zwischenschicht,
die an den Krcuzungsstellcn der Leiter jeweils eine ÖITnung aufweist, normal voneinander
getrennt und isoliert. Durch diese Zwischenschicht wird der Abstand der übereinanderliegenden Leiter
gewahrt und damit der offene Schaltzustand definiert. Ober der Membran liegt meistens zu deren Schutz
noch eine elastische Druckschicht. Wird mit einer Fingerspitze oder einem stumpfen Stift an einer Stelle
der Deckschicht, unter der sich ein Leiterkreuzungspunkt und eine öffnung in der Zwischenschicht befindet,
ein leichter Druck ausgeübt, dann wird die Membran und das daran befestigte Leiterstück in die
öffnung der Zwischenschicht gedruckt, so weit, bis
dieser Leiter auf den darunter befindlichen Leiter der Basisschicht aufliegt. Diese beiden sich berührenden
Leiter bilden somit eine geschlossene Kontakt- oder Schaltstelle. Sobald die Einwirkung der Druckkraft
aufhört, ölfnct diese Kontaktstelle.
Obwohl dieser bekannte Mcrnbranschaltcr im Vergleich
mit anderen elektromechanischen Viclfaclischaltcrn, die ebenfalls mehrere Schaltslellen aufweisen,
relativ sehr klein ist und noch andere Vorzüge aufweist, erfüllt er nicht alle Forderungen, ilic
man Membran-Schaltcinrichtungcn in der Datcnverarbeilungs- und Steuerungstechnik stellt. Man hat
erkannt, daß Mernbran-Schallcinrichtungen außer zum Zweck der digitalen Dateneingabe auch zur
Eingabe von in Analogform.darstellbaren Muttern oder Kurven sowie zur Eingabe von Antwortsignal»
von auf Bildschirmen dargestellten Informationen (z. B. bei der Beantwortung von Testfragen dienen
können oder daß Membran-Schalteinrichtungen als olektromechanische Lesegeräte zur Identifizierung
von erhabenen Zeichen auf Ausweis- bzw. Kreditkarten und anderem vorteilhaft verwendbar sind, vorausgesetzt, daß die Schaltstellen in der Membran-Schalteinrichtung in einer solchen Dichte angeordnet
sind, daß sich eine große Auflösung des eingeschriebenen oder gelesenen Zeichenmusters ergibt. Mit den
bekannten Membranschalterausführungen ist die geforderte Auflösung nicht erzielbar, außerdem ist ihre
Empfindlichkeit noch zu gering. ,
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Membran-Schalteinrichtung so zu gestalten, daß
eine sehr große Anzahl von Schaltstellen, die voneinander isoliert sind, auf einer Flächeneinheit untergebracht werden können, so daß sich ein großes Auflösungsvermögen, eine scharfe Abgrenzung der jeweiligen Schaltstelle und eine hohe Empfindlichkeit
bei einer guten Betriebssicherheit ergeben.
Di'jse Aufgabe wird erfindungsgeniäß daduich gelöst,
daß die Leiter mit Ausnahme der eine Schaltslele
bildenden Kreuzungen mit ihren Abstand voneinander bestimmendem, elektrisch isolierendem Material
umgeben sind.
