DE102011075751A1 - Control element for transparent keyboard, for use in e.g. operation unit of working machine, has transparent support plate covering keyboard, and light barrier arranged over control surface of control element - Google Patents

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  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
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Abstract

The control element (1) has a switching element (5) mechanically operated by pressure of a finger of an operator. Contact elements (4) are associated with the switching element. The contact elements are bridgeable with strip conductors or wirings (2) that are provided on a circuit board (3). A transparent support plate (6) covers the keyboard. A light barrier is arranged over a control surface (8) of the control element. The light barrier comprises two optical transmission/receiving units (9, 10) that are provided beside the contact elements on the circuit board. The transmission/receiving units are formed as surface mounted device (SMD) components, and comprise infrared (IR) LEDs or IR laser diodes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für Tastaturen, enthaltend mindestens ein mechanisch zu betätigendes Schaltelement mit zugehörigen Kontaktelementen.The invention relates to a control element for keyboards, comprising at least one mechanically operable switching element with associated contact elements.

Tastaturen, insbesondere Folientastaturen, sind für die verschiedensten Anwendungsfälle, wie für Bedieneinheiten für Arbeitsmaschinen, selbstfahrende landwirtschaftliche Maschinen oder Zugfahrzeuge, mit Datenanzeige- und Eingabevorrichtungen, für Fernbedienungen o.dgl. im Einsatz. Gemeinsames Merkmal solcher Tastaturen sind mechanische Schaltelemente, die im Ruhezustand keine elektrische Verbindung zu zumeist zwei oder mehr Schaltkontakten haben und die bei Betätigung einer Abdeck- bzw. Frontfolie durch Fingerdruck, Stößel usw. mit den Schaltkontakten kontaktiert werden und diese somit elektrisch überbrücken. Als Schaltelemente kommen metallisierte Kunststoff-Folien oder -Plättchen, Karbonfolien oder andere Elemente in Betracht, mit denen elektrische Kontakte überbrückt werden können. Solche Tastaturen mit Frontfolien sind auch zum Einsatz unter nassen Umgebungsbedingungen geeignet. So geht aus der EP 2 001 033 A1 eine Folientastatur mit leuchtenden Tasten hervor, bei der auf einem Trägermaterial eine Schaltfolie angeordnet ist, die im Kontaktbereich von einer Schnappscheibe überdeckt wird. Diese Schnappscheibe wird von einer Spacerfolie (Abstandshalter) umgeben. Abgedeckt wird die Tastatur durch eine Frontfolie. Zur Beleuchtung der Taste befindet sich zwischen der Schnappscheibe und der Frontfolie noch ein Leuchtelement, z.B. eine organische Leuchtdiode (OLED). Keyboards, especially membrane keyboards, are for a variety of applications, such as operating units for work machines, self-propelled agricultural machines or towing vehicles, with data display and input devices, for remote controls or the like. in use. Common feature of such keyboards are mechanical switching elements that have no electrical connection to mostly two or more switching contacts in the idle state and are contacted by finger pressure, plunger, etc. with the switch contacts upon actuation of a cover or front foil and thus electrically bridge them. As switching elements are metallized plastic films or platelets, carbon films or other elements into consideration, with which electrical contacts can be bridged. Such keyboards with front foils are also suitable for use in wet environmental conditions. So goes out of the EP 2 001 033 A1 a membrane keypad with luminous keys, in which a switching film is arranged on a carrier material, which is covered in the contact area of a snap disk. This snap disc is surrounded by a spacer foil (spacer). The keyboard is covered by a front foil. To illuminate the button is located between the snap disc and the front sheet nor a light element, such as an organic light emitting diode (OLED).

Wird nun im Schaltbereich ein Druck auf die Frontfolie ausgeübt, so schnappt die Schnappscheibe nach unten und stellt zwischen den Kontakten der Kontaktfolie eine elektrische Verbindung her. Wird die Taste losgelassen, schnappt die Schnappscheibe selbsttätig in ihre Ausgangsposition zurück.If pressure is now exerted on the front foil in the switching area, the snap disc snaps down and establishes an electrical connection between the contacts of the contact foil. When the button is released, the snap-action disc automatically returns to its original position.

