DE102015100344A1

DE102015100344A1 - Tastatur, Hülle und mobiles Endgerät mit einer solchen Tastatur sowie Ladestation für ein mobiles Endgerät

Info

Publication number: DE102015100344A1
Application number: DE102015100344.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Obereder
Original assignee: Emporia Telecom & Co KG GmbH
Current assignee: Emporia Telecom & Co KG GmbH
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2016-07-14
Also published as: CN107209616B; CN107209616A; WO2016113128A1; EP3245575A1

Abstract

Bei einer Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an einen Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, wobei die Bedienelemente eine elektrisch leitende Leitschicht umfassen, ist vorgesehen, dass eine Isolierschicht auf der der Bedienseite zugewandten Seite der Leitschicht angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an einen Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, wobei die Bedienelemente eine elektrisch leitende Leitschicht umfassen.
Die Erfindung betrifft weiters eine Hülle für ein elektronisches, mobiles Gerät, umfassend eine Tastatur.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, wobei in einem ersten Schritt eine elektrisch leitende Leitschicht einer Tastatur von einem Touchscreen elektrisch beabstandet angeordnet wird.
Kapazitive Touchscreens sind in modernen Geräten als Bedien- und Ausgabeelemente eingebaut. Die Betätigung eines solchen Touchscreens erfolgt über die Veränderung der an wenigstens einer Elektrode des Touchscreens gemessenen Kapazität, wenn dieser mit einem elektrisch leitenden Element, bspw. einem Finger, in Berührung gelangt.
Moderne Geräte, die kapazitive Touchscreens aufweisen, sind bspw. Smartphones, Tablets oder Laptops, aber auch Gastronomiekassen, Haushaltsgeräte oder Industrieanlagen.
Aus der US 2010/0238119 A1 geht eine flexible Tastatur hervor, welche auf der Oberfläche eines Touchscreens eines Mobiltelefons (Smartphone) angeordnet werden kann. Die Tastatur ist ein Panel aus flexiblen oder teilweise flexiblen Material, in dem einzelne Tasten ausgebildet sind. Die Tasten weisen ausreichend elektrisch leitendes Material auf, so dass eine elektrische Verbindung zwischen einem Finger und dem Touchscreen beim Betätigen der entsprechenden Taste hergestellt werden kann. Hierbei wird ein Finger elektrisch leitend mit dem Touchscreen verbunden, so dass die elektrische Kapazität des Fingers an der Oberfläche des Touchscreens anliegt und eine Betätigung des Touchscreens auslöst.
Aus der US 8,325,150 B1 geht eine weitere Tastatur hervor, die auf ein Mobiltelefon wie ein Touchscreen aufgesetzt werden kann. Die einzelnen Tasten besitzen hierbei Öffnungen, sodass ein Finger eines Benutzers direkt mit dem Touchscreen in Kontakt kommen kann, oder die Tasten sind mit einem elektrischen Leiter versehen, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Finger und dem Touchscreen beim Betätigen der entsprechenden Taste hergestellt werden kann. Diese Tastatur kann mit einer RFID-Einrichtung, einer Bluetooth-Einrichtung oder elektrischen Kontakten versehen sein, so dass das Mobiltelefon selbsttätig die Tastatur erkennen kann.
Aus der US 2011/0241990 A1 , US 8,206,047 B1 , US 2011/0181514 A1 und der US 2002/0054030 A1 gehen jeweils Tastaturen für Mobiltelefone hervor, die auf ein Touchscreen aufgelegt werden können. Die einzelnen Tasten besitzen hierbei Löcher, sodass die Finger mit dem jeweiligen Touchscreen in Kontakt treten können, oder sind aus einem ausreichend dünnen, elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET) ausgebildet, so dass beim Betätigen einer der Tasten der jeweilige Finger ausreichend nahe an dem Touchscreen gebracht werden kann. Der Touchscreen kann die durch den Finger verursachte Kapazitätsänderung erfassen und eine entsprechende Betätigung der jeweiligen Taste feststellen kann.
Tastaturen dieser Art sind grundsätzlich ähnlich wie herkömmliche Tastaturen aufgebaut und verfügen über mehrere Bedienelemente, insbesondere Tasten. Diese werden über einen entsprechenden Touchscreen gelegt, welcher bspw. eine der Tastatur entsprechende virtuelle Tastatur anzeigt. Auf der Bedienseite der Tastatur sind üblicherweise die einzelnen Tasten beschriftet, um ein Arbeiten mit der Tastatur zu erleichtern. Im Anfangszustand liegt die Tastatur so auf dem Touchscreen, dass kein elektrisch leitender Teil der Tastatur den Touchscreen berührt.
Die im Stand der Technik bekannten Tastaturen haben daher den Nachteil, dass sie lediglich mit dem nackten Finger bedient werden können. Eine Bedienung mit einem Handschuh oder einer Handprothese ist nicht möglich, weil die für die Bedienung des Touchscreens erforderliche Kopplung des vom Körper des Benutzers ausgehenden elektrischen Felds mit dem Touchscreen verhindert wird. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn die Finger des Benutzers besonders nass oder besonders trocken sind.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Tastatur bereitzustellen, die eine Bedienung auch mit angezogenem Handschuh oder einer Handprothese ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens umfasst mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an einen Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind. Diese Tastatur zeichnet sich dadurch aus, dass die Bedienelemente eine elektrisch leitende Leitschicht aufweisen.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich drei unterschiedliche Mechanismen bekannt, mit welchen ein Finger eines Nutzers mittels eines Bedienelementes einer Tastatur mit einem Touchscreen interagieren kann. Im Bedienelement kann eine Öffnung vorhanden sein, sodass der Finger direkt mit dem Touchscreen in Kontakt kommt. Das Bedienelement kann aus einer derart dünnen, elektrisch isolierenden Kunststoffschicht ausgebildet sein, sodass der Finger ausreichend nahe an die Oberfläche des Touchscreens gelangen kann, und der Touchscreen die Kapazität des Fingers erfassen kann. Im Bedienelement kann ein elektrisch leitendes Element vorgesehen sein, sodass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Finger des Benutzers und der Oberfläche des Touchscreens mittels des elektrisch leitenden Elements herstellbar ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass durch das Vorsehen einer elektrisch leitenden Schicht an einem Bedienelement alleine eine Kapazitätsänderung zwischen der Ausgangsposition des Bedienelementes und einer Position, bei der das Bedienelement gegen ein Touchscreen gedrückt ist, ausreichend groß ist, um mit herkömmlichen kapazitativen Touchscreens erfasst werden zu können. Hierdurch ist es nicht notwendig, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Touchscreen und dem Finger eines Nutzers hergestellt wird. Das Bedienelement kann auch mit angezogenem Handschuh oder einer Handprothese betätigt werden.
