DE3927306A1

DE3927306A1 - Piezoelektrische wandleranordnung

Info

Publication number: DE3927306A1
Application number: DE3927306A
Authority: DE
Inventors: Kyung Tae Park
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Arkema Inc
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1990-02-22
Also published as: GB8918583D0; JPH02103823A; GB2222014A; GB2222014B; US4975616A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine piezoelek trische Wandleranordnung im allgemeinen, und insbesondere auf eine als verbesserte piezoelektrische Tastaturanordnung ausgebildete piezoelektrische Wandleranordnung.

Ein Tastenschalter ist in der Lage, ein Spannungssignal zu erzeugen, wenn eine Kraft auf den Schalter ausgeübt wird. Das resultierende Spannungssignal kann in Anwendungen ver wendet werden, die Computer, alphanumerische Tastaturen, Küchengeräte bzw. -einrichtungen und zahlreiche andere elektronische Einrichtungen, Geräte, Anlagen o.dgl. bein halten.

Konventionelle Metallkontakt-Tastenschalter werden nach ausgedehnten Benutzungszeitdauern unzuverlässig. Zum Bei spiel hat der Kontaktwiderstand die Tendenz, mit dem Alter zuzunehmen, und schlechter Kontakt mit bzw. an den Kontakt stellen erzeugt unerwünschtes Vibrieren, Spannungsprünge und/oder Schalterprellen. In dem Bemühen, die allgemeine Unzuverlässigkeit von Metallkontakt-Tastenschaltern zu überwinden, wurden Halleffekt-Tastenschalter, in denen ma gnetische Widerstandselemente angewandt werden, und kapazi tive Tastenschalter entwickelt, aber jede dieser Art von Tastenschaltern erfordert sorgfältig ausgearbeitete bzw. gearbeitete und/oder komplizierte Teile und/oder Steuer schaltungen.

Neuerlich sind gepolte piezoelektrische Polymerfilme ent wickelt worden, um als das Kraftfühlelement zu funktionie ren. Mit diesen Filmen werden im wesentlichen die Unzuläng lichkeiten von Metallkontakt-Tastenschaltern überwunden, wie auch die Unzulänglichkeiten, die piezoelektrischen Ke ramiken inhärent sind, welche hart, spröde, leicht zer brechlich und schwierig zu komplizierten Formen zu verar beiten sind und welche oft falsche Spannungssignale bzw. Fehlspannungssignale von bzw. durch Schallwellen erzeugen, die auf ihre Oberflächen auftreffen.

Ein bevorzugter gepolter piezoelektrischer Polymerfilm ist Polyvinylidenfluorid (das nachstehend auch als PVDF be zeichnet wird). Durch sorgfältiges Steuern bzw. Kontrollie ren der Verfahrensschritte für das Polarisieren des PVDF- Films, einschließlich der mechanischen Ausrichtung und Be handlung in einem kräftigen elektrischen Feld, erhält man ei nen in hohem Maße piezoelektrischen und pyroelektrischen Film. Ein solcher Film ist kommerziell unter der Handelsbezeich nung KYNAR erhältlich, bei dem es sich um ein Produkt der Pennwalt Corporation, Philadelphia, Pennsylvanien, USA, der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung handelt.

PVDF-Film, insbesondere KYNAR-PVDF-Film, ist flexibel, zäh und billig bzw. kostengünstig, und er besitzt einen niedri gen Modul bzw. Elastizitätsmodul und einen niedrigen mecha nischen Q-Faktor und demgemäß weist er wenig oder gar kein Vibrieren, Schalterprellen, Zurückschnellen o.dgl. auf. In vielen derzeitigen Tastaturen werden PVDF-Filme als das piezoelektrische oder pyroelektrische Fühlelement verwen det.

PVDF-Film, insbesondere KYNAR-Film, erzeugt eine elektri sche Ladung, die proportional der angewandten Beanspru chung, Belastung, Deformation, dem angewandten Druck oder der thermischen Energie ist. Diese Ladung repräsentiert ein Ausgangssignal des Films. Die Intensität bzw. Stärke des Ausgangssignals variiert mit der Umgebungstemperatur des Films, der Fläche der Elektrodenmetallisierung auf dem Film und seiner bzw. ihrer Dicke, den piezoelektrischen/pyro elektrischen Konstanten für den Film bzw. des Films, der Rate bzw. Geschwindigkeit, mit welcher die Beanspruchung, Belastung, Deformation oder der Druck oder die thermische Energie angewandt wird, den mechanischen Bedingungen bzw. Zuständen (Filmstraffheit bzw. -spannung, Laminierungen, mechanisches Brummen bzw. Rauschen und mechanische Zwi schenelementkopplung) und den Schaltungsbedingungen (Ab schirmung, Impedanz, Streuung, Streuverlust, Kopplungs widerstand und Ableitung).

Tastaturausbildungen nach dem Stande der Technik, in denen PVDF-Film verwendet wird, haben eine Anzahl von Nachteilen, wie beispielsweise eine übermäßig große Anzahl von einzel nen Drahtleitungen, die von den Schalterorten herkommen, und Empfindlichkeit für mechanische Kopplung und elektri sches Übersprechen. Diese Nachteile resultieren keineswegs aus der Verwendung von PVDF-Film, sondern vielmehr aus der jeweiligen Ausbildung, die manchmal geradezu einfallslos ist. Außerdem erfordern Tastaturen nach dem Stande der Technik bzw. solche Tastaturen nach dem Stande der Technik eine komplizierte Decodierungsschaltung, um genau zu iden tifizieren, welcher Schalter aus einer Anordnung von Schal tern betätigt worden ist. Das erhöht die Kosten und Kompli ziertheit solcher Tastaturen erheblich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, eine piezoelektrische Wandleranordnung bzw. eine Tastatur zur Verfügung zu stellen, welche die Leiterendzahl auf wenige, vor zugsweise nur drei Leitungen bei einer komplizierten Mehr schalter-Wandleranordnung bzw. Mehrschalter-Tastatur ver mindert, so daß dadurch die Schaltung bzw. der Schaltungs aufwand minimalisiert wird, während gleichzeitig ein "scharfes" sowie in sonstiger Weise ausgezeichnet geeigne tes Ausgangssignal geliefert wird, welches den betätigten Wandler bzw. die betätigte Taste spezifisch identifiziert, indem ein für dieses Wandlerelement bzw. diese Taste ein deutiges elektrisches Signal entwickelt bzw. hervorgebracht wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine piezoelektrische Wand leranordnung zur Verfügung gestellt, die eine Mehrzahl von piezoelektrischen Wandlern, Wandlermitteln, -einrichtungen, -elementen o.dgl. umfaßt, welche in einer Anordnung, insbe sondere in einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, angeordnet sind. Es ist eine gemeinsame Elektrode für we nigstens eine Mehrzahl der Wandler, Wandlermittel, -ein richtungen, -elemente o.dgl. vorgesehen. Eine Mehrzahl von diskreten Signalelektroden ist operativ bzw. betriebsmäßig mit jedem Wandler, jedem Wandlermittel, jeder Wandlerein richtung, jedem Wandlerelement o.dgl. verbunden bzw. jedem Wandler, jedem Wandlermittel, jeder Wandlereinrichtung, jedem Wandlerelement o.dgl. zugeordnet. Die Anzahl von Si gnalelektroden für jeden Wandler, jedes Wandlermittel, jede Wandlereinrichtung, jedes Wandlerelement o.dgl. ist die gleiche. Zur Vereinfachung wird nachfolgend sowie auch in den Patentansprüchen der Begriff "Wandler" zusammenfassend für die Begriffe "Wandler, Wandlermittel, Wandlereinrich tung, Wandlerelement o.dgl." verwendet. Die Oberflächenbe reiche bzw. -flächeninhalte der Signalelektroden sind für jeden Wandler so angepaßt und eingerichtet, daß ein Signal er zeugt wird, welches jeweils einem Wandler eindeutig zuge ordnet ist. Signalelektroden von entsprechendem Oberflä chenbereich bzw. entsprechendem Oberflächeninhalt von jeder Mehrzahl, insbesondere jeder Mehrzahl von Wandlern, sind mittels eines gemeinsamen Leiters miteinander verbunden.

