DE102008058950B4

DE102008058950B4 - Keypad and keypad module

Info

Publication number: DE102008058950B4
Application number: DE102008058950A
Authority: DE
Inventors: Christoph Weiss; Dr.-Ing. Kodl Georg; Dr. Frommberger Michael; Dipl.-Chem. Dr. Dreyer Christian; Alexei Babizki
Original assignee: Leoni AG
Current assignee: Leoni AG
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: WO2010022920A3; DE102008058950A1; WO2010022920A2

Abstract

Tastenfeld mit mehreren drucksensitiven Tastenbereichen (10), wobei jedem Tastenbereich (10) eine lichtleitende Struktur (12) und jeder lichtleitenden Struktur (12) eine Lichtquelle (24) zum Einspeisen von Licht in die lichtleitende Struktur (12) sowie ein optischer Empfänger (26) zum Empfangen von Licht aus der lichtleitenden Struktur (12) zugeordnet ist, wobei die lichtleitenden Strukturen (12) durch eine gemeinsame Abdeckung (6) mit hoher Eigensteifigkeit unter Zwischenlage einer elastischen Auflage (14) überdeckt sind und die lichtleitenden Strukturen (12) auf einer gemeinsamen Trägerplatte (8) angebracht sind, derart, dass bei einer Druckausübung auf einen Tastenbereich (10) die Abdeckung (6) gegen die Auflage (14) und diese gegen die lichtleitende Struktur (12) gedrückt wird, so dass ein sich in der lichtleitenden Struktur (12) ausbreitendes Licht gestört wird und diese Störung als Tastsignal ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (16) zum Toleranzausgleich von Höhenunterschieden der Einbaulagen der lichtleitenden Strukturen (12) vorgesehen ist, wobei das Mittel (16) jeweils zwischen der...Keypad with several pressure-sensitive key areas (10), each key area (10) having a light-guiding structure (12) and each light-guiding structure (12) a light source (24) for feeding light into the light-guiding structure (12) and an optical receiver (26 ) is assigned to receiving light from the light-guiding structure (12), the light-guiding structures (12) being covered by a common cover (6) with high inherent rigidity with the interposition of an elastic support (14) and the light-guiding structures (12) a common carrier plate (8) are attached in such a way that when pressure is exerted on a key area (10), the cover (6) is pressed against the support (14) and this against the light-guiding structure (12), so that a light-guiding structure (12) propagating light is disturbed and this disturbance is evaluated as a tactile signal, characterized in that a means (16) for tolerance compensation of Differences in height of the installation positions of the light-guiding structures (12) are provided, the means (16) each between the ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Tastenfeld mit mehreren drucksensitiven Tastenbereichen, wobei jedem Tastenbereich eine lichtleitende Struktur und jeder lichtleitenden Struktur ein optischer Sender zum Einspeisen von Licht in die lichtleitende Struktur sowie ein optischer Empfänger zum Empfangen von Licht aus der lichtleitenden Struktur zugeordnet ist. Die lichtleitenden Strukturen sind durch eine gemeinsame Abdeckung mit hoher Eigensteifigkeit unter Zwischenlage einer elastischen Auflage überdeckt. Die lichtleitenden Strukturen sind weiterhin auf einer gemeinsamen Trägerplatte angebracht. Bei einer Druckausübung auf einen Tastenbereich wird die Abdeckung gegen die Auflage und diese dann gegen die lichtleitende Struktur gedrückt, so dass ein sich in der lichtleitenden Struktur ausbreitendes Licht gestört wird und diese Störung als Tastsignal ausgewertet wird.The invention relates to a keypad with a plurality of pressure-sensitive key areas, wherein each key area is associated with a photoconductive structure and each photoconductive structure is an optical transmitter for injecting light into the photoconductive structure and an optical receiver for receiving light from the photoconductive structure. The light-conducting structures are covered by a common cover with high inherent rigidity with the interposition of an elastic support. The light-conducting structures are further mounted on a common carrier plate. When a pressure is applied to a key area, the cover is pressed against the support and then against the light-conducting structure, so that a light propagating in the light-conducting structure is disturbed and this disturbance is evaluated as a key signal.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Tastenfeldmodul mit einem derartigen Tastenfeld sowie ein Verfahren zur Montage eines solchen Tastenfeldes. Das diesem Tastenfeld zugrunde liegende Prinzip eines optischen Tasters ist aus der DE 10 2005 021 008 A1 zu entnehmen. Bei einem derartigen optischen Taster wird eine Störung des so genannten Evanescent-Feldes ausgenutzt. Dieses bildet sich an der Grenzfläche im Außenbereich eines optischen Lichtleiters aus. Wird dieses Evanescent-Feld gestört, indem die Oberfläche berührt wird, beispielsweise mittelbar auch über eine Abdeckung oder elastische Auflage, so kann diese Störung als Tast- oder Schaltsignal erfasst und ausgewertet werden. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass keinerlei Verformung der lichtwellenleitenden Struktur erfolgen muss. Es handelt sich daher um einen berührungssensitiven Sensor.The invention further relates to a keypad module with such a keypad and a method for mounting such a keypad. The underlying this keypad principle of an optical probe is from the DE 10 2005 021 008 A1 refer to. In such an optical probe, a disturbance of the so-called evanescent field is exploited. This forms at the interface in the outer region of an optical waveguide. If this Evanescent field disturbed by the surface is touched, for example, indirectly via a cover or elastic support, so this disturbance can be detected and evaluated as a tactile or switching signal. Of particular importance here is that no deformation of the optical waveguide structure must be made. It is therefore a touch-sensitive sensor.

Ein Tastenfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem mehrere Tastenbereiche angeordnet und von einer gemeinsamen Abdeckung unter Zwischenlage einer elastischen Auflage überdeckt sind, ist aus der DE 10 2004 052 932 A1 zu entnehmen.A keypad according to the preamble of claim 1, wherein a plurality of key areas are arranged and covered by a common cover with the interposition of an elastic support, is from the DE 10 2004 052 932 A1 refer to.

Aus der EP 1 947 550 A1 ist ein weiteres Tastenfeld mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zu entnehmen. Bei diesem ist zur Ausbildung eines Stellstreifens eine langgestreckte Berührfläche vorgesehen, die sich über mehrere Tastenbereiche erstreckt. Die Berührfläche wird dabei durch die Oberfläche einer lichtleitenden Struktur gebildet. An dieser sind an ihrer Unterseite Stifte angeformt, die zur Montage der lichtleitenden Struktur auf einer Leiterplatte dienen, so dass die lichtleitende Struktur in einem definierten Abstand über Lichtdetektoren bzw. Lichtquellen angeordnet ist.From the EP 1 947 550 A1 is another keypad with the features of the preamble of claim 1 can be seen. In this, an elongated contact surface is provided to form a control strip, which extends over a plurality of key areas. The contact surface is formed by the surface of a photoconductive structure. At this, pins are formed on its underside, which serve for mounting the photoconductive structure on a printed circuit board, so that the photoconductive structure is arranged at a defined distance via light detectors or light sources.