Eine ähnliche beleuchtete Folientastatur geht aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2007 006 647 U1 hervor.A similar illuminated membrane keyboard goes out of the utility model DE 20 2007 006 647 U1 out.

Das Gebrauchsmuster DE 20 2007 016 762 U1 bezieht sich ebenfalls auf eine Folientastatur mit leuchtenden Tasten. Hier umgibt den Tastenkörper ein Streukörper, in den seitlich von einer Lichtquelle Licht eingestrahlt wird.The utility model DE 20 2007 016 762 U1 also refers to a membrane keypad with illuminated buttons. Here surrounds the key body a scattering body, is irradiated in the side of a light source of light.

Eine etwas andere Konstruktion eines Bedienelementes einer Folientastatur geht aus dem Gebrauchsmuster DE 203 08 920 U1 hervor. Es handelt sich um so genannte Großtasten, die an beliebiger Stelle gedrückt werden können und dennoch immer einen Schaltimpuls erzeugen. Derartige Großtasten beanspruchen eine recht große Fläche, sind dafür aber recht sicher bedienbar.A slightly different construction of a control element of a membrane keyboard goes out of the utility model DE 203 08 920 U1 out. These are so-called large keys that can be pressed at any point and still generate a switching pulse. Such large buttons require a fairly large area, but are quite safe to use.

Bei allen herkömmlichen Folientastaturen besteht jedoch das Problem, dass die sichere Funktionsfähigkeit des Schaltelements selbst nicht gewährleistet ist. Das hat zur Folge, dass eine Taste bzw. Schaltfläche zwar gedrückt wird, aber dass dennoch keine Schaltfunktion ausgelöst wird. Die Ursache hierfür kann sein, dass die Taste nicht mit ausreichender Kraft betätigt wurde, oder dass das Schaltelement oder die Schaltkontakte verschlissen sind, oder ein anderer Fehler aufgetreten ist.In all conventional membrane keyboards, however, there is the problem that the safe operation of the switching element itself is not guaranteed. This has the consequence that a key or button is indeed pressed, but that nevertheless no switching function is triggered. The reason for this may be that the key has not been pressed with sufficient force, or that the switching element or the switching contacts have worn out, or another error has occurred.

Es besteht natürlich die Möglichkeit, ein optisches oder akustisches Quittungssignal auszugeben, was aber die Aufmerksamkeit der Bedienperson zusätzlich beanspruchen würde. Das ist dann besonders nachteilig, wenn die Bedienperson zugleich ein fahrendes oder zumindest lautes Arbeitsgerät bedient, bzw. Arbeitsprozesse beobachten muss. Somit sind derartige Tastaturen für die Bedienung von sicherheitsrelevanten Einrichtungen nur bedingt einsetzbar, insbesondere, weil keine Schaltredundanz zur Verfügung steht.Of course, there is the possibility of issuing an optical or acoustic acknowledgment signal, but this would require the attention of the operator in addition. This is particularly disadvantageous if the operator at the same time operates a moving or at least noisy implement, or must observe work processes. Thus, such keyboards for the operation of safety-related devices are only partially usable, especially because no switching redundancy is available.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement für Tastaturen mit besonders hoher Funktionssicherheit zu schaffen.The invention is based on the object to provide a control for keyboards with a particularly high level of reliability.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Bedienelement für Ttastaturen, enthaltend mindestens ein mechanisch durch Fingerdruck zu betätigendes Schaltelement, mit dem zugehörige Kontaktelemente auf einer mit Leiterbahnen versehenen Leiterplatte überbrückbar sind, wobei die Tastatur durch eine transparente Trägerplatte abgedeckt wird und wobei über der Bedienfläche des Bedienelementes mindestens eine Lichtschranke angeordnet ist.The object underlying the invention is achieved by an operating element for keyboards, comprising at least one mechanically by finger pressure actuated switching element, with the associated contact elements on a circuit board provided with printed circuit board can be bridged, wherein the keyboard is covered by a transparent support plate and wherein on the Operating surface of the control element at least one light barrier is arranged.

