DE2833304A1

DE2833304A1 - KEY CONTROL SWITCH

Info

Publication number: DE2833304A1
Application number: DE19782833304
Authority: DE
Inventors: Christopher Vivian Sawston Jenkin
Original assignee: TI Corporate Services Ltd; TI Group Services Ltd
Current assignee: TI Corporate Services Ltd
Priority date: 1977-07-30
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2399084A1; NO782596L; NL7807985A; FR2399084B1; NL184138C; NO153628C; GB2002522A; GB2002522B; NO153628B; NL184138B

Description

Die Erfindung betrifft Taststeuerschalter, d.h. Schalter, die in Abhängigkeit der Änderung einer kapazitiven Kopplung zwischen der "berührten" Platte und einer anliegenden Platte ansprechen, die Änderung wird durch die Annäherung des Fingers einer Bedienungsperson gegen die "berührte" Platte erzeugt.The invention relates to tactile control switches, i.e. switches, that depends on the change in a capacitive coupling between the "touched" plate and an adjacent one Address plate, the change is made by the approach of the finger of an operator against the "touched" Plate generated.

Ein typischer Tastkontrollschalter besteht aus einer Platte dielektrischen Materials mit einer ersten leitfähigen Schicht, die auf eine Seite aufgebracht ist und einer zweiten und dritten leitfähigen Schicht, die auf der gegenüberliegenden Seite der Platte aufgebracht sind, wobei sie die erste leitfähige Schicht überlappen, so daß zwischen den Schichten die besagte kapazitive Kopplung entstehen kann. Auf die zweite leitfähige Schicht wird ein Abfragesignal aufgebracht und die entsprechenden auf der dritten leitfähigen Platte induzierten Ausgangsimpulse werden analysiert, um zu bestimmen, ob der Schalter durch die Annäherung eines Fingers in Richtung der ersten leitfähigen Schicht betätigt wurde oder nicht. Die Annäherung des Fingers bewirkt einen Amplitudenabfall des Ausgangssignals, der verwendet werden kann, um eine Steuerfunktion in Gang zu setzen.A typical touch button switch consists of a sheet of dielectric material with a first conductive sheet Layer that is applied to one side and a second and third conductive layer that are applied on the opposite side of the plate, overlapping the first conductive layer, so that said capacitive coupling can arise between the layers. On the second conductive Layer an interrogation signal is applied and the corresponding induced on the third conductive plate Output pulses are analyzed to determine whether the switch by the approach of a finger in the direction of the first conductive layer has been operated or not. The approach of the finger causes a decrease in the amplitude of the output signal, which can be used to initiate a control function.

Es sind ebenfalls elektrolumineszierende Einrichtungen bekannt, bei welchen eine Phosphorschicht zwischen zwei plattenförmigen Elektroden so angeordnet ist, daß sie durch ein elektrisches Potential zwischen den Elektroden angeregt wird und Licht aussendet, das eine der Elektroden durchdringt und eine sichtbare Anzeige erzeugt. Elektrolumineszierende Einrichtungen werden inThere are also electroluminescent devices are known in which a phosphor layer between two plate-shaped electrodes are arranged so that they are affected by an electrical potential between the electrodes is excited and emits light that penetrates one of the electrodes and produces a visible indication. Electroluminescent devices are used in

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Verbindung mit elektrischen Schaltern verwendet, um bestimmte Steuerfunktionen anzuzeigen. Die elektrolumineszierenden Einrichtungen und Schalter sind jedoch unabhängig voneinander.
5Used in connection with electrical switches to indicate certain control functions. However, the electroluminescent devices and switches are independent of one another.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein Taststeuerschalter geschaffen, der erste und zweite leitfähige Schichten aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten einer dielektrischen Platte einander überlappend angeordnet sind, weiterhin eine elektrische Verbindung zur zweiten Schicht, um die erfolgte Betätigung des Schalters mit einem Abfragesignal festzustellen. Mit der zweiten leitfähigen Schicht steht eine Phosphorschicht in Berührung;, die wiederum von einer Elektrode überdeckt wird. Die Elektrode weist einen Eingangsanschluß auf, um ein Beleuchtungssteuersignal aufzubringen. Die dielektrische Platte und die ersten und zweiten leitfähigen Schichten bestehen aus einem lichtdurchlässigen Material, so daß Licht von der Phosphorschicht die anderen Schichten durchdringen kann, wenn letztere durch eine Potentialdifferenz angeregt wird, die durch die Signale auf die zweite leitfähige Schicht und die Elektrode erzeugt wird.The present invention provides a tactile control switch which is first and second conductive Has layers arranged on opposite sides of a dielectric plate in an overlapping manner are, furthermore, an electrical connection to the second layer to confirm that the switch has been actuated to be determined with an interrogation signal. A phosphor layer is connected to the second conductive layer in contact; which in turn is covered by an electrode will. The electrode has an input terminal for applying a lighting control signal. The dielectric Plate and the first and second conductive layers are made of a translucent one Material so that light from the phosphor layer can penetrate the other layers, if the latter is excited by a potential difference generated by the signals on the second conductive layer and the Electrode is generated.

Mit der Erfindung wird somit ein Taststeuerschalter kombiniert mit einer elektrolumineszierenden Einrichtung geschaffen, der sichtbare Signale abgibt, die jeweils der Arbeitsweise des Schalters zugeordnet sind. Ein Betriebselement in.Form der zweiten leitfähigen Schicht wird sowohl zur Schalt- als auch Belouchtungsfunktion verwendet.With the invention, a push button control switch is thus combined with an electroluminescent device created that emits visible signals, each associated with the operation of the switch are. An operating element in the form of the second conductive Layer is used for both switching and lighting functions.

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Das Abfragesignal kann verwendet werden, um die Schalt- und Beleuchtungsfunktionen gleichzeitig durchzuführen. Alternativ kann auch ein vom Abfragesignal getrenntes Signal zur Erzeugung der Beleuchtungsfunktion verwendet werden. In jedem Fall dient das Abfragesignal oder das davon getrennte Signal dazu, den Phosphor unter Steuerung des Beleuchtungssignals anzuregen.The query signal can be used to control the switching and perform lighting functions at the same time. Alternatively, a signal that is separate from the query signal can also be used to generate the lighting function will. In any case, the interrogation signal or the signal separated therefrom is used to lower the phosphor To stimulate control of the lighting signal.