Mittels Vorsehen einer flächigen Beschichtung wird eine Kapazität zwischen dem Touchscreen und der flächigen Beschichtung ausgebildet, die ähnlich wie bei einem Plattenkondensator in etwa proportional zur Fläche der Beschichtung ist. Je größer die Fläche der elektrisch leitenden Leitschicht ist, desto einfacher und zuverlässiger ist die Erfassung der Betätigung des entsprechenden Bedienelementes. Vorzugsweise weist die Fläche der elektrisch leitenden Leitschicht eines einzelnen Bedienelementes eine Größe von zumindest 4 mm², insbesondere zumindest 6 mm² und vorzugsweise von zumindest 10 mm² auf. Weiterhin gilt, dass der Kapazitätsunterschied zwischen der Ausgangsposition und der Position, in der das Bedienelement betätigt ist, umso größer ist, je größer der Abstand zwischen den Bedienelementen und dem Touchscreen in der Ausgangsposition ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand zumindest 0,2 mm, insbesondere 0,4 mm, vorzugsweise 0,6 mm und besonders vorzugsweise 0,8 mm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Isolierschicht auf der der Bedienseite zugewandten Seite der Leitschicht angeordnet. Durch das Vorsehen der Isolierschicht werden die elektrischen Einflüsse eines Nutzers auf das jeweilige Bedienelement gering gehalten und im Wesentlichen die gleiche Kapazitätsänderung beim Betätigen eines Bedienelements verursacht, unabhängig davon, ob das Bedienelement mit einem isolierenden Körper, einem elektrisch leitenden Körper, einem elektrisch geladenen Körper und/ oder einem nassen Körper betätigt wird.
Eine solche Tastatur ist also in der Lage, die Vorteile eines Smartphones oder eines ähnlichen, einen Touchscreen umfassenden Geräts mit den Vorteilen einer herkömmlichen Tastatur zu verbinden.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass auf der der Ausführseite zugewandten Seite der Leitschicht eine Schutzschicht, bevorzugt eine transparente UV-Beschichtung, angeordnet ist. Diese Schutzschicht kann leitfähig sein, um die Leitschicht mit dem Touchscreen gut elektrisch verbinden zu können. Eine solche Schutzschicht schützt die Leitschicht vor Beschädigungen.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist die Leitschicht durch eine elektrisch leitende Tinte ausgebildet. Diese elektrisch leitende Tinte besteht bevorzugt aus kleinen Ferritpartikeln, welche eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass mehrere der Bedienelemente, bevorzugt jeweils zumindest 3 bzw. jeweils zumindest 4 und insbesondere alle, eine gemeinsame Leitschicht aufweisen. Dadurch wird eine insgesamt größere Leitschicht bereitgestellt, als wenn die einzelnen Bedienelemente jeweils eigene, voneinander unabhängige Leitschichten umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die gespeicherte elektrische Ladung größer ist und daher die Bedienung des Touchscreens zuverlässiger funktioniert.
Um dem Nutzer die Bedienung der Tastatur zu vereinfachen, ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Leitschicht und der Isolierschicht zumindest eine Farbschicht angeordnet ist. Durch transparente Felder in der Isolierschicht scheinen diese Farben durch und markieren damit einzelne Bedienelemente farbig. Dadurch kann der Benutzer die Bedienelemente einfacher voneinander unterscheiden. Besonders für Kinder, Menschen mit Sehschwächen und alte Menschen ist diese farbige Markierung von Bedeutung.
Bevorzugt ist, dass die Isolierschicht im Wesentlichen aus PET besteht. PET ist ein kostengünstiges und widerstandsfähiges Material, welches daher sehr gut für die Verwendung in der Isolierschicht geeignet ist.
Um die Isolierschicht gegenüber der Bedienseite zu schützen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Isolierschicht durch eine kratzfeste Schicht, bspw. aus gehärtetem Polymer, auf der der Bedienseite zugewandten Seite zumindest teilweise abgedeckt ist. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei regelmäßiger Benutzung der Tastatur die Isolierschicht nicht beschädigt wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Bedienelemente in einem Raster angeordnet sind. Hierbei kann das Raster bspw. lediglich alle Bedienelemente zusammen einrahmen, sodass die einzelnen Bedienelemente einander berühren oder durch einen dünnen Spalt voneinander getrennt sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Raster auch zwischen den einzelnen Bedienelementen verläuft und diese voneinander trennt.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass auf der der Ausführseite zugewandten Seite der Leitschicht bzw. der Schutzschicht eine nicht leitende Rasterschicht, welche in den Bereichen der Bedienelemente ausgespart ist, angeordnet ist. Diese Rasterschicht dient einerseits als Abstandhalter zwischen der Leitschicht und dem Touchscreen, um einen ungewollten ständigen elektrischen Kontakt zwischen der Leitschicht und dem Touchscreen zu verhindern, und andererseits als Trennelement zwischen den einzelnen Bedienelementen, um eine präzise Bedienung des Touchscreens zu unterstützen. Die Rasterschicht besteht bevorzugt aus einem Fleecematerial oder aus Polyurethan.
Besonders bevorzugt ist die Tastatur nach Art einer Folientastatur aufgebaut. Folientastaturen zeichnen sich dadurch aus, dass die Tastatur mitsamt den einzelnen Bedienelementen aus einer speziellen Abfolge von Schichten besteht, wobei die einzelnen Bedienelemente durch Flächenbereiche der Schichten ausgebildet sind. Solch eine Tastatur hat bspw. die Vorteile, dass sie günstig und einfach herstellbar ist und weiters widerstandsfähig gegenüber äußeren Einflüssen wie bspw. Staub oder Wasser ist.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an den Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind. Diese Tastatur zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem lösbaren Gehäuseteil des mobilen Endgerätes verbunden ist. Ein solches lösbares Gehäuseteil ist bspw. eine Abdeckung für ein Batteriefach.
Dadurch, dass die Tastatur mit einem lösbaren Gehäuseteil des mobilen Endgerätes verbunden ist, kann das mobile Endgerät einfach mit einer erfindungsgemäßen Tastatur nachgerüstet werden, indem das lösbare Gehäuseteil durch ein lösbares Gehäuseteil mit angebundener Tastatur ausgetauscht wird.
Mobile Endgeräte sind Geräte, welche mittels einer Funkverbindung Daten mit einem Datenserver oder einem weiteren Endgerät austauschen können. Die Funkverbindung ist vorzugsweise eine standardisierte (Telefon-)Funkverbindung, wie z.B. GSM, UMTS oder LTE. Das mobile Endgerät kann jedoch auch zur Übermittlung von Daten mit einer Funkverbindung nach einem anderen Standard, wie z.B. W-LAN, Bluetooth oder NFC ausgebildet sein. Das mobile Endgerät kann Sende-/Empfangseinrichtungen zum Senden oder Empfangen von Daten nach unterschiedlichen Standards aufweisen.
Die Verbindung zwischen dem lösbaren Gehäuseteil und der Tastatur ist vorzugsweise als flexibler Gelenkabschnitt ausgebildet.