Die Lichtschranke besteht vorteilhaft aus zwei optischen Sende-/Empfangseinheiten jeweils neben den Kontaktelementen auf der Leiterplatte, die über Umlenkprismen auf der Trägerplatte optisch miteinander gekoppelt sind.The light barrier advantageously consists of two optical transmitting / receiving units each adjacent to the contact elements on the circuit board, which are optically coupled to each other via deflecting prisms on the support plate.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Sende-/Empfangseinheiten als SMD-Bauelemente ausgeführt, die mit der Verdrahtung auf der Leiterplatte elektrisch verbunden sind, wobei die Sende-/Empfangseinheiten IR-Leuchtdioden oder IR-Laserdioden enthalten.In one embodiment of the invention, the transmitting / receiving units are designed as SMD components which are electrically connected to the wiring on the printed circuit board, wherein the transmitting / receiving units contain IR light-emitting diodes or IR laser diodes.

In einer Variante der Erfindung sind die Umlenkprismen auf der Trägerplatte in einer transparenten Folie eingebettet, die über der Bedienfläche ausgespart ist. Dadurch lassen sich die Umlenkprismen besonders unauffällig integrieren, so dass diese auch einer etwas robusteren Betätigung der Bedienfläche standhalten. In a variant of the invention, the deflection prisms are embedded on the carrier plate in a transparent film, which is recessed over the control surface. As a result, the deflection prisms can be integrated very inconspicuously, so that they too a more robust operation of the control surface withstand.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer der Sende-/Empfangseinheiten nach oben durch die Trägerplatte zu einem Umlenkprisma abgestrahlter Lichtstrahl dort um 90° zum gegenüberliegenden Umlenkprisma abgelenkt und dort um 90° nach unten durch die Trägerplatte auf die andere Sende-/Empfangseinheit abgelenkt wird.A further embodiment of the invention is characterized in that a light beam radiated from one of the transceiver units upwards through the carrier plate to a deflecting prism deflects there by 90 ° to the opposite deflecting prism and there by 90 ° down through the carrier plate to the other transmitter - / receiving unit is distracted.

Das erfindungsgemäße Bedienelement kann vorteilhaft für Tastaturen mit in einer oder in mehreren Reihen angeordneten Bedienelementen, oder für Tastaturen mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Bedienelementen verwendet werden und ist auch für Folientastaturen geeignet.The control element according to the invention can be advantageously used for keyboards with arranged in one or more rows controls, or for keyboards with a variety of matrix-like controls and is also suitable for membrane keyboards.

Es können in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch mehrere nebeneinander befindliche Bedienelemente durch eine gemeinsame Lichtschranke überdeckt werden, oder die Bedienelemente jeder Reihe und/oder Spalte einer Matrix werden jeweils durch eine gemeinsame Lichtschranke überdeckt. Im letzteren Fall befindet sich jedes Bedienelement im Schnittpunkt der Lichtstrahlen von zwei Lichtschranken, so dass eine genaue Zuordnung der Schaltsignale zu dem entsprechenden Bedienelement in Verbindung mit einer entsprechenden Auswerteschaltung ermöglicht wird. In a further embodiment of the invention, a plurality of side-by-side control elements can also be covered by a common light barrier, or the control elements of each row and / or column of a matrix are each covered by a common light barrier. In the latter case, each control element is located at the intersection of the light beams of two light barriers, so that an accurate assignment of the switching signals to the corresponding control element in conjunction with a corresponding evaluation circuit is made possible.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass neben der mechanischen Schaltmöglichkeit mittels Schaltelement und Schaltkontakten zeitlich und räumlich vorgelagerte redundante Schaltmechanismen zur Verfügung gestellt werden, deren Funktion unabhängig von der mechanischen Betätigung des Bedienelementes gewährleistet ist, so dass die ausgelösten Schaltsignale auf vielfältige Weise genutzt werden können, wie noch darzulegen ist.The particular advantage of the invention is the fact that in addition to the mechanical switching capability by means of switching element and switching contacts temporally and spatially upstream redundant switching mechanisms are provided whose function is guaranteed independent of the mechanical actuation of the control element, so that the triggered switching signals in many ways can be used, as will be explained.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail by exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:

