DE3240925A1 - Kapazitive tastatur - Google Patents

Description

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r^ r. Sckellstraße ι

Patentanwalt Dipl.-lng. Walter urar SÄT

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zugelassen beim Europäischen Patentamt - admitted to the European Patent Office - Mandataire aggree aupres !'Office ΕυΓορέεη des Brevets

A-423

Kapazitive Tastatur

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Tastatur.

Kapazitive Tastenfelder nutzen die Änderung der Kapazität zwischen mindestens zwei Kondensatorplatten aus, die eintritt, wenn die Platten relativ zueinander bewegt werden oder ein bewegbares Überbrückungsteil relativ zu diesen Platten bewegt wird. An jeder Tastenstelle des Tastenfeldes sind hierzu entsprechende Kondensatorplatten.vorgesehen, Unter dem Begriff Tastatur soll nachfolgend nicht nur ein Tastenfeld mit mehreren solchen Tastenstellen verstanden werden sondern auch nur ein einziger kapazitiver Tastenkontakt, also ein Tastenschalter.' "■ : "

Kapazitive Tastenfelder besitzen den Vorteil, dass sie relativ billig herstellbar sind, eine Hysteresis besitzen, die eine Mehrfachauslösung durch eine zittrige Bedienungsperson vermeiden und vor allem die Voraussetzungen für eine grössere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer als Festkontakte besitzen. Diese Möglichkeit einer höheren Zuverlässigkeit und einer längeren Lebensdauer bei solchen Tastenfeldern ist bei den bisherigen Ausführungsformen jedoch noch nicht voll ausgeschöpft und zwar aus folgenden Gründen.

Es besteht die Gefahr, dass Staub und Schmutz aus der Umgebung zwischen die Kondensatorplatten eintritt und dann kein

zuverlässiges Schliessen der Kondensatorplatten mehr möglich ist. Dies kann zur Folge haben, dass der Kapazitätswert bei gedrückter Taste unterhalb demjenigen Wert liegt, der nötig ist, um die Fühlschaltung zu triggern, die mit den Kondensatorplatten zum Feststellen des gedrückten Zustandes verbunden ist. Es besteht damit die Gefahr, dass eine gedrückte Tastenstellung nicht festgestellt wird und so Fehlbedienungen eintreten.

Die Grosse der Kondensatorplatten ist begrenzt durch den erforderlichen Mittelabstand der Platten und die zulässigen Abmessungen des Tastfeldes und dem Abstand der gewünschten Tastenstellungen. Der für die Kondensatorplatten nötige Platz ist noch begrenzter,wenn zwei feststehende Kondensatorplatten nebeneinander auf der Unterlage angebracht werden müssen und wenn zur Änderung der Kapzität eine bewegbare überbrückungsplatte oberhalb dieser beiden nebeneinander angeordneten Kondensatorplatten benutzt wird, wie dies bei solchen Tastaturen bisher "üblich ist. Die Notwendigkeit, dabei möglichst kleine Kondensatorplatten zu verwenden, bewirkt, dass der nominelle Kapazitätswert bei gedrückter Taste zu klein ist um den nötigen Spielraum für Fehler zu gewährleisten, die entweder durch Herstellungstoleranzen oder durch Umgebungsumstände entstehen. Dies ist ein weiterer Grund dafür, dass bei solchen bekannten Tastaturen eine Tastenbetätigung möglicherweise nicht durch die Fühlschal-" tung festgestellt wird, also Fehlbetätigungen auftreten.

Kapazitive Tastaturen sind elektrische Einrichtungen von re-0 lativ hoher Impedanz und sie neigen daher zu elektrischen Störungen. Aus diesem Grunde werden mindestens die Zuleileitungen zu der Fühlschaltung elektrisch abgeschirmt. Diese elektrische Abschirmung schliesst zumindest teilweise das schon relativ schwache kapazitive Signal gegen Erde kurz,

wodurch das Signal noch schwächer wird. Dies ist ein weiterer Grund dafür/ dass die Betätigung solcher Tasten mögli- ■ cherweise nicht festgestellt wird.

