DE2256337A1 - Beruehrungsempfindlicher elektronischer schalter - Google Patents

Description

EWALD OPPEIiMANN

PATENTANWALT 225633?

CU OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 . TELEFON (OSIl) »8531« . KABEt EWUPAT

15. November 1972
39/9

MAGIC DOT, INC.

40 Washington Avenue South

Minneapolis,

Minnesota, V, St. A.

Berührungsempfindlicher elektronischer Schälter

Die Erfindung bezieht sich auf einen berührungsempfindlichen elektronischen Schalter mit Schaltelementen, welche
in Form von gegeneinander isolierten Elektroden auf der
Stirnseite.des Schalters in der Weise angeordnet sind, daß sie mittels des Hautwiderstandes des Fingers einer Bedienungsperson seitlich überbrückbar sind, wobei die Elektroden zum Zwecke der Vermeidung eines unmittelbaren elektrischen Kontaktes in seitlicher Richtung unbeweglich und mit den Eingängen einer zu betätigenden Schaltungsanordnung
verbindbar ausgebildet sind.

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Elektronische Schalter der vorstehend angegebenen Art sind bereits bekannt (US-PS 3 144 592). Bei dem bekannten Schalter sind die verschiedenen Elektroden unter Einhaltung eines unveränderlichen Abstandes auf einer Isolierstoff scheibe befestigt, wobei der Abstand zwischen den Elektroden zusätzlich durch eine Isolierstoffzwischenlage ausgefüllt sein kann. Die Oberflächen sämtlicher Elektroden liegen dabei in einer Ebene; durch Berührung mit einem Finger fließt aufgrund des Hautwiderstandes und eines mit den Elektroden verbundenen Schaltkreises ein schwacher Strom, der zur Auslösung weiterer Schalthandlungen herangezogen werden kann. Bei einem derartigen Schalter besteht ein Problem darin, daß eine unerwünschte Betätigung aufgrund einer Oberflächenverunreinigung und eines damit verbundenen Fehlerstroms zwischen den Betätigungselektroden möglich ist.

Es wu-^θ festgestellt, daß berührungsempfindliche elektronische Schalter der bekannten Bauart in Verbindung mit handelsüblichen Verstärkern nicht völlig zufriedenstellend arbeiten. Dabei ist davon auszugehen, daß ein zufriedenstellend arbeitender Verstärker in Verbindung mit einem Schalter der eingangs beschriebenen Art für eine große Zahl von Anwendungen unter einer Vielzahl von verschiedenen Betriebsbedingungen folgende Forderungen zu erfüllen hat. Er muß aus gleichspannungsversorgten Stufen bestehen und einen hchen Verstärkungsgrad besitzen. Ferner wird verlangt, daß im Schaltzustand EIN eine niedrige Spannung am Ausgang ansteht, daß ein niedriger Ausgangsstrom im Schaltzustand AUS fließt, daß eine niedrige Stromansprechgrenze am Eingang gegeben ist, und daß ein niedriger Spannungsabfall aiii Eingang auftritt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen .beruh-..

- rungsempfindliehen elektronischen Schalter anzugeben, bei dem ein außerordentlich niedriger Fehlerstrora zwischen den Elektroden auftritt und bei dem insbesondere durch zunehmende Verschmutzung kein Anwachsen des Fehlerstroms erfolgt, so daß der Schalter auch unter ungünstigsten Bedingungen die Schaltstellung AUS beibehält, solange nicht eine Veränderung dieses Zustandes bewußt herbeigeführt werden soll. Außerdem soll nach Möglichkeit die Forderung erfüllt werden, daß"etwa im Körper der Bedienungsperson induzierte Spannungen oder eine elektrostatische Aufladung beim Auflegen des Fingers auf den Schalter nicht zu einer unerwünschten und unkontrollierbaren Beta igung des Schalters führen oder sor gar eine Beschädigung oder Zerstörung der zugehörigen Schaltung zur Folge haben.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen berührungsempfindlichen elektronischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß zwischen den für die Überbrückung durch den Finger vorgesehenen Elektroden eine Masseelektrode isoliert und seitlich unbeweglich angeordnet ist, weiche mit Masse bzw. mit einem Bezugsspannungspunkt der zu betätigenden Schaltungsanordnung verbindbar ist.

Die Masseelektrode verhindert in der angegebenen Anordnung, daß nach dem Entfernen des Fingers der Bedienungsperson ein sogenannter Fehlerstrom zwischen denjenigen Elektroden fließen kann, die die eigentliche Betätigung des

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Schalters bewirken. Die Masseelektrode dient gewissermaßen als elektrische Abschirmung für derartige Fehlerströme. Der Einfluß zunehmender Verschmutzung kann durch die Anordnung der MasseeLektrode zuverlässig unterdrückt werden. Dadurch ist der erfindungsgemäße Schalter für die Verwendung in Rechenzentren, für die Tastaturen Von Schreib- und Rechenmaschinen, für Schalttafeln etc. hervorragend geeignet. Dabei besitzt ein solcher Schalter aufgrund seines Konstruktionsprinzips keinerlei aufeinander zu bewegliche Elektroden, so daß auch tein Verschleiss durch mechanische und/oder elektrische Abnutzung auftreten kann.

Gemäß der weiteren Erfindung stellen die Elektroden für die überbrückung durch den Hautwideretand eine Speiseelektrode und eine Eingangselektrode für die zu betätigende Schaltungsanordnung dar, wobei die Masseelektrode seitlich zwischen Speise- und Eingangselektrode angeordnet ist. Eine solche Anordnung kann in abwechselnder Reihenfolge seitlich nebeneinander mehrfach angeordnet werden, so daß auf diese Weise die Herstellung großflächiger Kontakte möglich ist. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß der Hautwiderstand relativ hoch sein kann, so daß die abwechselnde Mehrfachanordnung eine Vielzahl von parallelen Hautwiderständen schafft, welche die Ansprechsicherheit des Schalters erhöhen. Auf weitere Details einer solchen Anordnung wird noch im Zusammenhang mit der Beschreibung der AusführungsbeispieIe näher eingegangen. Die Anordnung der verschiedenen Elektroden kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise getroffen werden. Besondere Vorteile stellen sich jedoch ein, wenn die Speiseelektrode und die

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Eingangselektrode eine ineinanderliegende Anordnung bilden. Aus Gründen, die in der Notwendigkeit zu suchen sind, an den Elektroden entsprechende elektrische Anschlüsse vorzusehen, ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn die 'Speiseelektrode und die Eingangselektrode eine ineinandergreifende, nach Art einer Verzahnung gebildete, offene Anordnung darstellen. Unter dem Ausdruck "offene Anordnung* soll nachfolgend eine Elektrodenform verstanden werden, die einem Kamm oder einer Gabel ähnlich ist, d. h. aus mehreren länglichen, insbesondere parallelen Elektrodenfingern besteht, die an einem Ende durch einen gemeinsamen Leiterstreifen miteinander verbünd© sind. Mit einer sol« chen Form ist es möglich, je zwei Elektroden nach Art einer Verzahnung ineinandergreifend anzuordnen, so daß eine Vielzahl von potentiellen Überbrückungspunkten einander gegenüber zu liegen kommt. Es wird noch weiter unten sehr eingehend darauf eingegangen, daß eine solche Anordnung äußerst günstige Voraussetzungen für ein fertigungsgerechtes Anbringen der Anschlüsse einerseits und für eine hohe Betriebssicherheit des Schalters andererseits darstellt.

Eine optimale Anordnung der Elektroden im Sinne der vorstehenden Ausführungen ist jedoch gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Speise- und Eingangselektroden nach Form und Anordnung als ineinandergreifende Speisefinger bzw. Eingangsfinger ausgebildet und auf einer Keramikscheibe befestigt sind, wobei Speise- und Eingangsfinger untereinander durch je einen Speiseleiterstreifen und einen Eingangsleiterstreifen verbunden sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Keramikscheibe befestigt sind, und daß die Masseelektrode nach Art eines Mäanders zwischen den Speise- bzw. Eingangsfingern hindurchgeführt ist. Die Masseelektrode er-

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streckt sich hierbei durch den gesamten Spalt zwischen Speise- und Eingangselektrode und bewirkt auf diese Weise eine außerordentlich intensive Abschirmung gegenüber unerwünschten Fehlerströmen.

Die Oberflächei sämtlicher Elektroden können in einer Ebene, d. h. auf gleichem Niveau liegend ausgeführt sein, womit sich bereits der Vorteil der Unterdrückung eines Fehlerstroms und damit des Einflusses einer zunehmenden Verschmutzung einstellt. Es hat sich jedoch als überaus vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß der weiteren Erfindung- die Masseelektrode nicht nur mit waagrechtem, d. h. seitlichem, sondern auch mit senkrechtem Abstand isoliert von der Speiseelektrode und der Eingangselektrode angeordnet ist. Durch die Höhenstufung der einzelnen Elektroden kann ein selektives bzw. zeitlich aufeinanderfolgendes Berühren der betreffenden Elektroden erreicht werden, worauf eben**Ils im Zusammenhang mit der Erörterung der Aueführungebeispiele noch ausführlich eingegangen werden wird. Dabei kann es für bestimmte Anwendungsfälle besonders vorteilhaft sein, wenn die Oberfläche der Masseelektrode mit einem solchen Abstand unterhalb des Niveaus der Speiseelektrode und der Eingangselslttrode angeordnet ist, daß die Masseelektrode bei der Überbrückung von Speise- und Eingangselektrode durch einen Finger selbst nicht berührt wird. Durch entsprechende Wahl des Abstandes kann dafür Sorge getragen werden, daß der Finger die Masseelektrode selbst bei Aufbringung großer Kräfte nicht mehr berühren kann. Die Erörterung dar damit verbundenen Vorteile bleibt ebenfalls nachfolgenden Beschreibungsteilen vorbehalten.

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Es liegt auf der Hand, daß die Wähl der Abmessungen und der Abstände der Elektroden einerseits und die Große des den Schalter betätigenden Fingers andererseits nicht ohne gegenseitigen Einfluß sind. Es wurde jedoch überraschend gefunden, daß der kritisch© Einfluß der Fin« gergröße bei der Schalterbetätigung eliminiert werden kann, und zwar gemäß der Erfindung dann/ wenn die Abmessungen und Abstände der Elektroden wesentlich kleiner als der Radius des kleinsten Fingers einer Bedienungsperson sind, und zwar in einem solchen Maße, daß der kritische Einfluß der Fingergröße bei der Sphalterfoetä- ^x tigung nicht wirksam ist. Die zahlen- bzw, forme!mäßigen Grenzbedingungen für diesen Fall sind in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich abgehandelt.

In der Regel ist es unvermeidbar, daß im Körper der Bedienungsperson aufgrund äußerer elektrischer Felder eine Wechselspannung induziert wird, die bei einer Schalterbetätigung an den Schalter weitergegeben wird. Weiterhin ist es möglich, daß sich die Bedienungsperson bis zu einer erheblichen Spannung elektrostatisch auflädt", wobei die Elektrizitätsmenge im Augenblick der Schalterberührung schlagartig entladen wird. Dabei soll nach Möglichkeit verhindert werden, daß sich die vom Körper der Bedienüngs- > person herrührenden Spannungen auf die Eingangselektrode des Schalters übertragen. Der Eingangselektrode ist bekanntlich ein die Verstärkung bewirkender Schaltkreis nachgeschältet, der auch aufgrund von unerwünschten Fremdeinflüssen ansprechen kann. Um das gesteckte Ziel zu erreichen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß das Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode in einem

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Maße oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Eingangselektrode angeordnet ist, daß der Finger der Bedienungsperson die Speiseelektrode unter guter Kontaktgäbe berührt, bevor ein Kontakt zwischen dem Finger und der Eingangselektrode erfolgt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Spannung im Körper der Bedienungsperson bei der zunächst erfolgenden Berührung der Speiseelektrode unschädlich geerdet wird, und daß im Augenblick der Berührung der Eingangselektrode lediglich der Gleichstrompfad zwischen der Speiseelektrode und der Eingangselektrode hergestellt wird. Ein periodisches Ein- und Ausschalten mit Netzfrequenz wird auf diese Weise sicher verhindert.

Mit gutem Erfolg brauchbare Zahlenwert für die Bemessung und Anordnung der Schalterelektroden lassen sich bei Befolgung der Lehre ermitteln, daß das Verhältnis zwischen dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode und dem Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode sowie dem seitlichen Abstand zwischen den Elektroden der Beziehung

P * R - (R² - Y²)^1/2

gehorcht, wobei "P" die Höhendifferenz zwischen dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode und dem Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode ist, "Y" den seitlichen Abstand zwischen diesen Elektroden darstellt, und "R" die Krümmung des kleinsten für die Schalterbetätigung infrage kommenden Fingers ist. Bei Befolgung der gegebenen Lehre ist sichergestellt, daß praktisch unabhängig von der Fingergröße der Finger die Speiseelektrode

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berührt, bevor der Kontakt mit der Eingangselektrode hergestellt wird, so daß die Erdung unerwünschter Ströme bzw. Spannungen auf die bereits erläuterte Weise erfolgt.

Hinsichtlich der Fertigungsverfahren und -kosten warden besonders günstige Voraussetzungen dann geschaffen, wenn mindestens ein Teil der Eingangselektrode an einer Kante der Keramikscheibe, mindestens ein Teil der Speiseelektrode an einer weiteren Kante und mindestens ein Teil der Masseelektrode an einer dritten Kante freiliegend zum Zwecke eines elektrischen Anschlusses der betreffenden Zuleitungen durch Kanten-beschichtung der Keramikscheibe angeordnet sind. Unter "Kantenbeschichtung" ist eine Maßnahme zur Herstellung einer elektrischleitenden Verbindung zu verstehen, welche von einer Seite der Keramikscheibe um deren Kante bzw. Kanten auf die andere Seite der Keramikscheibe herumgeführt ist. Durch eine solche Maßnahme werden Durchbrüche in der Keramikplatte vermieden, was im Hinblick auf den Einsatz moderner Fertigungsverfahren nicht ohne Bedeutung ist. Es wird noch aufgezeigt werden, daß die Elektroden je nach ihrer Anordnung mit mindestens drei elektrischen Anschlüssen versehen werden müssen. Die Hindurchführung der Anschlüsse durch die Keramikscheibe würde erhebliche fertigungstechnische Probleme aufwerfen. Außerdem ist es auf die angegebene Weise bei Einhaltung weiterer, im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen angegebenen Maßnahmen möglich, auch die Rückseite der Keramikscheibe von unerwünschten Eiaflüssea zunehmender Verschmutzung freizuhalten«,

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Der besondere Vorteil der Herstellung einer elektrischleitenden Verbindung unter Anwendung des Kantenbeschichtungsverfahrens stellt sich dann ein, wenn an der Unterseite der Keramikscheibe eine Gleichspannungsverstärkereinheit befestigt ist. In diesem Fall ergibt sich eine äußerst einfache, raumsparende Kombination von Elektroden und elektrischer Schaltung.

