DE2915249A1

DE2915249A1 - Taste zur nachrichtenanzeige

Info

Publication number: DE2915249A1
Application number: DE19792915249
Authority: DE
Inventors: Ray A Kinney; Terrence M Leeder; Keith Riordan
Original assignee: Fairchild Camera and Instrument Corp
Current assignee: Fairchild Semiconductor Corp
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-14
Publication date: 1979-10-31
Also published as: FR2423836A1; CA1129530A; GB2019628B; JPS55993A; GB2019628A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Einrichtungen und Verfahren zum Verwenden von Flüssigkristallanzeigen (LCD) zum Anzeigen von Nachrichten .

Eine Anzahl von Techniken und Einrichtungen zum Anzeigen einer Nachricht an einen Operator derart, daß der Operator beim Treffen einer Entscheidung unterstützt wird, um eine bestimmte Taste unter einer Gruppe von Tasten zu verwenden oder nicht zu verwenden, wobei nur ein Teil der Gruppe von spezifischem Interesse für den Operator für die zu treffende Entscheidung ist, sind bekannt. Von Belang sind hierbei solche Techniken und Einrichtungen, bei denen die Nachricht auf der Taste oder sehr nahe zu der Taste angezeigt wird.

Eine einfache bekannte Einrichtung dieser Art besteht in der üblichen Schreibmaschinentaste. In einer relativ einfachen Weise hilft das alphanumerische oder Satzzeichensymbol auf der Taste dem Operator bei der Entscheidung, welche Taste gedruckt werden soll. Bei diesen Typentasten handelt es sich um unbeleuchtete Tasten.

Eine andere relativ einfache eine Nachricht tragende Taste ist der Telefondruckknopf, der aufleuchtet, wenn ein Ruf das Telefon erreicht. In diesem Fall wird die Nachricht an den Operator durch das Erleuchten der Taste anstelle einer bestimmten Nachricht, die auf die Taste aufgedruckt ist, übertragen. Das^ Aufleuchten der Taste hilft den Operator zu informieren, daß ein Ruf durchkommt, und bewirkt ferner, daß der Operator seine Aufmerksamkeit auf diesen besonderen Druckknopf unter den anderen Druckknöpfen, die gewöhnlich an einem derartigen Telefon existieren, richtet.

Eine etwas fortgeschrittenere eine Nachricht tragende Taste ist die lichtdurchlässige, erleuchtbare Taste, auf der ein Symbol

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aufgedruckt ist. Wenn sich die Taste in unbeleuchtetem Zustand befindet, ist das Symbol für den Operator nicht sichtbar. Bei entsprechendem Farbkontrast kann die lichtdurchlässige Taste für den Operator fast leer aussehen. Wenn die Taste aufleuchtet, kann der Operator das Symbol leicht lesen. Das Beleuchten der Taste dient dazu, die Aufmerksamkeit des Operators auf diese bestimmte Taste unter anderen unbeleuchteten Tasten zu lenken, die in der Nachbarschaft der beleuchteten Taste existieren, und zum Mitteilen einer bestimmten Nachricht an den Operator.

Es existieren zahlreiche Nachteile bei den vorstehenden IMachrichtendarstellungs-Einrichtungen, die zum Unterstützen eines Operators in der Entscheidung verwendet werden, eine bestimmte Taste aus einer Gruppe von Tasten, von denen nur ein Teil der Gruppe von direktem Interesse für den Operator ist, einzuschalten oder nicht. Die unbeleuchtete Taste liefert eine minimale Unterstützung für den Operator zur Entscheidungsbildung. Während die unbeleuchtete Taste eine bestimmte Nachricht trägt, sieht diese Taste im wesentlichen wie alle anderen Tasten auf der Tastatur aus. Es existiert keine aktive Einrichtung, die bewirkt, daß der Operator seine Aufmerksamkeit auf den Teil der Gruppe von Tasten richtet, die für die augenblickliche Entscheidung relevant sind. Zusätzlich liefert eine unbeleuchtete Taste keine direktere Kopplung zum Operator, die anzeigt, daß die gewünschte Tastenfunktion in Gang gesetzt worden ist, nachdem die Taste gedruckt wurde.

Die bekannten beleuchtbaren Tasten haben verschiedene Nachteile. Während beleuchtbare Tasten die Aufmerksamkeit des Operators auf sich ziehen und bewirken, daß der Wahlbereich auf diejenigen Tasten, die erleuchtet sind, begrenzt wird, verwenden die beleuchtbaren Tasten Glühbirnen, um Licht zu liefern, wobei folglich die mit Glühbirnen verbundenen Probleme auftreten. Beleuchtbare Tasten erfordern typischerweise einen relativ großen Strom. Beispielsweise können nur eine oder zwei beleuchtbare Tasten gewöhnlich von dem internen Strom eines Telefons

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betätigt werden. Wenn mehr beleuchtbare Tasten gewünscht werden, muß eine äußere Stromquelle für die Tasten an dem Telefon vorgesehen werden. Beleuchtbare Tasten haben eine Lebensdauer von nur etwa 5.000 h pro Birne. Eine beleuchtbare Taste ist eine relativ voluminöse Einrichtung. Sie erfordert gewöhnlich eine Tiefe von etwa 2,5 bis 3,2 cm in ihrer Halterung. Da eine beleuchtbare Taste verschiedene mechanische Teile einschließlich einer Birne und einer zugehörigen Fassung erfordert, kann die Taste Probleme bezüglich der Betriebssicherheit aufwerfen. Ferner sind beleuchtbare Tasten normalerweise auf eine Funktion pro Taste begrenzt, da kein bequemer Weg, der mit der Beleuchtung konsistent ist, gefunden wurde, um andere Funktionen anzuzeigen.

