DE102010012969A1 - Mechanical keyboard for e.g. mini personal computer, has touchpad that is connected to capacitive sensor which is attached to keyboard module - Google Patents

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Abstract

The keyboard has keyboard module (1c) comprising key cap, recess (13b) that is formed at the center portion and edges (14b) such that the keys (2b) are arranged in the form of matrix. A capacitive sensor (21b) is attached to the keyboard module. A touchpad (17e) is connected to the capacitive sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen für PC, Mini-PC, Notebook, Smartphon und insbesondere für Multimedia-Handy mit den Merkmalen des Hauptanspruches und weiteren Merkmalen der Unteransprüche.The invention relates to a mechanical keyboard with touchpad functions for PC, mini-PC, notebook, smartphone and in particular for multimedia mobile phone with the features of the main claim and further features of the dependent claims.

Es ist bekannt, dass bei modernen PCs, Notebooks usw., die Maus zur Steuerung des Kursors durch Touchpad ersetzt werden kann. Das Touchpad besitzt eine kapazitive Sensorstruktur, sodass bei Berührung der Touchpad-Oberfläche mit den Fingern oder einem elektrisch leitenden Touchstift eine elektrische Feldänderung bewirkt, die dann z. B. zur Steuerung des Kursors auf den Bildschirm genutzt werden kann. Das Touchpad braucht zur Unterbringung extra Platz bzw. Fläche, sodass insbesondere bei Smartphon bzw. Multimedia-Handy mit vollwertiger mechanischer Tastatur der Platz zur Unterbringung des Touchpads fehlt, dass das Touchpad auf der Rückseite angebracht wird.It is known that in modern PCs, notebooks, etc., the mouse for controlling the cursor can be replaced by touchpad. The touchpad has a capacitive sensor structure, so that when touching the touchpad surface with your fingers or an electrically conductive touch pen causes an electric field change, which then z. B. can be used to control the cursor on the screen. The touchpad needs to accommodate extra space or area, so missing especially in the case of a smartphone or multimedia phone with full mechanical keyboard space to accommodate the touchpad that the touchpad is mounted on the back.

Aus Patentschrift US 2007/0247429 A1 bzw. US 2009/0315830 A1 ist ein Touchpad beschrieben, welches in einer aus glatter Folie bestehenden und bedruckten Tastatur integriert ist. Hierbei werden in den Ausnehmungen der Tastaturoberfläche die taktilen Stifte bzw. Schaltbars untergebracht, die über die glatte Oberfläche der Tastatur herausragen, sodass sie mit den Finger taktil berührt werden können und dadurch eine Funktion des Touchpads ausgelöst werden kann.From patent US 2007/0247429 A1 respectively. US 2009/0315830 A1 is a touchpad described, which is integrated in a smooth film existing and printed keyboard. In this case, the tactile pins or switchable bars are accommodated in the recesses of the keyboard surface, which protrude beyond the smooth surface of the keyboard, so that they can be touched with the finger tactile and thereby a function of the touchpad can be triggered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass ein Touchpad, also eine kapazitive Sensorstruktur, in der Tastaturfläche derart so angelegt wird, dass bei taktilem Streichen der Finger über die Tasten die Funktionen des Touchpads ausgeführt werden und auf dem Display zu sehen sind. Zum Beispiel die Steuerung des Kursors auf dem Display, ohne dass das haptische Auslösen der Taste erfolgt.The invention is based on the object that a touchpad, so a capacitive sensor structure in the keyboard surface is so designed that when tactile stroking the fingers on the keys, the functions of the touchpad are running and can be seen on the display. For example, the control of the cursor on the display, without the haptic release of the button takes place.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass unter der herkömmlichen Tastatur oder einer bedruckten und dann geformten Tastatur aus Tastaturfolie bzw. Gummimatte eine kapazitive Sensorstruktur, also ein Touchpad, untergebracht ist, sodass das dadurch aufgebaute elektrische Feld durch die taktile Berührung mit den Finger auf der Oberfläche der Tasten gestört wird, dass eine Funktion des Touchpads ausgeführt wird oder bei haptischem Niederdrücken der Taste deren Funktion ausgelöst wird.The object is achieved in that under the conventional keyboard or a printed and then molded keyboard keyboard foil or rubber mat, a capacitive sensor structure, so a touchpad is housed, so that the electrical field constructed by the tactile contact with the fingers on the Surface of the buttons is disturbed that a function of the touchpad is executed or triggered by haptic depression of the button whose function.