Aufgrund des zugrunde liegenden Prinzips der Ausnutzung des Evanescent-Feldes ist eine hochgenaue Ausbildung und Montage des Tastenfelds erforderlich, um eine definierte und eine eindeutige Auswertung von Tastimpulsen zu ermöglichen.Due to the underlying principle of the exploitation of the evanescent field, a highly accurate training and installation of the keypad is required to allow a defined and a unique evaluation of Tastimpulsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tastenfeld mit mehreren drucksensitiven Tastenbereichen mit hoher Funktionssicherheit zu ermöglichen sowie ein Tastenfeldmodul mit einem derartigen Tastenfeld zum Einbauen in ein elektrisches Gerät bereitzustellen.The invention has for its object to provide a keypad with several pressure-sensitive key areas with high reliability and provide a keypad module with such a keypad for installation in an electrical device.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Tastenfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, ein Tastenfeld mit mehreren drucksensitiven Tastenbereichen auszubilden, wobei jedem Tastenbereich eine lichtleitende Struktur zugewiesen ist und die lichtleitenden Strukturen von einer gemeinsamen Abdeckung mit hoher Eigensteifigkeit unter Zwischenlage einer elastischen Auflage überdeckt sind. Das Tastenfeld ist hierbei derart ausgebildet, dass eine Störung des Evanescent-Feldes als Tast- oder Schaltimpuls ausgewertet wird. Um einen zuverlässigen Betrieb und eine einfache Montage zu ermöglichen ist ein Mittel zum Toleranzausgleich von Höhenunterschieden der Einbaulagen der lichtleitenden Strukturen vorgesehen. Die Höhenunterschiede können hierbei beispielsweise durch Bauteiltoleranzen oder auch Positioniertoleranzen hervorgerufen sein. Das Mittel zum Toleranzausgleich ist dabei jeweils zwischen der Abdeckung und der elastischen Auflage der einzelnen lichtleitenden Strukturen angebracht.The object is achieved according to the invention by a keypad with the features of claim 1. Thereafter, it is intended to form a keypad with a plurality of pressure-sensitive key areas, each key area is assigned a photoconductive structure and the photoconductive structures of a common cover with high inherent rigidity with interposition an elastic pad are covered. The keypad is in this case designed such that a disturbance of the evanescent field is evaluated as a tactile or switching pulse. In order to enable a reliable operation and a simple assembly, a means for tolerance compensation of height differences of the installation positions of the light-conducting structures is provided. The height differences can be caused for example by component tolerances or positioning tolerances. The means for tolerance compensation is in each case mounted between the cover and the elastic support of the individual light-conducting structures.

Diese Ausgestaltung beruht auf der Erkenntnis, dass aufgrund der hohen Sensitivität der einzelnen lichtleitenden Strukturen eine definierte, exakt vorgegebene Einbaulage der lichtleitenden Struktur in Relation zu der Abdeckung und der elastischen Auflage von besonderer Bedeutung für das Tastenfeld ist. Da nämlich aufgrund des Auswerteprinzips unter Ausnutzung einer Störung des Evanescent-Feldes es sich hier um berührungsempfindliche Sensoren handelt und gleichzeitig die einzelnen Tastenbereiche von einer steifen Abdeckung überdeckt sind, muss gewährleistet sein, dass die geringfügigen Auslenkungen, die diese Abdeckung zulässt, zuverlässig für die Auslösung eines Tastsignals ausreichen. Unter hoher Eigensteifigkeit wird hierbei eine Abdeckung verstanden, die eine nur geringe Elastizität aufweist, so dass eine Druckbelastung mit dem Finger einer Hand zu einer elastischen Auslenkung lediglich im Submillimeterbereich führt. Vorzugsweise werden hierbei Auslenkungen, die auch im Folgenden als Schalt- oder Tastenhub bezeichnet werden, von lediglich unter 100 μm, insbesondere unter 30 μm verstanden. Dies bedeutet den Umkehrschluss, dass die Einbaulage der einzelnen Teile in den Tastenbereichen bezüglich ihrer Höhenlage eine maximale Toleranz von deutlich unterhalb des Tastenhubs aufweisen muss.This refinement is based on the knowledge that, due to the high sensitivity of the individual light-conducting structures, a defined, exactly predetermined installation position of the light-conducting structure in relation to the cover and the elastic support is of particular importance for the keypad. Since, because of the evaluation principle taking advantage of a disturbance of the evanescent field, these are touch-sensitive sensors and, at the same time, the individual key areas are covered by a rigid cover, it must be ensured that the slight deflections that this cover allows reliably for triggering a key signal sufficient. High inherent rigidity here means a cover which has only slight elasticity, so that a pressure load with the finger of one hand leads to an elastic deflection only in the submillimeter range. In this case, deflections, which are also referred to below as switching or key strokes, are understood to be less than 100 μm, in particular less than 30 μm. This means the reverse conclusion that the installation position of the individual parts in the key areas with respect to their altitude a maximum Tolerance of significantly below the key stroke must have.