'Kapazitive Tastaturen wurden bisher stets mit speziellen Einzelteilen aufgebaut, Einzelteile, die in der Tastatur jeweils nur eine einzige Funktion ausüben. Die Anzahl der Einzelteile solcher kapazitiver Tastaturen ist daher relativ gross, dadurch wird der Aufbau solcher Tastaturen sehr komplex, störanfällig und teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kapazitive Tastatur zu schaffen, bei welcher diese Nachteile vermieden sind und die insbesondere fehlerfrei arbeitet und sicher auf Tastenauslösungen anspricht, möglichst wenig Platz benötigt und vor Verschmutzungen sicher ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine kapazitive Tastatur laut Hauptarispruch. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer erfindungsgemässen Tastatur sind die beiden sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten, die jeweils eine Tastenstelle des Tastenfeldes bilden, vor Staub, Schmutz und anderen äusseren Verunreinigungen geschützt, solche Fremdstoffe können nicht mehr zwischen die Kondensatorplatten gelangen. Damit ist sichergestellt, dass die Platten immer ihre vorbestimmte Schließstellung einnehmen, der zwischen ihnen herrschende Kapazitätswert somit ungemindert bleibt und daher die Gefahr beseitigt wird, dass die Betätigung einer Tastenstelle nicht festgestellt und ausgewertet wird.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme, die beiden Kondensatorplatten übereinander und gegenüberliegend anzuordnen

und nicht wie beim Stand der Technik nebeneinander anzuordnen und die gegenseitige kapazitive Kopplung durch eine Überbrückungsplatte herbeizuführen, wird der Bereich der durch jede Kondensatorplatte eingenommen werden kann, verdoppelt und der wirksame Abstand zwischen den Platten halbiert. Die Verdopplung der Fläche für jede Kondensatorplatte und die Halbierung der wirksamen Trennung zwischen den Platten ergibt etwa das Vierfache der -Kapazitätsänderung und damit etwa das Vierfache der Signalstärke, die mit einer Tastatur nach dem Stand der Technik mit einer bewegbaren überbrückungsplatte zwischen zwei nebeneinander angeordneten festen Kondensatorplatten erreichbar ist.

Da die zur Verfügung stehende Signalstärke wesentlich vergrössert wird, ist auch der Kurzschluss des Signals über die abgeschirmten Zuleitungen weiterhin kein Problem mehr, das selbst nach dem Kurzschluss verbleibende Signal besitzt noch eine Stärke, die proportional ist der Zunahme des ursprünglich erzeugten Signals.

Die bei der erfindungsgemässen Tastatur angewendeten Betätigungstasten mit einem die Kondensatorplatten bewegenden nachgiebigen und in sich zusammendrückbaren Betätigungsteil gewährleisten einerseits einen Leerweg-Sicherheitsspielraum und auch einen Schutz gegen eine Überbetätigung. Dieses zusammendrückbare Teil kann gemäss einer Wei-* terbildung der Erfindung unmittelbar zur Erzeugung der federnden Rückstellkraft für die Taste ausgenutzt werden, so dass eine gesonderte Rückstellfeder überflüssig wird. Ein 0 besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn zur Rückstellung der Taste eine zusammendrückbare Feder angebracht wird, die im zusammengedrückten Zustand mit ihren dann flach in einer Ebene liegenden Windungen die bewegbare Kondensatorplatte bildet. Die Anzahl der nötigen Einzelteile kann hierdurch auf ein Minimum beschränkt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figuren 1 und 2 zeigen anhand von Schnittbildern ein erstes Äusführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Tastatur

Figuren 3 und 4 zeigen zwei weitere mögliche Ausführungsbeispiele

Figuren 1 und 2 zeigen einen Teil eines kapazitiven Tastenfeldes 10, bei dessen einzelnen Tastenstellen ein erstes Ausfürungsbeispiel der Erfindung verwirklicht ist. Das Tastenfeld ist auf einer starren Unterlage 11, beispielsweise auf einer gedruckten Schaltungsplatte, aufgebaut. Die starre Unterlage 11 kann auch eine Platte aus Kunststoff_/ Metall oder einem anderen geeigneten festen Material sein.