Bei herkömmlichen Tasten werden die Tastenkappen konvex oder konkav gestaltet. Die konkav gestalteten Tastenkappen haben gegenüber den konvex gestalteten Tastenkappen den Vorteil, dass die störenden Kanten der konkaven Nachbartasten um ein Drittel weiter auseinander als der vergleichbaren konvexen Nachbartasten liegen. Liegen die konkaven Tasten auf einer Matrix, wobei die Tastenmitte vertieft ist und die vier Kanten am Rand erhöht sind, bilden die erhöhten Tastenkanten eine optische und taktile Gittestruktur, welche die Zwischenräume zwischen den Tasten umfasst. Wird unter der Tastatur eine kapazitive Sensorstruktur gelegt, so kann ein elektrisch leitender Schaltsteg, der in den Zwischenräumen der Tasten liegt und dessen Spitze mit den Fingern berührbar ist, das kapazitive Feld stören. Dabei werden die beiden Nachbartasten nur gekippt und ohne dass ein haptisches Auslösen erfolgt. Hierbei hat der Schaltsteg die Funktion eines Touchstifts übernommen, sodass das von der kapazitiven Sensorstruktur aufgebaute elektrische Feld dadurch gestört wird. Diese Störung wird von Elektronik zur Bearbeitung der Signale der kapazitiven Sensorstruktur registriert und bewertet, sodass eine Funktion des Touchpads ausgeführt wird und auf dem Display zu sehen ist. Wird in den Zwischenräumen der Tasten ein elektrisch leitendes Gitter eingelegt, das über Schaltstege mit der kapazitiven Sensorstruktur verbunden ist, so können die Finger über die ganze Fläche der Tastatur taktil gleiten und dadurch Funktionen des Touchpads auslösen. Hier, z. B. wenn der Finger von links nach rechts in X-Richtung bewegt, wird das Bild auf dem Display von links nach rechts bewegt. Oder durch Skrollen, wenn der Finger von unten nach oben oder umgekehrt in Y-Richtung bewegt wird. Auf diese Art und Weise hat das Touchpad die ganze Oberfläche der Tastatur zur Verfügung, ohne dass dafür eine Extrafläche für das Touchpad benötigt wird. Anstatt der herkömmlichen harten Tastenkappen, können die Tasten auf einer Tastaturfolie bedruckt und geprägt werden, wobei vor der Prägung die kapazitive Sensorstruktur auf der Unterseite der Tastaturfolie bereits angebracht ist. Dabei werden die Ränder der Tasten erhöht, sodass bei taktilem Streichen über die erhöhten Kanten der Tasten der Tastatur die Funktionen eines Touchpads ausgelöst werden kann. Die Software der Elektronik ist so eingestellt, dass kein haptisches Auslösen der betroffenen Taste erfolgt. Aber beim haptischen Niederdrücken einer Taste ist die Scrollen-Funktion des Touchpads ausgeschaltet. Eine andere Variante ist, dass die Tastatur auf einer Gummimatte gedruckt wird. Hierbei kann die kapazitive Sensorstruktur auf die Ober- bzw. Unterfläche der Schaltfolie oder auf einer Grundplatte angebracht werden.In conventional keys, the key caps are convex or concave. The concave-shaped key caps have the advantage over the convex-shaped key caps that the disturbing edges of the concave neighboring keys are one-third further apart than the comparable convex neighboring keys. When the concave keys lie on a matrix with the key center recessed and the four edges at the edge elevated, the raised key edges form an optical and tactile mesh structure that encompasses the spaces between the keys. If a capacitive sensor structure is laid under the keyboard, then an electrically conductive switching web, which lies in the interstices of the keys and whose tip can be touched with the fingers, can disturb the capacitive field. The two neighboring buttons are only tilted and without haptic triggering takes place. Here, the switching bridge has taken over the function of a touch pen, so that the electric field built up by the capacitive sensor structure is disturbed thereby. This fault is registered and evaluated by electronics for processing the signals of the capacitive sensor structure, so that a function of the touchpad is executed and can be seen on the display. If an electrically conductive grid is inserted in the interstices of the keys, which is connected via switching bridges with the capacitive sensor structure, then the fingers can slide tactile over the entire surface of the keyboard and thereby trigger functions of the touchpad. Here, z. For example, when the finger moves from left to right in the X direction, the image on the display is moved from left to right. Or by scrolling when the finger is moved from bottom to top or vice versa in the Y direction. In this way, the touchpad has the entire surface of the keyboard available without the need for an extra surface for the touchpad. Instead of the conventional hard key caps, the keys can be printed and embossed on a keyboard sheet, with the capacitive sensor structure already mounted on the underside of the keyboard sheet prior to embossing. This increases the edges of the keys, so tactile strokes over the raised edges of the keys on the keyboard can trigger the functions of a touchpad. The software of the electronics is set so that no haptic triggering of the affected key takes place. But when a key is haptically pressed, the scrolling function of the touchpad is switched off. Another variant is that the keyboard is printed on a rubber mat. In this case, the capacitive sensor structure can be mounted on the upper or lower surface of the switching foil or on a base plate.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden wie folgt näher beschrieben. Es zeigen:The embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail as follows. Show it:

1 Darstellung eines Schichtaufbaus eines Tastaturmoduls mit galvanischen Schaltern 1 Representation of a layer structure of a keyboard module with galvanic switches

2 den Längsschnitt A-A gemäß 1 2 the longitudinal section AA according to 1

3 Darstellung einer Taste in niedergedrücktem Zustand mit dem Finger (Haptik) 3 Representation of a key in a depressed state with the finger (haptic)

4 Darstellung eines taktilen Streichens des Schaltgitters durch den Finger 4 Representation of tactile stroking of the switching grid by the finger

5 den Längsschnitt B-B gemäß 6 eines Tastaturmoduls, dessen Tasten auf einer Tastaturfolie bedruckt und geprägt sind, wobei die kapazitive Sensorstruktur auf der Unterseite der Tastaturfolie angebracht ist. 5 the longitudinal section BB according to 6 a keyboard module whose buttons are printed and embossed on a keyboard sheet, wherein the capacitive sensor structure is mounted on the underside of the keyboard sheet.

6 Draufsicht gemäß 5. 6 Top view according to 5 ,

7 den Längsschnitt einer Variante, wobei die Tastatur aus einer Gummimatte hergestellt und die kapazitive Struktur auf der Oberfläche der Schaltfolie angebracht ist. 7 the longitudinal section of a variant, wherein the keyboard made of a rubber mat and the capacitive structure is mounted on the surface of the switching film.