Die Tastatur kann an der Oberfläche der Ausführseite zumindest bereichsweise mit einer Haftschicht, wie z.B. einer Gummischicht, versehen sein. Diese Haftschicht beeinträchtigt ein Verrutschen der Tastatur, wenn diese auf dem Touchscreen aufliegt. Die Haftschicht ist bspw. am gesamten Bereich, mit dem die Tastatur auf dem Touchscreen aufliegt angeordnet. Sie kann auch lediglich an einem Randbereich der Tastatur vorgesehen sein. Weist das mobile Endgerät einen Rahmen auf, der angrenzend zum Touchscreen und etwa in der Ebene des Touchscreens eine nicht berührungsempfindliche Oberfläche ausbildet, dann ist die Haftschicht vorzugsweise an der Tastatur in einem Bereich vorgesehen, der diesen nicht berührungsempfindlichen Bereich des mobilen Endgerätes entspricht und an diesem beim bestimmungsgemäßen Gebrauch anliegt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes vorgesehen, die mehrere Bedienelemente umfasst, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an den Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind. Diese Tastaturen zeichnen sich dadurch aus, dass die Bedienelemente der Tastatur aus einer ausgehärteten Polymerschicht und in der Draufsicht im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind und im Querschnitt eine etwa domförmig gewölbte Form aufweisen, wobei

– die Bedienelemente eine umlaufende Sicke aufweisen und/oder
– die Polymerschicht mit einem steifen Rasterrahmen verbunden ist. Der Rasterrahmen kann jeweils mehrere Gruppen von Bedienelementen umschließen oder es kann ein einzelner Rasterrahmen vorgesehen sein, der nur ein einzige Gruppe von Bedienelementen umschließt. Diese einzelne Gruppe umfasst vorzugsweise alle Bedienelemente. Umschließt der Rasterrahmen mehrere Gruppen von Bedienelementen, dann umfassen die Gruppen von Bedienelementen vorzugsweise jeweils ein oder zwei Bedienelemente.

Sowohl die um die jeweiligen Bedienelemente umlaufenden Sicken als auch der Rasterrahmen versteifen die Tastatur und verhindern, dass die Ränder der Bedienelemente beim Betätigen derselben seitlich ausweichen können. Hierdurch ist es möglich, die Bedienelemente in der Draufsicht im Wesentlichen rechteckförmig auszubilden. Lediglich die Ecken der in etwa rechteckförmigen Bedienelemente sind in der Draufsicht etwas abgerundet. Eine solche in etwa rechteckförmige Ausgestaltung der Bedienelemente erlaubt eine sehr effiziente Nutzung der Fläche der Tastatur eines Bedienelements, wobei die einzelnen Bedienelemente mit geringem Abstand dicht nebeneinander angeordnet sein können. Bei herkömmlichen Folientastaturen sind die Bedienelemente in der Draufsicht in der Regel kreisförmig ausgebildet. Eine kreisförmige Ausbildung von Bedienelementen ist zwar als Folientastatur einfach herstellbar und zuverlässig in der Funktion, erlaubt aber nicht eine derart dichte Anordnung von Bedienelementen. Zudem ist die Fläche eines jeden kreisförmigen Bedienelementes kleiner als die Fläche eines erfindungsgemäßen, rechteckförmigen Bedienelementes. Kleine Flächen der Bedienelemente sind insbesondere nachteilig in Verbindung mit dem oben erläuterten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem die Bedienelemente eine elektrisch leitende Schicht aufweisen, denn je größer die Bedienelemente sind, desto größer ist der kapazitive Unterschied zwischen der Ausgangsposition und der Betätigungsposition der Bedienelemente, in welcher sie auf den Touchscreen gedrückt sind.
Vorzugsweise ist der Rasterrahmen aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ausgebildet.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes vorgesehen, das mehrere Bedienelemente umfasst, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an den Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind. Diese Tastatur zeichnet sich dadurch aus, dass die Bedienelemente der Tastatur aus einer ausgehärteten Polymerschicht ausgebildet sind und im Querschnitt eine etwa Domförmig gewölbte Form aufweisen, wobei auf der der Ausführseite zugewandten Seite eine nicht leitende Rasterschicht vorgesehen ist, welche in den Bereichen der Bedienelemente ausgespart ist.
Durch diese nicht leitende Rasterschicht werden die Bedienelemente in der Ausgangsposition auf Abstand zum Touchscreen gehalten. Diese nicht leitende Rasterschicht ist insbesondere in Verbindung mit dem oben erläuterten Aspekt der Bedienelemente mit einer elektrisch leitenden Leitschicht von Vorteil, da mittels der Rasterschicht eine elektrische Verbindung zwischen dem Touchscreen und den Bedienelementen im nicht betätigten Zustand zuverlässig vermieden wird und zudem der Abstand zwischen den Bedienelementen in der Ausgangsposition und dem Touchscreen vergrößert wird, wodurch sich der Kapazitätsunterschied zwischen der Ausgangsposition und der Betätigungsposition der Bedienelemente, bei welchem sie am Touchscreen anliegen, erhöht.
Die Tastatur weist vorzugsweise zumindest einen Magneten auf. Der Magnet kann einerseits zum Fixieren der Tastatur am mobilen Endgerät als auch zum Detektieren der Tastatur durch das mobile Endgerät mittels eines Magnetsensors, wie z.B. eines Hall-Sensors, dienen. Die Tastatur kann auch mehrere Magnete aufweisen, die vorzugsweise am Handbereich der Tastatur angeordnet sind.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, mit einem Touchscreen vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, dass es eine Tastatur gemäß einem oder mehreren der oben erläuterten Aspekte aufweist.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mobiles Endgerät, wie z.B. einem Mobiltelefon und insbesondere ein Smartphone mit einem Touchscreen, ein Gehäuse, ein Akkumulator und einen Lautsprecher auf, wobei am Gehäuse elektrische Ladekontakte zum Laden des Akkumulators und zumindest eine Lautsprecheröffnung vorgesehen sind. Der Lautsprecher ist im Gehäuse benachbart zur Lautsprecheröffnung angeordnet. Diese mobilen Endgeräte zeichnet sich dadurch aus, dass die Ladekontakte und die Lautsprecheröffnung zueinander benachbart am Gehäuse angeordnet sind. Eine solche Anordnung der Ladekontakte und der Lautsprecheröffnung erlaubt die Anordnung des mobilen Endgerätes in eine Ladestation derart, dass sowohl die Ladekontakte mit entsprechenden elektrischen Kontakten der Ladestation in Kontakt stehen, als auch die Lautsprecheröffnung kommunizierend mit einem Hohlraum der Ladestation in Verbindung steht. Hierdurch wirkt die Ladestation als Resonanzkörper für das mobile Endgerät, wodurch einerseits die Lautstärke des mobilen Endgerätes verstärkt und andererseits die Klanghöhe der Audiosignale des mobilen Endgerätes herabgesetzt wird. Ein tiefer, lauter Klang ist vor allem für ältere Personen einfacher als ein leiser, hoher Klang zu verstehen.
