CN115575803A - 用于检测击键的设备、键盘及用于击键时产生信号的方法 - Google Patents

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CN115575803A CN202210705583.2A CN202210705583A CN115575803A CN 115575803 A CN115575803 A CN 115575803A CN 202210705583 A CN202210705583 A CN 202210705583A CN 115575803 A CN115575803 A CN 115575803A
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Abstract

本发明涉及用于检测击键的设备、键盘及用于击键时产生信号的方法。用于检测击键的设备包括:电路基板;键模块,其安装在电路基板上,键模块具有壳体和相对壳体和电路基板可运动的挺杆;和用于检测挺杆相对电路基板的运动的装置,该装置具有布置在电路基板上和/或电路基板中的运动传感器,其中挺杆布置在壳体中并以挺杆轴穿过壳体中的开口向外伸出且挺杆在挺杆轴的外端部处具有用于安装键帽的接口,其中电路基板具有正面、与正面相反的背面及正面与背面之间的通孔,其中键模块的壳体布置在电路基板的背面上的包围通孔的区域中使得挺杆轴穿过通孔伸出,且用于安装键帽的接口位于电路基板的正面。本发明还涉及包括一个或更多个这种设备的键盘。

Description

用于检测击键的设备、键盘及用于击键时产生信号的方法
本发明涉及一种用于检测击键(也是:键致动)的设备,例如用于检测键盘的键模块的击键的设备,以及涉及一种包括一个或更多个这种设备的键盘。在此,击键被理解为按下和/或致动键,其中这种按下或致动通常由人实施。此外,本发明还涉及一种用于在键盘上击键时产生声学信号和/或触觉信号的方法。
在键盘中使用了各种类型和结构形状的键模块。在此,结构性构造和信号(其例如用信号表示键的致动)的产生是影响键模块以及因此键盘的品质的重要因素。
大多数市售的键模块都属于所谓的机械键模块。长期以来,这种以下的接触系统已经得到证实:当键模块被致动时,两个金属接触面接触,从而导致短接并触发切换信号。
传统机械键模块的缺点是材料磨损,特别地,接触面的机械磨耗是不可避免的。因此,随着键模块使用时长的增加,错误切换也会更频繁地发生。接触面的破损对键模块的功能有特别不利的影响。
机械键模块的另一个缺点在于,在一个致动中只提供了一个切换点,也就是说,每次在某个点上的致动触发恰好一个信号。如果键模块的切换点位于致动运动的不同点,即信号会提前或推迟地触发,那么不同的应用(例如一方面是文字输入,另一方面是游戏)操作起来会更佳。因此,希望能够调整切换点,以便使键模块以及因此键盘能够最佳地用于不同的应用。
机械键模块的缺点还在于,每次致动仅触发一个信号。因此,不能以各级或精细分级甚至无级的方式来实现可变信号。然而,许多应用(例如在游戏中)期望所谓的操纵杆功能,以便例如能够以可变的速度控制对象。
因此,本发明所基于的任务是给出一种用于检测击键的新的设备,特别是一种用于检测击键的设备,该设备具有与带有机械键模块的已知设备相比可替代的结构,和/或本发明所基于的任务是给出一种用于检测击键的设备,该设备与带有传统机械键模块的设备相比能够在切换品质基本相同的条件下实现更长的使用寿命和/或扩展击键的检测可能性和处理可能性,并由此至少部分地克服上述缺点。此外,还应给出一种具有一个或更多个这种设备的新的键盘。此外,还应给出一种用于在键盘击键时产生声学信号和/或触觉信号的方法。
该任务在设备方面通过具有权利要求1的特征的设备来实现,在键盘方面通过具有权利要求42的特征的键盘来实现,在方法方面通过具有权利要求48的特征的方法来实现。有利的设计方案和改进方案在相应的从属权利要求中给出。
根据本发明的用于检测击键的设备包括:电路基板;键模块,该键模块被安装在电路基板上,该键模块具有壳体和相对于壳体和电路基板可运动的挺杆
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以及用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置,该装置具有被布置在电路基板上和/或电路基板中的运动传感器。挺杆被布置在壳体中并且以挺杆轴穿过壳体中的开口向外伸出。此外,挺杆在挺杆轴的外端部处具有用于安装键帽的接口。电路基板具有正面、与正面相对的背面以及在正面与背面之间的通孔。键模块的壳体被布置在电路基板的背面的包围通孔的区域中,使得挺杆轴穿过通孔伸出并且用于安装键帽的接口位于电路基板的正面。
本发明的决定性的优势来自于设备的与已知设备相比可替代的结构(键模块的壳体安装在电路基板的背面并且挺杆轴被引导穿过电路基板中的通孔),这是因为这种新的结构能够实现多种新的设计方案,这些设计方案在已知设备中是不可能实现的或只能以更大的花费才可能实现。
电路基板应被理解为例如印刷电路板和/或电路板和/或电路箔板(Folie)和/或冲压件和/或其他基板,特别是具有施加的和/或集成的导体电路(Leiterbahn)。电路基板也可以由两个层或更多个层构成,例如由两个或更多个上述的层构成。此外,电路基板也应被理解为任何其他的参考装置或设备的参考部件,对象相对于该参考部件运动。
优选地,挺杆可在两个止挡位置之间运动,其中在此是指息止位置和致动位置。在息止位置,不实施击键,键以及因此挺杆不被致动。在致动位置,键被完全按下,一般来说被按到直至所设置的止挡。
键帽可以被安装在用于安装键帽的接口上以形成键,特别是键帽可以被插到接口上。
挺杆可以借助于复位弹簧被支承在壳体上,其中复位弹簧在键模块中是可压缩和可膨胀的。在挺杆的致动位置,复位弹簧由于从外部击键而被压缩。在息止位置,不实施从外部击键,并且复位弹簧基于由其发出的膨胀力将挺杆压向为此设置的止挡。因此,挺杆的运动与复位弹簧的压缩或膨胀相关联。
复位弹簧例如可以是螺旋弹簧,该螺旋弹簧的一个端部例如被支承在挺杆中的凹口中,并且该螺旋弹簧的另一个端部例如被支承在壳体上。
本发明的设计方案提出,用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置包括信号输出装置,该信号输出装置被配置为在挺杆进行一次或更多次预定运动时输出至少一个电信号,也就是说,该设备具有相应的用于信号输出的设备。
根据本发明的实施方式,运动传感器并非机械式运动检测器,而是非接触式工作的运动传感器。
本发明的改进方案提出,用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置的运动传感器包括不可相对运动地布置在电路基板上或电路基板中的至少一个线圈,并且用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置包括用于对运动传感器的线圈进行阻尼的阻尼元件,该阻尼元件被布置在挺杆上或挺杆中并且可随挺杆运动。阻尼元件被布置在挺杆上或挺杆中,使得阻尼元件与挺杆共同运动并且挺杆的运动会改变对线圈的阻尼。挺杆和阻尼元件的共同运动在此应以如下方式来实现,使得挺杆从息止位置运动到致动位置增加了阻尼元件与电路基板的距离。换句话说:阻尼元件被布置在挺杆上或挺杆中并且随挺杆运动,使得挺杆的致动增加了阻尼元件与电路基板的距离。
术语“不可相对运动地(bewegungsfest)”被理解为,两个不可相对运动地连接的部件固定地并且没有相对运动可能性地紧密布置。换句话说:部件总是一起运动。
特别地,该改进方案的优点在于无接触式检测键帽的运动以及由此引发电信号的输出。弃用了开篇所描述的机械解决方案和与之相关的问题。由此可以制造用于检测键盘击键的设备以及因此键盘,其具有与机械解决方案的对应的设备和键盘相比更低的干扰敏感性和更长的使用寿命。此外,对运动的无接触式检测和随后实现的信号输出能够使得检测过程或切换过程在品质上保持不变,例如,不会因为材料的磨损或磨耗或破损而导致切换点或切换可靠性发生变化。
根据本发明的设计方案,阻尼元件在电路基板的背面被布置在挺杆上或挺杆中,特别是被布置在键模块的壳体内。
优选地,阻尼元件被布置成使得其在挺杆运动时垂直于电路基板和/或线圈运动。
也可以提出,阻尼元件与电路基板和/或线圈的距离在阻尼元件运动时发生改变。
一种设计方案提出,运动传感器的至少一个线圈具有一个或更多个线圈匝,这些线圈匝布置在电路基板上或电路基板中,使得这些线圈匝包围通孔。
便利地,运动传感器的至少一个线圈是平面线圈,特别是具有至少一匝的平面线圈。特别地,匝应被理解为一整匝。特别地,匝至少基本上具有圆形形状或椭圆形形状,或也具有角形形状,例如矩形形状,例如具有圆角的矩形形状。在平面线圈中,多个匝(如果有的话)优选位于一个平面内,也就是说,线圈的线位于一个平面内,并且因此这些匝在这个平面内具有不同的尺寸并在这个平面内一个套着另一个(ineinander)地布置。因此,可能包括大量匝的平面线圈也可以具有圆形形状或环形形状或椭圆形形状或角形形状,例如矩形形状,必要时具有圆角的矩形形状。平面线圈的多个匝也可以彼此螺旋式交错地延伸。
平面线圈可以作为印刷电路被布置在电路基板的顶侧和/或底侧,或者也可以被布置在电路基板内。此外,平面线圈可以实现为金属化箔板或冲压的金属板(冲压件)。
运动传感器的一个线圈或更多个线圈可以在电路基板的正面和/或背面被布置在电路基板上,和/或在多层电路基板内被布置在电路基板的中间层中。因此,可以在所提到的三个位置中的一个位置处仅提供一个线圈。但也可以实现的是,在相应的两个或三个或更多个所提到的位置处提供两个或三个或更多个线圈。
