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DE2751680A1 - Schaltermatrix, insbesondere transparente schaltermatrix, fuer tastflaechenvorrichtungen - Google Patents

Schaltermatrix, insbesondere transparente schaltermatrix, fuer tastflaechenvorrichtungen

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Publication number
DE2751680A1
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DE
Germany
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substrate
membrane
conductor strips
insulating
strips
Prior art date
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Application number
DE19772751680
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English (en)
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DE2751680C2 (de
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Richard Joseph Ditzik
Robert Joseph Johnson
Charles Newell Miller
George Edward Zenk
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Control Data Corp
Original Assignee
Control Data Corp
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Priority claimed from US05/743,991 external-priority patent/US4066852A/en
Priority claimed from US05/744,080 external-priority patent/US4066853A/en
Priority claimed from US05/743,992 external-priority patent/US4085302A/en
Priority claimed from US05744207 external-priority patent/US4066854B1/en
Application filed by Control Data Corp filed Critical Control Data Corp
Publication of DE2751680A1 publication Critical patent/DE2751680A1/de
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Description

Henkel, Kern, Feiler Ct Hanzel Patentanwälte
.6- 27 5168Q
Möhlstraße 37 Control Data Corporation D-8000 München 80
Minneapolis, Minn., V.St.A. Tel.: 089/982085-87
Telex: 0529802 hnkld
Telegramme: ellipsoid
18. Nov. 1977.
Schaltermatrix, insbesondere transparente Schaltermatrix,
für Tastflächenvorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Berührungs- bzw. Tastflächenvorrichtung, welche auf elektrischem Wege die X-Y-Koordinaten ihrer Berührung mit dem Finger eines Operators anzeigt und die nur auf Druck anspricht. Häufig wird dabei auch eine Information auf einem Substrat unterhalb der iastfläehe angezeigt. Die Berührungs koordinaten können auf die angezeigte Information bezogen oder abgestimmt werden, um dadurch eine wechselwirkende Verbindung zwischen dem Operator und der Vorrichtung zu gewährleisten, deren einen Teil die TastflSche darstellt.
Es sind zahlreiche Einrichtungen zur Feststellung der Berührungsstelle auf einer Fläche bekannt. Die der Erfindung wahrscheinlich am nächsten kommende Vorrichtung ist eine sog. gespannte Trommelf ellmesibran; Diese Vorrichtung verwendet eine in einem Abstand von einem flachen Substrat angeordnete Membran, die derart auslenkbar ist, daß von ihr getragene Leiter mit
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denen am Substrat in Kontakt gebracht werden· Eine andere Vorrichtung dieser Art ist in einem in "Control Engineering?, Juli 1976, S. 33-34, erschienenen Artikel mit dem Titel "CRT Touch Panels Provide Maximum Flexibility in Computer Interaction" beschrieben. Dieser Artikel beschreibt eine gekrümmte bzw. gewölbte, flexible Kunststoff-Folie, die dünne Drähte trägt. Die Folie ist auslenkbar, um diese Drähte mit einem rechtwinkelig dazu angeordneten Satz ähnlicher, unmittelbar darunter montierter Drähte in Berührung zu bringen. Die beiden Sätze von Drähten sind durch Abstandstücke voneinander getrennt. Die US-PS 3 760 36O offenbart eine sehr ähnliche Vorrichtung in Form einer flachen Tafel oder Platte, die jedoch keine wechselwirkende oder -seitige Informationsanzeige zu liefern vermag. Die US-PS 3 495 232 beschreibt eine etwas einfachere Ausführungsform einer ähnlichen Vorrichtung. In der US-PS 3 921 167 ist eine Fläche oder Tafel beschrieben, die stellungsempfindlich auf die Annäherung -einer äußeren Sonde zur Messung von Kapazitätsänderungen anspricht.