Schließlich ist es durch entsprechende Wahl von Abmessungen, Anordnung der einzelnen Elektroden auch möglich, die Berührungsempfindlichkeit bzw. Ansprechgrenze des Schalters im Hinblick auf unterschiedliche Betätigungskräfte zu variieren. Im Prinzip bedeutet dies, daß die erforderliche Betätigungskraft für den Schalter unso größer ist, je tiefer die Eingangselektrode im Verhältnis zur Speiseelektrode angeordnet ist. In der Praxis brauchbare Werte bzw. Beziehungen ergeben sich unter Einschluß der weiter oben angegebenen Formel für "P" gemäß der weiteren Erfindung dann, wenn "Y" zu etwa 1,25 mm gewählt wird, das Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode etwa 0,375 mm oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Masseelektrode angeordnet ist, und wenn das Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode bestimmt wird aus der Addition der Größe "P" gemäß der angegebenen Formel, einer zusätzlichen Höhe aufgrund der gewünschten Ansprechgrenze und der Höhe des Niveaus der Oberfläche der Masseelektrode. Bezüglich des Einflusses der einzelnen Größen auf die Ansprechgrenze finden sich in den den Ausführungsbeispielen zugeordneten Beschreibungsteilei ausführliche Angaben.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen elektronischen Schalters in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch den Schalter entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung der elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung in einer Fertigungsausbildung für integrierte Schaltung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen elektronischen Schalters,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Schalter längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 - 11 zusätzliche Ausführungen der Stirnseite des Schalters gemäß Fig. 1 in schematischen Draufsichten bzw. in perspektivischer Ansicht,

Fig. 12 und 13 Querschnitte durch den Schalter gemäß Fig. 11 entlang der Linien 12-12 bzw. 13-13,

Fig. 14 - 17 zur Erläuterung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Schalters dienliche Modelle in schematischer Darstellung,

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Flg. 18 einen vergrößerten der Flg. 2 ähnlichen Teilquerschnitt eines Schalters in einer seine Wirkungsweise erläuternden Darstellung,

Fig. 19 eine aus einer mathematischen Beziehung, die bei den erfindungsgemäßen Schaltern verwendet werden kann, entwickelte Kurvenschar,

Fig. 20 und 21 eine zusätzliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Schalters mit einer lichterzeugenden Diode,

Fig. 22 eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen elektronischen Schalters,

Fig. 23 einen Querschnitt entlang der Linie 23-23 durch den Schalter nach Fig. 22 und

Fig. 24 und 25 vereinfachte Draufsichten auf mehrere Teile des erfindungsgemäßen Schalters zur Erläuterung seiner Herstellung.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen verwendete gleichlautende Bezugszahlen bezeichnen diesselben oder ähnliche Teile. Die Ausdrücke "rechts", "links", "vorn", "hinten","vertikal", "horizontal", "rechte Kante", "linke Kante", "links hinten" und ähnliche Ausdrücke beziehen sich ausschließlich auf die in den Zeichnungen dargestellten Gebilde wie sie sich dem Zeichnungsbetrachter darbieten und dienen nur zur Erleichterung der Beschreibung der vorliegenden Erfindung.

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In den Fig. 1 und 2 ist ein allgemein mit 3O bezeichneter berührungsempfindlicher elektronischer Schalter dargestellt, Der Schalter 30 besitzt ein Kunststoffgehäuse 32 mit nicht dargestellten Ausnehmungen für drei Anschlußstifte 35, und 37, die das Anschließen des Schalters 30 gestatten. Der Schalter 30 ist noch mit einer anderen Aimehmung (nicht gezeigt) für die Füllung des Innenraumes des Gehäuses 32 mit einer Vergußmasse versehen.

Der Schalter 30 umschließt ein Quadrat aus einem Isoliermaterial in Form einer Keramikscheibe 38, die eine ebene Stirnseite 39 und eine Unterseite 40 aufweist.

Die Keramikscheibe 38 trägt eine Speiseelektrode 42, welche eine fingerförmige Reihenanordnung von fünf Speisefingern 43, 44, 45, 46 und 47 besitzt, die sich quer über die Stirnseite 39 der Keramikscheibe 38 von hinten nach vorn erstrecken. Ein an der Hinterkante der Stirnseite senkrecht zu den Speisefingern angeordneter Leiterstreifen 48 verbindet die Speisefinger mit der Speiseelektrode 42.

Die Keramikscheibe 38 trägt auch eine Eingangselektrode 50, welche eine fingerförmige Reihenanordnung von vier Eingangsfingern 51, 52, 53 und 54 besitzt, die sich quer über die Stirnseite 39 von vorn nach hinten erstrecken. Die Eingangsfinger 51 - 54 sind so angeordnet, daß sie von den Spöisefingorn 43 - 47 einen seitlichen Abstand haben und diesen gegenüber isoliert sind, wobei ein Eingangsfinger zwischen jeweils zwei Speisefingern liegt. Ein an der Vorderkante der Stirnseite 39 senkrecht zu den Eingangsfingern 51 - 54 angeordneter Eingangsleiterstreifen 56 verbindet die Eingangsfinger mit der E ingangst) lekt rode 50.

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Die Keramikscheibe 38 trägt auch noch eine Masseelektrode 58. Die Masseelektrode 58 verläuft in Serpentinenform um die Speisefinger 43 - 47 herum zwischen den Speisefingern 43 - 47 und Eingangsfingern 51 - 54 hindurch und ist mit seitlichem Abstand zu und isoliert von beiden Fingersätzen angeordnet. Bezugnehmend auf Fig, 2 und ausgehend von der linken Kante der Keramikscheibe 38, an welcher ein Leiterstreifen 60 als Teil der Masseelektrode 58 angeordnet ist, bedeutet dies, daß die Masseelektrode 38 wie folgt verläuft: Auf die Vorderkante des Schalters 30 zu, um das Ende des Speisefingers 43 herum, auf die rückwärtige Kante der Stirnseite 39 zu, um das Ende des Eingangsfingers 51 herum, auf die Vorderkante der Stirnseite 39 zu, um das Ende des Speisefingers 44 herum, wieder auf die rückwärtige Kante der Stirnseite 39 zu, von dort aus herum um den Eingangsfinger 52, Speisefinger 45, Eingangsfinger 53, Speisefinger 46, Eingangsfinger 51, Spoisefinger 47 zur rechten Kante der Stirnseite 39, um schließ' lieh im Leiterstreifen 62 zu enden.

Bei der Herstellung der bevorzugten AusfUhrungsform des elektronischen Schalters 30 wird eine Metallpaste auf die Stirnseite 39 der Keramikscheibe 38 nach dem Vorbild aller Elektroden 42, 50 und 58 Im Siebdruck aufgebracht und getrocknet. Nachdem die Paste auf der Stirnseite 39 der KeramikscheUm 38 getrocknet, ist, wird auf ähnliche Weise eine metallbi Idoiide räumliche Anordnung der elektronischen Schaltung, auf diu eine Deckschicht aufgebracht wird, im Siebdruck auf dio Untui'Hülto 10 der Kuramiksehoi.be 38 aufgebracht und getrocknet. I)Loner Hiebdruck erstreckt »ich auch auf Leituristruifcm 03 und 64, welche auf die nachfolgend noch näher erläuterte Woine an die Loiterstroifen GO

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und 62 der Masseelektrode 58 angeschlossen werden, und weiterhin auf andere nicht dargestellte Lederstreifen, welche in analoger Weise mit dem Speiseleiterstreifen 48 und dem Eingangsleiterstreifen 56 verbunden werden.

Als nächster Schritt werden Vorbereitungen für das Herumführen der elektrischen Verbindungen von der Stirnseite der Keramikscheibe 38 auf die Unterseite 40 zwischen den Leiterstreifen 60 und 63 und zwischen den Leiterstreifen 62 und 64 der Masseelektrode 58 getroffen, für das Herumführen der Verbindungen von Speiseleiterstreifen 48 der Speiseelektrode 42 und für das Herumführen der Verbindung von Eingangsleiterstreifen 56 der Eingangselektrode· 50.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforra sind sämtliche vier Kanten der Keramikscheibe 38 beispielsweise durch Aufstreichen, Besprühen oder andere Mittel beschichtet, um auf diese Weise leitende Verbindungen zwischen den oberen und unteren Leiterstreifen zu bilden. Zum Beispiel wird eine Verbindung 65 zwischen dem Leiterstreifen 60 auf der Stirnseite 39 und dem Leiterstreifen 63 auf der Unterseite gebildet. Auf ähnliche Weise ist der Leiterstreifen 62 mit dem Leiterstreifen 64 verbunden. Erforderlichenfalls kann die um die Kante herumgeführte Verbindung durch Eintauchen der Kante der Keramikscheibe 38 in eine entsprechende Masse erzeugt werden.

Auf diese Weise werden alle um die Kante herumgeführten Verbindungen einschließlich der beiden Seiten mit der Masseelektrode 58 zu dem Zweck ausgeführt, jeden Kriechstrom von der Speiseelektrode um die Kanten der Keramikscheibe zur Eingangselektrode zu unterbinden. Die damit zusammenhängenden Überlegungen werden weiter unten noch dargelegt. Nach dem Trocknen aller um die Kanten herumgeführten Verbindungen werden sämtliche Leiter zum Zwecke einer Vollendung des oben beschriebenen Herstellprozesses gebrannt,

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Nachfolgend werden die benötigten Widerstände durch Siebdruck auf der Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 erzeugt, getrocknet und gebrannt. Die vollständige Keramikscheibe 38 wird nunmehr einem üblichen, stabilisierenden Temperungsprozess unterzogen. Es ist zu empfehlen, die Oberfläche der Stirnseite 39 mit einer Glasur zu versehen, um das Eindringen von Verunreinigungen in die Keramikscheibe 38 zu verhindern.

Auf die vorstehend beschriebene Weise werden alle Leiter einschließlich der ineinandergreifenden Anordnung der Speiseelektroden 42 und der Eingangselektroden 50 hergestellt. Wegen der Anwendung eines Siebdruckverfahrens, durch welches sämtliche Elektroden erzeugt werden, besitzt jede Anordnung der Elektroden in bezug auf den Finger einer Bedienungsperson eine Oberfläche, deren Elemente in einer Ebene liegen. Das heißt, aufgrund des gleichzeitigen Siebdrucks aller Teile der Speiseelektrode 42 hat diese eine Oberfläche, die mit derjenigen ihrer Teile 43 - 47 und 48 identisch ist.

Sinngemäß erstreckt sich die Speiseelektrode 42 von der Keramikscheibe 38 in Richtung auf den Finger der Bedienungsperson. In analoger Weise sind die Teile 51 - 54 und 56 der Eingangselektrode in bezug auf die Keramikscheibe erhaben und bieten ihre Oberfläche dem Finger der Bedienungsperson dar. Es wird betont, daß das Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode 42 als oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Eingangselektrode 50 liegend dargestellt ist, und zwar aus weiter unten noch zu erläuternden Gründen. Es wird weiter betont, daß das Niveau der Oberfläche der Masseelektrode 58 unterhalb des Niveaus der Oberfläche der Ein-

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gangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 liegt, wofür die Gründe ebenfalls weiter unten angegeben werden.

Für den Fall, daß die Verstärkereinheit, welche in Verbindung mit dem Schalter 30 verwendet werden soll, als vorzugsweise monolithischer, integrierter Baustein ausgeführt ist, kann dieser Baustein mit der zuvor hergestellten Metallisation auf der Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 auf übliche Weise verbunden werden. Falls einzelne Transistoren verwendet werden sollen, können verschiedene Bausteine in Form solcher einzelner Transistoren ebenfalls auf übliche Weise mit der zuvor erzeugten Metallisation und den zuvor aufgebrachtön Widerständen auf der Unterseite 40 verbunden werden. Es liegt auf der Hand, daß auch einzelne Komponenten eingesetzt und im Raum innerhalb des Kunststoffgehäuses 32 untergebracht werden können.

Die gesamte Verdrahtung ist nunmehr vollendet, und zwar entweder zwischen der Metallisation und dem monolithischen, integrierten Baustein oder zwischen der Metallisation und den verschiedenen Bausteinen in Form einzelner Transistoren, Ein Lack oder ein elastischer Überzug" wird danach auf die Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 aufgetragen, um die Schaltung und deren Verdrahtung zu schützen, während die Anschlußstifte 35, 36 und 37 mit der Keramikscheibe 38 und mittels der vorher durchgeführten Metallisation mit der Schaltung entweder innerhalb des Kunststoffgehäuses odor auf der Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 verbunden .werden.

Die Keramikscheibe 38 wird danach in die Einschnitte 67 und 68 in den gegenüberliegenden Seitenwänden 69 und 70 des Kunststoffgehäuses 32 sowie in gleicher Weise in nicht dargestellte Einschnitte in der Vorder- und Rückseite des Kunststoffgehäuses 32 eingesetzt. Die Prüfung der Schalter

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und ihrer zugehörigen elektronischen Schaltungen wird durchgeführt und danach durch eine nicht dargestellte Öffnung ein Füllstoff in den noch vorhandenen Hohlraum innerhalb des Kunststoffgehäuses 32 eingebracht.

Hierauf wird eine Erhöhung der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 durch Verwendung von mit Lötmittel überzogenen Formstücken durchgeführt. Die Formstücke werden auf den zuvor aufgedruckten Elektroden 42 und 50 an Ort und Stelle gebracht, die Stirnseite 39 der Keramikscheibe 38 wird erwärmt, und die lotbeschichteten Formstücke werden auf diese Weise auf d ie gedruckten Grundelemente der Elektroden 42 und 50 gelötet. Es Ist dabei wichtig, daß sich die Formstücke infolge der Oberflächenspannung selbst ausrichten.

Schließlich werden die elektronischen Schalter und die zugehörigen Schaltungen geprüft und nach ihren elektrischen Parametern klassifiziert.

In Fig. 3 ist die Stirnseite 39 des Schalters mit der Speiseelektrode 42, der Eingangselektrode 50 und der Mastio·- elektrode 58 scliomatisch dargestellt.

Die Eingangseiektrnde 50 ist durch eine Zuleitung 71 mit einem Eingang 72 einer Verstärkereinheit 74 verbunden, welche Ausgänge 76 und 70 besitzt. Der Ausgang 76 ist mit einer Anschlußklemme 80 einer Gluicluipannuugsquelle über einen Widerstand 82 verbunden, welcher eine elektrische Last darstellt. Die Anschlußklemme 80 iut außerdem mit der Speiseelektrode 42 mittels einer Leitung 84 verbunden.

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Der Ausgang 78 ist an eine Anschlußklemme 86 der Gleichspannungsquelle mittels einer Leitung 88 angeschlossen. Die Anschlußklemme 86 ist außerdem mittels einer Leitung 90 mit der Masseelektrode 58 verbunden.

Die nicht dargestellte Gleichspannungsquelle mit den Anschlußklemmen 80 und 86 versorgt die Verstärkereinheit mit Gleichspannung. Wie in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 3 gezeigt, ist die Anschlußklemme 86 ein Masse- oder Referenzspannungsanschluß, und die Anschlußklemme 80 besitzt positives Potential, welches von der Spannung an 86 verschieden ist.

Der Eingang 72 zur Verstärkereinheit 74 ist mit einem Eingang 92 eines Vorverstärkers 94 über eine Trennstufe 96 verbunden. Der Vorverstärker 94 weist ferner zwei Ausgänge in Form von Übergangsstellen 98 und 100 auf. Ein strombegrenzender Widerstand 102 befindet sich zwischen der Übergangsstelle 98 und der Anschlußklemme 80, ' und ein Fehlerstromunterdrückungswiderstand 104 befindet sich zwischen der Übergangsstelle 100 und der Anschlußklemme 86. Die Übergangsstelle 100 ist ferner mit einem Eingang 106 eines Nachverstärkers 108 mittels einer Leitung 110 verbunden.

