DE3337122C2 - - Google Patents

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DE3337122C2
DE3337122C2 DE19833337122 DE3337122A DE3337122C2 DE 3337122 C2 DE3337122 C2 DE 3337122C2 DE 19833337122 DE19833337122 DE 19833337122 DE 3337122 A DE3337122 A DE 3337122A DE 3337122 C2 DE3337122 C2 DE 3337122C2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/975Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Taste mit in einer Ebene nebeneinander ortsfest vorgesehenen Ein­ gangs- und Ausgangselektrodenschichten, mit einem gegen die Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten entgegen einer Rückstellkraft bewegbaren Tastenkörper und mit einer durch den Tastenkörper gegen die Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschichten bewegbaren Überbrückungselektro­ denschicht, die in einer den Eingangs- und Ausgangselek­ trodenschichten maximal angenäherten Position diese Elek­ trodenschichten zumindest teilweise überdeckt, und bei der zwischen der Überbrückungselektrodenschicht und den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten eine dielektri­ sche Folie angeordnet ist.
Eine solche Taste ist z. B. aus der DE 31 14 518 A1 be­ kannt. Bei dieser Taste ist es von großer Bedeutung, die dielektrische Folie möglichst dünn auszubilden, so daß im betätigten Zustand der Taste zwischen der Überbrückungs­ elektrodenschicht und den Eingangs- und Ausgangselektro­ denschichten ein möglichst minimaler Abstand vorhanden ist, weil dadurch die Kapazitätsänderung zwischen der Eingangs- und Ausgangselektrodenschicht bei der Betäti­ gung einer solchen Taste möglichst groß wird und dadurch eine eindeutige Signalgabe erhalten werden kann.
Bei einer solchen Taste kann es aber vorkommen, daß Fremdkörper, z. B. Stäube, zwischen die Überbrückungselek­ trodenschicht einerseits und die Eingangs- und Ausgangs­ elektrodenschichten andererseits gelangen können. Dies kann bei dem geringen Abstand der Überbrückungselektro­ denschicht von den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten im betätigten Zustand der Taste zu einer unerwünschten Abweichung der Koppelkapazität von einem Sollwert führen.
Aus der DE 21 05 071 C3 ist ferner ein kapazitiver Schalter bekannt, bei dem durch Betätigen einer Taste ein metallischer Körper auf ein metallisches Zielfeld zubewegt und dadurch eine Änderung der Kapazität bewirkt wird. Der metallische Körper ist dabei als kuppelartig gewölbte Feder ausgebildet.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht nun darin, eine Tas­ te der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei möglichst einfachem Tastenaufbau das Eindringen von Fremdkör­ pern in den Raum zwischen Überbrückungselektrodenschicht und Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten möglichst verhindert wird.
Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß der Tastenkörper durch die den Eingangs- und Ausgangselek­ trodenschichten zugewandte Decke eines aus elastischem Kunst­ stoff oder Gummi bestehenden kegelstumpfartigen, sich mit dem Rand seiner offenen Seite an einer Platte abstützenden Domes gebildet ist.
Auf diese Weise wird vorteilhaft der die Elektrodenschichten enthaltende Raum von dem Dom und der Platte umschlossen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die di­ elektrische Folie aus einem Homo- oder Copolymer von Poly­ vinylidenfluorid besteht und eine maximale Dicke von 15 µ hat, oder daß die dielektrische Folie aus Piezokeramik besteht, daß die Piezokeramik aus Bleizirkonattitanat besteht, und daß in diesem Fall die Dicke der dielektrischen Folie maximal 300 µ beträgt.
