NO844286L - Bryter/anvisningsenhet - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører bryter/anvisningsen-heter.

GB-PS nr. 2 002 522 beskriver en berøringsbryter med elektrisk-luminescerende anvisning. Denne bryter kan innret-tes slik at bryteren eller en bildetekst på bryteren blir belyst ved aktivisering av bryteren. Bryterens belyste område er begrenset av en isolerende maske, som styrer ekssiterings-området av et fosforlag. Det område som kan belyses, vil der-for være fastlagt når bryteren produseres og bryteren er føl-gelig hensiktsmessig for styring av bare en funksjon. Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en bryter/anvisnings-enhet, hvor anvisningen kan varieres elektronisk, slik at det dannes en programmerbar fler-funksjonsbryter.

Ifølge et aspekt av foreliggende oppfinnelse omfatter

en bryter/anvisningsenhet en gjennomsiktig, dielektrisk plate, et første sett avlange, parallelle elektroder som er utformet av gjennomsiktig, ledende materiale, på baksiden av den dielektriske plate, et fosforlag i kontakt med nevnte første elektrodesett, et andre sett parallelle, avlange elektroder, som er montert i kontakt med baksiden av fosforlaget, hvor det andre elektrodesett er skråstilt i forhold til det første elektrodesett, slik at elektrodene for ett sett overlapper elektrodene av det andre settet for dannelse av en punkt-matrise, og et gjennomsiktig, ledende lag, dannet foran den dielektriske plate og beliggende over det første elektrodesett.

Det ledende laget foran den dielektriske platen kan utformes på platens frontflate. Ved denne konstruksjonstype vil det ledende lag kapasitivt kople elektrodene på platens bakside. Denne kapasitive kopling kan modifiseres ved at det anbringes en elektrisk belastning på det ledende lag, f.eks. ved berøring eller jording av det ledende lag, og denne koplingsendring kan benyttes for generering av et signal for omkoplingsformål. Alternativt kan det ledende lag ligge i avstand fra den dielektriske platens frontflate, men være anordnet slik at laget kan beveges i kontakt med platen. Ved denne anordning vil elektrodene på platens bakside til å be-gynne med ikke være kapasitivt koplet i større grad, men de blir koplet når det ledende lag beveges til kontakt med pla ten. Denne koplingsendring kan igjen benyttes til generering av et signal for omkoplings formål.

Por omkoplings formål kan første elektrodesett innde-les i to grupper. Lesepulser kan påtrykkes en av disse elek-trodegrupper ved hjelp av en hensiktsmessig kretsanordning. Den andre elektrodegruppen kan være koplet til kretser som

er i stand til å registrere signalendringen på denne elek-trodegruppe som følge av endringen i kapasitiv kopling mellom elektrodegruppene når bryteren blir aktivisert, og til å sette i gang en omkoplingsaksjon i forhold til denne endring. Alternativt kan det anordnes ytterligere elektroder på baksiden av den dielektriske platen for overtagelse av den ene eller andre elektrodegruppens funksjon, slik at f.eks. lesepulser kan påtrykkes hele settet av elektroder på den dielektriske platens bakside og det kan benyttes en separat elektrode for registreringsformål.

Por belysningsformål blir pulser med en polaritet påtrykt en eller flere av elektrodene i første elektrodesett og pulser med motsatt polaritet blir påtrykt en eller flere av elektrodene i det andre elektrodesett. Der en pulserende elektrode i første sett er overlagret en pulserende elektrode i det andre sett, blir et potensial påtrykt over det mellom-liggende fosforlag, tilstrekkelig til å ekssitere fosforlaget og forårsake belysning på dette punkt. Det nødvendige symbol eller tegn kan således bygges opp av belyste punkter ved påtrykking av pulser på de passende elektrodene i hvert elektrodesett. Første og andre sett av langstrakte elektroder kan gjerne omfatte mellom 20 og 40 elektroder pr. cm.