Der Nachverstärker 108 umfaßt einen Ausgang 112, welcher einem Eingang. 114 eines Endverstärkers 116 mittels einer Leitung 118 und der Anschlußklemme 86 über einen weiteren Fehlerstroraunterdrückungswiderstand 119 aufgeschaltet ist. Der Nachverstärker 108 umfaßt ferner einen Ausgang 120, welcher mit der Anschlußklemme 80 über einen strombegren-

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zenden, Störschwingungen dämpfenden Widerstand 122 verbunden ist. Der Endverstärker 116 umfaßt einen Ausgang 124, welcher mit dem Ausgang 76 der Verstärkereinheit 74 verbunden ist, und einen Ausgang 126, welcher mit dem Ausgang 78 der Verstärkereinheit 74 verbunden ist.

Die Trennstufe 96 umfaßt einen Basisstrom-Begrenzungswiderstand 128 zwischen dem Eingang 72 und der Basis eines NPN-Transistors 130. Der Emitter des Transistors 130 ist an die Anschlußklemme 86 angeschlossen, während der Kollektor mit dem Eingang 92 des Vorverstärkers 94 verbunden ist.

Der Vorverstärker 94 besitzt einen PNP-Transistor, dessen Basis mit dem Eingang 92 verbunden ist, während der Emitter an die Übergangsstelle 98 und der Kollektor an die Übergangsstelle 100 angeschlossen ist.

Der Nachverstärker 108 besitzt zwei Verstärkerstufen in Form von NPN-Transistoren 134 und 136, welche in Darlington-Schaltung vereint sind. Die Basis des ersten Darlington-Transistors ist an den Eingang 106 angeschlossen, während der Kollektor über einen strombegrenzenden und schwingungsdämpfenden Widerstand 138 mit der Anschlußklemme 80 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 134 beaufschlagt mit seinem Ausgangsstrom die Basis des zweiten Darlington-Transistors 136 über die Übergangsstelle 140. Der Emitter des zweiten Darlington-Transistors 136 ist mit dem Ausgang 112, der Kollektor mit dem Ausgang 120 verbunden.

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Ein Fehlerstromunterdrückungswiderstand 142 liegt zwischen der Übergangsstelle 140 und der Anschlußklemme 86 „ Der Endverstärker 116 besitzt einen NPN-Transistor 144, dessen Basis mit dem Eingang 114, dessen Kollektor mit dem Ausgang 124, und dessen Emitter mit dem Ausgang 126 verbunden ist.

In den Fig. 4 und 5 ist der Schalter 30 mit der Stirnseite 39 und dem Gehäuse 32 dargestellt, welches aus jedem geeigneten, beständigen Isolierstoff bestehen kann. Der Schalter 30 ist in einer Position dargestellt, die er bei Anwendung in einer Schalttafel mit gedruckter Schaltung einnehmen würde. Eine Staubdichtiing 150 aus Schaumgummi oder einem ähnlichen Material ist zwischen einem Flansch 152 des Kunststoffgehäuses 32 und einer Frontplatte 153 angeordnet, durch welche sich das Kunststoffgehäuse zum Zwecke einer Schalterbedienung erstreckt.

WLe am besten aus Fig, 4 ersichtlich ist, besitzt der elektronische Schalter eine zentrale Eingangselefctrode 50, eine ringförmige Speiseelektrode 42 und eine Masseelektrode 58. Eingangselektrode 50, Speiseelektrode 42 und MasseeLektrode 58 sind voneinander getrennt, gegeneinander isoliert und werden durch Isolierstoffringe und 15(3 in der dargestellten Lag© und auf eine Weise gehalten, daß der Isolierstoffring 154 zur Isolation der Elektroden' 50 und 58 dient, während der IsolierstoffrLng 156 el to Elektroden 58 und 12 j/oneinander isoliert. Es ist aur» Fig. 5 ersichtlich, daß die Isolierttoffringo 154 und 156 in Form hohler Zylinder ausgebildet sind und eine Kammer 158 einschließen, in welche die elektronischen Bauteile eines Hochloistungs-Gleichstromvorsfcar-

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kers eingesetzt werden können. In den Bodenteil des Kunststoff gehäuses 32 sind drei Hohlleiter 160 eingebettet, durch welche die Verbindung mit der Kammer 158 hergestellt wird. Die Hohlleiter ermöglichen die Führung von Leitungen aus der Kammer 158 zur unteren Oberfläche einer Schalttafel 162 mit gedruckter Schaltung, wo sie auf herkömmliche Weise verlötet werden können. Das Lot haftet an den Hohlleitern 160 und besitzt eine ausreichende mechanische Festigkeit für die Befestigung des elektronischen SchaL-ters an der Schalttafel 162.

Die besondere räumLiche Anordnung der drei Elektroden 12, 50 und 58 des erfindungsgemäßen elektronischen Schalters 30 gemäß den FLg. 1 und 5 soll an dieser Stelle näher erläutert worden, I)La zentrale Eingangs«Loktrode 50 Lst unbewoy-Lich innerhalb dos Isolierstoff rings 151 befestigt, wobei die Spitze der Oberfläche der Elektrode 50 dem Finger oinor Bedienungsperson zugekehrt ist, welcher auf der äußeren Oberfläche des Isoliert;toffrLngs 154 auflLogt. Die ringförmige Speiseelektrodü 42 ist ebenfalls unbeweglich in bezug auf das Kunststoffgehäuse 32 und den Isolierstoffring 156, sowie auf dio Elektrode 50 angeordnet und Ist LsolLort sol t Hch um ti Lu E Lok trode IiO Ln oLnor Welse horumgoführt, daß dLo äußoro Oberfläche der ringförmigen fipelsesLoktrortii l'i dom Finger der liodionungsporson ausgesetzt wird, won» dlOHor auf dor äußuron Oberfläche des umgebunden IsolLoriiiiitorLiils ruht, Das ilLveau dor äußeron ObtsrfLücho düi· riiiijfcumi ρ,ίπι ftpoL&tiloktrotlo HJ hit fernor in diif Wölfin otusi'Iiaü) iIdh tfLvoausi dot· üulUit'on ObtirfLache dar zentralen IilngiUi(;ijolüktrodo 50 anguortluut, daß dor FLngor der Deilionungsporaon dio iJpoisooloktroUo Hi berührt, bevor dor Kontakt zwischen dem Fingur und dor zontralon Eingängenluktrodo 50 hergoEJtellt 1st. Illordurch wird oin guter Kontakt dos Fingors mit dor ringförmigen Speiseelektrodü 42 hor^ostollt, bu/or dor Kontakt mit der

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zentralen Eingangselektrode 50 erfolgt, so daß eine unschädliche Erdung der Wechselspannung ermöglicht wird, welche von einer äußeren Spannungsquelle in den Körper· der Bedienungsperson induziert wird. Die beschriebene Anordnung der Elektroden schafft auch einen direkten, radialen Strompfad zwischen der zentralen Eingangselektrode 50 und der ringförmigen Speiseelektrode 42, sobald • der Finger der Bedienungsperson die zentrale Eingangselektrode 50 berührt.

Die Masseelektrode 58 ist ebenfalls unbeweglich in bezug auf die sie umgebenden isolierenden Medien, die Isolierstoff ringe 154 und 156, und in bezug auf die zentrale Eingangselektrode und ringförmige Speiseelektrode angeordnet. Die Masseelektrode 58 ist mit radialem Abstand zwischen der zentralen Eingangselektrode und der ringförmigen Speiseelektrode rund um die zentrale Elektrode angeordnet und von beiden Elektroden isoliert, wobei sie als leitfähige elektrische Abschirmelektrode dient,welche einen Fehlerstrom ableitet, welcher andernfalls zwischen der zentralen Eingangselektrode und der ringförmigen Speiseelektrode fließen würde. Dieser Fehlerstrom hätte ansonsten das Bestreben, einen unkontrollierten Gleichstrompfad von der zentralen Eingangselektrode zur ringförmigen Speiseelektrode aufrechtzuerhalten. Ein unkontrollierter Gleichstrompfad zwischen den beiden Elektroden aber hätte seine Ursache in einem Fehlerstrom innerhalb des Schalters und nicht in der Berührung der Stirnseite des Schalters durch den Finger der Bedienungsperson oder durch andere äußere Ursachen.

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In den Fig. 6, 7, 8, 9 und 10 sind schematische Darstellungen verschiedenartiger Ausbildungen der Stirnseite 39 abgebildet, die sämtlich für die Ausführung der erfindungsgemäßen Lehre geeignet sind. Die Schnittlinien 2'-2' und 2"-2" in den Fig. 6 bis 10 kennzeichnen diejenige Schnittebene einer jeden Stirnseite 39, welche im Prinzip dem in Fig. 2 gezeigten Schnitt entspricht. Falls überhaupt Unterschiede vorhanden sind, wurden diese sich lediglich in der Anzahl von Teilen der verschiedenen Elektroden und in der Dimensionierung der Elektroden und der Zwischenräume zwischen den Elektroden erschöpfen.

Jede der in den Fig. 6 bis 10 gezeigten Anordnungen entspricht den grundlegenden Anforderungen an die erfindungsgemäße Ausbildung der Stirnseite des Schalters. Diese Anforderungen sind folgende:

1. Die Anordnung der Elektroden wird so getroffen, daß eine Bedienungsperson die Speiseelektrode 42 vor der Eingangselektrode 50 berührt;

2. Es ist praktisch kein durch Verunreinigungen bildbarer Fehlerstrompfad zwischen jedem beliebigen Teil der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 vorhanden, welcher nicht durch einen Teil der Masseelektrode 58 unterbrochen wird; und

3. Jede Stirnseite besitzt eine in einer Ebene mehrfach wiederholbare Anordnung von Speiseelektroden 42, Eingangselektroden 50 und Masseelektroden 58, wie dies beispielsweise anhand des Querschnitts ge· maß Fig. 2 ersichtlich ist.

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In Fig. 6 ist ein Beispiel einer offenen, wiederholten Anordnung vom ineinandergreifenden Typ von Elektroden gezeigt, bei dem die Eingangselektrode 50 und die Speiseelektrode 42 abwechselnd umeinander angeordnet sind. Die Eingangselektrode 50 besitzt vier Finger, und die Speiseelektrode 42 fünf Finger, welche ineinandergreifen. Die Masseelektrode 58 ist nach Art einer Serpentine zwischen den ineinandergreifenden Fingern der Spexseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 und außerdem vollständig um die ineinandergreifende Anordnung herum vorgesehen. Auf diese Weise stellt die Anordnung der Masseelektrode 58 einen allgemeinen Fall dar, bei dem es praktisch keinen, durch Verunreinigungen bildbaren Fehlerstrompfad zwischen jedem Teil der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 gibt, welcher nicht durch einen dazwischen liegenden Teil der Masseelektrode 58 unterbrochen wäre. Die Anordnung der Masseelektrode 58 gemäß Fig. 1 stellt dann einen weniger allgemeinen Fall dar, wenn die Masseelektrode 58 nicht neben den Speiseleiterstreifen 48 der Speiseelektrode 42 gelegt ist, und wenn die Masseelektrode 58 nicht neben den Eingangs leiterstreifen 56 der Eingangselektrode 58 gelegt ist. Auf diese Weise haben die Speiseelektrode 42 und die Eingangselektrode 50 gemäß der Anordnung nach Fig. Zugang zu der Kante der Keramikscheibe 38, so daß auf diese Weise der Anschluß an diese Elektroden durch leitfähige Beschichtung der Kanten der Keramikscheibe 38 wie oben beschrieben möglich ist. Die Anordnung gemäß Fig. wird demzufolge auch als "offenendige, offene Reihenanordnung" bezeichnet.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 ohne Masseelektrode 58, welche die ineinandergreifende Elektrodenanordnung vollständig umschließt, entspricht auch den Anforderungen, daß die

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Masseelektrode 58 eine Zwischenlage einnehmen muß, um Fehlerströme dadurch zu vermeiden, daß die Masseelektrode 58 um die Kante der Keramikscheibe 38 herumgeführt ist, wie beispielsweise durch Leiterstreifen 60, Verbindung und Leiterstreifen 63, sowie durch Leiterstreifen 62, Verbindung 66 und Leiterstreifen 64. Die Masseelektrode kann sich infolgedessen über die Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 erstrecken und dennoch zwischen der SpeiseeLektrode 42 und der Eingangselektrode 50 angeordnet sein. Andererseits braucht die Masseelektrode 58 sich nicht über die gesamte Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 erstrecken, falls ein nicht leitender Pfad mit hohem Widerstand zwischen den Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 aufrechterhalten werden kann, d. h. die Leiterstreifen 63 und 64 können sich aufeinander zu erstrecken ohne miteinander verbunden zu sein, wenn beispielsweise die Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 wenigstens teilweise Leiterstreifen 63 und 64 besitzt, welche durch Umhüllung versiegelt sind, so daß ein Pfad mit hohem Widerstand dort aufrechterhalten wird, wo die Masseelektrode 58 eine Unterbrechung aufweist. Für den Fall also, daß Teile der Leiterstreifen 63 und 64 unterhalb eines schützenden Überzuges liegen, ist die Masseelektrode 58 dennoch zwischen jedem Teil der Speiseelektrode 42 und der Eingangüuloktrode 50 an der Stelle angeordnet, wo ein praktisch verschmutzungsgefährdeter Strompfad vorhanden ist. Dort, wo praktisch kein verschmutzungsgefährdeter St romp fuel vovlLoßt, wie beLsplelfjwoLfje Ln dem verfjlegolten Dcreich auf der Unterseite 40 dor Keramikscheibe 38, kann eino Unterbrechung der Masseeloktrode 58 vorhanden sein, wöbeL dennoch jeder vernchmutzungngefährdete Fohlerstrompfad zwischen SpeIsoelektrode 42 und Eingangselektrode 50 vermieden ist.

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In Fig. 7 ist ein Beispiel einer geschlossenen,, wiederholten Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt, welche eine Speiseelektrode 42, eine Eingangselektrode 50 und eine zwxschengeschaltete Masseelektrode 58 besitzt. Die geschlossene wiederholte Anordnung gemäß Fig. 7 besteht aus mehreren, zunehmend kleiner werdenden geschlossenen Hechtecken, kann jedoch ebenso gut aus anderen, geschlossenen geometrischen Figuren bestehen, wie beispielsweise aus Kreisen, Quadraten, Dreiecken, etc..

Die abwechselnde Anordnung in sich geschlossener Elektroden gemäß Fig. 7 besitzt als außenliegende Elektrode eine Speiseelektrode 42, jedoch kann auch eine Eingangselektrode 50 als außenliegende Elektrode vorgesehen werden, falls bei der bevorzugten Ausbildung der Stirnseite gemäß der vorliegenden Erfindung eine zusätzliche Forderung erfüllt werden soll. Dies bedeutet, daß jede Art von Elektrode wie Speiseelektrode, Eingangselektrode oder Masseelektrode am äußeren Anfang der Reihenanordnung liegen kann, wenn die Kante der Stirnseite 39 mechanisch geschützt ist. Im Falle einer mechanisch ungeschützten Kante ist es zweckmäßig, die bevorzugte Anordnung mit einer Speiseelektrode 42 beginnen zu lassen, damit der Finger der Bedienungsperson zunächst die Speiseelektrode 42 berühren kann, so daß eine unschädliche Erdung der Wechselspannung erfolgt, die von einer äußeren Quelle im Körper der Bedienungsperson induziert wird. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen mechanischen Schutzes ist in Fig. 2 dargestellt, in welcher die außenliegende Elektrode die Masseelektrode 58 ist, welche mechanisch durch die Seitenwände 69 und 70 geschützt ist.

