DE2758851A1

DE2758851A1 - Steuervorrichtung fuer eine schaltanordnung sowie diese steuervorrichtung verwendende schaltmatrix

Info

Publication number: DE2758851A1
Application number: DE19772758851
Authority: DE
Inventors: Gerard Dreyfus; Jacques Lewiner; Jean-Yves Le Traon
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR; Etat Francais
Current assignee: Etat Francais; Bpifrance Financement SA
Priority date: 1976-12-31
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1978-07-06
Also published as: FR2376508A2; US4206369A; FR2376508B2; JPS53108272A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing.Η»Liska S MÖNCHEN »6, DEN

POSTFACH 860120

MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 9« 39 21 /22

1) AGENCE NATIONALE DE VALORISATION
DE LA RECHERCHE (ANVAR)

13, rue Madeleine MieheIis

F-92522 Neuilly-sur-Seine

2) ETAT FRANCAIS, represente par le Secretaire d'Etat aux

Postes et Telecommunications (CENTRE NATIONAL D«ETUDES DES TELECOMMUNICATIONS)
38-40 rue du General Ledere
F-92131 Issy-les-Moulineaux

Steuervorrichtung für eine Schaltanordnung
sowie diese Steuervorrichtung verwendende
Schaltmatrix

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei einer Steuervorrichtung von der Art eines Relais, bei einer eine Reihe derartiger verbesserter Steuervorrichtungen enthaltenden Matrix und bei einer Speiseschaltung, die die Steuervorrichtungen dieser Matrix speist bzw. erregt.

In der DT-Anm. P 25 54 872.5 ist eine Steuervorrichtung von der Art eines Relais beschrieben. Diese Steuervorrichtung enthält drei mechanische Elemente, deren eines in bezug auf die anderen beiden bewegbar ist. Diese drei mechanischen Elemente sind zum einen durch zwei Steuerelektroden gebildet, zwischen welchen eine bestimmte Potentialdifferenz angelegt werden kann, und zum anderen weisen sie ein Elektret auf, welches durch ein Isolierstück gebildet ist, das elektrisch positive und/oder elektrisch negative Ladungen trägt, wobei die algebraische Summe von Null verschieden ist. Die Verschiebung des beweglichen mechanischen Elementes wird dazu ausgenutzt, eine Kommutation bzw. Umschaltung zu bewirken. Dieses bewegliche Element stellt somit das bewegliche Teil beispielsweise eines elektrischen oder optischen Kommutators bzw. Umschalters dar.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine noch einfachere und wirtschaftlichere Realisierung einer Steuervorrichtung dieser Art zu ermöglichen, als sie in der genannten deutschen Patentanmeldung beschrieben worden ist.

überdies soll eine Steuervorrichtung des oben genannten Typs geschaffen werden, die eine besonders einfache optische Umschaltung ermöglicht.

Darüber hinaus soll eine Gruppe bzw. Baugruppe von Steuervorrichtungen des zuvor erwähnten Typs bereitgestellt

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werden, die eine Matrix aus Umschaltern bilden, insbesondere von elektrischen oder optischen Umschaltern bzw.Schaltern, wie sie beispielsweise für Fernsprechvermittlungszentralen oder für die Anzeige von Informationen dienen.

Schließlich soll die Ausführung einer Speisungs- bzw. Erregungsschaltung für eine Matrix aus elektrischen Umschaltern ermöglicht werden.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Steuervorrichtung von der Art eines Relais entspricht einem Hauptmerkmal der Erfindung; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche mechanische Element durch einen Teil einer Platte gebildet ist, die so ausgeschnitten ist, daß der von der gesamten Platte übrig bleibende Rest längs einer Linie festgehalten ist.

Eine gemäß der Erfindung gebildete Umschaltmatrix ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe derartiger Steuervorrichtungen enthält. Diese Matrix enthält eine erste Reihe von leitenden Elektroden, die parallel in einer ersten Richtung bzw. Hauptrichtung verlaufen,und eine Isolierplatte mit einer Reihe von ausgeschnittenen Elemen- * ten, die in Zeilen und Spalten derart verteilt vorgesehen sind, daß eine Matrix gebildet ist, deren Spalten in derselben Art und Weise verteilt sind wie die Elektroden der ersten Elektrodenanordnung, wobei Jedes der ausgeschnittenen Elemente zumindest einen Leiterkontakt aufweist, der sich auf derjenigen Oberfläche des betreffenden ausgeschnittenen Elementes befindet, die gegenüber der ersten Anordnung von Elektroden vorgesehen ist. Ferner enthält die betreffende Matrix eine zweite Isolierplatte, die gegenüber der ersten Isolierplatte mit einer Matrix aus Leiterkontakten vorgesehen ist, die der Kontaktmatrix der aus der ersten Platte ausgeschnittenen Elemente entsprechen und gegenüber diesen

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Kontakten vorgesehen sind. Außerdem ist eine zweite Reihe von Elektroden vorgesehen, die parallel längs einer zweiten, von der ersten Richtung verschiedenen Richtung verlaufen. Diese Elektroden sind mit derjenigen Oberfläche der genannten zweiten Platte in Kontakt, die sich gegenüber dieser Oberfläche befindet und die die Matrix der Leiterkontakte enthält. Die Gliederung bzw. Aufteilung dieser Elektroden entspricht jener der Zeilen der genannten Kontaktmatrix. Das Isoliermaterial, welches die erste Isolierplatte bildet (welche die ausgeschnittenen Elemente aufweist) mag ein Elektret oder ein nicht geladenes Isoliermittel sein.

Es ist von Vorteil, daß die erste und/oder die zweite Reihe der längs verlaufenden Elektroden durch metallische Niederschläge auf einer Oberfläche der ersten oder der zweiten Platte gebildet ist.

Eine Speisungs- bzw. Erregungsschaltung für die Steuervorrichtungen einer derartigen Matrix enthält gemäß der Erfindung Einrichtungen, die im Betrieb des vorzunehmenden Umschaltens eine Potentialdifferenz mit einem bestimmten Wert V selektiv zwischen eine Elektrode der ersten Reihe bzw. Anordnung und einer Elektrode der zweiten Reihe bzw. Anordnung anlegen. Diese Einrichtungen geben andererseits zum einen eine Potentialdifferenz entgegengesetzten Wertes -V zwischen dieselben Elektroden ab und legen zum anderen eine Potentialdifferenz an die betreffenden Elektroden an, die höchstens gleich einem gegebenen Wert ist, der deutlich unterhalb des bestimmtan Wertes liegt, damit der schließlich bewirkte Umschaltzustand erhalten wird.

In vorteilhafter Weise enthält diese Schaltung für jede Elektrode der ersten und der zweiten Reihe von Elektroden Umschalteinrichtungen zur Steuerung des Umschaltens sowie Verknüpfungs- und Speicherschaltungseinrichtungen zur

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Änderung bzw. Modifizierung des Umschaltzustands der der betreffenden Elektroden entsprechenden Steuervorrichtung mit Jeder gleichzeitigen Betätigung der diesen Elektroden entsprechenden Steuerungs-Umschalteinrichtungen.