例如,运动传感器可以在电路基板上或电路基板中具有至少两个线圈,该至少两个线圈以串联方式电连接,使得两个或更多个线圈的总电感与每个单个线圈的电感相比得以提高。
也可以提出,运动传感器在电路基板上或电路基板中具有两个线圈,这两个线圈彼此连接,使得线圈产生相反方向的磁场。这些磁场虽然彼此排斥,但是在两个线圈的背离相应另一线圈的一侧,即在线圈对之外扩展。由此一来,与从仅一个线圈发出的磁场相比,从阻尼元件发出的阻尼作用得以增强。因此,即使在距离线圈较远的情况下也能检测到阻尼。因此,与仅一个线圈相比,通过这两个线圈彼此的这种连接增大了可检测到的挺杆在壳体中的运动路径。
阻尼元件可以由铁磁材料或顺磁材料或导电材料构成,或者至少部分地包括铁磁材料或顺磁材料或导电材料。铁磁材料或顺磁材料或导电材料也可以作为涂层施加,例如施加在塑料上。然而,阻尼元件也可以是金属构件,例如弯曲件和/或冲压件和/或激光加工件。
一种改进方案提出,阻尼元件构成平行于电路基板取向的面,和/或阻尼元件是平行于电路基板取向的盘,特别是金属盘。在提供平面线圈时,阻尼元件的面或盘也平行于平面线圈取向。
一种设计方案提出,阻尼元件包围挺杆轴。为此,例如被构造为盘的阻尼元件可以具有贯通凹口(也是:开口),挺杆轴被引导穿过该贯通凹口或穿过其中插入。
根据实施方式,阻尼元件包括传导性材料或由传导性材料构成,其中导电材料具有贯通凹口(也是:开口),该贯通凹口被传导性材料包围,使得阻尼元件是具有短接匝的次级线圈,该次级线圈与布置在电路基板上的作为初级线圈的线圈以感应的方式共同作用。
阻尼元件在此例如被布置成使得贯通凹口包围挺杆轴,也就是说,挺杆轴被引导穿过贯通凹口或者穿过贯通凹口插入。此外,阻尼元件还可以被布置在电路基板的背面和/或键模块的壳体内。
因此,次级线圈是具有闭合的匝(geschlossene Windung)的短接的次级线圈。因此,这种短接的次级线圈应被理解为特别是导电材料的任何闭合的形状(例如环或框架),该形状具有贯通的以及由传导性材料围成的凹口(也是:开口),从而使电流可以环绕该凹口流动。在这种情况下无法定义线圈或匝的末端,而是在这种情况下的短接的线圈由闭合的匝组成。
根据改进方案,用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置包括电谐振电路,该电谐振电路包括在电路基板上或电路基板中的线圈或线圈中的至少一个以及至少一个电容器。该线圈是与作为次级线圈的阻尼元件感应耦合的初级线圈。初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度以及因此谐振电路的至少一个物理量在挺杆并且因此次级线圈运动时发生改变。
在电路基板上或电路基板中有两个或更多个线圈(如前所述)的情况下,可以提出,线圈中的仅一个线圈用于检测谐振电路中的电感变化,并因此作为初级线圈与次级线圈共同作用。
特别地,初级线圈和次级线圈的感应耦合是以变压器的方式进行的,其中次级线圈被额外地短接了。
优选地,谐振电路以交流电压运行,特别是以预定和/或可调频率(例如18MHz)的交流电压运行,并为此与适当配备的交流电压源连接。电容器可以是电容可调的可变电容器。此外,谐振电路还可以另外包括至少一个电阻器,特别是可调电阻器,以便特别地用于调谐。
优选地,调节或选择频率和/或电容器,使得谐振电路在键帽处于相对于电路基板的预定位置中处于谐振范围内(也是:处于谐振区内)。通常,交流电压为多个根据本发明的设备(其与键盘的多个键相关联或形成键盘的多个键)的多个谐振电路供电,因此不能将频率调谐到单个谐振电路。在这种情况下,通过调节电容器的电容或选择电容匹配的电容器来实现谐振电路关于其谐振范围的适配。通过调节或选择一个或更多个电阻器,可以调节谐振强度或谐振带宽。
谐振电路是LC振荡电路,或者作为带有电阻的子案例是LCR振荡电路。
物理量可以是电压、电流强度,也可以是谐振频率或初级线圈的阻抗。尤其,谐振电路或LC/LCR振荡电路的所有可测量的参数都可以理解为此。
初级线圈和次级线圈之间的感应耦合可以在初级线圈和次级线圈中没有金属芯、例如铁芯的情况下进行。这对于谐振电路的相对高频的运行电压是有利的。然而,也可以在初级线圈和/或次级线圈中提供金属芯,这对相对低频的运行电压来说特别有利。
下面将说明根据本发明的设备的作用模式:
初级线圈在其周围产生交变磁场,该交变磁场穿透次级线圈。因此,初级线圈和次级线圈经由交变磁场进行感应耦合。从初级线圈发出的交变磁场在次级线圈中感应出电压。由于次级线圈是短接的,因此导致次级线圈内有电流流动。由于次级线圈的短接和与之相关的低电阻,因此与非短接的次级线圈相比,这种电流流动相对较强。
次级线圈中的电流流动又会影响初级线圈,并从而影响谐振电路(反向耦合(Rückkopplung))。这种反向耦合会导致谐振电路的物理量(例如初级线圈的阻抗、谐振频率、电压降和/或电流流动)发生变化。例如,如果次级线圈在第一位置与初级线圈所具有的距离大于在第二位置与初级线圈所具有的距离,则第一位置的感应耦合比第二位置的感应耦合小,因为磁场强度和磁通密度随着与初级线圈的距离增加而减小,反之亦然。相应地,在这个示例中,在第一位置中对初级线圈的反向耦合以及由此物理量变化也比在第二位置中小,反之亦然。这相应地适用于第一位置和第二位置之间的中间位置。例如,在第一位置和第二位置之间连续或稳定运动的情况下,物理量也可以连续或稳定地变化。例如,第一位置可以是挺杆的息止位置,而第二位置可以是挺杆的致动位置。
由于反向耦合的变化,谐振电路的变化引起了谐振电路的调整。例如,如果当次级线圈处于相对于初级线圈的某个位置的情况下谐振电路以其谐振频率运行,那么当次级线圈的位置发生变化时,谐振电路的谐振频率就会发生变化,而且谐振会衰减。这引起了物理量(例如电压和电流)的变化,这些物理量可以借助于测量装置被检测到并进行进一步处理。因此,谐振电路形成了一种感应式接近开关,该接近开关针对键帽接近或远离电路基板发出信号。
基于这种对一个或更多个物理量变化的检测,可以实现各种分级和无级的信号处理。同样的内容反过来也适用:如果谐振电路未以其谐振频率运行,那么初级线圈和次级线圈之间的距离的变化以及与之相关的感应耦合的变化和由此产生的谐振电路的调整会使得谐振电路运行的频率接近或达到谐振电路的谐振频率,连同对例如电压和电流等物理量产生相应影响。
例如,也可以实现差动控制:在这种情况下,初始位置位于第一位置和第二位置之间,其中谐振电路优选地在所采取的位置中在谐振侧翼的区域内运行,并且被校准为所检测的一个物理量或多个物理量的零位。然后,根据在信号输出中的检测到的一个或更多个物理量的变化,可以将键帽向第一位置方向的运动评估为键帽的负运动,并且可以将键帽向第二位置方向的运动相应地评估为键帽的正运动,或者反之亦然。
本发明的实施方式提出,用于检测挺杆相对于电路基板的运动的装置包括测量装置和信号输出装置,该测量装置用于检测和/或处理电谐振电路的在挺杆和次级线圈运动时改变的至少一个物理量的变化,其中信号输出装置被设计为在测量装置检测到和/或处理该至少一个物理量的变化时输出电信号。
特别地,信号输出装置被设计为输出电信号,该电信号与至少一个物理量的变化,例如与变化的大小和/或变化的速度和/或变化超过一个或更多个预定的、可根据实施变型方案调节的阈值(也是:变化极限值)相关。在此,例如可以是恒定信号或信号脉冲。也可以提出,至少一个电信号的信号强度根据物理特征参量的变化而发生变化。
所提到的阈值可以以固定的方式预先指定。然而,也可以实现的是,一个或多个阈值是可以调节的。这具有的优点在于,所谓的切换点(即在输出至少一个电信号的相应致动运动期间键模块的挺杆的准确位置)可以发生改变并因此进行调节,而无需对键模块进行机械改变。因此,键盘的操作者可以个性化地调节其键盘的键的所期望的切换点,而不需要像以前那样购买新的键模块。例如,同一键盘可以用于游戏和办公应用,如果需要,只需要改变切换点。制造商也可以为不同的应用提供统一的键盘模型,并为相应的应用情况以不同的方式预设切换点。
替代地或附加地,测量装置可以被配置成使得至少一个电信号的信号强度与阻尼元件在键模块中的位置相关。例如,可以以各级或精细分级甚至无级的方式输出可变信号。这例如在如下情况下是可行的:阻尼元件的致动运动实现在运动期间谐振电路的前述物理特征参量持续变化、特别是连续和/或无级变化。于是,测量装置可以被配置成使得在阻尼元件的致动运动中,至少一个电信号以无级或精细分级或各级的方式输出,优选地连同信号强度也相应地以无级或精细分级或各级的方式实现变化。
以这种方式,就可以为键、键盘的至少一个或各个或全部键实现所谓的操纵杆功能,这开辟了广泛的新的应用可能性,特别是在游戏领域,但也在办公应用和其他应用中,例如以速度可变的方式滚动文档、表格和网站,或以速度可变的方式控制对象。
前面提到的对各个键模块以及因此键的切换点进行调节的可能性和/或操纵杆功能的实现也带来了键盘可以随时间重新校准的优势。机械、机电和电子部件可能会随着使用时间的推移而磨损和/或因老化而改变其特性。在键模块和键盘的情况下,这可能导致例如切换点和/或阻尼元件的运动位置与输出信号或信号强度的配属关系的变化,甚至可能由于调整效果而导致某些功能的完全省略。在上述测量装置中,可以提供将物理特征参量分配给所输出的电信号的强度或确定一个或更多个阈值。如果有必要,可以对这一分配进行适配,例如基于上述的磨损和老化效应。由此,例如每个单独的键模块和/或整个键盘可以被重新校准,也就是说,至少在很大程度上重建了初始状态。例如,这可以在每次接通键盘时和/或通过输入某些命令和/或使用某些键组合来完成。由此例如可以补偿部件在使用过程中的老化问题。以类似的方式,键模块和/或键盘的制造公差或与公差有关的差异可以通过适当的校准或调节来得到补偿。
