DE2301451C3 - Berührungsempfindliches Signalgabebauelement - Google Patents
Berührungsempfindliches SignalgabebauelementInfo
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- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
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- H03K17/98—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element having a plurality of control members, e.g. keyboard
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Description
bis 4 dadurch
od. mehreren der daß
ches im wesentlichen durch die Abmessungen der Zonen der Elektrode (14) gebildet ist.
6. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrostatische Zustand eines jeden Bereiches im wesentlichen durch die Dicke der
Elektretfilmschicht an der Berührungsstelle gebildet ist
7. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,,
daß der elektrostatiscne Zustand eines jeden Bereiches im wesentlichen durch den relativen Abstand
zwischen der Elektretfiimschicht und der einer Berührungsstelle zugeordneten Zone der
Elektrode (14) gebildet ist.
8. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Elektretfilmschicht
und die einer Berührungsstelle zugeordnete Zone der Elektrode (14) auf Grund einer Tastver-Schiebung
der Schicht erzeugte Signal durch seine Amplitude gekennzeichnet ist.
9 Bauelement nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Elektretfilmschicht
und die einer Berührungsstelle zugeordnete Zone der Elektrode (14) auf Grund
Ij1161. Tastverschiebung der Schicht erzeugte Signal
durch seine Polarität gekennzeichnet ist.
^ Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
^ ^^ d-e Elektretfiimschicht und die einer
Berührungsstelle zugeordnete Zone der Elektrode
/14) au{ Grund einer Tastverschiebung der Schicht
erzeugte Signal durch einen von μ verschiedenen
Amplitudenwerten gekennzeichnet ist, wobei jeder der„ verschiedenen Werte je eine BerührungsJteUe
bedeutet.
^^ Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
d{e iejtenden Zonen diskrete, einer Rückplatte
zugeordnete Leiter aufweisen.
^ Bauelement nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
Zonen bestimmte Teile einer leitenden Rück-
umfassen
platte umlassen.
platte umlassen.
Erfindung betrifft ein berührungsempfindliches
Signalgabebauelement mit einer Elektrode, die meh- *gn B henden ßerührungsstellen zugeordnete
J^. dnem von dieser Elektrode räumlich
mit einer leitenden Schicht ^^ Konfiguration und Einrichtungen
zur direkten Einwirkung von äußeren ™g° di Berührungsstellen auf einzelne
^g erfordem die &.
^ l^gsimpulsen oder Tonsignalen
eSediend einem vorgeschriebenen Code. Beispielsweise
verwende die »^^™^^
Z manisch Stromkreise, die die Erzeugung von
Vielton-Signalen verursachen. Druckknopfsteuervorrichtungen haben zusätzliche Wichügkeit gewonnen
als Eingabevorrichtungen fur elektronische Rechner
u· dgl. .
Wie bei allen mechanischen Schal eranordnungen verschmutzen die ohmschen Kontakte jedoch gelegentlich
und fallen aus. Noch wichtiger ist daß mechanische
Anordnungen relativ schwer und voluminös sind, eine hohe Trägheit aufweisen und auf Grund
der für ihre Herstellung erforderlichen Präzision beträchtlich zu den Gesamtkosten der Signalgabevorrichtung
beitragen.
Um die mechanischen Wählscheiben oder Wahlknöpfen anhaftenden Schwierigkeiten zu vermeiden,
ist eine Vielzahl von anderen Schaltanordnungen entwickelt worden, um die Eigenschaften von HaIbleitern,
Halleffektelementen, lichtemittierenden Diöden usw. auszunutzen. Eine der meistversprechendsten
Anordnungen ist auf den ungewöhnlichen Eigenschäften
einer dünnen, elektrostatisch geladenen Filmmembran begründet. Wenn ein solcher geladener
Film mit einer leitenden Beschichtung auf einer seiner Oberflächen versehen ist, ist er allgemein bekannt als
»metallisiertes Folienelektret« oder einfach als ein Folienelektret«. Elektrete weisen eine permanente
23 Ol 451
Ladung auf und erlauben, wenn sie in einer übertragerartigen Konfiguration verwendet werden, daß in
Abhängigkeit von einer relativen Verschiebung zwischen der Folie und einer leitenden Ilückplatte beträchtliche
Ausgangssignale entstehen.