Mehrere der erfindungsgemäßen Tastschalter können vorzugsweise in einem Feld angeordnet werden, wobei die Elektroden eines Satzes von Schaltern ein einstückiges Element sind und wobei das auf die Elektrode aufgegebene Beleuchtungssteuersignal in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Eingangssignal zu den einzelnen Schaltern des Satzes erfolgt.Several of the push button switches according to the invention can preferably arranged in an array, with the electrodes of a set of switches being a one-piece Element are and wherein the applied to the electrode lighting control signal in time correspondence with the input signal to the individual switches of the set.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:Embodiments of the invention are based on the following the accompanying drawing, for example, described. Show in it:

Fig. 1 ein schematisches Explosions-Bild einesFig. 1 is a schematic exploded view of a

Taststeuerschalters, und 30Push button control switch, and 30

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild mehrerer in Feldform angeordneter Taststeuerschalter nach Fig. 1, die mit einem Mikrorechner verbunden sind.2 shows a schematic block diagram of a plurality of pushbutton control switches arranged in field form according to Fig. 1, which are connected to a microcomputer.

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Der Taststeuerschalter, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, besteht aus einer dielektrischen Platte G aus Glas, auf deren Vorderflache eine leitende Schicht A aufgebracht ist und zwei ähnlichen leitenden Schichten B, C an ihrer Rückseite, längs nebeneinander angeordnet und die Schicht A überlappend. Schicht B ist mit einer Eingangsverbindung SC versehen, Schicht C mit einer Ausgangsverbindung SW, so daß die Schicht B mit einem Abfrageimpuls beaufschlagt werden kann, der in der Schicht C wegen der kapazitiven Kopplung zwischen den zwei Schichten B, C über die Schicht A ein Ausgangssignal induziert. Wenn die Schicht A berührt wird, ändern sich die kapazitiven Eigenschaften des Schalters, wobei die Amplitude der Ausgangssignale abfällt und damit eine Steuerfunktion in einer externen überwachungsschaltung auslöst, die mit den Verbindungen SC und SW verbunden ist. Insoweit ist der Aufbau des Schalters bekannt.The tactile control switch, as shown in Fig. 1, consists of a dielectric plate G made of glass, a conductive layer A is applied to the front surface thereof is and two similar conductive layers B, C on their rear side, arranged lengthwise next to each other and layer A overlapping. Layer B is provided with an input connection SC, Layer C with one Output connection SW, so that the layer B with a Interrogation pulse can be applied in the layer C because of the capacitive coupling between the two layers B, C induce an output signal via layer A. When layer A is touched, the capacitive properties of the switch change, with the amplitude of the output signals falling and thus a control function in an external monitoring circuit that triggers with the connections SC and SW is connected. In this respect, the structure of the switch is known.

Der Schalter weist jedoch noch eine eleKtrolumineszierende Einrichtung auf, so daß Licht, das von einem elektrisch angeregten Phosphor P ausgeht, nach vorne durch die Platte G gelangt und von einer Bedienungsperson gesehen werden kann. Die leitenden Schichten A, B und C sind so ausgebildet, daß sie lichtdurchlässig sind und sind jeweils auf Glas in der erforderlichen Form aufgebracht oder auch aus einer das Glas bedeckenden leitfähigen Schicht ausgeätzt. Die Verbindungen SC und SW sind vorzugsweise einstückig mit den leitenden Schichten B und C in ein und demselben Herstellungsschritt ausgebildet, However, the switch still has an electroluminescent Device on, so that light emanating from an electrically excited phosphor P, through to the front the plate G arrives and can be seen by an operator. The conductive layers A, B and C. are designed so that they are translucent and are each applied to glass in the required shape or etched out of a conductive layer covering the glass. The connections SC and SW are preferably formed in one piece with the conductive layers B and C in one and the same manufacturing step,

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Eine Maske M aus einem elektrisch isolierenden Material wird dann auf die Rückseite der Platte G aufgebracht, so daß nur der symbol-geformte Bereich der Schicht B freibleibt. Als Symbol ist beispielsweise der Großbuchstabe "S" in Fig. 1 gezeigt, wobei die Maske in Form einer Schicht mit dem Großbuchstaben "S" separat dargestellt ist. Vorzugsweise ist die Maske M jedoch eine auf der Platte G aufgebrachte Beschichtung und die Symbolfigur ist aus der Schicht ausgeätzt, so daß die darunterliegende Schicht B im entsprechenden Bereich freigelegt ist.A mask M made of an electrically insulating material is then placed on the back of the plate G applied so that only the symbol-shaped area layer B remains free. As a symbol, for example, the capital letter "S" is shown in Fig. 1, where the Mask in the form of a layer with the capital letter "S" is shown separately. The mask is preferably M however, a coating applied to the plate G and the symbol figure is etched out of the layer, so that the underlying layer B is exposed in the corresponding area.

Auf die Rückfläche der Platte G ist eine Phosphorschicht P aufgebracht oder mindestens auf den Bereich der Schicht B, der das Symbol trägt und eine Elektrode wird mit dem Phosphor so in Kontakt gebracht, daß sie den Bereich der Schicht B, auf dem sich das Symbol befindet, abdeckt.A phosphor layer P is applied to the rear surface of the plate G or at least to the area of the layer B, which bears the symbol and an electrode is brought into contact with the phosphor so that it covers the area of the Layer B, on which the symbol is located, covers.