从键帽运动的上述扩展的检测和处理可能性中得到多种优点。在键帽运动时,感应耦合不断变化。这相应地适用于由测量装置检测到的物理量,因此任何切换点都可以被调节为可变的,并且可以输出反映键帽运动并且必要时也反映该键帽的速度的可变信号,例如,以各级或精细分级或无级的方式输出。
本发明的设计方案提出,挺杆在键模块的壳体中在挺杆轴的内端部处具有比挺杆轴大的直径的挺杆盘。便利地,挺杆盘平行于电路基板和/或垂直于挺杆轴的延伸部分取向。挺杆轴可以居中地布置在挺杆盘上。
一种实施变型方案提出,阻尼元件在挺杆盘的面向电路基板的一侧被布置在挺杆盘上。如果阻尼元件是盘,则阻尼元件平放在挺杆盘的面向电路基板的一侧。在这种情况下,挺杆轴被引导穿过盘中的贯通凹口,也就是说,阻尼元件包围挺杆轴,如上文已经描述的那样。
阻尼元件在挺杆盘上的紧固可以如下方式实现,使得阻尼元件与挺杆一起运动,也就是说,阻尼元件和挺杆不可相对运动地相互连接。为此,阻尼元件可以具有一个或更多个朝挺杆盘方向突出的夹紧区段,这些夹紧区段以夹紧的方式接合在挺杆中的一个或更多个对应的凹口中。
阻尼元件在挺杆的息止位置(挺杆轴在该息止位置中被复位弹簧从壳体中压出最远)形成止挡面,该止挡面压靠在壳体的电路基板侧的壁上并且阻止挺杆进一步运动,该壁在线圈的区域中紧靠在电路基板上。
因此,阻尼元件相对于电路基板的线圈的运动发生在线圈的近区域中。与在远区域中的运动相比,阻尼元件在线圈的近区域中相对于线圈的运动显示出对线圈更强的阻尼作用,从而能够更好地检测运动,特别是更精确地检测运动。
如果线圈和阻尼元件是感应耦合的线圈,即如上所述的初级线圈和次级线圈,则线圈在初级线圈的近区域中进行相对运动时的感应耦合的变化比在远区域中更加强烈。因此,当挺杆并且因此次级线圈在初级线圈的近区域中运动时,谐振电路的一个或多个物理量的变化比在远区域中运动时更强烈,也就是说,可以更好地检测运动,特别是更精确地检测运动。阻尼元件被布置成使得阻尼元件可以在电路基板的线圈的近区域中运动,因此阻尼元件的这种布置能够实现对挺杆的运动进行更好的检测,特别是更精确的检测,并因此能够实现对击键进行更好的检测。
在挺杆的息止位置,次级线圈在上述实施方式中紧邻初级线圈放置,从而得到两个线圈的强电磁耦合。在致动挺杆时,也就是说在将挺杆轴压入到壳体中时,次级线圈远离初级线圈并且电磁耦合变弱,由此使得谐振电路的至少一个物理量发生改变,测量装置相应地检测到这一点并对其进行进一步处理。于是,信号输出装置可以输出相应的电信号。以这种方式来检测键的致动或击键。
根据改进方案,阻尼元件具有一个或更多个弹簧元件,这些弹簧元件与壳体中的一个或更多个止挡元件共同作用,使得挺杆朝息止位置方向的运动被缓冲。由此可以降低止挡时的噪声产生。
如果阻尼元件例如是盘,则弹簧元件可以是弹簧接片,这些弹簧接片在盘的外边缘上突出,并且当运动到息止位置而止挡在壳体上时与被构造为壳体中的凸块的止挡元件共同作用,其中壳体上的凸块指向壳体内部。
根据改进方案,挺杆盘在其外边缘上具有一个或更多个导向接片,这些导向接片与壳体中的一个或更多个相对应的接片导向部相对应,其中导向接片和接片导向部被构造成使得挺杆盘可以垂直于壳体中的电路基板运动,然而至少在很大程度上防止了挺杆盘并且因此挺杆在壳体中的扭转。
该一个导向接片或该多个接片导向部可以具有锥形的定心部,该定心部随着挺杆盘与电路基板的距离减小而限制挺杆相对于壳体的可旋转性。因此,在挺杆的致动位置,该一个接片导向部或该多个接片导向部仍允许挺杆有转动间隙。然而,在过渡到息止位置(复位弹簧在该息止位置松弛)时,该间隙越来越受限制。
该一个导向接片或该多个导向接片可以在其背离电路基板的一侧具有用于对挺杆止挡在壳体上进行阻尼的止挡凸块。由此降低挺杆止挡时的噪声产生。
根据实施变型方案,用于挺杆轴的导向件(特别是线性导向件)被安装或构造在键模块的壳体上,该导向件从壳体开始在电路基板的背面穿过电路基板中的通孔伸出。例如,导向件紧挨着壳体中的开口,挺杆轴穿过该开口向外伸出。
导向件可以被构造为使得其包围挺杆轴。例如,导向件可以被构造为包围挺杆轴的导向筒,和/或挺杆轴的外表面可以是筒表面。至少在挺杆相对于壳体的一些运动位置处,挺杆轴以其用于安装键帽的接口从导向筒中延伸出来。因此,挺杆轴比导向筒长。
在此可以提出,如有必要,除了小间隙外,导向筒的内直径对应于挺杆轴的外直径。
一种改进方案提出,导向件和/或挺杆轴被构造成使得挺杆轴在导向件的自由端部处无间隙地或至少几乎无间隙地被引导,并且在导向件的其他区域中挺杆轴与导向件间隔开。在此,导向件的内表面的直径可以朝导向件的自由端部变小。例如,内表面可以锥形地朝自由端部减小。相反,挺杆轴的直径朝其外端部至少几乎恒定不变。由此一来,挺杆在导向件的自由端部周围具有一定的倾斜间隙。
根据设计方案,挺杆轴的外表面的朝向挺杆盘的过渡部被构造成锥形,使得挺杆轴在挺杆占据息止位置时在导向件中居中,挺杆轴在该息止位置从壳体中被压出得尽可能远。这能够实现将挺杆精确地定位在息止位置。总的来说,由此实现了将挺杆精确地定位在其息止位置,其中挺杆轴在导向件中居中,并且同时在通过将挺杆压入到壳体中对挺杆进行相对小的预致动就能实现,其中过渡部的倾斜度确定了预致动所需路径存在挺杆在导向件的自由端部周围限定的倾斜可能性。由于过渡部是锥形的,因此在挺杆的息止位置中不存在这种倾斜可能性。因此,对放置到挺杆上的键帽产生了这种精确的定位和可倾斜性。
导向件可以具有一个或更多个卡锁元件,通过该一个或更多个卡锁元件,穿过通孔插入的导向件在电路基板的正面与电路基板卡锁,因此,电路基板被固定在键模块的壳体与该一个或更多个卡锁元件之间。换句话说:借助于导向件上的一个或更多个卡锁元件,键模块被安装在电路基板上。
本发明的设计方案提出,至少一个光源(特别是LED)和透明的或半透明的或透光的光导体在电路基板的正面被布置在电路基板中或电路基板处或电路基板上。光导体具有贯通开口,安装或构造在键模块的壳体上的导向件被插入穿过该贯通开口。光源和光导体被布置成使得从光源发出的光在光导体的面向电路基板的一侧入射到光导体中并且从光导体至少部分地在背离电路基板的一侧射出。光导体可以具有截头圆锥形状,其中截头圆锥的底面面向电路基板。
可以提出,框架元件在电路基板的正面被布置在光导体和电路基板之间。框架元件可以平行于电路基板取向。当在键盘中使用设备时,框架元件可以是键盘框架,该键盘框架向外覆盖键盘的具有电路基板的内部,其中键帽位于键盘框架之外。挺杆轴和用于挺杆轴的导向件通过相应的凹口被引导穿过框架元件。
该框架元件可以由塑料制成。然而,框架元件也可以是金属的或金属涂覆的框架元件,这带来了屏蔽外部磁场和电磁场的优点。例如考虑将铝作为金属。
因此,光导体确保从光源发出的光以期望的方式分布在框架元件外部。具体的分布在此由光导体的外形设计得出。例如,以如下方式选择光导体的形状,使得从光导体发出的光至少部分地用于部分地或完全地照亮键帽的内部空间,并且由此使嵌入到键帽中的透明字符(例如字母和数字)在键帽的外侧上发光显示。从光导体发出的光(例如从光导体侧向射出的光)也可以至少部分地用于键帽的侧向背光照明,也就是说,照亮围绕键帽从外部可见的框架元件以使其显示。
根据实施方式,光导体在其面向电路基板的一侧具有光导体突出部,该光导体突出部被插在除了用于导向件的凹口之外引入在框架元件中的贯通的光导体凹口中。光源沿光导体凹口的延长线被布置在电路基板上,使得从光源发出的光经由光导体凹口中的光导体突出部耦合到光导体中。
本发明的设计方案提出,定位销被构造在键模块的壳体上,该定位销在壳体在电路基板的背面所提供的位置处接合到电路基板中的与一个或多个导向销相对应的定位凹口中。定位销和定位凹口防止安装在电路基板上的键模块发生扭转。也可以提出多个这种对应的定位销和定位凹口。
根据本发明的改进方案,用于对挺杆止挡在壳体上进行阻尼的阻尼元件被布置在挺杆的背离电路基板的一侧。由此降低了挺杆止挡时的噪声产生。阻尼元件可以是弹性材料,例如插入到挺杆中的对应凹口中的弹性套筒。
替代地或附加地,用于对挺杆止挡在壳体上进行阻尼的阻尼垫可以被布置在壳体的背离电路基板的背面的内侧。由此降低了挺杆止挡时的噪声产生。在这种情况下,复位弹簧可以被支承在阻尼垫上。如有必要,阻尼垫构成用于复位弹簧的支承件,例如构成用于被构造为螺旋弹簧的复位弹簧的端部的支承销。
壳体可以是一体式构造的。然而,根据本发明的设计方案,壳体是至少两件式构造的,该壳体具有第一壳体元件和第二壳体元件,第一壳体元件紧靠在电路基板的背面上并且具有从电路基板突出的侧壁,第二壳体元件作为盖子在键模块的背离电路基板的一侧限定键模块。第一壳体元件和第二壳体元件例如经由彼此对应的卡锁元件相互卡锁。第二壳体元件可以具有壁或接片,这些壁或接片从键模块的背离电路基板的一侧朝电路基板方向突出。在第一壳体元件上可以安装或构造已经描述的用于挺杆轴的导向件。在壳体的两件式构造的情况下,上述阻尼垫可以被夹紧在第一壳体元件和第二壳体元件之间,这例如可以在组装这两个壳体元件时实现。
第二壳体元件可以具有用于挺杆的复位弹簧的第一端部的支承销。复位弹簧的与第一端部相对的第二端部可以被支承在挺杆、特别是挺杆轴中的导向套筒中。
一种改进方案提出,第二壳体元件是金属部件或涂覆有金属。由此一来,将键模块的内部与来自外部的干扰电磁辐射和/或磁场屏蔽开。但是第二壳体元件也可以由其他材料(例如塑料)构成。
第一壳体元件可以由塑料形成。这也适用于必要时安装或构造在第一壳体元件上的导向件。
可以提出,第二壳体元件的金属与电路基板的一个或更多个对应的电接头电连接。由此可以将第二壳体元件的金属调节到定义的电势,因此例如改善了屏蔽。
根据第一变型方案,第二壳体元件的金属具有至少一个焊接引脚以建立电连接,该焊接引脚被插入到电路基板中的与焊接引脚相对应的焊接引脚凹口中并且在此借助于焊接电连接。
根据第二变型方案,第二壳体元件的金属具有至少一个弹簧触点以建立电连接,该弹簧触点与电路基板的背面上的对应的电触点电连接。