Die Signale, die aus der Betätigung eines Wandlerorts re sultieren, sind jedem der Wandlerorte eindeutig zugeordnet.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger, in den Figu ren der Zeichnung dargestellter, gegenwärtig besonders be vorzugter Ausführungsformen näher erläutert, jedoch sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die genauen Anordnungen und Instrumente, Geräte o.dgl., die gezeigt sind, beschränkt ist, sondern vielmehr unter den hier gege benen Richtlinien in vielfältiger Weise mit Erfolg ausführ bar ist; es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine Form einer Tastaturanordnung nach dem Stande der Technik;

Fig. 2A und 2B eine andere Form einer Tastaturanordnung nach dem Stande der Technik;

Fig. 3 eine Tastaturanordnung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung in schemati scher Form;

Fig. 4 eine Tastaturanordnung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung in schemati scher Form;

Fig. 5 in vereinfachter Form eine Veranschaulichung einer ersten Art und Weise, in welcher eine Tastaturan ordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aufge baut sein kann;

Fig. 6 in vereinfachter Form eine Veranschaulichung einer zweiten Art und Weise, in welcher eine Tastatura nordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aufge baut sein kann;

Fig. 7 in vereinfachter Form eine Veranschaulichung einer dritten Art und Weise, in welcher eine Tastatur anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aufge baut sein kann;

Fig. 8 in schematischer Form eine Veranschaulichung einer Tastaturanordnung gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Veranschaulichung einer Tastaturanordnung ge mäß einer vierten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung in schematischer Form;

Fig. 10 eine Veranschaulichung von typischen bzw. bevor zugten elektrischen Signalen, die von einer Ta statur gemäß der in Fig. 9 gezeigten Ausfüh rungsform herkommen; und

Fig. 11 und 12 eine Veranschaulichung einer Tastaturan ordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Form.

Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, und zwar zunächst auf die Fig. 1A und 1B, in denen eine der Arten von Tastaturen gemäß dem Stande der Technik ge zeigt ist, in denen ein piezoelektrischer Polymerfilm vor gesehen ist. Die Tastatur ist generell mit 10 bezeichnet und umfaßt eine Dünnplatte bzw. Folie 12 aus piezoelektri schem Polymerfilm, auf der eine Anzahl von einzelnen Ta stenstellen enthalten bzw. vorgesehen sind, die zur Erläu terung mit 1 bis 8 bezeichnet sind. Wie man am besten aus Fig. 1B ersieht, hat jede einzelne Tastenstelle ihre ei gene "heiße" Elektrode 14 und Masseelektrode 16. Jedes Paar von Elektroden 14, 16 und der Teil des piezoelektrischer piezoelektrischen Polymerfilms, der sich zwischen den Elek troden befindet, umfaßt bzw. bildet eine einzelne Wandler stelle. Wenn eine Wandlerstelle beispielsweise durch Druck aktiviert wird, wird ein elektrisches Signal erzeugt.

Ein Hauptnachteil dieser Art von System nach dem Stande der Technik besteht darin, daß die Musterbildung (das Anordnen im Muster) und die Fluchtung der Elektroden kritisch ist. Darüber hinaus muß jede Taste zwei zugeordnete Leitungen 18 und 20 haben (siehe Fig. 1A), damit das von einer indivi duellen Tastenstelle erzeugte elektrische Signal an eine Signalverarbeitungs- und Decodierungsschaltung angekoppelt werden kann. Für eine komplizierte Tastatur, wie beispiels weise eine Schreibmaschinentastatur oder eine Computerta statur, wird die Anzahl von einzelnen Leitungen 18, 20 na türlich ziemlich groß, was die Kosten und die Kompliziert heit der Tastatur beträchtlich erhöht und deren Zuverläs sigkeit vermindert. Weiter muß bei dieser Art von Tastatur jede individuelle Tastenstelle mechanisch entkoppelt wer den, damit eine Zwischentastenbelastung bzw. -deformation oder ein Zwischentastendruck oder ein sonstiges piezoelek trisches Übersprechen oder ein pyroelektrisches Überspre chen zwischen Tasten vermieden wird, was sonst zu fehler haften Ergebnissen führen kann.

Die Fig. 2A und 2B zeigen eine andere Art einer piezoelektri schen Polymertastatur 22 nach dem Stande der Technik, die so gestaltet ist, daß die Anzahl von erforderlichen einzel nen Leitungen vermindert ist. In dieser Art von Tastatur ist ein piezoelektrischer Polymerfilm 24 mit zueinander rechtwinklig bzw. senkrecht verlaufenden Zeilenelektroden 26 auf der einen Oberfläche des Films 24 und Spaltenelek troden 28 auf der entgegengesetzten Oberfläche versehen. Die zueinander senkrechten Zeilen- und Spaltenelektroden 26, 28 bilden dort, wo sie sich schneiden, Tastenplätze bzw. -stellen. Diese Tastenplätze bzw. -stellen sind zur Veranschaulichung mit den Zahlen 1 bis 8 bezeichnet. Diese Art des Aufbaus, bei dem die Schnittstellen von Zeilen- und Spaltenelektroden verwendet werden, vermindert die Lei tungsendzahl auf die Anzahl der Zeilen plus die Anzahl der Spalten.