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In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer abwechselnden Anordnung von teilweise offenen Elektroden dargestellt, welche Speiseelektroden 42, Eingangselektroden 50 und eine dazwischen angeordnete Masseelektrod-e 58 besitzt. Die abwechselnde Anordnung offener Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 ist durch U-förmige Teile dargestellt; es kann sich jedoch ebenso gut um offene geometrische Figuren anderer Art handeln.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit abwechselnder Anordnung in sich geschlossener Elektroden gemäß den Fig. 4, 5 und 7 in Form gruppenweiser Anordnungen dargestellt.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel der abwechselnden Anordnung offener Elektroden gemäß den Fig. l_f 6 und 8, ebenfalls in Form einer Gruppenanordnung.

In den Fig. 11 bis 13 ist ein weiteres Beispiel einer abwechselnden Anordnung in sich geschlossener Elektroden dargestellt, bei denen die Speiseelektrode 42 als zentrale Elektrode angeordnet ist.

In den Fig. 14 bis 17 werden schematische Darstellungen von Modellen mit verschiedenen, einzeln oder gemeinsam auftretenden Finger- oder Fehlerstromwiderständen des Schalters 30 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche die verschiedenartigen Wirkungen des Schalters 30 erklären helfen sollen. Die Bedeutung der verschiedenen Wider· stände wird wie folgt erklärt:

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RLSG ist der Fehlerstromwiderstand zwischen der Speiseelektrode 42 und der Masseelektrode 58. Es liegt auf der Hand, daß dieser Widerstand ein sich über die Stirnseite 39 des Schalters 30 erstreckender Flächenwiderstand ist, der jedoch der Einfachheit halber zum Zwecke einer Erläuterung als üblicher räumlich begrenzter Widerstand dargestellt ist.

RLIG ist der Fehlerstromwiderstand zwischen der Eingangs-, elektrode 50 und der Masseelektrode 58. RLIG ist in ähnlicher Weise ein flächenformiger Widerstand, welcher als kompakter Widerstand dargestellt ist.

RFSI ist der Oberflächenwiderstand eines Fingers, welcher sich in Kontakt mit den Elektroden des Schalterg 30 befindet, und insbesondere der Oberflächenwiderstand zwischen der Speiselektrode 42 und der Eingangselektrode 50. RFSI ist der Oberflächenwiderstand des Fingers einer Bedienungsperson, welche den Gleichstromwiderstand der Stirnseite des Schalters herabsetzt und zu einer Betätigung des Schalters führt, wenn er die Speise- und Eingangs« elektroden 42 und 50 überbrückt. RFSI ist ebenfalls ein flächenformiger Widerstand, welcher als kompakter Widerstand dargestellt ist.

RFSG ist analog der Oberflächenwiderstand eines Fingers zwischen der Speiseelektrode 42 und der Masseelektrode 58»

RFIG ist ferner analog der Oberflächenwiderstand eines Fingers zwischen der Eingangselektrode 50 und der Masseelektrode 58.

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RFB ist ein kompakter Widerstand, welcher den Gesamtwiderstand des Fingers mehr als den Oberflächenwiderstand darstellt, welcher durch RFSI, RFSG und RFlG gebildet wird.

In Fig. 18 ist ein vergrößerter, teilweise schematischer Querschnitt eines Teils des elektronischen, berührungsempfindlichen Schalters 30 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welcher die Speiseelektroden 42, die Eingangselektroden 50 und die Masseelektroden 58 besitzt. Ein Teil eines Fingers 144 befindet sich an einer Stelle, an der er die Speiseelektrode 42 und die Eingangselektrode 50 überbrückt, um hierdurch eine Betätigung des Schalters in einer Weise herbeizuführen, bei der eine Berührung der Masseelektrode 58 vermieden wird. Die Bedeutung dieser Maßnahme wird weiter unten noch näher erläutert.

In den Fig. 20 und 21 ist ein elektronischer Schalter 30 gemäß der vorliegenden Erfindung analog zu Fig. 1 dargestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Ausbildung der Stirnseite 39 des Schalters so geändert ist, daß sie eine lichterzeugende Diode (nachfolgend mit IJSD bezeichnet) aufweist, welche an eine Metallisation 182 angeschlossen ist, die sich, ausgehend von der Speiseelektrode 42 in die linke hintere Ecke der Stirnseite 39 erstreckt. Eine angelötete Drahtzuleitung 184 stellt die Verbindung mit der Diode 180 und einer weiteren Metallisation 186 an der linken hinteren Ecke der Stirnseite 39 her. Ein Teil eines klaren, durchscheinenden oder durchsichtigen Kunststoffes oder eines anderen Materials 188 ist über der Diode 180 und der zugehörigen Metallisation und Zuleitung angeordnet, um die Diode zu schützen und dennoch das Austreten von Licht durch das schützende Material 188 zum Zwecke einer Beobachtung zu ermöglichen.

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Die Wirkungsweise des Schalters und der Schaltungsanordnung ist folgende: im allgemeinen wird bei der Betätigung des in den Figuren dargestellten berührungsempfindlichen elektronischen Schalters der Finger der Bedienungsperson auf die Stirnseite 39 gelegt, wie dies beispielsweise durch den in Fig. 2 gezeigten Teil 144 des Fingers dargestellt ist. Der elektrische Hautwiderstand der Bedienungsperson bildet einen direkten Strompfad zwischen mindestens einem Teil der Eingangselektrode 50 und mindestens einem Teil der Speiseelektrode 42, welcher den Schalter infolge des geringen, zwischen diesen Elektroden fließenden Stromes betätigt. Die Stromstärke liegt im allgemeinen im Bereich von Nanoampere (30 bis 300 Nanoampere) bei normalem Hautwiderstand und Speisespannungen von etwa 5 V. Dieser Eingangsgleichstrom wird in den verschiedenen Stufen der in Fig. 3 gezeigten Verstärkeeinheit 74 auf einen Wert ver« stärkt, bei dem mindestens der Ausgangstransistor 144 ge« sättigt ist und sich einem elektronischen Schalter im Zustand EIN annähert, und zwar in bezug auf die elektrische Last 82, so daß er auf diese Weise mit den Anschlußklemmen 80 und 86 verbunden ist. Wenn der Finger 144 der Bedienungsperson vom Schalter 30 entfernt \vird, verhindern die noch zu erörternden Besonderheiten des Schalters, daß der Eingangsstrom den Eingang 72 der Verstärkereinheit 74 err reicht, und machen sofort die Verstärkerstufen bis sum Transistor 144 diesen einschließend nicht—leitend. Infolgedessen erweist sich die Verstärkereinheit 74 als elektronischer Schalter in ÄUS-Stellung in bezug auf die elektrische Last 82, wenn der Finger der Bedienungsperson vom Schalter 30 entfernt wird, so daß kein Strom über den Widerstand fließen kann.

Es ist von Bedeutung, daß die Masseelektrode 58 an einen Bezugspunkt innerhalb der Verstärkereinheit 74 angeschlossen ist. Dies bedeutet, daß die Masseelektrode 58 an den-

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jenigen Punkt mit niedrigstem Potential innerhalb des elektronischen Schaltkreises angeschlossen ist, an den auch die Eingangselektrode 50 und die Speiseelektrode 42 angeschlossen sind. Infolge ihrer Lage zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 stößt ein Fehlerstrom, welcher die Tendenz hat, zwischen der Eingangselektrode und der Speiseelektrode zu fließen, auf die elektrisch abschirmende Wirkung der Masseelektrode 58 und wird zum Bezugspunkt oder zur Masse bzw. Erde abgeleitet. Auf diese Weise verhindert die elektrisch abschirmende Wirkung der Masseelektrode 58 das Fließen eines Fehlerstroms zwischen der Eingangselektrode und der Speiseelektrode, welcher die Neigung hat, einen unkontrollierten Gleichstrompfad zwischen der Eingangselektrode und der S »eiseelektrode aufrechtzuerhalten, und zwar ohne die Betätigung des Schalters durch den Finger einer Bedienungsperson.

Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Masseelektrode 58 innerhalb des Gleichstromverstärkers an Erdpotential angeschlossen ist. Die Masseelektrode 58 kann an jede Spannungsquelle angeschlossen werden, deren Spannung unterhalb derjenigen der Speisespannung fir den Verstärker liegt und dennoch eine Abschirmwirkung entfalten. Es liegt jedoch auf der Hand, daß eine maximale Abschirmwirkung dann erreicht wird, wenn die Mraseelektrode 58 tatsächlich an einen Bezugspunkt, an Masse oder an eine Klemme des Gleichstromverstärkers angeschlossen ist, mit welcher auch der Schalter 30 verbunden ist.

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Infolge der Abschirmwirkung der Masseelektrode 58 gemäß der vorliegenden Erfindung führt ein Widerstand über den Schalter 30 von der Größenordnung 20 Megohm bei einer Speisespannung von 5 V und einem Gleichstromverstär«

ker mit einem Verstärkungsgrad von 10 zu einem Ausgangsstrom im Bereich von Nanoampere, welcher allein durch d©n Fehlerstrom der letzten Verstärkerstufe aufgehoben wird.

Es ist bemerkenswert, daß die Betätigung des Schalters 30 ohne bewegliche Teile erfolgt, wenn man von der Bewegung cfes Fingers der Bedienungsperson absieht. Das bedeutet, daß sowohl die Speiseelektrode 42 als auch die Eingangs« elektrode 50 seitlich unbeweglich auf der leramiksclieibe 38 befestigt ist. Seitlich unbeweglich befestigt bedeu» tet im Zusammenhang mit der vorliegenden-Erfindung,-die Eingangs- und Speiseelek-troden im Verhältnis ander in einer Weise befestigt sind_s durch- welche ein mittelbarer elektrischer Kontakt zwischen der Eingangs= elektrode und der Speiseelektrode verhindert- wird. Jede der beiden Elektroden kann in senkrechter Richtung beweglich ausgeführt werden, beispielsweise durch die Verwendung eines weichen oder schwammigen Werkstoffs oder durch Verwendung von Federn, wodurch dem Finger der Bedienungsperson das Gefühl einer senkrechten Bewegung vermittelt wird. Weitere Mittel zur Herbeiführung eines solchen Effektes einer bei Betätigung auftretenden senkrechten Bewegung können vom Durchschnittsfachsaansa ohne weiteres in Betracht gezogen werden.

Die Verstärkereinheit 74 gemäß Fig. 3 besitzt ©ine für die Herstellung als integrierte Schaltung geeignete Anordnung.

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Das heißt, daß der Transistor 130 wegen der gegenwärtig gebräuchlichen Herstellverfahren benötigt wird. Falls die Verstärkereinheit 74 aus Einzelteilen hergestellt oder als Hybridschaltung mit getrennten Transistorbauteilen hergestellt werden soll, könnte der Basisstrombegrenzungswiderstand 128 den Eingang 72 der Verstärkereinheit 74 und den Eingang 92 des Vorverstärkers 94 verbinden. Außerdem wurden die Verbindungen der Elektroden 42 und 58 in der Weise vertauscht, daß die Elektrode 42 mit der Anschlußklemme 86 und die Elektrode 58 mit der Anschlußklemme 80 verbunden wäre, um auf diese Weise den Transistor 132 bei Überbrückung der Elektroden 42 und 50 durch den Finger einer Bedienungsperson mit einer geeigneten Vorspannung zu beaufschlagen. Bei einer solchen Anordnung hat die Anschlußklemme 80 die Funktion als Masse- oder Bezugspunkt der Schaltung. Hierbei könnte die Anschlußklemme auch tatsächlich den Erdungspunkt der Schaltung bilden, falls die Anschlußklemme 86 an eine negative Spannung gelegt würde. Wie der Fachmann erkennen kann, führt die zuletzt beschriebene Anordnung bezüglich der Spannungen zu einem gleichwertigen Ergebnis im Verhältnis zu der in Fig. 3 dargestellten Anordnung mit der Ausnahme, daß die entgegengesetzte Anschlußklemme als tatsächlicher Erdungspunkt der Schaltung dient. Infolgedessen ist die einzige Forderung bezüglich des Anschlusses der Elektrode 58 und der Elektrode 42, daß sie an Punkte entgegengesetzter Spannung angeschlossen werden, im vorliegenden Falle an die Anschlußklemmen, und daß der Anschluß der Elektrode 58 an eine Bezugsspannungsklemme mit einem Gleichspannungspotential gelegt wird, welches den Eingang zur Verstärkereinheit 74 wie oben beschrieben ausreichend schützt. Die weitere Erörterung der Verstärkereinheit 74 geschieht ohne Berücksichtigung des Transistors 130.

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Der Widerstand 128 besitzt eine strombegrenzende Funktion für den Fäll, daß die Elektrode 42 unmittelbar mit der Elektrode 50 kurzgeschlossen wird, was beispielsweise durch ein Metallteil geschehen könnte, welches die Stirnseite des Schalters berührt. Infolgedessen hängt die Auslegung des Widerstandes 128 von der Speisespannung und von dem maximal zulässigen Basis-Emitter-Strom des ersten Transistors ab.

Der Transistor, welcher als Eingangstransistor der Verstärker einheit 74 dient, muß die Forderung erfüllen, daß* er bei Eingangsströmen in der Größenordnung von 10 bis 100 Nanoampere stromverstärkend wirkt«, Der Grund hierfür liegt darin, daß eine Stromverstärkung durch diesen Transistor bei Speisespannungen von etwa 5 ¥ und bei einem Hautwiderstand in der Größenordnung von 100 Megohm erreichbar sein sollte. Die Verstärkeeinheit 74 gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt daher den Vorteil der Aufnahme eines äußerst niedrigen Eingangsstromes bei dennoch erfolgender Verstärkung.

Der Widerstand 102 hat eine strombegrenzende Wirkung, indem er verhindert, daß unbegrenzte Ströme von der Anschlußklemme 18 durch den Kollektor-Emitter des Transistors 132, Basis-Emitter des Transistors 134, Basis-Emitter des Transistors 136 und Basis-Emüter des Transistors 144 zur Anschlußklemme 86 fließen. Daraus folgt, daß die Auslegung des Widerstands 102 von den maximal zulässigen Strömen durch diese Verbindungen abhängt.

Die Anordnung von Transistoren im Nachverstärker Io8 wird als eine Art Darlington-Schaltung bezeichnet, weil die übliche Darlington-Schaltung bedingen würde, daß der Kollek-

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tor des Transistors 134 unmittelbar mit dem Kollektor des Transistors 136 verbunden wird, daß beide Kollektoren unmittelbar mit der Anschlußklemme 80 verbunden würden, und daß der Emitter des Transistors 134 unmittelbar mit der Basis des Transistors 136 verbunden würde, wodurch sich die Notwendigkeit einer Entfernung der Widerstände 138, 122 und 142 ergäbe.