根据第三变型方案,第二壳体元件的金属具有至少一个扩展触点以建立电连接,该扩展触点被插入到电路基板中的与扩展触点相对应的扩展触点凹口中并且在此例如借助于切割-夹持技术电连接。
优选地,根据本发明的设备被设置为键盘的组成部分。设备的电路基板在此被布置在键盘的框架元件中或框架元件上(也是:键盘框架)。多个键模块和对应数量的运动传感器被布置在电路基板上,这些运动传感器又可以分别包括至少一个平面线圈,其中在多个替代的实施方式中可以布置一个平面线圈或多个平面线圈,例如布置在电路基板的顶侧上或者布置在与顶侧相对的底侧上,或者在电路基板为多层结构的情况下布置在电路基板内部。除了平面线圈和已经提到的电容器之外,其他元器件,特别是电气元器件或电子元器件还可以设置在电路基板中和/或电路基板上。
根据本发明的键盘包括一个或更多个、优选大量根据本发明的用于检测击键的设备。与常规的键盘相比,这种键盘的优点将从上文和下文对根据本发明的设备的说明中得出。
根据改进方案,键盘具有框架元件(也是:键盘框架),挺杆轴穿过该框架元件插入,使得电路基板被布置在框架元件的底侧上,并且插到挺杆轴上的键帽被布置在框架元件的与底侧相对的顶侧上,其中框架元件由金属形成或者具有金属层或金属附加层。
一种实施方式提出,键盘具有由金属形成的底部或具有金属层或金属附加层。例如,框架元件和底部可以相互连接并且在它们之间包围电路基板与键模块的壳体。
金属构造确保包括电路基板和键模块的键盘内部屏蔽外部的干扰性电磁辐射和/或外部的干扰性磁场,它们可能干扰借助运动传感器对击键的检测。
金属例如可以是铝。
框架元件也用作可视部件,因为从外部可以看到该框架元件在键帽后面。此外,该框架元件与底部一起用作用于电路基板和安装在电路基板上的键模块的支撑元件。
键盘的改进方案提出,键盘的一个或更多个设备包括下文所述的部件。
被称为部件的是作为用于检测挺杆相对于电路基板运动的装置的组成部分的电谐振电路。电谐振电路包括在电路基板上或电路基板中的已经提到的线圈或已经提到的线圈中的至少一个线圈、以及至少一个电容器。如有必要,可以附加地提供一个或更多个电阻器。因此例如可以是LC振荡电路或LCR振荡电路。
特别地,线圈是初级线圈,该初级线圈与作为次级线圈的一个阻尼元件或该阻尼元件感应耦合,其中初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度以及因此谐振电路的至少一个物理量在挺杆并且因此次级线圈运动时发生改变。
被称为其他部件的是信号转换器和/或信号处理器。
此外,被称为部件的是与信号转换器和/或信号处理器电连接的控制装置,特别是控制处理器,该控制装置在输出端处提供电信号,特别是经由接口(例如USB接口)提供电信号。
信号转换器和/或信号处理器和/或控制装置例如可以是已经借助根据本发明的设备描述的、用于检测和/或处理电谐振电路的在挺杆运动时改变的至少一个物理量的变化的测量装置和/或同样已经借助根据本发明的设备描述的、用于在挺杆运动时输出至少一个电信号的信号输出装置。
此外,还可以提出,该一个或更多个设备附加地包括信号发生器和/或信号放大器,该信号发生器和/或信号放大器在输入侧与信号转换器和/或信号处理器和/或控制装置连接并且在输出侧与声学转换器(例如扬声器)连接。本改进方案的优点特别在于,实现电信号输出的键致动伴随着与电信号同步的并且因此也与键致动同步的声学信号。由此能够实现针对键致动的声学反馈。
可以提出,所输出的声音或所输出的声音序列或声音组合和/或信号强度是可调节的。为此,信号发生器和/或信号放大器例如可以包括逻辑和/或存储模块,借助该逻辑和/或存储模块例如可以存储不同的声音序列(旋律)以及其他参数和/或默认设置,例如音量、音高和/或声音序列。
作为上述信号发生器和/或信号放大器的替代方案或附加方案可以提出,该一个设备或多个设备包括振动转换器,该振动转换器在输入侧与信号转换器和/或信号处理器或控制装置连接,其中振动转换器被设计和布置成使得它将振动激励传递到键盘的壳体上和/或键盘的各个键上和/或键盘的掌托上。由此一来,作为声学反馈的补充或替代,在键致动时能够实现触觉反馈。振动转换器可以包括逻辑和/或存储模块,借助于该逻辑和/或存储模块例如可以存储不同的振动曲线以及其他参数和/或默认设置。
根据本发明的用于在键盘上键致动时产生声学信号和/或触觉信号的方法的特征在于,
a)信号转换器和/或信号处理器转换和/或处理从电谐振电路发出的信号或从电谐振电路发出的信号变化并且将其进一步传递到控制装置,特别是传递到控制处理器,该控制装置在输出侧提供电信号,以及
b1)将由信号转换器和/或信号处理器和/或控制装置输出的其他电信号进一步传递到信号发生器和/或信号放大器,该信号发生器和/或信号放大器由此产生初始信号并且将其进一步传递到声学转换器,例如扬声器,该声学转换器基于该初始信号输出声音或声音序列或声音组合,和/或
b2)将由信号转换器和/或信号处理器和/或控制装置输出的其他电信号进一步传递到振动转换器,该振动转换器由此产生振动激励并且将其传递到键盘的壳体上和/或键盘的各个键上和/或键盘的掌托上。
附图说明
下面还将通过对实施例的描述并参考所附的示意图对本发明的进一步特征和优点进行更详细的说明。
在附图中:
图1以电路基板的正面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图2以电路基板的背面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图3示出了根据本发明的设备的实施方式的透视分解图,
图4示例性地示出了根据本发明的设备的实施方式的挺杆,
图5示出了根据本发明的设备的实施方式的横截面,
图6以隐藏的电路基板的正面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图7以隐藏的电路基板的背面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图8示出了根据本发明的设备的实施方式的被构造为初级线圈并且布置在电路基板上的线圈和被构造为次级线圈的阻尼元件的相对布置,
图9示出了在图8中示出的阻尼元件,
图10示出了图8所示的线圈在电路基板上的布置,
图11示出了被构造为平面线圈的线圈在电路基板上或电路基板中的不同的布置可能性,
图12以隐藏的电路基板的正面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图13示出了根据本发明的设备的实施方式的横截面,
图14以电路基板的正面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图15以电路基板的背面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图16以电路基板的背面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图17以电路基板的正面的局部剖视图的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图18以局部剖视的侧视图示出了根据本发明的设备的实施方式的一部分,
图19以隐藏的电路基板的正面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图20以隐藏的电路基板的背面的透视图示出了根据本发明的设备的实施方式,
图21示出了根据本发明的设备的实施方式在挺杆的息止位置的横截面,
图22示出了根据本发明的设备的实施方式在挺杆的致动位置的横截面,
图23示出了根据本发明的设备的实施方式在挺杆的息止位置的透视横截面,
图24示出了在电路基板隐藏的情况下根据本发明的设备的实施方式在挺杆的息止位置的横截面,
图25示出了在电路基板隐藏的情况下从挺杆盘观察的根据本发明的设备的实施方式的横截面,该设备在挺杆盘的背离电路基板的一侧平行于挺杆盘,
图26示出了根据本发明的设备的实施方式的透视分解图,
图27示出了根据本发明的设备的实施方式的另一透视分解图,
图28示出了根据本发明的设备的实施方式在挺杆的息止位置的横截面,以及
图29示出了根据本发明的键盘的部件线路图的实施例,该键盘具有根据本发明的设备。
相互对应的零件和部件在所有附图中都设有相同的附图标记。
图1至图28以不同的图示出了根据本发明的设备1的不同的实施方式,设备1用于检测键盘的键的击键,其中这些实施方式仅在细节上不同,因此在下文中对其共有之处进行描述。
设备1包括电路基板2,电路基板2被设计为印刷电路板并且在一些附图中被隐藏了。此外,设备1还包括键模块4,键模块4被安装在电路基板2上并且具有壳体5和相对于壳体5和电路基板2可运动的挺杆8。
挺杆8包括挺杆轴9和挺杆盘10,其中挺杆盘10所具有的直径比挺杆轴9大。挺杆盘10以及因此挺杆8被布置在键模块4的壳体5中。挺杆轴9的内端部在挺杆盘10的中间开始,即在挺杆盘10上居中。挺杆轴9以及因此挺杆8从此处穿过壳体5中的开口12向外伸出。挺杆轴9在外端部处具有用于安装键帽3的接口13。在一些附图中,示出了已安装了键帽3的设备1。挺杆盘平行于电路基板2并且垂直于挺杆轴9的延伸部分取向。
电路基板2具有正面15、与正面15相反的背面16以及正面15与背面16之间的通孔17。键模块4的壳体被布置在电路基板2的背面16的包围通孔17的区域中,其中挺杆轴9穿过通孔17伸出,并且用于安装键帽3的接口13位于电路基板2的正面15。
挺杆8借助于复位弹簧18被支承在壳体5上,其中复位弹簧18在键模块4中是可压缩和可膨胀的,并且挺杆8的运动与复位弹簧18的压缩或膨胀相关联。如图所示,复位弹簧18例如可以是螺旋弹簧。复位弹簧18的一个端部被支承在挺杆8的凹口19中并且另一端部被支承在壳体5上。