1: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelementes einer Tastatur; 1 : a schematic sectional view of a control element according to the invention of a keyboard;

2a: eine schematische Draufsicht auf mehrere nebeneinander angeordnete Bedienelemente einer Tastatur, die jeweils mit einer Lichtschranke ausgestattet sind; 2a a schematic plan view of a plurality of juxtaposed controls a keyboard, each equipped with a light barrier;

2b: eine schematische Draufsicht auf mehrere nebeneinander angeordnete Bedienelemente einer Tastatur mit einer gemeinsamen Lichtschranke; 2 B a schematic plan view of several juxtaposed controls a keyboard with a common light barrier;

2c: eine schematische Draufsicht auf in zwei Reihen angeordnete Bedienelemente einer Tastatur, wobei jede Reihe mit einer gemeinsamen Lichtschranke ausgestattet ist; und 2c a schematic plan view of arranged in two rows controls a keyboard, each row is equipped with a common photocell; and

3: eine schematische Draufsicht auf ein Bedienfeld einer Tastatur mit matrixartig angeordneten Bedienelementen, bei dem sämtliche Bedienelemente jeweils einer Spalte und Reihe mit einer gemeinsamen Lichtschranke versehen sind. 3 : A schematic plan view of a control panel of a keyboard with matrix-like controls, in which all controls each one column and row are provided with a common photocell.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelementes 1 einer Tastatur, das wie üblich auf einer mit Leiterbahnen bzw. einer Verdrahtung 2 versehenen Leiterplatte 3 aufgebaut ist. Die Leiterbahnen 2 weisen im Bereich des Bedienelementes 1 zwei im Abstand zueinander angeordnete Kontaktelemente 4 auf, die mittels eines darüber befindlichen beweglichen Schaltelementes 5 überbrückbar sind. Als Schaltelemente 5 kommen sämtliche bekannten Möglichkeiten in entsprechender Anwendung in Betracht. So kann das Schaltelement 5 eine Metallplatte oder eine metallisierte Kunststoffplatte sein, oder es können Schnappscheiben oder auch Karbonfolien verwendet werden. 1 shows a schematic sectional view of a control element according to the invention 1 a keyboard, as usual on one with traces or a wiring 2 provided printed circuit board 3 is constructed. The tracks 2 point in the area of the operating element 1 two spaced-apart contact elements 4 on, by means of a movable switching element located above 5 can be bridged. As switching elements 5 All known possibilities in appropriate application come into consideration. So can the switching element 5 a metal plate or a metallized plastic plate, or there may be used snappers or carbon foils.

Es versteht sich, dass das Schaltelement 5 auf einem nicht dargestellten elastischen Abstandshalter ruht, der sich über den Kontaktelementen 4 befindet, wobei für die Kontaktelemente 4 Aussparungen im Abstandshalter vorgesehen sind, so dass eine Kontaktierung der Schaltelemente 4 im Ruhezustand vermieden wird. Der Kontakt des Schaltelementes 5 mit den Kontaktelementen 4 wird durch Niederdrücken desselben erreicht. Alternativ kann sich der Abstandshalter entsprechend auch über die gesamte Leiterplatte 3 erstrecken.It is understood that the switching element 5 rests on an elastic spacer, not shown, extending over the contact elements 4 is located, wherein for the contact elements 4 Recesses are provided in the spacer, so that a contacting of the switching elements 4 is avoided at rest. The contact of the switching element 5 with the contact elements 4 is achieved by depressing the same. Alternatively, the spacer can accordingly also over the entire circuit board 3 extend.