Es wurde gefunden, daß der Widerstand 142 die Verstärker-Charakteristik verbessert, wenn der Schalter 30 sich in nicht betätigtem Zustand befindet, in welchem ein Fehlerstrom, der durch den Transistor 34 fließt, durch den Widerstand 142 abgeleitet werden kann, anstatt daß er in die Basis des Transistors 136 fließt, wo er in Richtung auf einen durch den Transistor 144 fließenden zunehmenden Ausgangsstrom verstärkt wird, so daß der angestrebte Ausschaltungseffekt der Verstärkereinheit 74 gemindert würde. Es wurde ferner gefunden, daß die Ableitung des Fehlerstroms vervollkommnet wird, und daß der Widerstand 142 einen zunehmenden Ausgangsetrom aus der Verstärkereinheit verhindert, wenn der Wideretand 142 eine maximale Auslegung von etwa einem Zehntel des nicht leitenden Eingangswiderstandes des Transistors 136 besitzt. Selbstverständlich kann der Widerstandswert des Widerstandes 142 herabgesetzt werden, um dessen abgleitende Wirkung zu erhöhen, jedoch wird hierbei ein Punkt erreicht, bei dem die spannungsteilende Wirkung des Widerstandes 142 und des Widerstandes 138 den Verstärkungsgrad des Verstärkers 108 bis unter einen Wert herabsetzt, der notwendig ist um einen ausreichenden Ausgangsstrom zu erhalten. Hieraus folgt, daß die Verstärkereinheit 74 gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Vorteil eines extrem niedrigen Ausgangsstromes be-

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haftet ist, wenn der Schalter 30 nicht betätigt wird. Der Ausgangsstrom hat die Größenordnung des Fehlerstroms des Transistors 144.

Die Widerstände 104 und 119 sorgen in ähnlicher Weise wie der Widerstand 142 für eine Ableitung von Fehlerströmen. Die Widerstände 138 und 122 besitzen eine strombegrenzende Wirkung ähnlich der strombegrenzenden Wirkung des Widerstandes 102 und sorgen ferner für eine Dämpfung der Schwingungen, die in der Verstärkereinheit wegen des außerordentlich hohen Verstärkungsgrades auftreten.

Die Verwendung eines PNP-Transistors innerhalb des Vorverstärkers 94 mit einer Basis-Emitter-Spannungsdifferenz vom Negativen zum Positiven in Verbindung mit dem NPN-Transistor 134 innerhalb des Nachverstärkers 108 mit einer Basis-Emitter-Spannungsdifferenz umgekehrter Polarität, vom Positiven zum Negativen, schafft die Möglichkeit, daß die Spannungsdifferenz, welche am Eingang 92 erscheint, diejenige Spannungsdifferenz ist, welche von eMem einzigen Transistor benötigt wird. Es ist von Bedeutung, daß die gleiche Wirkung durch den Einsatz des Transistors 130 erreicht wird. Daraus geht hervor, daß die Verstärkereinheit 74 gemäß der vorliegenden Erfindung an ihrem Eingang eine sehr niedrige Spannungsdifferenz benötigt.

Der Anschluß des Kollektors des Transistors 144 unmittelbar an den Lastwiderstand 82 anstelle des Anschlusses der Kollektoren 134, 136 und 144, welcher eine funktionelle Anordnung einer üblichen Darlington-Schaltung darstellt, ermöglicht es, daß die Verstärkereinheit 74 eine extrem niedrige Spannung an ihrem Ausgang anstehen hat,.wenn der elektronische Schalter 30 betätigt und die Stellung EIN gewünscht wird. Falls die Kollektoren der Transistoren 134, 136 und 144 zusammengeschaltet würden, wäre aufgrund einer

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Analyse der Spannungen ersichtlich, daß die niedrigst mögliche, am Kollektor-Emitter des Transistors 144 erhältliche Spannung abhängig wäre von den Auslegungsdaten der vorgeschalteten Schaltungselemente, und daß die niedrigst mögliche Spannung nicht den niedrigen Wert erreicht, der mittels eines einzelnen Transistors erreichbar ist. Mittels der dargestellten Anordnung wird keine entsprechend hohe Ausgangsspannung erreicht, und die Ausgangsspannung ist die Sättigungsspannung des Transistors 144, welche extrem niedrig ist. Infolgedessen wird durch die Verstärkereinheit 74 im Zustand EIN eine niedrige Ausgangsspannung erreicht.

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen kann unterstellt werden, daß der Durchschnittsfachmann Schaltungsparameter festlegen kann, die eine zuverlässige Funktion gewährleisten. Eine entsprechende Reihe von Daten, die sich als geeignet bei einem Eingangsstrom zwischen 30 und 100 Nanoampere aufgrund einer Überbrückung der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 erwiesen hat, um einen Ausgangsstrom zwischen 50 und 150 Milliampere bei einer Speisespannung von 25 V zu erzeugen, lautet wie folgt:

Widerstand 102: 10 bis 100 Kiloohm

Widerstand 104: 1 Megohm

Widerstand 119: 1 Megohm

Widerstand 122: 2,2 Kiloohm

Widerstand 128: 2,2 Kiloohm

Widerstand 138: 10 Kiloohm

Widerstand 142: 1 Megohm

Transistor 132: 2 N 3906

Transistoren 134 u. 136: 2 N 997, 2 N 998, 2 N 999

Transistor 144: 2 N 2222 A

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Der Einsatz der Typen 2 N 997 bis 999 für die Transistoren 134 und 136 verursachen eine geringfügige Änderung der in Fig. 3 dargestellten Schaltung, weil beide Transistoren 134 und 136 physikalisch in einem einzigen integrierten Bauteil in Form einer Darlington-Schaltung vereint sind. Die Widerstände 122 und 138 werden zu einem einzigen Widerstand von etwa 1,8 Kiloohm vereint, da die Kollektoren der Transistoren 134 und 136 miteinander verbunden sind und nur eine einzige Verbindungsleitung aus dem 2 N 997-bis 999-Baustein herausgeführt ist.

Vorstehend wurde eine Verstärkereinheit beschrieben, welche keinerlei Kondensatoren benötigt, die nur gleichstromgespeiste Stufen enthält, einen hohen Verstärkungsgrad besitzt, eine niedrige Ausgangsspannung im Zustand EIN sowie einen niedrigen Ausgangsstrom im Zustand AUS besitzt, die Fähigkeit hat, mit sehr niedrigem Eingangsstrom zu arbeiten und eine niedrige Spannungsdifferenz am Eingang zu erzeugen.

Unter nochmaliger Bezugnahme auf die in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Varianten der Stirnseite 39 des Schalters 30 wird auf folgende Zusammenhänge verwiesen: die Gründe dafür, daß die offenendige, offene Reihenanordnung gemäß Fig. 1 vorzuziehen ist, soll in diesem Zusammenhang ebenfalls näher erläutert werden. Aus Gründen einer wirtschaftlichen Fertigung ist es wünschenswert, die Anzahl von elektrischen Verbindungen durch die Keramikscheibe 38 möglichst gering zu halten. Infolgedessen ist wegen der gemäß der vorliegenden Erfindung benötigten drei Elektroden die kleinstmögliche Anzahl von Anschlüssen drei. Diese

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kleinstmögliche Anzahl wird dadurch erreicht, daß jede der Elektroden 42, 50 und 58 durchgehend auegeführt wird, so daß keine zusätzlichen Anschlüsse erforderlich sind, und zwar unter der Annahme, daß keine Anschlüsse auf der !Stirnseite 39 durchgeführt werden. Aus diesem Grunde ist die nicht durchgehende bzw. unterbrochene Anordnung von Elektroden, wie sie in den Flg. 7, β, 9 und 10 gezeigt ist, weniger vorzuziehen.

Weiterhin kann eine wirtschaftliche Herstellung dadurch erreicht werden, daß die Verbindungen zu den Elektroden durch Beschichtung der Kanten der Keramikscheibe erzeugt wird, anstatt daß die Verbindungen durch die Keramikscheibe hindurchgeführt werden. Die offenendige, offene Reihenanordnung von Elektroden gemäß den Fig. 1 und 2 lässt ein solches wirtschaftliches Fertigungsverfahren zu, wie oben erläutert wurde. Es wird betont, daß die offenendige, offene Reihenanordnung gemäß der Fig. 1 und 2 den angegebenen Vorteil über die ähnlich gestaltete, nicht offenendige, offene Reihenanordnung gemäß Fig. 6 besitzt, welche eine vollständig umlaufende Masseelektrode 58 aufweist; es muß jedoch daran festgehalten werden, daß die Vorsichtsmaßnahmen bezüglich des Anschlusses der Masseelektrode 68 zum Zwecke der oben beschriebenen Unterbindung eines verunreinigungsfähigen Fehlerstrompfades zwischen der-Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 bei Anordnungen gemäß der Fig. 1 und 2 getroffen werden müssen.

Hieraus folgt, daß die ineinandergreifende Anordnung der durchgehenden, offenendigen, offenen Art gemäß den Fig.

1 und 2 für eine wirtschaftliche Fertigung vorzuziehen ist.

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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Masseelektrode 58 nicht gemeinsam mit den Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 berührt werden kann. Dieser Sachverhalt soll nachfolgend anhand der Fig. 11 bis 18 näher erläutert werden.

In Fig. 12 ist ein Querschnitt durch die geschlossene, abwechselnde Anordnung von Elektroden, die den Schalter 30 gemäß der vorliegenden, in Fig. 11 gezeigten Erfindung bilden, dargestellt. Ein Teil 144 eines Fingers ist in einer Lage dargestellt, die er einnehmen würde, wenn der Finger der Bedienungsperson die Elektroden 42 und 50 überbrückt und dadurch eine Herabsetzung des Gleichstromwid©rstaad©s auf der Stirnseite des Schalters 30 erzeugt ο Außerdem wird! auch die_Masseelektrod© 58 wie ersichtlich berührte

Bevor hierüber weitere Ausführungen gemacht Bezug auf Fig. 14 genommen,, welche ein® stellung der richtigen Fingeranordirang s®igt„ tool ύ®τ ü®% Finger der Bedienungsperson ausschließlich die Speis©= und Eingangselektroden 42 und 50 überbrückte Ia Figo 14 hat RLSG keine auslosende Wirkung,, falls di© Iass©el@k= trode 58 mit dem Bezugspunkt der Schaltung vorbuxxdoja ±mt₀. Das heißt ₉ falls die Masse©lektrod© 58 aa ©in Zwisefoeia= •potential der Schaltung angeschlossen ist,, muß RLBG b©rü<sls~ sichtigt werdenj, aber unter der ¥orauss©tzung_p daß di© Masseelektrode 58 tatsächlich an Masse ©der d@a Bezugspunkt der Schaltung gelegt ist₉ kann RLSG des? Eingangselektrode 50 weder Strom' noch Spannung z,ufnhren_s sonde™ lediglich den 'Strom zwischen Speiseelektrode 42 und lass®- elektrode 58 erhöhen. Da außerdem RFB in der Größenordnung zehnfach größer als RFSI ist, kann dessen Widerstand als mit RFSI vereint angesehen werden. Unter diesen Voraus-

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Setzungen ist ersichtlich, daß die Spannung an der Eingangselektrode 50 durch eine Spannungsteilung zwischen RFSI und RLIG zustandekommt. Da im Normalfall RLIG viel größer ist als RFSI, wird der größere Anteil der an der Speiseelektrode 42 anstehenden Spannung an der Eingangselektrode 50 erscheinen.

Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung der Stirnseite 39, nachdem der Finger der Bedienungsperson entfernt wurde. Ein durch RLIG fließender Fehlerstrom kann nach Entfernung des Fingers in Verbindung mit der Verstärkereinheit 74 aus folgenden Gründen vorteilhaft sein: der Fehlerstrom stabilisiert die Wirkung der Verstärkereinheit 74; er vermindert den Ausgangsstrom, welcher von der Verstärkereinheit 74 in nicht betätigtem Zustand geliefert wirdj weiterhin wird hierdurch eine Störungssicherung in nicht betätigtem Zustand geschaffen. Dies heißt, bei einem außerordentlich hohen Grad an Verschmutzung der Stirnseite 39 wird der Fehlerstrom zwischen der Eingangselektrode 50 und der Masseelektrode 58 die Betätigung des Sciialters verhindern, anstatt eine Betätigung verursachen.

Der Nachteil, der dann entsteht, wenn der Finger der Bedienungsperson Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 und Masseelektrode 58 berühren kann, wie dies durch den Finger 144 in Fig. 12 dargestellt ist, soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung dieser Situation in Fig. 16 näher erläutert werden. Es ist festzuhalten, daß zusätzlich zu den kompakten Widerständen gemäß Fig. 14 RFSG in Parallelschaltung zu RLSG hinzukommt. Falls tatsächlich die Masseelektrode 58 den Bezugspunkt

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der Schaltung bildet, ist die einzige Wirkung Von RFSG diejenige, daß »ehr Strom zwischen der Si>eiseelektröde 42 und der Masseelektrode 58 gezogen wird«

Eine schwerwiegendere Wirkung resultiert aus der Parallel-* anordnung von HJIG zu ELIG. Im Körmalfall ist KFSI etwa gleich EFIG₁ und BfIG ist sehr viel kleiner als RLIG. Infolgedessen ist die der Eingangselektrode 50 zugeführte Spannung etwa halb so groß wie die Spannung zwischen der Speiseelektrode 42 und der Masseelektrode 58. falls die der Speiseelektrode 42 zügeführte Spannung sehr niedrig " ist, kann dies gemäß den obigen Ausführungen sehr nachteilig sein.

Fig. 13 erläutert eine weitere mögliche Situation, die durch die Lage eines Fingers auf der Stirnseite 39 verursacht werden kann, durch weiche die Speise- und Eingangselektroden 42 und JSO und außerdem die Masseelektrode 58 verbunden werden» In Fig. 13 bedeckt der Fingertell 144 die gesamte, geschlossene, abwechselnd wiederholte Δη*» Ordnung des Schalters und erzeugt eiaea guten Kontakt mit allen Elektroden über ihren gesamten Umfang," SIn sol« eher Vorgang steht stellvertretend für den Vorgang,. der als "Verblockung" bezeichnet werdea kamin rad se!i@m&tis<sla in Fig. 17 dargestellt ist. ' ■

In Fig. 17 ist RFSI schematisch als an einen elektronischen Schalter angeschlossen dargestellt, dessen einer Kontakt mit der Eingangselektrode 50 und dessen aweiter Kontakt mit der Masseelektrode 58 verbunden ist. Da der Fingerteil 144 zunächst auf die Stirnseite 39 gelegt wird, wird ein Kontakt zwischen den Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 hergestellt, und im Falle der Anordnung gemäß Fig. 13, mit der Masselektrode 58. Auf diese Weise ist die

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Situation einer Berührung der Masseelektrode gegeben, welche in Fig. 16 und ebenso in Fig. 17 erläutert ist, wobei der elektronische Schalter wie dargestellt RFSI mit der Eingangselektrode verbindet. Falls der Finger in eine "Verblockungsposition" gelangt, trennt der schematisch dargestellte elektronische Schalter RFSI von der Eingangselektrode 50 und verbindet RFSI mit der Masseelektrode 58. Das heißt, wegen der Zwischenschaltung der Masseelektrode 58 und weil der Fingerteil 144 als in "Verblockungslage" verbindlich angesehen wird, in der er den gesamten Umfang der Masseelektrode berührt, wird der gesamte Strom, welcher durch den Oberflächenwiderstand des Fingerteils 144 fließt, durch die Masseelektrode 58 auf Erdpotential angeleitet, und wegen der "Verblockungsbedingungen'¹ wird kein Strom von der Speiseelektrode 42 zur Eingangselektrode 50 durch den Oberflächenwiderstand des Fingerteils 144 geleitet. Es existiert jedoch RFB zwischen der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50, welcher den Gesamtwiderstand des Fingers zwischen diesen Elektroden darstellt, und der dem Oberflächenwiderstand entgegengesetzt ist. Da jedoch RFB wie angegeben etwa zehnmal größer ist als RFSI oder RSIG ist die Spannung, welche an der Eingangselektrode 50 aufgrund der Spannung zwischen der Speiseelektrode und der Masseiektrode 58 erscheint etwa ein Zehntel der zugeführten Spannung. Folglich kann die an der Eingangselektrode 50 erscheinende Spannung bei einer Speisespannung von 5 V ebenfalls nicht ausreichend sein , um der Basis-Emitter-Verbindung des Eingangs-NPN-Transistors der Verstärkereinheit 74 die volle Vorspannung zu erteilen, so daß keine vollständige Betätigung des Schalters durchgeführt werden kann.