Die erfindungsgemäße Tastfläche überspannt dagegen ein starres Substrat, dessen Oberfläche einen vorbestimmten Krümmungsradius von unendlich (flach) bis zu etwa 63,5 cm oder weniger besitzt, und sie besteht zum Teil aus einer elastischen Membran, die eine der Substratoberfläche angepaßte Kontur besitzt und die um den Umfang des Substrats herum an diesem angebracht ist. An der der Membran zugewandten Fläche des Substrats ist eine Gruppe getrennter Leiterstreifen bzw. -züge angebracht bzw. angeklebt. Eine zweite Guppe getrennter Leiterstreifen bzw. -züge, die sich mit der Membran durchzubiegen vermögen und die ersten Leiterstreifen kreuzen, wird von der Membran an ihrer dem Substrat zugewandten Fläche getragen. Bei einem von außen her auf eine lokalisierte Stelle der Membran ausgeübten Druck werden ein oder mehrere Leiterstreifen in elektrischen Kontakt mit einem oder mehreren Leiterstreifen des Sub-
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strats gedrängt. Durch Bestimmung der miteinander in Berühung stehenden Leiterstreifen können die angenäherten Koordinaten der Stelle des auf die Membran ausgeübten Drucks ermittelt werden. Zur Verhinderung eines Kurzschließens zwischen den Streifen jeder Gruppe, wenn kein äußerer Druck anliegt, kann ein beliebiges von mehreren an sich möglichen Mitteln angewandt werden. In spezieller Ausführungsform ist ein dünnes, durchsichtiges Isoliergitter zwischen die beiden Gruppen von Leiterstreifen eingefügt. Ein druckbeständiger (piezo-resistant) Überzug auf den Oberflächen mindestens einer Leiterstreifengruppe scheint ebenfalls zufriedenstellend zu wirken. Bei Anwendung einer gewölbten Membran besteht eine dritte Möglichkeit zur Verhinderung eines Kurzschlusses darin, den Krümmungsradius der Membran etwas kleiner zu wählen als den des Substrats. Hierbei scheint die Eigenelastizität der Membran ausreichend zu sein, die von ihr getragenen Leiterstreifen ohne zwischengefügtes Element auf Abstand von den Leiterstreifen der Membran zu halten.
In bevorzugter Ausführungsform besteht das starre Substrat aus einem gewölbten Kathodenstrahlröhren-Bildschirm, wobei die elastische Membran bezüglicher ihrer Wölbung dem Bildschirm angepaßt 1st, Die Leiterstreifen sowohl des Substrats als auch der Membran sind so dünn, daß sie durchsichtig sind und somit die Betrachtung der auf dem Bildschirm wiedergegebenen Information zulassen, Infolge ihrer Transparenz können die Leiters1a?eifen im Vergleich zum gegenseitigen Abstand auf derselben Fläche verhältnismäßig breit sein xmd dadurch eine größere Koirtaktflache gewährleisten. Die kurzscnlußverhindernden Mittel bestehen aus einem isolierenden Gitter, vorzugsweise aus einem der zahlreichen, derzeit verfügbaren Photowiderstands-Polyiaere» so daß das Gitter an Ort und Stelle auf dem Substrat oder auf der Membran ausgebildet werden kann, indem der betreffende Bauteil entsprechend maskiert und belichtet und anschließend nach einem entsprechenden chemischen
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Verfahren behandelt wird. Derartige Photowiderstandsmaterialien sind bei den vorgesehenen geringen Dicken praktisch durchsichtig.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer passiven Fläche, die auf einen geringen Druck mit dem Finger oder einem Griffel bzv/. Stift anspricht.
Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Tastfläche, die eine Betrachtung der unter ihr wiedergegebenen Darstellung oder Anzeige zuläßt und die sich ohne weiteres in vorhandene Anzeigegerätekonstruktionen integrieren läßt.
Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale und Haßnahmen gelöst.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Eckabschnitt einer typischen, flachen oder gewölbten Tastflächenanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine gewölbte Ausführungsform der Tastfläche gemäß Fig. 1 mit einer Membran, die einen etwas kleineren Radius besitzt als das Substrat,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 zur Darstellung der Lagenbeziehung zwischen den beiden Leiterstreifensätzen und dem ggf. vorhandenen Isoliergitter,
Fig. 4 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3» welcher noch deutlicher die Lagenbeziehung zwischen den beiden Leiterstreifensätzen und dem Isoliergitter zeigt, und
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Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 zur Veranschaulichung der Verwendung einer druckbeständigen, kurzschlußverhindernden Einrichtung.
In den Figuren ist die maßstäbliche Darstellung der einzelnen Teile nicht immer gleich, weil diese Darstellungsweise zum besseren Verständnis der Erfindung beiträgt. Zweckmäßige Abmessungen der Bauteile der Vorrichtung sind, soweit nötig, in der folgenden Beschreibung angegeben.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1, von der nur ein Eckabschnitt dargestellt ist, umfaßt einen Träger bzw. ein Substrat 10, das flach oder gemäß Fig. 2 gewölbt sein kann und das eine isolierende Oberfläche besitzen muß. In Y-Richtung verlaufende Leiterstreifen bzw. -züge 20 24 bestehen aus durchsichtigen Überzugsbereichen, die fest an der dem Betrachter zugewandten Fläche des Substrats 10 haften. In einem typischen Anwendungsfall kann das Substrat 10 zumindest zum Teil aus dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre bestehen. Hierbei kann es sich als nicht günstig erweisen, die Leiterstreifen unmittelbar auf einen solchen Bildschirm oder ein anderes Substrat aufzubringen, sondern sie vielmehr auf einer klaren Kunststoffolie 55, die ggf. in Anpassung an einen gewölbten Bildschirm ebenfalls gewölbt sein Äannt auszubilden, die dann durch Kleben oder anderweitig am Substrat 10 befestigt wird. Mit den Enden der Streifen 20 - 24 sind Zuleitungen 40-44 verbunden, die zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen den Streifen und äußeren elektronischen Steuereinrichtungen dienen, In typischer Ausführungsforra ist jeder Leiterstreifen 20 - 24 etwa 12,7 nun breit und vom jeweils benachbarten Streifen durch eine 0,13 mm breite Lücke getrennt. In spezieller Ausführungsform werden die Leiterstreifen vorzugsweise aus Indiumoxid oder Zinnoxid oder aus einer Kombination beider Oxide hergestellt. Die Leiterstreifen lassen sich ohne weiteres dadurch herstellen, daß die Gesamt-
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fläche des Substrats 10 unter Anwendung üblicher Verfahren mit dem entsprechenden leitfähigen Material beschichtet wird. Mittels üblicher Ätzverfahren unter Verwendung von Photowiderstandsmaterial können dann die schmalen Zwischenräume zwischen benachbarten Leiterstreifen geformt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die nächste Schicht der Tastfläche durch ein Isoliergitter 45 gebildet, das sich zumindest über einen Teil der Leiterstreifen 20 erstreckt und normalerweise die Leiterstreifen 20 - 24 gleichmäßig bedeckt. Ein solches Isoliergitter kann bequem aus einem allgemein verfügbaren, handelsüblichen transparenten Photowiderstandsmaterial hergestellt werden, das aufgrund