DE2318581A1

DE2318581A1 - Signalgeber und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2318581A1
Application number: DE19732318581
Authority: DE
Inventors: Eric Wolfendale
Original assignee: REDAC SOFTWARE Ltd
Current assignee: REDAC SOFTWARE Ltd
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1973-10-18

Description

Signalgeber und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Signalgeber sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Signalgebers bzw. eines Schaltkondensators.
Ein elektrischer Signalgeber gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei Elektroden, welche derart angeordnet sind, daß sich die Kapazität zwischen ihnen bei Annäherung eines fingers oder eines Gegenstandes mit einem Finger ähnlichen elektrischen Eigenschaften beträchtlich erhöht.
In einer vorteilhaften Ausführung schafft die Erfindung einen elektrischen Signalgeber der genannten Art, mit einem dielektrischen Träger, welcher eine von elektrisch leitendem Material freie und der Annäherung eines Fingers oder eines Gegenstandes mit einem Finger ähnlichen elektrischen Eigenschaften dareboee Fläche aufweist, und mit zwei an dem Träger angebrachten, der Annäherungsfläche durch dessen dielektrisches Material hindurch zugewandten Elektroden, wobei sich die Kapazität zwischen den Elektroden bei Annäherung eines Fingers bzw. entsprechenden Gegenstandes beträchtlich erhöht.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Signalgebers der genannten Art bzw. eines Schaltkondensators ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß man auf einen festen, elektrisch isolierenden Träger eine erste und eine zweite Elektrode von vorzugsweise vorbestininiter Dicke aufbringt und daß man anscKlJe.:end eine dlelektrische Schicht von vorbestimmt er Dicke in einem Siebdruckverfahren über den beiden Elektroden aufbringt.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Signalgeber anhand der Zeichnung beschrieben.
Darin zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Signalgebers und Fig. 2 eine zweite Ausfübrungsforn des Signalgebers, jeweils mit einem schematisierten Sch#'ltungsdiagramm.
Der in Fig. 1 gezeigte Signalgeber hat zwei metallene Elektroden 5, 6, welche an einer Seite einer elektrisch isolierenden Schicht 10, beispielsweise einer Keramikschicht mit relativ hoher Dielektrizitätskonstante angeordnet sind. Zwischen den beiden Elektroden 5 und 6 ist ein geerdet er elektrisch leitender Streifen 11 gebildet. Die ;egerlüberliegende Seite der Isolierschicht 10 trägt einen Farbanstrich 12.
An die Elektrode 5 ist der Ausgang eines Sinuswellengenerators 14 gelegt, und die Elektrode 6 ist über einen Gleichrichter 16 mit dem Eingang eines Gleichspannungsverstärkers 18 verbunden.
Im normalen Zustand ist dank der Wirkung des geerdeten Leiterstreifens 11 nur eine niedrige Kapazität zwischen den Elektroden 5 und 6 vorhanden. Bewegt man jedoch einen Finger ill Richtung des Pfeiles A zum Farbanstrich 12 hin, so erhöht sich die Kapazität zwischen den Elektroden 5 und 6 beträchtlich, so daß nun der Gl£ichrichter 16 von dem Sinuswellengenerator 14 gespeist wird. Der sich dabei ergebende Gleichspannungsaüsgang des Gleichrichters 16 wird zur Erzeugung eines Ausgangssignals im Verstärker 18 verstärkt.
Der Signalgeber läßt sich als einfacher Schalter etwa für die Steuerung des Betriebs eines elektronischen Rechners verwenden. Da jedoch die Größe des Ausgangssignals vom Grad der Annäherung eines Fingers bzw.
von der Stärke des mit dem Finger ausgeübten Druckes abhängig veränderlich ist, eignet sich der Signalgeber besonders vorteilhaft für die Verwendung etwa in der Tastatur eines elektronischen Nusikinstruments. Dabei läßt sich daim der Oberwellengehalt oder. die Lautstärke eines Tones in Abhängigkeit von der Stärke des Fingerdrucks variieren.