Mit der Elektrode E ist eine Eingangsleitung SL verbunden, um die Elektrode von einer externen Überwachungsschaltung aus mit einem Beleuchtungssteuersignal· zu beschicken, wodurch die Anregung des Phosphors P gesteuert wird. Der Phosphor P wird angeregt, wenn der Potentialunterschied zwischen den Schichten B und der Elektrode E, der von den Abfrageimpulsen und dem Beleuchtungssteuersignal erzeugt wird, einen bestimmten Beleuchtungs-Schwellwert übersteigt, üblicherweise wird die Schicht B über den Eingang SC mit positiven Impulsen beaufschlagt und das BeleuchtungsSteuersignal, das über die Eingangsverbindung SL an die Elektrode E geleitet wird, ist entweder ein geerdetes Signal, welches das Potential durch den Phosphor so begrenzt, daß dieserTo the electrode E an input line SL is connected to the electrode from an external monitoring circuit to load off with a lighting control signal, whereby the excitation of the phosphor P is controlled will. The phosphor P is excited when the potential difference between the layers B and the Electrode E, which is generated by the interrogation pulses and the lighting control signal, has a specific one Illumination threshold exceeds, usually the layer B applied with positive pulses via the input SC and the lighting control signal, which via the input connection SL passed to the electrode E. is either a grounded signal, which limits the potential through the phosphor so that this

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nicht angeregt wird, oder es ist ein negatives Signal, das eine genügend große Potentialdifferenz relativ zu den x^ositiven Impulsen ergibt, so daß der Phosphor angeregt wird und dementsprechend Licht aussendet. Die positiven Impulse können sowohl dazu dienen, den Zustand des Schalters abzufragen, als auch den Phosphor entsprechend der Steuerung des Beleuchtungssteuersignal anzuregen.is not excited, or it is a negative signal that has a sufficiently large potential difference relative to the x ^ positive pulses results, so that the phosphor is excited and emits light accordingly. the Positive pulses can be used to query the state of the switch as well as the phosphor according to the control of the lighting control signal.

Die Maske M dient vorzugsweise dazu, den Bereich des elektrischen Kontaktes zwischen Schicht B und der Phosphorschicht P zu begrenzen, so daß ein genau umrissenes Symbolbild entsteht, um sicherzustellen, daß das Bild anderer Bauteile, wie beispielsweise der Verbindung SC, nicht erscheint. Vorzugsweise sind die Elektrode E und die Phosphorschicht P in ihrer Größe beschränkt, so daß sie die leitende Schicht C nicht überlappen, weil dies eine kapazitive Kopplung zwischen der Schicht B und C erzeugen würde, die mit der normalen Schaltfunktion des Schalters kollidiert.The mask M is preferably used to cover the area of electrical contact between layer B and the phosphor layer P so that a well-defined symbolic image is created to ensure that the Image of other components, such as connection SC, does not appear. Preferably they are Electrode E and the phosphor layer P in their size limited so that they do not overlap the conductive layer C, because this would create a capacitive coupling between the layers B and C, which with the normal switching function of the switch collides.

In Fig. 2 ist ein 4x4 Multiplexfeld von Schaltern gezeigt, die jeweils ähnlich Fig. 1 aufgebaut sind, wobei die Eingangsverbindungen SC, SL und die Ausgangs-Verbindungen SW mit einer Überwachungsschaltung ver-In Fig. 2 a 4x4 multiplex array of switches is shown, each of which is constructed similarly to FIG. 1, the input connections SC, SL and the output connections SW equipped with a monitoring circuit

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_ ₁₄ _ 28333Q4_ ₁₄ _ 28333Q4

bunden sind, die aus einem Mikrorechner F besteht. Die Schalter sind in Reihen und Spalten angeordnet, wobei die Eingangsverbindungen SC der vier Schalter jeder Reihe mit einem gemeinsamen Eingangsanschluß SC1, SC2, SC3 bzw. SC4 verbunden sind und die Ausgangsverbindungen SW der vier Schalter jeder Reihe mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß SW1, SW2, SW3 bzw. SW4.are bound, which consists of a microcomputer F. the Switches are arranged in rows and columns, with the input connections SC of the four switches each Series with a common input connection SC1, SC2, SC3 and SC4 are connected and the output connections SW of the four switches in each row with a common one Output terminal SW1, SW2, SW3 and SW4, respectively.

Der Mikrorechner F hat einen 8-Bit-Eingangs/Ausgangsanschluß 1/01,wobei vier Ausgänge über einen Spannungs-verstärker IC1 mit den vier Eingangsanschlüssen SC1 bis SC4 des Schalterfeldes verbunden sind und die vier Eingänge über eine Pufferschaltung IC2 mit den Ausgangsanschlüssen SW1 bis SW4 des Schalterfeldes. The microcomputer F has an 8-bit input / output connection 1/01, with four outputs via a voltage amplifier IC1 are connected to the four input connections SC1 to SC4 of the switch panel and the four inputs via a buffer circuit IC2 with the output terminals SW1 to SW4 of the switch panel.

Der Mikrorechner erzeugt eine Reihe von quadratischen Abfrageimpulsen mit einer Amplitude von 5 V, die vom Verstärker IC1 in 50 V-Signale verstärkt werden und ' auf die Eingangsanschlüsse SC1 bis SC4 des Feldes gelangen. Die sich ergebenden Ausgangssignale an den Ausgangsklemmen SW1 bis SW4 sind spitze Impulse infolge der kapazitiven Natur der Tastschalter. Die Abklingrate dieser Signale wird jedoch durch'die Pufferschaltung IC2 begrenzt, die eine hohe Eingangsimpedanz besitzt. Die Amplitude eines Ausgangssignals wird verringert, wenn ein Schalter betätigt wird und fällt unter einen bestimmten Schwellwert, der in der Pufferschaltung IC2 eingestellt werden kann, so daß dieser Impuls nicht als ein Ausgangs impuls an den Mikrorechner weitergegeben wird. Das Ausgangssignal eines nichtbetätigten Schalters jedoch bewirkt die Weitergabe eines entsprechenden Ausgangsimpulses der Pufferschaltung IC2The microcomputer generates a series of square interrogation pulses with an amplitude of 5 V, which are transmitted by the Amplifier IC1 can be amplified into 50 V signals and 'to the input terminals SC1 to SC4 of the field reach. The resulting output signals at the output terminals SW1 to SW4 are sharp pulses as a result the capacitive nature of the push button switch. The rate of decay of these signals is, however, through the buffer circuit IC2, which has a high input impedance. The amplitude of an output signal is reduced, when a switch is operated and falls below a certain threshold set in the buffer circuit IC2 can be set so that this pulse is not used as an output pulse to the microcomputer is passed on. The output of a non-operated switch, however, causes a corresponding output pulse of the buffer circuit IC2