Die Steuervorrichtung von der Art eines Relais entspricht einem zweiten Merkmal der Erfindung. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerelektrode durch eine transparente Leiterschicht auf einer ersten Oberfläche einer transparenten Platte gebildet ist und daß diese Vorrichtung ein bistabiles Verhalten zeigt. In seinem ersten Zustand befindet sich das bewegliche mechanische Element oder ein mit diesem mechanischen Element fest verbundenes Teil in Abstand von der genannten transparenten Platte, und im zweiten Zustand befindet sich ein Teil des beweglichen mechanischen Elements oder ein mit diesem fest verbundener Teil in Kontakt mit der betreffenden transparenten Platte. Der Reflex_ionskoeffizient der genannten transparenten Platte bei Betrachtung von deren zweiter Oberfläche her ändert sich, wenn die genannte Vorrichtung von ihrem einen Zustand in ihren anderen Zustand übergeht. Bei einer ersten Ausführungsform einer derartigen Steuervorrichtung bildet ein Elektret das bewegliche mechanische Element. Bei einer zweiten Ausführungsform der betreffenden Steuervorrichtung bildet die zweite Steuerelektrode das genannte bewegliche mechanische Element, und das Elektret ist transparent und auf der die erste Steuerelektrode bildenden transparenten Leiterschicht aufgebracht.

Gemäß einem noch weiteren Merkmal bezieht sich die Erfindung auf eine Umschaltmatrix, die eine Reihe bzw. Anordnung von Steuervorrichtungen dieser Arten umfaßt, bei denen das bewegliche mechanische Element durch einen Teil einer Platte gebildet ist, welche derart ausgeschnitten

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ist, daß der übrig gebliebene Teil der betreffenden Platte längs einer Linie verläuft. Diese Steuervorrichtungen sind vom optischen Typ. Eine derartige gemäß der Erfindung gebildete Matrix enthält eine erste Anordnung bzw. Reihe von Leiterelektroden, die in einer ersten Richtung parallel

zueinander verlaufen. Ferner ist eine Isolierplatte vorgesehen, welche eine Reihe von ausgeschnittenen Elementen zeigt, die unter Bildung einer Matrix in Zeilen und Spalten verteilt vorgesehen sind, wobei die Spalten der betreffenden Matrix in derselben Art und Weise verteilt vorgesehen sind wie die Elektroden der ersten Reihe von Elektroden. Außerdem ist eine transparente Platte vorgesehen, auf deren einer Oberfläche eine zweite Anordnung bzw. Reihe von Elektroden aufgebracht ist. Diese zuletzt genannten Elektroden sind transparent, und sie verlaufen parallel zueinander in einer zweiten Richtung, die von der ersten Richtung verschieden ist. Die Verteilung dieser Elektroden entspricht jener der Zeilen der genannten Matrix, bestehend aus ausgeschnittenen Elementen. Jede der Steuervorrichtungen zeigt ein bistabiles Verhalten, dergestalt, daß im ersten Zustand das ausgeschnittene Element der entsprechenden Steuervorrichtung oder ein mit dem betreffenden ausgeschnittenen Element fest verbundener Teil in Abstand von der genannten transparenten Platte sich befindet, während im zweiten Zustand ein Teil des ausgeschnittenen Elements (oder der damit fest verbundene Teil) sich in Kontakt mit der betreffenden transparenten Platte befindet.

Gemäß einer Abwandlung ist eine derartige Matrix, umfassend eine Reihe von Steuervorrichtungen des optischen Typs, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine transparente Platte enthält, auf deren einer Oberfläche eine erste Reihe bzw. Gruppe von Elektroden aufgebracht ist, die in gleicher Weise transparent sind und die parallel zueinander in einer ersten Richtung verlaufen, daß diese von den

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transparenten Elektroden Überzogene Oberfläche zum weiteren von einer transparenten Folie oder einer transparenten Schicht überzogen ist, die aus einem ein Elektret bildenden Isoliermaterial besteht, und daß eine zweite Reihe bzw. Gruppe von leitenden Elektroden vorgesehen ist, die parallel zueinander in einer zweiten Richtung verlaufen, welche von der ersten Richtung verschieden ist, und die jeweils eine Gruppe von Ausschnitten aufweisen, welche gegenüber den Elektroden der ersten Gruppe von Elektroden vorgesehen sind. Jede Steuervorrichtung dieser Matrix zeigt in gleicher Weise ein bistabiles Verhalten.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung mit den ihr anhaftenden Merkmalen und Vorteilen nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Perspektivansicht die verschiedenen Elemente einer Umschaltmatrix gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt die mit ihren Leiterkontakten versehene Unterseite einer Isolierplatte der in Fig. 1 dargestellten Matrix.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab und in einer vertikalen Schnittansicht die in Fig. 1 dargestellte Matrix im Betriebszustand.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Oberseite einer Isolierplatte und von oberen Elektroden bei einer Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Matrix. Fig. 5 zeigt in einem vereinfachten Schaltplan die Steuerelektroden einer Matrix gemäß der Erfindung. Fig. 6a und 6b zeigen einen Teil einer Schaltungsanordnung zur Speisung der Steuerelektroden einer Matrix gemäß der Erfindung.

Fig. 7 zeigt einen anderen Teil der betreffenden Speiseschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine Steuervorrichtung für eine Matrix zur optischen Anzeige.

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Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Umschaltmatrix enthält eine Reihe bzw. Gruppe von ebenen Plättchen bzw. Platten. Die erste Platte 1 besteht aus einem Isoliermaterial, wie es beispielsweise generell für die Bildung von gedruckten Schaltungsplatten verwendet wird. Die Oberseite dieser Platte 1 weist Metallüberzüge 2 auf, welche geradlinig und völlig parallel zueinander in ein und derselben Richtung verlaufende Elektroden bilden. In dem Ausführungsbeispiel verlaufen diese Elektroden parallel zu einer Seite der Platte 1; sie weisen ein Ende 2a mit verminderter Breite nahe einer Kante der Platte 1 auf. Diese Teile 2a von verminderter Breite dienen dazu, die Verbindung der betreffenden Elektroden mit der Speisungs- bzw. Erregungsschaltung der Matrix zu gewährleisten (ein Beispiel einer derartigen Schaltung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 6a, 6b und 7 beschrieben werden).

Die zweite Platte 3 besteht aus einem ein Elektret bildenden Isoliermaterial, was bedeutet, daß die betreffende Platte elektrisch positive und/oder negative Ladungen trägt. In dem Fall, daß das Elektret Ladungen entgegengesetzter Vorzeichen trägt, ist die algebraische Summe dieser Ladungen von Null verschieden.

Diese Platte 3 zeigt eine Reihe bzw. Gruppe von Ausschnitten 4, die bei dem Beispiel eine Rechteck- oder Viereckform besitzen. Genauer gesagt ist die Platte 3 in regelmäßigen Intervallen längs der drei Seiten eines Rechtecks eingeschnitten, wobei die vierte (fiktive) Seite 4a mit dem Rest der Platte 3 verbunden bleibt. Anders ausgedrückt heißt dies, daß die Einschnitte 4 Zungen bilden, die dazu geeignet sind, sich oberhalb oder unterhalb der Platte 3 durch Ausführung einer Schwenkung um die Seite bzw. Kante 4a zu verschieben, die nicht eingeschnitten ist.

Die Oberseite jedes Einschnittes 4 weist einen Leiterkontakt 5 auf. Schließlich ist im Hinblick auf die Platte

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jeder Kontakt 5 mit einem entsprechenden Kontakt 5a am Rand der Platte 3 über eine Leiterbahn 5b verbunden. Die Kontakte 5 und 5a sowie die Bahn 5b sind durch einen Metallüberzug auf der betreffenden Oberseite der Platte 3 gebildet. Bei dem Beispiel finden sich die Leiterkontakte 5a an den beiden Rändern der Platte 3, die parallel zu den Elektroden 2 verlaufen. Diese Platte 3 besteht aus einem der folgenden Materialien: Polytetrafluoräthylen oder Äthylenpro pylenfluor, wie es unter den Handelsbezeichnungen Teflon PTFE und Teflon FEP der Firma DuPont de Nemours bekannt ist, Polyäthylen, Polypropylen, und ein Gemisch auf der Basis von zumindest 95% Polychlortrifluoräthylen, wie es von der Firma Allied Chemical Corporation unter dem Handelsnamen "Aclar" vertrieben wird.