Diese erfindungsgemäße Membran-Schalteinrichtung unterscheidet sich im wesentlichen von der als
bekannt erwähnten Ausführung dadurch, daß sie keine plane, isolierende und an den Kreuzungsstellen
mit Öffnungen versehene Zwischenschicht enthält. Zur Isolierung der in zwei Ebenen übereinanderliegenden
Leiter und zur Festlegung eines definierten Abstandes der blanken Leiter an den Kreuzungsstellen bei offenen Schaltstellen sind die Leiterstücke
zwischen den Kreuzungspunkten und den Enden mit isolierenden Abstandsstücken verschen, die sich bis
in die Nähe der Kreuzungspunkte erstrecken und die nach einem chemischen Ausfällverfahren hergestellt
werden. Durch diese isolierenden Abstandsstücke, die in sehr kurzen Längen herstellbar sind, ist es möglich,
eine große Schaltstcllendichte je Flächeneinheit zu erzielen. Die Höhe der Abstandsstücke bestimmt
ebenfalls den Abstand zwischen der Basisschicht und der Membran.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Membran-Schalteinrichtung besteht darin,
daß die Basisschicht und die Membran aus transparenten Materialien bestehen, auf denen die schmalen
elektrischen Kupferleiter nach einem bekannten Niederschlags-Verfahren aufzubringen sind. Bei einer
derartig transparenten Membran-Schalteinrichtung, die nur eine geringe Dicke aufweist, weisen die Leiter
und die isolierenden Abstandestiicke sowie die Schaltstellen
die Form eines durchscheinenden Gitters auf. Diese Transparenz der erfindungsgemäßen Mcmbran-Schalteinrichtung
bringt verschiedene Vorteile mit sich. So ist z. B. die zu betätigende Schaltstelle leicht
auffindbar und gezielt zu betätigen. Diese Ausführungsart kann auch vor einer Anzeigetafel, vor einem
Tableau oder vor einem Bildschirm angeordnet werden. Die aus diesen Anzeigegeräten dargestellten
Zeichen sind durch die Membran-Schaltcinriclitung
für eine Bedienungsperson zu erkennen.
Einzelheiten der crfindungsgcmäßen Mcmbran-Schallcinrichlung sind im folgenden bevorzugten
Ausfiihriingsbcispicl an Hand der F i g. I bis 3 erläutert.
Von den Zeichnungen stellt dar
F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Membran-Schalteinrichtung,
F i g. 2 in sehr stark vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus einem Teil der Membran-Schalteinrichtung,
Fig.3 eine Darstellung der prinzipiellen Anordnung einer Membran-Schalteinrichtung in Kombination
mit einem graphischen Sichtanzeigegerllt.
Aus der Fig. 1 ist zu ersehen, daß die erfindungsgcmllße
Membran-Schalteinrichtung, die eine Vielzahl von Kontaktstellen aufweisen kann, unten eine
ebene, fliichenhafte Basisschicht 10 und oben eine
plane Membran 12 enthält. Die Fig. 1 ist die Ansicht
eines Schnittes durch die Membran-Schalteinrichtung, der quer zu der Ebene der Basisschicht 10
und der Membran 12 verläuft. Die Membran 12 besteht aus einem transparenten, elastisch verformbaren
Material, z. B. Polyester, und die Basisschicht 10 bsstcht aus einem festen und formbeständigen Material,
z. B. Glas od. dgl. Jedoch wenn eine flexible Schaltungsstruktur zweckmäßig ist, kann uie Basisschicht
10 ebenfalls aus einem Polyestermaterial bestehen.
Auf der Oberseite der Basisschicht K) ist eine An
zahl von elektrischen Leitern 14 angeordnet, die parallel mit Abstand nebeneinander liegen. Ein derartiger
Leiter 14 ist in der Fig. 1 abgebildet. Diese elektrischen Leiter 14, welche aus Kupfer bestehen
können, werden als Hingliche Bahnen auf der Basisscliieht
10 durch eines der zahlreichen bekannten Verfahren erstellt und befestigt, z. B. durch ein
Niederschlag- oder Ätzverfahren unter Verwendung von Schabloncnmaskcn. Desgleichen ist die Unterseite
der Membran 12 ebenfalls mit solchen elektrischen Leitungen 16 und 18 versehen, die jedoch
in ihrer Längsrichtung t|uer zur Längsrichtung der Leiter 14 auf der Basisschicht 10 verlaufen.
Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Membran 12 und die Basisschicht 10 voneinander einen Abstand
aufweisen, ohne daß dazu eine besondere den Abstand bestimmende Zwischenschicht erforderlich
ist. Die elektrischen Leiter 14, 16, 18 auf der Basisschicht und der Membran 12 weisen ebenfalls einen
geringen Abstand zueinander auf. Sie sind voneinander elektrisch isoliert durch eine gewachsene Isolierschicht,
die durch ein elektrochemisches Ausfall-Verfahren auf den Leitern 14, 16, 18 erzeugt wird.