Bei der elastischen Auflage handelt es sich im Vergleich zu der steifen Abdeckung um ein vergleichsweise leicht komprimierbares elastomeres Material, wie beispielsweise Schaumstoff, Silikon oder Moosgummi. Dieses Material weist an seiner zu der lichtleitenden Struktur weisenden Oberfläche eine definierte Struktur, beispielsweise eine ausreichende Rauigkeit oder auch Porosität auf, so dass selbst bei Aufliegen der Abdeckung auf der lichtleitenden Struktur noch eine Lichtleitung erfolgt. Die Lichtleitung wird also insbesondere aufgrund der Strukturierung des elastomeren Materials ermöglicht. Die Oberfläche der lichtleitenden Struktur ist durch die Strukturierung nur teilweise und beispielsweise punktuell bedeckt. Bei Ausübung eines Drucks auf diese elastische Auflage wird deren Oberfläche gegen die lichtleitende Struktur gepresst, so dass ein größerer Oberflächenbereich mit der Oberfläche der lichtleitenden Struktur in Kontakt kommt, so dass eine (zusätzliche) Störung des Evanescent-Feldes auftritt. Aufgrund dieses Aufbaus wird daher ersichtlich, dass eine unmittelbar definierte Anlage der Abdeckung an der elastischen Auflage von entscheidender Bedeutung ist. Durch den Toleranzausgleich wird daher letztendlich die Funktionsfähigkeit sichergestellt, da im montierten Zustand für alle Tastenbereiche ein definierter Ausgangszustand erreicht ist. Jeder Tastenbereich ist daher selbst bei einem geringen Tastenhub sensitiv für eine Druckbetätigung mit dem Finger.The elastic overlay is a comparatively easily compressible elastomeric material such as foam, silicone or sponge rubber as compared to the rigid cover. This material has a defined structure, for example sufficient roughness or even porosity, on its surface pointing toward the light-conducting structure, so that even when the cover rests on the light-conducting structure there is still a light conduction. The light pipe is thus made possible in particular due to the structuring of the elastomeric material. The surface of the light-conducting structure is only partially covered by the structuring and, for example, selectively. Upon application of pressure to this elastic support, its surface is pressed against the photoconductive structure, so that a larger surface area comes into contact with the surface of the photoconductive structure, so that an (additional) disturbance of the evanescent field occurs. Due to this construction, it is therefore apparent that a directly defined contact of the cover with the elastic support is of crucial importance. Due to the tolerance compensation, the functionality is therefore ultimately ensured, since in the assembled state a defined initial state is reached for all key areas. Each key area is therefore sensitive to a push of a finger even with a small key stroke.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung wird als Mittel für den Toleranzausgleich eine erstarrte oder ausgehärtete Masse herangezogen, insbesondere ein Klebstoff. Der Klebstoff ist im Ausgangszustand vorzugsweise hochviskos. Unter erstarrter oder ausgehärteter Masse wird allgemein eine im Ausgangszustand zähflüssige Masse verstanden, die sich nach dem Aufbringen verfestigt und dabei ihre elastischen/plastischen Eigenschaften verliert, so dass sie den Tastenhub vorzugsweise 1:1 überträgt. Die Masse ist beispielsweise ein Epoxy, ein sonstiger geeigneter Kunststoff oder Klebstoff, auch Heißklebstoff. Dies erlaubt zum einen eine besonders einfache Montage des Tastenfeldes, da unabhängig von den tatsächlichen Toleranzmaßen jeweils der zähflüssige Klebstoff aufgebracht wird. Anschließend erfolgt der Zusammenbau, bei dem dann je nachdem welche Toleranzen vorgelegen haben, der Klebstoff mehr oder weniger verdrängt wird. Durch die nachfolgende Aushärtung des Klebstoffs wird dieser daher hart, bekommt also eine hohe Steifigkeit. Die ausgehärtete Masse kann als eine Fortsetzung der steifen Abdeckung angesehen werden. Damit ist letztendlich eine definierte Einbaulage aller Teile relativ zueinander erreicht und bereits die geringen Tasthübe reichen zur Auslösung eines Signals aus.According to an expedient embodiment, a solidified or hardened mass, in particular an adhesive, is used as the means for tolerance compensation. The adhesive is preferably highly viscous in the initial state. Under solidified or hardened mass is generally understood to be a viscous mass in the initial state, which solidifies after application and thereby loses its elastic / plastic properties, so that it transmits the key stroke preferably 1: 1. The mass is for example an epoxy, any other suitable plastic or adhesive, including hot melt adhesive. This allows for a particularly simple installation of the keypad, since regardless of the actual tolerance dimensions of each of the viscous adhesive is applied. Then the assembly takes place, in which then depending on what tolerances have been, the adhesive is more or less displaced. As a result of the subsequent curing of the adhesive, it therefore becomes hard, ie it acquires high rigidity. The cured mass can be considered as a continuation of the rigid cover. Thus, a defined installation position of all parts is ultimately achieved relative to each other and even the small key strokes are sufficient to trigger a signal.

Vorzugsweise ist hierbei der Klebstoff jeweils zwischen der Abdeckung und der elastischen Auflage der einzelnen lichtleitenden Strukturen angebracht.Preferably, the adhesive is in each case attached between the cover and the elastic support of the individual light-conducting structures.

Die Abdeckung ist vorzugsweise eine Metallplatte, beispielsweise aus Aluminium oder Edelstahl, insbesondere mit einer Dicke im Bereich unterhalb eines Millimeters (0,3 bis 0,7 mm). Alternativ ist die Abdeckung aus einem eigensteifen Kunststoff mit geeigneter Dicke ausgebildet, beispielsweise aus PMMA.The cover is preferably a metal plate, for example of aluminum or stainless steel, in particular with a thickness in the range below one millimeter (0.3 to 0.7 mm). Alternatively, the cover is formed of a rigid plastic of suitable thickness, such as PMMA.

Im Hinblick auf eine hohe Funktionssicherheit hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass jeder lichtleitenden Struktur eine separate elastische Auflage zugeordnet ist. Im Unterschied zu der durchgehenden, gemeinsamen Abdeckung, beispielsweise Metallplatte, ist daher vorzugsweise keine durchgehende elastische Auflage vorgesehen. Vielmehr sind nach Art von Pads auf den einzelnen lichtleitenden Strukturen einzelne Auflagen lose aufgelegt.With regard to a high reliability, it has been found to be advantageous that each light-conducting structure is associated with a separate elastic support. In contrast to the continuous, common cover, such as metal plate, therefore, preferably no continuous elastic support is provided. Rather, individual pads are loosely placed on the type of pads on the individual photoconductive structures.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist eine Stützstruktur für die Abdeckung vorgesehen. Die Stützstruktur weist bevorzugt für jede lichtleitende Struktur eine Öffnung auf. Durch diese Maßnahme ist daher jeder Tastenbereich von der Stützstruktur abgestützt. Durch diese Maßnahme werden daher benachbarte Tastenbereiche quasi voneinander entkoppelt. Vor dem Hintergrund der hohen Steifigkeit der Abdeckung ist dies von besonderem Vorteil.According to an expedient development, a support structure for the cover is provided. The support structure preferably has an opening for each light-conducting structure. By virtue of this measure, therefore, each key area is supported by the support structure. By virtue of this measure, adjacent key areas are therefore decoupled from each other, as it were. Against the background of the high rigidity of the cover, this is of particular advantage.

Gemäß bevorzugten Alternativen liegt die Abdeckung als separates Bauteil auf der Stützstruktur auf oder ist mit dieser einstückig ausgebildet. Die Stützstruktur ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und bildet insbesondere zugleich auch einen Teil eines Einbaugehäuses.According to preferred alternatives, the cover rests as a separate component on the support structure or is integrally formed therewith. The support structure is preferably formed of plastic and in particular at the same time also forms part of an installation housing.

Um eine definierte Einbaulage zu gewährleisten ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass die Stützstruktur die Auflage in einer definierten Position bezüglich der lichtleitenden Struktur hält. Insbesondere verformt die Stützstruktur einen randseitigen Bereich der Auflage um die lichtleitende Struktur, so dass die Auflage über die lichtleitende Struktur nach Art eines Schirmes gelegt ist.In order to ensure a defined installation position is further preferably provided that the support structure holds the support in a defined position with respect to the photoconductive structure. In particular, the support structure deforms an edge region of the support around the light-conducting structure, so that the support is laid over the light-conducting structure in the manner of a screen.