Die Einschnitte 4 (und damit die Kontakte 5) sind in einer Matrix angeordnet bzw. verteilt, deren Spalten den Elektroden 2 entsprechen.

Die dritte Platte 6 der in Fig. 1 dargestellten Matrix ist eine einfache Isolationsunterlage, die dazu dient, die Isolierplatte 3 von einer entsprechenden Platte 7 zu trennen. In dem Beispiel ist diese Unterlage bzw. Zwischenlage 6 durch die Form eines viereckigen Rahmens veranschaulicht, der eine Öffnung aufweist, deren Form und Abmessungen ausreichen, damit dann, wenn diese Zwischenlage 6 auf der Platte 3 aufgelegt ist, die Gruppe der Einschnitte k sich innerhalb der betreffenden Öffnung befindet. Diese Platte 6 kann aus irgendeinem Isoliermaterial bestehen, wie beispielsweise aus dem Terepntalat von Polyäthylen oder aus Polypropylen.

Die Platte 7 ist in gleicher Weise eine Isolierplatte, die auf ihrer Unterseite ein Gitter oder eine Matrix von Leiterkontakten 8 zeigt, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht

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ist. Diese Kontakte 8 entsprechen den Kontakten der Platte 3. Anders ausgedrückt heißt dies, daß, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 3 ersichtlich werden wird, dann, wenn die in Fig. 1 dargestellte Matrix zusammengesetzt ist, eine Gruppe bzw. Reihe von Koppelkontakten im Hinblick auf die Elemente 5 und 8 erhalten wird. Jedem Kontakt 8 entspricht auf einer Seite der Platte 7 ein Leiterkontakt 8a. Die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 8 und 8a erfolgt über Leiterbahnen 8b auf der Platte 7. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht die zuletzt erwähnte Platte aus einem Isoliermaterial, wie aus dem Fluorid von Polyvinyliden.

Schließlich entspricht die letzte Platte 9 der in Fig. 1 dargestellten Matrix der Platte 1. Sie enthält auf ihrer Unterseite Elektroden 10, die parallel zueinander verlaufen und die durch Metallschichten auf der betreffenden Platte gebildet sind. Die Richtung dieser Elektroden ist rechtwinklig zu der der Elektroden 2. Diese Elektroden 10 entsprechen den Zeilen der Kontaktmatrix aus den Leiterkontakten 5 oder 8.

Es sei bemerkt, daß mittels der Zeilenelektroden 10 und mittels der Spaltenelektroden 2 eine Kondensatorenmatrix geschaffen ist, deren Kondensatoren an den verschiedenen (fiktiven) Verbindungspunkten zwischen diesen Zeilen und Spalten vorhanden sind. Zwischen den Belegungen jedes dieser Kondensatoren ist eine Kontaktkoppelung vorgesehen, bestehend aus den Leiterkontakten 5 und 8 (Fig. 3), die die gesteuerten Kontakte darstellen, wie dies weiter unten noch ersichtlich werden wird.

Bei Fehlen einer Potentialdifferenz von hinreichendem Wert zwischen der Zeilenelektrode 10 und der Spaltenelektrode 2, die mit der betreffenden Zeilenelektrode einem bestimmten Kondensator entspricht, bleiben die Kontakte 5 und 8 in Abstand voneinander entfernt, und der (nicht dargestellte) Schaltungskreis, in welchem diese Kontakte 5 und 8 enthalten

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sind, bleibt geöffnet. Wenn eine Potentlaidifferenz mit gegebenem Wert V und Vorzeichen zwischen die genannten Elektroden 10 und 2 angelegt wird, wird der den Kontakt 5 tragende Einschnitt 4 in Richtung auf die Platte 7 ausgelenkt, und zwar durch die Öffnung des Rahmens in der Art, daß der betreffende Kontakt an dem Kontakt 8 zur Anlage gelangt. Auf diese Art und Veise wird der genannte Stromkreis geschlossen» in welchem die betreffenden Kontakte 5 und 8 untergebracht sind. Mit anderen Worten ausgedruckt heißt dies, daß eine Umschaltung oder "Verbindung" hergestellt worden ist.

Um die betreffende Verbindung oder Umschaltung aufzuheben, ist es notwendig, eine Potentialdifferenz des Wertes -V zwischen die betreffenden Elektroden 10 und 2 anzulegen. Wenn die zwischen die Elektroden angelegte Potentialdifferenz Null oder höchstens gleich einem kritischen Wert ist, ändert sich der Umschaltzustand nicht.

Die Umschaltmatrix, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 beschrieben wird, kann selbstverständlich in einer Vielzahl von Ausführungsformen ausgeführt sein, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Bei einer Ausführungsform weist die Platte 3» die durch ein Elektret gebildet ist, keine Einschnitte auf, sondern vielmehr verfügt die entsprechende Isolierplatte über Einschnitte. Eine derartige Platte 7a ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur zeigt die Oberseite dieser Platte 7a. Die betreffende Oberseite zeigt ein Netz von Einschnitten 11, auf deren Unterselten sich die entsprechenden Leiterkontakte befinden (was in Fig. 4 nicht sichtbar ist). Zum anderen ist bei der dargestellten Ausführungsfora die obere Platte 9 nicht vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind tatsächlich die Zellenelektroden TOa durch Metallniederschläge auf der Oberseite der betreffenden Isolierplatte 7a gebildet. Um die dauerhafte elektrische Verbindung zwischen den metallisierten Elektroden 10a und den ent-

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sprechenden Belegungen des Kondensators sicherzustellen, sind die Oberseiten der Einschnitte 11 in gleicher Weise metallisiert und mit entsprechenden Elektroden über eine Leiterbahn 12 verbunden, die längs der "fiktiven" Verbindungslinie der Einschnitte 11 mit dem übrigen Teil der Platte 7a verläuft.

Die Elektroden 2 können ebenso durch metallische Niderschläge auf der Platte 3 gebildet sein.

Obwohl bei den in Fig. 1 bis h gezeigten Beispielen die Platten 3 und 7 (oder 7a) völlig ebene Platten sein sollen, ist es indessen möglich, ein Netz von Vorsprüngen oder Höckern auf einer und/oder der anderen Platte dieser Platten in Höhe der Leiterkontakte vorzusehen, um einen besseren physikalischen Kontakt zwischen den entsprechenden Leiterkontakten 5 und 8 sicherzustellen. Diese Vorsprünge oder Hocker können beispielsweise durch Gesenkpressen der Platten 3 und/oder 7 realisiert sein.

Es dürfte ferner angebracht sein, darauf hinzuweisen, daß jeder Kondensator eine Vielzahl von Leiterkoppelkontakten 5, 8 umfassen kann; in diesem Fall ist jeder Koppelkontakt vorzugsweise elektrisch von den übrigen Koppelkontakten desselben Kondensators elektrisch isoliert.

Es sei in gleicher Weise darauf hingewiesen, daß die Isolierplatte, die keine Einschnitte zeigt (Platte 7 in Fig. 1), durch Aufwalzen auf der Platte 9 aufgebracht sein kann.