Mit Ausnahme der Schaltstellen sind die Leiter 14, 16, 18 über ihre gesamte Länge mit dieser Isolierschicht
bedeckt. Die Leiter 14, 16, 18 sind dabei nur an den Stellen, an denen sie sich kreuzen, blank.
Diese Stellen bilden die Kontaktpunkt? bei einer Betätigung der Membran-Schalteinrichtung. Die Verbindung
zwischen den Leitern entsteht dabei dadurch, daß ein Leiter der Membran 12 auf einen Leiter der
Basischicht 10 gedrückt wird. In eier Fig. 1 ist der
auf der Basisschicht 10 angeordnete Leiter 14 mit den isolierenden Abstandsstücken 20/1, 20ß und
2OC versehen, wobei zwischen zwei isolierenden Abstandsstücken sich jeweils eine Schaltstelle befindet.
In dem Zwischenraum zwischen zwei isolierenden Abstandsstücken ist der Leiter 14 blank. In ähnlicher
Weise wie der Leiter 14 sind auch die elektrischen Leiter 16 und 18, die auf der Membran 12
angeordnet sind, mit isolierenden AbstandsstUckcn 21 und 22 versehen. Die Leiter 16 und 18 sind ebenfalls
an den Kontaktstellen, an denen sie die darunterliegenden Leitungen der Basisschicht 10 kreuzen.
Über eine sehr kurze Lunge blank. Diese Anordnung
ist aus der Fig.2 besser ersichtlich.
Die Fig.2 zeigt in sens- stark vergrößerter Abbildung einen Ausschnitt der Membran 12 und einen
.s Einblick in das Innere der Membran-Schalteinrichtung mit zwei sich kreuzenden Leitern 14, 16, die
eine Schaltstelle bilden. Durch die Entfernung eines Teils der Membran 12 ist aus der Fig.2 deutlich
der auf- der Basisschicht 10 angeordnete Leiter 14
ίο und der diesen kreuzenden und darüberliegenden
Leiter 16 sowie die isolierenden Abstandsstücke 2OA, 20 ß, 21A, 21B, die die beiden Leiter 14, 16 außerhalb
der Schaltstelle asymmetrisch umgeben, zu ersehen. Der untere, auf der Basisschicht 10 angeord-
nctc Leiter 14 ist außerhalb der Schaltstelle mit den
isolierenden Abstandsstücken 2OA und 20 B versehen,
und der darüberliegende Leiter 16, der an der Unterseite der Membran 12 befestigt ist, weist außerhalb
der Schaltstelle die beiden isolierenden Ab-
ao Standsstücke 21 A und 21 B auf. Wie man aus der
Fig. 2 erkennen kann, wird der Abstand zwischen den beiden sich kreuzenden Leitern 14 und 16 durch
die Dicke der isolierenden Abstandsstücke 20 A, 20 B,
21/1, 21 B bestimmt. Eine Schaltverbindung bzw.
as eine elektrische Kontaktverbindung zwischen den
beiden Leitern 14 und 16 wird dadurch hergestellt, daß die Membran 12 an der über der Leitungskreuzung
liegenden Stelle durch einen Taststift, Finger od. dgl. geringfügig eingedrückt wird; durch die Aus-
lenkung der Membran 12 wird auch der Leiter 16 an dieser Stelle nach unten ausgelenkt und kommt in
physikalischen Kontakt mit dem darunterliegenden Leiter 14, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.