Lesepulsene som blir påtrykt elektrodene for omkoplingsformål kan være så svake som 10 volk og kan ha valgfri polaritet. Det er dog hensiktsmessig å benytte samme kretser for påtrykking av lesepulsene og belysningsstyrepulsene på elektrodesettet på den dielektriske platens bakside. Lesepulsene blir påtrykt i intervaller mellom belysningspulsene. Eksempelvis er den minste potensialdifferanse som kreves for at fosforlaget skal luminescere fra 80 til 120 volt. Følge-lig blir belysningspulser på + 40 til +60 volt påtrykt de aktuelle elektroder i et elektrodesett og pulser fra -40 til -60 volt blir påtrykt de aktuelle elektroder i det.andre elektrodesett. Disse pulsene vil være av 10-30 mikrosekunds varighet ved en frekvens på 0,5-2 kHz. Lesepulser med samme amplitude som belysningspulsenes (dvs -40 til -60 volt) vil bli påtrykt alle elektrodene i første elektrodesett eller gruppe av første elektrodesett mellom belysningspulsene. Disse pulser vil ha en varighet på 10 mikrosekunder ved en frekvens på 500 Hz.

Forskjellige utførelseseksempler av oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 illustrerer en bryter/anvisningsenhet skjematisk og i et utspilt bilde, idet enheten er utformet i over-ensstemmelse med foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et sideriss/snitt av bryter/anvisningsenhe-ten ifølge fig..1,

fig. 3 er et snitt etter linjen III-III i fig. 2,

fig. 4 viser en gjengivelse i likhet med fig. 1 og illustrerer en modifisert bryter/anvisningsenhet,

fig. 5 og 6 er skjematiske sideriss av modifikasjoner av bryter/envisningsenheten som er vist i fig. 1-4,

fig. 7 illustrerer ytterligere en skjematisk utførel-sesform av bryter/anvisningsenheten ifølge foreliggende oppfinnelse og

fig. 8 er en gjengivelse i likhet med den som er vist

i fig. 3 og 4 og illustrerer et 2 x 6 sett av bryter/anvis-ningsenheter utformet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Bryter/anvisningsenheten som er illustrert i fig. 1-3 omfatter en plate 10 av et gjennomsiktig, dielektrisk materiale, f.eks. glass. Et sett av gjennomsiktige, parallelle, langstrakte elektroder 11, fremstilt av elektrisk ledende materiale, som tinnoksyd, er anbrakt på baksiden av platen 10. Et gjennomsiktig lag 12 av ledende materiale er anbrakt på forsiden av platen 10, slik at det dekker elektrodesettet 11 på platens 10 bakside.

Et fosforlag 13 er anbrakt på baksiden av elektrodesettet 11 og et andre sett av langstrakte, parallelle elektroder 14 er anbrakt på baksiden av fosforlaget 13. Det andre elektrodesett 14 er anordnet slik at elektrodene forløper i rett vin- kei mot første elektrodesett 11, slik at hver elektrode i et sett overlapper alle elektroder i det andre sett, for dannelse av en matrise.

Som vist i fig. 3, er elektrodene 11 forsynt med inn-gangs forbindelser 15, som kan være koplet til kretser som er hensiktsmessige for påtrykking av en spenningspuls individuelt på hver elektrode. Elektrodene 14 er forsynt med en tilsvarende inngangsforbindelse (ikke vist), ved hjelp av hvilken de kan koples til kretser for påtrykking av en spenningspuls med motsatt polaritet i forhold til det som påtrykkes elektrodene 11, individuelt på hver elektrode 14. Det brukte fosforlag har gjerne en belysningsterskel fra 80 til 120 volt og den spenningspuls som blir påtrykt eleketrodene 11 kan være fra 40 til 60 volt, mens de pulser som påtrykkes elektrodene 14 kan være på -40 til -60 volt.