Bekannte unbeleuchtete Tasten können programmiert werden, um vielfältige Funktionen auszuführen. Beispielsweise kann die übliche Schreibmaschinentaste verwendet werden, um eines von zwei Symbolen zu erzeugen, die auf der Taste aufgedruckt sind, was davon abhängt, welche Hilfsprogrammwähl-Taste gedruckt wird. Einige der derzeit erhältlichen Rechner ermöglichen es einem Operator, Tasten auf den Rechnern für mehrere Funktionen zu verwenden. Hierbei kann eine Primärfunktion auf eine Taste gedruckt und eine Sekundärfunktion neben die Taste gedruckt sein. Der Operator drückt gewöhnlich die Sekundärfunktionen mit einer Hilfsprogrammauswahl-Einrichtung. Bei dieser Version ist die Gesamtzahl der Funktionen pro Taste gewöhnlich nicht mehr als zwei oder drei aufgrund des begrenzten Raums um diese Taste herum. Bei einer anderen Version schiebt der Operator eine Programmwählkarte in einen Schlitz nahe von bestimmten Tasten. Die zu den Tasten gehörenden Funktionssymbole sind auf die Karte gedruckt und für den Operator sichtbar. Bei dieser Version kann jede Taste eine größere Anzahl von Funktionen als bei der ersten Version erfüllen, erfordert jedoch eine äußere Einrichtung, die Programmwahlkarte, um die Nachrichtensymbole anzuzeigen.

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Die bekannten unbeleuchteten programmierbaren Tasten, besitzen alle Nachteile von üblichen unbeleuchteten Tasten. Weiterhin führt das Aufdrucken von zwei oder mehr Nachrichtensymbolen auf und nahs jeder Taste zu einer größeren Verwirrung des Operators, als wenn nur ein Symbol jeder Taste zugeordnet ist. Obwohl die Verwendung einer Programmwahlkarte mit dem Symbol für jede Taste auf die Karte aufgedruckt den Verwirrungsgrad des Operators auf denjenigen einer unbeleuchteten Tastatur reduziert, ist dies doch mechanisch sehr komplex. Eine wirksame programmierbare Taste, die dem Operator eine Nachricht in der Weise liefert, daß der Operator aktiv seine Aufmerksamkeit auf diese Taste richtet, ist bisher nicht bekannt.

Flüssigkristallanzeigen existieren bereits seit über zehn Jahren, vgl. beispielsweise die US-PS 3 499 702.

Der LCD ist im wesentlichen ein Lichtventil, das durch ein elektrisches Feld gesteuert wird, das über den LCD angelegt wird. In Abhängigkeit von der Anordnung der Komponenten eines LCD und der Stärke des angelegten elektrischen Feldes wird Licht, das auf eine Fläche des LCD fällt, weitgehend durchgelassen, teilweise durchgelassen oder weitgehend nicht durch den LCD gelassen. Diese Eigenschaft kann in vieler Hinsicht zweckmäßig verwendet werden. Durch Anordnung des LCD derart, daß Licht durch bestimmte Teile des LCD durchgelassen, jedoch durch andere Teile nicht durchgelassen wird, kann der LCD verwendet werden, um verschiedene Arten von Nachrichten wie Bilder oder alphanumerische Zeichen wiederzugeben. Beispielsweise werden LCD's in Uhren verwendet, um die Tageszeit anzugeben .

LCD's können au-p zwei Weisen betrieben werden, einmal im Durchlicht, wobei das Licht von einer Seite in den LCD einfällt und ein Bild oder eine Nachricht erzeugt, die auf der anderen Seite des LCD sichtbar ist, sowie mittels Reflektion, wobei ein Lichtreflektor auf der Rückseite des LCD angeordnet

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ist. Das Licht fällt von der Vorderseite in den LCD ein und wird durch den LCD rückreflektiert, so daß ein Bild oder eine Nachricht auf der Vorderseite sichtbar wird. Der reflektierende LCD ist insbesondere zweckmäßig, da das natürliche Licht der Umgebung verwendet werden kann, um eine Nachricht aus dem LCD sichtbar werden zu lassen, wenn die Rückseite des LCD gegen oder nahe an einer lichtundurchlässigen Kulisse angeordnet ist.

Eine programmierbare Taste zum Anzeigen von Nachrichten für einen Operator, um die Aufmerksamkeit des Operators aktiv auf die Taste gerade in dem Zeitpunkt zu lenken, wenn sich der Operator entscheiden muß, die Taste zu benutzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen. Die Taste umfaßt einen LCD zum Anzeigen wenigstens einer Nachricht entsprechend dem gewählten Programm, Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen auf dem LCD un.d Mittel, die ermöglichen, daß der LCD von einer Position in eine andere derart durch Translation bewegt wird, daß die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen aktiviert werden. Gemäß einer Ausführungsform werden elektrisch leitende Beschichtungen, die über Teilen der Innenfläche der vorderen Glasplatte des LCD's in den Formen der gewünschten Nachrichten ausgebildet sind, zur Erzeugung der Nachrichten verwendet. Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Federeinrichtung verwendet, um die Translationsbewegung der Taste in einer Richtung senkrecht zur Ebene des LCD zu steuern.

In typischer Arbeitsweise wird der LCD anfänglich durch einen äußeren Schaltkreis aktiviert, um eine Nachricht in der neutralen oder nicht gedrückten Position der Taste anzuzeigen. Wenn die Taste gedrückt oder in anderer Weise in eine zweite Position gebracht wird, wird der LCD deaktiviert und dann automatisch nach Erreichen der zweiten Position reaktiviert, um eine zweite Nachricht anzuzeigen. In jeder Position kann ein leeres Bild auf der Taste durch geeignete Aktivierung oder Deaktivierung des LCD gezeigt werden.