Ein Schalter, dessen eine Ebene /V-Leiter und in der anderen zugeordneten Ebene M-Leiter enthält, ist
bekanntlich ein Matrixschalter (oder auch Kreuzschienenverteiler genannt), der N · M Schaltpunklc
zur Verbindung ungleicher Paare elektrischer Leiter aufweist. Diese Leiter sind je nach den vorliegenden
Erfordernissen mit Stromquellen oder den Ein- bzw. Ausgängen von sonstigen Schaltungsanordnungen
verbunden. Je nachdem, welche Stelle der Membran 12 betätigt wird, schließt der dieser Stelle zugeordnete
Stromkreis. Gegenüber den bekannten Membranschaltcrn hat die erfindungsgemäße Membran-Schalteinrichtung
verschiedene Vorzüge, die folgend erläutert werden. Die isolierenden Abstandsstücke
20/1, 20 ß, 21, 22 usw. sind nur geringfügig breiter als die elektrischen Leiter 14, 16..., deren Breite
z. B. 0,13 mm beträgt. Da die isolierenden Abstandsstiickc
durch ein elektrophorethisches Niederschlagsverfahren erzeugt werden, ist eine genaue Regelung
ihrer Dicke und der übrigen Abmessungen möglich, wodurch eine sehr gute Maßhaltigkeit erreicht wird.
Auf der Basisschicht 10 und der Membran 12 kennen somit die Leiter 14, 16, 18 nebeneinanderlieg^nd in
einer sehr großen Dichte angeordnet werden, was zur Folge hat, daß in der erfindungsgemäßen Membranschaltcinrichtung
auf einer spezifischen Fläche
eine sehr große Anzahl von Schaltstcllen gebildet werden kann.
Wesentlich ist, daß bei der erfindungsgemäßen Membran-Schaltcinrichtung keine besondere gelochte
Zwischenschicht als Isolierschicht und als Abstandshalter erforderlich ist und daß die isolierenden Anstandsstücke
20/1, 20Ii, 21 A, 21ß, die die Leiter
asymmetrisch umgeben, nur wenig breiter sind als die elektrischen Leiter 14, 16, 18, welche sehr schmal
sein können. Die Basisschicht 10 und die Membran sichtbaren Z-Y-Gitterpositionen der Membran 12 der
12 können deshalb zweckmäßigerweise aus transpa- Membran-Schalteinrichtung 30. Durch das nur gerenten
Materialien bestehen. Die elektrischen Leiter ringfügige Eindrücken der Membran 12 an der durch
14, 16, 18 und die sie umgebenden isolierenden An- die Ä'-Y-Koordinaten bestimmten Gitterstelle wird
schlußstücke 2OA, 20 B, 21A, 21B ... sind somit als 5 das darunterliegende Schaltelement geschlossen, das
Haarlinien in der komplettierten Membran-Schalt- durch einen in horizontaler und einen in vertikaler
einrichtung sichtbar und erscheinen bei einer planen Richtung sich erstreckenden Leiter 14, 16 gebildet
Schalterausführung als ein Gitter, das durch die wird. Damit schließt auch der angeschlossene Stromtransparente Basisschicht 10 und transparente Mem- kreis der Schaltungsanordnung. Die horizontalen (X)
bran 12 gut erkennbar ist. io Leiter und die vertikalen (Y) Leiter der Membran-Die
F i g. 3 zeigt die Verbindung einer derartigen Schalteinrichtung 30 und das X-Y-Ablenksystem des
transparenten Membran-Schalteinrichtung in Kombi- Sichtanzeigegerätes 26 können durch zwischengenation
mit dem Bildschirm 28 eines Anzeigegerätes schaltete Schaltungseinrichtungen so aufeinander ab-26,
wobei die transparente Membran-Schalteinrich- gestimmt und angepaßt werden, daß bei jeder betung
vor einem Bildschirm 28 angeordnet ist. Bei 15 tätigten Schaltstelle der Membran-Schalteinrichtung
optischen Anzeigegeräten 26, z. B. Bildschirmgeräten, 30 der Elektronenstrahl auf die dieser Schaltstelle zuist
es manchmal wünschenswert, die Anzeige oder geordnete Position auf dem Bildschirm 28 ausgelenkt
Darstellung durch die Eingabe von Daten oder Strich- wird.