Eine verbesserte Berührungssignalvorrichtung, für die ein Folienelektret verwendet wird., ist in einer
anderen Patentanmeldung (DT-PS 21 64 202.4) dargestellt Bei ihr wird eine Vielzahl von getrennten
leitenden Elementen verwendet, die in einem isolierenden Teil gehalten werden. Alle Elemente sind
durch ein oder mehrere Folienelektrete bedeckt, die von den leitenden Elementen und voneinander auf
geringem Abstand gehalten werden. Eine Frontabdeckung, die beispielsweise mit öffnungen von Fingergröße,
mit Druckknöpfen od. dgl. ausgerüstet ist, wird in Ausrichtung mit den leitenden Elementen gehalten.
Wenn das Folienelektret durch die Einwirkung einer Tastkraft verschoben wird, wird ein Signalimpuls in
einem Ausgangsstromkreis erzeugt, der ausschließlich mit dem zugeordneten leitenden Element verbunden
ist. Das Signal reicht aus, um einen Hilfsoszillator, ein Schaltelement, eine Triggerschaltung od. dgl. zu
betätigen. Die Anordnung ist äußerst kompakt, einfach herzustellen, und ist als sehr zuverlässig befunden
worden. Für ein Schaltfeld, das eine große Zahl solcher Berührungsstellen verwendet, ist noch für jede
Berührungsstelle ein separater äußerer Stromkreis nötig. Somit ist die Herstellung der Einheit etwas kompliziert,
und es wird ein beträchtliches Netzwerk äußerer Stromkreise benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines beriihrungsempfindlichen Elektretwählers
zu vereinfachen und dessen Vielseitigkeit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs definierten Signalgabebauelement gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß die Bereiche des Folienelektrets verschiedene elektrostatische Zustände aufweisen, die von der
strukturellen Zusammenstellung des Folienelektrets und den entsprechenden Zonen der Elektrode herrühren,
daß allen Berührungsstellen elektrisch gemeinsame Mittel zur Weiterleitung eines Signals auf
eine äußere Schaltung vorgesehen sind und daß das Signal zwischen der leitenden Schicht und der Elektrode
bei einer der Berührungsstellen auftritt, w,enn eine Verschiebung des Folienelektrets auf Grund
einer an dieser Stelle angreifenden Tastkraft stattfindet.
Wird die Elektretfolie auf Grund einer Tastkraft, die auf eine der Berührungsstellen einwirkt, verschoben,
so wird ein Signal, das einzig diese Stelle kennzeichnet, in einer gemeinsamen mit allen leitenden
Zonen verbundenen Schaltung erzeugt. Somit werden Berührungsstellen erfindungsgemäß durch Signalkennzeichen
identifiziert, und nicht durch den Ort des Signalursprungs. Dies steht in deutlichem Gegensatz
zu bekannten Systemen, bei denen jede Berührungsstelle in einem ausschließlich einer Berührungsstelle
zugeordneten Schaltkreis ein Signal verursacht.
Erfindungsgemäß wird deshalb der elektrostatische Zustand einer jeden Berührungsstelle einer Wähleranordnung
gesteuert, um sicherzustellen, daß Signale, die von jeder Berührungsstelle zu einer gemeinsamen
Ausgangsschaltung gegeben werden, einzig die Quellenstelle kennzeichnen. Bei einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform wird dem Signal einer jeden Berührunesstelle
ein unterschiedliches besonderes Kennzeichen dadurch gegeben, daß in der Elektretfolie an
einer jeden solchen Stelle eine unterschiedliche Ladungsdichte oder Ladungsdichten entgegengesetzter
Polarität gebildet sind. Die Rückplatte kann dann als Träger leitender Zonen gleicher Größe und gleichen
Abstandes von der Folie dienen. Die Folie kann verschieden dicht geladen werden in parallelen Streifen,
Schachbrettanordnung oder in irgendeinem anderen durch die Berührungsstellenverteilung des Wählers
ίο erforderlichen Muster. Da die leitenden Zonen gleichförmige
Abmessungen und gleichen Abstand haben und alle mit einer gemeinsamen Ausgangsschaltung
verbunden sind, können sie, wenn es erwünscht ist, in ein einheitliches leitendes Rückplattenteil eingenistet
werden.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine gleichmäßig aufgeladene Elektretfolie
verwendet, und es werden Signale, die einzig kennzeichnend für je eine Berührungsstelle sind,
durch selektives Abstimmen der effektiven Größe des leitenden Elementes der Rückplatte an jeder Berührungsstelle,
dessen Abstand von der Elektretfolie an der Berührungsstelle od. dgl. erzeugt. Jede leitende
Zone kann in ihrer Fläche oder ihrem Abstand vom Elektret so bemessen sein, oder die Elektretfoliendicke
kann so proportioniert sein, daß der zur Erzeugung eines Signalkennzeichens einer Berührungsstelle
in der gemeinsamen Ausgangsschaltung benötigte Zustand gebildet werden kann. Im Effekt ist die Kapazitat
zwischen dem Folienelektret und der leitenden Zone einer Berührungsstelle einmalig ausgewählt, um
in einer gemeinsamen Ausgangsschaltung in Abhängigkeit von einer Verschiebung der Elektretfolie ein
. Signal zu erzeugen, dessen Amplitude eindeutig dieser Berührungsstelle zugeordnet ist.