Wie bei der Tastatur nach dem Stande der Technik, die in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist, ist eine mechanische Entkopplung erforderlich, um ein Übersprechen zwischen Ta stenplätzen bzw. -stellen zu vermindern. Jedoch besteht der Hauptnachteil dieser Art von Tastatur, wie sie in den Fig. 2A und 2B veranschaulicht ist, in dem kapazitiven Zwi schenelementübersprechen bzw. in dem kapazitiven Überspre chen zwischen einzelnen Tastenelementen dort, wo sich meh rere Tasten einen gemeinsamen Leiter teilen, und dadurch bewirkt eine Ladung, die durch Betätigen einer Taste an dem einen Tastenplatz bzw. der einen Tastenstelle hervorge bracht bzw. entwickelt wird, daß ein Signal auf bzw. an be nachbarten Tasten bzw. Tastenstellen entwickelt bzw. her vorgebracht wird, welche sich den gemeinsamen Leiter mit der einen Tastenstelle teilen. Es sind zahlreiche Bemühun gen unternommen worden, dieses kapazitive Übersprechen zu minimalisieren, und zwar einschließlich der Verwendung von mehrfachen piezoelektrischen Filmfolien (was die Kosten er höht), von Schlitztasten-Elektrodenmustern bzw. Elektroden mustern mit geteilten Tasten, um alle Tasten individuell mit Masse zu verbinden, der Verwendung von Abstandsteilen, wo Druck zwei Filme zusammendrückt (ein Hybrid bzw. eine Mischform von piezoelektrischer Technologie und Membranen technologie), und dergleichen. Keine dieser Lösungen ist vollständig zufriedenstellend.

Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkeiten gelöst, und es wird eine Tastatur zur Verfügung gestellt, bei der die Leiterendzahl auf lediglich drei Leitungen bei einer komplizierten Tastatur vermindert ist, so daß dadurch die Kosten und die Kompliziertheit minimalisiert und die Betriebszuverlässigkeit maximalisiert wird, während gleich zeitig ein "scharfes" bzw. ausgezeichnet brauchbares Signal für die Signalverarbeitungselektronik geliefert wird, wel ches die betätigte Taste speziell identifiziert, und zwar aufgrund eines elektrischen Signals, das für diese Taste kennzeichnend bzw. dieser Taste eindeutig zugeordnet ist.

Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Tastatur 30 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Form dargestellt ist. Die Tastatur 30 umfaßt ein Substrat in der Form einer Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. 32 aus piezoelektrischem Polymerfilm, der vorzugs weise, jedoch nicht notwendigerweise, Polyvinylidenfluorid- Film (PVDF-Film) ist. Obwohl PVDF bevorzugt wird, kann je des piezoelektrische Material, wie beispielsweise piezo elektrische Keramiken oder andere piezoelektrische Polymer filme, verwendet werden, ohne daß der Bereich der vorlie genden Erfindung damit verlassen wird. Es können auch zum Beispiel Copolymere von Vinylidenfluorid und copolymeri sierbare Comonomere, wie beispielsweise Tetrafluorethylen und Trifluorethylen, verwendet werden.

Eine gemeinsame Elektrode 34 ist auf einer Oberfläche des PVDF-Films 32 vorgesehen. Die gemeinsame Elektrode 34 hat vorzugsweise die Form eines kontinuierlich metallisierten Bereichs bzw. einer kontinuierlichen metallisierten Fläche und kann im wesentlichen die eine gesamte Oberfläche der PVDF-Dünnplatte 32 bedecken. Die gemeinsame Elektrode 34 kann mittels irgendeines konventionellen Metallisierungs verfahrens ausgebildet sein, wie beispielsweise durch Sieb drucken, Vakuumablagerung o.dgl. Die entgegengesetzte Ober fläche des PVDF-Films 32 ist in eine Mehrzahl von einzelnen Wandlerorten oder Tastenstellen 36 unterteilt. Zum Zwecke der Veranschaulichung sind 9 solcher Tastenstellen, die mit A bis I bezeichnet sind, in Fig. 3 gezeigt. An bzw. auf jeder Tastenstelle ist eine Mehrzahl von diskreten Elektro den. In der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform sind zwei diskrete Elektroden 38, 40 dargestellt, obwohl die Erfindung nicht auf die genaue Anzahl von diskreten Elektroden, welche an bzw. auf jeder Tastenstelle verwendet werden, beschränkt ist. Die diskreten Elektroden 38, 40 sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, aus dem gleichen Leitermaterial wie die gemeinsame Elektrode 34 ausgebildet, und sie können auch in der gleichen Weise wie diese gemeinsame Elektrode 34 ausgebildet sein. Die diskre ten Elektroden 38, 40 haben die gleiche Dicke, jedoch nicht notwendigerweise den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt. Wie man aus Fig. 3 ersieht, sind die relativen Oberflä chen-Flächeninhalte der Elektroden 38, 40 unterschiedlich und einmalig bzw. kennzeichnend für jede Tastenstelle 36.

Entsprechende Elektroden für jede bzw. von jeder aus der Mehrzahl von Elektroden an bzw. auf einer Tastenstelle sind zusammen mit einem gemeinsamen Leiter verbunden, so daß dieser einen einzigen elektrischen Anschluß für die entsprechenden Elektroden bildet. So sind zum Beispiel ent sprechende Elektroden 38 mittels des gemeinsamen Leiters 42 miteinander verbunden, so daß für diese ein einziger elek trischer Anschluß 46 ausgebildet wird, während entspre chende Elektroden 40 mittels des gemeinsamen Leiters 44 miteinander verbunden sind, so daß ein einziger elektri scher Anschluß 48 für diese ausgebildet wird.

Im Betrieb ist, da die Elektroden 38 und 40 an jeder Ta stenstelle 36 unterschiedliche Oberflächen-Flächeninhalte haben, die durch Betätigung einer Tastenstelle erzeugte elektrische Ladung unterschiedlich und proportional den Oberflächen-Flächeninhalten der Elektroden an bzw. auf der betätigten Tastenstelle. Die durch eine Tastenstelle ent wickelten Ladungen können über die elektrischen Anschlüsse 46 und 48 mit einer konventionellen Ladungsverstärkungs schaltung verbunden werden. Auf diese Weise sind die Aus gangssignale für die gesamte Tastatur unter Verwendung von nur zwei Leitern 42 und 44 und zwei Anschlüssen 46 und 48, plus natürlich einem Anschluß für die gemeinsame Elektrode 34 (nicht gezeigt), verfügbar.