Hvis en elektrode i hvert av settene 11 og 14 blir påtrykt pulser, vil det påtrykkes et potensial fra 80 til 120

volt gjennom fosforlaget 13 i det punkt hvor elektrodene 11 og 14 overlapper. Dette potensial vil ekssitere den delen av fosforlaget 13 og produsere et belyst punkt. Ved samtidig påtrykking av pulser på de egnede elektroder i hvert elektrodesett 11 og 14, kan flertallet av punkter belyses slik at de danner et tegn eller symbol. Tegnet eller symbolet kan endres ved at forskjellige elektroder i settene 11 og 14 blir påtrykt pulser. Disse belysningspulser vil gjerne ha en varighet fra 10 til 30 mikrosekunder og bli påtrykt elektrodene med en frekvens på 0,5 til 2 kHz, mens anvisningsruten er belyst.

For opprettelse av omkoplingsorganer, er elektrodesettet 11 delt i to grupper X og Y, som vist i fig. 3. Gruppe Y er forsynt med et sett utgangsforbindelser 16, ved hjelp av hvilke de kan koples til passende registreringskretser. Lesepulser kan nå påtrykkes samtidig på alle elektroder 11 i gruppe X, og disse vil koples kapasitivt, via det ledende lag 12, til elektrodene 11 i gruppe Y, og en utgangspuls vil følgelig sendes til elektrodene 11 i gruppe Y. Denne utgangspuls kan registreres av registreringskretsen. For aktivisering av bryteren, blir en elektrisk belastning påtrykt det ledende lag 12, f.eks. ved at en person berører det ledende lag 12. Denne belastning vil redusere den kapasitive kopling mellom gruppe-ne X og Y i elektrodesettet 11 og vil dermed redusere signalet på elektrodene 11 i gruppe Y. Denne signalreduksjon kan registreres av registreringskretsen og benyttes for gjennomfø-ring av en omkopling.

Av bekvemmelighetshensyn kan kretsene for påtrykking

av belysningspulser på elektrodene 11 også benyttes for påtrykking av lesepulsene, men i stedet for pulsering av enkelte elektroder 11 slik det kreves for belysningsformål, vil det sørges for pulsering av alle elektrodene 11 samtidig i gruppe X. Disse lesepulser vil bli påtrykt mellom belysningspulsene og vil gjerne være av en varighet på 10 mikrosekunder ved en frekvens på 500 Hz. Ettersom ingen puls vil bli påtrykt elektrodene 14 når lesepulsene påtrykkes elektrodene 11, vil potensialet gjennom fosforlaget ikke nå belysningsterskelen og anvisningsdelen vil dermed ikke bli påvirket. Bryter/anvis-ningsenheten som er beskrevet ovenfor gir en anvisning som kan varieres etter ønske. Bryteren kan følgelig benyttes som en programmerbar, fler-funksjonsbryter, hvor anvisningen er innrettet slik at den endes som respons på aktivisering av bryteren eller som respons på aktivisering av andre brytere, f.eks. i en rekke tilsvarende bryter/anvisningsenheter.

I stedet for å dele inn elektrodesettet 11 i to grupper X og Y som omtalt ovenfor, kan det anordnes en ekstra elektrode 20 på baksiden av platen 10, som illustrert i fig. 4. Fosforlaget 13 og det andre sett av parallelle elektroder 14 blir anbrakt på baksiden av første elektrodesett 11 og anvisnings-anordningen drives på den måten som er beskrevet ovenfor.

For omkoplingsformål blir imidlertid lesepulser samtidig påtrykt alle elektroder 11 i settet. Det ledende laget 12 er utvidet, slik at det dekker både elektrodesettet 11 og elektroden 20 og dette koplet elektrodene 11 til elektroden 20. Elektroden 20 er koplet til en hensiktsmessig registrerings-krets, slik at endringen i signalet, når det anbringes en belastning på det ledende lag 12, kan registreres og omkopling kan igangsettes som beskrevet ovenfor. Det er anordnet ytterligere en sikringselektrode 21 på platens 10 bakside, mellom elektrodesett 11 og elektroden 20. Denne sikringselektrode 21 er koplet til jord for å redusere direkte kopling av elektro dene 11 og elektroden 20 til et minimum.