Die lichtleitenden Strukturen sind vorzugsweise brückenförmig ausgestaltet mit einer abgeflachten Oberseite, auf der die elastische Auflage aufliegt. Weiterhin weisen die Strukturen Füße auf, mit denen sie an der Trägerplatte befestigt sind. Die Lichteinspeisung bzw. der Lichtaustritt erfolgt vorzugsweise über den jeweiligen Fußbereich. Zweckdienlicherweise ist die jeweilige lichtleitende Struktur auch im Zusammenwirken mit dem optischen Sender und dem optischen Empfänger mit geeigneten optischen Flächen versehen, so dass der von dem Sender abgegebene Lichtstrahl kollimiert bzw. fokussiert wird. Dies hat sich im Hinblick auf eine gute Auswertbarkeit und hohe Sensitivität als besonders vorteilhaft herausgestellt. Das Licht wird hierbei vorzugsweise von unten in Vertikalrichtung nach oben in den Fußbereich eingespeist bzw. tritt am gegenüberliegenden Fuß in entgegengesetzter Vertikalrichtung aus der lichtleitenden Struktur aus und trifft auf den optischen Empfänger. Als optischer Sender und optischer Empfänger werden vorzugsweise Halbleiterbauelemente, nämlich LEDs sowie Fotodioden oder Fototransistoren, eingesetzt.The light-conducting structures are preferably designed bridge-shaped with a flattened top, on which rests the elastic support. Furthermore, the structures have feet with which they are attached to the support plate. The light feed or the light exit preferably takes place via the respective foot area. Conveniently, the respective photoconductive structure is also provided, in cooperation with the optical transmitter and the optical receiver, with suitable optical surfaces, so that the light beam emitted by the transmitter is collimated or focused. This has to be a good one Evaluability and high sensitivity proved to be particularly advantageous. In this case, the light is preferably fed from below into the foot region in the vertical direction upwards, or it emerges from the light-conducting structure at the opposite foot in the opposite vertical direction and strikes the optical receiver. Semiconductor components, namely LEDs and photodiodes or phototransistors, are preferably used as the optical transmitter and the optical receiver.

Vorzugsweise ist die Trägerplatte als eine Leiterplatte mit darauf angebrachten elektrischen und optischen Bauteilen ausgebildet. Auf der Leiterplatte sind beispielsweise unmittelbar die LEDs bzw. Fotodioden unterhalb des jeweiligen Fußbereichs der lichtleitenden Struktur angeordnet und über entsprechende Leiterbahnen elektrisch auch kontaktiert. Vorzugsweise befindet sich auf der Leiterplatte die komplette erforderliche Steuer- und Auswerteelektronik. Über die Auswerteelektronik wird also das von dem optischen Empfänger erfasste Signal dahingehend ausgewertet, ob eine Betätigung des jeweiligen Tastenbereichs vorliegt. Wird eine solche Betätigung erkannt, wird ein entsprechendes elektrisches Tastensignal weitergegeben.Preferably, the carrier plate is formed as a printed circuit board with electrical and optical components mounted thereon. For example, the LEDs or photodiodes are arranged below the respective foot region of the light-conducting structure directly on the printed circuit board and also electrically contacted via corresponding conductor tracks. Preferably located on the circuit board, the entire required control and evaluation. By means of the evaluation electronics, therefore, the signal detected by the optical receiver is evaluated as to whether there is an actuation of the respective key area. If such an operation is detected, a corresponding electrical key signal is passed.

Um eine definierte Einbaulage zu erreichen, ist zweckdienlicherweise ein Anschlag vorgesehen, der die Höhenlage der lichtleitenden Struktur bezüglich der Trägerplatte festlegt. Der Anschlag ist vorzugsweise gebildet durch einen Absatz oder eine Stufe an der lichtleitenden Struktur, mit der die Struktur zum Aufliegen auf der Leiterplatte kommt.In order to achieve a defined mounting position, a stop is expediently provided, which determines the height position of the light-conducting structure with respect to the support plate. The stopper is preferably formed by a step or step on the photoconductive structure with which the structure comes to rest on the printed circuit board.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung weisen die lichtleitenden Strukturen Steckfüße auf, mit denen sie in jeweilige Öffnungen der Trägerplatte eingesteckt werden. Die Steckfüße werden vorzugsweise in die Öffnungen eingeklebt und/oder eingepresst. Für die Pressverbindung weisen Steckfüße und Öffnungen beispielsweise unterschiedliche Querschnitte oder eine Konizität auf.According to an expedient embodiment, the light-conducting structures on plug feet, with which they are inserted into respective openings of the support plate. The plug feet are preferably glued and / or pressed into the openings. For the press connection plug-in feet and openings, for example, different cross-sections or conicity.

Das Tastenfeld ist weiterhin vorzugsweise von einem Einbaugehäuse eingeschlossen, dessen Vorderseite durch die Abdeckung gebildet ist. Das Tastenfeld ist daher insbesondere als eine integrierte Baueinheit ausgebildet, welche gegenüber der Umgebung insbesondere abgedichtet ist. Bevorzugt ist das Einbaugehäuse durch die Stützstruktur zumindest teilweise gebildet.The keypad is further preferably enclosed by a mounting housing, the front side of which is formed by the cover. The keypad is therefore designed, in particular, as an integrated structural unit which is in particular sealed off from the surroundings. Preferably, the installation housing is at least partially formed by the support structure.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch ein Tastenfeldmodul gemäß Anspruch 11 gelöst. Dieses Modul ist als ein vorgefertigtes Einbau-Modul ausgebildet und umfasst das Einbaugehäuse mit dem darin integrierten Tastenfeld. Das Modul weist hierbei bevorzugt einen vorkonfektionierten Stecker zum Anschluss an ein elektrisches Gerät, beispielsweise ein elektrisches Haushaltsgerät auf. Zum Anschluss des Tastenfelds braucht daher lediglich der vorkonfektionierte Stecker mit einem entsprechenden Gegenstecker verbunden zu werden. Der vorkonfektionierte Stecker ist beispielsweise eine auf der Leiterplatte angelötete Steck- oder Pinleiste. Das Einbaugehäuse ist vorzugsweise staub- und/oder spritzwasserdicht, so dass die in dem Gehäuse angeordneten Bauteile zuverlässig geschützt sind. Zweckdienlicherweise ist die gesamte Auswerteelektronik innerhalb des Moduls angeordnet, so dass also sämtliche über das Tastenfeld eingegebenen Steuerbefehle innerhalb des Moduls ausgewertet und an die Gerätesteuerung weitergeleitet werden. Von dieser werden an das Tastenfeld beispielsweise Statusinformationen oder Geräteparameter (z. B. Programmanzeige, Anzeige einer Restlaufzeit, Beleuchtung, etc.) übermittelt, die dann vorzugsweise in Anzeigebereichen des Tastenfelds angezeigt werden.The object is further achieved by a keypad module according to claim 11. This module is designed as a prefabricated installation module and comprises the installation housing with the keypad integrated therein. The module preferably has a prefabricated plug for connection to an electrical device, for example an electrical household appliance. To connect the keypad, therefore, only the pre-assembled connector needs to be connected to a corresponding mating connector. The pre-assembled connector is for example a soldered on the circuit board plug or pin bar. The installation housing is preferably dust and / or splash-proof, so that the components arranged in the housing are reliably protected. The entire evaluation electronics are expediently arranged within the module, so that all control commands entered via the keypad within the module are evaluated and forwarded to the device control. From this, for example, status information or device parameters (eg, program display, display of a remaining time, lighting, etc.) are transmitted to the keypad, which are then preferably displayed in display areas of the keypad.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist das Tastenfeldmodul als ein Steckmodul ausgebildet, bei dem an der Rückseite des Moduls, die vorzugsweise durch die Leiterplatte gebildet ist, unmittelbar ein Stecker fest angeordnet ist, so dass das Modul einfach in eine dafür vorgesehene Aussparung oder Aufnahme am (Haushalts-)Gerät eingesteckt zu werden braucht.According to an expedient development of the keypad module is designed as a plug-in module, in which at the rear of the module, which is preferably formed by the circuit board, a plug is fixed, so that the module simply in a designated recess or recording on (household -) device needs to be plugged in.