Vorteilhaft kann durch die Verwendung dieser Materialien als dielektrische Schicht zwischen der Überbrückungselektroden­ schicht und der Eingangs- und Ausgangselektrodenschicht, deren Dielektrizitätskonstante relativ hoch ist, die von einem Dom beanspruchte Fläche ziemlich klein ge­ macht werden. Zum Beispiel ist es dadurch möglich, die Fläche der Überbrückungselektrodenschicht auf ca. 60 mm2 zu beschränken.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die dielektrische Folie auf ihrer von der Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschicht abgewandten Seite mit einer Metal­ lisierung versehen und mit dieser Metallisierung an der Decke des Domes durch Kleben befestigt ist.
Vorteilhaft bildet dadurch die Metallisierung einerseits die Überbrückungselektrodenschicht, andererseits wirkt sie als Haftvermittler zwischen der dielektrischen Folie und der Decke des Domes.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß die dielektrische Folie auf ihrer von der Decke des Domes abgewandten Seite zur Bildung der Eingangs- und Ausgangs­ elektrodenschichten mit metallisierten Bereichen versehen und mit dieser Seite an der Platte fixiert ist.
Dabei kann die Platte mit weiteren Elektrodenschichten versehen sein, die sich mit den Eingangs- und Ausgangs­ elektrodenschichten der dielektrischen Folie decken. Der Berührungskontakt zwischen den Eingangs- und Ausgangelek­ trodenschichten und diesen weiteren Elektrodenschichten reicht aus, um die Eingangs- und Ausgangselektroden­ schichten an eine z. B. in Form der gedruckten Schaltungs­ technik an der Platte fixierte Verdrahtung anzuschließen.
Weiter kann vorgesehen sein, daß die dielektrische Folie auf ihrer der Decke des Domes zugewandten Seite mit den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten sich deckenden Metallisierungen versehen ist und die Decke des Domes auf der diesen Metallisierungen zugewandten Seite einen lei­ tenden Belag aufweist.
Der leitende Belag der Decke des Domes kann z. B. aus einer leitenden Noppenschicht, also einer elastischen leitenden Schicht bestehen, wodurch im betätigten Zustand der Taste eine galvanische Verbindung zwischen den Metal­ lisierungen der dielektrischen Folie hergestellt wird, und diese dadurch die Überbrückungselektrodenschicht erst im Zustand maximaler Annäherung der Decke des Domes an die Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten bilden.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die dielektrische Folie mittels einer Distanzfolie, die eine Dicke von ca. 0,5 bis 0,7 mm aufweist, und im Bereich der Eingangs- und Ausgangselek­ trodenschichten mit einem Fenster versehen ist, auf der von der Decke des Domes abgewandten Seite an der Platte fixiert ist, und daß die Überbrückungselektrodenschicht als Metallbelag auf der von der Distanzfolie abgewandten Seite der dielektrischen Folie vorgesehen ist.
In diesem Fall dient die Decke des Domes lediglich dazu, um die über den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten im Ruhezustand der Taste in einem bestimmten Abstand ge­ haltene dielektrische Folie gegen die Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschichten zu bewegen.
Vorteilhaft kann es dabei sein, daß die dielektrische Fo­ lie auf der Seite der Distanzfolie mit Metallisierungs­ schichten versehen ist, die mit den an der Platte fixier­ ten Ein- und Ausgangselektrodenschichten weitgehend dec­ kungsgleich ausgebildet sind.
Dadurch genügt nämlich eine relativ kleinflächige Berüh­ rung zwischen den Ein- und Ausgangselektrodenschichten, die an der Platte fixiert sind und den Metallisierungs­ schichten der dielektrischen Folie, um die Koppelkapazi­ tät zwischen den Ein- und Ausgangselektrodenschichten zu maximieren.
Dabei ist es auch möglich, daß die Decke des Domes mit einem leitenden Belag versehen ist, der die Überbrüc­ kungselektrodenschicht der Folie ersetzt.
Bei der Bewegung der Decke des Domes gegen die dielektri­ sche Folie schmiegt sich ja diese Decke der dielektri­ schen Folie an und kann daher bei entsprechender Ausbil­ dung, z. B. in Form einer elektrisch leitenden Noppen­ schicht, die Funktion der Überbrückungselektrodenschicht übernehmen.