seiner Eigenschaften nicht leitfähig ist. Die mit dem Isoliergitter 45 zu bedeckenden Bereiche werden mit dem Photowiderstandsmaterial überzogen, worauf eine entsprechende Maske auf diese Bereiche aufgelegt wird, das Photowiderstandsmaterial nach üblichem Verfahren belichtet wird und die unbelichteten Abschnitte des Photowiderstandsmaterials nach üblichen chemischen Verfahren abgetragen werden. Ein geeignetes Gitter 45 besteht aus einer "Rreuzschraffierung" bzw. einem Netz aus Linien des Photowiderstandsmaterials, wobei jede Linie eine Breite (w gemäß Fig. 4) von etwa 0,13 mm besitzt und alle Linien sowohl in lotrechter als auch in waagerechter Richtung auf Mittenabstände (s gemäß Fig. 3) von etwa 0,64 mm voneinander angeordnet sind. Die Dicke des Isoliergitters kann je nach dem für die Herstellung eines Kontakts gewünschten Druck variieren; eine Nenn-Dicke von etwa 0,0025 mm scheint jedoch zufriedenstellend zu sein für die noch zu beschreibende Polyestermembran aus 0,08 mm dickem MYLAR (eingetr. Warenzeichen der DuPont Corp.). Im allgemeinen ist ein Verhältnis von 1:5 bis 1:100 für die Breite w der Isoliergitterlinien zum Mittenabstand s zwischen je zwei benachbarten Linien für diese Gitterdicke passend. Die Breite w der einzelnen Linien darf in jedem Fall höchstens im Bereich von Zehntelmillimetern
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(oder einigen Tausendsteln eines Zolls) liegen. Das Isoliergitter 45 kann auch auf der Membran 11 ausgebildet werden, nachdem die Leiterstreifen 12-16 auf noch zu beschreibende Weise ausgebildet worden sind«
Die elastische, isolierende Membran 11 bildet die eigentliche Tastfläche, welche der Operator an einer gewünschten Stelle drückt, um einen die Koordinaten der Druckstelle angebenden elektrischen Kontakt herzustellen. Die Membran 11 trägt an ihrer dem Substrat 10 zugewandten Fläche Leiterstreifen 12 - 16, die vor der Anbringung der Membran 11 am Substrat 10 ausgebildet werden. Die Leiterstreifen 12-16 müssen dabei genügend elastisch sein, um sich ohne weiteres mit der Membran 11 durchbiegen zu können. Eine durchsichtige Polyesterfolie mit einer Dicke von 0,08 mm und mit einer durchsichtigen, leitfähigen Goldschicht auf der einen Oberfläche, wie sie von der Firma Sierracin Corp., 12780 San Fernando Road, Sylmar, CA, 91342/USA, vertrieben wird, ist hierfür geeignet, ebenso in anderen Dicken von mindestens bis zu 0,18 mm. Die Leiterstreifen werden vorteilhaft dadurch ausgebildet, daß (z.B. durch Ätzen) schmale Streifen der Goldbeschichtung in parallelen Linien von dieser Folie abgetragen werden. Typische Abmessungen für die goldfreien, die Goldüberzugsstreifen 12-16 festlegenden Linien sind eine Breite von 0,05 mm bei Mittenabständen von 12,7 mm. Eine Belüftungs-Öffnung 50 sorgt dafür, daß die Membran 11 nach der Druckausübung auf sie schneller wieder ihre ursprüngliche Form annehmen kann, indem die Luft schneller in den Zwischenraum zwischen Membran 11 und Substrat 10 eiiströmt. Vorzugsweise kann in die Belüftungsöffnung 50 ein Filter eingesetzt werden, um einen Eintritt von Verunreinigungen zu verhindern. Diese BelüftungsÖffnung verhindert also eine zu langsame Rückstellung der Membran 11 in ihre ursprüngliche Form, wenn sie durch einen einzigen Berührungsdruck über eine große Fläche hinv/eg ausgelenkt worden ist. Außerdem werden hierdurch Kurz-
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Schlüsse verhindert, die durch schwankenden Umgebungsluftdruck hervorgerufen werden.