Von besonderem Vorteil bei diesem Modul ist die als Designelement ausführbare Abdeckung beispielsweise als Edelstahlplatte, die zugleich die Bedienfront bildet. Vorzugsweise ist die Abdeckung daher plan und fluchtend in eine Bedien- und Anzeigeoberfläche des elektrischen Gerätes integriert. In dieses Einbaumodul können neben den einzelnen Tastenbereichen auch Anzeigebereiche, wie beispielsweise Displays, etc. integriert sein. Hierzu sind entsprechende Aussparungen in der Abdeckung vorgesehen.Of particular advantage in this module executable as a design element cover, for example, as a stainless steel plate, which also forms the front panel. Preferably, the cover is therefore flat and integrated into an operating and display surface of the electrical device. In addition to the individual key areas, display areas, such as displays, etc., can be integrated into this installation module. For this purpose, corresponding recesses are provided in the cover.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. In each case, in schematic and greatly simplified representations:

1 eine Aufsicht auf ein Tastenfeldmodul, 1 a top view of a keypad module,

2 eine Schnittansicht durch das Tastenfeldmodul gemäß 1 entlang der Schnittlinie A-A in 1, 2 a sectional view through the keypad module according to 1 along the section line AA in 1 .

3 eine stark vereinfachte Aufsicht auf nebeneinander angeordnete lichtleitende Strukturen mit einem angedeuteten Verlauf der Lichtstrahlen, 3 a greatly simplified view of juxtaposed light-conducting structures with an indicated course of the light rays,

4 eine Schnittdarstellung durch das Tastenfeld gemäß 1 entlang der Schnittlinie B-B in 1 im Bereich einer lichtleitenden Struktur und 4 a sectional view through the keypad according to 1 along the section line BB in 1 in the range of a light-conducting structure and

5 eine perspektivische Darstellung einer lichtleitenden Struktur. 5 a perspective view of a photoconductive structure.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.

Das in den 1 und 2 dargestellte Tastenfeldmodul 2 ist als ein Einsteck-Modul ausgebildet, welches als eine kompakte, vorgefertigte Baueinheit beispielsweise in eine Aussparung in einem Bedien- und Anzeigefeld eines elektrischen Geräts, insbesondere Haushaltsgeräts einsteckbar ist. Das dargestellte Tastenfeldmodul 2 weist im Ausführungsbeispiel ein Einbaugehäuse 4 auf, dessen Front- oder Bedienseite durch eine plattenartige Abdeckung 6 gebildet ist. Insbesondere ist die Abdeckung 6 eine Metallplatte. Die der Abdeckung 6 gegenüberliegende Rückwand des Einbaugehäuses 4 ist durch eine vorzugsweise als Leiterplatte 8 ausgebildete Trägerplatte gebildet.That in the 1 and 2 illustrated keypad module 2 is designed as a plug-in module, which can be inserted as a compact, prefabricated structural unit, for example, in a recess in an operating and display panel of an electrical device, in particular household appliance. The illustrated keypad module 2 has in the exemplary embodiment a built-in housing 4 on, the front or operating side by a plate-like cover 6 is formed. In particular, the cover 6 a metal plate. The cover 6 opposite rear wall of the installation housing 4 is by a preferably as a printed circuit board 8th formed carrier plate formed.

Auf der Abdeckung 6 sind mehrere Tastenbereiche 10 ausgebildet, so dass bei einer Druckausübung auf diese Tastenbereiche 10 ein Tasten- oder Schaltsignal ausgelöst wird. Die Tastenbereiche 10 sind in der 1 durch gestrichelt dargestellte Symbole angedeutet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass zur Ausbildung dieser Tastenbereiche 10 die Abdeckung 6 keinerlei Aussparungen, Öffnungen, etc. aufweisen muss. Vielmehr ist die Abdeckung 6 vorzugsweise als eine durchgehende Metallplatte ausgebildet. Um dem Benutzer in komfortabler Weise die Position anzugeben, an denen die unterschiedlichen Tastenfunktionen verwirklicht sind, sind auf der Oberfläche der Abdeckung 6 vorzugsweise Symbole oder Piktogramme aufgebracht. Wie dargelegt sind Durchbrechungen und Öffnungen in der Abdeckung 6 für die Funktion und Definition der Tastenbereiche nicht erforderlich. Gleichwohl kann vorgesehen sein, dass beispielsweise jeder Tastenbereich aufgrund von Designeffekten optisch durch Hintergrundbeleuchtung hervorgehoben ist. Auch können zusätzliche Anzeigeelemente, wie Displays etc., jedem Tastenbereich zugeordnet sein, die durch Durchbrechungen 11 angedeutet sind.On the cover 6 are several key ranges 10 designed so that when pressure is applied to these key areas 10 a key or switch signal is triggered. The key areas 10 are in the 1 indicated by dashed lines symbols. It should be noted, however, that to form these key ranges 10 the cover 6 no recesses, openings, etc. must have. Rather, the cover 6 preferably formed as a continuous metal plate. To conveniently indicate to the user the position where the different key functions are realized are on the surface of the cover 6 preferably applied symbols or pictograms. As stated are openings and openings in the cover 6 not required for the function and definition of the key ranges. However, it may be provided that, for example, each key area is highlighted visually by background lighting due to design effects. Also, additional display elements, such as displays, etc., can be assigned to each key area, through openings 11 are indicated.

Der grundsätzliche Aufbau des Tastenfeldmoduls 2 ist am besten anhand der 2 zu erkennen. Auf der Leiterplatte 8 sind nebeneinander angeordnet brückenartig ausgebildete lichtleitende Strukturen 12 oder Prismen befestigt. Diese sind an ihrer Oberseite abgeflacht ausgebildet. Auf dieser abgeflachten Oberseite ist jeweils eine als Einzelpad ausgebildete elastische Auflage 14 beispielsweise aus einem Elastomer lose aufgelegt. Die einzelnen lichtleitenden Strukturen 12 sind von der gemeinsamen Abdeckung 6 überdeckt. Zwischen den einzelnen elastischen Auflagen 14 und der Abdeckung 6 ist jeweils ein Mittel zum Toleranzausgleich angebracht, insbesondere ein ausgehärteter Klebepunkt 16.The basic structure of the keypad module 2 is best based on the 2 to recognize. On the circuit board 8th are juxtaposed bridge-like formed light-conducting structures 12 or prisms attached. These are formed flattened at their top. On this flattened top is in each case designed as a single pad elastic pad 14 for example, made of an elastomer loosely. The individual light-conducting structures 12 are from the common cover 6 covered. Between the individual elastic pads 14 and the cover 6 in each case a means for tolerance compensation is attached, in particular a cured adhesive dot 16 ,

Die Abdeckung 6 ist auf einer Stützstruktur 17 aufgebracht, die die Abdeckung nicht nur randseitig sondern auch in Zwischenbereichen abstützt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Stützstruktur 17 zu jeder der lichtleitenden Strukturen 12 eine als Aussparung oder Durchbrechung ausgebildete Öffnung 18 aufweist. Die Stützstruktur 17 ist vorzugsweise ein Kunststoff (Spritzguss-)Teil, beispielsweise aus PMMA.The cover 6 is on a support structure 17 applied, which supports the cover not only at the edge but also in intermediate areas. In particular, it is provided that the support structure 17 to each of the photoconductive structures 12 a recess formed as a recess or opening 18 having. The support structure 17 is preferably a plastic (injection molded) part, such as PMMA.