Weiter kann noch vorgesehen sein, daß der Dom durch die Auswölbung einer Matte aus elastischem Kunststoff oder Gummi gebildet ist, so wie dies bisher nur zur Ausbildung von elektromechanisch, also durch Herstellung galvani­ scher Verbindungen wirksamer Kontaktanordnungen vorgese­ hen wurde. Dadurch wird auch bei einem Tastenfeld, das aus kapazitiven Tasten zusammengesetzt ist, die Montage der einzelnen Dome, die jeweils einer Taste zugeordnet sind, wesentlich erleichtert, da nun sämtliche Dome Be­ standteil einer zusammenhängenden Matte sind.
Im Rahmen der Erfindung kann weiter vorgesehen sein, daß ein auf der von den Elektrodenschichten abgewandten Seite des Domes vorgesehener und gegen den Dom bewegbar ange­ ordneter Tastenknopf an seiner dem Dom zugewandten Seite einen zentralen Stift und der Dom einen, dem Stift zuge­ wandten Ansatz aufweist, daß Stift und Ansatz in der Ru­ helage des Tastenknopfes durch einen Luftspalt voneinan­ der getrennt sind, und daß zwischen Tastenknopf und Dom eine Stift und Ansatz umgebende Schraubendruckfeder vor­ gesehen ist oder daß der Dom außerhalb der Projektion der Überbrückungselektrodenschicht auf seiner dem Tastenknopf zugewandten Seite und/oder der Tastenknopf auf seiner dem Dom zugewandten Seite Vorsprünge aufweisen und mit diesen aneinander abgestützt sind.
Auf diese Weise wird das Schaltverhalten der kapazitiven Taste vorteilhaft noch weiter verbessert, da bei entspre­ chender Bemessung der Federkraft der Schraubendruckfeder, zunächst nur diese um einen bestimmten Betrag zusammenge­ drückt wird, ehe der Dom selbst eingedrückt wird und da­ durch über einen Schnappeffekt ein plötzliches Anwachsen der Kapazität zwischen Eingangs- und Ausgangselektroden­ schicht hervorruft. Beim Loslassen des Tastenknopfes ent­ spannt sich zunächst erst wieder die Schraubendruckfeder, bevor der Dom in seine Ruhe- bzw. Ausgangslage zurück­ springen kann. Das Zusammenwirken von Tastenknopf und Dom über Vorsprünge, über welche diese Teile aneinanderlie­ gen, ist besonders bei einer Taste mit relativ kleinem Hub, bei der die Überbrückungselektrodenschicht durch eine elektrisch leitende Noppenschicht aus elastischem Material gebildet wird, geeignet, um die Funktion der Schraubendruckfeder zu übernehmen. Dabei wird über die aneinanderliegenden Vorsprünge von Tastenknopf und Dom zunächst der Dom zum Einbrechen gebracht. Die Deformation der Noppenschicht und damit die Endposition der betätig­ ten Taste wird aber erst durch den vom Tastenknopf-Stift auf den Ansatz des Domes ausgeübten Druck bewirkt.
Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Vorsprünge jeweils ringwallartig den Stift bzw. den Ansatz umgebend ausgebildet sind.
Schließlich kann im Rahmen der Erfindung noch vorgesehen sein, daß ein zur Führung eines gegen die Decke des Domes bewegbaren Tastenknopfes vorgesehenes Tastengehäuse mit in zueinander fluchtende Bohrungen der Matte und der Platte einsteckbaren Schnappstiften versehen ist, und daß das Tastengehäuse scharfkantige Ringwülste aufweist, die die Schnappstifte umgeben und in die Matte eindrückbar sind, und daß das Tastengehäuse wenigstens mit einer zu­ sätzlichen, mit einer Matten- und Plattenbohrung fluch­ tenden Bohrung versehen ist, daß in dieser Bohrung ein mit dem Tastenknopf verbundener Bolzen geführt ist, und daß die mattenseitige Mündung der Tastengehäusebohrung ebenfalls von einem in die Matte eindrückbaren, scharf­ kantigen Ringwulst umgeben ist.