8 den Längsschnitt einer Variante, wobei die Tastatur aus einer Gummimatte hergestellt und die kapazitive Struktur auf der Grundplatte angebracht sind. 8th the longitudinal section of a variant, wherein the keyboard made of a rubber mat and the capacitive structure are mounted on the base plate.

9 Längsschnitt eines Tastaturmoduls mit einer kapazitiven Sensorstruktur ohne galvanische Schalter. 9 Longitudinal section of a keyboard module with a capacitive sensor structure without galvanic switches.

10 eine Taste gemäß 9 in niedergedrücktem Zustand. 10 a button according to 9 in a depressed state.

Das 1. Ausführungsbeispiel (1) zeigt den Schichtaufbau eines Tastaturmoduls (1), bei dem die Tasten (2) auf einer Matrix untergebracht sind. Die Taste (2) weist eine aus Kunststoff bestehende und harte Tastenkappe (3) auf, die auf einer flexiblen Siliconmatte (4) aufgeklebt ist. Die Siliconmatte (4), welche mit den Stützen (5) auf der Leiterplatte (8) festgeklebt ist, weist mehrere Schaltstößel (6) auf, welche auf den Schnappscheiben (7) aufliegen, wobei die Schnappscheibe (7) aus dünnem Federblech besteht und konvex gewölbt ist. Sie ist auf einem ringförmigen galvanisierten Kontaktpunkt (8) auf der Leiterplatte (9) mit elektrisch leitendem Klebstoff verklebt. Innerhalb des ringförmigen Kontaktpunkts (8) befindet sich der kreisförmige galvanisierte Kontaktpunkt (10), sodass, wenn die Tastenkappe (3) durch den Finger (11) niedergedrückt ist (3), drückt der Schaltstößel (6) die gewölbte Schnappscheibe (7) gegen den Kontaktpunkt (10) und dabei ein Klickgeräusch zu hören ist. Die beiden galvanischen Kontaktpunkte (8) und (10) sind dadurch kurzzeitig miteinander elektrisch geschlossen, wobei die Kontaktpunkte (8) und (10) mit der Elektronik zur Verarbeitung der Signale des galvanischen Schalters (12) verbunden sind. Die dadurch entstandenen elektronischen Signale bewirken dabei, dass die Funktion der Taste (2) ausgelöst und auf dem Display zu sehen ist. Die Tastenkappe (3) ist konkav gestaltet und weist in der Mitte die Vertiefung (13) und am Rand die vier erhöhten Kanten (14) auf. Sind diese Tasten (2) auf einer Matrix untergebracht, so von oben aus gesehen die Zwischenräume (15) der Tastenkappen (3) eine Gitterstruktur (16) ausbilden, die durch die erhöhten Kanten (14) begrenzt ist. Wird ein Touchpad (17), also eine kapazitive Sensorstruktur, die aus zwei Teilen (17a, 17b) besteht, auf der Leiterplatte (9) untergebracht, wobei die Schnappscheibe (7) in den Ausnehmungen (18) des Touchpads (17) liegen, so kann dieses von einem elektrisch leitenden Schaltsteg (19), so ähnlich wie bei einem Touchstift, durch die Zwischenräume (15) der Tasten (2) und durch die Ausnehmung (20) der Siliconmatte (4) berührt werden, sodass das von der kapazitiven Sensorstruktur aufgebaute elektrische Feld dadurch gestört wird, wenn der Finger (11) diesen Schaltsteg (19) von oben berührt. Diese Störung wird von der Elektronik zur Verarbeitung der Signale der kapazitiven Sensoren (21) registriert und so bewertet, dass hier eine Funktion des Touchpads (17) z. B. zur Steuerung der Kursors ausgelöst wird. Wird in der Gitterstruktur (16) ein elektrisch leitender passender Gitterschalter (22) eingelegt, der die Schaltstege (19) zusammen verbindet, welche durch der elektrisch leitende Kleber auf dem Touchpad (17) verklebt sind, wobei der Gitterschalter (22) so gestaltet und angebracht ist, dass er überall innerhalb der Tastaturoberfläche taktil mit den Fingern berührt werden kann, dass die benachbarten Tasten (2) durch den Finger (11) nur etwa gekippt sind, ohne dass die Funktion der Tasten (2) dabei haptisch gelöst wird (4). Dabei wird der Gitterschalter (22) nicht nur für Kursorsteuerung, sondern auch für andere Funktionen wie Auf- und Ab-Scrollen in Y-Richtung oder waagrechte Bewegung links und rechts in X-Richtung oder Drehen der Displaybilder usw. genutzt wird. Anstatt des maximalen Gitterschalters (22), der ganze Fläche der Tastatur annimmt, kann auch in bestimmten Bereich der Tastatur kleinerer Gitterschalter für bestimmte Funktion z. B. zur Steuerung der Computer-Spiele angebracht werden.The 1st embodiment ( 1 ) shows the layer structure of a keyboard module ( 1 ), where the buttons ( 2 ) are housed on a matrix. The key ( 2 ) has a plastic and hard keycap ( 3 ) on a flexible silicone mat ( 4 ) is glued. The silicone mat ( 4 ), which with the supports ( 5 ) on the printed circuit board ( 8th ), has a plurality of switching tappets ( 6 ), which on the domes ( 7 ), whereby the snap disc ( 7 ) consists of thin spring plate and is convex. It is on an annular galvanized contact point ( 8th ) on the printed circuit board ( 9 ) glued with electrically conductive adhesive. Within the annular contact point ( 8th ) is the circular galvanized contact point ( 10 ), so if the keycap ( 3 ) through the finger ( 11 ) is depressed ( 3 ), the switch plunger ( 6 ) the domed snap disc ( 7 ) against the contact point ( 10 ) and a clicking sound is heard. The two galvanic contact points ( 8th ) and ( 10 ) are thereby electrically closed for a short time, the contact points ( 8th ) and ( 10 ) with the electronics for processing the signals of the galvanic switch ( 12 ) are connected. The resulting electronic signals thereby cause the function of the key ( 2 ) and can be seen on the display. The keycap ( 3 ) is concave and has in the middle of the depression ( 13 ) and at the edge the four raised edges ( 14 ) on. Are these buttons ( 2 ) housed on a matrix, so seen from above the spaces ( 15 ) of the keycaps ( 3 ) a lattice structure ( 16 ) formed by the raised edges ( 14 ) is limited. Will a touchpad ( 17 ), ie a capacitive sensor structure consisting of two parts ( 17a . 17b ), on the printed circuit board ( 9 ), wherein the snap disc ( 7 ) in the recesses ( 18 ) of the touchpad ( 17 ), this may be from an electrically conductive switching bridge ( 19 ), similar to a touch pen, through the spaces ( 15 ) of the buttons ( 2 ) and through the recess ( 20 ) of the silicone mat ( 4 ), so that the electric field built up by the capacitive sensor structure is disturbed when the finger ( 11 ) this switching bridge ( 19 ) touched from above. This fault is caused by the electronics for processing the signals of the capacitive sensors ( 21 ) and evaluated so that here is a function of the touchpad ( 17 ) z. B. is triggered to control the Kursors. Is in the grid structure ( 16 ) an electrically conductive matching grid switch ( 22 ), the switching webs ( 19 ) connected by the electrically conductive adhesive on the touchpad ( 17 ) are glued, wherein the grid switch ( 22 ) is designed and mounted in such a way that it can be tactually touched with the fingers throughout the keyboard surface, that the adjacent keys ( 2 ) through the finger ( 11 ) are only slightly tilted without the function of the keys ( 2 ) is thereby released haptically ( 4 ). The grid switch ( 22 ) is used not only for cursor control but also for other functions such as up-and-down scrolling in the Y direction or horizontal movement left and right in the X direction or rotation of the display images and so on. Instead of the maximum grid switch ( 22 ), which assumes the entire surface of the keyboard, can also be used in certain areas of the keyboard smaller grid switch for certain function z. B. be attached to control the computer games.