Der Farbanstrich 12 schafft die Möglichkeit, eine durch die Betätigung des Signalgebers gesteuerte oder ausgelöste Funktion durch ein Zeichen oder eine Beschriftung zu kennzeichnen.
Der Signalgeber wird zweckmäßig nach einem Dickschichtverfahren hergestellt,, wobei die Elektroden 5 und 6 zunächst im Siebdruck auf einen (gestrichelt gezeichnetzen) keramischen Träger 20 aufgebracht werden. Darauf wird dann die dielektrische Schicht 10 etwa in Form einer keramischen Glasur und schließlich, falls erwünscht, der Farbanstrick 12 aufgebracht.
Der Sinuswellengenerator 14 kann mehrere parallel geschaltete Signalgeber speisen. Die Anordnung mit dem Sinuswellengenerator 14 und dem Gleichrichter 16 ist nur ein Beispiel für viele verschiedene Möglichkeiten der Anwendung des Signalgebers. Je nach dem Verwendungszweck können die Elektroden 5 und 6 die verschiedensten Formen haben.
In Fig. 2 sind in Fig. 1 dargestellten entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In dieser Ausführung findet ein Träger 21 etwa in Form eines gedruckten Schaltungsträgers Verwendung. Auf dem Träger 21 werden elektrisch leitende Bereiche 5, 11 und 6 unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens, etwa eines Ätz- oder Siebdruckverfahrens, gebildet. Darauf wird eine dielektrische Schicht 10 von genau vorbestimmter Dicke in einem Siebdruckverfahren über die leitenden Bereiche 5, 6 und 11 aufgebracht. Das Material der dielektrischen Schicht 10 ist beispielsweise ein Lack, Kunststoff, ein Keramikmaterial, etwa eine Glasur, oder ein unter der Handelsbezeichnung Araldite erhältliches Isoliermaterial.
Zur Fertigstellung des Signalgebers kann auf die dielektrische Schicht 10 noch ein Farbanstrich 23 aufgebracht werden, welcher etwa die Begrenzung der wirksamen Fläche des Signalgebers angibt und/oder eine Bezeichnung der mittels des Signalgebers gesteuerten Funktion trägt.
Die Betätigung des Signalgebers oder Schalters braucht nicht unmittelbar mittels eines Fingers zu erfolgen. Stattdessen kann gegenüber der wirks#men Fläche des Signalgebers ein Stempel 24 angeordnet sein, welcher sich durch Fingerdruck auf seine Rückseite 25 gegen die Belastung durch eine Feder in Richtung des Pfeils A bewegen läßt. Das vordere Ende 26 des Stempels 24 hat eine glatte elektrisch leitende Fläche 27 etwa in Form eines Netallplättchens. Wird der Stempel 24 durch Fingerdruck oder auf andere Weise ausgeübten mechanischen Druck mit seiner leitenden Fläche 27 den leitenden Bereichen 5, 11 und 6 angenähert, so erhöht sich die Kapazität zwischen den Bereichen 5 und 6 in beträchtlichem Maße, so daß sich wie vorstehend beschrieben ein Ausgangssignal ergibt.
Auf dem in der Zeichnung dargestellten Träger 21 ist zwar nur ein Signalgeber oder Schalter gebildet, es können jedoch auch beliebige Anzahlen solcher Elemente in der vorstehend beschriebenen Weise auf einem Träger gebildet werden.
In Fig. 1 und 2 sind zwar jeweils nur zwei durch den geerdeten Bereich 11 voneinander getrennte leitende Bereiche oder Elektroden 5 und 6 gezeigt, zuweilen kann es jedoch erwünscht sein, mehr als zwei den Elektroden 5 und 6 entsprechende leitende Bereiche zu haben, mit jeweils einem geerdeten Bereich zwischen Paaren der leitenden Bereiche. In einer solchen Ausführung kann dann jeder zweite der leitenden Bereiche am Sinuswellengenerator 14 angeschlossen sein, während die jeweils dazwischen liegenden leitenden Bereiche an der Ausgangsschaltung angeschlossen sind, so daß sich für die einzelnen leitenden Bereiche jeweils eine Verdoppelung der Wirkung ergibt. Man erhält auf diese Weise also ein verlängertes Schaltungselement, welches jeweils ein Ausgangssignal erzeugt, wenn ein Finger oder ein Gegenstand mit einem Finger ähnlichen elektrischen und mechanischen Eigenschaften zwei nebeneinanderliegenden leitenden Bereichen angenähert wird und diese überbrückt.