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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Taste zum effektiven Begrenzen des Wahlbereichs des Operators auf nur diejenigen Tasten verwendet werden kann, die für die Tastenwahlentscheidung relevant sind. Insbesondere können Nachrichten auf den relevanten Tasten und keine Anzeigen auf dem Rest der Tasten angezeigt werden. Der Operator sieht dann effektiv nur diejenigen Tasten, die wirklich für die vorzunehmende Entscheidung wichtig sind. Hierdurch wird die Verwirrungsmöglichkeit des Operators insbesondere zu unbeleuchteten bekannten Tasten reduziert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Taste programmiert werden kann, um verschiedene Nachrichten zu verschiedenen Zeiten zu zeigen. Beispielsweise kann aufgrund eines Signals von einer äußeren Quelle eine LCD-Taste anfänglich die Nachricht "Drück mich" zeigen. Nachdem die Taste gedruckt ist, kann die Anzeige in die Nachricht "An" geändert werden. Wenn der Operator die falsche Taste nimmt, zeigt die richtige weiterhin die ursprüngliche Nachricht an. Bei einer Ausführungsform kann die Erfindung ferner mit verschiedenen Programmen verwendet werden, um verschiedene Nachrichten für jedes Programm zu zeigen. Die Programmierflexibilität gemäß der Erfindung ist wesentlich größer als die Flexibilität von irgendwelchen bekannten programmierbaren Tasten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine LCD-Taste, die einen reflektierenden LCD verwendet, sehr viel effizienter als eine beleuchtbare Taste mit einer Glühbirne ist. Die LCD-Taste, die einen reflektierenden LCD verwendet, verbraucht etwa 1 μΑ Strom bei 5 V, was weniger als ein Tausendstel der Leistung ist, die für eine Glühbirne in einer beleuchtbaren Taste notwendig ist. Die LCD-Taste ist typischerweise ein Zehntel bis ein Fünftel so schwer wie eine beleuchtbare Taste und ist viel kompakter, da sie nur etwa ein Viertel so tief in die Halterung im Vergleich zu einer Glühbirne hineinragt. Der LCD besitzt eine normale Lebensdauer von 50.000 hj dies ist das

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Zehnfache der Lebensdauer einer Glühlampe. Die erfindungsgemäße Taste ist zuverlässiger als eine beleuchtbare Taste, da die LCD-Taste weniger bewegliche Teile aufweist. Kurz gesagt stellt die programmierbare LCD-Taste, die einen reflektierenden LCD verwendet, eine meilensteinartige Verbesserung in der Effizienz gegenüber beleuchtbaren Tasten bekannter Art dar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei sich weitere Vorteile und Merkmale aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben.

Fig. 1 zeigt auseinandergezogen einen schematischen Schnitt durch einen reflektierenden LCD, wie er erfindungsgemäß verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Innenfläche einer Glasplatte in einem LCD.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer LCD-Taste.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer LCD-Taste.

Die Erfindung verwendet einen LCD zur Nachrichtenübermittlung an einen Operator. Gemäß einer Ausführungsform ist der LCD vom · reflektierenden Typ.

Reflektierende LCD's sind an sich bekannt. Um jedoch die LCD-Taste vollständig zu verstehen, ist es notwendig, die hauptsächlichen Bauteile eines reflektierenden LCD zu beschreiben.

Fig. 1 zeigt auseinandergezogen eine schematische Schnittansicht eines reflektierenden LCD, der für die erfindungsgemäßen Zwecke

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geeignet ist. Der reflektierende LCD 10 besteht aus einem Flüssigkristallmaterial 11, das zwischen einer vorderen und einer hinteren Glasplatte 12 bzw. 13 angeordnet ist. Ein Dichtungsring 14 hält das Flüssigkristallmaterial 11 zwischen den Glasplatten 12 und 13.

Bei einem LCD-Typ sind die Glasplatten 12 und 13 derart behan- : delt, daß die Flüssigkristallmoleküle relativ zu den Glasplatten 12 und 13 in Abwesenheit eines elektrischen Feldes bevorzugt Orientierungsrichtungen ausbilden. Insbesondere richten die Flüssigkristallmoleküle ihre Dipolachsen in Richtungen parallel zur Hauptebene des LCD aus. Die Moleküle, die sich am nächsten zur vorderen Glasplatte 12 befinden, richten ihre Dipolachsen in einer ersten Richtung parallel zur Ebene des LCD aus. Die Moleküle benachbart der rückseitigen Glasplatte 13 richten sämtlich ihre Dipolachsen in einer zweiten Richtung parallel zur Ebene des LCD aus. Zwischen den Glasplatten 12 und 13 verdrehen sich die Richtungen der Dipolachsen der Flüssigkristallmoleküle allmählich von der ersten Richtung in die zweite Richtung, wenn kein elektrisches Feld anliegt. Als Winkel dieser Drehung wird gewöhnlich 90° gewählt, um einen maximalen Kontrast zu erzielen. Behandlungen für die Glasplatten 12 und 13 zum Erhalten des gewünschten Drehwinkels sind an sich bekannt.

^v-^/ Transparente, elektrisch leitende Beschichtungen 15 und 16 sind an den Innenflächen der Glasplatten 12 und 13 angeordnet, d.h. an den Flächen, die sich direkt benachbart zu dem Flüssigkristallmaterial 11 befinden. Diese elektrisch leitenden Beschichtungen 15 und 16 bilden einen Teil der Mittel zum Erzeugen eines Nachrichtensymbols auf dem LCD. In Abhängigkeit von der besonderen Ausführungsform können die elektrisch leitenden Beschichtungen 15 und 16 die gesamten Innenflächen der Glasplatten 12 und 13 oder nur bestimmte Bereiche hiervon bedecken. Nur beispielhaft ist die elektrisch leitende Beschichtung 15 in Fig. 1 derart dargestellt, daß sie den Bereich auf

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der Innenfläche der vorderen Glasplatte 12 bedeckt, der dem gestrichelten Stern 17 entspricht, der auf der Außenseite der vorderen Glasplatte 12 dargestellt ist. Ähnlich bedeckt eine andere elektrisch leitende Beschichtung, die aus Klarheitsgründen nicht dargestellt ist, den Bereich auf der Innenseite der vorderen Glasplatte 12, der dem gestrichelten Pfeil 18 entspricht, der auf der Außenseite der vorderen Glasplatte 12 dargestellt ist. Beispielsweise bedeckt die elektrisch leitende Beschichtung 16 den gesamten aktiven Bereich der Innenfläche der rückseitigen Glasplatte 13. Die aktive Fläche einer Glasplatte 12 oder 13 ist derjenige Bereich, der durch den Dichtungsring 14 eingeschlossen wird.