Es sei in gleicher Weise bemerkt, daß die Zwischenlage 6 durch ein Rost gebildet sein kann, welches eine Reihe von Öffnungen (nicht dargestellt) entsprechend dem jeweiligen Kondensator aufweist, d.h. je hier als Koppelkontakt bezeichnetem Kontaktpaar 5 und 8.

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Bei einer anderen (nicht dargestellten) Abwandlung besteht die die Einschnitte aufweisende Platte aus zwei Plattenteilen, die durch Klebstoff oder Aufwalzen aufeinander aufgebracht sind. Der erste Teil ist durch eine Platte gebildet, die aus einem festen Material besteht, und der zweite Teil ist durch eine geladene oder nicht geladene Isolationsplatte gebildet. Der Zweck der stabilen bzw. festen Platte besteht darin, den Einschnittelementen eine ausreichende Festigkeit zu verleihen, um einen guten Leiterkontakt zu gewährleisten. Tatsächlich ist es mit einem biegsamen eingeschnittenen Element schwierig, einen guten Kontakt zu realisieren. Zum anderen weist die genannte stabile Platte vorzugsweise eine Elastizität auf, die für die beiden folgenden Bedingungen hinreichend gewählt ist. Die erste Bedingung dieser Bedingungen besteht darin, daß in der "geschlossenen" Stellung die elektrostatischen Kräfte (die umgekehrt proportional dem Quadrat des Abstands zwischen den Elektroden sind) höher sind als die elastische Rückstellkraft des eingeschnittenen Elements. Die zweite Bedingung besteht darin, daß in der "geöffneten¹¹ Stellung die elastische Rückstellkraft höher ist als die elektrostatische Kraft.

Bei einer Ausführungsform insbesondere dieser zuletzt genannten Anordnungen besteht die genannte erste stabile Platte aus einem Material, wie Federstahl. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß diese Platte von einer Isolierschicht überzogen ist, die die betreffende Stahlplatte von der Platte isoliert, welche die Leiterkontakte trägt. Diese Isolierschicht ist beispielsweise durch einen Isolierlack gebildet, der durch Aufstreichen oder durch Aufstäuben oder durch ein anderes Verfahren aufgebracht ist. Diese Schicht kann in gleicher Weise durch eine Isolationsfolie gebildet sein, wie durch eine Plastikfolie, die auf der betreffenden Metallplatte aufgeklebt oder aufgewalzt ist.

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Wie im Falle der Steuervorrichtung, die in der oben erwähnten deutschen Patentanmeldung beschrieben worden ist, ist es vorteilhaft, die Matrix in einem hermetisch geschlossenen Schutzgehäuse unterzubringen, in welchem dadurch Raum geschaffen wird, daß ein Gas unter Spannung oder ein Gas unter erhöhter Ionisationsspannung eingeführt wird. Es ist in gleicher Weise von Vorteil, daß das Isolationsmaterial, welches die Platte 7 bildet, eine größere Dielektrizitätskonstante besitzt. In diesem Fall ist das elektrische Feld besonders außerhalb dieser Isolationsplatte konzentriert, und die Steuerspannung V ist vermindert. Überdies kann das Fluorid von Polyvinyliden verwendet werden, um die betreffende Platte 7 mit einer erhöhten Dielektrizitätskonstante zu bilden, oder eines der Copolymere dieses Fluorids oder Keramiken, die auf der betreffenden Platte 9 durch Verdampfung im Vakuum oder als dünne Folie aufgebracht sind.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis ein Ausführungsbeispiel der Speisungs- bzw. Erregungsschaltungen für eine Matrix gemäß der Erfindung beschrieben.

Die Speisungs- bzw. Erregungsschaltungen müssen das folgende Ergebnis zu erzielen gestatten: Die Steuerspannung, die an die Zeilen und Spalten der Matrix angelegt wird, muß oberhalb der Schwellspannung bzw. Ansprechspannung der Relais der Matrix liegen, jedoch unterhalb der Spannung, bei der lediglich dasjenige Relais der Matrix, welches an der Schnittstelle einer erregten Zeile und einer erregten Spalte angeordnet ist, betätigt wird.

Die in Fig. 6a, 6b und 7 dargestellten Erregungs- bzw. Steuerschaltungen dienen dazu, Steuerimpulse zu erzeugen, die an die Spaltenelektroden 2 und an die Zeilenelektroden 10 abgegeben werden. In Fig. 5 sind schematisch drei Spaltenelektroden X_Q, X₁, X₂ und drei Zeilenelektroden 10, nämlich Y_Q, Y₁ und Y₂ dargestellt. Der in Fig. 7 dargestellte Generator entspricht diesem selben Beispiel.

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Bevor im einzelnen die in Fig. 6 und 7 dargestellten Schaltungen beschrieben werden, sei zum Zwecke eines besseren Verständnisses des Konzepts und der Funktionsweise dieser Schaltungen daran erinnert, daß jeder Kondensator der Matrix drei Zustände annehmen kann, und zwar einen ⁿVerbindungs^H-Zustand, einen "Abfall"-Zustand und einen "Speicher"-Zustand. Wie bereits oben erwähnt, ist es zur Erzielung des Verbindungszustands notwendig, daß die Potentialdifferenz zwischen einer Spaltenelektrode und einer Zeilenelektrode gleich einem bestimmten Vert V ist. Anders ausgedrückt heißt dies, daß folgende Beziehung erfüllt ist: ν_χ - V_y = V.

Um den Abfallzustand zu erreichen, muß diese Potentialdifferenz folgender Bedingung genügen: V^ - V_Y = -V.

Der Speicherzustand entspricht schließlich einem Nullwert der Potentialdifferenz V_x - V_Y oder zumindest einem Wert, der (als absoluter Wert) die Größe +V/2 nicht überschreitet.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Kondensator sich nicht im Verbindungszustand oder Abfallzustand während einer relativ kurzen Zeitspanne befinden soll, während der Speicherzustand überdies solang wie möglich sein soll.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungszustand unter folgenden Bedingungen realisiert: V„ = V und V„ =

Der Abfallzustand ist bei ν_χ = 0 und ν_γ = V realisiert.

Beim Speicherzustand liegt schließlich folgende Beziehung vor: ν_χ = ν_γ = 0.

Da jeder Kondensator drei Zustände annehmen kann, wird der Potentialzustand der jeweiligen Elektrode durch eine aus zwei Ziffern (oder Bits) bestehende Binärzahl gemäß der nachstehenden Tabelle I dargestellt.

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	X	B^XA	O	"a
Verbindung	1	1	O	O
Speieherung	O	1	1	1
Auslösung	O	O	1

Tabelle I

Die Binärzahl X_ß X_A oder Y_ß Y_A gibt lediglich die Operation der betreffenden Elektrode an (Steuerung der Verbindung, Speicherung oder Auslösung), aber in gleicher Weise auch den entsprechenden Potentialzustand. Aus der obigen Tabelle I ersieht man tatsächlich, daß das Potential jeder Elektrode gleich X-.V oder Y_ß·V ist.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß dann, wenn man vom Verbindungszustand zum Speicherzustand übergeht, in den entsprechenden Binärzahlen X_ß X und Y Y lediglich eine Änderung in einer der Ziffern erfolgt, in gleicher Weise ruft der Übergang vom Speieherzustand zum Abfallzustand lediglich eine Änderung um eine Binärziffer in jeder der Binär__zahlen X X. und Y Y hervor.

Diese Betrachtungen haben die Realisierung der in Fig. 6 und 7 dargestellten Erregungs- bzw. Steuerschaltungen ermöglicht, wie anhand der Funktionsbeschreibung dieser Schaltungen noch besser ersichtlich werden wird.