Das mobile Endgerät weist vorzugsweise einen Sensor zum Detektieren, ob die Tastatur am Touchscreen anliegt. Der Sensor kann ein magnetischen Sensor, wie z.B. ein Hall-Sensor, ein Näherungssensor oder ein lichtempfindlicher Sensor sein.
Das mobile Endgerät weist vorzugsweise benachbart zum Touchscreen zwei geradlinige, vorstehende Leisten auf, die insbesondere derart voneinander beabstandet sind, dass die Tastatur mit geringem Spiel dazwischen passt. Diese Leisten dienen einerseits zum Schutz des Touchscreens, denn liegt das mobile Endgerät mit der Seite des Touchscreens auf einer ebenflächigen Unterlage auf, dann stehen nur diese Leisten mit der ebenflächigen Unterlage in Kontakt. Zudem dienen die Leisten zur Fixierung der Position der Tastatur, wenn sie auf dem Touchscreen aufliegt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Vorsehen einer Ladestation für ein solches mobiles Endgerät, wobei die Ladestation elektrische Kontaktelemente zum Kontaktieren von Ladekontakten des mobilen Endgerätes aufweist und einen Hohlkörper bildet, der eine Öffnung besitzt, die mit einer Lautsprecheröffnung des mobilen Endgerätes fluchtet, wenn das mobile Endgerät in der Ladestation zum Laden desselben angeordnet ist. Hierdurch werden die oben erläuterten Vorteile des Erhöhens der Lautstärke und des Verringerns der Klanghöhe beim Ausgeben eines Audiosignals mittels des mobilen Endgerätes erzielt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Hülle für ein elektronisches mobiles Gerät, bspw. ein Smartphone, mit einer Tastatur nach einem der oben erläuterten Aspekte. Tastaturen gemäß der Erfindung eignen sich hervorragend für die Verwendung in Hüllen für Smartphones oder ähnliche Geräte. Hüllen dieser Art erfüllen eine Vielzahl von Funktionen, insbesondere sollen sie das jeweilige Gerät vor äußeren Einflüssen schützen. Mithilfe der Tastatur wird eine weitere Funktion hinzugefügt, nämlich das Bereitstellen einer physischen Tastatur. Eine besonders bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Tastatur wegklappbar ausgebildet ist, sodass der Benutzer die Tastatur einfach und schnell auf den Touchscreen auflegen bzw. wieder vom Touchscreen entfernen kann, um den Touchscreen konventionell lediglich mit den Fingern bedienen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, wobei in einem zweiten Schritt die Leitschicht durch Druck, bspw. eines Fingers, auf eine, auf der dem Touchscreen abgewandten Seite der Leitschicht angeordnete, elektrisch isolierende Isolierschicht mit dem Touchscreen elektrisch in Kontakt gebracht wird, wodurch ein virtuelles Bedienfeld auf dem Touchscreen betätigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
1: ein Smartphone mit einer Hülle, welche eine erfindungsgemäße Tastatur integriert ist,
2: ein Querschnitt durch die Tastatur aus 1
3: ein Smartphone mit einer weiteren Ausführungsform der Hülle mit einer erfindungsgemäßen Tastatur in einer perspektivischen Ansicht,
4: ein Smartphone mit einer weiteren Ausführungsform der Hülle in einer Draufsicht,
5a–5f: ein weiteres Smartphone mit einer erfindungsgemäßen Tastatur in der Draufsicht von oben und von unten und Vierseitenansichten, die jeweils eine der vier Stirnseiten des Smartphones zeigen, und
6a–6d: die Tastatur des Smartphones aus 5a–5f in der Draufsicht von oben, in der Seitenansicht, in der Draufsicht von unten und im Querschnitt entlang der Linie A-?? in 6a.
In 1 ist eine Tastatur 1 in einer Hülle 2 über einem mobilen Endgerät 3, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Smartphone ist, angeordnet. Die Hülle 2 umfasst ein vorderseitiges flächiges Element 4 und ein rückseitiges flächiges Element 5, welche an der Vorderseite bzw. Rückseite des Smartphones 3 anliegen und über ein scharnierartiges Verbindungselement 6 miteinander verbunden sind. Die Tastatur 1 ist in das vorderseitige Element 4 integriert. Das vorderseitige Element 4 weist weiters eine Ausnehmung 7 auf, welche dazu dient, um ein Sichtfeld auf einen an der Vorderseite des Smartphones 3 angeordneten Touchscreen 23 bereitzustellen. Die Ausnehmung 7 kann auch mithilfe eines transparenten Materials abgedeckt sein, wofür sich bspw. ein transparentes Polymer eignet. Der Touchscreen erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte vorderseitige Fläche des Smartphones 3, d.h. auch unter die Tastatur 1.
Die Tastatur 1 umfasst mehrere, durch Stege 8 voneinander beabstandete, rasterförmig angeordnete Bedienelemente 9 in der Form von Tasten. Mithilfe dieser Bedienelemente 9, welche von einem Benutzer bedient werden können, wird der Touchscreen 23 bedient. Zweckmäßigerweise zeigt der Touchscreen 23 eine der Tastatur 1 entsprechende virtuelle Tastatur an, wenn die Tasten durchsichtig ausgebildet sind. Jedenfalls werden am Touchscreen berührungsempfindliche Bereiche aktiviert, deren Anordnung der Tasten der Tastatur 1 entsprechen. Über den über die Ausnehmung 7 sichtbaren Bereich des Touchscreens 23 können bspw. Rückmeldungen zur Nutzereingabe, bspw. ein mithilfe der Tastatur 1 geschriebener Text angezeigt werden. Das vorderseitige Element 4 der Hülle 2 kann samt der darin integrierten Tastatur 1 mittels des scharnierartigen Verbindungselements 6 seitlich weggeklappt werden, um so den gesamten Touchscreen für eine konventionelle Fingerbedienung des Gerätes freizulegen.
In 2 ist schematisch ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Tastatur 1, welche als Folientastatur ausgebildet ist, nicht maßstabsgetreu dargestellt, umfassend drei Bedienelemente 9, die durch stegartige Bereiche 8 voneinander getrennt sind. Die Tastatur 1 weist eine Bedienseite 10 und eine Ausführseite 11 auf. Die Bedienseite 10 ist dem Nutzer zugewandt und die Ausführseite 11 dem zu bedienenden Touchscreen 23. Die, von der Bedienseite gesehen, oberste Schicht 12 ist eine kratzresistente Schicht, bspw. aus gehärtetem Polymer, welche die darunter liegende Isolierschicht 13 vor physischen Beschädigungen schützt. Die Isolierschicht 13 hat die Aufgabe, die Bedienseite 10 von der Ausführseite 11 elektrisch zu trennen. Unterhalb der Isolierschicht 13 ist zumindest eine Farbschicht 14 angeordnet, welche der farblichen Kennzeichnung der einzelnen Bedienelemente 9 dient/dienen. Unterhalb der Farbschicht(en) 14 ist die elektrisch leitende Leitschicht 15 angeordnet, welche bspw. durch Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte hergestellt ist. Die Leitschicht 15 ist in Richtung zur Ausführseite 11 hin mit einer Schutzschicht 16, welche bspw. eine transparente UV-Beschichtung ist, abgedeckt, um die Leitschicht 15 zu schützen. Die letzte Schicht ist die Rasterschicht 17, welche im Bereich der Bedienelemente 9 Ausnehmungen 18 aufweist. Die Rasterschicht 17 besteht vorzugsweise aus einem Material mit Hafteigenschaften, wie z.B. Gummi, Es kann jedoch auch aus einem anderen Material, wie z.B. aus einem Fleecematerial ausgebildet sein.