Bryter/anvisningsenhetene som er omtalt ovenfor kan modifiseres som illustrert i fig. 5, ved at en gjennomsiktig, elastisk, ledende membran 40 anbringes foran det ledende lag 12. Membranen 40 holdes på avstand fra det ledende lag 12

ved hjelp av isolerende avstandsstykker 41. Denne modifiser-te bryter/anvisningsenhet betjenes av en person ved nedtryk-king av membranen 40, inntil denne kommer i kontakt med det ledende lag 12. Det ledende laget 12 vil så koples til jord via membranen 40 og personen som berører membranen, og den resulterende elektriske belastning på det ledende lag 12 vil medføre en reduksjon i den kapasitive omkopling av bryteren på samme måte som omtalt ovenfor. Membranens 40 bevegelse vil opprette en følbar tilbakemelding til personen som betjener bryteren. Membranen 40 kan formes til en boble over det ledende lag 12, slik at den når den trykkes ned vil beveges til kontakt med det ledende lag med en snepperteffektfølelse. Slike bobleformer e.l. kan også tjene til å atskille membranen 40 fra det ledende lag 12 i stedet for avstandsstykkene 41.

I bryteren som er illustrert i fig. 6, er det utformet en membran 45 av et gjennomsiktig, ikke-ledende, elastisk plastmateriale. Dette materiale er formet til en boble e.l. 46, som dekker det ledende lag 12 og har avstand fra det. Membranens 45 innerflate er forsynt med et gjennomsiktig, ledende belegg 48, som er koplet til jord. Når bryteren blir aktivisert ved at boblen 46 trykkes inn, blir det ledende lag 12 koplet' til jord direkte via belegget 48. Den resulterende kapasitansendring vil følgelig være uavhengig av den person som betjener bryteren og vil gi en mer gjennomført endring av signalet når bryteren blir betjent. Denne brytertype kan dess-uten betjenes av ikke-ledende gjenstander.

Når trykket fjernes fra boblen 46, vil den springe tilbake, bort fra det ledende lag 12, slik at bryterens kapasitive karakteristikk vender tilbake til de opprinnelige ver-dier når bryteren ikke er aktivisert.

Det sentrale parti av boblen 46 kan være utformet med en linse 47, gjennom hvilken anvisningen blir forstørret.

I bryter/anvisningsenheten som er illustrert i fig. 7 er anordningen av elektrodesett 11 og 14 og fosforlag 13 på baksiden av den dielektriske plate 10 som angitt i forbindel-

se med fig. 1-3-I stedet for at det dannes et ledende lag 12 på frontflaten av platen 10, er det imidlertid anordnet et ledende belegg 52 på bakflaten av en boble 51, som er utformet av en gjennomsiktig, elastisk, ikke-ledende membran 50 som er anordnet foran platen 10, slik at den dekker elektrodesettet 11 og har avstand fra frontflaten av plate 10. Det ledende lag 52 er elektrisk isolert. Ved denne konstruksjon vil det være liten eller ingen kopling mellom settene X og Y av elektrodene 11 når bryteren ikke er aktivisert. Når så lesepulser blir påtrykt elektrodene 11 i gruppe X, vil det ikke komme noen eller bare en svært ringe utgangspuls på elektrodene 11 i gruppe Y. Men når boblen 51 blir presset ned, slik at belegget 52 kommer i kontakt med platens 10 øvre flate, vil elektrodene 11 i gruppe X og Y bli kapasitivt koplet via belegget 52. En lesepuls som blir påtrykt elektrodene 11 i gruppe X vil nå fremkalle en utgangspuls med signifikant amplitude på elektrodene 11 i gruppe Y og denne puls kan brukes for igangsetting av omkopling.