Zur Erzeugung des Nachrichtensymbols auf dem LCD sind ferner elektrische Zuleitungen 19 und 20 vorgesehen, die mit den elektrisch leitenden Beschichtungen 15 und 16 für die beiden Glasplatten 12 und 13 und mit elektrischen Kontakten 21 und 22 verbunden sind.

Die Kontakte 21 und 22 sind gemäß Fig. 1 auf der rückwärtigen Platte 13 dargestellt. Dies ist jedoch nur beispielhaft. Die Kontakte 21 und 22 können an anderen geeigneten Stellen des LCD angeordnet sein. Die elektrischen Kontakte 21 und 22 sind für die LCD-Taste nicht wesentlich. Gegebenenfalls können die Zuleitungen 19 und 20 direkt mit einer äußeren Stromquelle ohne Verwendung elektrischer Kontakte als Zwischenverbindungsstücke verbunden sein.

Eine äußere elektrische Stromquelle, wie sie an sich bekannt, jedoch nicht dargestellt ist, wird benötigt, um den elektrischen Kreis mit dem LCD zu vervollständigen. Wenn dieäußere Stromquelle an die Zuleitungen 19 und 20 angeschlossen ist, kann ein elektrisches Feld über Teile oder über das gesamte Flüssigkristallmaterial 11 in dem reflektierenden LCD 10 angelegt werden. Um den notwendigen Schwarz- und Weißkontrast zwischen den Bereichen des LCD, durch die weitgehend Licht durch-

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gelassen wird, und solchen Bereichen, durch die Licht weitgehend nicht durchgelassen wird, zu erzeugen, werden ein vorderer und ein rückwärtiger Lichtpolarisator 23 bzw. 24 auf den Außenflächen der Glasplatten 12 und 13 angeordnet. Die beiden Polarisatoren 23 und 24 können derart angeordnet werden, daß ihre Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander, parallel zueinander oder in irgendeinem dazwischenliegenden Winkel zueinander angeordnet sind. Gemäß Fig. 1 sind die Polarisatoren 23 und 24 mit ihren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander beispielhaft angeordnet.

Ferner besitzt der reflektierende LCD 10 einen Lichtreflektor 25, der hinter dem rückseitigen Polarisator 24 angeordnet ist. Der Reflektor 25 ist normalerweise ein diffuser Reflektor.

Die vorliegende Erfindung verwendet Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen auf dem LCD. Hierunter werden nur solche Einrichtungen, Bauteile, Mechanismen und Materialien verstanden, die körperlich auf der LCD-Taste angeordnet sind oder direkt einen Teil der LCD-Taste bilden. Die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen umfassen keinen externen Logikkreis, der die genauen Nachrichten, die auf der LCD-Taste gezeigt werden sollen, auswählt oder die äußere elektrische Stromquelle, die den Strom für den LCD liefert.

Die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen auf der LCD-Taste können auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Im allgemeinen sind die hier beschriebenen Ausführungsformen der Mittel zum Erzeugen der Nachrichtensymbole an sich bekannt.

Bei einer Ausführungsform besitzt die elektrisch leitende Beschichtung auf einer der Glasplatten bestimmte Muster für jedes der zu zeigenden Nachrichtensymbole. Jedes Muster ist in einem anderen Bereich des LCD angeordnet. Es existiert eine einzige elektrische Zuleitung zu dem Muster aus der elektrisch leitenden Beschichtung für jedes bestimmte Muster. Auf der

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anderen Glasplatte ist normalerweise eine elektrisch leitende Beschichtung angebracht, die sich über den gesamten aktiven Bereich der Innenfläche dieser Platte erstreckt. Für diese elektrisch leitende Beschichtung auf dieser Platte ist eine elektrische Zuleitung vorgesehen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt, wobei der gestrichelte Stern 17 und der gestrichelte Pfeil 18 angezeigt werden können. In diesem Beispiel werden die bestimmten Muster durch die elektrisch leitende Beschichtung 15 auf der vorderen Glasplatte 12 gebildet, während die elektrisch leitende Beschichtung 16 sich über den gesamten aktiven Bereich der Innenseite der rückwärtigen Glasplatte 13 erstreckt. Alternativ können elektrisch leitende Beschichtungen in bestimmten Mustern auf beiden Glasplatten ausgebildet werden.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die elektrisch leitende Beschichtung auf einer der Glasplatten in Form einer Reihe von dicken "Linien" gemustert, die dazu verwendet werden, verschiedene Nachrichten zu erzeugen, indem entsprechende Linien aktiviert werden. Dabei ist jeweils eine Zuleitung für jede elektrisch leitende Beschichtungslinie vorgesehen. Der übrige Teil dieser Ausführungsform ist dann wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgebildet. Ein Beispiel dieser Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Die Innenfläche einer Glasplatte 26 besitzt sieben elektrisch leitende Beschichtungslinien 27, die auf ihr ausgebildet sind. Sieben elektrische Zuleitungen sind mit den Linien 27 verbunden. Die dunkleren Linien 29 zeigen diejenigen Linien an, die aktiviert werden müssen, um das Symbol "3" zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Abziehbilder, die Muster in den Formen von gewünschten Nachrichtensymbolen aufweisen, auf dem vorderen Polarisator angeordnet. Die Abziehbilder versperren den Durchgang von reflektiertem Licht, das auf die Rückseiten der Abziehbildbereiche trifft, wo die Symbolmuster angeordnet sind. Eine elektrisch leitende Beschich-

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tung ist über bestimmte Segmente auf der Innenfläche einer der Glasplatten angebracht, wobei ein Segment für jede diskrete Nachricht dient. Jede diskrete Nachricht fällt vollständig in das Segment, das dieser Nachricht zugeordnet ist, wenn man den LCD von der Vorderseite ansieht. Der Trennabstand zwischen Beschichtungssegmenten ist normalerweise nicht größer als notwendig, um einen elektrischen Kurzschluß von einem Segment zum anderen zu vermeiden. Eine elektrische Zuleitung ist für jedes Beschichtungssegment vorgesehen. Der übrige Aufbau dieser Ausführungsform ist in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform für die Einrichtung zur Erzeugung von Nachrichtensymbolen ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform wirktdie LCD-Taste im wesentlichen als Lichtblende.