挺杆8可在息止位置和致动位置之间运动。在息止位置,挺杆8被复位弹簧18压向第一止挡,这至少间接地经由必要时布置在这两者之间的部件来实现。在致动位置,挺杆8通过至少间接地(例如经由被插上的键帽3施加到挺杆8上的力)克服由复位弹簧18发出的力压向与第一止挡相对的第二止挡,这至少间接地经由必要时布置在这两者之间的部件来实现。
此外,设备1还包括用于检测挺杆8相对于电路基板2的运动的装置11,装置11具有布置在电路基板2上和/或电路基板2中的运动传感器14。运动传感器14是不可相对运动地布置在电路基板2上或电路基板2中的至少一个线圈20或包括不可相对运动地布置在电路基板2上或电路基板2中的至少一个线圈20。
该线圈20是具有多个线圈匝的平面线圈,这些线圈匝布置在电路基板2上或电路基板2中,使得这些线圈匝包围通孔17。图11示出了线圈20相对于电路基板2的三种可能的布置。线圈20可以在电路基板2的正面15(上方图示)或背面16(下方图示)被布置在电路基板2上,和/或被布置在多层电路基板2内的电路基板2的中间层中(中间图示)。
在所提到的三个位置中的一个位置处可以仅提供一个线圈20。但也可以实现的是,在电路基板2的所提到的位置中的相应的两个或三个位置处叠加地布置两个或三个线圈20。如有必要,也可以在多个中间层中叠加地布置多个线圈20。两个线圈20例如可以以串联方式电连接,使得两个或更多个线圈20的总电感与每个单个线圈20的电感相比得以提高。两个线圈20也可以彼此连接,使得线圈20产生相反方向的磁场。
此外,用于检测挺杆8相对于电路基板2的运动的装置11还包括用于阻尼运动传感器14的线圈20的阻尼元件21,阻尼元件21被布置在挺杆8上且可随挺杆8运动。阻尼元件21被布置在壳体5中的电路基板2的背面16并且与挺杆8一起垂直于电路基板2运动,使得挺杆8的运动改变阻尼元件21与电路基板2和线圈20的距离,并且改变线圈20的阻尼。挺杆8和阻尼元件21的共同运动以如下方式来实现,使得挺杆8的致动(即挺杆8从息止位置到致动位置的运动)增加了阻尼元件21与电路基板2的距离。
阻尼元件21例如由导电材料构成或包括导电材料,例如作为涂层。阻尼元件21例如是金属构件,例如弯曲件和/或冲压件和/或激光加工件。
示出的阻尼元件21是盘,特别是金属盘,该盘平行于电路基板2取向,并且因此平行于被构造为平面线圈的线圈20取向。阻尼元件21在挺杆盘10的面向电路基板2的一侧布置在挺杆盘10上,并且平放在挺杆盘10的面向电路基板2的一侧。被构造为盘的阻尼元件21具有贯通凹口22,挺杆轴9被引导穿过该贯通凹口或穿过其中插入,也就是说,盘以及因此阻尼元件21包围挺杆轴9。
阻尼元件21在挺杆盘10上的紧固通过阻尼元件21的朝挺杆盘10方向突出的夹紧区段23来实现,这些夹紧区段以夹紧的方式接合到挺杆8中的对应的凹口24中。由此确保阻尼元件21与挺杆8一起运动,也就是说,阻尼元件21和挺杆8不可相对运动地相互连接。
因此,阻尼元件21形成具有短接匝的次级线圈,该次级线圈与布置在电路基板2上作为初级线圈的线圈20以感应的方式共同作用,使得作为初级线圈的线圈20和作为次级线圈的阻尼元件21感应耦合。
线圈20是附图中未示出的电谐振电路的一部分,该电谐振电路除了线圈20之外还包括至少一个电容器。初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度以及因此谐振电路的至少一个物理量在挺杆8以及因此用作次级线圈的阻尼元件21相对于用作初级线圈的线圈20运动时发生改变。
用于检测挺杆8相对于电路基板2运动的装置11包括在附图中未示出的测量装置和附图中同样未示出的信号输出装置,该测量装置用于检测和/或处理电谐振电路的在挺杆8和充当次级线圈的阻尼元件21运动时改变的至少一个物理量的变化,其中信号输出装置被设计为在测量装置检测到和/或处理至少一个物理量的变化时输出电信号。
阻尼元件21具有两个弹簧元件25,这两个弹簧元件25与壳体5中的两个止挡元件(在附图中不可见)共同作用,使得挺杆8朝其息止位置方向的运动被缓冲。具体而言,弹簧元件25是弹簧接片,这些弹簧接片在被构造为盘的阻尼元件21的外边缘上突出,并且在运动到息止位置而止挡在壳体5上时,这些弹簧接片与例如被构造为壳体5中的凸块的止挡元件共同作用,其中壳体5上的凸块指向壳体内部。由此可以降低止挡时的噪声产生。
例如如图4所示,在本发明的实施方式中,挺杆盘10在其外边缘上具有两个导向接片27,这两个导向接片27分别与壳体5中的相对应的接片导向部28相对应,其中导向接片27和接片导向部28被构造成使得挺杆盘10可以垂直于壳体5中的电路基板2运动,然而至少在很大程度上防止了挺杆盘10以及因此挺杆8在壳体5中的扭转。导向接片27和接片导向部28的这种共同作用例如在图25中示出。
接片导向部具有锥形的定心部,该定心部随着挺杆盘10与电路基板2的距离减小而限制挺杆8相对于壳体5的可旋转性。因此,在挺杆8的致动位置,接片导向部28仍允许挺杆8有转动间隙。然而,该间隙在过渡到息止位置时(复位弹簧18在该息止位置越来越松弛)越来越受限制。
图4示出了导向接片27在其背离电路基板2的一侧具有用于对挺杆止挡在壳体5上进行阻尼的止挡结节29。由此降低止挡时的噪声产生。
附图示出了用于挺杆轴9的导向件30被构造在键模块4的壳体5上,特别是被构造为呈导向筒形式的线性导向件,导向件30从壳体5开始在电路基板2的背面16穿过电路基板2中的通孔17伸出。被构造为导向筒的导向件30紧挨着壳体5中的开口,挺杆轴9通过该开口向外伸出,并且导向件30在壳体5之外包围挺杆轴9。挺杆轴9比被构造为导向筒的导向件30长,也就是说,用于安装键帽3的接口13至少在挺杆8的息止位置从导向筒中伸出。
在此,必要时除了小间隙外,导向筒的内直径对应于挺杆轴9的柱形区段的外直径,例如在图5、图13、图21、图22和图23中可见。图28示出了替代的实施方式,其中导向件30和/或挺杆轴9被构造为使得挺杆轴9在导向件30的自由端部处无间隙地或至少几乎无间隙地被引导,而在导向件30的其他区域中,挺杆轴9与导向件30间隔开。在此,导向件30的内表面的直径锥形地朝导向件30的自由端部变小。相反,挺杆轴9的直径朝其外端部至少几乎恒定不变。通过这种类型的线性导向件,挺杆8或挺杆轴9在导向件30的自由端部周围具有一定的倾斜间隙。此外,在图28中还示出了挺杆轴9的外表面的朝向挺杆盘10的过渡部被构造成锥形,使得挺杆轴9在挺杆8占据息止位置时在导向件30中居中,挺杆轴9在该息止位置从壳体5中被压出得尽可能远。这四个与上述设计方案相关的位置在图28中用圆圈标识。
上述设计方案能够实现将挺杆8精确地定位在其息止位置。总的来说,由此实现了将挺杆8精确地定位在其息止位置,其中挺杆轴9在导向件30中居中,同时在通过将挺杆8压入到壳体5中对挺杆8进行相对小的预致动的情况下就能实现,其中过渡部的倾斜度确定了预致动的所需路径存在挺杆8在导向件30的自由端部周围的限定的倾斜可能性。由于过渡部是锥形的,因此在挺杆8的息止位置中不存在这种倾斜可能性。因此,对放置到挺杆8上的键帽3产生了这种精确的定位和可倾斜性。
附图(例如图14)示出了导向件30具有一个或更多个卡锁元件31,通过该一个或更多个卡锁元件31,穿过通孔17插入的导向件30在电路基板2的正面15与电路基板2卡锁,因此,电路基板2被固定在键模块4的壳体5与一个或更多个卡锁元件31之间。因此,键模块4通过卡锁元件31被安装在电路基板2上。
此外,附图(例如图13、图17、图21、图22和图28)还示出了光源(例如LED)在电路基板2的正面15被布置在电路基板2上。此外,附图还示出了透明的或半透明的或透光的光导体33可以被布置在电路基板2的正面15。该光导体33具有贯通开口34,安装或构造在键模块4的壳体5上的导向件30被插入穿过该贯通开口。光源32和光导体33被布置成使得从光源32发出的光在光导体33的面向电路基板2的一侧入射到光导体33中并且从光导体33至少部分地在背离电路基板2的一侧射出。具体而言,示例性示出的光导体33具有截头圆锥形状,其中截头圆锥的底面面向电路基板2。
框架元件35在电路基板2的正面15可以被布置在光导体33与电路基板2之间,例如参见图13、图21、图22和图28。框架元件35平行于电路基板2取向。当在键盘中使用设备1时,框架元件35可以是键盘框架,该键盘框架向外覆盖键盘的具有电路基板2的内部,其中键帽3位于键盘框架之外。挺杆轴9和用于挺杆轴9的导向件30通过相应的凹口36被引导穿过框架元件35。
框架元件35可以由塑料制成。然而框架元件35也可以是金属的或金属涂覆的框架元件35,这带来了屏蔽外部磁场和电磁辐射的优点。
现在为了将光从光源32穿过框架元件35引导至光导体33,光导体33在其面向电路基板2的一侧具有光导体突出部37,该光导体突出部被插到框架元件35中的贯通的光导体凹口38中。在这种情况下,光源32沿这个光导体凹口38的延长线被布置在电路基板2上,使得从光源32发出的光经由光导体凹口38中的光导体突出部37耦合到光导体33中。
因此,光导体33确保从光源32发出的光以期望的方式分布在框架元件35外部(在框架元件35的背离电路基板2的一侧上)。具体的分布在此由光导体33的外形设计得出。例如,从光导体33发出的光至少部分地用于部分地或完全地照亮键帽3的内部空间,并且由此使必要时嵌入到键帽3中的透明字符(例如字母和数字,未示出)在键帽3的外侧面上发光显示。从光导体33发出的光,例如从光导体33侧向射出的光,也可以至少部分地用于键帽3的侧向背光照明,也就是说,照亮围绕键帽3从外部可见的框架元件35以使其显示。