Beispielsweise können die Elektroden 38 und 40 an der Ta stenstelle A den gleichen Flächeninhalt haben, und dieser Flächeninhalt kann willkürlich als gleich 1 bezeichnet wer den. Die Ladungen, welche durch die Betätigung der Tasten stelle A erzeugt werden und an den Anschlüssen 46 und 48 erscheinen, haben eine Amplitude, welche proportional den Oberflächen-Flächeninhalten der Elektroden 38 und 40 ist. Dieser Amplitude kann auch willkürlich der Wert 1 zugeord net werden. Infolgedessen ist es immer dann, wenn elektrische Ladungen, die eine Amplitude haben, welche den Wert 1 besitzt, an den Anschlüssen 46 und 48 detektiert werden, so, daß das angibt bzw. anzeigt, daß die Tasten stelle A betätigt worden ist. Die Tastenstelle C kann in der Weise hergestellt sein, daß die Elektrode 40 den drei fachen Oberflächen-Flächeninhalt der Elektrode 38 hat, und die Elektrode 38 an der Tastenstelle C kann einen Flächen inhalt haben, der gleich 1 ist. Wenn daher die Tastenstelle C betätigt wird, hat das Ausgangssignal am Anschluß 46 den Wert 1, und das Ausgangssignal am Anschluß 48 hat den Wert 3. Wenn dieser Zustand detektiert wird, zeigt bzw. gibt das an, daß die Tastenstelle C betätigt worden ist. Solange die Elektrodenpaare 38 und 40 eindeutige bzw. kennzeichnende Kombinationen von Oberflächen-Flächeninhalten haben, kann jede Anzahl von Tastenstellen, von denen jeder Tastenstelle ein eindeutiges bzw. kennzeichnendes Signal zugeordnet ist, hergestellt werden, wobei diese Anzahl von Tastenstellen nur durch die Genauigkeit begrenzt ist, die beim Ausbilden von eindeutigen bzw. kennzeichnenden Elektrodenoberflächen- Flächeninhalten erzielbar ist, sowie durch die Fähigkeit der elektronischen Ladungsdetektionsschaltung, die Ladungs unterschiede mit guter Zuverlässigkeit zu unterscheiden.

Um die Zuverlässigkeit der Genauigkeit des Detektierens, welche Tastenstelle betätigt worden ist, zu verbessern, kann eine Bezugselektrode von konstantem Flächeninhalt zu jeder Tastenstelle hinzugefügt werden. Es sei nun auf Fig. 4 Bezug genommen, wonach eine Bezugselektrode 50 von kon stantem Flächeninhalt an bzw. auf jeder individuellen Ta stenstelle 36 zusammen mit Elektroden 38 und 40 vorgesehen ist. Der Bezugselektrode 50 kann willkürlich ein Flächenin halt zugeordnet werden, der gleich 1 ist. Alle Bezugselek troden 50 sind mittels eines gemeinsamen Leiters 52 mitein ander verbunden, um einen Bezugsanschluß 54 zu erzeugen, an den dieser gemeinsame Leiter 52 geführt ist. Da die Bezugs elektroden 50 alle den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt haben, hat das Ausgangssignal am Anschluß 54 die gleiche Amplitude unabhängig davon, welche individuelle Tasten stelle betätigt worden ist. Wie vorher kann dieser Ampli tude willkürlich der Wert 1 zugeordnet werden. Bei der Hin zufügung der Bezugselektroden 50 kann das Ausgangssignal am Anschluß 54 als ein Bezug für den Vergleich der Signale an den Anschlüssen 46 und 48 verwendet werden. Zum Beispiel kann nun ein Verhältnisdetektionsschema angewandt werden, welches die Tastatur 30 weniger abhängig von der Betäti gungskraft macht, mit der eine individuelle Tastenstelle aktiviert wird. Da die Ausgangsgröße des PVDF-Films propor tional der angewandten Kraft ist, erzeugt eine größere Kraft eine höhere Amplitude der Ausgangsgröße, während eine kleinere Kraft eine niedrigere Amplitude der Ausgangsgröße erzeugt. Wenn eine Tastenstelle unter Anwendung von nur ei ner kleinen Kraft betätigt wird, kann das aktuelle Aus gangssignal zu niedrig für eine zuverlässige Detektion sein. Wenn jedoch das Verhältnis der Ausgangssignale erhal ten wird, wird die Detektionsgenauigkeit erhöht. Durch Ver gleichen der Ausgangssignale mit dem Bezugssignal können eindeutige bzw. kennzeichnende Verhältnisse für jede indi viduelle Tastenstelle erhalten werden. Das wäre bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nicht möglich, da das Verhältnis für die Tastenstellen A, E und I beispielsweise identisch sein würde, weil an jeder dieser Tastenstellen beide Elektroden den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt ha ben, obwohl sich die Oberflächen-Flächeninhalte von Tasten stelle zu Tastenstelle unterscheiden.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das Ver hältnis der Ausgangsgrößen für die Tastenstellen A, E und I stets eindeutig bzw. charakteristisch, wenn es mit dem Aus gangssignal von der Bezugselektrode 50 verglichen wird. Das veranschaulicht die nachstehende Tabelle 1 in tabellari scher Form.

Tabelle 1

Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß ein eindeutiges bzw. kennzeichnendes, "scharfes" bzw. sehr gut geeignetes Signal durch Benutzung des Verhältnisdetektionsschemas erhalten werden kann und daß das Signal unabhängig von der aktuellen Kraft oder der pyroelektrischen Eingangsgröße, die auf eine Tastenstelle ausgeübt wird bzw. zur Anwendung gelangt, ist.

Die Fig. 5 veranschaulicht eine erste Art und Weise, in welcher eine praktische Tastatur gemäß der Erfindung aufge baut sein kann. In Fig. 5 ist eine individuelle Tasten stelle 36 durch eine Öffnung 56 in einer Abdeckplatte 58 definiert bzw. begrenzt, wobei die Abdeckplatte 58 zum Bei spiel eine dünne Platte oder Folie aus Kunststoffmaterial sein kann. Unter der Abdeckplatte 58 ist vorzugsweise eine Schutz-Dünnplatte oder -Folie 60 aus klarem bzw. durchsich tigem Material, wie beispielsweise eine Polyesterfolie, zum Beispiel MYLAR, vorgesehen, unter der sich die Tastatur 30 befindet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Elek troden 38 und 40 fluchtend mit der Öffnung 56 angeordnet. Ein Druck auf die Polyester- bzw. Mylarfolie 60, zum Bei spiel ein Fingerdruck, liefert die Betätigungskraft für die Tastenstelle 36.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine andere Art und Weise, in der eine praktische Tastatur nach der Erfindung aufgebaut sein kann. Nach Fig. 6 weisen individuelle Tastenstellen 36 Tastenbetätigungselemente bzw. je ein Tastenbetätigungs element auf, wie beispielsweise einen Druckstempel 62, der vertikal hin- und herbewegbar ist. Der Druckstempel 62 wirkt mit einer Feder- bzw. Schnappscheibe 64 zusammen, um eine Betätigungskraft für die Tastenstelle 36 zu liefern. Wenn der Druckstempel 62 niedergedrückt wird, bewirkt er, daß die Feder- bzw. Schnappscheibe 64 aus der entspannten Po sition, die im linken Teil der Fig. 6 gezeigt ist, in die eingeschnappte Position, die im rechten Teil der Fig. 6 gezeigt ist, überschnappt. Dadurch wird eine gleichförmige Kraft auf die jeweilige Tastenstelle angewandt.