zeichnungen korrigieren zu können. Dies ist z. B. Wie bereits erläutert wurde, können in der erfinmöglich
durch die Verwendung von zusätzlichen «o dungsgemäßen Membran-Schalteinrichtung die in
elektrisch-optischen Geräten, den sogenannten Licht- horizontaler und vertikaler Richtung sich erstreckengriffeln,
die bei Bildschirmgeräten Verwendung fin- den Leiter in einer sehr großen Dichte angeordnet
den. Derartige Anordnungen von Lichtgriffelsyste- werden, so daß sich sehr viele Schaltstellen ergeben,
men sind in den USA.-Patentschriften 3 337 860 Dies hat den Vorteil, daß die Auflösung der vor-
und 3 106 707 erläutert. »5 stehend erläuterten graphischen Eingabestation sehr
In der F i g. 3 ist ein Sichtanzeigesystem illustriert, groß ist (s. F i g. 3).
bei dem eine plane erfindungsgemäße Membran- Nachstehend wird an einem anderen Beispiel er-Schalteinrichtung
mit einem Anzeigegerät 26 kombi- läutert, wie auf einem Bildschirm 28 in Kombination
niert ist, um ein elektro-mechanisch gesteuertes An- mit einer erfindungsgemäßen Membran-Schalteinzeigesystem
zu erhalten. Das Sichtanzeigegerät 26, so richtung 30 eine Bedienungsperson ein gewünschtes
das z. B. ein Bildschirmgerät, ein Lichtpunktabtaster Muster einer Darstellung erzeugen kann. Die hori-
oder eine andere ähnliche Anordnung ist, enthält zontalen und die vertikalen Leiter einer Membraneinen
Bildschirm 28 einer Elektronenstrahlröhre, auf Schalteinrichtung 30 sind jeweils an ihren Anschlußdem
die graphische Darstellung der Anzeige erscheint. stellen durch Steckkupplungen 32 und 34 mit weiter-Eine
erfindungsgemäße Membran-Schalteinrichtung 35 führenden entsprechenden Leitungen verbunden, die
30 in der Ausführung nach Fig. 2 ist auf der Vor- zusammengefaßt die Kabel 36 und 38 bilden und die
derseite des Bildschirmes 28 so angeordnet, daß die zu einem Speicher 40 führen. Im Speicher 40 kann
in horizontaler Richtung sich erstreckenden Leiter der jede mögliche Schaltstelle der Membran-Schalteinrich-Membran-Schalteinrichtung
30 mit der Richtung der tung 30 gespeichert werden, die durch eine kontakthorizontalen
Strahlablenkung übereinstimmen. Die 40 mäßige Schließung einer Kreuzungsstelle zwischen
vertikalen Leiter der Membran-Schalteinrichtung 30 einem horizontalen und vertikalen Leiter 14, 16 gesind
in solchen Abständen positioniert, daß sich eine bildet wird. Die einmal geschlossenen und gespeicher-Übereinstimmung
mit der zeitlichen Auslenkung des ten Schaltstellen stehen als entsprechende, den
horizontalen Ablenksignals ergibt. Den ,Y-Y-Koordi- .Y-Y-Koordinaten des Bisldschirms 28 zugeordnete
naten auf dem Bildschirm 28 sind somit jeweils be- 45 Signale am Ausgang des Speichers 40 zur Verfügung,
stimmte Schaltstellen der Membran-Schalteinrichtung Eine geschlossene Schaltstelle in der Membran-Schalt-30
zugeordnet. Da die direkt vor dem Bildschirm 28 einrichtung 30 dient somit als Adresse zur Führung
angeordnete Membran-Schalteinrichtung 30 transpa- des Elektronenstrahls auf die zugeordnete X-Y-Posirent
ist, ist auch der vom Elektronenstrahl erzeugte tion des Bildschirms 28. Diese, jeder Schaltstelle der
Kurvenzug auf dem Bildschirm 28 für einen Betrach- 50 Membran-Schalteinrichtung 30 entsprechenden X-Y-ter
durch die Membran-Schalteinrichtung 30 sichtbar, Koordinatensignale, die am Ausgang des Speichers