In Fig. 6a ist ein Teil einer Erregungs- bzw. Steuerschaltung gezeigt, die einer Spaltenelektrode bestimmter Ordnung zugehörig ist, das ist bei dem Ausführungsbeispiel die Spalte X_Q (Fig. 5). Die Fig. 6b entspricht dem Teil der Erregungs- bzw. Steuerschaltung, der einer Zeilensteuerelektrode bestimmter Ordnung zugehörig ist, das ist bei dem Beispiel die Zeile Y_Q. Diese Fig. 6a und 6b entsprechen einander, weshalb lediglich die Fig. 6a im einzelnen beschrieben wird.

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Die in Fig. 6a dargestellte Schaltung enthält eine erste bistabile Kippschaltung 20 vom asynchronen RS-Typ, bestehend aus zwei NAND-Gliedern 21 und 22. Der R-Eingang 23 der bistabilen Kippschaltung 20 ist über einen Schalter 24 mit Masse verbunden. Dieser Schalter ist im Ausführungsbeispiel eise Drucktaste. Dieser Eingang 23 ist in gleicher Weise mit einer (nicht dargestellten) Signalquelle verbunden, die ein Signal abgibt, dessen Potentialwert beispielsweise durch einen Widerstand 25 mit einem Widerstandswert von 500 Ohm bestimmt ist.

Der Q-Ausgang 26 der bistabilen Kippschaltung 20 ist mit dem ersten Eingang 27 eines drei Eingänge aufweisenden UND-Gliedes 27 verbunden. Der zweite Eingang 27₂ dieses UND-Gliedes 27 ist am Ausgang eines Steuersignalgenerators angeschlossen, der den Verbindungs- oder Abfallbetrieb steuert. Dieser Generator wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden. Der dritte Eingang 27·* dieses UND-Gliedes 27 ist am Q-Ausgang 28 einer weiteren bistabilen Kippschaltung 29 angeschlossen, die ebenfalls vom asynchronen RS-Typ ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 27 ist an einer entsprechenden Spaltensteuerelektrode (Xo) über einen Verstärker 30 angeschlossen. Dieser Ausgang des UND-Gliedes 27 ist in gleicher Weise am Eingang 31 einer monostabilen Kippschaltung 32 angeschlossen, deren Ausgang 33 am Eingang R der bistabilen Kippschaltung 29 angeschlossen ist. Dieser Ausgang 33 der monostabilen Kippschaltung 32 ist außerdem am S-Eingang einer dritten bistabilen Kippschaltung 34 angeschlossen, die vom asynchronen RS-Typ ist.

Der R-Eingang der bistabilen Kippschaltung 34 ist wie der R-Eingang 23 der bistabilen Kippschaltung 20 an einem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstands 25 und des Schalters 24 angeschlossen. Der Q*-Ausgang dieser bistabilen Kippschaltung 34 ist an dem ersten Eingang 35..

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eines zweiten, drei Eingänge aufweisenden UND-Gliedes angeschlossen. Der zweite Eingang 35p ^des UND-Gliedes 35 ist am Ausgang des in Fig. 7 dargestellten Generators angeschlossen, und der Eingang 35* ist am (S-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 29 angeschlossen. Der Ausgang dieses UND-Gliedes 35 ist am Eingang einer zweiten monostabilen Kippschaltung 36 angeschlossen, deren Ausgang einerseits am S-Eingang der bistabilen Kippschaltung 29 und andererseits am S-Eingang der bistabilen Kippschaltung 20 angeschlossen ist.

Der Ausgang des UND-Gliedes 35 ist in gleicher Weise am Eingang eines Inverters 40 angeschlossen.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 27 stellt die Binärzahl X_ß dar, und das Ausgangssignal des Inverters 40 stellt das Binärsignal X_A dar.

Die in Fig. 6b dargestellte Schaltung stimmt mit der in Fig. 6a dargestellten Schaltung abgesehen von folgendem Unterschied überein: Das UND-Glied 27b ist am Eingang des Verstärkers 30b über einen Inverter 41 angeschlossen. Am Ausgang des Inverters 41 tritt ein Signal auf, welches charakteristisch ist für die Binärzahl Y_,, und am Ausgang des UND-Gliedes 35b tritt ein Signal auf, welches charakteristisch ist für die Binärzahl Y_A·

Die in Fig. 7 dargestellte Generatorschaltung enthält bei dem Ausführungsbeispiel sechs NAND-Glieder 50. bis 50g, deren jedes zwei Eingänge aufweist. Jedes der NAND-Glieder 5O₁ bis 50^ ist einer Zeilenelektrode oder einer Spaltenelektrode zugehörig, wie dies durch die Bezugszeichen X_Q, X₁, X₂ und Y₀, Y₁, Y₂ in Fig. 7 angegeben ist. Zum anderen sind die Eingänge dieser Verknüpfungsglieder am Ü-Ausgang der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 (oder 20b und 34b) des Schaltungsteiles der der entsprechenden Elektrode

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zugehörigen Erregungsschaltung angeschlossen. Wenn man annimmt., daß die in Fig. 6b dargestellte Schaltung der Zeile Y_Q entspricht, dann ist der Eingang 51 des Verknüpfungsgliedes 5O₁ am Q-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 20b angeschlossen, und der Eingang 52 dieses Verknüpfungsgliedes 50.. ist an dem Ü-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 3Ab angeschlossen.

Zum weiteren enthält der in Fig. 7 dargestellte Generator zwei NAND-Glieder 53 und 54 mit Jeweils drei Eingängen. Der erste Eingang, der zweite Eingang und der dritte Eingang des NAND-Gliedes 53 sind an die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 5O₁, 50~ bzw. 50, angeschlossen. In entsprechender Weise sind der erste Eingang, der zweite Eingang und der dritte Eingang des NAND-Gliedes 54 an den Ausgängen der Verknüpfungsglieder 50., 50^ bzw. 50g angeschlossen.

Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 53 ist an dem ersten Eingang eines NAND-Gliedes 55 angeschlossen, welches zwei Eingänge besitzt. Der zweite Eingang dieses NAND-Gliedes ist an dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 54 angeschlossen.

Der Ausgang des genannten NAND-Gliedes 55 ist am Eingang einer monostabilen Kippschaltung 56 angeschlossen, deren Ausgang an verschiedenen Eingängen 27o UBd 37p ^von UND-Gliedern derjenigen Schaltungen angeschlossen ist, die über einen Inverter 57 der Jeweiligen Elektrode zugehörig sind.

Nunmehr seien die verschiedenen Betriebsarten der Schaltungen betrachtet, die unter Bezugnahme auf Fig. 6 und beschrieben worden sind.

Die Betriebsweise wird lediglich unter Bezugnahme auf die Fig. 6a und 7 beschrieben werden; die Betriebsweise

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der in Fig. 6b dargestellten Schaltung läßt sich ohne weiteres ableiten.

Zunächst sei angenommen, daß der Kondensator, der dem Punkt M (Fig. 5) entspricht und dem die Schaltungen gemäß Fig. 6a und 6b zugehörig sind, sich im "Speicher¹¹-Zustand befindet. In diesem Fall entspricht das am Q-Ausgang 26 der bistabilen Kippschaltung 20 auftretende Signal einer "Null¹¹ (oder dem "Null"-Zustand^M). Das am Q-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 29 auftretende Signal entspricht dabei einer "1", das am Ü-Ausgang derselben bistabilen Kippschaltung 29 auftretende Signal entspricht einer "0", und das am U-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 34 auftretende Signal entspricht einer ^W1". Es sei in gleicher Weise angenommen, daß der Schalter 24 nicht betätigt ist, was bedeutet, daß die R-Eingänge der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 im 1-Zustand sind.