Auf der Oberfläche dieser Platte 11 ist mindestens eine Scheibe 12 aus leitendem Material als stationäre Kondensatorplatten aufgebracht. Jede dieser feststehenden Kondensatorplatten 12 ist über einen Leiterstreifen 13 (Fig,2) mit einem Lötauge 14 elektrisch verbunden. Die feststehenden Platten 12 und die zugehörigen Anschluss-Zuleitungen 13 nebst Lötaugen 14 können auf der Oberseite der"Platte 11 in bekannter Weise durch ein photolithographisches Verfahren aufgebracht sein. Diese Teile 12, 13 und 14 können aber auch auf einem Film aufgebracht sein, der auf der Platte 11 angebracht ist, wie dies in der sogenannten "folded "membrane"-Technik üblich ist. Die Leiterstreifen 13 und die Lötaugen 14 dienen zum elektrischen Anschluss, und zwar über nicht dargestellte Leitungen, die mit den Lötaugen 14 verlötet sind und die zwischen der feststehenden Kondensatorplatte 12 und der nicht dargestellten äusseren elektronischen Schaltung vorgesehen sind.

Die feststehenden Kondensatorplatten 12 sind vorzugsweise vollständig umschlossen durch eine erste Abstandfolie 15, die eine dielektrische Membran 16 trägt, welche sich über die feststehenden Platten 12 erstreckt. Die dielektrische Membran 16 ist ihrerseits von einer zweiten Abstandfolie 17 abgedeckt, welche Scheiben 18 eines leitfähigen Materials umschliesst, die die bewegbaren Kondensatorplatten bilden.

Die bewegbaren Kondensatorplatten 18 sind vorzugsweise auf der Oberfläche einer nachgiebigen Membran 19 angebracht, die der Platte 11 zugewandt ist. Diese Membran 19 überspannt das zweite Abstand-Flachmaterial 17.Die bewegbaren Kondensatorplatten 18 sind so angebracht, dass sie jeweils einer zugeordneten feststehenden Kondensatorplatte 12 gegenüberliegen. Die so sich gegenüberliegenden beiden Kondensatorplatten 12 und 18 bilden paarweise Kapazitäten 29, die jeweils eine einzige gesonderte Tastenstellung des Tastenfeldes 10 bilden.

Jede bewegliche Kondensatorplatte 18 ist durch einen Leiterstreifen 20 mit einem Lötauge 21 verbunden. Die beweglichen Platten 18, Leiterstreifen 20 und Lötaugen 21 sind auf der Oberfläche der nachgiebigen Membran 19 wiederum beispielsweise nach der Photolithographiktechnik aufgebracht. Diese Leiterstreifen 20 und Lötaugen 21 dienen zur elektrischen Verbindung zwischen den bewegbaren Platten 18 und der äusseren nicht dargestellten elektronischen Schaltung. Die Verbindungen mit den Lötaugen 21 kann in jeder bekannten Technik erfolgen, beispielsweise durch Anklammern, Anlöten oder auch durch entsprechende Steckverbindungen.

Bei Benutzung des Tastenfeldes 10 wird eine nicht dargestellte Spannungsquelle entweder mit den Lötaugen 14 oder den An-

schluss-Lötaugen 21 verbunden und so ein Kapazitätswert zwischen den beiden gegenüberliegenden Kondensatorplatten 12, 18 der Kapazität 29 an jeder Tastenstelle erzeugt. Mit den verbleibenden anderen Lötaugen 14 oder 21 ist eine nicht dargestellte Detektorschaltung verbunden. Wenn vom Benutzer eine bestimmte Tastenst.elle ausgewählt und die nachgiebige..-Membran 19 an dieser Stelle in Richtung auf die Unterlage 11 niedergedrückt wird, wird- die bewegbare Platte 18 in Richtung auf die feststehende Platte 12 bewegt. Die Abstandänderung zwischen den beiden gegenüberstehenden Platten 12 und 18 ändert auch den Kapazitätswert zwischen diesen Platten und diese Kapazitätsänderung wird durch die Detektorschaltung festgestellt, die damit ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass die zugehörige Tastenstelle ausgewählt und betätigt wurde.

Da die beiden gegenüberliegenden Platten 12, 18 jeder Tastenstelle übereinanderliegen und nicht nebeneinander wie bei bekannten Tastaturen dieser Art (mit zusätzlicher darüberliegender uberbrückungsplatte), nimmt jede Tastenstelle nur halb so viel Platz ein wie beim Stand der Technik. Die Kondensatorplatten 12 und 18 können doppelt so gross wie beim Stand der Technik ausgebildet werden und nehmen dann immer noch den gleichen Platz ein. Da alle Folien und Zwischenlagen des Tastenfeldes 10 miteinander in Verbindung stehen, beispielsweise durch Klebstoff, ist auch jede ein-* zelne Tastenstelle des Tastenfeldes TO abgedichtet und vor äusserer Verschmutzung wie Staub, Schmutz und Dampf geschützt.