Ferner werden Mittel benötigt, um den LCD von einer Stellung in eine andere derart zu bringen, daß die Mittel zum Erzeugen der Nachrichtensymbole zwecks Anzeige aktiviert oder die Anzeige eines Nachrichtensymbols auf dem LCD beendet wird. In einigen Fällen kehrt der LCD automatisch in die erste Position zurück.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der LCD-Taste, gemäß der eine Federeinrichtung 30 verwendet wird, um einen reflektierenden LCD 10 aus einer neutralen Position in eine herabgedrückte Position und dann zurück in die neutrale Position zu bewegen. Die Federeinrichtung 30 kann eine mechanische Feder, etwa aus Elastomermaterial, oder eine andere Einrichtung oder ein anderes Material umfassen, das um einen kleinen Abstand durch mäßigen Fingerspitzendruck zusammengedrückt werden kann und das automatisch unmittelbar nach dem Nachlassen des Fingerdrucks in seine neutrale Position zurückkehrt. Ein Abstand von 0,05 cm ist gewöhnlich geeignet. Nicht angedeutet sind in Fig. 3 Führungsklammern und andere Teile, die benötigt werden, die Translationsbewegung auf eine bestimmte Richtung zu beschränken und die LCD-Taste genau zentriert zwischen Montierplatten 31 und 32 zu halten. Verfahren zur Herstellung von Federeinrichtungen eines Typs, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, sind aus der Herstellung von Druckknopftasten bekannt.

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Die LCD-Taste kann in irgendeiner gewünschten Richtung relativ zu der Taste und der Halterung bewegt werden. Die Bewegungsrichtung gemäß Fig. 3 ist senkrecht zur ungefähren Ebene des reflektierenden LCD 10. Alternativ kann sich ein LCD in einer Richtung etwa parallel zur Ebene des LCD bewegen, so daß der LCD vor und zurück gleitet. Erfindungsgemäß werden Mittel zum Ermöglichen einer Translationsbewegung erfaßt, bei der die Translation der LCD-Taste in einer beliebigen Richtung relativ zu dem LCD erfolgen kann.

In Fig. 3 wird eine Nachricht auf der LCD-Taste nur angezeigt, wenn die Federeinrichtung 30 in ihrer neutralen Position ist und die LCD-Kontakte 21 und 22 die äußeren elektrischen Kontakte 33 und 34 berühren, die auf der Vorderwand 31 der Halterung angeordnet sind. Wenn die LCD-Taste gedrückt wird, werden die Kontakte unterbrochen und ein Signal für die äußere Stromhülle und den Logikkreis erzeugt, um eine Änderung der Nachrichtenanzeige auf dem LCD zu ermöglichen. Die LCD-Taste von Fig. 3 kann zusammen mit irgendeinem der vorstehend beschriebenen Mittel zum Erzeugen spezifischer Nachrichtensymbole verwendet werden. In diesen Fällen bewirkt der Logikkreis, daß die elektrische Stromquelle nur diejenigen äußeren Kontakte beaufschlagt, die notwendig sind, um das gewünschte Symbol zu erzeugen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der LCD-Taste. Hierbei ist ein reflektierender LCD 10 auf einer Platte aus einem leitenden Elastomer 35 angeordnet, die ihrerseits über dem Kontaktmuster 36 einer Platte 37 eines gedruckten Schaltkreises angeordnet ist. Die Platte 37 bildet einen Teil der Rückwand 32 der Halterung. Die Verschiebung des LCD wird durch das leitende Elastomer 35 und zwei oder mehr Blattfedern 38 und 39 gesteuert, die an dem LCD benachbart den Enden der rückwärtigen Glasplatte 13 befestigt sind. Die Blattfedern 38 und 39 sind mit den elektrisch leitenden Beschichtungen auf den Glasplatten 12 und 13 über LCD-Zuleitungen, die nicht dargestellt

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sind,- verbunden. Die Blattfedern 38 und 39 sind mit der äußeren Stromquelle über Leitungen 4G und 41 verbunden. Bei dieser Ausführungsform dienen die Blattfedern sowohl als Teil der Mittel zum Erzeugen der Nachrichtensymbole als auch als Teil der Mittel zum Ermöglichen der Translationsbewegung des LCD.

Wenn der reflektierende LCD 10 gedruckt wird, berührt das leitende Elastomer 35 das Kontaktmuster 36 der Platte 37, wodurch bewirkt wird, daß der Logikkreis in Tätigkeit tritt. Die äußere Stromquelle aktiviert dann den LCD durch die Blattfedern 38 und 39, um die gewünschte Nachricht auf dem LCD anzuzeigen. Irgendeins der vorgenannten Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen auf dem LCD kann bei dieser Ausführungsform nach Fig. 4 verwendet werden. Die Theorie und Betriebsweise für einen LCD sind an sich bekannt, vgl. beispielsweise US-PS 3 499 702.