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Es muß betont werden, daß die ineinandergreifende Anordnung der offenendigen, offenen Art gemäß den Fig. 1 und 2 das Auftreten einer "Yerblockungssituation" verhindert. Pas heißt, mit der ineinandergreifenden Anordnung und mit der um die Kante herumgeführten Verbindung der Masse&ektrode 58 zur Erzeugung eines beidseitigen Anschlusses auf der Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 gibt es keine mögliche Position, in welcher der Finger der Bedienungsperson den gesamten Umfang der Masseelektrode 58 berühren kann, welche die Eingangselektrode vollständig umgibt, um einen Stromfluß zur Eingangselektrode zu verhindern, d, h. um den gesamten Strom, welcher durch den Oberflächenwiderstand des Fingers der Bedienungsperson fließt, zur Masseelektrode 58 abzuleiten.

Sogar mit der ineinandergreifenden Anordnung des offenen Typs gemäß Fig. 6 kann eine Verblockung herbeigeführt werden, falls die gesamte Anordnung durch den Finger der Bedienungsperson bedeckt werden kann, so daß der gesamte, durch den Oberflächenwiderstand des Fingers fließende Strom von der Speiseelektrode 42 zur Masseelektrode 58 abgezogen werden kann. Es ist mit der Anordnung gemäß Fig. 6 oder mit anderen Anordnungen möglich, die Verblockung dadurch zu unterbinden, daß mindestens ein Teil der Elektrode 58 für den Finger der Bedienungsperson unzugänglich gemacht wird, beispielsweise bei Anwendung eines um die Kante herumgezogenen Anschlusses für die Masseelektrode 58, wie dies in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben wird, oder im Falle der Fig. 6 durch eine besonders großflächige Ausbildung der Anordnung in bezug auf den Finger der Bedienungsperson.

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Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß die ineinandergreifende Anordnung des durchgehenden, offenendigen und offenen Typs gemäß den Fig, I und 2 sowohl aus Gründen einer wirtschaftlichen Fertigung vorzuziehen ist als auch aus dem Grunde, die Anordnung frei von der Möglichkeit einer Blakierung zu halten. Es ist jedoch auch bei der ineinandergreifenden Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 möglich, die Situation einer Berührung der Masseelektrode zu erzeugen. Die schematische Darstellung in Fig, 18 zeigt, wie auch diese Möglichkeit verhindert werden kann.

In Fig. 18 ist ein Fingerteil 144 in einer Lage dargestellt, in der eine maximale Verformung der Haut der Bedienungsperson erfolgt; d. h. die von der Bedienungsperson senkrecht auf die Stirnseite 39 ausgeübte Kraft hat die Haut des Fingers bis zur Höchstgrenze der Zusammendrückbarkeit verformt. Wie ebenfalls aus Fig. 18 zu entnehmen ist, kann die Masseelektrode 58 selbst in der Situation, in der die Grenzen der Zusammendrückbarkelt der Haut erreicht sind, nicht berührt werden, da die Höhe der Elektroden 42 und 50 in ausreichendem Maße größer ist als die Höhe der Elektrode 58. Hierbei ist auf das Verhältnis zu achten, welches zwischen der Höhe der Elektrode 42 und derjenigen der Elektrode 50 gewahrt werden muß, worauf noch weiter unten näher eingegangen wird. Es ist ebenfalls festzuhalten, daß auch in Fig. 2 von der Technik Gebrauch gemacht wird, die Möglichkeit einer Berührung der Masseelektrode zu verhindern.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung besondere Anordnung und ein Verhältnis zwischen den bisher beschriebenen Teilen des elektronischen Schalters 30 sollen an dieser Stel-

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le näher erläutert werden. Es wurde gefunden, daß es von Vorteil ist, das Verhältnis zwischen dem Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode 50 und dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode 42 und der seitlichen Abstände zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 so zu wählen, daß P mindestens gleich R minus der Quadratwurzel der Größe (R² - Y²) ist, wobei P die Höhendifferenz zwischen dem Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode 50 und dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode 42 ist und wobei Y der seitliche Abstand zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 ist, * wie aus Fig. 18 hervorgeht· R stellt die Krümmung des kleinsten Fingers dar, von dem man annimmt, daß er den elektronischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung betätigt. Dies bedeutet, daß die mathematische Beziehung wie folgt lautet: .

P S R - (R² - γ²)¹'²

Die Höhendifferenz ist direkt proportional dem Berührungsschwellwert oder der Berührungsempfindlichkeit des elektronischen Schalters. Das heißt, daß bei einer Höhendifferenz oberhalb des in der obigen Beziehung ausgedrückten Wertes von P die Unterseite des Fingers weiter von dem Punkt entfernt sein muß, an dem die Innenkante 164 des Teils 43 der Elektrode 42 zuerst durch den Finger der Bedienungsperson berührt wird, bis zu dem Punkt, an dem der am tiefsten liegende Teil des Fingers zuerst die Eingangselektrode 50 berührt. ι

Die Krümmung des Fingers kann sehr einfach näherungsweise durch einen Radius zum Ausdruck gebracht werden. Das heißt, die Radien der meisten Finger liegen im Bereich zwischen

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3 und 12 mm. Falls es jedoch erwünscht 1st, eine genauere Beziehung zu erhalten, kann die Krümmung des Fingers in Form eines mathematischen Ausdrucks gefaßt werden, und dieser Ausdruck wird in der obigen Formel für P an die Stelle von R gesetzt. Es wurde jedoch gefunden, daß es im allgemeinen ausreichend ist, den ungefähren Radius des kleinsten Fingers zu bestimmen, der für die Bedienung des elektronischen Schalters 30 in Frage kommt, und den betreffenden Wert für R in die Formel als ungünstigste Bedingung einzusetzen.

Y ist der seitliche Abstand zwischen den Elektroden wie beispielsweise in Fig. 1 angegeben, zwischen der Mittellinie eines Teils der Eingangselektrode 50 und der Innenkante 164 eines Teils der Speiseelektrode 42. Die Bedeutung von Y ist am besten in Fig. 18 erläutert.

Die oben angegebene mathematische Beziehung für die vorliegende Erfindung gestattet die Konstruktion eines Schalters mit im Bedarfsfalle kleinstmÖglicher Berührungsempfindlichkeit und dennoch der Sicherheit einer Höhendifferenz zwischen den Elektroden, aufgrund welcher die Erdung aller Spannungen im Körper der Bedienungsperson mittels der Speiseelektrode 42 möglich ist, bevor ein Gleichstrompfad zwischen der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 hegestellt wird. Falls es möglich wäre, die Eingangselektrode 50 zu berühren, ohne daß zunächst die Speiseelektrode 42 berührt würde, dann würde die übliche, im Körper der Bedienungsperson aufgrund äußerer Quellen induzierte Wechselspannung das Schaltsystem zum Ein- und Ausschalten mit Wechselfrequenz, beispielsweise 60 Hz, bringen. Das heißt, daß im Normalfall, in dem die Eingangeelektrode 50 an den Eingang eines Gleichspannungsverstärkere ange-

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schlossen ist, die Wechselspannung im Körper der Bedienungsperson den Gleichspannungsverstärker abwechseln ein- und ausschalten und auf diese Weise einen wechselnden Schalter« ausgang erzeugen würde, so daß der Ausgang im Rhythmus der Wechselfrequenz ein- und ausschalten würde. Für den Fall, daß ein Gleichspannungsschalterausgang aufgrund des Kontaktes zwischen dem Finger der Bedienungsperson und der Stirnseite 39 gewünscht wird, wäre dies ein unbrauchbares Ergebnis. Durch die weiter oben beschriebenen Maßnahmen kann ein solcher Einfluß jedoch sicher vermieden werden. -

Ferner kann der Fall eintreten, daß statische Elektrizität am Körper der Bedienungsperson vorhanden ist, und zwar in einem Bereich zwischen looou.lO OQO Y, wobei jede rasche Entladung dieser statischen Elektrizität durch die Eingangselektrode 50 und zum Eingang der Verstärkereinheit 74 die Eingangsstufe zerstören kann,, Auch aus diesem Grunde stellt es die beste Lösung für die Zwecke der Entladung der statischen Elektrizität dar, daß der Finger der Bedienungsperson die statische Elektrizität zuerst über die Speiseelektrode 42 entlädt. Es ist ferner wünschenswert, daß die Speiseelektrode 42 scharfe Kanten besitzt, um auf diese Weise den besten Strompfad für die Entladung zu bilden. Wenn folglich der Finger der Bedienungsperson den Kontakt mit der Eingangselektrode 50 herstellt, ist die Wechselspannung bereits ausgeschaltet, und übrig bleibt eine Gleichstromüberbrückung der Elektroden 42 und 5Q, durch welche eine Herabsetzung des Gleiohstromwider» Standes der Stirnseite 39 und eine Betätigung des Schalters und des damit verbundenen Gl©i@fcspanftungsverstärker.a bewirkt wird. Die Ausschaltung der Spannung Im Körper der Bedienungsperson ist besonders bedeutsam, *da d@r.Strom«

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eingang zum Gleichspannungsverstärker so niedrig wie beispielsweise 30 Nanoampere sein kann, so daß er leicht von einem Strom überdeckt werden kann, welcher von der Wechselspannung im Körper der Bedienungsperson erzeugt wird, oder durch einen Strom von solcher Stärke, wie er durch eine plötzliche Entladung statischer Elektrizität im Körper der Bedienungsperson verursacht werden kann.

Es wurde ferner gefunden, daß, um die Berührung des Fingers der Bedienungsperson mit der Speiseelektrode vor dem Kontakt mit der Eingangselektrode sicherzustellen, die Höhendifferenz, mit der der Schalter 30 ausgelegt werden soll, zweckmäßig den Minimalwert überschreitet. Das heißt, dac praktisch anzuwendende Maß von P sollte die

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Größe R minus der Quadratwurzel der Größe (R - Y) übersteigen, damit Fertigungstöleranzen, unterschiedliche Fingereigenschaften in bezug auf die Fähigkeit der Haut zum Zusammendrücken, unterschiedliche Berührungsstellen der Finger auf dem Schalter 30 und die Variation der Berührungsempfindlichkeit zu ermöglichen. Das bedeutet für den Fall, daß die Beziehung der Parameter bekannt ist, daß die Höhendifferenz zwischen den Elektroden größer gewählt werden muß als das Minimum, welches erforderlich ist um eine Ableitung der Spannung im Körper der Bedienungsperson zu gewährleisten, und daß die Höhendifferenz so groß gewählt werden muß, daß die gewünschte, besondere Berührungsempfindlichkeit des Schalters erreicht wird. Es können Anwendungsmöglichkeiten erwünscht sein, bei denen die Berührungsempfindlichkeit für alle Arten von Fingern extrem niedrig liegt, wie bei allgemeinen Anwendungsfällen. Andere Anwendungen können erwünscht sein, bei denen

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die Berührungsempfindlichkeit bzw. Änsprechgrenze außerordentlich hoch liegt, wie beispielsweise bei einem Schalter für Waffen, bei denen eine unerwünschte Betätigung eine außerordentlich gefährliche Situation hervorrufen -würde. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind denkbar mit dazwischenliegenden Beruhrungsempfindlichkeiten bzw. Ansprechgrenzen»

Fig. 19 enthält eine grafische Darstellung der oben angegebenen mathematischen Beziehung zwischen den Werten P₁ Y und R. Aus Fig. 19 ist zu ersehen, daß für einen Wert von Y, der 1,25 mm beträgt, ein P von etwa 75 μ für einen Finger mit einem Radius von 12 mm eingehalten werden muß, während ein P von etwa 250 μ für einen Finger von 3 um Radius einzuhalten ist, welcher der kleinste,' in der Zeichnung dargestellte Finger ist. Mit einem P entsprechend dem Wert, welcher durch den kleinsten Finger bedingt ist, der den Schalter 30 betätigen soll, beträgt die Differenz der Berührungsempfindlichkeit in bezug auf den Finger mit einem Radius von 12 mm bei einem Y von 1,25 mm etwa 30 g und ist damit durchaus annehmbar. Das heißt, da ein Wert für P von nur 75 ja für einen Finger mit 12 mm Radius erforderlich ist, daß die Differenz zwischen den 250 u und den 75 μ eine um 175 μ erhöhte Ansprechgrenze für den Finger mit einem Radius von 12 mm aufweist. Da Y einem Wert von 1,25 mm entspricht, ergeben die erhöhten 175 μ etwa 30 g Differenz in der Betätigungskraft für ein Ansprechen des Schalters, was höchst annehmbar ist.

Bei einem Y von 1,25 mm entsteht ein Abstand von 2,5 mm (2 χ Y) zwischen der in Fig. 2 dargestellten rechts außen liegenden Kante 164 des Speisefingers 43 und der links außen liegenden Kante des Speisefingers 44. Der senkrechte Abstand P zwischen der Höhe des Speisefingers 43 und der Höhe des Eingangsfingers 51 von 250 μ sollte eingehal-

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ten werden, damit auch der kleinste in Betracht gezogene Finger mit einem angenommenen Radius von 3 mm den Schalter bedienen kann.

Es kann außerdem aus Fig. 19 entnommen werden, daß für einen Wert von Y, der bedeutend größer als 1,25 mm ist, die unterschiedlichen Werte von P für kleinste und größte Finger beträchtlich divergieren. Das heißt, für ein Y im Bereich von 1,25 mm können die Unterschiede in den Berührungsempfindlichkeiten zwischen dem größten Finger und dem kleinsten Finger in Kauf genommen werden. Für einen Wert von Y oberhalb von 1,25 mm kann der große vertikale Abstand für P, welcher für den kleinsten Finger erforderlich ist, eine unzulässig hohe Ansprechgrenze für den größten Finger mit sich bringen, die in der Größe einiger Kilogramm liegt.