Fig.3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Tastenfeldes 10; gleiche Teile sind wieder mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig.1 und 2 bezeichnet. Unterschiedliche Teile sind mit einem Apostroph gekennzeichnet.

Der Hauptunterschied besteht darin, dass bei dem Tastenfeld 10' die nachgiebige Membran 19' gleichzeitig als nachgiebige Membran 19 und als dielektrische Membran 16 des Tastenfeldes wirkt. Die Membran 19' besteht vorzugsweise aus einem geeigneten nachgiebigen dielektrischen Material. Die eine bewegbare Kondensatorplatte 18 ist auf der einen Oberfläche der Membran 19' angebracht, die der Unterlage abgewandt ist. Jede bewegbare Kondensatorplatte 18 ist also weiterhin gegenüber der zugehörigen feststehenden Platte angeordnet, die beiden Kondensatorplatten 12 und 18 sind jedoch nunmehr durch die nachgiebige Membran 19' voneinander getrennt und hierfür ist nicht mehr die zusätzliche dielektrische Membran 16 nötig. Die Membran 19' ist durch ein einziges Abstand-Flachmaterial 17' auf der Platte 11 befestigt, wobei dieses Abstandstück 17' wieder vorzugsweise die feststehenden Platten 12 umschliesst. Die Platte 11, die Abstandstücke 17' und die Membran 19" sind wieder auf geeignete Weise so miteinander verbunden, dass die jeweilige Tastenstelle von äusseren Verunreinigungen abgeschirmt und geschützt ist.

Bei der Benutzung des -Tastenfeldes 10' werden die elektrischen Verbindungen wieder genauso wie beim Tastenfeld 10 hergestellt. Wenn bei einer ausgewählten Tastenstelle die bewegbare Platte 18 niedergedrückt wird und so die nachgiebige Membran 19' durchgedrückt wird, wird auch die Platte 18 in Richtung auf die stationäre Platte 12 bewegt und dadurch die Kapazität zwischen den gegenüberliegenden Platten 12 und 18 geändert. Diese Kapazitätsänderung wird in gleicher Weise wie oben beschrieben durch eine geeignete Detektorschaltung festgestellt.

Die Auswahl einer bestimmten Tastenstelle des Tastenfeldes 10 oder 1o' kann auf verschiedene Art und Weise vorgenommen

werden. Die Tastenfelder können beispielsweise als berührungsempfindliche Tastenfelder benutzt werden, bei denen durch Fingerdruck eines Benutzers unmittelbar die nachgiebige Membran 19 ausgelenkt und so die bewegbare Platte 18 bewegt wird. Die Tastenfelder 10 und 10' können aber auch durch geeignete mechanische Drucktasten betätigt werden, die über dem eigentlichen kapazitiven Tastenfeld angebracht sind, wobei jeweils eine Drucktaste über einer zugehörigen Tastenstelle liegt. Für diesen Zweck eignen sich die verschiedenartigsten Tastenkonstruktionen. Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele für solche Betätigungstasten, die besonders vorteilhaft sind.

Fig.1 zeigt zwei Drucktasten 30, einmal unbetätigt in der Offenstellung und das andere Mal niedergedrückt in der Schließstellung. .

Die Tasten 3 0 sind oberhalb des Tastenfeldes TQ auf einer Tastenplatte 31 angebracht, die über Abstandstücke 32 am Tastenfeld 10 befestigt ist. Jede Taste 30 umfasst einen Druckknopf 33, der oberhalb der Platte 31 angeordnet ist, einen Stössel 34, der am einen Ende mit dem Druckknopf 3 3 verbunden ist und der sich durch die Platte 31 hindurch erstreckt und in einem Lagerabschnitt 39 endet. Der Stössel 34 ist von einer. Vorspannfeder 35 umgeben, die zwischen der Platte 31 und dem Druckknopf 33 angeordnet ist und dazu * dient, die Taste 30 in die Offenstellung vorzuspannen. Ein nachgiebiges und zusammendrückbares Teil 36 ist mit dem unteren Ende des Stössels 34 verbunden und dient zur Betätigung der bewegbaren Platte 18 durch Angreifen und Niederdrücken der nachgiebigen Membran 19.