lediglich an den durch die sehr schmalen Leiter 14, 40 zur Verfugung stehen, werden in einem Digital/
16,18 gebildeten Gitterlinien in der Membran-Schalt- Analogwandler 42 in Steuersignale für das Ablenkeinrichtung
30 erfolgt eine kaum erkennbare Unter- system des Elektronenstrahles umgeformt, so daß in
brechung der Anzeige, jedoch ist diese im allgemei- 55 dem Sichtanzeigegerät 26 der Elektronenstrahl auf
nen vernachlässigbar, da die Leiter-Gitterlinien im die der Schaltstelle zugeordnete JY-Y-Position auf
Verhältnis zur Dicke der Aufzeichnungsspur sehr dem Bildschirm 28 ausgelenkt wird. Es wurde bereits
•schmal sind. Ist die Oberfläche des Bildschirmes 28 erwähnt, daß durch das Schließen einer Schaltstelle
nicht plan, sondern etwas gewölbt, verwendet man, in der Membran-Schalteinrichtung 30 eine lösbare
um Verzerrungen der angezeigten Darstellungen zu 60 elektrische Kontaktverbindung zwischen einem horizu
vermeiden, bei der Membran-Schalteinrichtung 30 zontalen und einem vertikalen elektrischen Leiter
eine flexible Basissehicht 10, die z. B. aus Polyester hergestellt wird. Jeder vertikale Leiter der Membcstchen
kann. bran-Schaltcinrichtung 30 ist über das mehradrige
Um auf das Sichtanzeigesystem einwirken zu kön- Kabel 36 im Speicher 40 jeweils mit einem
neu, wählt der Betrachter eine oder mehrere Posi- 65 Transistor verbunden, der seinerseits wieder an
!ionen auf dem Bildschirm 28 aus, die durch die einer SpannungsqucUc liegt. Die horizontalen l.ci-A'-Y-Koordinaten
wählbar sind, und drückt mit einer Ut der Mnnbran-Schalteinrichtung 30 sind cbcnslumpfen
Spitze eines Stifles auf die einsprechenden falls über ein mehradriges Kabel 38 im Speicher
mit Transistoren verbunden, die auf Massepotential liegen. Durch die Betätigung einer Schaltstelle der
Membran-Schalteinrichtung 30 wird somit ein Stromkreis geschlossen, und die Transistoren dieses
Stromkreises werden aktiviert. Die Ausgangssignale von diesem aktivierten Transistorpaar sind repräsentativ
für die Adresse der betätigten Schaltstelle, und sie bewirken, daß über den Digital/Analogwandler 42
der Elektronenstrahl im Sichtanzeigegerät 26 auf die Strahlaufzeichnung und gleichzeitig als transparente
Basisschicht 10 ■ für die Membran-Schalteinrichtung 30 dient. Beispielsweise können die unteren zur
Basisschicht 10 gehörigen Leiter 14 direkt auf der 5 Oberfläche des Bildschirms 28 befestigt werden. Diese
Anordnung der Leiter 14 direkt auf dem Bildschirm 28 hat den Vorzug, daß die Weite der spezifischen
Auslenkung des Elektronenstrahls (ζ. Β. V/mm od. dgl.), also dessen Raster an die Gitterweite der
Position der betätigten Schaltstelle geführt wird. Da 10 sich kreuzenden Leiter 14,16 in der Membran-Schaltdieses
Nachführsystem sehr empfindlich und praktisch trägheitslos ist, kann die Bedienungsperson
einen Betätigungsstift zügig über die Oberfläche der
Membran-Schalteinrichtung 30 führen, wodurch sich
einen Betätigungsstift zügig über die Oberfläche der
Membran-Schalteinrichtung 30 führen, wodurch sich
einrichtung vorher bestimmbar ist und gleich bei der Fabrikation der Bildröhre angepaßt werden kann.
Ein weiterer Vorzug dieser direkten Anordnung der Leiter auf dem Bildschirm 28 ist, daß sich die
die darunterliegenden und sehr nahe beieinander- l5 Parallaxe bei der Sichtanzeige verringert und damit
liegenden Schaltstellen nacheinander schließen; eine bessere Darstellung erreicht wird.