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an den Mikrorechner. Die Pufferschaltung IC2 ist so ausgelegt, daß ihre Ausgangsimpulse, die zum Mikrorechner weitergegeben werden, im wesentlichen quadratische Impulsform aufweisen, mit einer Amplitude und Länge, die ähnlich den Ausgangsimpulsen des Mikrorechners sind. Dadurch können die Eingangs- und Ausgangsimpulse im Mikrorechner zusammen analysiert werden, um zu bestimmen, ob einer der Schalter des Schalterfeldes betätigt wurde.to the microcomputer. The buffer circuit IC2 is designed so that its output pulses that are sent to the microcomputer are passed, have a substantially square pulse shape, with an amplitude and length similar to the output pulses of the microcomputer are. This allows the input and output pulses to be analyzed together in the microcomputer, to determine whether one of the switches on the switch panel has been actuated.

Bei einer alternativen Ausführungsform können anstelle der Pufferschaltung IC2 auch vier Komparatoren verwendet werden, die jeweils einen ersten Eingang von einem der Ausgangsanschlüsse SW1 bis SW4 und einen zweiten Eingang von einem Spannungsteiler aufweisen, der ein Grenzpotential für alle Komparatoren festlegt, das einem Niveau entspricht, welches zwischen Ausgangssxgnalen von einem betätigten und nicht-betätigten Schalter unterscheidet. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß bei Verwendung ein und dergleichen bti T.quelle für den Spannungsteiler und die Abfrageimpulse, eine weitere Variation der Speisespannung toleriert werden kann, als bei Verwendung der Pufferschaltung IC2.In an alternative embodiment, four comparators can also be used instead of the buffer circuit IC2 each having a first input from one of the output terminals SW1 to SW4 and a second input of a voltage divider which defines a limit potential for all comparators, the one level corresponds, which distinguishes between output signals from an actuated and non-actuated switch. An advantage of this arrangement is that when using one and the like bti T.quelle for the voltage divider and the interrogation pulses, a further variation in the supply voltage can be tolerated than when using the buffer circuit IC2.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen. Der Mikrorechner F liefert vier Abfrageimpulse an jeden derThe arrangement works as follows. The microcomputer F supplies four interrogation pulses to each of the

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Eingänge SC1 bis SC4 (der Reihe nach). Wenn die vier mit der Eingangsleitung zusammengeschalteten Schalter einer Reihe nicht bedient wurden, geben sie über die Ausgangsschaltungen SW1 bis SW4 jedesmal dann einen Impuls ab, wenn sie abgefragt werden. Wenn jedoch einer der Schalter bedient wurde, wird der Durchgang eines Impulses an die Ausgangsverbindung verhindert, die mit der entsprechenden Reihe von Schaltern verbunden ist, in welcher der Schalter liegt. Jedesmal wenn eine Spalte abgefragt wird, beachtet der Mikrorechner das Fehlen eines Impulses auf einem der Ausgangsverbindungen, um festzustellen, ob der betreffende Schalter in dieser Reihe von Schaltern betätigt wurde. Die vier Abfrageimpulse, die auf jede Spalte aufgegeben werden, fragen daher nacheinander die vier Schalter diescrSpalte ab, um festzustellen, ob die Schalter betätigt wurden. Jede Spalte von Schaltern wird anschließend in gleicher Art und Weise abgefragt.Inputs SC1 to SC4 (in sequence). When the four switches interconnected with the input line a row have not been served, they then give one each time via the output circuits SW1 to SW4 Impulse when they are queried. However, if one of the switches has been operated, the passage becomes of a pulse to the output connection is prevented, which is connected to the corresponding row of switches is where the switch is located. Every time a column is queried, the microcomputer pays attention the absence of a pulse on any of the output connections to determine if the switch in question has been operated in this row of switches. The four interrogation pulses applied to each column therefore query the four switches in this column one after the other to determine whether the switches were actuated. Each column of switches is then queried in the same way.

Wenn ein betätigter Schalter identifiziert ist, prüft der Mikrorechner F vorzugsweise die Identifikation nach, bevor er geeignete weitere Steuerschritte in Gang setzt. Das Nachprüfen wird dadurch erreicht, daß das gesamte Schalterfeld nochmals wie vorgeschrieben mehrere Male abgefragt wird, wodurch festgestellt werden soll, ob ein bestimmter Schalter nach wie vor den Ausgangsimpuls zurückhält. Die Arbeitsweise jedes Schalters erzeugt einen einzigartigen Identifizierungscode, der nach seiner Ersterzeugung im Mikrorechner abgespeichert wird. Dieser Code wird dann mit dem Code verglichen, der sich während des aufeinanderfolgenden Durchprüfens ergibt. Geeignete Steuerschritte werden nur dann eingeleitet, wennWhen an actuated switch is identified, the microcomputer F preferably checks the identification before it initiates suitable further control steps. The verification is thereby achieved that the entire switch field is queried again as prescribed several times, whereby it should be determined whether a certain switch is still holding back the output pulse. The way of working each switch generates a unique identification code that, after its first generation is stored in the microcomputer. This code is then compared to the code that was during of the successive checking results. Suitable Control steps are only initiated if

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sich bei einer bestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Vergleiche Übereinstimmung ergibt.a certain number of successive comparisons results in agreement.

Der Mikrorechner kann neben der Identifizierung eines einzelnen betätigten .Tastschalters auch die gleichzeitige Betätigung von zwei oder mehrerer solcher Tastschalter feststellen und diese Bedingung dazu benutzen, weitere Steuerschritte einzuleiten.The microcomputer can identify a individual actuated pushbutton switches, the simultaneous actuation of two or more such pushbutton switches and use this condition to initiate further control steps.