Natürlich können zwei oder mehr verschiedene Konfigurationen in einem einzigen Wähler verwendet
werden, um die Anzahl der identifizierbaren verfügbaren Signale zu erhöhen, und um folglich die Anzahl
der verwendbaren Berührungsstellen zu erhöhen. Es genügt zu sagen, daß ein irgendeine der oben erläuterten
Anordnungen verwendender Berührungswähler ein Signal erzeugt, das in einer gemeinsamen Ausgangsschaltung
eindeutig eine Berührungsstelle kennzeichnet. Bei Verwendung mehrerer Codierungsanordnungen in einem Wähler ist eine große Vielseitigkeit
zu erreichen, und es wird eine große Anzahl identifizierbarer Berührungsstellen gebildet.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung
zeigt
F i g. 1 in einem Querschnitt einen erfindungsgemäßen Berührungswähler, der ein Folienelektret mit
einer diskreten Ladungsdichte an jeder Berührungsstelle verwendet,
F i g. 2 im Querschnitt einen erfindungsgemäßen
Berührungswähler, bei dem kennzeichnende Signale
mit Hilfe eines gesteuerten elektrostatischen Zustan-
ies zwischen einer Elektretfolie und einem jeden Rückplattenelement erzeugt werden,
F i g. 3 im Querschnitt eine andere erfindungsgemäße Berührungswähleranordnung und
F i g. 4 eine Vorrichtung zum selektiven Aufladen eines metallisierten Films zur Erzeugung einer Elektretfolie,
die für die erfindungsgemäße Anwendung verwendbar ist.
Die Fi g. 1 bis 3 zeigen an Hand von Querschnitten den Aufbau eines erfindungsgemäßen Berührungs-
23 Ol
Wählers. Jeder Wähler umfaßt ein Folienelektret, das mit Abstand neben einer Rückplattenanordnung gehalten
wird, und eine Vorrichtung, um einwirkende Tastkräfte auf diskrete Berührungsstellen der Folie
zu richten. Das Rückplattensystem ist mit selektiv angeordneten leitenden Elementen ausgerüstet, die
alle mit einer gemeinsamen Ausgangsschaltung verbunden sind. Die wirksamen geometrischen und elektrostatischen
Zustände, die zwischen der Folie und
durch ein System von Berührungsführungen, beispielsweise in der Form einer mit öffnungen versehenen
Deckplatte, oder, wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, durch ein System von Druckknöpfen 15, die durch
Trägerelemente 16 an ihrem Ort festgehalten werden. Die Verwendung von Druckknöpfen od. dgl. stellt
eine reproduzierbare, von der Fingergröße unabhängige Anschlagsfläche der Folie sicher. Wie ausführlich
in der obengenannten anderen Patentanmeldung
einem leitenden Element der Rückplattenanordnung io beschrieben ist, kann jeder Druckknopf mit einer
gebildet sind, werden erfindungsgemäß gesteuert, um Rückstellkraft versehen werden, die ihn in seine
in der gemeinsamen Ausgangsschaltung je nach dem, Ruhestellung zurückdrängt, wenn er freigelassen wird,
auf welche der Berührungsstellen eine Tastkraft ein- Diese Kraft kann durch die Spannung der Folie selbst
wirkt, ein Signal unterschiedlicher Kennzeichnung zu aufgebracht werden oder durch andere, nichtgezeigte
erhalten. Mechanisch kann der erfindungsgemäße 15 Vorrichtungen.