Das 2. Ausführungsbeispiel (5) zeigt ein Tastaturmodul (1a), dessen Tasten (2a) auf einer elastischen Tastenfolie (23) bedruckt und durch Prägen angefertigt werden, wobei auf der Oberseite (24) der Tastenfolie (23) die Tasten (2a) bedruckt werden und auf der Unterseite (25) eine kapazitive Sensorstruktur (17c) angebracht wird. Die geprägten Tasten (2a) sind konkav gestaltet und weisen in der Mitte die Vertiefung (13a) und am Rand die vier erhöhten Kanten (14a) auf, sodass eine Gitterstruktur (16a), die durch die erhöhten Kanten (14a) begrenzt ist, ausgebildet wird. Die Tastenfolie (23) wird auf die geprägten Schnappscheiben (7a) einer Schaltfolie (26) aufgeklebt, welche wiederum auf einer Grundplatte (27) verklebt ist, sodass, wenn eine Taste (2a) durch den Finger niedergedrückt wird, ein Klickgeräusch erzeugt wird. Die Software der Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21a) ist derart so ausgelegt, dass ein haptisches Niederdrücken der Taste (2a) deren Funktion ausgelöst wird und bei taktilem Streichen über die erhöhten Kanten (14a) die Steuerung z. B. des Kursors ausgelöst wird.The second embodiment ( 5 ) shows a keyboard module ( 1a ), whose keys ( 2a ) on an elastic button foil ( 23 ) and be made by embossing, with on the top ( 24 ) of the keyfoil ( 23 ) the button's ( 2a ) and on the underside ( 25 ) a capacitive sensor structure ( 17c ) is attached. The embossed buttons ( 2a ) are concave and have in the middle of the depression ( 13a ) and at the edge the four raised edges ( 14a ), so that a grid structure ( 16a ) caused by the raised edges ( 14a ) is limited is formed. The key foil ( 23 ) is applied to the embossed domes ( 7a ) of a switching foil ( 26 ), which in turn on a base plate ( 27 ) is glued so that when a button ( 2a ) is depressed by the finger, a clicking sound is generated. The software of electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21a ) is designed so that a haptic Pressing the button ( 2a ) whose function is triggered and tactile stroking over the raised edges ( 14a ) the control z. B. the cursor is triggered.