Unter diesen Bedingungen befindet sich der Q-Ausgang 26 der bistabilen Kippschaltung 20 im Null-Zustand. Ferner befindet sich der Ausgang des UND-Gliedes 27 im Null-Zustand, und man erhält somit X_ß = 0. Ebenso befindet sich der Q-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 29 im Null-Zustand, und der Ausgang des UND-Gliedes 35 befindet sich in gleicher Weise im Null-Zustand, so daß man am Ausgang des Inverters 40 somit X. = 1 erhält.

Um in den "Verbindungs'-Zustand überzugehen, genügt es, auf die Drucktaste 24 zu drücken. In diesem Fall führen die R-Eingänge der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 tatsächlich den Null-Zustand, und die Q-Ausgänge dieser bistabilen Kippschaltungen nehmen den Zustand 1 an. Es sei daran erinnert, daß die Wahrheitstabeile von bistabilen Kippschaltungen des asynchronen RS-Typs tatsächlich wie folgt lautet:

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Tabelle II

0 10 1

1 0 10

Die Eingänge 27., lind 27, des UND-Gliedes 27 befinden sich daher im Zustand 1. Wenn der Eingang 27₂ «i» Signal des Wertes 1 aufnimmt, wechselt der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 27 somit in den Zustand 1 über, was bedeutet, daß X_ß ss 1 ist. Andererseits erhält man, da der ΰ-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 29 im Zustand 0 verbleibt, stets X_A = 1, und zwar selbst dann, wenn der Eingang 35₂ des UND-Gliedes 35 ein Signal des Wertes 1 aufnimmt. Somit liegt tatsächlich XgX_A ■ 11 vor, was dem "Verbindungs"-Zustand entspricht.

Wenn das dem Eingang 27₂ des Verknüpfungsgliedes 27 zugeführte Signal den Wert 0 annimmt, ändert sich das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes 27 in gleicher Weise von Wert 1 zum Wert 0. Man erhält somit eine Abfallflanke eines Impulses, der die monostabile Kippschaltung 32 auslöst, deren Ausgangssignal im Dauerzustand ein· 1 ist und den Zustandswert 0 während eiser bestimmten Dauer annimmt (die in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden oder Millisekunden liegt). Damit nimmt der S-Eingang der bistabilen Kippschaltung 34 den Zustand 0 während dieser bestimmten Dauer an; dies führt dazu, daß der 13-Ausgang dieser bistabilen Kippschaltung 34 und der Q-Auagang 28 der bistabilen Kippschaltung 29 den Zustand 0 führen. Damit erhält man X_B = 0 und X_A = 1, was dem "Speieher"-Zustand entspricht.

Unter den Bedingungen, daß die Drucktaste 24 nicht ausgelöst wird, d.h. dann, wenn Signale des Wertes 1 an die R-Eingänge der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 abgegeben werden, erhält man stets den Speicherzustand mit

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χ_Βχ_Α =

Wenn demgegenüber zum Zeitpunkt des Auftretens des von der monostabilen Kippschaltung 32 erzeugten Impulses die Drucktaste 24 wieder in den Einschalt- bzw. Einrastzustand gebracht wird, führen die Q-Ausgänge der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 den Zustand 1, und die Ausgänge Q und Q der bistabilen Kippschaltung 29 verbleiben im Zustand 0 bzw. 1. Die Eingänge 35-j und 35^ des UND-Gliedes 35 führen daher den Zustand 1; wenn in diesem Augenblick ein Signal des Wertes 1 an den Eingang 35p angelegt wird, erhält man X. = 0. In diesem Augenblick ist in gleicher Weise X_ß = 0, da der Eingang 27^ des Verknüpfungsgliedes 27 ein Signal des Wertes 0 erhält. Daher erhält man einen Zustandwechsel in den"Abfall»-Zustand.

Wenn das dem Eingang 35₂ zugeführte Signal wieder den Wert 0 annimmt, wird die monostabile Kippschaltung 36, die der monostabilen Kippschaltung 32 ähnlich ist bzw. dieser entspricht, ausgelöst, und die Signale an den S-Eingängen der bistabilen Kippschaltungen 29 und 20 nehmen augenblicklich den Zustand 0 an, wodurch die Q-Ausgänge der bistabilen Kippschaltungen 20 und 29 wieder in den Zustand 0 zurückgeführt werden. Man gelangt somit wieder in den Zustand Χ_ΏΧ_Λ = 01 zurück, d.h. in den Speicherzustand.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6a kann daher wie folgt zusammengefaßt werden. Nach Herbeiführen eines Verbindungs- oder Abfall- bzw. Auslöse-Zustands gelangt die Schaltungsanordnung wieder in den stabilen Speicherzustand. Wenn man die Drucktaste 24 erneut auslöst, ist die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6a bereit, eine umgekehrte Umschaltung zu bewirken; diese zuletzt erwähnte Umschaltung wird dann erfolgen, wenn ein Signal des Wertes 1 den Eingängen 35₂ und 27₂ der UND-Glieder 35 und 27 zugeführt wird.

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Das zuletzt genannte Signal wird von dem in Fig. 7 dargestellten Generator erzeugt. Dieser Generator erzeugt ein Signal des Wertes 1 während einer Dauer - die durch die monostabile Kippschaltung 56 festgelegt ist - wenn die Drucktasten 24 und 24b (Fig. 6b) gleichzeitig gedrückt werden. Unter diesen Bedingungen führen tatsächlich die Eingänge 51 und 52 des Verknüpfungsgliedes 50^ - die an den Q-Ausgängen der bistabilen Kippschaltungen 20 und 34 angeschlossen sind - beide den Zustand 1. Dasselbe trifft für die Eingänge des Verknüpfungsgliedes 50^ zu. Die Ausgänge dieser Verknüpfungsglieder 50,. und 50^ führen somit den Zustand 0. Daraus folgt, daß die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 53 und 54 den Zustand 1 führen und daß der Ausgang des Verknüüfungsgliedes 55 in den Zustand übergeht. Der Zustandswechsel vom Zustand 1 in den Zustand am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 55 bewirkt die Auslösung der monostabilen Kippschaltung 56. Damit erhält man am Ausgang des in Fig. 7 dargestellten Generators ein Signal während einer Zeitspanne, die durch jede erneute Betätigung der Drucktasten 24 und 24b festgelegt ist.

Die gemäß, der Erfindung gebildete elektrische Schaltmatrix und die gemäß der Erfindung gebildeten Speisungsbzw. Erregungsschaltungen können zur Realisierung von Schaltvorgängen in Fernsprechvermittlungssystemen verwendet werden. In diesem Fall bringt die Matrix den Vorteil mit sich, einen verminderten Platz zu beanspruchen. Zum anderen liegt die zur Vornahme eines Schaltvorgangs erforderliche Energie in der Größenordnung eines Zehntausendstel bis Hunderttausendstel der Energie, die in elektromagnetischen Vorrichtungen mit einer Spule aufgewandt wird. Überdies führen bei offenem Schaltkreis die Steuerschaltungen keinen Verlust- bzw. Leckstrom, und die gesteuerten Kontakte befinden sich nicht mehr in Kontakt miteinander. Darüber hinaus ist die Herstellung einer derartigen Matrix wenig kostspielig. Es sei in gleicher Weise darauf hingewiesen, daß die verschiedenen Anschlußpunkte unabhängig von den übrigen Anschlußpunkten

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sind. Man kann daher gleichzeitig die Durchschaltung einer Vielzahl von Punkten (insbesondere bei ein und derselben Zeile oder ein und derselben Spalte) der Matrix unabhängig von deren Einstellung vornehmen.