Über dieser Anordnung befindet sich eine transparente Trägerplatte 6, oder eine hinreichend stabile Folie, die über dem Bereich des Schaltelementes 5 eine Öffnung 7 aufweist. Diese Öffnung 7 wird durch eine dünnere Frontfolie 8 überdeckt, die zugleich als Bedienfläche fungiert. Die Frontfolie 8 kann auch die gesamte Trägerplatte 6 überdecken. Above this arrangement is a transparent support plate 6 , or a sufficiently stable film over the area of the switching element 5 an opening 7 having. This opening 7 gets through a thinner front foil 8th covered, which also acts as a control surface. The front foil 8th can also the entire carrier plate 6 cover.

Zeichnungsgemäß rechts und links der Kontaktelemente 4 befinden sich auf der Leiterplatte 3 je eine optische Sende-/Empfangseinheit 9, 10. Als Sendeeinheit kommen beispielsweise IR-Leuchtdioden oder IR-Laserdioden und als Empfänger übliche Fotodioden in Betracht. Derartige Sende-/Empfangseinheiten können beispielsweise als SMD-Bauelemente in das Bedienelement 1 integriert sein, die mit den Leiterbahnen bzw. der Verdrahtung 2 der Leiterplatte 3 verbunden sind. Drawing according to the right and left of the contact elements 4 are on the circuit board 3 one optical transmitting / receiving unit each 9 . 10 , As a transmitting unit, for example, IR light-emitting diodes or IR laser diodes and customary as a receiver photodiodes into consideration. Such transmitting / receiving units can, for example, as SMD components in the control 1 be integrated with the tracks or the wiring 2 the circuit board 3 are connected.

Senkrecht über jeder Sende-/Empfangseinheit 9, 10 sind außen auf der Trägerplatte 6 jeweils Umlenkprismen 10, 11 derart im Abstand zueinander befestigt, dass ein von der Sende-/Empfangseinheiten 9 nach oben durch die Trägerplatte 6 zum Umlenkprisma 11 abgestrahlter Lichtstrahl 13 um 90° zum gegenüberliegenden Umlenkprisma 12 abgelenkt und dort um 90° nach unten durch die Trägerplatte 6 auf die andere Sende-/Empfangseinheit 10 abgelenkt wird. Auf diese Weise wird die Funktion einer Lichtschranke als redundantes Schaltelement in das Bedienelement 1 integriert. Im Falle, dass die Frontfolie 8 die gesamte Trägerplatte 6 überdeckt, müssen die die Umlenkprismen 19, 11 selbstverständlich auf der Frontfolie 8 angeordnet werden.Vertically above each transceiver 9 . 10 are outside on the carrier plate 6 each deflection prisms 10 . 11 such at a distance from each other attached that one of the transceiver units 9 upwards through the carrier plate 6 to the deflection prism 11 radiated light beam 13 by 90 ° to the opposite deflection prism 12 deflected and there by 90 ° down through the support plate 6 to the other transmitting / receiving unit 10 is distracted. In this way, the function of a light barrier as a redundant switching element in the control 1 integrated. In case of the front foil 8th the entire carrier plate 6 Covered, the deflection prisms must 19 . 11 of course on the front foil 8th to be ordered.

1 zeigt lediglich den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit 1. Praktische Ausführungsformen können von diesem grundsätzlichen Aufbau und dessen Funktion abweichen, indem weitere Elemente hinzugefügt werden. Auch kann das mechanische Schaltelement anders gestaltet sein. 1 only shows the basic structure of a control unit according to the invention 1 , Practical embodiments may depart from this basic structure and function by adding more elements. Also, the mechanical switching element can be designed differently.

Die Umlenkprismen 11, 12 können auch in einer weiteren transparenten Folie eingebettet sein (nicht dargestellt), welche die ebenfalls transparente Trägerplatte 6 insgesamt überdeckt, jedoch über der Frontfolie 8 ausgespart ist, damit durch Betätigung des Bedienelementes 1 die zugehörige Lichtschranke unterbrochen wird.The deflecting prisms 11 . 12 may also be embedded in a further transparent film (not shown), which is also transparent carrier plate 6 overall covered, but over the front foil 8th is omitted, so that by pressing the control 1 the associated light barrier is interrupted.