Denne bryterform, hvor det ledende lag 52 har avstand fra den dielektriske plates 10 frontflate, kan brukes i forbindelse med andre anordninger av elektroder på baksiden av den dielektriske platen 10, f.eks. i den form som er beskrevet under henvisning til fig. 4.

De ovenfor omtalte brytere kan benyttes hver for seg eller flere brytere kan brukes sammen. Denne form for konstruksjon er dog hensiktsmessig for fremstilling av en rekke bryteranvisningsenheter på en enkelt plate, som illustrert i fig. 8. Denne figur viser et 2 x 6 sett av bryter/anvisningsenheter, hvor to rekker av seks bryter/anvisningsenheter er utformet på en dielektrisk plate 30. To sett av gjennomsiktige, langstrakte elektroder 31 er anordnet på baksiden av platen 30. To rekker av seks separate, gjennomsiktige elektroder 32 er også' utformet på platens 30 bakside, mellom elektrodeset£é.ne>.:31 .Hvert elektrodesett 31 er kapasitivt koplet til naborekken av elektroder 32 ved hjelp av individuelle, gjennomsiktige, ledende lag 33 som er utformet på platens 30 frontflate. Hvert ledende lag 33 dekker en egen elektrode 32 og en del av nabosettet av elektroder 31. Som nevnt ovenfor, kan de to elektrodesett 31 være koplet til kretser for påtrykking av lesepulser, mens elektrodene 32 kan være koplet til hensiktsmessige registreringskretser. Når en elektrisk belastning påtrykkes et av de ledende lag 33 vil koplingen mellom elektrodesettet 31 og elektroden 32 som er dekket av det ledende laget 33 endres og endringen av signalet på elektroden 32 kan registreres for gjen-nomføring av en omkopling som er tilordnet ned bryteren.

Et fosforlag er påført baksiden av elektrodene 31 og

32 og ytterligere to sett av parallelle, langstrakte elektroder er anbrakt på baksiden av fosforlaget på samme måte som beskrevet ovenfor. Anvisningen av hver bryter kan dermed sty-res ved at passende elektroder blir påtrykt pulser på..en av sidene av fosforlaget, som beskrevet i forbindelse med de enkelte bryter/anvisningsenheter.

På tilsvarende måte kan brytere i den form som er omtalt i forbindelse med fig. 7 utformes til et sett.

Bryter/anvisningsenhetene i slike sett kan forsynes

med elastiske membraner på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 5 til.7. I slike sett vil membranene for hver bryter fortrinnsvis være utformet som en enkelt folie, f.eks. en folie som er formet med enkelte buledannelser 46 eller 51 for hver bryter....Der membranen har et ledende belegg, som angitt under henvisning til fig. 6 og 7, kan også det være utformet som ett enkelt belegg over hele folien.

Det kan dannes forskjellige modifikasjoner uten avvik fra oppfinnelsen. Ved settet av bryter/anvisningsenheter, kan de to sett av elektroder 31 på baksiden av platen 30 eksempelvis alternativt være anordnet vertikalt som antydet i fig. 4. Ved sett av bryter/anvisningsenheter av den type som er omtalt ovenfor, kan enhetene multiplekses under styring av en mikro-prosessor, som angitt i GB-PS nr. 2 059 657.

Endelig skal det bemerkes at de vedlagte tegninger ba-re er skejmatiske illustrasjoner. De . er ikke ment å angi re-lative dimensjoner eller tykkelser av komponentene. Den dielektriske plate 10 vil gjerne være i en tykkelsesorden på 3 mm. Fosforlaget 13 er i tykkelsesorden 40 mikron og de forskjelli ge elektrodene 11, 14, 20, 21, 31, 32 og ledende lag 12, 33 er i en tykkelsesorden på 0,05 mikron.