Neben der Erzeugung von Abfrageimpulsen, um den Zustand der Schalter festzustellen, kann der Mikrorechner auch Beleuchtungssteuersignale erzeugen, in denen die Elektroden E der Schalter beaufschlagt werden, um die Beleuchtung jedes Schalters zu steuern. Dies wird dadurch erreicht, daß alle Elektroden E der Schalter einer Reihe über die betreffenden Eingangsanschlüsse SL1 bis SL4 nacheinander mit einem Beleuchtungssteuersignal beaufschlagt werden. Dies erfolgt in zeitlicher Abstimmung mit den Impulsen, die an die Eingangsan-Schlüsse SC1 bis SC4 gegeben werden, so daß die Beleuchtung jedes Schalters individuell steuerbar ist. Die BeleuchtungsSteuersignale werden vom Mikrorechner in der erforderlichen Reihenfolge an vier Ausgängen des Eingangs/Ausgangsanschlusses 1/02 erzeugt und .In addition to generating interrogation pulses to determine the status of the switches, the microcomputer can also Generate lighting control signals in which the electrodes E of the switch are applied to control the lighting of each switch. This is achieved in that all electrodes E of the switch a row via the relevant input terminals SL1 to SL4 one after the other with a lighting control signal be applied. This is done in time with the impulses that are sent to the input terminals SC1 to SC4 are given so that the lighting of each switch can be controlled individually. The lighting control signals are received from the microcomputer generated in the required sequence at four outputs of the input / output connection 1/02 and.

werden über den Verstärker IC3 an die Anschlüsse SL1 bis SL4 weitergegeben. Die Elektroden E jeder Reihe sind untereinander über ihre Eingangsverbindungen SL verbunden und mit den entsprechenden Anschlüssen SL1 bis SL4.are passed on to the connections SL1 to SL4 via the amplifier IC3. The electrodes E each Series are connected to one another via their input connections SL and to the corresponding connections SL1 to SL4.

Die Eingangsimpulse, die auf die Anschlüsse SC1 bis SC4 in zeitlicher'Übereinstimmung mit den Beleuchtungssteuersignalen auf die Anschlüsse SL1 bis SL4 gegeben The input pulses that are sent to the connections SC1 to SC4 in time-to-match with the lighting control signals to the connections SL1 to SL4

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werden, können Abfrageimpulse sein, die analysiert werden, um festzustellen, ob einer der Schalter betätigt wurde. Vorzugsweise jedoch werden die Impulse, die auf die Anschlüsse SC1 bis SC4 gegeben werden, unabhängig von den Abfrageimpulsen erzeugt und der Mikrorechner steuert das Abfragen der betätigten Schalter und die Beleuchtung der Schalter getrennt voneinander.can be interrogation pulses that are analyzed to see if any of the switches have been operated. Preferably, however, the pulses that are on the connections SC1 to SC4 are given independently of the query pulses generated and the microcomputer controls the querying of the actuated switches and the lighting of the switches separately from each other.

Der Mikrorechner F besitzt Instruktionen, die es ihm ermöglichen, die erforderlichen aufeinanderfolgenden Ausgangs/Eingangsschritte in einer Geschwindigkeit
durchzuführen, die vorgeschriebenen Punktionen angemessen ist. Ein Beispiel eines geeigneten Mikrorechners ist der Typ F-8 der Firma Fairchild.The microcomputer F has instructions which enable it to carry out the required successive output / input steps at one speed
perform the prescribed punctures is appropriate. An example of a suitable microcomputer is the type F-8 from Fairchild.

Das in Fig. 2 dargestellte Schalterfeld weist vorzugsweise eine einzige dielektrische Platte G auf, auf der individuelle leitende Schichten A, B, C der Schalter aufgebracht sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, beiThe switch panel shown in Fig. 2 preferably has a single dielectric plate G on which individual conductive layers A, B, C of the switches are applied. It is also advantageous when

einem solchen einheitliehen Aufbau eine gemeinsame
Elektrode E für jede Schalterreihe vorzusehen, so
daß für jede Reihe nur eine einzige Eingangsverbindung SL erforderlich ist, um diese mit einem entsprechenden Anschluß SL1 bis SL4 zu verbinden. Dies kann bei einer Anordnung nach Fig. 2 leicht dadurch erreicht v/erden, daß die Schichten B und C anstatt nebeneinander übereinander angeordnet werden und sich ein einzelner Elektrodenstreifen E längs der Reihe der Schichten B erstreckt, wobei er die Schichten C nicht überlappt.such a uniform structure has a common
Provide electrode E for each row of switches, so
that only a single input connection SL is required for each row in order to connect them to a corresponding connection SL1 to SL4. This can easily be achieved in an arrangement according to FIG. 2 in that the layers B and C are arranged one above the other instead of side by side and a single electrode strip E extends along the row of layers B, whereby it does not overlap the layers C. FIG.

Obwohl ein quadratisches 4x4 Schalterfeld gezeigt wurde, kann jedes symmetrische oder nicht-symmetrische Feld von η Gruppen aus jeweils m Schaltern mit m Abfrageein-Although a 4x4 square switch panel has been shown, any symmetrical or non-symmetrical panel can be used of η groups of m switches each with m query input

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gangen verwendet werden, die jeweils mit einem entsprechenden Schaltersatz verbunden sind, der einen Schalter jeder Gruppe aufweist, und weiterhin mit η Abfrageausgängen, deren jeder mit allen Schaltern einer bestimmten Gruppe verbunden ist und weiterhin mit η Beleuchtungssteuereingängen, die jeweils mit allen der Schalter einer bestimmten Gruppe verbunden sind.used, each with a corresponding Switch set are connected, which has a switch in each group, and furthermore with η query outputs, each of which is connected to all switches of a certain group and also to η lighting control inputs, each associated with all of the switches in a particular group.