Zusätzlich zu seiner Druckempfindlichkeit ist PVDF-Film auch für thermische Energie empfindlich. So kann, wie in Fig. 7 gezeigt ist, eine mittels thermischer Energie betä tigte Tastatur aufgebaut werden. In Fig. 7 weist jede Ta stenstelle 36 einen Betätiger 66 auf, der vertikal hin- und herbewegbar ist. Dieser Betätiger 66, der vorliegend die Form eines Plungers bzw. Druckstempels hat, hat eine reflektie rende Oberfläche 68, die unter einem Winkel zur Vertikalen angeordnet ist. Infrarotstrahlung 70 von einer Infrarot strahlungsquelle 72 wird, bezogen auf Fig. 7, horizontal gerichtet. In der Ruheposition befindet sich der Betätiger 66 in einer solchen Position, daß die Infrarotstrahlung 70 nicht auf die reflektierende Oberfläche 68 auftrifft, und diese Position ist in Fig. 7 mittels gestrichelter Linien angedeutet. Wenn die Tastenstelle 36 betätigt werden soll, wird der Betätiger 66 nach abwärts gedrückt, und Infrarot strahlung 70 von der Infrarotstrahlungsquelle 72 wird durch die reflektierende Oberfläche 68 auf die Oberfläche des PVDF-Films 32 reflektiert. Die auf die Oberfläche des PVDF- Films 32 reflektierte Infrarotstrahlung bewirkt, daß der Film 32 ein Ausgangssignal erzeugt.

Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedenste Arten ausgeführt werden und ist keineswegs auf die Verwendung ei nes einzelnen bzw. einzigen kontinuierlichen Substrats aus piezoelektrischem Film beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 8 gezeigt ist, so aus geführt werden, daß sie eine Anordnung, insbesondere eine Gruppierung oder regelmäßige Anordnung, von diskreten Wand lern 74 hat. Aus Darstellungsgründen sind in Fig. 8 nur drei diskrete Wandler, die mit A, B und C bezeichnet sind, veranschaulicht, obwohl jede Anzahl von diskreten Wandlern zur Ausbildung einer Anordnung, insbesondere Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, verwendet werden kann. Weiter sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die diskreten Wandler 74 als kreisförmige Scheiben veranschaulicht sind, die ge naue geometrische Form der Wandler nicht kritisch ist. In den diskreten Wandlern 74 kann der bevorzugte PVDF-Film als das Wandlerelement verwendet werden, es kann jedoch auch irgendein anderes piezoelektrisches Material, wie bei spielsweise piezoelektrische Keramik, verwendet werden. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen sind Elek troden 76, 78 von unterschiedlichen Oberflächen-Flächenin halten auf der einen Oberfläche der Wandler 74 an jeder Ta stenstelle A, B und C vorgesehen. Die entgegengesetzte Oberfläche von jedem Wandler 74 ist mit einer Elektrode 80 versehen, wie durch die teilweise gestrichelte Hinweislinie in Fig. 8 angedeutet. Entsprechende Elektroden 76 von je dem Wandler 74 sind miteinander verbunden, um einen einzi gen elektrischen Anschluß 80 zu bilden, und entsprechende Elektroden 78 sind miteinander verbunden, um einen einzigen elektrischen Anschluß 82 zu bilden. Obwohl das aus Gründen einer klaren Darstellung in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, sind die Elektroden auf den entgegengesetzten Oberflä chen der Wandler 74 miteinander verbunden, um eine dritte oder gemeinsame Elektrode zu bilden. Die Wandleranordnung gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform der Erfin dung arbeitet in der gleichen Art und Weise wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen, ausgenommen, daß die Wand lerstellen diskrete Wandler anstelle von einzelnen Wandler orten auf einem gemeinsamen piezoelektrischen Substrat um fassen bzw. sind.

Die Anzahl von einzelnen Wandlerorten oder Tastenstellen kann durch Verwendung der Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 9 veranschaulicht ist, effektiv verdoppelt werden. In Fig. 9 sind zwei Substrate in der Form von pie zoelektrischen Filmen 84 und 86 von entgegengesetzten Pola ritäten gezeigt. Obwohl zu Zwecken der Erläuterung die Filme 84 und 86 als zwei gesonderte Substrate angegeben sind, können die Filme 84 und 86 auch Teil eines einzigen piezoelektrischen Films mit Flächen von entgegengesetzter Polarität sein. Flächen von entgegengesetzter Polarität können auf einem einzigen PVDF-Film dadurch erhalten wer den, daß man die Polarität der Polarisierungsspannung bei dem Filmherstellungsverfahren ändert, wie für den Fachmann ohne weiteres verständlich ist. Jedoch ist es für die vor liegende Erfindung nicht kritisch, ob zwei gesonderte Filme bzw. Dünnplatten oder ein einziger Film bzw. eine einzige Dünnplatte verwendet werden bzw. wird. Für Zwecke der Er läuterung hat vorliegend jeder piezoelektrische Film 84, 86 vier individuelle Tastenstellen A bis D bzw. A′ bis D′ auf der einen Oberfläche des Films. Obwohl das aus Gründen ei ner klareren Darstellung in der Zeichnung weggelassen ist, sind die entgegengesetzten Oberflächen der Filme 84, 86 me tallisiert, um eine gemeinsame Elektrode für die individu ellen Wandlerstellen auszubilden. Für Zwecke der Erläute rung wird der Film 84 als ein solcher von positiver Polari tät angenommen, was durch das Symbol "+" angezeigt ist, während der Film 86 als ein solcher von negativer Polarität angenommen wird, wie durch das Symbol "-" angezeigt ist.