Ein Folienelektret mit einer vorher bestimmten Ladungsverteilung quer über seine Oberfläche ist im
Stand der Technik beschrieben und kann beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden. Bei einem
Wähler dem in der anderen Patentanmeldung P 2 164 202.4 beschriebenen gleich sein.
In der in F i g. 1 dargestellten Wähleranordnung wird das Kennzeichen des Signals einer jeden Berüh-
runesstelle bestimmt durch "die Ladungsdichte der 20 erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wurde ein
------- - - — Folienelektret für einen Vielfachberührungswähler
hergestellt aus einer 25,4 μΐη dünnen Filmschicht aus
Polyfluoroäthylenpropylen, einem Plastikmaterial, das kommerziell unter dem Handelsnamen TEFLON
Oberfläche umfaßt, ist an festgelegten Berührungs- 25 FEP gehandelt wird, mit einer 1000 A dicken Metall-
Elektretfolie an dieser Stelle. Ein Folienelektret 10, das eine dünne Filmschicht 11 eines dielektrischen
Polymers oder eines anderen Kunststoffmaterials mit einer dünnen Metallschicht 12 auf seiner äußeren
stellen auf verschiedenen Dichten O1, os, o3 und σ4 aufgeladen
und wird mit Abstand neben einer leitenden Elektrode 14 gehalten, beispielsweise durch Abstandshalter
13. Wird das Folienelektret 10 verschoben, bei-
schicht 12 auf einer seiner Oberflächen. Für diese Einheit wurden 1 cm breite Streifen auf verschiedene
Ladungsdichten aufgeladen. Diese Werte sind typisch, aber Folien- und Metallschichtdicke können selbst-
spielsweise durch die Einwirkung einer Tastkraft auf 30 verständlich je nach der Verwendung und den umeine
Berührungsstelle, entsteht ein Signal V1 mit cha- gebenden Bedingungen geändert werden. Die so herrakteristischer
Amplitude zwischen einer der Beruh- gestellte Folie wurde in einer Konfiguration verwenrungsstelle
zugeordneten Zone der Elektrode 14 und det, die der in F i g. 1 dargestellten gleich ist, in der
der metallischen Schicht 12 des Elektrets. Die La- eine einheitliche Elektrode verwendet wurde, die auf
dungsdichten ο für verschiedene Berührungsstellen der 35 ihrer Oberfläche Rippen 13 von praktisch kreisförmi-Folie
können gewählt werden, um irgendeine er- ger Form aufwies, die 100 μΐη hoch waren, einen
wünschte Amplitudenverteilung in der gemeinsamen Durchmesser von 0,8 cm hatten und von Mittelpunkt
Ausgangsschaltung zu ergeben. Es mag vorteilhaft zu Mittelpunkt einen Abstand von etwa 1 cm aufwiesein,
die verschiedenen Berührungsstellen so zu be- sen. Da das elektrische Feld an Berührungsstellen der
messen, daß Signale in einem festgelegten Amplitu- 40 Einheit durch die Ladungsverteilung in der Folie beclenmuster
erzeugt werden, beispielsweise η verschie- stimmt ist, waren die Abstandshalter 13 einfacherdene
Signale in η Schritten gequantelt, wobei η die weise als Teil der Elektrode gebildet.
Anzahl der Berührungsstellen im Wähler angibt. In der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Durch diese Lösung ist das Ausgangssignal in digitaler Ausführungsform wird eine gleichmäßig aufgeladene Form gequantelt und kann für manche Anwendungen 45 Elektretfolie 20 in Abstand gehalten von einem direkt und ohne weitere Analyse oder Verarbeitung plattenförmigen Bauteil 21, beispielsweise in der
Anzahl der Berührungsstellen im Wähler angibt. In der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Durch diese Lösung ist das Ausgangssignal in digitaler Ausführungsform wird eine gleichmäßig aufgeladene Form gequantelt und kann für manche Anwendungen 45 Elektretfolie 20 in Abstand gehalten von einem direkt und ohne weitere Analyse oder Verarbeitung plattenförmigen Bauteil 21, beispielsweise in der
verwendet werden.