Selbstverständlich können pro Bedienelement 1 auch mehrere derartige Lichtschranken vorgesehen sein. So können zwei oder mehr zueinander parallele Lichtschranken realisiert werden, wenn es sich beispielsweise um sicherheitsrelevante Großtasten handelt. Auch können zwei oder mehr sich kreuzende Lichtschranken pro Bedienelement 1 vorgesehen werden, um eine noch höhere Bediensicherheit zu erreichen.Of course, per control element 1 It is also possible to provide a plurality of such light barriers. Thus, two or more mutually parallel photocells can be realized, for example, if they are security-related large keys. Also, two or more intersecting photocells per control element 1 be provided to achieve even greater operating safety.

Durch dieses zusätzliche Schaltelement als weiteres redundantes Schaltelement in Form einer Lichtschranke besteht nun die Möglichkeit, die Unterbrechung der Lichtschranke als weiteres Schaltsignal in einer entsprechenden Auswerteschaltung auszuwerten.By means of this additional switching element as a further redundant switching element in the form of a light barrier, it is now possible to evaluate the interruption of the light barrier as a further switching signal in a corresponding evaluation circuit.

Bei einer Betätigung des Bedienelementes 1 muss immer zuerst die Lichtschranke unterbrochen werden, so dass ein erstes elektronisches Schaltsignal erzeugt wird und danach durch Niederdrücken der Folie 8 ein zweites mechanisch ausgelöstes Schaltsignal, das zeitverzögert zum ersten Schaltsignal erzeugt wird.Upon actuation of the operating element 1 Always first the light barrier must be interrupted, so that a first electronic switching signal is generated and then by pressing down the film 8th a second mechanically triggered switching signal which is generated with a time delay to the first switching signal.

Dadurch lassen sich verschiedene Szenarien realisieren. So kann eine gültige Betätigung des Bedienelementes 1 erst dann zugelassen werden, wenn dem ersten Schaltsignal durch das Unterbrechen der Lichtschranke innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ein mechanisch erzeugtes zweites Schaltsignal folgt.As a result, different scenarios can be realized. So can a valid operation of the control 1 be allowed only when the first switching signal by interrupting the light barrier within a predetermined time interval, a mechanically generated second switching signal follows.

Wenn das zweite Schaltsignal ausbleibt, kann das zwei Ursachen haben. Zum einen kann die Bedienperson sich entschieden haben, das Bedienelement 1 doch nicht zu drücken, oder der mechanische Schalterteil ist defekt.If the second switching signal fails, this can have two causes. First, the operator may have decided to use the control 1 but not to press, or the mechanical switch part is defective.

Bleibt das zweite Schaltsignal aus, so kann der Fehler in einem Fehlerprotokoll vermerkt werden und/oder es wird eine Warnung an die Bedienperson ausgegeben, dass die entsprechende Taste möglicherweise defekt ist. If the second switching signal remains off, the error can be noted in an error log and / or a warning is issued to the operator that the corresponding key may be defective.

Handelt es sich um eine funktionswichtige oder sicherheitsrelevante Taste, wie ein Not-Aus-Taster, so kann auch festgelegt werden, dass bereits bei der Unterbrechung der Lichtschranke entweder sofort, oder nach kurzer Verzögerungszeit, das Abschalten einer Einrichtung bewirkt wird.If it is a functionally important or safety-relevant key, such as an emergency stop button, then it can also be determined that switching off the light barrier is effected either immediately or after a short delay time, the switching off of a device.

Die 2a–c zeigen Beispiele für mögliche Anwendungen der Erfindung als Draufsicht auf Tastaturen.The 2a -C show examples of possible applications of the invention as a plan view of keyboards.