Wie Fig. 9 zeigt, haben die Tastenstellen A bis D auf dem Film 84 und A′ bis D′ auf dem Film 86 entsprechende Elek troden 88, 90 von unterschiedlichen relativen Oberflächen- Flächeninhalten, wie das in den vorher beschriebenen Aus führungsformen der Fall ist. Auf diese Weise erzeugt jede Tastenstelle A bis D auf dem Film 84 ein eindeutiges bzw. für die Tastenstelle jeweils charakteristisches Ausgangssi gnal. Dasselbe gilt für jede Tastenstelle A′ bis D′ auf dem Film 86. Jedoch können, da die Filme 84 und 86 von entge gengesetzter Polarität sind, darüber hinaus unterschiedli che Tastenstellen auf jedem Film das gleiche Verhältnis des Oberflächen-Flächeninhalts der Elektroden 88, 90 haben, während sie inmer noch ein eindeutiges bzw. für die jewei lige Tastenstelle charakteristisches Signal erzeugen. So erzeugt zum Beispiel, wenn die Tastenstelle A aktiviert wird, diese Tastenstelle ein Ausgangssignal, das einen ins Positive gehenden Impuls, gefolgt von einem ins Negative gehenden Impuls umfaßt, was eine Kompression und eine Ent spannung der Tastenstelle A anzeigt, wie durch die obere Wellenform in Fig. 10 veranschaulicht ist. Da der Film 86 eine gegenüber dem Film 84 entgegengesetzte Polarität hat, erzeugt eine Aktivierung der Tastenstelle A′, welche das gleiche Oberflächen-Flächeninhalts-Verhältnis der Elektro den 88, 90 wie die Tastenstelle A haben kann, ein Signal von gleicher Amplitude, jedoch entgegengesetzter Polarität, wie durch die untere Wellenform in Fig. 10 veranschaulicht ist. Auf diese Weise kann durch Verwendung von zwei Filmen von entgegengesetzter Polarität die effektive Anzahl von Tastenstellen verdoppelt werden. Jede Tastenstelle auf dem Film 84 erzeugt nicht nur ein eindeutiges bzw. für die Ta stenstelle kennzeichnendes Signal, sondern es kann wegen seiner entgegengesetzten Polarität auch von dem Signal ei ner Tastenstelle mit identischem Elektroden-Flächeninhalt bzw. Elektroden-Flächeninhalten auf dem Film 86 unterschie den werden.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Wellenformen der Fig. 10 sei ausgeführt, daß eine sogenannte statische Detektion, wie eine "Umschalttasten"-Operation durch Benutzung der Po larität des Ausgangssignals durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann der erste Ausgangsimpuls jeder Wellenform, der die Kompression einer Tastenstelle anzeigt bzw. angibt, dazu benutzt werden, eine Umschalttastenfunktion zu akti vieren, wo eine Betätigung einer gegebenen Tastenstelle zwei unterschiedliche Funktionen in Abhängigkeit davon, ob die Umschalttaste niedergedrückt wird oder nicht, durchfüh ren kann. Solange die Umschalttaste komprimiert ist bzw. deren Tastenstelle unter Kompression steht, ist eine Um schalttastenoperation möglich. Wenn die Umschalttaste ent spannt bzw. freigegeben wird, wird der zweite Impuls, der das Entspannen bzw. Freigeben der Tastenstelle anzeigt, ab gefühlt bzw. detektiert, und die Umschalttastenoperation wird beendet. Die Umschalttastenoperation ist bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen möglich.

Es sei nun auf die Fig. 11 und 12 Bezug genommen, in denen eine noch andere Ausführungsform der Erfindung ge zeigt ist, in der mehrere Schichten 92, 94 eines piezoelek trischen Films verwendet werden. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist die eine Schicht, wie beispielsweise die Schicht 92, der anderen Schicht, wie beispielsweise der Schicht 94, überlagert bzw. über diese Schicht gelegt. Ein Mehrzahl von Tastenstellen A bis D ist auf der oberen Oberfläche des Films 92 angeordnet, und an jeder Tastenstelle ist eine er ste entsprechende Elektrode 96 ausgebildet. Die entspre chenden Elektroden 96 sind elektrisch miteinander verbun den, um einen einzigen elektrischen Anschluß 98 zu bilden.

Wie man am besten aus Fig. 12 ersieht, sind auf der Ober fläche der Schicht 94 und in Übereinstimmung mit der Schicht 92 vier Tastenstellen vorgesehen, die auch mit A bis D bezeichnet sind. Zweite entsprechende Elektroden 100 sind an jeder Tastenstelle A bis D auf der Schicht 94 aus gebildet, und diese entsprechenden Elektroden 100 sind elektrisch miteinander verbunden, um einen einzigen An schluß 102 auszubilden.

Obwohl das aus Gründen der Klarheit in den Figuren nicht dargestellt ist, sind die entgegengesetzten Oberflächen der Filme 92 und 94 metallisiert, um eine gemeinsamen Elektro de für alle Tastenstellen auf jeder Schicht zu bilden. Zwischen den Schichten ist eine Isolationsschicht (nicht gezeigt) vorgesehen.

Bei der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsform, wird, wenn eine Tastenstelle aktiviert wird, ein der akti vierten Tastenstelle eindeutig zugeordnetes Signal von den Anschlüssen 98, 102 erhalten, wie das bei den vorherigen Ausführungsformen der Fall ist. Jedoch ist es bei dieser Ausführungsform leichter, die den jeweiligen Tastenstellen eindeutig zugeordneten Signale in einer Art und Weise zu erzeugen, bei der Zeilen- und Spalteninformation geliefert wird, so daß für eine rechteckige Anordnung x-y-Information oder Zeilen- und Spalteninformation erhalten werden kann. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, können die entsprechenden Elektroden 96 in der ersten Zeile so ausgebildet sein, daß sie den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt haben. Entspre chende Elektroden 96 in der zweiten Zeile können so ausge bildet sein, daß sie auch den gleichen Oberflächen-Flächen inhalt haben, jedoch einen Oberflächen-Flächeninhalt, der sich von dem Oberflächen-Flächeninhalt der gemeinsamen Elek troden 96 in der ersten Zeile unterscheidet, usw. für so viele Zeilen, wie gewünscht wird. Auf dem Film 92 können die gemeinsamen Elektroden 100 in der ersten Spalte so aus gebildet sein, daß sie den gleichen Oberflächen-Flächenin halt haben, und die gemeinsamen Elektroden 100 in der zwei ten Spalte können so ausgebildet sein, daß sie auch den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt haben, jedoch einen un terschiedlichen Oberflächen-Flächeninhalt gegenüber den ge meinsamen Elektroden 100 in der ersten Spalte, usw. Auf diese Weise kann das Signal zusätzlich dazu, daß ein Signal erzeugt wird, welches einer jeweiligen Tastenstelle eindeu tig zugeordnet ist, außerdem Information in der Signalam plitude enthalten, welche die x-y-Position der aktivierten Tastenstelle innerhalb der Matrix betrifft.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine Tasta turanordnung in näheren Einzelheiten beschrieben worden ist, ist die Erfindung in keiner Weise hierauf beschränkt, vielmehr sind auch andere Anwendungen der Erfindung für den Fachmann ersichtlich. Zum Beispiel kann die Erfindung auch als ein planarer bzw. ebener Stoßsensor verwendet werden, worin die x-y-Koordinaten der Stelle des Stoßes bzw. Auf treffens eines Gegenstands auf einer planaren bzw. ebenen Oberfläche gemessen werden können. Zusätzlich zu der x-y- Position kann auch die Stoß- bzw. Auftreffkraft gemessen werden, da die Wandler nach der Erfindung für die Amplitude der Stoß- bzw. Auftreffkraft empfindlich ausgebildet sein können.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die darge stellten und/oder beschriebenen Ausführungsformen be schränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, wie auch im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedan kens, wie er sich den gesamten Unterlagen entnehmen läßt, in vielfältiger Weise abwandeln und mit Erfolg ausführen.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß KYNAR insbesondere kristallisiertes Polyvinylidenfluorid ist.