In der normalen Offenstellung steht das zusammendrückbare Teil 36 nicht mit der nachgiebigen Membran 19 in Verbindung,

es besteht vielmehr ein Abstand 37 zwischen diesen Teilen. Die Taste 30 besitzt dadurch einen Leerweg-Sicherheitsspielraum, der gleich der Grosse dieses Abstandes 37 ist. Dadurch wird die Taste vor einer irrtümlichen Schliessung durch eine zufällige teilweise Betätigung des Druckknopfes geschützt.

Das zuwammendrückbare Teil 36 besteht aus .einem nachgiebigen und zusammendrückbaren Material. Wenn die Taste 30 niedergedrückt wird, bewegt das Teil 36 die bewegbare Platte 18 in die Schließstellung und dann wird das Teil 36 so verformt bzw. zusammengedrückt, dass eine weitere Bewegung des Stössels 34 nach unten absorbiert wird, bis schliesslich der Lagerabschnitt 39 an der nachgiebigen Membran 19 zur Anlage kommt, woraufhin eine weitere Nachuntenbewegung des Stössels 34 verhindert wird. Die Taste 30 besitzt damit auch einen Sicherheitsspielraum gegen eine Überbewegung infolge der Zusammendrückbarkeit des Teiles 36. Dieser Schutz gegen Überbewegung ermöglicht es, dass der Druckknopf 33 0 auch noch weiterhin nach unten in Richtung auf die Platte bewegt werden kann, selbst wenn die bewegbare Platte 18 schon so weit in Richtung auf die Platte 12 bewegt wurde, wie dies überhaupt möglich ist. Diese Abfederung der Tastenbewegung durch das zusammendrückbare Teil 36 gibt der Taste 30 sehr weiche Betätigungseigenschaften, die für den Benutzer sehr angenehm sind. Das zusammendrückbare Teil 36 be-" sitzt auch Absorbtionseigenschaften für Erschütterungen und eliminiert so eventuelles Kontaktflattern dadurch, dass es die bewegbare Kondensatorplatte 18 fest in der Schließstellung hält. Das zusammendrückbare Teil 36 gewährleistet also die Erzeugung eines stabilen und gleichbleibenden Schliesssignals in der jeweiligen Tastenstellung. Durch das nachgiebige Drücken der Platte 18 in die Schließstellung für die gesamte Dauer des Niederdrückens wird auch ein längeres und

damit sicherer feststellbares Tastenschließsignal erzeugt, das zu weniger Fehlbetätigungen neigt.

Beim Freigeben der Taste 30 hebt die Vorspannfeder 35 das zusammendrückbare Teil 36 wieder von der Membran 19 ab und zwingt den Knopf 30 wieder zurück in seine normale Offenstellung .

Fig.3 zeigt auch ein zweites Ausführungsbeispiel für eine solche Drucktaste 30". Die eine Drucktaste ist wieder in der normalen Offenstellung gezeigt, die andere in der betätigten Schließstellung.

Der wesentlichste Unterschied zwischen den Tasten 30 und 30' ist, dass in Fig.3 das nachgiebig zusammendrückbare Teil 36' selbst als Vorspannkraft zum Zurückführen der Taste 30" in die Normalstellung dient. Dadurch wird eine separate Rückführfeder 35 nach Fig. 1 überflüssig. Das Teil 36' ist über der nachgiebigen Membran 19' auf dem Abstand-Flachmaterial 15' abgestützt, aufweich letzteres es zur Erzeugung der Rückstellkraft für die Taste 30' aufgedrückt ist. Die Fläche des zusammendrückbaren-Teils 36', die unmittelbar oberhalb der bewegbaren Kondensatorplatte 18 liegt, ist wie dargestellt konkav ausgebildet und es wird so wieder ein Leerweg-Sicherheitsspielraum 37" zwischen der Platte 18 und dem zusammendrückbaren Teil 36' gebildet. Ausser dieser Abwand-* lung ist die Wirkungsweise der Taste 30' genauso wie die der Taste 30.