Während der Benutzung liegt die Tastatur 1 auf einem Touchscreen mit der Ausführseite auf, d.h. die Rasterschicht 17 liegt direkt auf dem Touchscreen. In diesem Zustand wird der Touchscreen nicht bedient. Die Leitschicht 15 bildet zusammen mit dem Touchscreen eine elektrische Kapazität ähnlich zu einem Plattenkondensator. Soll nunmehr eine Bedienung des Touchscreens 23 stattfinden, so drückt der Benutzer auf der Bedienseite 10 auf eines oder mehrere der Bedienelemente 9. Dadurch wird das Bedienelement 9 in Betätigungsrichtung 19, die in 2 mit einem Pfeil dargestellt ist, verschoben und näher an den Touchscreen herangeführt. Sobald die elektrische Kopplung der Leitschicht 15 mit wenigstens einer Elektrode des Touchscreens stark genug ist, ändert sich die an der Elektrode gemessene Kapazität, was als Bedienung des Touchscreens erkannt wird. Hierbei ist es nicht notwendig, dass das jeweilige Bedienelement 9 mit dem Touchscreen 23 in Kontakt kommt. Es wird die Kapazitätsänderung gemessen, die durch den unterschiedlichen Abstand zwischen der Leitschicht 15 und dem Touchscreen 23 verursacht wird.
Anschließend wird der Druck des Nutzers auf das Bedienelement 9 gelöst, sodass sich das Bedienelement 9 entgegen der Pfeilrichtung 19 selbsttätig wieder in seine Ausgangslage verschiebt und die elektrische Kopplung der Leitschicht 15 mit dem Touchscreen beendet wird.
In 3 ist eine zweite Ausführung einer Hülle 2, umfassend eine erfindungsgemäße Tastatur 1, dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen wie in 1. Diese Ausführung unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführung dadurch, dass das vorderseitige Element 4 im oberen Bereich 20 des Smartphones 3 ausgespart ist, um einen Teil des Touchscreens 23 des Smartphones 3 dem Benutzer zugänglich zu machen. Weiters ist das scharnierartige Verbindungselement 6 nicht an der längeren Seite des Smartphones 3, sondern an der kürzeren Seite angeordnet.
In 4 ist eine dritte Ausführung einer Hülle 2, umfassend eine erfindungsgemäße Tastatur 1, dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen wie in 1. Diese Ausführung unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführung dadurch, dass in dem dargestellten vorderseitigen Element 4 vier Magnete 21 sowie ein Magnet 22 angeordnet sind. Die Magnete 21 dienen der Befestigung der Hülle 2 an dem Smartphone 3. Die Anwesenheit eines Magneten 22 kann vom Smartphone 3 detektiert werden, bspw. mithilfe eines nicht dargestellten Hall-Sensors. Dadurch ist es möglich, dass das Smartphone 3 bei Anwesenheit der Hülle 2 automatisch ein Programm ausführt, welches eine der Tastatur 1 entsprechende virtuelle Tastatur auf dem Touchscreen bereitstellt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den 5a–6d gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel umfasst als mobiles Endgerät 3 wiederum ein Smartphone an das die Tastatur 1 schwenkbar befestigt ist.
Das Smartphone 3 weist eine Vorderseite 24 auf, in welcher ein Touchscreen 23 vorgesehen ist, der sich im Wesentlichen über ein Großteil der Vorderseite 24 des Smartphones 3 erstreckt. Bei diesem Smartphone 3 gibt es einen oberen Rand 25 und einen unteren Rand 26, die einerseits durch die Anordnung der Tastatur 1 und andererseits durch auf dem Touchscreen 23 darstellbare Bildschirmanzeigen festgelegt sind, die Schriftzeichen enthalten können, welche für einen Benutzer nur Sinn machen, wenn das Smartphone mit dem oberen Rand 25 nach oben ausgerichtet ist. Es ist zwar grundsätzlich möglich die Bildschirmanzeige zu drehen, insbesondere um 90° zu drehen, sodass die Bildschirmanzeigen im Querformat auf dem Touchscreen 23 dargestellt werden, jedoch in der Hochformatdarstellung sind im folgenden Ausführungsbeispiel der obere Rand 25 und der untere Rand 26 festgelegt.
Das Smartphone 3 weist eine obere Stirnseite 27 (5f), eine untere Stirnseite 28 (5e), eine rechte Längsstirnseite (5d), eine linke Längsstirnseite 30 (5c) und eine Rückseite 31 (5b) auf.
An der oberen Stirnseite 27 ist eine Ein-/Ausschalt-Taste 32, ein Multifunktionsstecker 33 und ein Stecker 34 zum Anschließen von Kopfhörern oder Lautsprechern vorgesehen. Der Multifunktionsstecker 33 ist im folgenden Ausführungsbeispiel als Micro-USB-Stecker ausgebildet und dient sowohl als Steckverbinder zum Anschließen eines Ladekabels als auch eines Datenkabels.
An der rechten Längsstirnseite 29 ist ein Kippschalter 35 vorgesehen, der vor allem zum Einstellen der Lautstärke des Smartphones 3 verwendet wird. An der linken Längsstirnseite 30 sind zwei Drucktasten 36, 37 angeordnet. Die obere Drucktaste 36 wird vorzugsweise zum Betätigen einer Kamera und die untere Drucktaste 37 zum Betätigen einer Lichtquelle verwendet.
Die Rückseite 31 wird zum Großteil von einer lösbaren Abdeckung 38 abgedeckt, die sich im unteren Rand 26 nach oben erstreckt im Bereich oberhalb der lösbaren Abdeckung 38 ist an der Rückseite 31 durch eine starre Abdeckung 29 vorgesehen. Im Bereich der starren Abdeckung 39 befindet sich ein transparentes Fenster 40, hinter welchem eine Lichtquelle 41 und eine Kamera 42 angeordnet sind. Als Lichtquelle 41 wird eine weiße Leuchtdiode verwendet. Im Bereich zwischen der lösbaren Abdeckung 38 und der starren Abdeckung 39 ist eine kreisförmige Drucktaste 43 angeordnet, die als Notruftaste verwendet werden kann.
Im Smartphone 3 befinden sich hinter der lösbaren Abdeckung 3 ein wieder aufladbarer Akkumulator und ein Steckplatz für eine Simkarte. Durch Öffnen der lösbaren Abdeckung 38 sind sowohl der Akkumulator als auch der Steckplatz der Simkarte zugänglich und es können eine Simkarte eingesetzt werden und/oder der Akkumulator ausgetauscht werden.