Es kann weiterhin aus Fig. 19 *>gelesen werden, daß für einen Wert von Y von 0,9 mm für den kleinsten Finger ein P von 125 μ erforderlich ist und für den größten Finger ein P von etwa 25 u, so daß sich eine Differenz von P von 100 u ergibt. Ss wurde gefunden, daß eine Differenz von 100 u bei einem Wert von Y von O₁ 9 mm ein Unterschied in der Berührungsempfindlichkeit von weniger als 30 g auftritt, was kaum bemerkbar ist. In der Tat ist ein Wert für Y von 0,9 on als optimaler Wert anzusehen, wenn man folgende Feststellungen berücksichtigt: der Dickenfaktor der Haut eines Fingers wächst bei sehr kleinen Abständen und begrenzt ihre Fähigkeit, sich in die Tiefe zu erstrecken und den Schalter zu betätigen; die heutigen Fertigungsmöglichkeiten bei Inkaufnahme geringer Kosten sind im Hinblick auf sehr kleine Abstände begrenzt; es ist wünschenswert, den Einfluß der kritischen

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Lage des Fingers der Bedienungsperson auf d©r Stirnseite 39 herabzusetzen; und es ist wünschenswert, di© Ausvdrkungen der Größe eines Fingers bei der Betätigung eines Schalters zu verringern. Das bedeutet, daß bei der Festlegung der Dimensionen der Stirnseite 39 festgestellt wurde, daß die kritische Größe des Fingers der Bedienungsperson als Faktor bei der Betätigung des Schalters vollständig eliminiert werden kann, wenn die Dimensionierung und die Wahl des Abstandes der Elektroden beträchtlich kleiner ist als der Radius des kleinsten Fingers der Bedienungsperson, für die der Schalter vorgesehen ist. Mindestens aber ist der Einfluß des Fingerradius auf ein Minimum reduziert, desgleichen der Einfluß der Lag© des Fingers auf der Stirnseite 39.

Der Einfluß des Fingerradius wird dadurch vermindert, für den FaIl₁ daß die Bedienungspersonen verschieden große Finger haben, nur ein geringer Einfluß auf die Parameter genommen wird, beispielsweise auf die Berührungsempfindlich· keit. Wie oben im Hinblick auf die Erörterung der Berührungsempfindlichkeit ausgeführt wurde, sind die Unterschiede in der Berührungsempfindlichkeit für Finger unterschiedlicher Größen tragbar, wenn die Werte für Y innerhalb eines Bereiches von 1,25 mm liegen und daß sie bei einem Abstand von 0,9 ram kaum mn bemerken sind. Das bedeutet im Hinblick auf Fig. 2, für Abmessungen im Bereich von 2,5 mm zwischen den Leitern der Speiseelektrode 42 (2 χ Y) sind die Unterschiede in der Berührungsempfindlichkeit tolerierbar. Die genaue Dimensionierung einer jeden Elektrode ist in gewissem Maße eine gaeh© der Wahl, übereinstimmend mit der hier gegebenes h®hr®_f sie ist jedoch in Übereinstimmung zu bringen mit d@m-ErfÄl@rnissen

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der Wahl des Abstandes, die oben beschrieben sind. Falls infolgedessen Y ausreichend klein gewählt wird, kann der Einfluß der Größe des Fingers der Bedienungspereon auf ein Minimum herabgedrückt werden.

Der Einfluß der Auflagestelle des Fingeiι auf der Stirnseite 39 kann ebenfalls durch eine Anordnung von Elektroden gemindert werden, bei denen die Dimensionierung und die Abstände merklich kleiner sind als der Radius des kleinsten Fingers, für den der Schalter vorgesehen ist.

Der im vorstehenden Zusammenhang gebrauchte Ausdruck "Anordnung" hat seine übliche Bedeutung im Sinne einer besonderen Anordnung mehrerer Elektroden, wobei die besondere Anordnung d^r" _L den Konstrukteur gewählt wird. Man beachte, daß es bei dem Schalter 30 gemäß den Fig. 4 und durch die Wahl einer solchen Größe der Stirnseite 39, die dem Finger der Bedienungsperson entspricht, möglich 1st, daß die Bedienungsperson ihren Finger in einer Weise auf die Stirnseite 39 legt, daß keine seitliche überbrückung zwischen der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 möglich ist, und daß kein.Strom durch den Widerstand des Fingers der Bedienungsperson zwischen diesen Elektroden zum Zwecke einer Herabsetzung des Gleichstrom-Widerstandes und einer Betätigung des Schalters geleitet wird. Selbstverständlich kann die Bedienungsperson die Lage des Fingers zum Zwecke einer Schalterbetätigung verändern, wenn sie bemerkt, daß eine Betätigung nicht stattgefunden hat. Eine bessere Anordnung besteht jedoch darin, wenn jede kritische Besonderheit bezüglich der Lage des Fingers als Faktor bei der Betätigung des Schalters 30 vermieden wird. Es ist zu beachten, daß der Gegenstand gemäß den Fig. 1 und 2 dieses Ziel erreicht, dft die vor-

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zugsweise gewählten Abstände zwischen den Teilern 43 bis 47 der Speiseelektrode 42 1,75 mm (2 stT) beträgt, welcher Wert bedeutend kleiner ist als der Radius des kleirasten Fingers, der in Fig. 19 Mit etwa 3 mm angegeben ist. Auf diese Weise ermöglicht das Auflegen des Fingers an einem beliebigen Punkt auf der Stirnseite die Überbrückung eines der Teile 43 bis 47 der Speiseelektrode 42 und eines der Teile 51 bis 54 der Eingangselektrode 50 zum Zwecke einer Betätigung des Schalters. In der Tat kann angenommen werden, daß vereinte Anstrengungen erforderlich sind, um eine Betätigung des Schalters zu vermeiden. Baraus resultiert, daß die Dimensionierung und der Abstand der Elektroden des Schalters BO im wesentlichen den kritischen Einfluß der Lage des Fingers als Faktor für di© gchalteauslösung beseitigen können.

Es verdient festgehalten zu werden, daß die gleiche Wir·» kung auch bei den gruppenweisen Anordnungen gemäß den Fig. 9 und 10 auftritt.

Die kleinstmöglichen Werte bezüglich der Wahl des Abstandes und der Dimensionierung werfen zwei Überlegungen auf. Erstens werden bei außerordentlich engen Abständen und kleinen Dimensionen die Kosten für die Herstellung des Schalters 30 aufgrund der heutigen Technologien unerträglich. Ein weiterer Faktor, welcher kIeinstmögliche Abmessungen und Abstände der Elektroden begrenzt ist die Feststellung, daß der Dickeneinfluß der Haut des Fingers mit sehr kleinen Abmessungen zunimmt, wobei die Elastizität der Haut weitaus mehr durch den Hauteffekt als durch den Fleischeffekt bedingt ist. Auf diese Weise sind mindestens zwei praktische Grenzen £r minimale Abstände und Dimensionen gegeben,

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Ein weiterer Parameter der Stirnseite 39, welcher beeinflußbar ist, ist der minimale Wert von P, der senkrechte Abstand zwischen den Speise- und Eingangselektroden. Die im Zusammenhang mit Fig. 19 vorgegebene Formel legt den minimalen Wert von P fest. Bei den vorzuziehenden Ausführungsformen ist der Wert für R₁ der benötigt wird um den kIeinstmöglichen Wert von P zu bestimmen, der kleinste Finger, für den der Konstrukteur den Schalter vorgesehen hat. Wie weiter oben ausgeführt wurde, ist der auf die angegebene Weise erhaltene Wert P auch geeignet für alle größeren Finger, falls der Radius des kleinsten Fingers für die Bestimmung des minimalen Wertes von P herangezogen wurde. Zusätzliche Höhe kann zu dem Wert von P hinzugezählt werden, damit eine besondere Ansprechgrenze für den Schalter erzielt wird; d. h. daß zusätzliche Höhenabmessungen für P eine zunehmende Ansprechgrenze für den Schalter 30 zurFolge haben, welche auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Weiterhin ist die Entscheidung zu treffen, ob es zulässig ist, daß die Masseelektrode 58 gemeinsam mit der überbrückung der Speiseelektrode 42 und der Eingangselektrode 50 berührt werden kann. Unter der Voraussetzung, daß die Masseelektrode 58 nicht berührt werden soll, muß die Dimensionierung der verschiedenen anderen Elektroden so getroffen werden, daß die Masseelektrode nicht berührt werden kann. Anhand von Fig. 18 ist erkennbar, daß es nicht möglich ist, die Masseelektrode 58 zu berühren, unter der Voraussetzung, daß die Lage des Fingers 144 als Lage bei äußerster Verformung des Fingere 144 angesehen wird. Es ist allgemein festgestellt worden, daß mit zunehmender Dicke

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. der Haut des Fingers eine geringere Höhendifferenz erforderlich ist, um eine Berührung der Masseelektrode 58 2SU vermeiden, wenn der Abstand zwischen den Elektroden und 50 ausgehend von einem Abstand im Bereich von 1,25 mm abnimmt.

Es wurde gefunden, daß eine optimale Reihe von Werten wie folgt lautet: Y zwischen 0,5 und 1,0 mm; die Höhe der Oberfläche der Eingangselektrode 50 etwa 250 μ oder mehr oberhalb der Oberfläche der Masseelektrode 58; und die Höhe der Speiseelektrode 42 entspricht etwa der Summe von 50 bis 200 μ zuzüglich dem Wert für P, näherungsweise zuzüglich 300 bis 450 u für eine Berührungsempfindlichkeit bzw. Ansprechgrenze von 150 bis 450 g, eine Höhe von bis 250 μ zuzüglich der Höhe der Eingangselektrode 50 oberhalb der Masseelektrode 58 und einen Zuschlag¹ v©a etwa 25 u für die Höhe der Masseelektrode 58.

Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, gibt ©s Verhältnisse, unter denen es zulässig ist, daß die Masseelektrode 58 gleichzeitig mit der Überbrückung der Betätigungselektroden 42 und 50 berührt wird. Der hauptsächlichste Grund hierfür ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt darin zu sehen, daß die Herstellkosten durch die gleichzeitige Anordnung von Elektroden 42, 50 und 58 von gleicher Höhe merklich gesenkt werden können, Falls die oben angegebenen Bedingungen zutreffen, kann es vorteilhaft sein, die Berührung der Masseelektrode 58 zuzulassen. Es ist von Bedeutung, daß der oben beschriebene "Blockierungseffekt" dennoch bei Einsatz einer offenendigen Anordnung des offenen Typs vermieden werden kann, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt igt. Eine grund-

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legende Situation, in der die Berührung der Masseelektrode 58 zulässig ist, ist dann gegeben, wenn die der Speiseelektrode 42 zugeführte Spannung genügend hoch ist, um den Gleichspannungsverstärker zuverlässig zu betätigen, mit dem die Eingangselektrode 50 verbunden ist. Dies gilt für den Fall, daß die Masseelektrode 53 gemeinsam mit der überbrückung der Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 berührt wird.

Es sind auch Anwendungsfalle denkbar, bei denen es zulässig ist, daß die Eingangselektrode 50 vom Finger der Bedienungsperson berührt wird, bevor die Speiseelektrode 42 die Spannung im Körper der Bedienungsperson auf harmlose Weise ableiten kann. Beispiele solcher Anwendungen, bei denen eine Wechselstrom-Modulation des Schalters in Kauf genommen werden kann, sind Fälle, in denen die Schalterbetätigung wunschgemäß ausreichend langsam erfolgen soll, so daß es möglich ist, eine solche Wechselstrom-Modulation innerhalb des Gleichspannungsverstärkers herauszufiltern, an den der Schalter 30 angeschlossen ist. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit liegt darin, daß der Schalter benötigt wird, um einen Haftschalter endgültig auszulösen. In einem solchen Fall hat eine weitere Modulation aufgrund einer Wechselspannung im Körper der Bedienungsperson keinen Einfluß mehr, wenn der Haftschalter ausgelöst hat. Eine weitere Möglichkeit ist durch andere Arten von Verriegelungen gegeben, bei denen die Modulation ebenfalls keinen Einfluß hat. Beispiele von Anwendungen, bei denen eine statische elektrische Entladung geduldet werden kann, lie gen dann vor, wenn der Eingang zur Verstärkereinheit 74

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durch eine Spammngsübersehlagsstrecke zwischen dem Eingang 72 und der Anschlußklemme 36 geschützt ist, so daß auf diese Weise der Eingang vor den Auswirkungen statischer Elektrizität geschützt ist.

Gemäß den Fig„ 20 und 21 erlaubt der Einsatz einer Diode ©inen beleuchteten Schalter. Das heißt, die Diode wird zusammen mit dem Schalter oder der Schaltung, mit der der Schalter verbunden ist, betätigt, so daß auf diese Weise Lichterzeugt wird. Da der Schalter 30 keine beweglichen Teile besitzt, welche der Bedienungsperson auf irgendeine Weise anzeigen₅ daß die Betätigung stattgefunden hat, ist es unter besonderen Umständen von&iizlehmn, der Bedienungsperson eine Anzeige für die Betätigung des Schalters oder der Schaltung zu geben.. Bas Lic;at diner Diode ermöglicht eine solche Anzeige,

Ein elektronischer Schalter der beschriebenen Art kann für die Steuerung von Gleichspannungsschaltungen anstelle herkömmlicher Schalter verwendet werden. Der elektronische Schalter kann außerdem für die Steuerung von Wechselstromschaltungen unter Verwendungen gleichrichtender Ausgangselemente, wie beispielsweise eines M.0.S.-Halbleiters, eingesetzt werden.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 22 und 23 trägt die Keramikscheibe 38 eine Speiseelektrode 42, welche aus einer unterteilten Anordnung von neun Speisefingern besteht, die.'gemeinsam mit 44 bezeichnet sind, und die sich über die Oberfläche der Stirnseite 39 des Isolators 38 von oben nach unten erstrecken. Ein Speiseleiterstreifen 48 an der oberen Kante der Stirnkante 39 ist recht-

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winklig zu den Speisefingern 44 ausgerichtet und verbindet diese unter Bildung einer Speiseelektrode 42.

trägt

Der Isolator 38reine Eingangselektrode 50, welche ebenfalls aus einer unterteilten Anordnung von acht Speisefingern besteht, die mit 52 bezeichnet sind und sich quer über die Stirnseite 39 von unten nach oben erstrekken. Die Eingangsfinger 52 sind zwischen den Speisefingern 44 angeordnet, und zwar insbesondere in der Weise, daß ein Eingangsfinger zwischen zwei Speisefingern liegt. Ein Eingangsleiterstreifen 56 ist an der unteren Kante der Stirnseite 39 rechtwiiüig zu den Eingangsfingern angeordnet und verbindet diese unter Bildung einer Eingangeelektrode 50.

Infolge der angegebenen Anordnung bilden die Speiseelektrode 42 und die Eingangselektrode 50 eine Anordnung von ineinandergreifenden Teilen mit Fingern, die sich von einer Kante der Stirnseite 39 in Richtung auf die andere erstrecken.

Die Keramikscheibe 38 trägt außerdem eine Masseelektrode 58. Auch die Masseelektrode 58 besitzt eine unterteilte Anordnung von neun Fingern, welche vertikal unterhalb und kongruent mit den Speisefingern 44 angeordnet sind. Ein Leiterstreifen 60 bildet eine direkte Verbreiterung des rechts außen liegenden Massefingers 59 der Masseelektrode und erstreckt sich bis zur rechten Kante der Stirnseite 39. Die Masseelektrode 58 ist von der SpeiseäLektrode 42 durch eine Isolierstoffschicht 61, beispielsweise aus MTLAR getrennt, wobei die Isolierstoffschicht 61 entsprechend dem Muster der Speiseelektrode 42 und der Masseelektrode 58 geformt ist, wie noch weiter unten näher erläutert wird.