Der gezeigte Taststeuerschalter und das Feld der Taststeuerschalter kann in ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse eingebaut werden. Auf der Rückseite der dielektrischen Platte G kann auch eine gedruckte Schalterplatte, welche die Interface-Schaltung, wie die Schaltungen IC1, IC2 und IC3,aufweist, befestigt werden.The shown push button control switch and the field of push button control switches can be installed in a hermetically sealed housing. On the back of the dielectric Board G can also be a printed circuit board which contains the interface circuitry as the circuits IC1, IC2 and IC3.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann erfindungsgemäß auch vorgesehen werden, daß mehrere Taststeuerschalter in einem Feld mit η Gruppen von jeweils m Schaltern mit m Abfrageeingängen angeordnet werden, deren jeder mit einem entsprechenden Satz der Schalι-^^. verbunden ist, die jeweils einen Schalter aus jeder Gruppe enthalten und weiterhin mit η Äbfrageausgängen, deren jeder mit allen Schaltern einer bestimmten Gruppe verbunden ist; ein Rechner kann mit den Abfrageeingängen und Ausgängen so verbunden sein, daß jeder der Eingänge nacheinander mit einem Abfragesignal beaufschlagt wird und die Signale nach jedem Aufbringen des Abfragesignals an den Ausgängen analysiert werden, um zu bestimmen, ob einer der entsprechenden Schaltersätze betätigt wurde.According to a further aspect, the invention can also be provided that several push-button control switches in a field with η groups of m switches with each m query inputs are arranged, each with a corresponding sentence of the Schalι - ^^. connected is, each containing one switch from each group and furthermore with η query outputs, each with is connected to all switches of a specific group; a computer can handle the query inputs and outputs be connected in such a way that a query signal is applied to each of the inputs one after the other and the signals be analyzed after each application of the interrogation signal at the outputs to determine whether one the corresponding switch sets has been actuated.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Merkmal der Elektrolumineszenz nicht enthalten. Jeder Tast-In this embodiment of the invention, the feature of electroluminescence is not included. Every touch

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ORIGINALORIGINAL

steuerschalter ist von bekanntem Aufbau, die Schalter sind jedoch in Form eines Feldes angeordnet und werden von einem Rechner der Reihe nach abgefragt, wie beispielsweise für ein Feld von vier Gruppen gezeigt wurde, die jeweils vier Schalter enthalten, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn das Merkmal der Elektrolumineszenz bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung weggelassen wird, kann die Spannung und Stromstärke der Abfraqeimpulse verringert werden. Wenn die Eingangsspannung geeignet ausgewählt wird, kann die Pufferschaltung IC2 in der Ausgangsleitung für die Abfrageimpulse weggelassen werden.control switch is of known construction, but the switches are arranged and are arranged in the form of a field queried sequentially by a computer, as shown for example for a field of four groups each containing four switches as shown in FIG. When the characteristic of electroluminescence is omitted in the embodiment shown in FIG. 2, the voltage and current intensity of the Query pulses are reduced. When the input voltage is appropriately selected, the buffer circuit IC2 in the output line for the interrogation pulses can be omitted.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR.KADOR & DR.KIAJNKERPATENT LAWYERS DR.KADOR & DR.KIAJNKER

K 12 398/7SK 12 398 / 7S

TI (GROUP SERVICES) LIMITED TI House, Five Ways EdgbastonTI (GROUP SERVICES) LIMITED TI House, Five Ways Edgbaston

Birmingham, B16 8SQ GroßbritannienBirmingham, B16 8SQ UK

TastkontrollschalterTouch control switch

PatentansprücheClaims

1 Λ Tastkontrollschalter mit ersten und zweiten leitenlen Schichten, die auf entgegengesetzten Seiten einer dielektrischen Platte einander überlappend angeordnet sind, mit einer elektrischen Verbindung der zweiten Schicht zur Verwendung bei der Feststellung der Betätigung des Schalters mit einem Abfragesignal·, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaiter weiterhin eine Phosphorschicht (P) aufweist, die mit der zweiten leitfähigen Schicht (B) in Kontakt steht, eine Elektrode (E), welche die Phosphorschicht (P) überdeckt und einer Eingangsverbindung (SL) der Elektrode (E) zur Aufbringung einen Beleuchtungssteuersignals, wobei die dielektrische Platte (G) und die ersten und zweiten leitfähigen Schichten (A, B) aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen, so daß Licht von der Phosphorschicht (P) durch diese Schichten hindurchgelangen kann, wenn letztere durch einen Potentialunterschied angeregt wird, der von Signalen der zweiten leitfähigen Schicht (B) und der Elektrode (E) erzeugt wird.1 Λ Tactile control switch with first and second conductive layers overlapping one another on opposite sides of a dielectric plate, with an electrical connection of the second layer for use in detecting the actuation of the switch with an interrogation signal, characterized in that the switch continues a phosphor layer (P) which is in contact with the second conductive layer (B), an electrode (E) which covers the phosphor layer (P) and an input connection (SL) of the electrode (E) for applying a lighting control signal, wherein the dielectric plate (G) and the first and second conductive layers (A, B) are made of a transparent material so that light from the phosphor layer (P) can pass through these layers when the latter is excited by a potential difference caused by signals the second conductive layer (B) and the electrode (E) is generated.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze Lehnet, daß über der zweiten Schicht (B) eine elektrisch isolierende Haskenschicht (M) angeordnet ist, so daß nur der symbolformige Bereich der zweiten Schicht (B) freiliegt, und die Phosphorschicht (P) so aufgebracht ist, daß wenigstens der symbolförmige Bereich der zweiten Schicht (B) bedeckt ist.2. Switch according to claim 1, characterized in that g e k e η η ze Lehnet that an electrically insulating hat layer (M) is arranged over the second layer (B) is, so that only the symbol-shaped area of the second Layer (B) is exposed, and the phosphor layer (P) is applied so that at least the symbol-shaped area the second layer (B) is covered.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß eine dritte leitfähige Schicht (C) auf der gleichen Seite der Platte (G) vorgesehen ist, auf der sich auch die zweite leitfähige Schicht (B) befindet, so daß die zweite und dritte Schicht jeweils getrennt voneinander der ersten Schicht (A) gegenüberliegen, daß weiterhin die dritte Schicht (C) eine elektrische Verbindung (SW; aufweist, die zusammen mit der elektrischen Verbindung (SC) der zweiten Schicht (B) dazu dient, eine Betätigung des Schalters festzustellen, daß ein Abfragesignal einer der Verbindungen (SC, SL) aufgegeben wird und daß ein entsprechend induziertes Signal von der anderen Verbindung (SL, SC) abgenommen wird.3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that a third conductive Layer (C) is provided on the same side of the plate (G) on which the second conductive Layer (B) is located so that the second and third layers are each separate from the first Layer (A) opposite, that furthermore the third layer (C) has an electrical connection (SW; has, which together with the electrical connection (SC) of the second layer (B) serves to provide a Pressing the switch to determine that an interrogation signal is given up on one of the connections (SC, SL) and that a correspondingly induced signal is removed from the other connection (SL, SC) will.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ze lehnet , daß die Elektrode (E) die dritte Schicht (C) nicht bedeckt.4. Switch according to claim 3, characterized in that the electrode (E) rejects the third Layer (C) not covered.

5. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Verbindung (SC) der zweiten leitfähigen Schicht (B) eine Eingangsverbindung zur Aufbringung eines Ab-5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical Connection (SC) of the second conductive layer (B) an input connection for applying an ab-

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fragesignals zur Feststellung der Betätigung des Schaltern ist.request signal to determine the actuation of the switch is.

6. Tastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, woboi mehrere der Schalter zusammen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalter in einem Feld von η Gruppen aus jeweils m Schaltern mit m Abfrageeingängen (SC) angeordnet sind und jedor der Eingänge mit einem entsprechenden Satz der Schalter verbunden ist, der jeweils einen Schalter jedor Gruppe enthält und weiterhin mit η Beleuchtungssteucreingängen (SL), die jeweils mit den Elektroden (E) aller der Schalter einer Gruppe verbunden sind und mit einem Rechner (F), der mit den Eingängen (SC, SL) zum Abfragen and zur Beleuchtungskontrolle derart verbunden ist, daß bestimmte ausgewählte Schalter durch eino Beaufschlagung mit Signalen erleuchtet werden können.6. Push button switch according to one of claims 1 to 5, woboi several of the switches are arranged together, characterized in that the switches are arranged in a field of η groups of m switches each with m query inputs (SC) and each of the inputs with a corresponding set of the Switch is connected, each containing a switch each group and further with η lighting control inputs (SL), each of which is connected to the electrodes (E) of all of the switches in a group and with a computer (F) which is connected in this way to the inputs (SC, SL) for querying and for lighting control is that certain selected switches are illuminated by the application of signals can.

7. Schalterfeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalter auf einer gemeinsamen dielektrischen Platte (G) befestigt sind und die Elektroden (E) der Schalter jeder Gruppe von einer einzigen Elektrode gebildet sind.7. switch panel according to claim 6, characterized in that the switches on a common dielectric plate (G) are attached and the electrodes (E) of the switches of each group of one single electrode are formed.

8. Schalterfeld nach Anspruch 6 oder 7 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Schalterfeld η Abfrageausgänge (SW) aufweist, die jeweils mit allen der Schalter einer bestimmten Gruppe verbunden sind, daß der Rechner (F) mit den Abfrageausgängen (SW) verbunden ist und so arbeitet, daß die Abfrageeingänge (SC) nacheinander mit einem8. Switch panel according to claim 6 or 7 in connection with claim 3, characterized in that the switch field η has query outputs (SW), which are each connected to all of the switches of a certain group that the computer (F) with the Query outputs (SW) is connected and works like this, that the query inputs (SC) one after the other with a

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Abfragesignal beaufschlagt werden und die Signale nach jeder Beaufschlagung mit einem Äbfragesignal an den Äbfrageausgangen (SW) analysiert werden, um festzustellen, ob einer der entsprechenden Schaltersätze betätigt wurde.Query signal are applied and the signals after each application of a query signal to the Query outputs (SW) are analyzed to determine whether one of the corresponding switch sets has been actuated.

9. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, wobei mehrere Schalter in Form eines Feldes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalter ein Feld von η Gruppen aus jeitreils m Schaltern mit m Äbf rageexngängen (SC) bilden, deren jeder mit einem entsprechenden Schaltersatz verbunden ist, der einen Schalter jeder Gruppe enthält und weiterhin mit η Abfrageausgängen (SW), deren jeder mit allen der Schalter einer betreffenden Gruppe verbunden ist und mit einem Rechner (F) , der mit den Abfrageeingängen (SC) und den Ausgängen (SW) verbunden ist, so daß alle Eingänge (SC) nacheinander mit einem Abfragesignal beaufschlagt werden können und die Signale an den Ausgängen (SW) nach jeder Beaufschlagung mit einem Abfragesignal analysiert werden können,, um zu bestimmen, ob einer der bestimmten Schaltersätse betätigt x-jurde»9. Switch according to claim 3 or 4, wherein a plurality of switches are arranged in the form of a field, characterized in that the switches are a field of η groups of always m switches with m questionexngganges (SC), each of which is connected to a corresponding switch set, the one switch of each group contains and furthermore with η query outputs (SW), each of which is concerned with all of the switches of a Group is connected and with a computer (F), which is connected to the query inputs (SC) and the outputs (SW) is connected so that a query signal can be applied to all inputs (SC) one after the other and the signals at the outputs (SW) are analyzed after each application of an interrogation signal can, to determine whether one of the specific Switch sets actuated x-jurde »

10= Schalterfeld nach Anspruch 3 oder 9_t dadurch g e kennzeichnet, daß das Äbfragesignal jedem der Abfrageeingänge (SC) mehrere Male während jedes Abfragezyklus aufgegeben wird, so daß der Rechner10 = switch panel according to claim 3 or 9 _t characterized in that the query signal is given to each of the query inputs (SC) several times during each query cycle, so that the computer

(F) den Zustand jeder Schaltergruppe mehrere Male feststellt und nur dann anspricht, t-?enn das gleiche Signalmuster ₀ das einer Steuerfunktion entspricht, jedesmal an den Abfrageausgängen CSW) erscheint»(F) detects the status of each switch group several times and only responds if the same signal pattern _0, which corresponds to a control function, appears each time at the query outputs CSW) »