Wenn das Substrat 10 gekrümmt bzw. gewölbt ist, müssen die Membran 11 und die bereits auf dieser ausgebildeten Streifen 12-16 durch Formen in eine gleichmäßige, dem Substrat 10 angepaßte Kontur gebracht werden. Dieses Formen stellt an sich bei der verwendeten Polyesterfolie kein besonderes Problem dar, wenn diese Folie nach einem bereits vorgeschlagenen Verfahren geformt wird. Nach dem Ätzen des Goldüberzugs zur Ausbildung der Leiterstreifen 12 - 16 wird die Membran 11 dabei nach dem genannten Verfahren in eine Form gebracht, welche der Gestalt des Substrats 10 im wesentlichen angepaßt ist, Wenn das Substrat 10 gewölbt ist, sollte die Krümmung oder Wölbung der Membran 11 im unbelasteten Zustand vorzugsweise etwas größer sein als diejenige des Substrats 10. Wenn das Substrat 10 aus einem typischen, gewölbten Implosionsschutzschild einer Kathodenstrahlröhre besteht, ist seine Krümmung ungefähr sphärisch mit einem Radius von etwa 51 - 76 cm. In diesem Fall wird die Membran 11 vorzugsweise auf einen Krümmungsradius geformt, der um etwa 25,A - 101,6 mm kleiner ist als derjenige des Substrats 10. Durch die etwas stärkere Wölbung oder Krümmung wird verhindert, daß die Leiterstreifen 12-16 auf der Membran 11 zu fest gegen die Leiterstreifen 20 - ,24 gezogen und möglicherweise gegen diese kurzgeschlossen werden. Außerdem ist eine solche Bemessung dann wesentlich, wenn, wie noch näher beschrieben werden wird, andere kurzschlußverhindernde Mittel als das Gitter 45 auf einem gekrümmten Substrat verwendet werden. Die Membran 11 wird um ihren Rand herum mit Hilfe von Klebstreifen 54 in solcher Lage am Substrat 10 befestigt, daß die Leiterstreifen 12-16 über die einzelnen Leiterstreifen 20 - 24 verlaufen und dabei durch das Gitter 45 und die Eigentendenz der Membran 11, im unbelasteten Zustand ihren vom Formen herrührenden gewölbten Zustand einzunehmen, von den Leiterstreifen
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20 - 24 auf Abstand gehalten werden. Die Leiterstreifen 12-16 werden mit Hilfe eines leitenden Klebmittels mit den Zuleitungen 32 - 36 verbunden, die ihrerseits gleichzeitig mit der Formung der Leiterstreifen 20 - 24 an Ort und Stelle, d.h. unmittelbar, auf dem Substrat 10 ausgebildet werden können. Die Steuerelektronik (support electronics) kann dann ohne weiteres mit den Streifen 12-16 verbunden werden. Obgleich in vielen Fällen nicht nötig, kann in manchen Fällen vorteilhaft ein Abstandstück 53 (Fig. 2) zur Verhinderung eines Kurzschlusses um den Rand der Membran 11 herum vorgesehen sein, insbesondere wenn andere kurzschlußverhindernde Mittel als das Gitter 45 verwendet werden. Das Abstandstück 53 braucht nicht auf den Leiterstreifen 20 - 24 aufzuliegen und kann sich bis zur Randkante der Membran 11 erstrecken.
Im Betrieb kann ein Kontakt zwischen einem beliebigen der Leiterstreifen 20 - 24 und einem beliebigen der Leiterstreifen 12-16 durch leichten Finger- oder Stiftdruck gegen die Membran 11 über dem gewünschten Schnittpunkt hergestellt werden. Wegen der vergleichsweise breiten Kontaktflächen braucht die Druckwirkstelle nicht genau in der MitiP des vorgesehenen Schnittpunkts zu ljqgen. Bei Anordnung sowohl des Isoliergitters 45 als auch der anderen, noch zu beschreibenden, kurzschlußverhindernden Mittel wird bei leichtem Fingerdruck ein praktisch widerstandsfreier Kontakt zwischen den beiden gewählten Leiterstreifen hergestellt. Die breiten Kontaktflächen bieten auch zusätzliche Zuverlässigkeit bei der Herstellung des Kontakts zwischen den Leiterstreifen.