Mit der Erfindung wird eine piezoelektrische Wandleranord nung zur Verfügung gestellt, die eine Mehrzahl von piezo elektrischen Wandlern umfaßt, welche in einer Gruppierung angeordnet sind. Eine gemeinsame Elektrode ist für wenig stens eine Mehrzahl der piezoelektrischen Wandler vorgese hen. Eine Mehrzahl von diskreten Signalelektroden ist ope rativ mit jedem Wandler verbunden. Die Anzahl der Signal elektroden für jeden Wandler ist vorzugsweise die gleiche; sie kann insbesondere auch jeweils nur für je eine Gruppe von Wandlern die gleiche sein. Die Oberflächen-Flächenin halte der Signalelektroden für jeden Wandler sind zum Er zeugen eines Signals, das jedem Wandler eindeutig zugeord ne ist, angepaßt und eingerichtet bzw. angeordnet. Ent sprechende der Signalelektroden aus jeder Mehrzahl von Signalelektroden sind mit einem gemeinsamen Leiter mitein ander verbunden, um einen einzigen elektrischen Anschluß zu bilden. Die Gesamtzahl der resultierenden elektrischen Anschlüsse ist die gleiche wie die Anzahl der Signalelek troden für jeden Wandler.

Claims

1. Piezoelektrische Wandleranordnung, dadurch ge kennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

a. eine Mehrzahl von piezoelektrischen Wandlern (36, 74), die in einer Anordnung, insbesondere einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, angeordnet sind;
b. eine gemeinsame Elektrode (34, 80) unter wenigstens ei ner Mehrzahl der piezoelektrischen Wandler (36, 74) bzw. für wenigstens eine Mehrzahl der piezoelektri schen Wandler (36, 74); und
c. eine Mehrzahl von diskreten Signalelektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100), die operativ bzw. be triebsmäßig jedem Wandler (36, 74) zugeordnet sind, wobei die Anzahl der Signalelektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) für jeden Wandler (36, 74) vorzugsweise die gleiche ist, und wobei der Oberflächen-Flächeninhalt der Signalelektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) für jeden Wandler (36, 74) zum Erzeugen eines Si gnals, das jedem Wandler (36, 74) eindeutig zugeordnet ist, angepaßt und eingerichtet bzw. angeordnet ist;
d. wobei Signalelektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) von entsprechendem Oberflächen-Flächeninhalt von jeder Mehrzahl mittels eines gemeinsamen Leiters (42, 44, 52) miteinander verbunden sind.

2. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (74) diskrete piezoelektrische Wandler umfassen oder sind.

3. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (36) ein Substrat (32; 84, 86; 92, 94) aus piezoelektri schem Material umfassen, das einzelne bzw. individuelle Wandlerstellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′) auf dem Sub strat (32; 84, 86; 92, 94) hat.

4. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material ein piezoelektrisches Polymer ist.

5. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das piezo elektrische Polymer Polyvinylidenfluorid ist.

6. Piezoelektrische Wandleranordnung nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter wenigstens eine (50) der Signalelektroden (38, 40, 50) für jeden Wandler (36) umfaßt bzw. hat, welche den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt besitzt.

7. Piezoelektrische Wandleranordnung nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine mit dem gemeinsamen Leiter (42, 44) verbundene Schaltungseinrichtung zum Verwenden der Signale von betätigten Wandlern (36) umfaßt.

8. Piezoelektrische Wandleranordnung, dadurch ge kennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

a. eine Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) aus piezoelektrischem Material,
b. einzelne bzw. individuelle Wandlerstellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), die in einer Anordnung, insbeson dere in einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, auf der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) angeordnet sind,
c. eine gemeinsame Elektrode (34, 80) auf der einen Ober fläche der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) für wenigstens eine Mehrzahl der Wandler stellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), und
d. eine Mehrzahl von diskreten Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) auf der entgegengesetzten Ober fläche der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) an jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′), wobei die Anzahl von Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) vorzugsweise die gleiche ist, und wobei der Oberflächen-Flächeninhalt der Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) zum Erzeugen eines Signals, das jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) eindeutig zugeordnet ist, angepaßt und eingerichtet bzw. angeordnet ist,
e. wobei Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) von entsprechendem Oberflächen-Flächeninhalt von jeder Mehrzahl mittels eines gemeinsamen Leiters (42, 44, 52) zum Bilden von wenigstens zwei Anschlüssen (46, 48, 54; 98, 102) miteinander verbunden sind.

9. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter wenigstens eine (50) der diskreten Elektroden (36, 38, 50) an jeder Wandlerstelle (A bis I) umfaßt, welche den glei chen Oberflächen-Flächeninhalt hat.

10. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine mit den Anschlüssen (46, 48, 54; 98, 102) ver bundene Schaltungseinrichtung zum Verwenden der Signale von betätigten Wandlerstellen (A bis I) umfaßt.

11. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material ein piezoelektrisches Polymer ist.

12. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das piezo elektrische Polymer Polyvinylidenfluorid ist.

13. Piezoelektrische Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität des piezoelektrischen Materials an wenig stens einer Wandlerstelle (A bis D) entgegengesetzt zu der Polarität des piezoelektrischen Materials an wenigstens ei ner anderen Wandlerstelle (A′ bis D′) ist.