Im Falle eines reflektierenden LCD des Typs gemäß Fig. 1 ist die Wirkungsweise hauptsächlich folgendermaßen: Licht, das durch den vorderen Polarisator 23 fällt, wird in einer Ebene polarisiert. In Abwesenheit eines elektrischen Feldes dreht sich die Polarisationsebene des Lichtes um den vorstehend beschriebenen Drehwinkel, wenn das Licht durch das Flüssigkristallmaterial 11 läuft. Diese Drehung ergibt sich aus den Doppelbrechungseigenschaften des Flüssigkristallmaterials 11. Wenn das Licht den rückwärtigen Polarisator 24 erreicht, wird das Licht weitgehend durchgelassen, teilweise durchgelassen oder weitgehend durch den rückwärtigen Polarisator 24 absorbiert, was von dem Drehwinkel und der Orientierung der beiden Polarisataren 23 und 24 relativ zueinander abhängt. Für einen Drehwinkel von 90° wird das Licht weitgehend durchgelassen, wenn die Polarisatoren 23 und 24 kreuzweise angeordnet sind. Wenn die Polarisatoren 23 und 24 parallele Polarisationsrichtungen aufweisen, wird das Licht weitgehend durch den rückwärtigen Polarisator 24 in Abwesenheit eines elektrischen Feldes absorbiert.

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Wenn ein elektrisches Feld genügender Stärke über bestimmten Bereichen des Flüssigkristallmaterials 11 angelegt wird,·reorientieren die Flüssigkristallmoleküle in der Nähe des Feldes ihre Dipolachsen in der Richtung des elektrischen Feldes, d.h. senkrecht zur Richtung der Ausrichtung eines elektrischen Feldes. Licht, das durch den vorderen Polarisator 23 fällt, behält nun die gleiche Polarisationsebene, wenn das Licht die Flüssigkristallmoleküle in der Nähe des elektrischen Feldes passiert. Licht, das den rückwärtigen Polarisator 24 erreicht, wird dann in unterschiedlichen Mengen zu den Mengen, die durchgelassen oder absorbiert werden, wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist, durchgelassen oder absorbiert. Das Licht wird weitgehend absorbiert, wenn die Polarisatoren 23 und 24 kreuzweise angeordnet sind. Wenn die Polarisatoren 23 und 24 parallel zueinander angeordnet sind, wird das Licht weitgehend in Anwesenheit eines genügend starken elektrischen Feldes durchgelassen.

Im wesentlichen die gleichen Durchlaß- und Absorptionserscheinungen treten bei dem Licht auf, das einmal durch den LCD hindurchgelaufen und dann durch den Reflektor 25 zurückgeworfen wird. Reflektiertes Licht, das den vorderen Polarisator 23 er-• reicht, wird weitgehend durchgelassen, teilweise durchgelassen oder weitgehend durch den vorderen Polarisator 23 absorbiert, was von dem Drehwinkel, der Orientierung der Polarisatoren 23 und 24 relativ zueinander und davon abhängt, ob das reflektierte Licht durch einen Bereich des LCD gelaufen ist,in dem das elektrische Feld existiert. Die Anwendung des reflektierenden LCD 10 zum Anzeigen von Nachrichtensymbolen basiert prinzipiell auf Licht, das durch den LCD zurückreflektiert wird. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes über bestimmte Bereiche des reflektierenden LCD 10, jedoch nicht über andere Bereiche, kann ein zeitlich veränderliches Bild erzeugt werden, bei dem einige Bereiche des LCD dunkel und andere Bereiche hell sind.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß eine gemusterte elektrisch leitende Beschichtung verwendet werden kann, um eine Nachricht auf

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einem LCD in wenigstens vier verschiedenen Weisen zu zeigen. Durch Verwendung eines Drehwinkels von 90°, gekreuzten'Polarisatoren 23 und 24 und Ausbildung der elektrisch leitenden Beschichtung auf einer der Glasplatten in der Form des gewünschten Symbols erscheint die Nachricht als ein dunkles Symbol auf einem hellen Hintergrund, wenn ein elektrisches Feld über dem beschichteten Bereich durch Anlegen eines Stroms an die Zuleitungen zu diesem Bereich erzeugt wird. Für parallele Polarisatoren wird die Nachricht als ein helles Symbol auf einem dunklen Hintergrund sichtbar, wenn der LCD mit Strom beaufschlagt wird, um ein elektrisches Feld in dem beschichteten Bereich zu erzeugen. Bei jeder dieser beiden Betriebsweisen behält der Hintergrund gewöhnlich die gleiche Farbe. Die Nachricht erscheint als Änderung in der Farbe des Bereichs des Symbols.

Alternativ kann eine elektrisch leitende Beschichtung über ein gesamtes Segment eines der Platten außer über dem Bereich des Nachrichtensymbols angebracht werden, d.h. es wird genau entgegengesetzt zu den beiden vorstehend beschriebenen Betriebsweisen gearbeitet. Für einen Drehwinkel von 90° bei gekreuzten Polarisatoren erscheint die Nachricht als helles Symbol auf einem dunklen Hintergrund, wenn der LCD aktiviert wird. Wenn die Polarisatoren parallel zueinander sind, wird die Nachricht als dunkles Symbol auf einem hellen Hintergrund nach Aktivierung des LCD sichtbar, wenn ein elektrisches Feld in dem beschichteten Bereich ausgebildet wird. In jedem dieser beiden Fälle behält der Bereich des Nachrichtensymbols gewöhnlich die gleiche Farbe. Die Nachricht erscheint, indem der Hintergrund seine Farbe ändert. Die vorstehenden vier Fälle sind für musterartige, elektrisch leitende Beschichtungen geeignet, bei denen verschiedene Nachrichten in getrennten Bereichen auf dem LCD angezeigt werden, sowie für musterartige elektrisch leitende Beschichtungen verwendbar, bei denen die Nachrichten auf dem LCD übereinanderliegen.