Claims

Patentansprüche:

Elektrischer Signalgeber, g e k e n n -z e i c h n e t durch zwei Elektroden, welche derart angeordnet sind, daß sich die Kapazität zwischen ihnen bei Annäherung eines Fingers oder eines Gegenstandes mit einem Finger ähnlichen elektrischen Eigenschaften beträchtlich erhöht.
2. Elektrischer Signalgeber, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine dielektrische Schicht, welche eine von elektrisch leitendem Material freie und der Annäherung eines Fingers oder eines Gegenstandes mit einem Finger ähnlichen elektrischen Eigenschaften dargebotene Fläche aufweist, und durch zwei an der dielektrischen Schicht angebrachte, der Annäherungsfläche durch deren Material hindurch zugewandte Elektroden, wobei sich die Kapazität zwischen den Elektroden bei Annäherung eines Fingers bzw.

entsprechenden Gegenstandes beträchtlich erhöht.
3. Signalgeber nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die dielektrische Schicht eben ist, daß die Elektroden an einer Seite der Schicht angeordnet sind und daß die Annäherungsfläche an der gegenüberliegenden Seite der Schicht liegt.
4. Signalgeber nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Annäherungsfläche einen Farbanstrich trägt 5. Signalgeber nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Elektroden ein geerdeter Leiter angeordnet ist, um die Kapazität in Abwesenheit eines Fingers oder elektrisch ähnlichen Gegenstandes möglichst niedrig zu.
halten.
6. Signalgeber nach wenigstens einem.der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß er als Steuertaste für ein elektrisch steuerbares Musikinstrument ausgebildet ist, mittels welcher eine von der Stärke des Fingerdrucks und der durch diese veränderbare Kapazität zwischen den Elektroden abhängige Steuerfunktion an dem Instrument ausübbar ist.
Verfahren zum Herstellen eines Signalgebers gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i -c h n e t, daß man auf einen festen, elektrisch isolierenden Träger eine erste und eine zweite Elektrode- aufbringt und daß man anschließend eine dielektrische Schicht von vorbestimmter Dicke in einem SiebdruckverfaI#ren über den beiden Elektroden aufbringt.
8. Verfahren zum Herstellen eines Schaltkondensators, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man auf eine Seite eines festen, elektrisch isolierenden Trägers eine erste und eine zweite Elektrode von vorbestimmter Dicke aufbringt und daß mcsn anschließend eine dielektrische Schicht von vorbestimmter Dicke in einem Siebdruckverfahren über den beiden Elektroden aufbringt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man als Träger einen gedruckten Schaltungsträger verwendet.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man für die dielektrische Schicht eine Anstrichfarbe, einen Kunststoff, ein Keramikinaterial oder ein unter der Handelsbezeichnung ''Aralditel' bekanntes Isoliermaterial verwendet.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis #10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man beim Aufbringen der ersten und der zweiten Elektrode eine weitere Elektrode in der Lücke zwischen der erste und der zweiten Elektrode auf dem Träger aufbringt.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man die Elektroden unter Anwendung einer ÄTZ- oder Siebdrucktechnik aufbringt.