Im Bereich des unteren Randes 26 befinden sich auf der Rückseite 31 zwei elektrische Kontaktelemente 44, welche mit korrespondierenden elektrischen Kontakten einer Ladestation in Kontakt gebracht werden können, um den Akkumulator des Smartphones 3 zu laden. Weiterhin ist im Bereich des unteren Randes 26 eine Öffnung 45 im Gehäuse 46 des Smartphones 3 ausgebildet. Im Smartphone 3 ist ein Lautsprecher benachbart zu der Öffnung 45 angeordnet, sodass die vom Lautsprecher erzeugten Schallwellen ungehindert durch die Öffnung 45 treten können. Diese Öffnung wird deshalb auch im Folgenden als Lautsprecheröffnung 45 bezeichnet. Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist eine einzige Lautsprecheröffnung 45 auf. Es können selbstverständlich auch mehrere Lautsprecheröffnungen vorgesehen sein. Die Lautsprecheröffnung 45 ist benachbart zu den elektrischen Kontaktelementen 44 angeordnet, so dass beim Einsetzen des Smartphones in eine Ladestation sowohl die elektrischen Kontaktelemente 44 mit entsprechenden Gegenkontakten in Kontakt treten können als auch die Lautsprecheröffnung 45 in den Hohlraum der Ladestation münden kann, so dass die Ladestation als passiver Klangverstärker wirkt. Die Lautsprecheröffnung 45 muss nicht unmittelbar benachbart zu den Kontaktelementen 44 angeordnet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet die benachbarte Anordnung der Lautsprecheröffnung 45 und der Kontaktelemente 44, dass diese am gleichen Randbereich des mobilen Endgerätes angeordnet sind, so dass beim Einsetzen des mobilen Endgerätes in eine Ladestation sowohl die Lautsprecheröffnung 45 als auch die Kontaktelemente 44 mit der Ladestation in Kontakt stehen.
An der rechten Längsstirnseite 29 ist ein Schlitz (nicht gezeigt) eingebracht, der von innen zugänglich ist, wenn die lösbare Abdeckung 38 vom Smartphone 3 entfernt ist. Durch diesen Schlitz kann eine Stiftlasche 47 von innen nach außen eingeschoben werden. Die Stiftlasche 47 ist auf der Innenseite des Gehäuses 46 mit einem entsprechenden Riegel gesichert. Die Stiftlasche 47 dient zum Halten eines Stiftes 48 zum Betätigen des Touchscreens 23. Ein Nutzer des Smartphones 3, der keinen Stift zum Betätigen des Touchscreens 43 benötigt, kann die Stiftlasche 47 einfach entfernen, indem die lösbare Abdeckung 38 vom Smartphone 3 entfernt wird und die Stiftlasche 47 nach innen durch den Schlitz herausgezogen wird.
An der Vorderseite 24 des Smartphones 3 sind im Bereich des unteren Randes 26 benachbart zum Touchscreen 23 drei Drucktasten (nicht dargestellt) angeordnet. Die drei Drucktasten sind in einer Reihe angeordnet, wobei die mittlere Drucktaste die sogenannte „Home-Taste“ ist, welche mehrere Funktionen aufweisen kann, wobei in den meisten Zuständen des Smartphones die Betätigung der „Home-Taste“ die Anzeige einer Top-Bildschirmanzeige, die auch oftmals als „Home-Bildschirm“ bezeichnet wird bewirkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Tastatur 1 mit einem scharnierartigen Verbindungselement 6 mit der lösbaren Abdeckung 38 fest verbunden. Hierzu ist bspw. Der scharnierartige Verbindungselement 6 mit der lösbaren Abdeckung 38 verschweißt und/oder verklebt. Hierdurch ist die Tastatur 1 einerseits fest mit dem Smartphone 3 verbunden und kann jedoch auch andererseits durch Austauschen der lösbaren Abdeckung 38 mit einer lösbaren Abdeckung, die nicht mit einer solchen Tastatur verbunden ist, vom Smartphone 3 entfernt werden, sodass das Smartphone einem herkömmlichen Smartphone ohne wegklappbarer Tastatur entspricht. Durch die Befestigung der Tastatur an der lösbaren Abdeckung 38 lassen sich auch herkömmliche Smartphones 3 einfach mit einer solchen wegklappbaren Tastatur nachrüsten.
Die Tastatur 1 weist mehrere Bedienelemente 9 auf, (6a, 6c) und ist mehreren Magneten 21, 21 ähnlich wie das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel versehen.
Die Bedienelemente 9 den in einfacher und in doppelter Größe ausgebildet. Bedienelemente mit einfacher Größe besitzen eine Breite von etwa knapp 15 mm und eine Höhe von etwa 7 mm. Bedienelemente 9 in doppelter Größe besitzen eine Breite und eine Höhe von etwa knapp 15 mm. Vorzugsweise weisen die Bedienelemente eine Breite von zumindest 8 mm, vorzugsweise zumindest 10 mm und insbesondere zumindest 12 mm auf. Die Höhe der Bedienelemente beträgt zumindest 4 mm, vorzugsweise zumindest 6 mm und insbesondere zumindest 8 mm bzw. zumindest 10 mm.
Die Tastatur 1 ist als Folientastatur mit einer mehrschichtigen Folie 49, einer Rasterschicht 17 und einem Rahmenraster 50 ausgebildet (6d). Die Folie 49 weist den in 2 gezeigten Schichtaufbau umfassend die oberste Schicht 12, die Isolierschicht 13, die Farbschicht 14, die Leitschicht 15, die Schutzschicht 16 auf. Die Rasterschicht 17 ist an der Ausführseite 11 der Tastatur 1 angeordnet und deckt den gesamten Bereich der Tastatur mit Ausnahme des Bereiches der Bedienelemente 9 ab. Die Rasterschicht 17 umschließt jedes einzelne Bedienelement 9, gleichermaßen, ob es ein Bedienelement mit einfacher oder mit doppelter Größe ist. Die Rasterschicht 17 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z.B. einem Fleece, Gummi oder einer anderen Kunststoffschicht ausgebildet.
Der gesamte Schichtaufbau der Tastatur kann auch zumindest im Bereich einer oder mehrerer Bedienelemente transparent ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführungsform werden die Bilder (Piktogramme, Ziffern, etc.), die die Bedeutung des jeweiligen Bedienelementes anzeigen, am Touchscreen dargestellt. Eine solche Tastatur kann flexibel für unterschiedliche Sprachen und damit unterschiedliche Schriften eingestellt werden.
Der Rahmenraster 50 befindet sich auf der Bedienseite 10 der Tastatur 1. Der Rahmenraster 50 ist aus einem steifen Material, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, wie z.B. einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet. Der Rahmenraster 50 umschließt alle Bedienelemente mit doppelter Größe und umschließt die jeweils ein Paar Bedienelemente mit einfacher Größe (6a). Der Rahmenraster 50 verleiht der Tastatur 1 ihre mechanische Festigkeit. Der Rahmenraster 50 ist mit Leder überzogen. Es kann jedoch auch ein anderes Material mit schöner Anmutung als Überzug verwendet werden.