Vorteilhaft wird auf diese Weise trotz der zu einer Befe­ stigung eines Tastengehäuses an der die Ein- und Aus­ gangselektrodenschichten tragenden Platte erforderlichen Plattenbohrungen verhindert, daß von der Betätigungsseite der Taste her Fremdkörper in den Raum unterhalb der Matte gelangen können, wobei vorteilhaft eine solche Matte und Platte durchdringende Bohrung auch zur Führung eines Bol­ zens verwendet wird, der seinerseits den Tastenknopf im Tastengehäuse führt.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand von sechs Figuren noch näher erläutert. Die
Fig. 1 bis 3 zeigen dabei jeweils in Seitenansicht, größtenteils im Schnitt und stark vergrößert, verschiede­ ne Ausführungsformen der kapazitiven Taste nach der Er­ findung. Die
Fig. 4 und 6 zeigen ebenfalls in Seitenansicht und im Schnitt im Rahmen der Erfindung liegende unterschiedliche Ausgestaltungen von mit der dielektrischen Folie verbun­ denen Metallschichten.
Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß auf einer Isolierstoffplatte 1 nebeneinander, galvanisch voneinan­ der getrennt, eine Eingangselektrodenschicht 2 und eine Ausgangselektrodenschicht 3 angeordnet sind. Die Ein­ gangs- und Ausgangselektrodenschicht können dabei vor­ teilhaft nach Art einer gedruckten Schaltung ausgebildet sein, wobei die Isolierstoffplatte 1 das Trägermaterial dieser gedruckten Schaltung ist.
Ein an die Eingangselektrodenschicht 2 angelegtes Wech­ selstromsignal kann in der Ruhelage der Taste nur mit äußerst niedrigem Pegel an der Ausgangselektrodenschicht 3 abgegriffen werden, da die kapazitive Kopplung zwischen Eingangselektrodenschicht 2 und Ausgangselektrodenschicht 3 in der Ruhelage der Taste sehr gering ist.
Eine Überbrückungselektrodenschicht 4, die die Eingangs­ elektrodenschicht 2 und die Ausgangselektrodenschicht 3 zumindest teilweise überdeckt, vergrößert die Kapazität zwischen der Eingangs- und Ausgangselektrodenschicht 2, 3 im Zustand maximaler Annäherung an die beiden Elektroden­ schichten 2 und 3.
Bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 ist eine dielektrische Folie 5, die eine maxiale Dicke von 10 bis höchstens 15 µ hat, mittels einer ebenfalls sehr dünnen Klebstoffschicht 6 (Dicke ca. 10 µ) an der Überbrückungs­ elektrodenschicht 4 befestigt, die durch die der Über­ brückungselektrodenschicht 4 zugewandte Seite der Decke 7 eines Domes 8 aus Gummi oder elastischem Kunststoff gebil­ det wird. Der kegelstumpfartig geformte Dom 8 stützt sich mit dem Rand 9 seiner offenen Seite an der Platte 1 ab und umschließt dadurch zusammen mit der Platte 1 einen nach außen abgeschlossenen Raum. Die dielektrische Folie 5 besteht vorteilhaft in an sich bekannter Weise aus einer Polyvinylidenfluoridfolie oder einem folienartigen Plättchen aus einer Bleizirkonattitanatkeramik, das in diesem Fall eine Dicke von maximal 300 µu haben kann. Der Durchmesser der etwa kreisscheibenförmigen dielektrischen Folie 5 ist ca. 5 mm, also sehr klein.
Auf der von der Platte 1 abgewandten Seite ist der Dom 8 im Bereich seiner Decke 7 mit einem zur Decke 7 konzen­ trischen Ansatz 10 versehen, dessen Achse 11 mit der Ach­ se eines Stiftes 12 fluchtet, der als Bestandteil eines Tastenknopfes 13 auf der dem Dom 8 zugewandten Seite von dem Tastenknopf absteht.