Im Ausführungsbeispiel ist die Stützstruktur 17 haubenartig ausgebildet mit einer mit den Öffnungen 18 versehenen Deckplatte 17A und einer vorzugsweise umlaufenden Seitenwand 17B. Die nach unten offene Seite der Stützstruktur 17 wird durch die Leiterplatte 8 verschlossen, so dass insgesamt das in sich abgeschlossene Einbaugehäuse 4 des Tastenfeldmoduls 2 gebildet ist. Alternativ zu der einteiligen haubenartigen Ausgestaltung ist die Stützstruktur 17 nach Art einer einfachen Platte oder nach Art eines Rahmens ausgebildet, die bzw. der auf einer Seitenwand oder anderen Stützstellen aufliegt. Der Rahmen weist zur Festlegung der einzelnen Öffnungen dabei mehrere quer- und/oder längsverlaufende Rahmenstege auf.In the exemplary embodiment, the support structure 17 hood-like design with one with the openings 18 provided cover plate 17A and a preferably circumferential side wall 17B , The downwardly open side of the support structure 17 is through the circuit board 8th closed, so that in total the self-contained installation housing 4 of the keypad module 2 is formed. As an alternative to the one-piece hood-like design, the support structure 17 formed in the manner of a simple plate or in the manner of a frame which rests on a side wall or other support points. The frame has to define the individual openings while several transverse and / or longitudinal frame webs.

Beim Zusammenbau des Tastenfeldmoduls wird hierbei vorzugsweise derart vorgegangen, dass die Leiterplatte 8 mit den darauf integrierten elektrischen und elektrooptischen Bauteilen bereitgestellt wird, darauf die einzelnen lichtleitenden Strukturen 12 an die dafür vorgesehenen Positionen aufgesetzt werden, anschließend auf diese Strukturen 12 die Auflagen 14 aufgelegt werden. Schließlich wird auf jede der Auflagen 14 ein Klebstoff im zähflüssigen Zustand aufgebracht. Allgemein handelt es sich hierbei um eine aushärtbare Masse. Anschließend wird die Abdeckung 6 aufgebracht und beispielsweise mit der Stützstruktur 17 in geeigneter Weise beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Heißverstemmen, (Ultraschall-)Schweißen etc. verbunden. Hierdurch ist die Einbaulage der Abdeckung 6 relativ zu der Leiterplatte 8 fixiert. Bei dem Befestigen der Abdeckung 6 passt sich der zu diesem Zeitpunkt noch zähflüssige Klebstoff der jeweiligen Höhenlage der elastischen Auflage 14 an. D. h. Höhendifferenzen zwischen den einzelnen Auflagen 14, beispielsweise hervorgerufen durch Bauteiltoleranzen der einzelnen lichtleitenden Strukturen 12 oder Toleranzen bezüglich ihrer Einbaulage, werden durch ein entsprechendes Fließen des Klebstoffs ausgeglichen. In diesem Zustand erfolgt dann die Aushärtung des Klebstoffs, so dass dieser seine plastischen Eigenschaften verliert. Zur Vereinfachung der Montage werden vorzugsweise vorgefertigte Baugruppen miteinander verbunden. Beispielsweise wird eine erste Baugruppe mit der Leiterplatte 8, den darauf angebrachten lichtleitenden Strukturen 12 und den Auflagen 14 sowie eine zweite Baugruppe mit der Stützstruktur 17 und der Abdeckung 6 vorbereitet und zusammengebaut. Erst unmittelbar vor dem Zusammenbau wird der Klebstoff aufgebracht.When assembling the keypad module in this case is preferably proceeded such that the circuit board 8th is provided with the integrated thereon electrical and electro-optical components, then the individual photoconductive structures 12 be placed on the designated positions, then on these structures 12 the terms 14 be hung up. Finally, on each of the editions 14 an adhesive applied in the viscous state. Generally, this is a hardenable mass. Subsequently, the cover 6 applied and, for example, with the support structure 17 suitably connected by, for example, screwing, gluing, hot caulking, (ultrasonic) welding, etc. As a result, the installation position of the cover 6 relative to the circuit board 8th fixed. When attaching the cover 6 Adjusts the adhesive at this time still viscous the respective altitude of the elastic support 14 at. Ie. Height differences between the individual requirements 14 , For example, caused by component tolerances of the individual photoconductive structures 12 or tolerances with respect to their installation position, are compensated by a corresponding flow of the adhesive. In this state, then the curing of the adhesive takes place so that it loses its plastic properties. To simplify the assembly prefabricated modules are preferably connected together. For example, a first assembly with the circuit board 8th , the light-conducting structures attached thereto 12 and the requirements 14 and a second assembly with the support structure 17 and the cover 6 prepared and assembled. First Immediately before assembly, the adhesive is applied.

An der rückwärtigen Außenseite des Einbaugehäuses 4 ist in 2 noch schematisch ein Stecker 19 dargestellt, über den eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Gerät erfolgt. Die Funktionsweise der einzelnen Tastenbereiche 10 wird nachfolgend anhand der 3 und insbesondere der 4 erläutert. Die 3 zeigt hierbei eine Aufsicht auf mehrere nebeneinander angeordnete lichtleitende Strukturen 12, wobei durch die Pfeile der Verlauf der Lichtstrahlen innerhalb der lichtleitenden Struktur 12 angegeben ist. Darauf hinzuweisen ist, dass die einzelnen lichtleitenden Strukturen 12 im Vergleich zu der Darstellung der 2 um 90° gedreht sind. D. h. die beiden Fußbereiche 20 der brückenartigen lichtleitenden Strukturen 12 sind beim Ausführungsbeispiel der 2 in Längsrichtung des Moduls 2 jeweils gegenüberliegend angeordnet, wohingegen beim Ausführungsbeispiel der 3 die Fußbereiche 20 in Querrichtung gegenüberliegend angeordnet sind.At the rear outside of the installation housing 4 is in 2 still schematically a plug 19 represented, via which an electrical connection with the electrical device. The functionality of the individual key areas 10 is described below on the basis of 3 and in particular the 4 explained. The 3 in this case shows a plan view of several juxtaposed light-conducting structures 12 , wherein the arrows of the course of the light rays within the photoconductive structure 12 is specified. It should be noted that the individual photoconductive structures 12 compared to the representation of 2 rotated by 90 °. Ie. the two foot areas 20 the bridge-like light-conducting structures 12 are in the embodiment of 2 in the longitudinal direction of the module 2 each arranged opposite, whereas in the embodiment of the 3 the foot areas 20 are arranged opposite each other in the transverse direction.