Die einzelnen Bedienelemente 9 sind jeweils von einer umlaufenden Sicke 51 begrenzt, die in der Folie 49 ausgebildet ist. Die Sicke 51 ist eine kleine in der Folie 49 ausgeformte Rinne, welche den Rand der Bedienelemente 9 darstellt und zur Versteifung der Bedienelemente 9 dient. Bei steifen Folien 49 ist es nicht notwendig eine Sicke vorzusehen.
Der Rahmenraster 50 weist neben den Ausnehmungen für die Bedienelemente 9 eine weitere Ausnehmung 52 auf, die im Bereich der „Home-Taste“ des Smartphones 3 angeordnet ist. Diese Ausnehmung 52 kann jedoch mit einer weichen, biegsamen Schicht, wie z.B. ein Kunstleder abgedeckt sein, so dass die „Home-Taste“ zwar von der Tastatur abgedeckt wird, jedoch mittels dieser weichen Schicht bedienbar ist. Diese Ausnehmung, die mit der weichen Schicht abgedeckt sein kann, ist in 6a und 6c mit den Bezugszeichen 52 gekennzeichnet.
Das Smartphone 3 weist an seiner Vorderseite 24 entlang der rechten und linken Längsstirnseite 29, 30 und entlang dem oberen Rand 25 einen geringfügig über die restliche Vorderseite 24 vorstehenden Steg 53 auf. Wird das Smartphone 3 mit der Vorderseite 24 auf eine ebenflächige Unterlage gelegt, dann liegt das Smartphone mit dem Steg 53 auf der Unterlage und nicht mit dem Touchscreen auf der Unterlage auf. Hierdurch wird der Touchscreen vor Beschädigung geschützt. Weiterhin entspricht der Abstand der Abschnitte des Steges entlang der Längsstirnseiten etwa der Breite der Tastatur 1, so dass die einander gegenüberliegend beabstandeten Stege 53 zur Positionierung und Fixierung der Tastatur 1 dienen.
Das Smartphone 3 weist Magnete auf, die an den zu den Magneten 21 der Tastatur 1 korrespondierenden Positionen im Smartphone angeordnet sind. Mithilfe dieser Magnete wird die Tastatur auf der Vorderseite 24 des Smartphones 3 fixiert. Im Smartphone 3 ist ein Magnetfeldsensor, insbesondere ein Hall-Sensor, an der Stelle angeordnet, die der Stelle des Magneten 22 der Tastatur 1 entspricht.
Das Smartphone 3 kann auch an der Rückseite 31 Magnete aufweisen, die zur Fixierung der Tastatur 1 dienen und mit den Magneten 21 der Tastatur 1 zusammenwirken, wenn die Tastatur 1 auf die Rückseite 31 des Smartphones 3 geklappt ist.
Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wird als mobiles Endgerät ein Smartphone verwendet. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung jedes mobile Endgerät, das ein Touchscreen aufweist, dazu geeignet mit der erfindungsgemäßen Tastatur versehen zu werden, mit welcher Aktionen am Touchscreen ausgelöst werden können.
Das mobile Endgerät 3 weist eine Steuereinrichtung auf, die mit dem Sensor zum Detektieren, ob die Tastatur 1 am Touchscreen 23 anliegt, feststellt, ob die Tastatur 1 auf dem Touchscreen 23 aufliegt. Wird die Tastatur 1 auf dem Touchscreen 23 detektiert, dann schaltet die Steuereinrichtung das mobiles Endgerät 3 in einen Tastaturmodus. Bei nicht-anliegender Tastatur 1 wird das mobiles Endgerät durch die Steuereinrichtung in einen Touchscreenmodus geschaltet. Im Touchscreenmodus liegen am unteren Randbereich des Smartphones drei herkömmliche Drucktasten (OK / HOME / Back) frei (nicht dargestellt).
Im Tastaturmodus werden auf dem Touchscreen 23 vorbestimmte Bereiche des Touchscreens, die jeweils einen der Bedienelemente 9 zugeordnet sind, für Eingaben durch das Bedienelement empfindlich geschaltet. Diesen Bereichen wird jeweils eine Funktion zugeordnet, die beim Betätigen des entsprechenden Bedienelementes 9 ausgeführt wird. Zum Beispiel kann diese Funktion das Eingeben einer Ziffer einer Telefonnummer sein. Der Bereich des Touchscreens 23, der außerhalb der Tastatur 1 liegt, wird als Anzeigeeinrichtung verwendet. Im Tastaturmodus werden in den freiliegenden Bereichen des Touchscreens keine Aktionen durch Berühren des Touchscreens ausgeführt. In diesem Bereich sind somit keine Aktionen dem Touchscreen zugeordnet. Durch Berühren dieses freiliegenden Touchscreen-Bereiches können jedoch angezeigte Elemente verschoben oder markiert werden. Eine Aktion, die sich auch auf den Touchscreen angezeigten Elemente beziehen kann, kann jedoch nur durch Betätigen einer der Tasten im Tastaturmodus ausgelöst werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Tastaturmodus keine Fehlauslösungen durch versehentliches Berühren des freiliegendes Bereiches des Touchscreens ausgeführt werden. Im Tastaturmodus kann das mobile Endgerät auf vorbestimmte Grundfunktionen beschränkt sein, wie z.B. Telefonieren, Lesen und/oder Versenden von Kurznachrichten. Hierdurch kann einerseits die Bedienung in Tastaturmodus sehr einfach gehalten werden und andererseits Fehler bei der Bedienung vermieden werden. Zusätzlich können als Grundfunktionen die Anzeige der Temperatur, der Uhrzeit, des Datums, von Statusmeldungen, des Netzes, des Ladezustandes des Akkus und/oder die Darstellung eines Hintergrundbildes vorgesehen sein.
Die einzelnen Bedienelemente 9 bzw. Tasten der Tastatur 1 sind im Vergleich zu herkömmlichen Mobiltelefonen sehr groß. Dies erlaubt auch eine zuverlässige Bedienung der Bedienelemente durch ältere Personen. Weiterhin ermöglichen die großflächigen Bedienelemente eine entsprechende Beschriftung mit großen Buchstaben und Ziffern, die einfach gelesen werden können. Die großflächigen Bedienelemente bieten somit in der Anwendung erhebliche praktische Vorteile. Andererseits bewirken die großflächigen Bedienelemente mit einer integrierten Leitschicht 15 eine starke Änderung der Kapazität zwischen den Bedienelementen und dem Touchscreen, die einfach und zuverlässig festgestellt werden kann. Diese Tastatur stellt für den Benutzer somit Bedienelemente 9 zur Verfügung, die wie eine mechanische Taste wirken und einen festen Druckpunkt aufweisen, ohne dass die Tastatur selbst an die elektrischen Schaltungen des mobiles Endgerätes direkt gekoppelt ist. Zudem kann die Tastatur 1 mit Fingern, Prothesen, Handschuh tragenden Fingern, nassen Fingern, Stiften oder anderen Gegenständen betätigt werden und ist zuverlässig im Auslösen einer der Bedienelemente zugeordneten Aktion, wobei dies mit einer kapazitiven Messung mittels des Touchscreens 23 detektiert wird.