Die Stirnseiten von Stift 12 und Ansatz 10 sind in der Ruhelage der Taste durch einen Luftspalt voneinander ge­ trennt. Eine Schraubendruckfeder 14, die koaxial zur Ach­ se 11 angeordnet ist, umgibt mit ihren Enden einerseits den Stift 12 und andererseits den Ansatz 10 des Domes 8.
Der Tastenknopf 13 ist außerdem in einem Tastengehäuse 15 geführt, das in einer zur Platte 1 parallelen Tastenplat­ te 17 sitzt.
Wird der Tastenknopf 13 betätigt, d. h. gegen den Dom 8 bewegt, so wird zunächst lediglich die Schraubendruckfe­ der 14 zusammengedrückt.
Überschreitet dabei die Federkraft der Feder 14 einen be­ stimmten Wert, so bricht der Dom 8 zusammen und die Über­ brückungselektrodenschicht 4 an der Decke 7 des Domes 8 legt sich getrennt durch die Folienschicht 5 und die Kle­ berschicht 6 gegen die Eingangs- und Ausgangselektroden­ schichten 2, 3. Dabei können sich keine störenden Fremd­ körper zwischen die Überbrückungselektrodenschichten 5 und die Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 legen, da sich die Elektrodenschichten 2, 3, 5 in dem vom Dom 8 und der Platte 1 umschlossenen Raum befinden.
Beim Loslassen des Tastenknopfes 13 dehnt sich zunächst die Feder 14 wieder etwas aus, bevor der Dom 8 in seine ursprüngliche Form zurückspringen kann. Danach wird der Tastenknopf 13 durch die Feder 14 wieder in seine Aus­ gangsstellung gebracht.
Die maximale Annäherung des Tastenknopfes 13 an die Plat­ te 1 wird durch das Aufeinandertreffen von Stift 12 und Ansatz 10 des Domes 8 elastisch begrenzt, da der Dom 8 aus elastisch zusammendrückbarem Material besteht.
In der Ruhelage der Taste liegt der Tastenknopf 13 mit Schultern 16 einer Oberseite 18 des Tastengehäuses 15 an.
Beim Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 ist eine als dielektrische Folie verwendete Polyvinylidenfluorid-Folie 5 über der Eingangselektrodenschicht 2 und der Ausgangs­ elektrodenschicht 3 an der Platte 1 befestigt. Außerdem ist der Dom 8 aus einer Matte 19 aus Gummi oder elasti­ schem Kunststoff ausgeformt, die ebenfalls an der Platte 1 befestigt ist. Der unmittelbar in einer zur Platte 1 parallelen Tastenplatte 17 geführte Tastenknopf 13 wird durch den Dom 8 selbst in seiner Ruhelage gehalten. Hier­ zu ist der Dom 8 mit einem den Ansatz 10 ringwallartig umgebenden Vorsprung 20 versehen, der sich an einem eben­ falls ringwallartig den Stift 12 umgebenden Vorsprung 21 des Tastenknopfes 13 abstützt.
Bei der Betätigung des Tastenknopfes 13 wird der Dom 8 zusammengedrückt, wobei Noppen einer leitenden Noppen­ schicht an der Decke 7 des Domes 8 zu der Überbrückungs­ elektrodenschicht 4 elastisch deformiert werden, wenn sie sich gegen die Folienschicht 5 legen.
Auch bei dieser Ausführungsform der kapazitiven Taste wird der Zustand maximaler kapazitiver Kopplung zwischen Eingangselektrodenschicht 2 und Ausgangselektrodenschicht 3 erreicht, bevor der Stift 12 auf den Ansatz 10 des Do­ mes 8 einwirkt.