Fig.4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Verbesserungen sowohl des Tastenfeldes als auch der zugehörigen Tasten vereinigt sind. Das Tastenfeld 10" weist wieder mindestens eine feststehende Kondensatorplatte 12 auf der Platte 11 auf, die wiederum ein Abstand-Flachmaterial 15

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trägt. Dieses Abstandstück 15 und die Platte 12 sind von einer dielektrischen Membran 16 überspannt, die zur elektrischen Trennung der Kondensatorplatten dient. Das Tastenfeld 10" besitzt keine bewegbare Kondensatorplatte 18. An ihrer Stelle wird eine zusammendrückbar Schraubenfeder, beispielsweise eine im wesentlichen konisch geformte zusammendrückbare Feder 18" aus leitendem Material benutzt. Jede Feder 18" ist mit ihrem unteren Teil mittig über der zugehörigen feststehenden Kondensatorplatte 12 angeordnet. Die unter Windung der Feder 18" endet vorzugsweise in einem Anschlussabschnitt 38", der sich rechtwinklig zur Ebene der untersten Windung in die Platte 11 hineinerstreckt. Durch diesen Abschnitt wird die Feder 18" an der Platte 11 befestigt und dieser Abschnitt dient gleichzeitig für den elektrischen Anschluss der Feder 18". Der Abschnitt 38" kann auch in einer anderen Richtung von der Feder abstehen und mit einem anderen Teil des Tastenfeldes 10" verbunden sein, also an einem anderen Teil als der Platte 11 befestigt sein. Die Spitze der Feder 18" umschliesst einen Vorsprung 39", der von dem Stössel 34 absteht. Die Feder 18" spannt normalerweise die Taste 30" in die Offenstellung vor, wie dies in Fig.4, links, dargestellt sit. Wenn die Feder 18" ausgedehnt ist, liegen die meisten ihrer Windungen in einem wesentlichen Abstand von der feststehenden Platte 12 und sie erzeugen daher eine Kapazität, die dem Kapazitätswert in der Offenstellung der Tastenfelder nach den Figuren 1 und 3 entspricht. Wenn die Taste 30" niedergedrückt wird, wird die Feder 18" zu einer flachen Spirale zusammengedrückt und hierdurch wird eine Kondensatorplatte gebildet, die in enger Nachbarschaft zu der feststehenden Platte 12 liegt, wie dies in Fig.4, rechts, dargestellt ist. Auf diese Weise wird also eine Kapazität erzeugt, die äquivalent ist dem Wert, wie er auftritt, wenn bei dem Tastenfeld nach den Figuren 1 und 3 die Taste niedergedrückt wird. Wenn die Taste

BAD ORIGINAL

30" freigegeben wird, dehnt sich die Feder 18" wieder aus und führt die Taste 30" in ihre normale Offenstellung zurück .

Da die Länge der Feder 18" verglichen mit dem Abstand der gegenüberliegenden Platten 12, 18 nach Figuren 1 oder 3 relativ gross ist, bewirkt eine geringfügige teilweise Zusammendrückung der Feder 18" durch unbeabsichtigtes Betätigen der Tast 30" keine nennenswerte Wirkung'auf den Kapazitätswert der Tastenstelle. Die Feder 18" besitzt also wieder einen entsprechenden SicherheitsSpielraum. Die Abwärtsbewegung des Stössels 34 wird gestoppt, wenn der Vorsprung 39" mit der Membran 16 in Berührung kommt.

Durch Verwendung der Feder 18" die sowohl die bewegbare Kondensatorplatte bildet als auch die Taste 30" wieder in ihre Normalstellung zurückführt, wird eine spezielle Vorspannfeder überflüssig und auch eine nachgiebige Membran als Unterstützung für die Kondensatorplatte. Dadurch wird die Konstruktion eines solchen Tastenfeldes sehr vereinfacht. Der Wegfall einer nachgiebigen Membran, die eine darauf nach Photolithographiktechnik aufgebrachte Kondensatorplatte trägt, vermeidet Ermüdungsprobleme, wie sie durch eine bleibende Verformung und Ausdehnung und dadurch durch Verlust der Nachgiebigkeit der Membran zu befürchten sind, es wird auch eine Beschädigung oder ein Zerbrechen der Kondensatorplatte verhindert oder ein Abfallen dieser Kondensatorplatte von der Membranoberfläche.

Die Tastenfelder können auch ohne entsprechende Betätigungstasten benutzt werden. Die verschiedenen Tastenkonstruktionen können auch bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen miteinander vertauscht werden. Es können auch mehrere Kondensatorplatten übereinander angeordnet werden.