14. Piezoelektrische Wandleranordnung, dadurch ge kennzeichnet, daß sie als Tastatur ausgebildet ist und folgendes umfaßt:

a. eine Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) aus piezoelektrischem Polymerfilm,
b. eine Mehrzahl von einzelnen bzw. individuellen Tasten stellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), die in einer Anordnung, insbesondere in einer Gruppierung oder re gelmäßigen Anordnung, auf dem Film angeordnet sind,
c. eine gemeinsame Elektrode (34, 80) auf der einen Ober fläche des Films für alle Tastenstellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), und
d. eine Mehrzahl von diskreten Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) auf der entgegengesetzten Ober fläche des Films an jeder Tastenstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′), wobei die Anzahl von diskreten Elektro den (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Ta stenstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) vorzugsweise die gleiche ist, und wobei die Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Tastenstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) eine eindeutige bzw. kennzeichnende Kombi nation von Oberflächen-Flächeninhalten zum Erzeugen eines jeder Tastenstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) eindeutig zugeordneten elektrischen Signals bei Betä tigung der Tastenstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) haben,
e. wobei die Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) von entsprechendem Oberflächen-Flächeninhalt von jeder Mehrzahl mittels eines gemeinsamen Leiters (42, 44, 52) miteinander verbunden sind.

15. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der als Tastatur ausgebildeten Wandleranordnung die Mehrzahl von diskreten Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) wenigstens gleich 2 ist.

16. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tastatur ausgebildete piezoelektrische Wandleranordnung wenigstens eine der diskreten Elektroden (50) an jeder Ta stenstelle (A bis I) umfaßt, welche den gleichen Oberflä chen-Flächeninhalt hat.

17. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der als Tastatur ausgebildeten piezoelektrische Wand leranordnung die Mehrzahl von diskreten Elektroden (38, 40, 50) wenigstens gleich 3 ist, wobei wenigstens eine (50) der diskreten Elektroden (38, 40, 50) an jeder Tastenstelle (A bis I) den gleichen Oberflächen-Flächeninhalt hat.

18. Piezoelektrische Wandleranordnung, dadurch ge kennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

a. eine Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (32; 84, 86; 92, 94) aus piezoelektrischem Polymerfilm,
b. einzelne bzw. individuelle Wandlerstellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), die in einer Anordnung, insbeson dere einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, auf dem Film angeordnet sind,
c. eine gemeinsame Elektrode (34, 80) auf der einen Ober fläche des Films für alle Wandlerstellen (A bis I; A bis D, A′ bis D′), und
d. eine Mehrzahl von diskreten Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) auf der entgegengesetzten Ober fläche des Films an jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′), wobei die Anzahl von Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) jeder Wandler stelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) vorzugsweise die gleiche ist, und wobei der Oberflächen-Flächeninhalt der Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Wand lerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) zum Erzeugen eines jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) eindeutig zugeordneten Signals angepaßt und einge richtet bzw. angeordnet ist,
e. wobei entsprechende der Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) von jeder Mehrzahl mittels eines ge meinsamen Leiters (42, 44, 52) zur Ausbildung eines einzigen bzw. einzelnen Anschlusses (46, 48, 54; 98, 102) miteinander verbunden sind, wobei die Gesamtzahl der resultierenden Anschlüsse (46, 48, 54; 98, 102) die gleiche wie die Anzahl der Elektroden (38, 40, 50; 76, 78; 88, 90; 96, 100) an jeder Wandlerstelle (A bis I; A bis D, A′ bis D′) ist.

19. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der piezo elektrische Polymerfilm Polyvinylidenfluorid umfaßt oder aus Polyvinylidenfluorid besteht.

20. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität des piezoelektrischen Polymerfilms an wenigstens einer Wandlerstelle (A bis D) entgegengesetzt zu der Pola rität des piezoelektrischen Polymerfilms an wenigstens ei ner anderen Wandlerstelle (A′ bis D′) ist.

21. Piezoelektrische Wandleranordnung, dadurch ge kennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

a. eine erste Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92) aus piezoelektrischem Material, die einzelne bzw. individuelle Wandlerstellen (A bis D) in einer Anordnung, insbeson dere in einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, auf einer ersten Oberfläche der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92) angeordnet hat, und eine gemeinsame Elektrode für alle Wandlerstellen (A bis D) auf der entgegengesetzten Oberfläche der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92),
b. eine zweite Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (94) aus piezoelektrischem Material, die einzelne bzw. indivi duelle Wandlerstellen (A bis D) in einer Anordnung, insbesondere in einer Gruppierung oder regelmäßigen Anordnung, auf einer ersten Oberfläche der Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (94) angeordnet hat, und eine gemeinsame Elektrode für alle Wandlerstellen (A bis D) auf der entgegengesetzten Oberfläche der Platte, Dünn platte, Folie o.dgl. (94), wobei die einzelnen bzw. individuellen Wandlerstellen (A bis D) auf der ersten und zweiten Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94) in lagemäßiger Übereinstimmung bzw. Fluchtung sind, wenn die erste Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92) auf der zweiten Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (94) überlagert ist,
c. eine isolierende Schicht zwischen der ersten und zwei ten Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94), und
d. eine Mehrzahl von diskreten Elektroden (96, 100) auf der ersten Oberfläche von jeder Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94) an jeder Wandlerstelle (A bis D), wobei die Anzahl von Elektroden (96, 100) an jeder Wandlerstelle (A bis D) auf jeder Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94) vorzugsweise die gleiche ist, und wobei die Elektroden (96, 100) an jeder Wandlerstelle (A bis D) eine eindeutige bzw. kennzeichnende Kombination von Oberflächen-Flächeninhalten zum Erzeugen eines eindeu tigen bzw. charakteristischen elektrischen Signals, das für den Ort einer Wandlerstelle (A bis D) inner halb der Anordnung bei Betätigung des Wandlers charak teristisch ist, haben,
e. wobei die Elektroden (96, 100) auf jeder Platte, Dünn platte, Folie o.dgl. (92, 94) mittels eines gemeinsa men Leiters miteinander verbunden sind.

22. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler stellen (A bis D) so angeordnet sind, daß sie eine orthogo nale Matrix von Zeilen und Spalten bilden.

23. Piezoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Elektroden (96) auf der einen (92) aus der ersten und zwei ten Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94) angepaßt sind, Signale zu erzeugen, die für die Zeile repräsentativ sind, in welcher sich eine Wandlerstelle (A bis D) befin det, wenn die Wandlerstelle (A bis D) betätigt wird, und daß die diskreten Elektroden (100) auf der anderen (94) aus der ersten und zweiten Platte, Dünnplatte, Folie o.dgl. (92, 94) angepaßt sind, Signale zu erzeugen, die für die Spalte repräsentativ sind, in welcher sich die Wandler stelle (A bis D) befindet.