Gleichsam kann man, wenn an verschiedenen Berührungsstellen verschiedene Ladungspolaritäten gebildet
werden, die Phase des Ausgangssignals verwenden, um den Ursprung des Signals zu kennzeichnen.
Natürlich können in derselben Wähleranordnung sowohl die Amplitude als auch die Phase des Signals
gesteuert werden, um dessen Vielseitigkeit zu vergrö-
Form eines isolierenden Substrats, dessen Oberfläche
mit einer Anzahl von Rippen versehen ist. Die Rippen dienen zur Bildung einer Anzahl von Ausnehmungen
22, 23, 24 ..., die sich im wesentlichen mit Druckknöpfen 15 in Ausrichtung befinden, die an verschiedenen
Berührungsstellen gehalten werden. Eine Vielzahl einzelner leitender Elektroden 25, 26, 27 ... isi
dem isolierenden Substrat zugeordnet, wobei jed«
Bern. Kennzeichnende Signale werden mit Hilfe von 55 Elektrode praktisch im Zentrum der entsprechender
Leitungen 17 und 18 auf eine äußere Ausgangseinheit Ausnehmung angeordnet ist. Wenn es erwünscht ist
können die Elektroden im Substrat eingebettet ode: auf diesem niedergeschlagen sein. Bei der Verwen
19 gegeben.
Da bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform die Signalamplitude einer Berührungsstelle durch die
Ladungsdichte der Folie bestimmt ist, kann die Elek- 60 es in F i g. 2 gezeigt ist, oder mit verschiedener Dicke
trode 14 ein einheitliches leitendes Teil sein. Wenn wie es bei 31 und 32 in Fig. 3 gezeigt ist, und be
natürlich —*~ J:~'1 " " - — -
dung von Elektroden mit verschiedenen Flächen, wii
es erwünscht ist, können natürlich auch diskrete, leitende Zonen auf einem Substrat od. dgl. verwendet
werden, die gemeinsam mit der Leitung 18 verbunden sind.
Die verschiedenen Berührungsstellen auf dem Wähler können lediglich durch die Verwendung von
Abstandshaltern 13" od. dgl. gebildet werden oder
Verwendung einer Elektretfolie mit gleichmäßige Ladungsverteilung werden an verschiedenen Beruh
runssstelien Ausgangssignale mit charakteristische:
Amplituden erzeugt. Um einen gewünschten Spall abstand zu erzielen, kann an Stelle der Dicke de
Elektroden 31 und 32 die Höhe des Abstandshalter 13 (Fig. 3) verändert werden. Auf Wunsch kann di
23 Ol
Fläche, die Dicke, die Form der leitenden Elektroden oder der wirksame Spalt zwischen den Elektroden und
der Folie in ausgewählten Kombinationen geändert werden, um die Anzahl der definierten Berührungsstellen zu vergrößern oder um auf andere Weise einem
Konstruktionserfordernis zu genügen.
Was für eine Elektrodenanordnung auch verwendet wird, alle Elektroden sind über eine gemeinsame
Ausgangsleitung 18 miteinander verbunden. Signale, die in der die Leitung 18 und die mit der metallisierten
Schicht der Folie verbundene Leitung 17 umfassenden Schaltung erzeugt worden sind, werden auf
die Ausgangseinheit 19 gegeben. Wird die Elektretfolie auf Grund einer Tastkraft verschoben, wird ein
Für solche Drücke ist die Anstiegszeit Δ t, die mit zunehmendem
Berührungsdruck abnimmt, kleiner als RC, solange R groß genug gewählt wird. Somit ist die
Ausgangsspannung vom Berührungsdruck unabhängig.
Das in irgendwelchen erfindungsgemäßen Wähleranordnungen verwendete Folienelektret wird vorzugsweise
mit Hilfe einer Elektronenstrahlabtasteinrichtung aufgeladen, wie diese beispielsweise in F i g. 4
schematisch dargestellt und ausführlicher in einer weiteren Patentanmeldung (P 2 153 760.0) beschrieben
ist. Gemäß dieser Aufladungsmethode wird eine Kunststoff-Filmschicht 10 mit einer dünnen leitenden
Schichtll zur Bombardierung mit Elektronen in einer
Signal, dessen Kennzeichen für jede Berührungsstelle 15 Vakuumkammer 40 gehalten. Vorzugsweise wird sie
verschieden ist, erzeugt und über die gemeinsame Ausgangsschaltung auf eine Verbraucheranordnung
gegeben.