Die Erfindung ist gleichwohl nicht auf Anwendungen hinsichtlich des Schaltens von elektrischen Stromkreisen beschränkt. Sie kann vielmehr in gleicher Weise zur Realisierung von anderen Schaltvorgängen benutzt werden, wie beispielsweise für optische Schaltungen.

Bei einer besonderen Ausführungsform dieser zuletzt genannten Anordnung bestehen die Platte 1 und/oder die Platte 9 aus einem transparenten Material, wie Glas, und die entsprechenden Elektroden (2 oder 10) sind durch transparente metallische Überzüge oder Metalloxidüberzüge auf der betreffenden Glasplatte gebildet. Andererseits ist in diesem Fall im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Schaltmatrix weder eine Platte 7 noch ein Leiterkontakt 5 auf der eingeschnittenen Platte vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform kommt nach dem Schaltvorgang ein Teil des entsprechenden Einschnitts - oder ein mit diesem Einschnitt fest verbundenes Element - zur Anlage an einer Seite der transparenten Platte. Aufgrund dieser Tatsache ändert sich der Reflex-ionskoeffizient der betreffenden Platte bei Betrachtung von der anderen Seite her. Die Materialoberfläche, die so mit einer Seite der transparenten Platte in Kontakt gebracht wird, ist derart gewählt oder behandelt, daß man einen genügenden Kontrast zwischen demjenigen Teil der Seite der transparenten Platte einerseits, an welchem der Teil des Einschnittes (oder ein mit diesem fest verbundenes Element) zur Anlage gebracht ist, und dem übrigen Bereich der betreffenden Platte andererseits erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung für eine derartige Matrix ist schematisch im Schnitt in Fig. 8

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dargestellt. Bei diesem Beispiel enthält die Matrix eine Glasplatte 1b, auf deren einer Seite bzw. Oberfläche transparente Elektroden 2b vorgesehen sind, die aus Zinnoxid bestehen. Diese Elektroden bilden die Spaltenelektroden. Die in Frage stehende Matrix enthält in gleicher Weise eine Platte 3b, die aus einem Isoliermaterial besteht, welches ein Elektret bildet. Diese Platte zeigt Einschnitte 4b. Jeder Einschnitt 4b weist einen äußeren Teil 4c auf, der eine ebene Oberfläche aufweist, die über dieselbe Breite, wie sie die Elektrode 2b besitzt, empfindlich ist. In der Ruhestellung verläuft der Teil 4c schräg in bezug auf die Oberfläche 1b. Unter diesen Bedingungen befindet sich im Erregungszustand die ebene Seite des Teiles 4c des Einschnitts 4b in Kontakt mit der Oberfläche der Platte 1b in Höhe der Elektrode 2b.

Das Licht, welches die Beleuchtung sicherstellt, tritt entweder von der linken Seite der Glasplatte 1b oder durch den Einschnitt dieser Platte ein.

Diejenige Seite der Platte 3b, die sich nicht gegenüber der Platte 1b befindet, ist von einem Gitter bzw. Netz von Elektroden 10b überzogen, die durch entsprechende Metallniederschläge gebildet sind^wie sie in Fig. 4 dargestellt sind. Diese Elektroden 10b stellen Zeilenelektroden dar. Schließlich ist ein Plattenträger 9b für die Platte 3b vorgesehen.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, daß das Netz der Elektroden 10b durch Metallniederschlage auf der Platte 3b gebildet ist. Diese Elektroden 10b können auf der Isolierplatte 9b vorgesehen bzw. angeordnet sein. Der Vorteil dieser zuletzt erwähnten Realisierung liegt in der Tatsache, daß im Unterschied zu den in Fig. 8 dargestellten Einschnitten 4b die Einschnitte des Elektrets nicht zwangsläufig starr sind.

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Bei einer (nicht dargestellten) Abwandlung ist eine ein Elektret bildende Isolierfolie auf diejenige Oberfläche bzw. Seite der transparenten Platte 1b aufgebracht, auf der bereits die Elektroden 2b angeordnet sind. Bei dieser Abwandlung sieht man ein Elektrodennetz mit Einschnitten vor, die dieselbe Form aufweisen wie die in Fig. 8 dargestellten Einschnitte.

Eine Matrix aus optischen Schaltern der oben genannten Art kann dazu herangezogen werden, eine Informationsanzeige, beispielsweise in Form von Ziffern und Buchstaben, zu realisieren. Zu diesem Zweck weisen diejenigen Teile der Einschnitte (oder die Elemente, die mit diesen Einschnitten fest verbunden sind), welche dazu bestimmt sind, an einer Seite der betreffenden transparenten Platte anzuliegen, die Form von längs verlaufenden Segmenten auf. Diese Segmente sind (was an sich bekannt ist, und zwar insbesondere für die Flüssigkeitskristallanzeigen) in Gruppen von sieben Segmenten angeordnet, welche eine 8 bilden. Die selektive Speisung bzw. Erregung des entsprechenden Kondensators ermöglicht nach Belieben die Bildung eines Buchstabens oder einer Ziffer. Eine derartige optische Anzeigeeinrichtung bringt gegenüber Anzeigeeinrichtungen vom Flüssigkeitskristalltyp den Vorteil mit äch, in großen Abmessungen realisiert werden zu können. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, einen Erregerstrom bei einer derartigen Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung vorzusehen.

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Claims

Patentansprüche

Λ J Steuervorrichtung von der Art eines Relais mit drei mechanischen Elementen, deren eines in bezug auf die anderen beiden beweglich ist, wobei die betreffenden drei Elemente zum einen durch zwei Steuerelektroden, zwischen die eine bestimmte. Potentialdifferenz anlegbar ist, und zum anderen durch ein Elektret gebildet sind, welches aus einem Isolierteil besteht, das elektrisch positive und/oder elektrisch negative Ladungen trägt, wobei die algebraische Summe dieser Ladungen von Null verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche mechanische Element durch einen Teil (4;11) einer Platte (3; 7a) gebildet ist, die derart eingeschnitten ist, daß der übrig bleibende Teil der betreffenden Platte längs einer Linie (4a; 12) festgehalten ist.

2. Schaltmatrix mit einer Gruppe von Steuervorrichtungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von leitenden Längselektroden (2) vorgesehen ist, die parallel zueinander in einer ersten Richtung verlaufen, daß eine erste Isolierplatte (3;7a) vorgesehen ist, die eine Reihe von ausgeschnittenen Elementen (4;13) aufweist, welche unter Bildung einer Matrix in Zeilen und Spalten vorgesehen sind, daß die betreffenden Spalten der Matrix in derselben Art und Weise verteilt vorgesehen sind wie die Elektroden der ersten Gruppe von Elektroden, daß jedes der eingeschnittenen Elemente zumindest einen Leiterkontakt (5) trägt, der sich auf derjenigen Seite des betreffenden eingeschnittenene Elementes befindet, die gegenüber der ersten Gruppe von Elektroden vorgesehen ist, daß die betreffende Gruppe dieser Kontakte eine erste Matrix von Leiterkontakten bildet, daß eine zweite Isolierplatte (7) gegenüber der ersten Platte mit einer zweiten Matrix von Leiterkontakten (8) vorgesehen ist, die der

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ersten Matrix von Leiterkontakten entspricht und diesen Kontakten gegenüberliegt, und daß eine zweite Gruppe von längs verlaufenden Elektroden (10) vorgesehen ist, die parallel zueinander in einer zweiten, von der genannten ersten Richtung verschiedenen Richtung verlaufen und die mit derjenigen Seite der betreffenden zweiten Platte (7) in Kontakt sind, die sich gegenüber jener Seite befindet, welche die zweite Matrix der Leiterkontakte aufweist, wobei die Verteilung dieser Elektroden (10) jener der Zeilen der genannten zweiten Matrix von Leiterkontakten entspricht.

3· Matrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial, aus dem die erste Platte (3) besteht, ein Elektret ist.

4. Matrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial, aus dem die erste Platte (7a) besteht, ein nicht geladener Isolierstoff ist.

5. Matrix nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leiterkontakthöhe jedes eingeschnittene Element einen Vorsprung aufweist.

6. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe (2) und/oder die zweite Gruppe (10) von längs verlaufenden Elektroden durch metallische Niederschläge auf einer Seite der beiden Isolierplatten (9, 10) gebildet sind.

7. Erregungsschaltung für Steuervorrichtungen einer Matrix gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zur selektiven Abgabe einer . von der auszuführenden SchaltfunktJon abhängigen Potentialdifferenz bestimmten Wertes V zur Abgabe an eine Elektrode (2) der ersten Gruppe von

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Elektroden und an eine Elektrode (10) der zweiten Gruppe von Elektroden aufweist und daß diese Einrichtungen so ausgelegt sind, daß sie zum einen eine Potentialdifferenz entgegengesetzten Wertes (-V) zwischen dieselben Elektroden und zum anderen eine Potentialdifferenz zwischen die betreffenden Elektroden anlegen, welche Potentialdifferenz höchstens gleich einem gegebenen Wert ist, der deutlich unterhalb des betreffenden bestimmten Wertes liegt, derart, daß der zuletzt bewirkte Schaltzustand erhalten bleibt.

8. Erregungsschaltung nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, daß Je Elektrode der ersten Gruppe und zweiten Gruppe von Elektroden Steuerschalteinrichtungen zur Steuerung von Schaltvorgängen sowie Verknüpfungsund Speicherschaltungseinrichtungen vorgesehen sind, durch die der Schaltzustand der den betreffenden Elektroden entsprechenden Steuervorrichtung mit Jeder gleichzeitigen Betätigung der diesen Elektroden entsprechenden Steuerschalteinrichtungen änderbar ist.

9. Schaltmatrix mit einer Gruppe von Steuervorrichtungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Steuervorrichtungen vom optischen Typ sind, daß die Matrix eine erste Gruppe von längs verlaufenden leitenden Elektroden (2b) enthält, die parallel zueinander in einer ersten Richtung verlaufen, daß eine Isolierplatte (3b) vorgesehen ist, die eine Gruppe von Einschnittelementen (4c) aufweist, die unter Bildung einer Matrix in Zeilen und Spalten verteilt vorgesehen sind, daß die betreffenden Spalten in derselben Art und Weise verteilt vorgesehen sind wie die Elektroden (2b) der ersten Gruppe von Elektroden, daß eine transparente Platte vorgesehen ist, auf deren einer Seite eine zweite Gruppe von Elektroden (10b) aufgebracht ist, daß diese Elektroden (10b) transparent sind und längs einer zweiten, von der genannten ersten Richtung verschiedenen Richtung parallel zueinander verlaufen,

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daß die Verteilung dieser Elektroden der Verteilung der Zeilen der betreffenden Einschnittelementmatrix entspricht, und daß jede der Steuervorrichtungen ein solches bistabiles Verhalten zeigt, daß in ihrem ersten Zustand das Einschnittelement der entsprechenden Steuervorrichtung oder ein Teil, welches mit dem betreffenden Einschnittelement fest verbunden ist, in Abstand von der betreffenden transparenten Platte vorgesehen ist und ihrem zweiten Zustand ein Teil des Einschnittelements oder das mit diesem fest verbundene Teil in Kontakt mit der betreffenden transparenten Platte ist.

10. Schaltmatrix mit einer Gruppe von Steuervorrichtungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Steuervorrichtungen vom optischen Typ sind, daß die Matrix eine transparente Platte (1b) enthält, auf deren einer Seite eine erste Gruppe von Elektroden (2b) aufgebracht ist, daß diese Elektroden transparent sind und parallel zueinander längs einer ersten Richtung verlaufen, daß die von den transparenten Elektroden überzogene Seite in gleicher Weise von einer transparenten Folie oder Schicht aus einem ein Elektret bildenden Isoliermaterial überzogen ist, daß eine zweite Gruppe von längs verlaufenden leitenden Elektroden (1Ob) vorgesehen ist, die parallel in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung verlaufen, daß jede dieser Elektroden (10b) eine Reihe von Einschnitten aufweist, die gegenüber den Elektroden der ersten Gruppe von Elektroden (2b) vorgesehen sind, und daß jede der Steuervorrichtungen ein solches bistabiles Verhalten zeigt, daß in ihrem ersten Zustand das eingeschnittene Element der entsprechenden Steuervorrichtung oder ein mit diesem eingeschnittenen Element fest verbundener Teil in Abstand von der betreffenden transparenten Platte ist, während in ihrem zweiten Zustand ein Teil des betreffenden eingeschnittenen

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Elementes oder der mit diesem Element fest verbundene Teil In Kontakt mit der betreffenden transparenten Platte ist.

11. Schaltmatrix nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Teile der eingeschnittenen Elemente oder die mit diesen Elementen fest verbundenen Teile der betreffenden Steuervorrichtungen jeweils die Form eines länglichen Segmentes besitzen und daß diese Segmente in 7-Segment-Anordnungen derart verteilt vorgesehen sind, daß Jede dieser Anordnungen die Form einer Acht hat.

12. Steuervorrichtung nach Art eines Relais mit drei mechanischen Elementen, deren eines in bezug auf die anderen beiden beweglich ist, wobei die drei Elemente zum einen durch zwei Steuerelektroden, an die eine bestimmte Potentialdifferenz anlegbar ist, und zum anderen durch ein Elektret gebildet sind, welches aus einem Isolierteil besteht, das elektrisch positive und/oder elektrisch negative Ladungen trägt, wobei die algebraische Summe dieser Ladungen von Null verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerelektrode (2b) durch einen transparenten elektrischen Überzug auf einer ersten Seite einer transparenten Platte (1b) gebildet ist und daß diese Steuervorrichtung ein solches bistabiles Verhalten zeigt, daß in ihrem ersten Zustand das bewegliche mechanische Element (4b) oder ein mit diesem mechanischen Element verbundenes Teil in Abstand von der betreffenden transparenten Platte sich befindet, während in ihrem zweiten Zustand ein Teil des betreffenden beweglichen mechanischen Elementes oder das mit diesem Element verbundene Teil in Kontakt mit der betreffenden transparenten Platte ist, wobei der RefleJdonakoeffizient der betreffenden transparenten Platte bei Betrachtung von deren zweiten Seite her in dem Fall geändert ist, daß

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die Vorrichtung vom einen Zustand in den anderen Zustand übergeht.

13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektret das bewegliche mechanische Element bildet und daß die zweite Steuerelektrode einen Leiterüberzug auf derjenigen Seite des betreffenden Elektrets aufweist, die gegenüber der ersten Steuerelektrode liegt.

14. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerelektrode das bewegliche mechanische Element bildet und daß das Elektret transparent und auf dem transparenten Leiterüberzug aufgebracht ist, der die genannte erste Steuerelektrode bildet.

15· Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektret das genannte bewegliche mechanische Element bildet und daß ein Plattenträger vorgesehen ist, auf dem die zweite Steuerelektrode angeordnet ist.

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