Darüber hinaus ist es auch möglich, die erfinnungsgemäße
Membran-Schalteinrichtung außer in
praktisch zur gleichen Zeit stehen am Ausgang des Speichers 40 die den entsprechenden Z-Y-Koordinaten
zugeordneten Signale zur weiteren Verarbei-Kombination mit einem Sichtanzeigegerät 26 bzw.
tung zur Verfügung, und über diese Ausgangssignale 20 mit einer Abtaströhre zu verwenden. Da die Membranwird
auch der Elektronenstrahl jeweils auf die ent- Schalteinrichtung eine einfache, einheitliche Konsprechende
Position im Bildschirm 28 nachgeführt. struktion aufweist, die eine mehr oder weniger
Durch die zügige Bewegung eines Betätigungsstiftes große Anzahl von kompakt angeordneten Schaltüber
die Oberfläche der Membran 12 kann die Be- elementen enthalten kann, von denen eine sehr große
dienungsperson eine beliebige Figur aufzeichnen, die *5 Anzahl auf einer Flächeneinheit untergebracht sein
gleichzeitig optisch durch den Elektronenstrahl auf können, ist es möglich, verschiedene Schaltkombidem
Bildschirm 28 des Sichtanzeigegerätes 26 darge- nationen zu erstellen durch die jeweilige Leiterfühstellt
wird. Da diese manuell aufgezeichnete und op- rung und die Anordnung der isolierenden Abstandstisch
auf dem Bildschirm 28 dargestellte Figur aus stücke. So ist es z. B. möglich, daß bei Betätigung
einzelnen Rasterpunkten besteht, stehen die diesen 3° einer Schaltstelle gleichzeitig mehrere Kontaktstellen
Rasterpunkten zugeordneten ^-Y-Koordinaten-Si- schließen.
■ - - - - - Weiterhin eignet sich die erfindungsgemäße Mem
bran-Schalteinrichtung für ein elektromechanisches Lesegerät zur Identifizierung von Kreditkarten oder
Ausweisen, in denen die Schriftzeichen oder sonstige Markierungen als erhabene Prägungen eingearbeitet
gnale in digitaler Form am Ausgang des Speichers 40 und in analoger Form am Ausgang des Digital/Analogwandlers
42 zur weiteren Verarbeitung auch für andere Zwecke zur Verfügung.
Eine andere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Membran-Schalteinrichtung ist gegeben,
wenn von einem unabhängigen Eingabegerät, z. B. einem Computer, eine Darstellung auf dem
Bildschirm 28 eines Sichtanzeigegerätes 26 erzeugt wird. In diesem Fall kann mit Hilfe der Membran-Schalteinrichtung
von der Bedienungsperson ein Teil der dargestellen Anzeige ausgewählt werden. Eine
derartige Anwendung ist z. B. gegeben, wenn bei sind. Durch die große Packungsdichte der Schaltstellen
ergibt sich ein gutes Auflösungsvermögen bei der Identifizierung derartiger Schlüsselzeichen.
Je nach den vorliegenden Erfordernissen kann die in F i g. 2 dargestellte geometrische Anordnung der
in ihrer Längsrichtung sich kreuzenden Leiter 14, 16 und ihre Abstands-Isolierung20^, 20 B, 21A, 21B
abgewandelt und an die jeweiligen Verhältnisse an-
einem Lehrprogramm vom Computer auf dem Bild- 45 gepaßt werden. Beispielsweise ist es auch möglich,
hi 28 d Sihtaeiegätes 26 mehrere Fagen die Basisschicht 10 und die Membran 12 zylindrisch
schirm 28 des Sichtanzeigegerätes 26 mehrere Fragen oder Antworten angezeigt werden, von denen der
Schüler jeweils die richtige auswählen soll, indem er den dieser Frage oder Antwort zugeordneten Schalter
betätigt. Durch die von diesem geschlossenen Schalter letztlich erzeugten Positionssignale, die auf den
Computer gelangen, kann dann der Computer entscheiden, ob die von dem Schüler gegebene Antwort
richtig war.