Claims (13)

1. Bryter/anvisningsenhet, karakterisert ved en gjennomsiktig, dielektrisk plate (10); et første sett av langstrakte, parallelle elektroder (11), utformet av et gjennomsiktig, ledende materiale på baksiden av den dielektriske plate; et fosforlag (13) i kontakt med nevnte førs-te sett av elektroder (11); et andre sett av parallelle, langstrakte elektroder (14), montert, i kontakt med baksiden av fosforlaget (13)> hvor det andre elektrodesett (14) er skråstilt i forhold til det første elektrodesett (11), slik at elektrodene i et sett overlapper elektrodene i det andre settet for å danne en punktmatrise; og et gjennomsiktig, ledende lag (12), utformet foran den dielektriske plate (10) og dekkende første elektrodesett (11).

2. Bryter/anvisningsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at første elektrodesett (11) er delt i to grupper (x, y), hvor en gruppe (x) av le-seelektroder er tilpasset for å koples til organer for påtrykking av lesepulser på dem, og den andre gruppe (y) av registreringselektroder er tilpasset for å koples til organer for registrering av pulser på dem.

3. Bryter/anvisningsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at første sett av elektroder (11) er tilpasset for å koples til organer for påtrykking av lesepulser på det og at en eller flere ytterligere, gjennomsiktige elektroder (20) er utformet på baksiden av den dielektriske plate (10), som ligger under det gjennomsiktige, ledende lag (12), hvor disse ytterligere elektroder (20) er tilpasset for å koples til organer for registrering av pulser på dem.

4. Bryter/anvisningsenhet som angitt i et av kravene l-33karakterisert ved at elektrodene (11), tilpasset for å koples til organer for påtrykking av en lesepuls på dem, er atskilt fra de elektroder som er tilpasset for å koples til organer for registrering av pulser ved hjelp av en sikringselektrode (21) som er tilpasset for å koples til jord.

5. Bryter/anvisningsenhet som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at det gjennomsiktige, ledende lag (12) er anordnet på forsiden av den dielektriske plate.

6. Bryter/anvisningsenhet som angitt i krav 53karakterisert ved at en gjennomsiktig, elastisk, ledende membran (40) dekker det ledende lag (12) og er anordnet i avstand fra dette.

7. Bryter/anvisningsenhet som angitt i krav 6, karakterisert ved at en gjennomsiktig, elastisk, ikke-ledende membran (45) dekker det ledende lag (12) og har avstand fra dette, hvor nevnte membran (45) har et gjennomsiktig, ledende belegg (48) på den flate som ligger nærmest det ledende lag (12).

8. Bryter/anvisningsenhet som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at det gjennomsiktige, ledende lag (52) har avstand fra den dielektriske plates (10) frontflate og er bevegelig til kontakt med denne.

9. Bryter/anvisningsenhet som angitt i krav 8, karakterisert ved at det gjennomsiktige, ledende lag (52) er utformet på baksiden av en gjennomsiktig, ledende, elastisk membran (50) som dekker og har avstand fra den dielektriske plate (10).

10. Sett av bryter/anvisningsenheter som er utformet som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at bryter/anvisningsenhetene er utformet i innbyrdes avstand på en felles, dielektrisk plate (30).

11. Sett av bryter/anvisningsenheter som angitt i krav 10, karakterisert ved at et første sett av elektroder (31) er felles for et flertall av bryter/anvis-ningsenheter.

12. Bryter/'anvisningsenhetanordning som angitt i et av foran-stående krav, karakterisert ved at den omfatter organer for å påtrykke belysningspulser enkeltvis på hver elektrode i første elektrodesett (11) og hver elektrode i det andre elektrodesett (14); organer for å påtrykke lesepulser på en gruppe av første elektrodesett (11); og organer for å registrere pulser som er sendt kapasitivt via det ledende lag (12) til en eller flere andre elektroder (11,20) på baksiden av den dielektriske plate (10).

13. Bryter/anvisningsenhetanordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at organene for å påtrykke belysningspulser individuelt på hver elektrode i første elektrodesett (11) også tjener til å påtrykke lesepulser samtidig på en gruppe av disse elektroder.