Im Betrieb wird ein Wähler betätigt durch Berühren der Elektretfolie oder durch einen die Folie an
einer festgelegten Stelle pressenden Druckknopf. Eine Beziehung für die durch einen Berührungsdruck erzeugte
Spannung F1 (f) wird in der obengenannten
anderen Anmeldung angegeben. Es ist dort gezeigt, daß
0) vor einer leitenden Elektrode 41 befestigt. Ein Elektronenstrahl
42, der auf einem Potential von etwa 20 keV betrieben wird, ist auf die Folie gerichtet und
wird mit Hilfe von vertikalen und horizontalen Elekao
troden 43 und 44, die geeignet angeordnet und energieversorgt sind, in einem rasterartigen Muster abgelenkt.
Um eine Elektretfolie mit einer kennzeichnenden seitlichen Ladungsverteilung, beispielsweise in Form
»5 von parallelen Reihen mit verschiedenen Ladungsdichten, herzustellen, wird die Folie vom Strahlenbündel
42 durch einen leitenden Schirm 45 abgeschirmt, dessen Dicke viel größer als der Durchdringungsbereich
des Elektronenstrahlbündels ist. Der gilt, wobei A1 das Verhältnis der Spannung darstellt, 3° Schirm 45 befindet sich in einem geringen Abstand
-τ
die durch die Elektretfolienquelle bei mittlerer Verschiebung der Folie erzeugt wird. Für die erfindungsgemäßen
Wähler ist
= [o,D/{D
(2)
In den Gleichungen (1) und (2) bedeutet s(t) die
Ableitung aer Verschiebungsfunktion der Folie als eine Funktion der Zeit f, R den Eingangswiderstand
des Verstärkers, C1 die der berührten Stelle entsprechende
Teilkapazität der Folien-Rückplatten-Anordnung, C = f, C,- die Gesamtkapazität der Folien-Rückplatten-Anordnung,
σ, die effektive Ladungsdichte des Elektrets an dessen nichtmetallisierter Oberfläche, D
und d die Dicken des Elektrets bzw. der Luftschicht, ε die dielektrische Konstante des Elektretmaterials
und ε0 die Dielektrizitätskonstante des freien Raumes.
von der Folie, um eine Berührung mit dieser zu vermeiden. Anfangs ist der Schirm so angeordnet, daß
lediglich ein Streifen von 1 cm dem Strahlenbündel ausgesetzt ist. Dann wird der Schirm schrittweise über
die Folienoberfläche bewegt, jedesmal um 1 cm, und die Folie wird dem Elektronenstrahlenbündel in jeder
Position ausgesetzt. Das Verfahren wird so of> wiederholt, wie erwünscht, um eine Elektretfolie mit unterschiedlich
geladenen Bereichen herzustellen.
Ein zweidimensionales Muster von Ladungsdichten kann ebenfalls hergestellt werden, und zwar entweder
durch Drehen der Folie um 90° zwischen zwei Ladungszyklen, wie sie oben beschrieben sind, oder
Verwendung einer Doppelschirmanordming. Anderer-
*5 seits kann eine Folie einem abgelenkten Elektronenstrahlenbündel
durch einen Schirm mit öffnungen (nicht dargestellt) ausgesetzt werden, um individuell
geladene Bereiche in einer gitterartigen Konfiguration zu erzeugen. In der Praxis sind Folienelektrete auf-
Für dieselbe Verschiebung erzeugen die einzelnen in
den F i g. 1 und 2 dargestellten Wählereinheiten deshalb Ausgangssignale, die σ,- bzw. C1- proportional 5° geladen worden mittels Bestrahlung durch einen sind. Die Ausgangssignale unterscheiden sich von de- Schirm mit Löchern von etwa 0,3 mm im Durchmesnen einer Anordnung mit unterteilter Rückplatte in ser, wobei die Löcher voneinander einen Abstand vor 2 Punkten: etwa 0,1 mm hatten.
den F i g. 1 und 2 dargestellten Wählereinheiten deshalb Ausgangssignale, die σ,- bzw. C1- proportional 5° geladen worden mittels Bestrahlung durch einen sind. Die Ausgangssignale unterscheiden sich von de- Schirm mit Löchern von etwa 0,3 mm im Durchmesnen einer Anordnung mit unterteilter Rückplatte in ser, wobei die Löcher voneinander einen Abstand vor 2 Punkten: etwa 0,1 mm hatten.