In Fig. 5 ist eine anstelle des Gitters 45 anwendbare Abwandlung der kurzschlußverhindernden Mittel dargestellt. Die vorher genannte, handelsübliche Polyesterfolie mit Goldbeschichtung ist wahlweise auch mit einem "gesetzlich geschützten Keramiküberzug" erhältlich, "welcher die Durchlässigkeit für
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sichtbares Licht erhöht und ein als mechanischer Schutz für die leitfähige Metallaufdämpfung dienendes Mittel darstellt". (Sierracin Corp.-Broschüre "Sierracin Intrex (TM) Electrically Conductive Film Components11.) Es hat sich erwiesen, daß dieser Überzug die piezo- bzw. druckbeständige Charakteristik hohen Widerstands unter sefhr leichtem Druck und sehr niedrigen Widerstands unter einem Druck, der nicht stärker ist als ein sanfter Fingerdruck, besitzt. In Fig. sind diese wahlweise anwendbaren überzüge bei 51 und 52 angedeutet. FaILs vorgesehen, müssen beide Überzüge 51 und 52 vorhanden sein, um bei sehr schwachem Druck einen so großen Widerstand zu gewährleisten, daß die Funktion als kurzschlußverhinderndes Mittel erhalten bis ibt. Es ist möglich, daß bei Verwendung eines Überzugs mit einer größeren Dicke als sie derzeit zur Verfügung steht der überzug 52 weggelassen werden könnte. Wie erwähnt, kann bei Nichtverwendung eines Isoliergitters 45 ein Abstandstück 53 nötig sein, um ein Kurzschliessen an den Rändern zu verhindern.
Eine andere Möglichkeit zur Verhinderung eines Kurzschließer^ zwischen den X- und Y-Achsen-Leiterstreifen 12-16 bzw. 20 - 24 bietet sich bei einem Substrat 10 mit endlichem KrUm-
11 mungsradius an. Wenn der Krümmungsradius der Membran/gemäß Fig. 2 kleiner gewählt wird als derjenige des Substrats 10 (selbstverständlich für an der konvexen Fläche des Substrats 10 angebrachte Membranen), werden die X-Achsen-Leiterstreifen 12-16 durch die Eigenelastizität der Membran 11 und ihre gewölbte Form auf Abstand von den Y-Achsen-Streifen 20 gehalten, wodurch ein Kurzschluß zwischen den Leiterstreifen bei fehlendem Druck vermieden wird. Obgleich zweifellos ein weiter Bereich von Krümmungsradien anwendbar ist, hat es sich gezeigt, daß ein Substrat mit einem Krümmungsradius von 635 mm und eine 0,08 mm dicke Polyestermembran, die in eine Form mit einem Krümmungsradius von 558,8 mm gebracht worden ist, zufriedenstellend sind. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist es bei dieser kurzschlu^ßverhindernden Anordnung vorteilhaft, den Rand der Membran 11 außerhalb der Y-Achsen-Streifen 20 - 24 mit dem
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Substrat 10 zu verbinden bzw. zu verkleben, um den Abstand zwischen den Bereichen der X- und Y-Achsen-Streifen zu vergrößern,, Für diesen Zweck kann auch das Abstandstück 53 vorgesehen v/erden. Es ist wahrscheinlich, wenn auch nicht bestätigt, daß bei Ausnützung der Eigenelastizität und der Krümmung oder Wölbung der Membran 11 zur Gewährleistung des erforderlichen Kurzschluß-Schutzabstands zwischen den X- und Y-Achsen-Streifen ein größerer Unterschied in den Krümmungsradien von Substrat 10 und Membran 11 nötig ist als bei den anderen, vorher beschriebenen Ausführungsformen, Während nämlich bei einem Substrat-Radius von 635 ana in allen drei Fällen ein um 76,2 mm kleinerer Membranradius zufriedenstellend ist, kann bei Anwendung des Isoliergitters 45 oder des druckbeständigen Überzugs 51 ein Radienunterschied von 25,4 mm oder weniger ausreichen.
Bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es wesentlich, daß die Oberflächen der Leiterstreifen 20 - 24 und 12-16 weitgehend frei sind von Staub und anderen Fremdkörpern, wenn die Membran 11 am Substrat 10 angebracht wird. Infolge der ziemlich breiten Kontaktflächen zwischen den einander schneidenden Streifen können geringfügige Mengen solcher Fremdkörper jedoch vernachlässigt werden, insbesondere wenn diese Fremdkörper nicht leitfähig sind.
Zusammenfassend wird mit der Erfindung also eine Schaltermatrix in Form einer lagenempfindlichen Tastfläche zur Anordnung auf einem starren Substrat geschaffen, das einen ersten Satz von leitfähigen Streifen trägt. Eine über dem Substrat angeordnete, elastische Kunststoffmembran trägt einen zweiten Satz von leitfähigen Streifen, die senkrecht zu den Streifen des ersten Satzes verlaufen und von diesen auf Abstand angeordnet sind. Mittels Fingerdrucks ist dabei ein elektrischer Kontakt zwischen einem(beliebigen) Streifen des ersten Satzes und einem Streifen des zweiten Satzes herstellbar. Das Substrat
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kann entweder flach oder gekrümmt sein, wobei die Membran seiner Kontur entsprechend angepaßt ist.
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Claims (1)

  1. Henkel, Kern, Feiler ft Hänzel Patentanwälte
    27b 1680
    Möhlstraße 37 Control J-C^. Corporation D 8000 München 80
    -. i :nn , V Λ -\. Tel: 089,982085-87
    ' ' ' " Teiex: 0529302 hnkld
    Taiegramme: ellipsoid
    U- : . iq?>
    tentansprüche
    •transparente Jchaltermatrix zur Anbringung an der Oberfläche eines starren, isolierenden Substrats mit einem vorbestimmten Krümmungsradius, insbesondere für eine Tastenflächeneinrichtung, gekennzeichnet durch eine Anzahl von auf Abstand angeordneten, fest an der Oberfläche des .Substrats (10) haftenden ersten Leiterstreifen (20 - 24), durch eine elastische, isolierende Membran (11) mit einer formgetreuen oder unverformten, praktisch der vorbestimmten Krümmungc-Kontur entsprechenden Kontur, die \xn ihren Umfangsrand herum in solcher Lage an der Oberfläche des Substrats angebracht ist, daß die Membrankontur der Substratkontur angepaßt und die Membran in einem vorbestimmten Bereich derselben auf Abstand von den ersten Leiterstreifen angeordnet ist, und durch eine Anzahl von flexiblen, auf Abstände verteilten zweiten Leiterstreifen (12 - 16), die fest an der dem Substrat zugewandten Fläche der Membran haften, jeweils in einem Abstand von den ernten Leiterstreifen angeordnet und dünner ausgebildet sind als der Abstand zwischen ersten und zweiten Leiterstreifen und welche mindestens zwei der erstgenannten Leiterstreifen kreuzen bzv/. schneiden.
    1/097·
    lib IbtfU
    2. Vorrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite L^iterstreixen sov;ie die wer.ibrnn 5:-ln i.lic.i durchsichtig ~ind.