In der F i g. 3 ist, wie bereits erwähnt wurde, die Kombination eines Sichtanzeigegerätes 26 mit einer
erfindungsgemäßen Membran-Schalteinrichtung 30 in der Ausführung nach Fig. 1 und 2 abgebildet, wobei
die Membran-Schalteinrichtung direkt vor dem Bildschirm 28 angeordnet ist. Bei den verschiedenen
möglichen Anwendungsfällen, bei denen die erfindungsgemäße Membran-Schalteinrichtung häufig oder
dauernd mit einem Bildschirm 28 einer Elektronenstrahlröhre zusammenwirkt, ist es zweckmäßig, die
Bildschirmfläche gleich fabrikationsmäßig als Basis-Schicht 10 für die Membran-Schalteinrichtung zu gestallen,
so daß die Bildschirmflächc eine Doppclfunktion hat und zur Darstellung der Elektroncndie
Basisschicht 10 und die Membran 12 zylindrisch zu gestalten anstatt, wie in Fig. 2, als flache Scheiben,
um damit eine zylindrische Schalteinrichtung zu schaffen, die gegebenenfalls auch drehbar sein kann.
Claims (13)
1. Druckempfindliche Membran-Schalteinrichtung mit wenigstens einem auf einer isolierender
Basisschicht befestigten elektrischen Leiter und wenigstens einem in geringem Abstand darübei
auf der Unterseite einer isolierenden, elastomerer Membran angeordneten elektrischen Leiter, des
sen Richtung sich mit dem Leiter auf der Basis Schicht kreuzt, dadurch gekennzeichnet
daß die Leiter (14, 16, 18) mit Ausnahme de eine Schaltstelle bildenden Kreuzungen mit ihrei
Abstand voneinander bestimmenden, elektriscl isolierendem Material (20A, 2OB, 21, 21A, 21B
umgeben sind.
2. Membran-Schalteinrichtung nach An Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bash
schicht (10) und die Membran (12) t ransparent sine
3. Membran-Schalteinrichtung nach Ar
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sprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Schaltermatrix auf der Basisschicht
(10) und der Unterseite der Membran (12) jeweils eine Anzahl paralleler, mit bestimmtem
•Abstand nebeneinanderliegender Leiter (14, 16) angeordnet sind.
4. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (12) aus elastomerem Polyester und die Basisschient (10) aus einem festen und formbeständigen
Material (z. B. Glas) besteht.
5. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basisschicht (10) aus einem flexiblen, schmiegsamen Material (z. B. Polyester) besteht.
6. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiter (14, 16) auf der Basisschicht und der Membran niedergeschlagene Kupferbahnen sind.
7. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die isolierenden Abstandsstücke (20/1,20 B, 21A,
21 B) nur geringfügig breiter als die Leiter sind.
8. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die isolierenden Abstandsstücke (2QA, 20 B, 21A,
21 B) im Querschnitt die Leiter (14, 16) asymmetrisch umgeben.
9. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die isolierenden Abstandsstücke auf den Leitern nach einem chemischen Ausfällverfahren
gebildet sind.
10. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß sie auf der Anzeigefläche eines Sichtanzeigegerätes (26) angeordnet ist, so daß dessen Anzeigefeld
ganz oder teilweise mit Schaltstellen bedeckt ist.
11. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Basisschicht (10) durch die· Oberfläche eines Bildschirms (28) in einem Sichtanzeigegerät
(26) gebildet wird, auf der auch die zugeordneten Leiter (14) befestigt sind.
12. Membran-Schalteinrichtung nach Anspruch
10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der parallel angeordneten Leiter
(14,16) zueinander in horizontaler und vertikaler Richtung an das Raster des Bildschirms im Sichtanzeigegerät
(26) angepaßt sind und daß das durch die Leiter gebildete Gittermuster deckungsgleich
mit dem Raster des Sichtanzeigegerätes ist.
13. Membran-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußpunkte der Leiter (14, 16) mit die Strahlungsauslenkung eines Elektronenstrahl-Sichtanzeigegerätes
(26) beeinflussenden elektrischen Schaltungseinrichtungen (40, 42) verbunden sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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