附图(例如图3、图6、图12、图19、图21、图22和图23)示出了定位销39被构造在键模块4的壳体5上,定位销39在壳体5的在电路基板2的背面16所提供的位置处接合到电路基板2中的与定位销39相对应的定位凹口40中。定位销39和定位凹口40防止安装在电路基板2上的键模块4扭转。也可以提供多个这种对应的定位销39和定位凹口40。
一些附图(例如图13、图21、图22和图26)示出了这样的实施方式,其中用于对挺杆止挡在壳体5上进行阻尼的阻尼垫41被布置在壳体5的背离电路基板2的背面的内侧上。由此降低挺杆止挡时的噪声产生。在这种情况下,复位弹簧18被支承在阻尼垫41上,为此,阻尼垫41构成支承销,作为用于被构造为螺旋弹簧的复位弹簧18的端部的支承件。阻尼垫41在此可以被夹紧在壳体5的两个壳体元件之间并且由此得以固定。
在图24示出的实施方式中,为了对止挡进行阻尼并从而减少噪声,呈由弹性材料形成的弹性套筒形式的阻尼元件42在挺杆8的背离电路基板2的一侧被插入到挺杆8中的相对应的凹口中。
在附图(例如图3、图6、图7、图26和图27)中可以看出,壳体5在所示的实施方式中是两件式构造的,具有第一壳体元件6和第二壳体元件7,第一壳体元件6紧靠在电路基板2的背面16上并且具有从电路基板2突出的侧壁,第二壳体元件7作为盖子在键模块4的背离电路基板2的一侧限定键模块4。第一壳体元件6和第二壳体元件7经由被构造在第一壳体元件6上的两个卡锁钩43卡锁,这些卡锁钩与第二壳体元件7中的卡锁凹口44共同作用。被构造为盖子的第二壳体元件7具有接片,这些接片从键模块4的背离电路基板2的一侧朝电路基板2方向突出,并且在这些接片中布置了卡锁凹口44。
附图示出了已经描述的用于挺杆轴9的导向件30被构造在第一壳体元件6上。同样已经描述的阻尼垫41可以被夹紧在第一壳体元件6和第二壳体元件7之间并因此被固定住。这一点例如可以在组装壳体5时实现。
图3、图5、图26、图27和图28示出了这样的实施方式,在这些实施方式中,第二壳体元件7具有用于挺杆8的复位弹簧18的第一端部的支承销,该复位弹簧18被构造为螺旋弹簧。复位弹簧18的与第一端部相对的第二端部被支承在挺杆8中的被构造为导向套筒的凹口19中。
第二壳体元件7是金属部件或至少涂覆有金属。由此一来,键模块4的内部被屏蔽以防来自外部的干扰电磁辐射和/或磁场。然而,第二壳体元件也可以由其他材料(例如塑料)构成。第一壳体元件6可以由塑料形成。这也适用于必要时安装或构造在第一壳体元件6上的导向件30。
图2、图3、图6、图7和图26示出了这样的实施方式,在这些实施方式中,第二壳体元件7到电路基板的直接的电连接是不可见的。然而,附图也示出了不同的实施方式,在这些实施方式中,第二壳体元件7的金属与电路基板2的一个或更多个对应的电接头电连接。由此可以将第二壳体元件7的金属设定为定义的电势,例如接地电势,由此例如改善了屏蔽。
在图14和图15中示出的实施方式示出了第二壳体元件7具有两个焊接引脚45,这两个焊接引脚被插入到电路基板2中的相对应的焊接引脚凹口46中以建立电连接,其中焊接引脚45在此处与电路基板2的相应的导体电路或导电面焊接在一起(未示出)。
在图16中示出的实施方式示出了第二壳体元件7具有至少一个弹簧触点47以便建立电连接,弹簧触点47与电路基板2的背面16上的未示出的对应的电触点电连接,并因此将第二壳体元件7设定为预定的电势。
在图17、图18中示出的实施方式示出了第二壳体元件7具有两个扩展触点48,这些扩展触点被插入到电路基板2中的相对应的扩展触点凹口49中以建立电连接,其中这些扩展触点在此处由于其外形设计而压靠凹口边缘(切割-夹持技术),并且由此与电路基板2的导体电路或导电面建立电接触。
图29示出了根据本发明的键盘的部件线路图的实施例,该键盘具有根据本发明的设备1,其中仅示出了设备1的对于本发明来说重要的部件。设备1包括电谐振电路50,作为用于检测挺杆8相对于电路基板2的运动的装置11的组成部分,电谐振电路50包括在电路基板2上或电路基板2中的线圈20、电容器51和电阻器52。特别地,线圈20是初级线圈,该初级线圈与作为次级线圈的一个阻尼元件或该阻尼元件感应耦合,其中初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度以及因此谐振电路50的至少一个物理量在挺杆以及因此次级线圈运动时发生改变。
设备1还包括信号转换器和/或信号处理器53以及与信号转换器和/或信号处理器53电连接的控制装置54,例如控制处理器,该控制装置在输出端处提供电信号,特别是经由接口,例如USB接口提供电信号。信号转换器和/或信号处理器53和/或控制装置54例如可以是已经借助根据本发明的设备描述的、用于检测和/或处理电谐振电路的在挺杆运动时改变的至少一个物理量的变化的测量装置,和/或同样已经借助根据本发明的设备描述的、用于在挺杆运动时输出至少一个电信号的信号输出装置。
此外,设备1还包括信号发生器和/或信号放大器55,该信号发生器和/或信号放大器在输入侧与信号转换器和/或信号处理器53连接并且在输出侧与声学转换器56(例如扬声器)连接。因此,在键致动时不仅输出电信号,而且附加地输出同步的声学信号,由此在键致动时给出声学反馈。在此可以提出,输出的声音或输出的声音序列或声音组合和/或信号强度是可调节的。为此,信号发生器和/或信号放大器55例如可以包括逻辑和/或存储模块(未示出),借助该逻辑和/或存储模块例如可以存储不同的声音序列(旋律)以及其他参数和/或默认设置,例如音量、音高和/或声音序列。
图29还示出了设备1还包括振动转换器57,振动转换器57在输入侧与信号转换器和/或信号处理器53连接,其中振动转换器57被构造和布置成使得它将振动激励58传递到键盘的壳体上和/或键盘的各个键上和/或键盘的掌托上。由此一来,作为声学反馈的补充或替代,在键致动时能够实现触觉反馈。振动转换器57可以包括逻辑和/或存储模块(未示出),借助于该逻辑和/或存储模块例如可以存储不同的振动曲线以及其他参数和/或默认设置。
因此,基于所描述的实施例,根据一种设计方案,本发明提出了一种被构造为感应切换模块的用于检测击键的设备,该设备包括在切换基板上的线圈、以及传感器。感应切换模块的壳体被布置在切换基板下方,其中作为致动元件的挺杆借助导向单元从电路基板的背面开始穿过切换基板的开口在电路基板的正面从电路基板伸出,并且在此处具有用于安装键帽的接口。
前面提到的感应切换模块可以包括一件式或两件式的壳体、挺杆、作为线圈的阻尼元件的短接的次级匝和用于挺杆的复位弹簧。在此,挺杆和壳体形成线性导向单元。壳体具有与电路基板的紧固接口以及防止扭转的紧固元件。挺杆包括用于安装键帽的接口和用于安装或紧固次级匝的接口以及用于容纳复位弹簧的导向套筒。
次级匝被布置在挺杆上,使得在初始位置(息止位置),次级匝直接放置在线圈上方并且因此与线圈产生强烈的电磁耦合。当致动模块时,次级匝远离线圈,并且耦合变弱。
设备的在切换基板的正面上的致动单元可以被构造成用于容纳光导体。光导体可以被放置在框架元件的上方和/或切换基板的上方,并且可以以光学的方式与LED耦合,以便有针对性地照明已放置的键帽的内部空间,其中根据光导体的几何形状可以实现部分或全表面的照明。
具有根据本发明的设备的切换单元或键盘包括电路基板(例如印刷电路板),该电路基板具有线圈和LED、传感器、框架元件、光导体、键帽和下部。
设备的壳体可以被实施成两件式的,由基座(第一壳体元件)和盖子(第二壳体元件)构成。这两个部件可以卡合。盖子可以由金属实施而成并且屏蔽内部的线圈以防外部的干扰电磁辐射和磁场。
在此,盖子可以配备有至少一个焊接引脚并且借助于焊接方法与电路基板(例如印刷电路板的基面(例如接地触点或接地))电连接。盖子和基面也可以借助于弹簧触点电连接。盖子和基面也可以借助于扩展触点(切割-夹持技术)电连接。
次级匝可以被实施为盘的形式,并且例如也具有集成的弹簧元件。弹簧元件可以在朝息止位置方向进行复位运动时止挡在基座中的定义的凸块上并且对冲击进行弹性减振。这降低了噪声产生。
弹性垫可以被夹紧在基座和盖子之间,该弹性垫在挺杆向前运动(从息止位置移出到致动位置)时对止挡进行弹性减振或阻尼,并且在此降低了噪声产生。
挺杆可以具有例如配备有两个弹性元件的支脚,这两个弹性元件在其端部处具有止挡凸块,这些止挡凸块在挺杆向前运动时止挡在盖子上并且对冲击进行弹性减振,并且在此降低了噪声产生。
弹性套筒可以被安装到挺杆中,该弹性套筒在向前运动时对止挡进行阻尼并且由此降低了噪声产生。
可以通过例如两个导向接片来防止挺杆扭转,并且可以在息止位置通过锥形的定心部附加地限制接片导向部中的间隙。
在基座中引导挺杆可以被设计成使得在息止位置,挺杆定心一方面在柱形导向件的上部区域中实现,另一方面通过导向件的下部区域中的锥面实现。这能够实现将挺杆精确的几何定位在息止位置,同时实现在小的预致动之后的限定的倾斜可能性。
线圈可以由多个单线圈组成,这些单线圈可选地位于电路基板(例如印刷电路板)的背面上和/或正面上和/或中间层中。
至少两个线圈可以串联方式电连接,以增加总电感。
至少两个线圈可以如下方式连接,使得线圈产生相反方向的磁场,这些磁场彼此排斥并且同时沿线圈轴线的方向扩展,这能够实现对离印刷电路板更远的线圈进行阻尼。在这种情况下,仅一个线圈在谐振电路中用于电感变化(作为传感器)。因此,挺杆在模块中的总行程得以扩展。
基于所描述的实施例,根据一个设计方案,本发明还提出了一种键盘,该键盘包括具有可变的电感式传感器的谐振电路、信号转换器和/或信号处理器、在端部处经由接口(例如USB接口)提供输出信号的控制处理器、信号发生器和/或信号放大器以及声学转换器(扬声器)。在此,键致动时产生的电信号伴随着声学信号,也就是说,电信号和声学信号是同步的,以便能够实现针对键致动的声学反馈。