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Unter Verwendung dieser vier Fälle arbeitet die LCD-Taste, die musterartige elektrisch leitende Beschichtungen aufweist, in der folgenden Weise. Der LCD wird anfänglich durch die äußere Stromquelle und den Logikkreis aktiviert, um eine erste Nachricht auf der Taste durch Beaufschlagen der Zuleitungen entsprechend der ersten Nachricht anzuzeigen. Der LCD wird von einer ersten in eine andere Position bewegt. Typischerweise wird diese Translation durch einen Operator vorgenommen, der die Taste mit seinem Finger drückt, wobei Mittel zum Ermöglichen der Translationsbewegung und zum Führen der Translation verwendet werden. Gegebenenfalls können die Mittel zum Ermöglichen der Translationsbewegung automatisch den LCD in die erste· Position zurückkehren lassen. Die Translationsbewegung bewirkt, daß die erste Nachricht durch Deaktivierung des LCD verschwindet. Beispielsweise bei der Ausführungsform von Fig. 3 werden die LCD-Kontakte 19 und 20 von den äußeren Kontakten 33 und 34 getrennt, wodurch der elektrische Stromkreis unterbrochen wird, um den LCD zu deaktivieren und die Nachricht verschwinden zu lassen. Die Translation bewirkt, daß ein Signal zu der äußeren Stromquelle und dem Logikkreis gegeben wird. Bei der Ausführungsform von Fig. 3 wird beispielsweise das Signal durch Trennen der LCD-Kontakte 19 und 20 von den äußeren Kontakten 33 und 34 hervorgerufen. Als Ergebnis dieses Signals wird der LCD reaktiviert, um eine zweite Nachricht auf der Taste durch Strombeaufschlagung der Zuleitungen anzuzeigen, die für die zweite Nachricht geeignet sind. In Abhängigkeit von der Ausführungsform der Taste kann die zweite Nachricht an irgendeinem Punkt während der Translation oder unmittelbar, nachdem die Taste ihre endgültige Position erreicht hat, angezeigt werden.

Wenn keine Nachricht angezeigt werden soll, wenn die Taste ihre endgültige Position erreicht, wird die Aufgabe eines Signals zu der äußeren Stromquelle und das Reaktivieren des LCD nicht durchgeführt. Wenn die Taste ihre endgültige Position erreicht,

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bleibt sie in nicht aktiviertem Zustand und zeigt kein Bild. Wenn umgekehrt anfänglich keine Nachricht angezeigt werden soll, wird das anfängliche Aktivieren des LCD und das Reaktiveren als Ergebnis der Translationsbewegung nicht durchgeführt.

Ein LCD kann auf wenigstens vier'verschiedene Weisen arbeiten, wenn Abziehbilder verwendet werden, um Nachrichten zu erzeugen. Bei diesen vier Arbeitsweisen behält der Bereich des Nachrichtensymbols auf dem Abziehbild gewöhnlich die gleiche Farbe auf dem LCD. Die Nachricht erscheint, wenn der Hintergrund seine Farbe ändert. Verwendet man einen Drehwinkel von 90°, gekreuzte Polarisatoren und ein hell gefärbtes Symbol auf dem Abziehbild, wird die Nachricht als helles Symbol auf einem dunklen Hintergrund sichtbar, wenn der LCD aktiviert wird. Bei parallelen Polarisatoren und einem dunkel gefärbten Symbol erscheint die Nachricht als dunkles Symbol auf einem hellen Hintergrund nach Aktivieren des LCD. Bei parallelen Polarisatoren und einem hell gefärbten Symbol wird die Nachricht als helles Symbol auf einem dunklen Hintergrund sichtbar, wenn die Zuleitungen zu dem Bereich des Symbols nicht strombeaufschlagt sind. Bei Verwendung gekreuzter Polarisatoren und eines dunkel gefärbten Symbols wird die Nachricht als dunkles Symbol auf einem hellen Hintergrund sichtbar, wenn die Zuleitungen zu den Bereichen des Symbols nicht strombeaufschlagt sind. In den beiden letzten Fällen verschwindet die Nachricht, wenn die zugehörigen Zuleitungen strombeaufschlagt werden, und erscheint wieder, wenn die Stromzufuhr zu diesen Zuleitungen unterbrochen wird.

Unter Verwendung dieser vier Betriebsweisen arbeitet die LCD-Taste, die Abziehbilder aufweist, in einer von zwei Weisen. Wenn eine der beiden ersten Betriebsweisen verwendet wird, so daß eine Nachricht erscheint, wenn der LCD aktiviert wird, arbeitet die Taste in genau derselben Weise wie eine Taste mit musterartigen elektrisch leitenden Beschichtungen.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei Verwendung einer der beiden zuletzt aufgeführten Betriebsweisen arbeitet die LCD-Taste, die Abziehbilder aufweist, in folgender Weise. Der LCD wird anfänglich aktiviert, um eine erste Nachricht durch Strombeaufschlagung der Zuleitungen für alle anderen Nachrichten außer der oder den Zuleitungen für die erste Nachricht anzuzeigen. Der LCD wird von einer ersten Position in eine andere bewegt. Gegebenenfalls kann der LCD auch zurück in die erste Position bewegt werden. Die Translationsbewegung bewirkt, daß ein Signal zu der äußeren Stromquelle und dem Logikkreis geschickt wird. Als Resultat dieses Signals wird die erste Nachricht durch Strombeaufschlagung der Zuleitung oder Zuleitungen für die erste Nachricht beseitigt und eine zweite Nachricht erscheint auf dem LCD durch Unterbrechung des Stromkreises zu der oder den Zuleitungen entsprechend der zweiten Nachricht.

Wenn keine Nachricht angezeigt werden soll, wenn die Taste ihre Endposition erreicht, wird das Unterbrechen des Stromkreises für die Zuleitung oder Zuleitungen für die zweite Nachricht nicht durchgeführt. Wenn umgekehrt anfänglich keine Nachricht angezeigt werden soll, werden die Zuleitungen für die erste Nachricht zusammen mit denjenigen für alle anderen Nachrichten strombeaufschlagt.