Das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 3 zeigt, ähn­ lich der Ausführungsform entsprechend Fig. 2, eine kapa­ zitive Taste mit einer an der Platte 1 über der Eingangs­ elektrodenschicht 2 und der Ausgangselektrodenschicht 3 fixierten dielektrischen Polyvinylidenfluorid-Folien­ schicht 5 mit einer maximalen Dicke von ca. 10 µ und einer über der Folienschicht 5 an der Platte 1 fixierten Matte 19 aus Gummi oder elastischem Kunststoff, aus der im Bereich der Taste ein Dom 8 ausgeformt ist, der an seiner Decke eine leitende Noppenschicht zur Bildung einer Überbrückungselektrodenschicht 4 trägt.
Das Zusammenspiel von Tastenknopf 13 und Dom 8 erfolgt je­ doch so, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel entspre­ chend Fig. 1 beschrieben worden ist.
Außerdem ist der Tastenknopf 13 ebenso wie bei dem Aus­ führungsbeispiel entsprechend Fig. 1 in einem Tastenge­ häuse 15 geführt, das in einer Tastenplatte 17 sitzt.
Zusätzlich ist das Tastengehäuse 15 mit in Bohrungen der Platte 1 einsteckbaren Schnappstiften 22 versehen. Diese Schnappstifte 22 rasten mit widerhakenförmigen Ansätzen 23 an der vom Tastengehäuse 15 abgewandten Seite der - Platte 1 ein und halten dadurch das Tastengehäuse 15 an der Platte 1 fest. Scharfkantige Ringwülste 24 umgeben die Schnappstifte 22 und werden bei der Fixierung des Ta­ stengehäuses 15 an der Platte 1 in die Matte 19 einge­ drückt. Die zum Einsetzen der Schnappstifte 22 in die Platte 1 erforderlichen Bohrungen in der Matte 19 werden dadurch auf der Seite des Tastengehäuses 15 nach außen abgedichtet. In gleicher Weise wird eine Bohrung 25, die die Matte 19 und die Platte 1 durchsetzt und die mit einer Bohrung im Tastengehäuse 15 fluchtet, nach außen geschlossen. In dieser Bohrung ist ein Bolzen 26 geführt, der mit dem Tastenknopf 13 einstückig ausgebildet ist.
Dadurch wird der Tastenknopf 13 auch bei einer relativ flachen Ausbildung der Taste und damit des Tastengehäuses 15 stabil geführt, ohne daß Fremdkörper in den Raum zwi­ schen Matte 19 und Platte 1 von der Seite des Tastenge­ häuses 15 her eindringen können.
In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der in den Fig. 2 und 3 dargestellten kapazitiven Taste gezeigt, wobei die dielektrische Folie 5 auf der Seite der Platte 1 metallisierte Bereiche 27, 28 aufweist, die sich mit den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 dec­ ken, und die den Eingangs- und Ausgangselektrodenschich­ ten 2, 3 aufliegen. Auf diese Weise wird der Einfluß von Fremdkörpern sicher eliminiert, die sich zwischen der Fo­ lie 5 und den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 einlagern könnten, da zwischen den Schichten 27 und 2 bzw. 28 und 3 für die Funktionsweise der Taste kein ganzflächiger Kontakt erforderlich ist.
Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 4 darge­ stellten Teile der kapazitiven Taste. Dabei sind auf der dem Dom zugewandten Seite der Folie 5 metallisierte Be­ reiche 27, 28 vorgesehen, die sich jeweils mit der Ein­ gangselektrodenschicht 2 und der Ausgangselektrodenschicht 3 decken. Auf der Seite der Platte 1 der Folie 5 können im übrigen die Elektrodenschichten 2 und 3 aus einem plat­ tenseitigen Teil und einem folienseitigen Teil bestehen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die mit der Folie 5 verbundenen Elektrodenschichten 27 und 28 werden im betä­ tigten Zustand der kapazitiven Taste durch die elastische leitende Oberfläche an der Decke 7 des Domes 8 galvanisch verbunden und bilden dadurch die Überbrückungselektroden­ schicht. Auf diese Weise wird die Einlagerung von Fremd­ körpern zwischen den Ein- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 und der durch die Elektrodenschichten 27 und 28 im betätigten Zustand der Taste gebildeten Überbrückungs­ elektrodenschicht vollkommen ausgeschlossen.