    3. Vorrichtung nana Anspruch 1, dadurch gekennzeiclme;,, 'i^ß die ersten Leiterstreifen praktisch parallel zueinaiv-^r liegen, daß die zweiten Leitern treuen ebenfalls praktisch Oarallel zueinander angeordnet sind und daß die elast ic.ie Membran so angeordnet ist, daß die zv/eir Leitero^reiien praktisch senkrecht zu den ersten Le i te rr, ;. reif en zu liefen kommen.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat konvex gekrümmt bzw. gev/ölbt ist und daij di? Kontur der iiemoran etv/as stärker konvex ist als diejenige des Substrats.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das substrat sphärisch gewölbt ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradivis der Membran geringfügig kleiner i:st als derjenige des Substrats.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeiclinet, daß der Krümmungsradius der Membran um etv/a 25,4 - 101,6 mm kleiner ist als derjenige des Substrats.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeiclinet, daß der Krümmungsradius des Substrats etwa 635 mm beträgt und daß der unverformte Krümmungsradius der Membran etv/a 533 - 610 mm beträgt.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran aus Polyesterfolie hergestellt ist.
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    o8Ü
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiciinet, daß eine Isolierschicht vorgesehen ist, deren Kontur derjenigen eier Jubstratoberflache angepaßt ist und die in an die Kontur ^es ouustrats angefaßter Lage an letzterem befestigt ist und auf ihrer anderen Seite die ersten Leiterntreifen trägt.
    Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, d&ß die ^isolierschicht, die Leiterstreifen und die Membran .oärntlica durchsichtig sind.
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das i'-ubstrat eine konvexe Kontur besitzt und die Membran etwas stärker konver gekrümmt oder gewölbt ist als das .7.ubstrat und daß zwischen erste und zweite Leiterstreifen ein Isoliergitter eingefügt ist, das mit Zwischenräumen versehen ist, welche einen elektrischen Kontakt zwischen einem ersten unc· einem zweiten Leiterstreifen bei einem ruf ihren Schnittpunkt von Hand ausgeübten Druck zulassen.
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zv:isehen die ersten und zweiten Leiterstreifen ein piezonzv/. druckbectändiger Überzug eingefügt ist, der einen elektrischen Kontakt zwischen einem ersten und einem zweiten Leiterstreifen bei einem auf ihren Schnittpunkt von Hand ausgeübten Druck zuläßt.
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durchsichtig ist und daß zwischen erste und zweite Leiterstreifen ein Isoliergitter eingefügt ist, das mit Zwischenräumen versehen ist, welche einen elektrischen Kontakt zwischen einem ersten und einem zweiten Leiterstreifen bei einem auf ihren Schnittpunkt von Hand ausgeübten Druck zulassen.
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    /7b IböO
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergitter die von den ersten Leiterstreifen eingenommene Fläche gleichmäßig bedeckt.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergitter aus einem transparenten bzw. durchsichtigen Material hergestellt ist.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergitter aus einem isolierenden Photowiderstandsinaterial hergestellt ist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergitter aus rechtwinkelig zueinander verlaufenden Linien besteht und daß das Verhältnis zwischen der
    Breite der einzelnen, das Gitter bildenden Linien und
    dem Abstand zwischen benachbarten Linien im Bereich von
    1:5 bis 1:100 liegt.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der das Isoliergitter bildenden Linien etwa
    0,0025 mm beträgt.
    20. Verfahren zur Herstellung eines Isoliergitters nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das
    mit den Leiterstreifen überzogene Substrat mit einem
    Photowiderstandsmaterial beschichtet wird, daß das Photowiderstandsmaterial mit Licht in einem Muster entsprechend einem vorbestimmten Gittermuster belichtet wird, daß das
    Photowiderstandsmaterial entwickelt wird und daß das Photowiders tandsraaterial zwischen den einzelnen Gitterlinien
    auf chemischem Wege abgetragen wird.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der druckbeständige Überzug aus einem handelsüblichen
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    Keramiküberzug besteht, welcher die Durchlässigkeit für sichtbares Licht erhöht und einen mechanischen Schutz bietet.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Leiterstreifen jeweils einen druckbeständigen überzug tragen.
    23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige, elastische Membran eine Belüftungsöffnung aufweist, die einen Luftstrom in den Raum zwischen Membran und Substrat eintreten läßt.
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