In 2a ist Tastatur mit mehreren nebeneinander angeordneten erfindungsgemäßen Bedienelementen 1 einer Tastatur dargestellt, bei denen jedes Bedienelement 1 mit einer Lichtschranke ausgestattet ist. Hier kann jedes Bedienelement 1 hinsichtlich seiner Funktion überwacht werden. Bei den Tastaturen nach 2b, c werden mit den Lichtschranken jeweils mehrere Bedienelemente 1 gleichzeitig überwacht.In 2a is keyboard with several adjacently arranged control elements according to the invention 1 a keyboard shown in which each control element 1 equipped with a photocell. Here is every control 1 be monitored in terms of its function. For the keyboards 2 B , c are each with the photocells several controls 1 monitored simultaneously.

2b zeigt eine Tastatur mit mehreren nebeneinander angeordneten Bedienelementen 1, die eine gemeinsame Lichtschranke aufweisen. 2 B shows a keyboard with several side-by-side controls 1 , which have a common photocell.

Eine andere Variante einer Tastatur geht aus 2c hervor. Hier sind die Bedienelemente 1 in zwei Reihen nebeneinander angeordnet, die mit einer gemeinsamen, über beide Reihen verlaufenden Lichtschranke ausgestattet sind.Another variant of a keyboard goes off 2c out. Here are the controls 1 arranged in two rows next to each other, which are equipped with a common photocell extending over both rows.

Eine besondere Ausführungsform einer Tastatur geht aus 3 hervor. Hier sind die Bedienelemente 1 in einer Matrix in Reihen und Spalten angeordnet. Jede Reihe und jede Spalte ist mit einer gemeinsamen Lichtschranke ausgestattet, die sich über sämtliche Bedienelemente 1 jeder Reihe und Spalte erstreckt, und zwar derart, dass sich jedes Bedienelement 1 im Kreuzungspunkt von der Lichtstrahlen von zwei Lichtschranken befindet. Somit kann in Verbindung mit einer entsprechenden Auswerteschaltung durch die Unterbrechung der sich kreuzenden Lichtstrahlen von zwei Lichtschranken eindeutig bestimmt werden, welches Bedienelement von der Bedienperson ausgewählt wurde.A particular embodiment of a keyboard works 3 out. Here are the controls 1 arranged in a matrix in rows and columns. Each row and each column is equipped with a common photocell, covering all the controls 1 each row and column extends, in such a way that each control element 1 located at the intersection of the light beams of two photoelectric sensors. Thus, in connection with a corresponding evaluation circuit, it can be unambiguously determined by the interruption of the intersecting light beams of two light barriers which operating element has been selected by the operator.

Damit wird eine besonders hohe Bediensicherheit und eine freie Bewertbarkeit der Schaltsignale und sichere Auslösung der gewünschten Schaltfunktionen erreicht. This achieves a particularly high operating safety and a free evaluation of the switching signals and reliable triggering of the desired switching functions.

Das erfindungsgemäße Bedienelement kann auch für andere als die vorstehend beschriebenen Tastaturen auf sinngemäße Weise eingesetzt werden.The control element according to the invention can also be used for other than the keyboards described above in a meaningful way.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bedienelement operating element
22
Leiterbahn/Verdrahtung Interconnect / wiring
33
Leiterplatte circuit board
44
Kontaktelement contact element
55
Schaltelement switching element
66
Trägerplatte support plate
77
Öffnung opening
88th
Frontfolie/Bedienfläche Front foil / operating surface
99
Sende-/Empfangseinheit Transmit / receive unit
1010
Sende-/Empfangseinheit Transmit / receive unit
1111
Umlenkprisma deflecting prism
1212
Umlenkprisma deflecting prism
1313
Lichtstrahl beam of light