Eine weitere Variationsmöglichkeit der kapazitiven Taste ist Fig. 6 zu entnehmen. Dort ist die dielektrische Folie 5 an der Platte 1 unter Zwischenlage einer Distanzfolie 30 befestigt. Die Distanzfolie 30 weist im Bereich der Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 ein Fen­ ster 29 auf. Im Bereich des Fensters 29 wird dadurch die dielektrische Folie 5 in einem Abstand von ca. 0,5 mm von den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 gehal­ ten. Auf der Seite des Domes 8 ist die Folie 5 mit einer Überbrückungselektrodenschicht 4 versehen und kann auf der Seite der Platte 1 mit Elektrodenschichten 27, 28 be­ legt sein, die den Elektrodenschichten 27 und 28 in Fig. 4 entsprechen. Bei dieser Ausführungsform braucht die Decke des Domes nicht mit einer leitenden Schicht belegt zu sein. Bei der Betätigung der Taste wird die elastisch dehnbare Folie 5 gegen die Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten 2, 3 durchgebogen. Dabei be­ rühren die Elektrodenschichten 27 und 28 schließlich die Elektrodenschichten 2 und 3, wodurch die kapazitive Kopp­ lung der Elektrodenschichten 27 und 28 durch die Über­ brückungselektrodenschicht 4 an die Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschichten 2, 3 angeschlossen wird. Hierbei ist zwischen den Elektrodenschichten 27, 28 und den Schichten 2, 3 keine so niederohmige galvanische Verbin­ dung erforderlich, wie dies bei mechanischen Schaltern notwendig wäre. Bei dieser kapazitiven Taste ist der durch das Fenster 29 gebildete Raum gegenüber der Außen­ welt hermetisch dicht, so daß auch hier keine störenden Fremdkörper die Funktionsweise der kapazitiven Taste be­ einträchtigen können.

Claims (16)

1. Kapazitive Taste mit in einer Ebene nebeneinander ortsfest vorgesehenen Eingangs- und Ausgangselektroden­ schichten, mit einem gegen die Eingangs- und Ausgangs­ elektrodenschichten entgegen einer Rückstellkraft beweg­ baren Tastenkörper und mit einer durch den Tastenkörper gegen die Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten be­ wegbaren Überbrückungselektrodenschicht, die in einer den Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten maximal angenä­ herten Position, diese Elektrodenschichten zumindest teilweise überdeckt, und bei der zwischen der Überbrüc­ kungselektrodenschicht und den Eingangs- und Ausgangs­ elektrodenschichten eine dielektrische Folie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenkörper durch die den Eingangs- und Ausgangselektro­ denschichten (2,3) zugewandte Decke (7) eines aus elasti­ schem Kunststoff oder Gummi bestehenden kegelstumpfarti­ gen, sich mit dem Rand seiner offenen Seite an einer Platte (1) abstützenden Domes (8) gebildet ist.
2. Kapazitive Taste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie (5) aus einem Homo- oder Copolymer von Polyvinylidenfluorid besteht und eine maximale Dicke von 15 µ hat.
3. Kapazitive Taste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie aus Piezokeramik besteht.
4. Kapazitive Taste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezokeramik aus Bleizirkonattitanat besteht.
5. Kapazitive Taste nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dielektrischen Folie maximal 300 µ beträgt.
6. Taste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie auf ihrer von den Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschichten (2, 3) abgewandten Seite mit einer Metallisierung versehen und mit dieser Metallisie­ rung an der Decke (7) des Domes (8) durch Kleben (6) be­ festigt ist.