Wie aus der 4 und der 5 zu entnehmen ist, weisen die lichtleitenden Strukturen 12 in ihrem jeweiligen Fußbereich 20 jeweils einen Einsteckbereich 22 auf, mit dem sie in eine entsprechende Öffnung der Leiterplatte 8 eingesteckt werden. Die als Einsteckfüße ausgebildeten Einsteckbereiche 22 sind im Ausführungsbeispiel im Querschnitt unrund, insbesondere dreieckförmig ausgebildet und in die jeweilige runde Öffnung zur Ausbildung eines Presssitzes eingepresst. Eine untere Stirnseite des Fußbereichs 20 bildet eine Anlage 23 aus, die zum Aufliegen auf einem Lochrand der Öffnung 18 kommt, so dass eine definierte Einbaulage und damit ein definiertes Höhenniveau bezüglich der Leiterplatte 8 erreicht ist. Im weiteren Verlauf verbreitert sich im Fußbereich 20 die lichtleitende Struktur 12, so dass ein stufenartiger Überhang gebildet ist, welcher von der Oberseite der Leiterplatte 8 beabstandet ist. In diesem derartig gebildeten Zwischenraum ist für die Lichteinspeisung auf der einen Seite eine LED und auf der anderen Seite eine Fotodiode unmittelbar auf der Leiterplatte 8 angeordnet. Jeder Struktur 12 ist daher unmittelbar eine LED sowie eine Fotodiode zugewiesen. Aufgrund dieser speziellen Ausgestaltung ist durch die Anordnung der Einstecklöcher in der Leiterplatte 8 und der Positionierung der LED 24 bzw. der Fotodiode 26 eine Positionierhilfe für die Positionierung der Struktur 12 geschaffen. Auf der abgeflachten Oberseite der Struktur 12 liegt wiederum die Auflage 14 auf. Anschließend folgt die Ausgleichsschicht, gebildet durch den ausgehärteten Klebstoff und schließlich die Abdeckung 6.Like from the 4 and the 5 can be seen, have the photoconductive structures 12 in their respective foot area 20 each one insertion area 22 on, with which they put in an appropriate opening of the circuit board 8th be plugged in. The Einsteckbereiche trained as Einsteckbereiche 22 are in the embodiment in the cross section out of round, in particular triangular in shape and pressed into the respective round hole to form a press fit. A lower end of the foot area 20 forms a plant 23 made to rest on a hole edge of the opening 18 comes, so that a defined installation position and thus a defined height level with respect to the circuit board 8th is reached. In the further course widened in the foot area 20 the photoconductive structure 12 , so that a step-like overhang is formed, which from the top of the circuit board 8th is spaced. In this space thus formed is for the light feed on one side of an LED and on the other side a photodiode directly on the circuit board 8th arranged. Every structure 12 Therefore, an LED and a photodiode is assigned directly. Due to this special configuration is by the arrangement of the insertion holes in the circuit board 8th and the positioning of the LED 24 or the photodiode 26 a positioning aid for the positioning of the structure 12 created. On the flattened top of the structure 12 again is the edition 14 on. This is followed by the leveling layer formed by the cured adhesive and finally the cover 6 ,

Wie anhand von 4 zu erkennen ist, ist die Stützstruktur 17 im Randbereich der Öffnung 18 nach unten abgeschrägt und biegt in dem abgeschrägten Teilbereich die Auflage 14 um, so dass diese sich definiert an die Oberfläche der lichtleitenden Struktur anschmiegt. Bevorzugt ist die Schräge dabei an eine randseitige Schräge der lichtleitenden Struktur 12 angepasst, so dass ein umlaufender Randbereich der Auflage 14 im Freiraum zwischen der Stützstruktur 17 und der lichtleitenden Struktur 12 vorzugsweise spielfrei einliegt.As based on 4 it can be seen, is the support structure 17 in the edge area of the opening 18 slanted down and bends in the slanted portion of the support 14 so that it conforms to the surface of the photoconductive structure defined. Preferably, the slope is at an edge slope of the light-conducting structure 12 adjusted so that a peripheral edge area of the overlay 14 in the space between the support structure 17 and the photoconductive structure 12 preferably rests without play.

Im Betrieb wird über die LED 24 Licht von unten in den Fußbereich 20 eingespeist, welches sich dann entsprechend den dargestellten Pfeilen innerhalb der lichtleitenden Struktur ausbreitet und im gegenüberliegenden Fußbereich 20 zur Fotodiode 26 wieder austritt. An der abgeflachten Oberseite wird das Licht an der Grenzfläche mehrfach reflektiert. Bei diesem physikalischen Prozess bildet sich im Außenbereich der Grenzfläche das so genannte Evanescent-Feld aus. Dieses wird durch die elastische Auflage 14 im unbelasteten Zustand, also in der normalen Einbaulage, nur geringfügig gestört. Dies wird durch die elastische Ausgestaltung, beispielsweise durch die Verwendung eines Schaumstoffs oder eines anderen elastischen Materials mit einer definierten Oberflächenstruktur (Oberflächenrauigkeit) erreicht, so dass insgesamt die Auflage 14 sich nur an einigen wenigen Abstützpunkten an der Oberfläche abstützt.In operation is via the LED 24 Light from below in the foot area 20 fed, which then propagates according to the arrows shown within the photoconductive structure and in the opposite footer 20 to the photodiode 26 exits again. At the flattened upper side, the light is reflected several times at the interface. In this physical process, the so-called evanescent field is formed outside the interface. This is due to the elastic pad 14 in the unloaded state, ie in the normal installation position, only slightly disturbed. This is achieved by the elastic configuration, for example by the use of a foam or other elastic material with a defined surface structure (surface roughness), so that the total of the support 14 is supported only at a few support points on the surface.

Bei der Ausübung einer Kraft F auf die Abdeckung 6 erfolgt eine geringfügige Durchbiegung der Abdeckung 6. Diese ist beim Berühren mit dem Finger für den Menschen nicht wahrnehmbar und liegt beispielsweise im Bereich von unter 100 μm. Aufgrund dieser Durchbiegung wird die darunter angeordnete elastische Auflage 14 gegen die Oberfläche der lichtleitenden Struktur 12 gepresst. Dadurch wird das sich in dem Außenbereich an der Oberfläche ausgebildete Evanescent-Feld gestört und die von der Fotodiode 26 empfangene Lichtintensität wird verringert. Diese Veränderung wird als Tast- oder Schaltsignal ausgewertet.When exerting a force F on the cover 6 there is a slight deflection of the cover 6 , This is imperceptible to humans when touched with a finger and is, for example, in the range of less than 100 μm. Due to this deflection, the underlying elastic support 14 against the surface of the photoconductive structure 12 pressed. As a result, the evanescent field formed in the outer region on the surface is disturbed and that of the photodiode 26 received light intensity is reduced. This change is evaluated as a touch or switching signal.

Wie sich hieraus ergibt, ist von entscheidender Bedeutung, dass der minimale Tasthub, also die minimale Abdeckung 6 direkt zur Auslenkung der Auflage 14 bzw. Verpressen der Auflage 14 gegen die Oberfläche führt. Von daher ist von besonderer Bedeutung, dass zwischen der Abdeckung 6 und der Auflage 14 kein Spalt vorhanden ist, dass also der Klebstoff 16 ausgehärtet ist.As it turns out, it is crucial that the minimum key stroke, so the minimum coverage 6 directly to the deflection of the support 14 or pressing the pad 14 leads against the surface. Therefore, it is of particular importance that between the cover 6 and the edition 14 there is no gap, that is the glue 16 has hardened.