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Bei der Herstellung der vorzugsweisen Ausführungsform des elektronischen Schalters 30 wird die Stirnseite 39 der Keramikscheibe 38 zunächst vollständig mit einem elektrischen Leiter wie Nickel auf eine Weise überzogen, wie sie ■ bei der Herstellung von genormten gedruckten Schaltungen üblich ist. Eine Vielzahl von Schaltern wie der in den Figuren dargestellte Schalter 30 können gleichzeitig hergestellt und später getrennt werden. Auf diese Weise kann nicht nur eine vielfache und infolgedessen schnelle Produktion durchgeführt werden, sondern es können auch konventionelle Justiertechniken, beispielsweise in Form von Stiften, welche aus einer Schablone herausragen, eingesetzt werden, um die Justierung der verschiedenen Schichten auf eine Weise zu steuern,.die noch weiter unten erläutert werden wird.

Unter Einsatz einer Serienfertigung und eines Justierstiftsystems kann ein übliches fotografisches Abdeckmaterial auf die gesamte Oberfläche des Leiters auf der Stirnseite 39 der Keramikscheibe 38 aufgebracht werden; das fotografische Abdeckmaterial wird nach Maßgabe des Musters der Eingangselektrode 50 und der Masseelektrode 58 belichtet; die Keramikscheibe 38 wird von der fotografischen Schablone entfernt, und der leitfähige Überzug wird auf konventionelle Weise geätzt, um ein Muster der Eingangselektrode 50 und der Masseelektrode 58 zu erzeugen. Fig. 24 zeigt einen Schalter 30 gemäß der vorliegenden Erfindung in diesem Stadium der Herstellung, wobei die Anzahl der Finger zum Zwecke einer Vereinfachung reduziert worden ist.

Der nächste Fertigungsschritt benutzt ein© Schicht aus Isoliermaterial, wie beispielsweise MUfLAR₀ welei&a auf einer¹ Seite vollständig mit einem leitfähig^ Material wi® bsi-

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spielsweise Nickel überzogen ist, und zwar auf eine Weise, daß das Nickel mit dem MYLAR fest verbunden ist. Eine Schicht eines Klebstoffes wird auf den teilweise fertigen Schalter wie er in Fig. 3 dargestellt ist aufgebracht und die Verbundplatte aus KIYLAR und Nickel wird auf den Klebstoff mit der Nickelseite nach oben aufgebracht. Die MYLAR-Nickel-Verbundplatte wird daraufhin fest mit dem teilweise vollständigen Schalter 30 vereint. Danach wird ein fotografischer Decklack auf die obenliegende Nickelfläche aufgebracht und die Anordnung von Schalter 30 gemäß der vorliegenden Erfindung wird erneut zur fotografischen Schablone zurückgebracht und auf den konventionellen Justierstiften aufgereiht. Dies ermöglicht die vollständig exakte Justierung der Speiseelektroden 42 oberhalb der Masseelektrode 58. Dies soll anschließend erläutert werden.

Zunächst wird die obenliegende Nickelfläche fotografisch nach Maßgabe des Musters der Speiseelektrode 42 belichtet, welches identisch mit dem Muster der Masseelektrode 58 ist mit der Ausnahme, daß der Leiterstreifen 60 fehlt. Die Speiseelektrode 42 wird daraufhin auf konventionelle Weise aus dem obenliegenden Nickelmaterial auf der Isolierstoff schicht 61 herausgeätzt und bildet auf diese Weise die Speiseelektrode 42, wie sie in Fig. 25 dargestellt ist.

Nunmehr bildet die Speiseelektrode 42 die Abdeckschicht und als nächster Schritt werden diejenigen Teile der Isolierstoff schicht 61, die nicht durch die Speiseelektrode 42 geschützt sind, durch ein Lösungsmittel herausgelöst, welches die Isolierstoffschicht 61 zwischen der Speiseelektrode 42 und der Masseelektrode 58 belässt.

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Auf die angegebene Weise kann ein fingerförmiges Muster von Masseelektrode 58, Teilen der Isolierstoffschicht und der Speiseelektrode 42 in einer senkrechten Anordnung von im wesentlichen identischer Justierung hergestellt werden, wobei die Isolierstoffschicht 61 die Speiseelektrode 42 von der Masseelektrode 58 isoliert.

Die Gesamtanordnung der drei Elektroden 42, 50 und 58 des elektronischen Schalters 30 soll nunmehr erläutert werden. Wie in den Figuren dargestellt, ist die Eingangselektrode* 50 seitlich unbeweglich auf der Keramikscheibe 38 befestigt, wobei die Oberfläche der Singangselektrode 50 dem Finger einer Bedienungsperson auf der Stirnseite der Keramikscheibe 38 zugekehrt ist. Die Speis@®l©!str©de 42 ist ebenfalls seitlich unbeweglich mit der Keramikschei« be 38 und mit der lingangselektrode 50 verbunden und ist seitlich mit Abstand und isoliert won der Eingangselektrode 50 in einer Weise um.diese herumgeführt, daß die Oberfläche der Speiseelektrode 42 äem Finger uer Bedienungsperson auf der Oberfläche des umgebenden Isolierstoffs zugekehrt ist. Das Niveau der Oberfläche der Speise3e ktrode 42 ist außerdem oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Eingangselektrode 50 in einer Weise angeordnet, daß der Finger der Bedienungsperson die Speiseelektrode 42 berührt, bevor der Kontakt zwischen dem Finger und der Eingangselektrode 50 hergestellt ist. Auf diese Weise wird ein guter Kontakt des Fingers mit der Speiseelektrode 42 ermöglicht, bevor der Kontakt mit der Eingangselektrode 50 hergestellt ist, so daß eine unschädliche Erdung der üblichen Wechselspannung erfolgt, welche im Körper der Bedienungsperson aufgrund äußerer Einflüsse

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induziert wird. Die angegebene Anordnung von Elektroden ermöglicht die seitliche Ausbildung eines direkten Strompfades zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42, sobald der Finger der Bedienungsperson die Eingangselektrode 50 berührt.

Auch die Masseelektrode 58 ist seitlich unbeweglich in bezug auf das umgebende Isoliermaterial und auf die Speise- und Eingangselektroden 42 und 50 angeordnet. Die Masseelektrode 58 ist außerdem elektrisch zwischen den Eingangs- und Speiseelektroden 50 und 42 angeordnet und ist von beiden Elektroden als leitfähige elektrische Abschirmelektrode isoliert, welche die Ableitung eines Fehlerstroms, der andernfalls zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 fließen würde, durch die Masseelektrode 58 zu einem Bezugspunkt ermöglicht, so daß auf diese Weise das Fließen eines Fehlerstroms zwischen der Eingangselektrode 50 und der Speiseelektrode 42 vermieden wird. Der Fehlerstrom würde andernfalls einen unkontrollierbaren Gleichstrompfad von der Eingangselektrode zur Speiseelektrode mit sich bringen. Ein unkontrollierbarer Gleichstrompfad zwischen den Elektroden ist folglich ein solcher Strompfad, welcher durch Fehlerströme im Schalter verursacht wird, und nicht durch die Berührung der Stirnseite des Schalters durch den Finger der Bedienungsperson oder andere äußere Mittel.

Um die Keramikscheibe herumgeführte Verbindungen zwischen den Leiterstreifen 60, 48 und 50 auf der Stirnseite 39 zu anderen Leitern auf der Unterseite 40 der Keramikscheibe 38 können in gleicher Weise hergestellt werden wie

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dies weiter oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 und beschrieben ist, oder sie können durch Beschichten von Bohrungen oder auf andere Weise hergestellt werden.

Es sei betont, daß die Höhe, die Abstände und andere Erfordernisse bezüglich der Ausbildung der Stirnseite von den Ausführungen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 22 übernommen werden können. Allerdings sind die Probleme, die in Verbindung mit den weiter oben beschriebenen Schaltern dadurch auftreten, daß der Finger der Bedienungsperson gleichzeitig Speise- und Ein- ' gangselelctroden 42 und 50 und die Masseelektrode 58 berühren kann, beider Ausführung gemäß den Fig. 22 bis 25 vollständig gegenstandslos, da die Masseelektrode 58 unterhalb einer der Elektroden 42 und 50 anstatt seitlich daneben angeordnet ist.

Außerdem kann die kritische Größe des seitlichen Abstandes zwischen den Elektroden 42 und 50 infolge der besonderen Lage der Masseelektrode 58 reduziert werden, so daß die Elektroden einfacher herzustellen sind.

Nachdem nunmehr die Anordnung und Herstellung eines Schalters 30 gemäß den Fig. 22 bis 25 erläutert worden ist, liegt es für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, daß der Schalter mit einer elektronischen Schaltung vereint werden kann, wie sie in Fig. 3 beschrieben ist.

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Claims (22)

1. Ansprüche

   1/ Berührungsempfindlicher elektronischer Schalter mit Schaltelementen, welche in Form von gegeneinander isolierten Elektroden auf der Stirnseite des Schalters in der Weise angeordnet sind, daß sie mittels des Hautwiderstandes des Fingers einer Bedienungsperson seitlich überbrückbar sind, wobei die Elektroden zum Zwecke der Vermeidung eines unmittelbaren elektronischen Kontaktes in seitlicher Richtung unbeweglich und mit den Eingängen einer zu betätigenden Schaltungsanordnung verbindbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den für die Uberbrültkung durch den Finger vorgesehenen Elektroden (42, 50) eine Masseelo^trode (58) isoliert und seitlich unbeweglich angeordnet ist, welche mit einem Bezugsspannungspunkt der zu betätigenden Schaltungsanordnung verbindbar ist.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden für die Überbrückung durch den Hautwiderstand eine Speiseelektrode (42) und eine Eingangselektrode (50) für die zu betätigende Schaltungsanordnung darstellen, und daß die Masseelektrode (58) seitlich zwischen Speise- und Eingangselektrode angeordnet ist.
3. 3. Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (42, 50 und 58) seitlich nebeneinander in abwechselnder Reihenfolge angeordnet sind.
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseelektrode (42) und die Eingangselektrode (50) eine inelnanderliegende Anordnung bilden.

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5. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die SpeiseeIeIctrode (42) und die Eingangselektrode (50) eine ineinandergreifende, nach Art einer Verzahnung gebildete offene Anordnung darstellen.
6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Speise- (42) und Eingangselektroden (50) nach Form und Anordnung als ineinandergreifende Speisefinger (43 bis 47) bzw. Eingangsfinger (51 bis 54) ausgebildet und auf einer Keramikscheibe (38) befestigt sind, wobei Speise- und Eiugangsfinger untereinander durch je einen Speiseleiterstreifen (48) und einen Eingangsleiterstreifen (56) verbunden sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Keramikscheibe (38) befestigt sind, und daß die Masseelektrode (58) nach Art eines Mäanders zwischen den Speise- fest?. Eingangsfingern hindurchgeführt ist.
7. 7. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 6_S dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (58) mit senkrechtem und waagrechtem Abstand isoliert von der Speiseelektrode (42) und Eingangselektrode (50) angeordnet ist.
8. 8. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche der ,Masseelektrode (58) mit einem solchen Abstand unterhalb der Niveaus der Speiseelektrode (42) und der Eingängselektrode (50) angeordnet ist, daß die Masseelektrode (58) bei der Überbrückung von Speise- und Eingangselektrode durch einen Finger selbst nicht berührt wird.

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9. 9. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anmessungen und Abstände der Elektroden (42, 50 und 58) wesentlich kleiner als der Radius des kleinsten Fingers einer Bedienungsperson sind, und zwar in einem solchen Maße, daß der kritische Einfluß der Fingergroße bei der Schalterbetätigung nicht wirksam wird.
10. 10. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode (42) in einem Maße oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Eingangselektrode (50) angeordnet ist, daß der Finger (144) der Bedienungsperson die Speiseelektrode (42) unter guter Kontaktgabe berührt, bevor ein Kontakt zwischen dem Finger und der Eingangselektrode (50) erfolgt.
11. 11. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand zwischen der Speiseelektrode (42) und der Eingangselektrode (50) zu etwa 875 μ gewählt wird, und daß das Niveau der Oberfläche der Eingangeelektrode (50) etwa 250 μ höher angeordnet ist als das Niveau der Oberfläche der Masseelektrode (58).
12. 12. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode (42) und dem Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode (50) sowie dem seitlichen Abstand zwischen den Elektroden (42, 50) der Beziehung

    ρ * R - (R² - _Y2)l/2

    gehorcht, wobei ¹¹P" die Höhendifferenz zwischen dem Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode (42) und dem Niveau der

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    Oberfläche der Eingangselektrode (50) ist, ¹¹Y" den seitlichen Abstand zwischen diesen Elektroden darstellt und "R" die Krümmung des kleinsten, für die Schalterbetätigung infrage kommenden Fingers.
13. 13. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn-» zeichnet, daß "Y" zu etwa 1,25 mm gewählt wird, das Niveau der Oberfläche der Eingangselektrode (50) etwa 0,375 mm oberhalb des Niveaus der Oberfläche der Masseelektrode (58) angeordnet ist, und daß das Niveau der Oberfläche der Speiseelektrode (42) bestimmt wird aus der Addition der Größe "P", einer zusätzlichen Hohe aufgrund der gewünsch» ten Ansprechgrenze und der Höhe des Niveaus der Oberfläche der Masseelektrode (58).
14. 14. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Eingangselektrode (50) an einer Kante der Keramikscheibe (38), Mindestens ein Teil der Speiseelektrode (42) an einer weiteren Kante und mindestens ein Teil der Masseelektrode (58) an einer dritten Kante freiliegend zum Zwecke eines elektrischen Anschlusses der betreffenden Zuleitungen durch Kantenbeschichtung der Keramikscheibe (38) angeordnet sind.
15. 15. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4_t dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (42, 50 und 58) abwechselnd in geschlossener Form angeordnet sind.
16. 16. Schalter nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die gruppenweise Anordnung mehrerer geschlossener Elektrodensysteme.

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17. 17. Schalter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die gruppenweise Anordnung mehrerer offener Elektrodensysteme.
18. 18. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (58) durch eine leitfähige Paste gebildet ist, die auf die Keramikscheibe (38) durch Siebdruck in gleichmäßiger Höhe von 25 μ aufgebracht ist.
19. 19. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangselektrode (50) mit Mitteln zum Anschluß an den Eingang einer Gleichspannungsverstärkereinheit (74) versehen ist.
20. 20. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseelektrode (42) mit Mitteln zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle für die Gleichspannungsverstärkereinheit (74) versehen ist.
21. 21. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (40) der Keramikscheibe (38) eine Gleichspannungsverstärkereinheit (74) befestigt ist, und daß der elektrische Anschluß einer jeden Elektrode (42, 50 und 58) an die Verstärkereinheit mittels einer durch Kanten-beschichtung der Keramikscheibe (38) hergestellten Verbindung erfolgt ist.
22. 22. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (58) im wesentlichen kongruent mit der Speiseelektrode (42) ausgebildet und zwischen der Speiseelektrode und der Keramikscheibe (38) angeordnet ist, wobei sich eine Isolierstoffschicht (61) zwischen Masseelektrode und Speiseelektrode befindet, und daß die Eingangselektrode (50) seitlich neben dem Aufbau aus Speiseelektrode und Masseelektrode befestigt ist.

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