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Bedienelement für Tastaturen, enthaltend mindestens ein mechanisch durch Fingerdruck zu betätigendes Schaltelement (5), mit dem zugehörige Kontaktelemente (4) auf einer mit Leiterbahnen (2) versehenen Leiterplatte (3) überbrückbar sind, wobei die Tastatur durch eine transparente Trägerplatte (6) abgedeckt wird und wobei über der Bedienfläche (8) des Bedienelementes (1) mindestens eine Lichtschranke angeordnet ist.Control element for keyboards, comprising at least one mechanically actuable by finger pressure switching element ( 5 ), with the associated contact elements ( 4 ) on one with interconnects ( 2 ) provided printed circuit board ( 3 ) can be bridged, wherein the keyboard by a transparent support plate ( 6 ) and where above the control surface ( 8th ) of the operating element ( 1 ) at least one light barrier is arranged. Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranke aus zwei optischen Sende-/Empfangseinheiten (9, 10) jeweils neben den Kontaktelementen (4) auf der Leiterplatte (3) besteht, die über Umlenkprismen (11, 12) auf der Trägerplatte (6) optisch miteinander verbunden sind.Operating element according to Claim 1, characterized in that the light barrier consists of two optical transmitting / receiving units ( 9 . 10 ) next to the contact elements ( 4 ) on the circuit board ( 3 ), which via deflecting prisms ( 11 . 12 ) on the carrier plate ( 6 ) are optically interconnected. Bedienelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinheiten (9, 10) als SMD-Bauelemente ausgeführt sind, die mit der Verdrahtung (2) auf der Leiterplatte (3) elektrisch verbunden sind. Operating element according to claim 2, characterized in that the transmitting / receiving units ( 9 . 10 ) are designed as SMD components with the wiring ( 2 ) on the circuit board ( 3 ) are electrically connected. Bedienelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinheiten (9, 10) IR-Leuchtdioden oder IR-Laserdioden enthalten.Operating element according to claim 2 or 3, characterized in that the transceiver units ( 9 . 10 ) Contain IR light-emitting diodes or IR laser diodes. Bedienelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkprismen (11, 12) auf der Trägerplatte (6) in einer transparenten Folie eingebettet sind, die über der Bedienfläche (8) ausgespart ist. Operating element according to claim 2, characterized in that the deflecting prisms ( 11 . 12 ) on the carrier plate ( 6 ) are embedded in a transparent film, which above the control surface ( 8th ) is omitted. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer der Sende-/Empfangseinheiten (9, 10) nach oben durch die Trägerplatte (6) zu einem Umlenkprisma (11, 12) abgestrahlter Lichtstrahl (13) um 90° zum gegenüberliegenden Umlenkprisma (11, 12) abgelenkt und dort um 90° nach unten durch die Trägerplatte (6) auf die andere Sende-/Empfangseinheit (9, 10) abgelenkt wird.Operating element according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a signal from one of the transceiver units ( 9 . 10 ) up through the carrier plate ( 6 ) to a deflection prism ( 11 . 12 ) radiated light beam ( 13 ) by 90 ° to the opposite deflection prism ( 11 . 12 ) deflected and there by 90 ° down through the support plate ( 6 ) to the other transceiver unit ( 9 . 10 ) is distracted. Verwendung des Bedienelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für Tastaturen mit in einer oder mehreren Reihen angeordneten Bedienelementen (1).Use of the control element according to one of claims 1 to 6 for keyboards with control elements arranged in one or more rows ( 1 ). Verwendung des Bedienelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für Tastaturen mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Bedienelementen (1).Use of the control element according to one of claims 1 to 7 for keyboards with a plurality of matrix-like arranged control elements ( 1 ). Verwendung des Bedienelementes nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander befindliche Bedienelemente (1) durch eine gemeinsame Lichtschranke überdeckt werden.Use of the operating element according to one of claims 7 or 8, characterized in that a plurality of adjacent control elements ( 1 ) are covered by a common light barrier. Verwendung des Bedienelementes nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1) jeder Reihe und/oder Spalte jeweils durch eine gemeinsame Lichtschranke überdeckt werden.Use of the operating element according to one of claims 7 or 8, characterized in that the operating elements ( 1 ) each row and / or column are each covered by a common light barrier.
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