Das 3. Ausführungsbeispiel (6) zeigt ein Tastaturmodul (1b), dessen Tasten (2b) aus einer Gummimatte (28) hergestellt sind, welche über die Stütze (5a) mit der Schaltfolie (26a) festgeklebt ist, welche wiederum auf einer Grundplatte (27a) verklebt ist. Dabei liegen die Tasten (2b) auf den Schnappscheiben (7b) der Schaltfolie (26a) auf. Bei dieser Variante weist die Oberfläche (29) der Schaltfolie (26a) eine kapazitive Sensortruktur (17d) auf, so dass, wenn die Finger (11a) über die erhöhten Kanten (14b) der Tasten (2b) taktil streichen, es eine elektrische Feldänderung bewirkt, welche von der Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21b) registriert und bewertet, sodass eine Funktion der kapazitiven Sensorstuktur bzw. des Touchpads (17d) ausgeführt und auf dem Display zu sehen ist, wobei, wenn der Finger (11a) mittig auf die Vertiefung (13b) der Taste (2b) gedrückt wird, es die eigentliche Funktion der Taste (2b) ausgeführt wird. Hierbei kann auch auf der Unterfläche (29a) der Schaltfolie (26a) eine kapazitive Sensorstruktur bzw. ein Touchpad angebracht werden.The third embodiment ( 6 ) shows a keyboard module ( 1b ), whose keys ( 2 B ) from a rubber mat ( 28 ) are made, which on the support ( 5a ) with the switching foil ( 26a ), which in turn on a base plate ( 27a ) is glued. The keys ( 2 B ) on the domes ( 7b ) of the switching foil ( 26a ) on. In this variant, the surface ( 29 ) of the switching foil ( 26a ) a capacitive sensor structure ( 17d ), so that when the fingers ( 11a ) over the raised edges ( 14b ) of the buttons ( 2 B ) tactile, it causes an electric field change, which is caused by the electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21b ) registers and evaluates, so that a function of the capacitive sensor structure or of the touchpad ( 17d ) and can be seen on the display, where, when the finger ( 11a ) in the middle of the depression ( 13b ) of the button ( 2 B ), it is the actual function of the button ( 2 B ) is performed. This can also be done on the lower surface ( 29a ) of the switching foil ( 26a ) a capacitive sensor structure or a touchpad are attached.

Das 4. Ausführungsbeispiel (8) unterscheidet sich vom Dritten (7) dadurch, dass das Tastaturmodul (1c) eine kapazitive Sensorstruktur, also ein Touchpad (17e) aufweist, welches auf der Oberfläche der Grundplatte (27b) untergebracht ist, wobei das Touchpad (17e) mit der Elektronik zur Verarbeitung des kapazitiven Sensors (21b) verbunden istThe fourth embodiment ( 8th ) differs from the third party ( 7 ) in that the keyboard module ( 1c ) a capacitive sensor structure, so a touchpad ( 17e ), which on the surface of the base plate ( 27b ), whereby the touchpad ( 17e ) with the electronics for processing the capacitive sensor ( 21b ) connected is

Das 5. Ausführungsbeispiel (9) zeigt eine Variante des 1. Ausführungsbeispiels. Hierbei weist das aus harten Tasten (2c) bestehende Tastaturmodul (1d) eine reine kapazitive Sensorstruktur (17f) auf, sodass die Tastenbetätigung auch durch die Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21c) erkannt wird. Die herkömmliche Taste (2c) weist eine aus elektrisch leitendem Material bestehende Tastenkappe (3a) mit der mittigen Vertiefung (13c) und die vier erhöhten Kanten (14c) auf, wobei die Tastenkappe (3a) in der Mitte einen Kontaktstift (30) aufweist, der in einer mittigen Bohrung (31) der eingeprägten Schnappscheibe (7c) der Schaltfolie (26b) so liegt, dass dessen Spitze (32) aus der Innenfläche (33) der Schnappscheibe (7c) so herausragt, wobei die Schaltfolie (26b) auf einer Grund-platte (27c) geklebt ist, sodass beim Niederdrücken mit dem Finger (11b) der mit der Schnappscheibe (7c) verklebten Tastenkappe (3c) die Spitze (32) die Oberfläche der darunter liegenden kapazitiven Struktur bzw. das Touchpad (17f) berührt, dabei diese Berührung bewirkt eine Änderung des angelegten elektrischen Feldes, sodass die Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21c) diese registriert und bewertet, dass die vorbestimmte Funktion der Taste (2c) dadurch ausgeführt und auf dem Display zu sehen ist. Hierbei funktioniert die Taste (2c) wie ein auf dem Tastaturmodul (1e) fest eingebauten Touchstift. Für taktile Berührung z. B. zur Steuerung des Kursors weist das Tastaturmodul (1e) ganz ähnlich wie bei 1. Ausführungsbeispiel den elektrisch leitenden Gitterschalter (22a) auf, der die Schaltstege (19a) aufweist, welche mit elektrisch leitendem Klebstoff auf dem Touchpad (17f) verklebt sind.The fifth embodiment ( 9 ) shows a variant of the first embodiment. Here, the hard keys ( 2c ) existing keyboard module ( 1d ) a pure capacitive sensor structure ( 17f ), so that the key operation by the electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21c ) is recognized. The conventional button ( 2c ) has a key cap made of electrically conductive material ( 3a ) with the central depression ( 13c ) and the four raised edges ( 14c ), whereby the keycap ( 3a ) in the middle a contact pin ( 30 ), which in a central bore ( 31 ) of the impressed snap disc ( 7c ) of the switching foil ( 26b ) so that its tip ( 32 ) from the inner surface ( 33 ) the snap disc ( 7c ) protrudes so that the switching foil ( 26b ) on a base plate ( 27c ) is glued so that when you press down with your finger ( 11b ) with the snap-action disc ( 7c ) bonded button cap ( 3c ) the summit ( 32 ) the surface of the underlying capacitive structure or the touchpad ( 17f ), this contact causes a change in the applied electric field, so that the electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21c ) registers and evaluates that the predetermined function of the button ( 2c ) and can be seen on the display. Here the button works ( 2c ) like one on the keyboard module ( 1e ) built-in touch pen. For tactile contact z. B. for controlling the cursor, the keyboard module ( 1e ) very similar to the first embodiment, the electrically conductive grid switch ( 22a ), which the switching webs ( 19a ), which with electrically conductive adhesive on the touchpad ( 17f ) are glued.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin dass:

  • – insbesondere bei Mini-PC, Multimedia-Handy, Smartphon usw. die ganze Oberfläche der Tastatur als Touchpad genutzt werden kann
  • – die Herstellung der Tastatur, die auf eine Folie bedruckt und geprägt wird, sehr kostengünstig ist, weil eine Fertigung diese Tastatur von der „Rolle” denkbar ist.
The advantages of the invention are that:
  • - especially with mini-PC, multimedia phone, smartphone, etc. the whole surface of the keyboard can be used as a touchpad
  • - The production of the keyboard, which is printed on a foil and embossed, is very inexpensive, because a production of this keyboard of the "role" is conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a, 1b, 1c, 1d1, 1a, 1b, 1c, 1d
Tastaturmodulkeyboard module
2, 2a, 2b, 2c,2, 2a, 2b, 2c,
Tastebutton
3, 3a3, 3a
Tastenkappekeycap
44
Siliconmattesilicone mat
5, 5a5, 5a
Stützsupport
66
Schaltstößel der SiliconmatteSwitch plunger of the silicone mat
7, 7a, 7b, 7c7, 7a, 7b, 7c
Schnappscheibesnap disk
88th
ringförmiger galvanisierter Kontaktpunktannular galvanized contact point
99
Leiterplattecircuit board
1010
kreisförmiger galvanisierter Kontaktpunktcircular galvanized contact point
11, 11a, 11b,11, 11a, 11b,
Fingerfinger
1212
Elektronik zur Verarbeitung der Signale des galvanischen SchaltersElectronics for processing the signals of the galvanic switch
13, 13a, 13b, 13c13, 13a, 13b, 13c
Vertiefung in der TastenmitteWell in the middle of the key
14, 14a, 14b, 14c14, 14a, 14b, 14c
erhöhte Kante der Tasteraised edge of the button
1515
Zwischenräumeinterspaces
16, 16a16, 16a
Gitterstrukturlattice structure
17, 17c, 17d, 17e, 17f17, 17c, 17d, 17e, 17f
Touchpad (kapazitive Sensorstruktur)Touchpad (capacitive sensor structure)
17a, 17b17a, 17b
Teil des TouchpadsPart of the touchpad
1818
Ausnehmung des Touchpads für galvanischer SchnappscheibeRecess of the touchpad for galvanic snap-action disc
19, 19a19, 19a
Schaltstegswitching bridge
2020
Ausnehmung der SiliconmatteRecess of the silicone mat
21, 21a, 21b, 21c,21, 21a, 21b, 21c,
Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven SensorsElectronics for processing the signals of the capacitive sensor
22, 22a22, 22a
Gitterschaltergrid switch
2323
Tastenfoliekey sheet
2424
Oberseite der TastenfolieTop of the button foil
2525
Unterseite der TastenfolieBottom of the button foil
26, 26a, 26b26, 26a, 26b
Schaltfolie mit eingeprägten SchnappscheibenSwitching foil with impressed snap discs
27, 27a, 27b, 27c27, 27a, 27b, 27c
Grundplattebaseplate
2828
Gummimatterubber mat
2929
Oberfläche der SchaltfolieSurface of the switching foil
29a29a
Unterfläche der SchaltfolieBottom surface of the switching foil
3030
Kontaktstiftpin
3131
mittige Bohrung der Schnappscheibecentral hole of the snap-action disc
3232
Spitze des KontaktstiftsTip of the contact pin
3333
Innenfläche der eingeprägten SchnappscheibeInner surface of the impressed snap disc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen für PC, Smartphone und insbesondere für Multimedia-Handy usw., bei dem die Touchpad-Funktionen durch taktile Berührungen der Finger über die glatte Oberfläche der Tastatur aus Folie ausgeführt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass unter den herkömmlichen Tasten einer Tastatur oder einer bedruckter und dann geformten Tastatur aus Tastaturfolie oder Gummimatte eine kapazitive Sensorstruktur, also ein Touchpad, angebracht wird, sodass bei taktile Berührung und Streichen mit den Fingern über die Tastenoberfläche die Funktionen des Touchpads ausgeführt werden können.Mechanical keyboard with touchpad functions for PC, smartphone and especially for multimedia phone, etc., in which the touchpad functions can be performed by tactile touches of the fingers on the smooth surface of the keyboard made of film, characterized in that among the conventional keys a keyboard or a printed and then shaped keyboard made of keyboard foil or rubber mat, a capacitive sensor structure, so a touchpad, is attached so that the tactile touch and swipe with the fingers on the button surface, the functions of the touchpad can be performed. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taste (2) eines Tastaturmoduls (1) eine aus hartem Kunststoff bestehende Tastenkappe (3) aufweist, welche in der Mitte eine Vertiefung (13) und am Rand die vier erhöhten Kanten (14) aufweist, sodass, wenn die Tasten (2) auf einer Matrix angeordnet sind, die Zwischenräume (15) der Tasten (2) eine Gitterstruktur (16) ausbilden, welche durch die erhöhten Kanten (14) begrenzt ist und dass unter den Tasten (2) eine kapazitive Sensorstruktur, also ein Touchpad (17), angelegt ist, sodass die Oberfläche des Touchpads (17) durch die in den Zwischenräumen (15) befindlichen und elektrisch leitenden Schaltstege (19) berührt werden kann, wobei die Schaltstege (19) auf dem Touchpad mit einem elektrisch leitenden Kleber verklebt und durch einen elektrisch leitenden Gitterschalter (22) verbunden sind, welcher in der Gitterstruktur (16) form passend liegt, wobei der Gitterschalter (22) so angelegt ist, dass, wenn die Finger (11) über die Oberfläche der Tasten (2) streichen, dieser taktil berührt wird, ohne dass die beiden benachbarten Tasten (2) haptisch ausgelöst werden, sodass durch diese Fingerberührung das durch die kapazitive Sensorstruktur bzw. das Touchpad (17) angelegte elektrische Feld gestört wird und diese Störung von einer Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21) registriert und bewertet wird, sodass eine Funktion des Touchpads (17) bzw. der kapazitiven Sensorstruktur ausgeführt wird und auf dem Display zu sehen ist, wobei das Touchpad (17) aus zwei Teilen (17a) und (17b) besteht.