声学信号的声音或声音组合以及信号强度可以任意设置。信号发生器和/或信号放大器也可以包括逻辑和/或存储模块。因此可以存储不同的声音序列(旋律)以及设置的参数,例如音量、音高或声音序列。
补充地或替代地,可以提供振动转换器,该振动转换器将振动激励传递到键盘的键盘壳体上和/或各个键上和/或掌托上,因此在键致动时能够实现触觉反馈。振动转换器可以具有逻辑和/或存储模块,以便存储振动曲线和/或其他默认设置。
参考标记列表
1 设备
2 电路基板,其被设计为印刷电路板
3 键帽
4 键模块
5 键模块4的壳体
6 第一壳体元件
7 第二壳体元件
8 挺杆
9 挺杆轴
10 挺杆盘
11 用于检测挺杆8的运动的装置
12 壳体5中的开口
13 用于安装键帽3的接口
14 运动传感器
15 电路基板2的正面
16 电路基板2的背面
17 通孔
18 复位弹簧
19 挺杆8中的凹口
20 线圈,其被构造为平面线圈和初级线圈
21 阻尼元件,其被构造为次级线圈
22 阻尼元件21中的凹口
23 阻尼元件21的夹紧区段
24 挺杆8中的凹口
25 弹簧元件
27 导向接片
28 接片导向部
29 止挡凸块
30 导向件
31 卡锁元件
32 光源,例如LED
33 光导体
34 光导体33中的开口
35 框架元件
36 框架元件35中的凹口
37 光导体突出部
38 框架元件35中的光导体凹口
39 定位销
40 定位凹口
41 阻尼垫
42 阻尼元件
43 卡锁钩
44 卡锁凹口
45 焊接引脚
46 焊接引脚凹口
47 弹簧触点
48 扩展触点
49 扩展触点凹口
50 谐振电路
51 电容器
52 电阻器
53 信号转换器和/或信号处理器
54 控制装置,例如控制处理器
55 信号发生器和/或信号放大器
56 声学转换器,例如扬声器
57 振动转换器
58 振动激励。

Claims (48)

1.一种用于检测击键的设备(1),包括:
电路基板(2),
键模块(4),所述键模块被安装在所述电路基板(2)上,所述键模块具有壳体(5)和能够相对于所述壳体(5)和所述电路基板(2)运动的挺杆(8),以及
用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的装置(11),所述装置具有布置在所述电路基板(2)上和/或所述电路基板中的运动传感器(14),
其中,所述挺杆(8)被布置在所述壳体(5)中并且以挺杆轴(9)穿过所述壳体(5)中的开口(12)向外伸出,并且所述挺杆在所述挺杆轴(9)的外端部处具有用于安装键帽(3)的接口(13),
其中,所述电路基板(2)具有正面(15)、与所述正面(15)相反的背面(16)以及在正面(15)与背面(16)之间的通孔(17),
其中,所述键模块(4)的壳体(5)被布置在所述电路基板(2)的背面(16)上的包围所述通孔(17)的区域中,使得所述挺杆轴(9)穿过所述通孔(17)伸出,并且用于安装键帽(3)的所述接口(13)位于所述电路基板(2)的正面(15)。
2.根据权利要求1所述的设备(1),其特征在于,用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)包括信号输出装置,所述信号输出装置被配置成在所述挺杆(8)进行一次或更多次预定运动时输出至少一个电信号。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1),其特征在于,用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)的所述运动传感器(14)包括不可相对运动地布置在所述电路基板(2)上或所述电路基板中的至少一个线圈(20);并且用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)包括用于阻尼所述运动传感器(14)的所述线圈(20)的阻尼元件(21),所述阻尼元件被布置在所述挺杆(8)上或所述挺杆中并且随所述挺杆(8)运动,其中,所述阻尼元件(21)被布置在所述挺杆(8)上或所述挺杆中,使得所述阻尼元件(21)与所述挺杆(8)一起运动,其中,所述挺杆(8)从息止位置运动到致动位置增大了所述阻尼元件(21)与所述电路基板(2)的距离,并且所述挺杆(8)的运动改变了所述线圈(20)的阻尼。
4.根据权利要求3所述的设备(1),其特征在于,所述运动传感器(14)的所述至少一个线圈(20)具有一个或更多个线圈匝,所述线圈匝布置在所述电路基板上或所述电路基板中,使得所述线圈匝包围所述通孔(17)。
5.根据权利要求3或4所述的设备(1),其特征在于,所述运动传感器(14)的所述至少一个线圈(20)是平面线圈。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述运动传感器(14)的一个线圈(20)或更多个线圈(20)在所述电路基板(2)的正面(15)和/或背面(16)被布置在所述电路基板(2)上,和/或在多层电路基板(2)内被布置在所述电路基板(2)的中间层中。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述运动传感器(14)在所述电路基板(2)上或在所述电路基板中具有至少两个线圈(20),所述至少两个线圈以串联方式电连接,使得所述两个线圈或更多个线圈(20)的总电感与每个单个线圈(20)的电感相比得以提高。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述运动传感器(14)在所述电路基板(2)上或所述电路基板中具有两个线圈(20),所述两个线圈彼此连接,使得所述线圈(20)产生相反方向的磁场。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)由铁磁材料或顺磁材料或导电材料构成,或者至少部分地包括铁磁材料或顺磁材料或导电材料。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)构成平行于所述电路基板(2)取向的面;和/或所述阻尼元件(21)是平行于所述电路基板(2)取向的盘。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)包围所述挺杆轴(9)。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)包括传导性材料或由传导性材料构成,其中所述传导性材料具有贯通凹口(22),所述贯通凹口被所述传导性材料包围,使得所述阻尼元件(21)是具有短接匝的次级线圈,所述次级线圈与被布置在所述电路基板(2)上的作为初级线圈的线圈(20)以感应的方式共同作用。
13.根据权利要求3至12中任一项所述的设备(1),其特征在于,用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)包括电谐振电路,所述谐振电路包括在所述电路基板(2)上或所述电路基板中的所述线圈(20)或所述线圈(20)中的至少一个线圈、以及至少一个电容器,其中,所述线圈(20)是与作为次级线圈的所述阻尼元件(21)感应耦合的初级线圈,并且其中,初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度以及因此所述谐振电路的至少一个物理量在所述挺杆(8)并且因此所述次级线圈运动时发生改变。
14.根据权利要求13所述的设备(1),其特征在于,用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)包括测量装置和信号输出装置,所述测量装置用于检测和/或处理所述电谐振电路的在所述挺杆(8)和所述次级线圈运动时改变的所述至少一个物理量的变化,其中,所述信号输出装置被设计为在所述测量装置检测到和/或处理所述至少一个物理量的变化时输出电信号。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述挺杆(8)在所述键模块(4)的壳体(5)中在所述挺杆轴(9)的内端部处具有比所述挺杆轴(9)更大直径的挺杆盘(10)。
16.根据权利要求15并且根据权利要求3所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)在所述挺杆盘(10)的面向所述电路基板(2)的一侧布置在所述挺杆盘(10)上。
17.根据权利要求16所述的设备(1),其特征在于,所述阻尼元件(21)具有一个或更多个弹簧元件(25),所述弹簧元件与所述壳体(5)中的一个或更多个止挡元件共同作用,使得所述挺杆(8)朝息止位置方向的运动得到缓冲。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述挺杆盘(10)在其外边缘上具有一个或更多个导向接片(27),所述导向接片(27)与所述壳体(5)中的一个或更多个相对应的接片导向部(28)相对应,其中,导向接片(27)和接片导向部(28)被构造成使得所述挺杆盘(10)能够垂直于所述壳体(5)中的电路基板(2)运动,然而至少在很大程度上防止了所述挺杆盘(10)以及因此所述挺杆(8)在所述壳体(5)中扭转。
19.根据权利要求18所述的设备(1),其特征在于,所述一个接片导向部(28)或所述多个接片导向部(28)具有锥形的定心部,所述定心部随着所述挺杆盘(10)与所述电路基板(2)的距离减小而限制所述挺杆(8)相对于所述壳体(5)的可旋转性。