Die programmierbare LCD-Taste bewirkt, daß die Aufmerksamkeit des Operators aktiv auf die Taste gelenkt und dadurch weitgehend die Verwechslungsgefahr reduziert und Operatorzeit gewonnen wird.

Anstelle eines reflektierenden LCD kann in der LCD-Taste auch ein lichtdurchlässiger LCD verwendet werden.

BAO ORIGINAL
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Claims

Ansprüche

©Taste zur Nachrichtenanzeige, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallanzeige (LCD), Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Nachrichtensymbols auf dem LCD und Mittel zum Ermöglichen einer Translation des LCD aus einer ersten Position, wobei die Translation bewirkt, daß die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen die Nachricht auf dem LCD ändern.
2. Taste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LCD einen Bereich aus Flüssigkristallmaterial, zwei transparente Platten zu beiden Seiten des Flüssigkristallmaterials, wobei die Innenflächen der Platten diejenigen Flächen sind, die dem Flüssigkristallmaterial am nächsten sind, Mittel zum Halten des Flüssigkristallmaterials zwischen den Platten, Mittel zum Erzeugen bevorzugter Orientierungen der Mol8küle des Flüssigkriställmaterdals in Abwesenheit eines elektrischen Feldes und zwei Polarisataren umfaßt, die zu beiden Seiten von den Platten angeordnet sind.
3. Taste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der LCD ferner einen Lichtreflektor hinter und benachbart zu einem der Polarisatoren aufweist.

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4. Taste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen elektrisch'leitende Beschichtungen auf den Innenflächen der Platten und elektrische Zuführungen umfassen, die mit den Beschichtungen verbunden sind, um elektrische Signale zu den Beschichtungen an ausgewählten Zeitpunkten zu liefern.
5. Taste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens einer der Platten ein diskretes Muster in Form eines gewünschten Nachrichtensymbols aufweist.
6. Taste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- ^" schichtung auf wenigstens einer der Platten wenigstens ein diskretes Muster umfaßt, das wahlweise verwendbar ist, um wenigstens ein gewünschtes Nachrichtensymbol zu bilden.
7. Taste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen ferner ein Abziehbild umfassen, das ein diskretes Muster in der Form eines gewünschten Nachrichtensymbols aufweist, wobei das Abziehbild auf der LCD-Außenseite des Flüssigkristallmaterials angeordnet ist.
8. Taste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen von Nachrichtensymbolen ferner wenigstens ein Abziehbild umfassen, das wenigstens ein diskretes Muster aufweist, das wahlweise verwendbar ist, um wenigstens ein gewünschtes Nachrichtensymbol zu bilden, wobei jedes Abziehbild auf der LCD-Außenseite des Flüssigkristallmaterials angeordnet ist.
9. Taste nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Licht, das durch das Flüssigkristallmaterial gelaufen ist, im wesentlichen durch jedes diskrete Muster nicht hindurchgeht.

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ORIGINAL INSPECTED
10. Taste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ermöglichen der Translationsbewegung eine Federeinrichtung umfassen, die an dem LCD befestigt ist, um dessen Translation zwischen einer ersten und wenigstens einer weiteren Position zu steuern und zu erleichtern.
11. Taste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ermöglichen der Translation ferner Führungseinrichtungen umfassen, um die Translation des LCD auf wenigstens eine spezifizierte Bewegungsbahn zwischen der ersten und wenigstens einer weiteren Position zu begrenzen.
12. Taste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel die Translation des LCD auf eine Richtung im wesentlichen senkrecht zur Tangentialebene zur Mitte der Innenfläche einer der beiden Platten begrenzen.
13. Taste nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine elektrische Zuführung für jede Beschichtung vorgesehen ist und die Mittel zum Erzeugen der Nachrichtensymbole wenigstens zwei elektrische Kontakte umfassen, die an der Taste angeordnet und wahlweise mit den

• elektrischen Zuleitungen verbindbar sind, wobei die elektrischen Kontakte mit äußeren elektrischen Kontakten zur Lieferung der elektrischen Signale zu einer ausgewählten Anzahl von elektrischen Zuleitungen in Berührung stehen, wenn sich der LCD in der ersten Position befindet.
14. Taste nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ermöglichen der Translationsbewe-. gung wenigstens zwei Blattfedern umfassen, die an dem LCD befestigt und wahlweise mit den elektrischen Zuleitungen zum Zuführen der elektrischen Signale zu einer ausgewählten Anzahl von elektrischen Zuleitungen verbunden sind, während eine Platte aus einem leitenden Elastomer hinter'angrenzend

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an den LCD angeordnet ist, wobei die Kombination aus den Blattfedern und der Platte aus dem leitenden Elastomer zum Steuern und Erleichtern der Translationsbewegung des LCD zwischen der ersten und wenigstens einer weiteren Position dient, wobei die Platte aus leitendem Elastomer eine Platte eines gedruckten Schaltkreises berührt, wenn der LCD wenigstens eine andere Position erreicht, um die Nachrichtenanzeige zu ändern.
15. Taste nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daB die Blattfedern und die Platte aus leitendem Elastomer die Translation des LCD in Richtung im wesentlichen senkrecht zur Tangentialebene zur Mitte der Innenfläche einer der Platten begrenzt.
16. Verfahren zum Steuern der Nachrichtenanzeige auf einer Flüssigkristallanzeige CLCD), dadurch gekennzeichnet, daB eine erste Nachricht auf dem LCD angezeigt wird, während sich der LCD in einer ersten Position befindet, der LCD aus der ersten Position entfernt und die erste Nachricht entsprechend einem durch die Bewegung hervorgerufenen Signal geändert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Änderns der Nachrichtenanzeige■das Beseitigen einer Anzeige auf dem LCD umfaßt, so daß dieser kein Bild zeigt.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ändern der Anzeige das Beseitigen der ersten Anzeige vom LCD und das Anzeigen einer zweiten Anzeige auf dem LCD umfaßt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 1Θ, dadurch gekennzeichnet, daß der LCD in die erste Position zurückgeführt wird.

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