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1, characterized in that the key ( 2 ) of a keyboard module ( 1 ) a hard plastic key cap ( 3 ), which in the middle of a depression ( 13 ) and at the edge the four raised edges ( 14 ), so that when the buttons ( 2 ) are arranged on a matrix, the spaces ( 15 ) of the buttons ( 2 ) a lattice structure ( 16 ) formed by the raised edges ( 14 ) and that under the keys ( 2 ) a capacitive sensor structure, so a touchpad ( 17 ), so that the surface of the touchpad ( 17 ) by those in the spaces ( 15 ) and electrically conductive switching webs ( 19 ) can be touched, wherein the switching webs ( 19 ) adhered to the touchpad with an electrically conductive adhesive and by an electrically conductive grid switch ( 22 ), which in the grid structure ( 16 ) form, whereby the grid switch ( 22 ) is designed so that when the fingers ( 11 ) over the surface of the buttons ( 2 ), touched tactilely without the two adjacent keys ( 2 ) are haptically triggered, so that by this finger touch through the capacitive sensor structure or the touchpad ( 17 ) applied electric field is disturbed and this interference from an electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21 ) is registered and evaluated so that a function of the touchpad ( 17 ) or the capacitive sensor structure is executed and can be seen on the display, wherein the touchpad ( 17 ) of two parts ( 17a ) and ( 17b ) consists. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonmatte (4), auf der die Tasten (2) aufgeklebt ist, die Ausnehmungen (20) für die Durchdringung der Schaltstege (19) aufweist und dass, wenn das haptische Auslösen der Tasten (2) durch galvanische Struktur mit dem kreisförmigen Kontaktpunkt (10) und dem ringförmigen Kontaktpunkt (8) auf der Leiterplatte (9) erfolgt und wobei das Touchpad (17) bzw. die kapazitive Sensorstruktur auf der Leiterplatte (9) liegt, das Touchpad (17) die Ausnehmungen (18) aufweist, worin die Schnappscheiben (7) eingelegt sind, sodass, wenn die Taste (2) niedergedrückt wird, der auf der aus dünnem Stahlblech bestehenden Schnappscheibe (7) hegende Stößel (6) der Silikonmatte (4) diese niederdrückt, sodass der ringförmigen Kontaktpunkt (8) mit dem kreisförmigen Kontaktpunkt (10) elektrisch kurzgeschlossen wird, dass eine elektrische Änderung dadurch hervorgerufen wird, die durch die Elektronik zur Verarbeitung der Signale der galvanischen Struktur (12) registriert und bewertet, sodass eine Funktion der Taste (2) ausgeführt wird und diese auf dem Display zu sehen ist, wobei die Siliconmatte (4) über die Stütze (5) auf dem Touchpad (17) festgeklebt ist.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1 and 2, characterized in that the silicone mat ( 4 ), on which the keys ( 2 ), the recesses ( 20 ) for the penetration of the switching webs ( 19 ) and that when the haptic release of the keys ( 2 ) by galvanic structure with the circular contact point ( 10 ) and the annular contact point ( 8th ) on the printed circuit board ( 9 ) and wherein the touchpad ( 17 ) or the capacitive sensor structure on the printed circuit board ( 9 ), the touchpad ( 17 ) the recesses ( 18 ), wherein the snap discs ( 7 ), so if the button ( 2 ) pressed on the thin sheet steel ( 7 ) lifting plungers ( 6 ) of the silicone mat ( 4 ) depresses them so that the annular contact point ( 8th ) with the circular contact point ( 10 ) is electrically shorted to cause an electrical change caused by the electronics for processing the signals of the galvanic structure ( 12 ) registers and evaluates so that a function of the button ( 2 ) and this is shown on the display, wherein the silicone mat ( 4 ) over the support ( 5 ) on the touchpad ( 17 ) is glued. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenmodul (1a) die Tasten (2a) aufweist, welche durch die Verformung auf der Oberseite (24) der Tastenfolie (23) herstellt werden und auf deren Unterseite (25) vor der Prägung der Tasten (2a) eine kapazitive Sensorstruktur bzw. ein Touchpad (17c) angebracht ist, wobei die Taste (2a) in der Mitte eine Vertiefung (13a) und am Rand die vier erhöhten Kanten (14a) aufweist, sodass eine Gitterstruktur (16a) ausgebildet und durch die erhöhten Kanten (14a) begrenzt ist, sodass die taktilen Fingerberührungen an die erhöhten Kanten (14a) eine Funktion des Touchpads (17c) bzw. der kapazitiven Sensorstruktur ausgelöst wird, wobei die Software der Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (20a) so eingestellt ist, dass diese das haptische Niederdrücken der Taste (2a) erkennt und deren Funktion ausführt, wobei die verformte Tastenfolie (23) auf die Schnappscheiben (6a) einer Schaltfolie (26) aufgeklebt ist, welche wiederum auf einer Platte (27) verklebt ist.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1, characterized in that the key module ( 1a ) the button's ( 2a ), which by the deformation on the top ( 24 ) of the keyfoil ( 23 ) and on its underside ( 25 ) before embossing the keys ( 2a ) a capacitive sensor structure or a touchpad ( 17c ), whereby the button ( 2a ) in the middle of a depression ( 13a ) and at the edge the four raised edges ( 14a ), so that a grid structure ( 16a ) and by the raised edges ( 14a ) is limited so that the tactile finger touches the raised edges ( 14a ) a function of the touchpad ( 17c ) or the capacitive sensor structure is triggered, wherein the software of the electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 20a ) is set so that this haptic depression of the button ( 2a ) and performs their function, wherein the deformed key sheet ( 23 ) on the domes ( 6a ) of a switching foil ( 26 ), which in turn on a plate ( 27 ) is glued. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastaturmodul (1c) eine reine kapazitive Sensorstruktur bzw. Touchpad (17d) aufweist, wobei das haptische Niederdrücken der Taste (2c) von Software der Elektronik zur Verarbeitung der Signale des kapazitiven Sensors (21d) erkannt und deren Funktion ausführt, wobei die aus elektrisch leitendem Material bestehende Taste (2c) einen Stift (30) aufweist, welcher in einer mittig liegenden Bohrung (31) der Schnappscheibe (7c) der Schaltfolie (26b) liegt, welche wiederum über die kapazitive Sensorstruktur (16d) aufgelegt ist, wobei die Tasten (2c) auf der Schnappscheiben (7c) aufgeklebt sind, sodass, wenn die Taste (2c) haptisch niedergedrückt ist, die Spitze (32) der Taste (2c) die Oberfläche der kapazitiven Sensorstruktur bzw. des Touchpads (17f) berührt und dadurch eine Änderung des elektrischen Feldes bewirkt, wobei die taktile Fingerberührung über den elektrisch leitenden Gitterschalter (22a) erfolgt, sodass zum Beispiel, wenn die Finger in X-Richtung von links nach rechts über die Tasten (2c) bzw. den Gitterschalter (22a) streichen, die Bilder auf dem Display von links nach rechts bewegt werden und umgekehrt, und dass, wenn die Finger in Y-Richtung von unten nach oben über die Tasten (2c) bzw. Gitterschalter (22a) streichen, die Bilder auf dem Display von unten nach oben verschoben werden und umgekehrt.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1, characterized in that the keyboard module ( 1c ) a pure capacitive sensor structure or touchpad ( 17d ), wherein the haptic depression of the button ( 2c ) of software of the electronics for processing the signals of the capacitive sensor ( 21d ) and performs their function, wherein the consisting of electrically conductive material button ( 2c ) a pen ( 30 ), which in a central bore ( 31 ) the snap disc ( 7c ) of the switching foil ( 26b ), which in turn via the capacitive sensor structure ( 16d ), whereby the keys ( 2c ) on the domes ( 7c ), so that when the button ( 2c ) is haptically depressed, the tip ( 32 ) of the button ( 2c ) the surface of the capacitive sensor structure or of the touchpad ( 17f ) and thereby causes a change in the electric field, wherein the tactile finger touch over the electrically conductive grid switch ( 22a ), so that, for example, if the fingers in the X direction from left to right on the keys ( 2c ) or the Grid switch ( 22a ), the images on the display are moved from left to right and vice versa, and that when the fingers in the Y direction from bottom to top over the keys ( 2c ) or grid switch ( 22a ), the images on the display are shifted from bottom to top and vice versa. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach Anspruch 1 und wobei die Tasten auf einer Gummimatte hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfolie (26a) auf deren Oberfläche (29) eine kapazitive Sensorstruktur bzw. ein Touchpad (17d) aufweist, wobei die Gummimatte (28) über die Stütze (5a) auf der Schaltfolie (26a) geklebt ist, welche wiederum über einer Grundplatte (27a) verklebt ist, wobei stattdessen auf der Unterfläche (29a) der Schaltfolie (26a) auch eine kapazitive Sensorstruktur bzw. ein Touchpad angebracht werden kann und dass die Schaltfolie (26a) die geprägten Schnappscheiben (7b) aufweist.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1 and wherein the keys are produced on a rubber mat, characterized in that the switching foil ( 26a ) on its surface ( 29 ) a capacitive sensor structure or a touchpad ( 17d ), wherein the rubber mat ( 28 ) over the support ( 5a ) on the switching foil ( 26a ), which in turn over a base plate ( 27a ) is glued, but instead on the lower surface ( 29a ) of the switching foil ( 26a ), a capacitive sensor structure or a touchpad can be attached and that the switching foil ( 26a ) the embossed domes ( 7b ) having. Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktion nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Schaltfolie (26a) eine kapazitive Sensorstruktur bzw. ein Touchpad (17e) auf der Oberfläche der Grundplatte (27b) angebracht ist, wobei die Schaltfolie (26a) auf dem Touchpad (17e) festgeklebt istMechanical keyboard with touchpad function according to claim 1 and 6, characterized in that below the switching foil ( 26a ) a capacitive sensor structure or a touchpad ( 17e ) on the surface of the base plate ( 27b ), wherein the switching foil ( 26a ) on the touchpad ( 17e ) is glued Mechanische Tastatur mit Touchpad-Funktionen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gitterschalter (22) auch nur für einen kleinen Bereich der Tastatur und für bestimmte Touchpad-Funktionen z. B. zur Steuerung der Computerspiele gestaltet werden kann.Mechanical keyboard with touchpad functions according to claim 1 and 2, characterized in that the grid switch ( 22 ) synonymous only for a small area of the keyboard and for certain touchpad functions z. B. can be designed to control the computer games.
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