20.根据权利要求18或19所述的设备(1),其特征在于,所述一个导向接片(27)或所述多个导向接片(27)在其背离所述电路基板(2)的一侧具有用于对挺杆止挡在所述壳体(5)上进行阻尼的止挡凸块(29)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,用于所述挺杆轴(9)的导向件(30)被安装或构造在所述键模块(4)的壳体(5)上,所述导向件(30)从所述壳体(5)开始在所述电路基板(2)的背面(16)穿过所述电路基板(2)中的通孔(17)伸出。
22.根据权利要求21所述的设备(1),其特征在于,所述导向件(30)包围所述挺杆轴(9)。
23.根据权利要求22所述的设备(1),其特征在于,所述导向件(30)被构造为包围所述挺杆轴(9)的导向筒,和/或所述挺杆轴(9)的外表面是筒表面。
24.根据权利要求22所述的设备(1),其特征在于,导向件(30)和/或挺杆轴(9)被构造成使得所述挺杆轴(9)在所述导向件(30)的自由端部处无间隙地或至少几乎无间隙地被引导,而在所述导向件(30)的其他区域中,所述挺杆轴(9)与所述导向件(30)间隔开。
25.根据权利要求24所述的设备(1),其特征在于,所述导向件(30)的内表面的直径朝所述导向件(30)的自由端部变小。
26.根据权利要求24或25并且根据权利要求15所述的设备(1),其特征在于,所述挺杆轴(9)的外表面的朝向所述挺杆盘(10)的过渡部被构造成锥形,使得所述挺杆轴(9)在所述挺杆(8)占据所述息止位置时在所述导向件(30)中居中,所述挺杆轴(9)在所述息止位置从所述壳体(5)中被压出得尽可能远。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述导向件(30)具有一个或更多个卡锁元件(31),通过所述一个或更多个卡锁元件(31),穿过所述通孔(17)插入的所述导向件(30)在所述电路基板(2)的正面(15)与所述电路基板(2)卡锁,并且因此,所述电路基板(2)被固定在所述键模块(4)的壳体(5)与所述一个或更多个卡锁元件(31)之间。
28.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,至少一个光源(32)在所述电路基板(2)的正面(15)被布置在所述电路基板(2)中或所述电路基板处或所述电路基板上;透明的或半透明的或透光的光导体(33)被布置在所述电路基板(2)的正面(15)上,其中,所述光导体(33)具有贯通开口(34),安装或构造在所述键模块(4)的壳体(5)上的所述导向件(30)被插入穿过所述贯通开口,其中,光源(32)和光导体(33)被布置成使得从所述光源(32)发出的光在所述光导体(33)的面向所述电路基板(2)的一侧入射到所述光导体(33)中并且从所述光导体(33)至少部分地在背离所述电路基板(2)的一侧射出。
29.根据权利要求28所述的设备(1),其特征在于,所述光导体(33)具有截头圆锥的形状,其中,所述截头圆锥的底面面向所述电路基板(2)。
30.根据权利要求28或29所述的设备(1),其特征在于,框架元件(35)在所述电路基板(2)的正面(15)被布置在光导体(33)和电路基板(2)之间。
31.根据权利要求30所述的设备(1),其特征在于,所述光导体(33)在其面向所述电路基板(2)的一侧具有光导体突出部(37),所述光导体突出部被插入到除了用于所述导向件(30)的凹口(36)之外引入在所述框架元件(35)中的贯通的光导体凹口(38)中,其中,所述光源(32)在所述光导体凹口(38)的延长线中被布置在所述电路基板(2)上,使得从所述光源(32)发出的光经由所述光导体凹口(38)中的所述光导体突出部(37)耦合到所述光导体(33)中。
32.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,定位销(39)被构造在所述键模块(4)的壳体(5)上,所述定位销在所述壳体(5)的在所述电路基板(2)的背面(16)所提供的位置处接合到所述电路基板(2)中的与所述一个或更多个定位销(39)相对应的定位凹口(40)中。
33.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,用于对挺杆止挡在所述壳体(5)上进行阻尼的阻尼元件(42)被布置在所述挺杆(8)的背离所述电路基板(2)的一侧。
34.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,用于对挺杆止挡在所述壳体(5)上进行阻尼的阻尼垫(41)被布置在所述壳体(5)的背离所述电路基板(2)的背面的内侧上。
35.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述壳体(5)是至少两件式构造的,具有第一壳体元件(6)和第二壳体元件(7),所述第一壳体元件紧靠在所述电路基板(2)的背面(16)上并且具有从所述电路基板(2)突出的侧壁,所述第二壳体元件作为盖子在所述键模块(4)的背离所述电路基板(2)的一侧限定所述键模块。
36.根据权利要求35所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)具有用于所述挺杆(8)的复位弹簧(18)的第一端部的支承销。
37.根据权利要求35或36所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)是金属部件或涂覆有金属。
38.根据权利要求37所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)的金属与所述电路基板的一个或更多个对应的电接头电连接。
39.根据权利要求38所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)的金属具有至少一个焊接引脚(45)以建立电连接,所述焊接引脚被插入到所述电路基板(2)中的与所述焊接引脚(45)相对应的焊接引脚凹口(46)中并且在此处借助于焊接电连接。
40.根据权利要求38或39所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)的金属具有至少一个弹簧触点(47)以建立电连接,所述弹簧触点与所述电路基板(2)的背面(16)上的对应的电触点电连接。
41.根据权利要求38至40中任一项所述的设备(1),其特征在于,所述第二壳体元件(7)的金属具有至少一个扩展触点(48)以建立电连接,所述扩展触点被插入到所述电路基板(2)中的与所述扩展触点(48)相对应的扩展触点凹口(49)中并且在此处电连接。
42.一种键盘,包括一个或更多个根据权利要求1至41所述的设备(1)。
43.根据权利要求42所述的键盘,其特征在于,所述键盘具有框架元件(35),所述挺杆轴(9)穿过所述框架元件(35)被插入,使得所述电路基板(2)被布置在所述框架元件(35)的底侧上,并且插到所述挺杆轴(9)上的所述键帽(3)被布置在所述框架元件(35)的与所述底侧相对的顶侧上,其中,所述框架元件(35)由金属形成或者具有金属层或金属附加层。
44.根据权利要求42或43所述的键盘,其特征在于,所述键盘具有由金属形成的底部或具有金属层或金属附加层。
45.根据权利要求42至44中任一项所述的键盘,其特征在于,所述一个或更多个设备(1)包括:
a)电谐振电路(50),所述电谐振电路作为用于检测所述挺杆(8)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(11)的组成部分,所述谐振电路包括在所述电路基板(2)上或所述电路基板中的所述线圈(20)或所述线圈(20)中的至少一个线圈、以及至少一个电容器(51),
b)信号转换器和/或信号处理器(53),以及
c)与所述信号转换器和/或信号处理器(53)电连接的控制装置(54),所述控制装置(54)在输出端处提供电信号。
46.根据权利要求45所述的键盘,其特征在于,所述一个或更多个设备(1)还包括:信号发生器和/或信号放大器(55),所述信号发生器和/或信号放大器在输入侧与所述信号转换器和/或信号处理器(53)和/或所述控制装置(54)连接并且在输出侧与声学转换器(56)连接。
47.根据权利要求45或46所述的键盘,其特征在于,所述一个或更多个设备(1)还包括:振动转换器(57),所述振动转换器在输入侧与所述信号转换器和/或信号处理器(53)或所述控制装置(54)连接,其中,所述振动转换器(57)被设计和布置成使得所述振动转换器(57)将振动激励(58)传递到所述键盘的壳体上和/或所述键盘的各个键上和/或键盘的掌托上。
48.一种用于在根据权利要求46或47所述的键盘上键致动时产生声学信号和/或触觉信号的方法,其特征在于,
a)所述信号转换器和/或信号处理器(53)转换和/或处理从所述电谐振电路(50)发出的信号或从所述电谐振电路(50)发出的信号变化并且将从所述电谐振电路(50)发出的信号或从所述电谐振电路(50)发出的信号变化进一步传递到控制装置(54),特别是传递到控制处理器,所述控制装置在输出侧提供电信号,以及
b1)将由所述信号转换器和/或信号处理器(53)和/或所述控制装置(54)输出的其他电信号进一步传递到信号发生器和/或信号放大器(55),所述信号发生器和/或信号放大器由此产生初始信号并且将初始信号进一步传递到声学转换器(56),例如扬声器,所述声学转换器基于所述初始信号输出声音或声音序列或声音组合,和/或
b2)将由所述信号转换器和/或信号处理器(53)和/或所述控制装置(54)输出的其他电信号进一步传递到振动转换器(57),所述振动转换器由此产生振动激励(58)并且将振动激励(58)传递到所述键盘的壳体上和/或所述键盘的各个键上和/或键盘的掌托上。
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