11. Schalterfeld nach einem der Ansprüche 8 bis 1O, dadurch gekennzeichnet , daß das Abfragesignal ein Impulssignal ist, so daß der Abfrageausgang (SW) jeder der Schalter einen Ausgangsimpuls mit verringerter Amplitude erzeugt, wenn er betätigt wird, und jeder Abfrageausgang mit dem Rechner über eine Schaltung (IC2) verbunden ist, die bei Beaufschlagung mit einem Abfrageausgangsimpuls einen entsprechenden Impuls an den Rechner (F) nur dann weitergibt, wenn die Amplitude des Abfrageimpulses oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, welcher der Untergrenze der Amplitude eines von einem nichtbetätigten Schalter ausgehenden Abfrageimpulses entspricht.11. Switch panel according to one of claims 8 to 1O, characterized in that the interrogation signal is a pulse signal so that the interrogation output (SW) each of the switches generates an output pulse with a reduced amplitude when it is actuated, and each query output is connected to the computer via a circuit (IC2) which at Applying a query output pulse to the computer (F) only then passes when the amplitude of the interrogation pulse is above a certain threshold, which is the lower limit of the amplitude of a non-actuated Switch outgoing query pulse corresponds.

12. Schalterfeld aus mehreren Taststeuerschaltern, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalter in einem Feld aus η Gruppen mit jeweils m Schaltern mit m Abfrageeingängen (SC) angeordnet sind, deren jeder mit einem entsprechenden Satz von Schaltern verbunden ist, die einen Schalter jeder Gruppe enthalten mit η Abfrageausgängen (SW), deren jeder mit allen Schaltern einer bestimmten Gruppe verbunden ist und mit einem Rechner (F), der mit den Abfrageeingängen (SC) und Ausgängen (SW) verbunden ist, so daß die Eingänge (SC) nacheinander mit einem Abfragesignal beaufschlagt werden können und die Signale an den Ausgängen (SW) nach jeder Beaufschlagung mit einem Abfragesignal anaylsiert werden können, um zu bestimmen, ob einer der Schalter eines bestimmten Schaltersatzes betätigt wurde.12. Switch panel made up of several push-button control switches, characterized in that the switches are arranged in a field of η groups, each with m switches with m query inputs (SC), whose each connected to a respective set of switches including one switch from each group with η query outputs (SW), each of which with all Switches of a certain group is connected and with a computer (F), which is connected to the query inputs (SC) and outputs (SW) is connected, so that the inputs (SC) one after the other with an interrogation signal can be applied and the signals at the outputs (SW) after each application with a Interrogation signals can be analyzed to determine whether one of the switches of a particular switch set has been actuated.

13. .Schalterfeld nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Schalter erste 13. .Switch panel according to claim 12, characterized in that each switch is first

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- 6 - £ ο 4 α- α U Κι - 6 - £ ο 4 α- α U Κι

und zweite leitfähige Schichten (A, B) aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten einer dielektrischen Platte (G) einander überlappend angeordnet sind, weiterhin eine elektrische Verbindung (SC) zur zweiten Schicht (B), um die Betätigung des Schalters durch ein Abfragesignal festzustellen, mit einer Phosphorschicht (P), die mit der zweiten leitfähigen Schicht (B) in Kontakt steht, einer Elektrode (E), die der Phosphorschicht (P) überlagert ist und einer Eingangsverbindung (SL) für die Elektrode (E) zur Beaufschlagung der Elektrode mit einem BeleuchtungsSteuersignal, wobei die dielektrische Platte (G) und die ersten und zweiten leitfähigen Schichten (A, B) aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen, so daß Licht von der Phosphorschicht durch die Schichten hindurchdringen kann, wenn letztere durch einen Potentialunterschied angeregt wird, der von den Signalen auf die zweite leitfähige Schicht (B) undand second conductive layers (A, B) which arranged on opposite sides of a dielectric plate (G) in an overlapping manner are, furthermore, an electrical connection (SC) to the second layer (B) in order to operate the switch by means of an interrogation signal to determine with a phosphor layer (P) that is connected to the second conductive layer (B) is in contact, an electrode (E) overlaid on the phosphor layer (P) and an input connection (SL) for the electrode (E) to apply a lighting control signal to the electrode, wherein the dielectric plate (G) and the first and second conductive layers (A, B) consist of a translucent material so that light from the phosphor layer passes through the layers can penetrate if the latter is excited by a potential difference that is generated by the Signals to the second conductive layer (B) and

die Elektrode erzeugt wird.
20the electrode is generated.
20th

14. Schalterfeld nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß η Beleuchtungssteuereingänge (SL) vorhanden sind, deren jeder mit den Elektroden (E) aller Schalter einer Gruppe verbunden ist _und daß der Rechner (F) mit den Abfrage- und Beleuchtungssteuereingängen (SC, SL) verbunden ist, so daß durch die auf die Eingänge gelegten Signale einzelne ausgewählte Schalter illuminiert werden14. Switch panel according to claim 13, characterized in that η lighting control inputs (SL) are present, each of which is connected to the electrodes (E) of all switches in a group _and that the computer (F) with the query and lighting control inputs (SC, SL) is connected, so that individual selected switches are illuminated by the signals applied to the inputs

können.
30can.
30th

15. Schalterfeld nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß ein Abfragesignal ,m jeden der Abfrageeingänge (SC) während jedes15. Switch panel according to one of claims 12 to 14, characterized characterized in that an interrogation signal, m each of the interrogation inputs (SC) during each

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Äbfragezyklus mehrere Male angelegt wird, so daß der Rechner den Zustand jedes Schaltersatzes mehrere Male feststellt und nur dann anspricht, v/enn sich an den Abfrageausgängen (SW) jedesmal das gleiche Signalmuster ergibt=Query cycle is applied several times, so that the Computer detects the status of each set of switches several times and only responds to the Interrogation outputs (SW) each time the same signal pattern results in =

_ra ο _ra ο