Die in den 3 und 4 dargestellten lichtleitenden Strukturen 12 weisen eine spezielle, optimierte Formgebung auf. Wie zu erkennen ist, sind die Seitenbereiche ausgehend von den Fußbereichen 20 in vertikaler Richtung an ihren Außenseiten gebogen ausgebildet. Gleichzeitig verlaufen auch die Außenseiten in Querrichtung bogenförmig, wie insbesondere aus der Aufsicht gemäß der 3 hervorgeht. Durch die gewählte spezielle Geometrie erfolgt eine Kollimierung und Fokussierung der von der LED divergent eingekoppelten Lichtstrahlen an der oberen Flachseite der Struktur 12, auf der die Auflage 14 aufliegt. Dies hat sich im Hinblick auf eine zuverlässige optimierte Anwendung als besonders vorteilhaft herausgestellt.The in the 3 and 4 represented light-conducting structures 12 have a special, optimized shape. As can be seen, the side areas are starting from the foot areas 20 formed bent in the vertical direction on their outer sides. At the same time, the outer sides also extend arcuately in the transverse direction, in particular from the plan view according to FIG 3 evident. Due to the selected special geometry, the light beams divergently coupled by the LED are collimated and focused on the upper flat side of the structure 12 on which the edition 14 rests. This has proven to be particularly advantageous in terms of a reliable optimized application.

Das hier beschriebene Tastenfeldmodul 2 zeichnet sich durch eine hohe Betriebssicherheit und geringe Störanfälligkeit bei gleichzeitig einfachem Aufbau aus. Aufgrund der optischen Wirkungsweise sind im Bereich der Berührungsfläche an der Abdeckung 6 auch keinerlei elektrische Leitungen etc. erforderlich. Diese sind vielmehr allenfalls beabstandet von der Abdeckung 6 an der Leiterplatte 8 angeordnet. Eine aus Sicherheitsgründen geforderte galvanische Trennung mit ausreichendem Sicherheitsabstand ist daher problemlos möglich. Daher kann die Leiterplatte 8 auch an eine herkömmliche Stromversorgung ohne Zwischenschaltung eines Transformators etc. angeschlossen werden. Durch die Verwendung des Klebstoffs 16 als Toleranzausgleich ist ein zuverlässiger Betrieb trotz steifer Abdeckung 6 und extrem geringen Tasthüben gewährleistet. Die spezielle Geometrie der lichtleitenden Strukturen 12 ist im Hinblick auf eine optimierte Signalauswertung von besonderem Vorteil. Die Ausgestaltung als abgedichtetes Tastenfeldmodul 2 erlaubt einen einfachen Aufbau vorzugsweise durch einfaches Einstecken in eine entsprechende Aussparung. Zugleich ist hierdurch der Einsatz auch in kritischen Umgebungsbedingungen problemlos möglich.The keypad module described here 2 is characterized by a high level of operational reliability and low susceptibility to interference with a simple design. Due to the optical effect are in the area of the contact surface on the cover 6 also no electrical cables etc. required. These are at most spaced from the cover 6 on the circuit board 8th arranged. A required for safety reasons galvanic isolation with sufficient safety distance is therefore easily possible. Therefore, the circuit board 8th be connected to a conventional power supply without the interposition of a transformer, etc. By using the glue 16 as tolerance compensation is a reliable operation despite rigid cover 6 and extremely low strokes guaranteed. The special geometry of the light-conducting structures 12 is with regard to an optimized signal evaluation of particular advantage. The design as a sealed keypad module 2 allows a simple structure preferably by simply plugging into a corresponding recess. At the same time thereby the employment also in critical ambient conditions is problem-free possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: TastenfeldmodulKeypad module
44: Einbaugehäuseinstallation housing
66: Abdeckungcover
88th: Leiterplattecircuit board
1010: Tastenbereichkey area
1212: lichtleitende Strukturenphotoconductive structures
1414: elastische Auflageelastic pad
1616: Klebepunktgluepoint
1717: Stützstruktursupport structure
17A17A: Deckplattecover plate
17B17B: SeitenwandSide wall
1818: Öffnungopening
1919: Steckerplug
2020: Fußbereichfooter
2222: Einsteckbereichinsertion
2323: Anlageinvestment
2424: LEDLED
2626: Fotodiodephotodiode
FF: Kraftforce

Claims

Keypad with several pressure-sensitive key areas ( 10 ), each key area ( 10 ) a photoconductive structure ( 12 ) and each photoconductive structure ( 12 ) a light source ( 24 ) for feeding light into the photoconductive structure ( 12 ) as well as an optical receiver ( 26 ) for receiving light from the photoconductive structure ( 12 ), the light-conducting structures ( 12 ) by a common cover ( 6 ) with high inherent rigidity with the interposition of an elastic support ( 14 ) are covered and the light-conducting structures ( 12 ) on a common carrier plate ( 8th ) are mounted such that when pressure is applied to a key area ( 10 ) the cover ( 6 ) against the edition ( 14 ) and these against the photoconductive structure ( 12 ) is pressed so that in the light-conducting structure ( 12 ) propagating light is disturbed and this disturbance is evaluated as a key signal, characterized in that a means ( 16 ) for tolerance compensation of differences in height of the installation positions of the light-conducting structures ( 12 ), the means ( 16 ) between the cover ( 6 ) and the elastic support ( 14 ) of the individual light-conducting structures ( 12 ) is attached.

Keypad according to claim 1, characterized in that the means ( 16 ) to compensate for tolerances is a solidified mass, in particular an adhesive.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that the cover ( 6 ) is a metal plate.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that each light-conducting structure ( 12 ) a separate elastic pad ( 14 ) assigned.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that for the cover ( 6 ) a support structure ( 17 ) provided for each photoconductive structure ( 12 ) one of the cover ( 6 ) covered opening ( 18 ) having.

Keypad according to claim 5, characterized in that the cover ( 6 ) and the support structure ( 17 ) are integrally formed.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that the light-conducting structures ( 12 ) bridge-shaped with a flattened upper side for the elastic support ( 14 ) and foot areas ( 20 ), with which they on the carrier plate ( 8th ) are attached.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier plate ( 8th ) is a printed circuit board with electrical and optical components mounted thereon.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that a Attack ( 23 ) for defining a mounting position for the respective photoconductive structure ( 12 ) is provided.

Keypad according to one of the preceding claims, characterized in that it depends on a built-in housing ( 4 ) is included, the front of which at least in some areas through the cover ( 6 ) is formed.

Keypad module ( 2 ) comprising a keypad according to one of the preceding claims, which comprises a housing ( 4 ) is surrounded, the front side at least in some areas by the cover ( 6 ) is formed and with a plug ( 19 ) is prefabricated.

Keypad module ( 2 ) according to claim 11, which is designed as a plug-in module and at the back of the plug ( 19 ) is formed.

Method for assembling a keypad according to one of claims 1 to 12, wherein before the cover is attached, the means for tolerance compensation, in particular a hardenable mass, is applied.