Claims (20)

1. Patentansprüche

   Q). Kapazitive Tastatur, gekennzeichnet durch mindestens eine auf einer Unterlage (11) angebrachte feststehende Kondensatorplatte (12), mindestens eine im Abstand gegenüber dieser feststehenden Kondensatorplatte (12) angeordnete und mit dieser eine Kapazität (29) bildende bewegliche Kondensatorplatte (18_r 18") und eine zwischen diesen Kondensatorplatten angeordnete dielektrische Schicht (16,19,19').
2. 2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand über der Unterlage (11) eine nachgiebige Membran (19,19') angebracht ist.
3. 3. Tastatur nach Anspruch 2, dadurch gekenn'-zeichnet, dass die Membran (19') die dielektrische Schicht bildet (Fig.3).
4. 4. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kondensatorplatte (18) an der nachgiebigen Membran {19} angebracht ist.
5. 5. Tastatur nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kondensatorplatte (18) auf der der feststehenden Kondensatorplatte (12) abgewandten Seite der Membran (19) angebracht ist

   (Fig.3) . .
6. 6. Tastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kondensatorplatte (18) auf der der feststehenden Kondensatorplatte (12) zugewandten Seite der Membran (19) angebracht ist und zwischen den sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten (12,18) eine dielektrische Schicht (16) angebracht ist (Fig.1 und 2).
7. 7. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassauf der Membran (19) mindestens eine zu der beweglichen Kondensatorplatte (18) führende Anschlussleiterbahn (20,21) ausgebildet ist.
8. 8. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke-n η zeichnet, dass die Membran (19) über ein Abstandstück (15,15',17) im Abstand oberhalb der Unterlage (11) gehalten ist.
9. 9. Tastatur nach Anspruch 8, dadurch gekenn "-zeichnet, dass das Abstandstück (15,15',17) die durch die Kondensatorplatten (12,18) gebildete Kapazität (29) umschliesst.
10. 10. Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (11), das Abstandstück (15,15',17) und die Membran (19) die durch die Kondensatorplatten gebildete Kapazität (29) verschmutzungssicher umschliessen.
11. 11. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der feststehenden Kondensatorplatte (12) eine durch eine Taste (30") zusammendrückbar kegelförmige Feder (18") angeordnet ist und die bewegliche Kondensatorplatte durch die zusammengedrückten Windungen dieser Feder (18") gebildet ist.
12. 12. Tastatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (18") in einem rechtwinklig zu ihrer Basis abstehenden Anschluss (38") endet, über welchen die Feder an der Unterstützung (11) befestigt und die elektrische Verbindung mit der Feder hergestellt ist.
13. 13. Tastatur nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der beweglichen Kondensatorplatte (18) eine Drucktaste zum Bewegen der beweglichen Kondensatorplat-0 te in Richtung auf die feststehende Kondensatorplatte vorgesehen ist.
14. 14. Tastatur nach Anspruch 13, dadurch gekennz e i c h η e t, dass die Taste ein mit der Membran

    (19) zusammenwirkendes nachgiebig zusammendrückbares Teil (36,36') umfasst.
15. 15. Tastatur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammendrückbare Teil (36, 36') federnd in Richtung von der Membran (19) weg vorgespannt ist.
16. 16. Tastatur nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die das zusammendrückbare Teil

    -A-

    (36) tragende Taste durch eine Feder (35) von der Membran weg vorgespannt ist.
17. 17. Tastatur nach Anspruch 14 und 15, dadurch g e kennzeichnet, dass das zusammendrückbare Teil (36') an dem Abstandstück (15') der Membran so angebracht ist, dass es normalerweise ausser Berührung mit der Membran ist und durch Tastendruck die bewegliche Kondensatorplatte (18) in Richtung auf die feststehende Kondensatorplatte bewegt (Fig.3).

    ^ und-13.
18. 18. Tastatur nach Anspruch 1Iy; d ädurch gekenn zeichnet, dass die Drucktaste an der Spitze der kegelförmigen Feder (18") angreift.
19. 19. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucktaste über einen Stössel (34) verschiebbar an einem über der Unterlage (11) angebrachten Tastenhalter

    (31) geführt ist, das zusammendrückbare Teil (36,36") an diesem Stössel befestigt ist und das andere Stösselende als Druckknopf-.ausgebildet ist.
20. 20. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, dass die konische Feder (18") den Stössel (34) umgibt.