... _. , ,. . , . . ... . Tests haben gezeigt, daß praktisch keine makrosko
(1) Die Amplitude des Ausgangssignals ist um einen 55 β β >
ν
Faktor C1IC kleiner, und zwar auf Grand der
Ladung der Teilkapazität C1 durch die Gesamtkapazität
C.
(2) Die flC-Konstante ist aus demselben Grand um einen Faktor CIC1 größer.
Wie in der anderen Patentanmeldung erörtert ist, ist ferner die Ausgangsspannung der Folienverschiebung
proportional und unabhängig von der Anstiegszeit Λ t der Verschiebungsfunktion, solange A t <
RC ist. Auf Grand der relativ kleinen Rückstellkraft der dünnen Polymerfolien ist die Verschiebung konstant
und für Berührungsdrücke, die über einen Minimalwert hinausgehen, der Dicke des Luftspalts gleich.
auf einer Elektretfolie auf
tritt. Weiter hat man gefunden, daß Folien mit eine; Auflösung von mehr als 100 Linien pro cm erzeug
werden können. Obwohl eine derartige Auflösung ii den meisten Berührungswähleranordnungen nicht er
forderlich ist, kann sie für andere Anwendungen voi teilhaft sein. Des weiteren ist gezeigt worden, daß ein
Gleichförmigkeit der Ladungsdichte innerhalb ±5·/ über einen Größenordnungsbereich typisch für Elel
tretfolien ist, die durch das Elektronenstrahlverfahre
aufgeladen worden sind. Darüber hinaus können sü bile Folienelektrete mit vorausbestimmten Ladung!
Verteilungen hergestellt werden. Natürlich ist es selbstverständlich, daß man fi
509643/2C
23 Ol 451
linen erfindungsgemäßen Berührungswähler eine Elektretfolie verwenden kann, die durch andere Lalungsvorrichtungen
hergestellt worden ist. Außerdem st offensichtlich, daß Vielfach-Folien für eine Wähereinheit
verwendet werden können und daß eine
Vielzahl verschiedener Anordnungen zur Codierung des an jeder Stelle erzeugten Ausgangssignals verwendet
werden können. Der Fachmann wird der Erfindung eine Vielzahl anderer Anordnungen und Konfigurationen
entnehmen können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Berührungsempfindliches bignaigaoeoduelement
mit einer Elektrode, die mehreren entsprechenden Berührungsstellen zugeordnetejlonen
aufweist, einem von dieser Elektrode raumlieh getrennter Folienelektret mit einer leiten°e°
Schicht in einer übertrager^nlichen Konfiguration und Einrichtungen zur direkten Einwirkung von
äußeren Tasikräften über die Berührangssteiien
auf einzelne Bereiche des Folienelektrets, dadurch gekennzeichnet, daß die öereicne
des Folienelektrets (10) verschiedene! elektrostatische
Zustände aufweisen, die von der stru™-rellen
ZusammensteUung des Folienelektrets (W)
und den entsprechenden Zonen (O1 bis O4J aer
Elektrode (14) herrühren, daß allen Be™^^"
stellen elektrisch gemeinsame Mittel (17,1»; zur
Weiterleitung eines Signals auf eine äußere Schaltung (19) vorgesehen sind und daß das Signal
zwischen der leitenden Schicht (12) und der Elektrade
(14) bei einer der Berührungsstellen auftritt, wenn eine Verschiebung des Folienelektrets (10)
auf Grund einer an dieser Stelle angreifenden *5
Tastkraft stattfindet. HaH„rrh *e-
2. Bauelement nach Anspruch 1.dadurch ge
kennze.chnet daß der elektros<f fhe ^™
eines jeden Bereiches im wesentlichen durch die
Ladungsdichte des Folienelektrets (10) in diesem Bereich gebildet ist. ,
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrostatische Zustand jedes Bereiches im wesentlichen durch di* Ladungspolarität
des Folienelektrets (10) in diesem Bereich gebildet ist. u , ^r ·>
H.
4. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrostatische
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---|---|---|---|
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