7. Taste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie auf ihrer von der Decke (7) des Domes (8) abgewandten Seite zur Bildung der Eingangs- und Aus­ gangselektrodenschichten mit metallisierten Bereichen versehen und mit dieser Seite an der Platte fixiert ist.
8. Taste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie auf ihrer der Decke (7) des Domes (8) zugewandten Seite mit den Eingangs- und Ausgangselektro­ denschichten sich deckenden Metallisierungen versehen ist, und die Decke (7) des Domes (8) auf der diesen Me­ tallisierungen zugewandten Seite einen leitenden Belag aufweist.
9. Taste nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie mittels einer Distanzfolie, die eine Dicke von ca. 0,5 bis 0,7 mm aufweist und im Bereich der Eingangs- und Ausgangselektrodenschichten mit einem Fen­ ster versehen ist, auf der von der Decke (7) des Domes (8) abgewandten Seite an der Platte fixiert ist, und daß die Überbrückungselektrodenschicht als Metallbelag auf der von der Distanzfolie abgewandten Seite der dielektri­ schen Folie vorgesehen ist.
10. Taste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Folie auf der Seite der Distanzfolie mit Metallisierungsschichten versehen ist, die mit den an der Platte fixierten Ein- und Ausgangselektrodenschichten weitgehend deckungsgleich ausgebildet sind.
11. Taste nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (7) des Domes (8) mit einem leitenden Belag verse­ hen ist, der die Überbrückungselektrodenschicht der Folie ersetzt.
12. Taste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (8) durch die Auswölbung einer Matte (19) aus elasti­ schem Kunststoff oder Gummi gebildet ist.
13. Taste nach einem der Ansprüche 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der von den Elektrodenschichten (2, 3, 4) abgewandten Seite des Domes (8) vorgesehener und gegen den Dom (8) bewegbar angeordneter Tastenknopf (13) an seiner dem Dom (8) zugewandten Seite einen zentralen Stift (12) und der Dom (8) einen dem Stift (12) zugewandten Ansatz (10) auf­ weist, daß Stift (12) und Ansatz (10) in der Ruhelage des Tastenknopfes (13) durch einen Luftspalt voneinander ge­ trennt sind, und daß zwischen Tastenknopf (13) und Dom (8) eine Stift (12) und Ansatz (10) umgebende Schrauben­ druckfeder (14) vorgesehen ist, oder daß der Dom (8) au­ ßerhalb der Projektion der Überbrückungselektrodenschicht (4) auf seiner dem Tastenknopf (13) zugewandten Seite und/oder der Tastenknopf (13) auf seiner dem Dom (8) zu­ gewandten Seite Vorsprünge (20, 21) aufweisen und mit die­ sen aneinander abgestützt sind.
14. Taste nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (20, 21) jeweils ringwallartig den Stift (12) bzw. den Ansatz (10) umgebend ausgebildet sind.
15. Taste nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Führung eines gegen die Decke (7) des Domes (8) be­ wegbaren Tastenknopfes (13) vorgesehenes Tastengehäuse (15) mit in zueinander fluchtende Bohrungen der Matte (19) und der Platte (1) einsteckbaren Schnappstiften (22) versehen ist, und daß das Tastengehäuse (15) scharfkanti­ ge Ringwülste (24) aufweist, die die Schnappstifte (22) umgeben und in die Matte (19) eindrückbar sind.
16. Taste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastengehäuse (15) wenigstens mit einer zusätzlichen, mit einer Matten- und Plattenbohrung fluchtenden Bohrung (25) versehen ist, daß in dieser Bohrung ein mit dem Tasten­ knopf (13) verbundener Bolzen (26) geführt ist, und daß die mattenseitige Mündung der Tastengehäusebohrung (25) ebenfalls von einem in die Matte (19) eindrückbaren, scharfkantigen Ringwulst (24) umgeben ist.
DE19833337122 1982-10-20 1983-10-12 Kapazitive taste Granted DE3337122A1 (de)

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