Im Touchscreenmodus ist das mobiles Endgerät 3 genauso wie andere herkömmliche mobiles Endgeräte mit einem Touchscreen über diesen betätigbar. Das Umschalten zwischen dem Touchscreenmodus und dem Tastaturmodus erfolgt alleine durch Wegklappen bzw. Auflegen der Tastatur 1 auf den Touchscreen 23.
Sowohl in Tastaturmodus als auch in Touchscreenmodus sind eine oder mehrere Top-Bildschirmanzeigen vorgesehen, die auch als Home-Bildschirme bezeichnet werden. Beim Aufrufen einer Anwendung oder einer Aktion in einer beliebigen Bildschirmanzeige wird eine hierzu untergeordnete Bildschirmanzeige aufgerufen und auf dem Touchscreen dargestellt. In einer jeden untergeordneten Bildschirmanzeige ist eine Zurückfunktion enthalten, bei deren Betätigung die jeweils übergeordnete Bildschirmanzeige aufgerufen wird. Im Touchscreenmodus wird die Zurückfunktion durch ein Touch-Bedienelement dargestellt, das ein berührungsempfindlicher Bereich des Touchscreens 23 ist, in dem ein Schriftzug angezeigt wird, der das Wort „zurück“ bedeutet und dem die Aktion des Umschaltens in die übergeordnete Bildschirmanzeige zugeordnet ist. Zusätzlich ist die Zurückfunktion im Touchscreenmodus auch immer mit der unteren rechten Drucktaste ausführbar. Man kann sowohl diese Drucktaste als auch dieses Touch-Bedienelement drücken und kommt zurück.
Im Tastaturmodus wird die Zurückfunktion durch ein Bedienelement der Tastatur 1 dargestellt, dem ein auf dem Touchscreen angezeigter Schriftzug zugeordnet ist, der das Wort „zurück“ bedeutet. Vorzugsweise werden hierzu als Bedienelemente eines der Bedienelemente 9 verwendet, die benachbart zum freiliegenden Bereich des Touchscreens 23 angeordnet sind.
Während des Telefonierens kann zwischen dem Tastaturmodus und dem Touchscreenmodus gewechselt werden, ohne dass das Telefongespräch hierdurch unterbrochen wird.
Weiterhin werden in Tastaturmodus und/oder im Touchscreenmodus beim Anzeigen von mehreren Funktionen diese nach der Wichtigkeit sortiert und die wichtigsten Funktionen werden oben dargestellt. Ein Kriterium für die Wichtigkeit kann auch die Häufigkeit sein, mit welcher ein Nutzer die Funktionen am mobilen Endgerät aufgerufen hat. Vorzugsweise sind in der obersten Zeile die Zurückfunktion und gegebenenfalls ein Suchfeld dargestellt.
Wird während des Betriebs einer Applikationssoftware (App) vom Touchscreenmodus auf den Tastaturmodus übergegangen, dann wird der Zustand der Applikationssoftware gespeichert und der weitere Betrieb der Applikationssoftware unterbrochen. In dem freiliegenden Bereich des Touchscreens 23 wird eine Bildschirmanzeige dargestellt, die unabhängig von der Applikationssoftware ist. Benutzer stehen dann nur die Funktionen des Tastaturmodus, insbesondere das Telefonieren und Lesen bzw. Versenden von Kurznachrichten, zur Verfügung. Wird dann in den Touchscreenmodus zurückgegangen, in den die Tastatur 1 vom Touchscreen 23 entfernt wird, dann schaltet die Steuereinrichtung des Mobiltelefons automatisch in den zuletzt gespeicherten Zustand der Applikationssoftware. Der Betrieb der Applikationssoftware wird fortgesetzt. Dies gilt jedoch nicht, während eines Telefongespräches. Wird während eines Telefongespräches vom Tastaturmodus in den Touchscreenmodus gewechselt, dann werden auf den Touchscreen für das Telefonieren sinnvolle Informationen und Aktionen dargestellt. Erst wenn das Telefongespräch beendet ist, wird eine vorher durch Wechseln vom Touchscreenmodus in Tastaturmodus unterbrochene Applikationssoftware weiter betrieben.
Mit diesem Verfahren wird sichergestellt, dass während des Telefonierens keine Fehlfunktionen am mobilen Endgerät ausgeführt werden und ein Nutzer des mobilen Endgerätes jederzeit sehr einfach Zugang zur Telefonfunktion hat, indem das mobile Endgerät durch Auflegen der Tastatur 1 auf den Touchscreen in den Tastaturmodus geschalten werden kann. Dies macht es auch Personen einfach, das mobile Endgerät zu bedienen, auch wenn sie nicht sehr intensive Erfahrung mit Computern und Smartphone haben.
Bezugszeichenliste

1: Tastatur
2: Hülle
3: mobiles Endgerät
4: Vorderseitiges flächiges Element
5: Rückseitiges flächiges Element
6: scharnierartiges Verbindungselement
7: Ausnehmung
8: Steg
9: Bedienelement
10: Bedienseite
11: Ausführseite
12: Oberste Schicht
13: Isolierschicht
14: Farbschicht
15: Leitschicht
16: Schutzschicht
17: Rasterschicht
18: Ausnehmung
19: Pfeil
20: Oberbereich
21: Magnet
22: Magnet
23: Touchscreen
24: Vorderseite
25: Oberer Rand
26: Unterer Rand
27: Obere Stirnseite
28: Untere Stirnseite
29: Rechte Längsstirnseite
30: Linke Längsstirnseite
31: Rückseite
32: Ein-/Ausschalter
33: Multifunktionsstecker
34: Stecker
35: Kippschalter
36: Drucktaste
37: Drucktaste
38: Lösbare Abdeckung
39: Starre Abdeckung
40: Fenster
41: Lichtquelle
42: Kamera
43: Drucktaste
44: Elektrisches Kontaktelement
45: Lautsprecheröffnung
46: Gehäuse
47: Stiftlasche
48: Stift
49: Folie
50: Rahmenraster
51: Sicke
52: Ausnehmung
53: Steg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 2010/0238119 A1 [0006]
US 8325150 B1 [0007]
US 2011/0241990 A1 [0008]
US 8206047 B1 [0008]
US 2011/0181514 A1 [0008]
US 2002/0054030 A1 [0008]

Claims

Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an einen Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente eine elektrisch leitende Leitschicht (15) umfassen.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isolierschicht (13) auf der der Bedienseite (10) zugewandten Seite der Leitschicht (15) angeordnet ist.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Ausführseite (11) zugewandten Seite der Leitschicht (15) eine Schutzschicht (16), bevorzugt eine transparente UV-Beschichtung, angeordnet ist.
Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht (15) durch eine elektrisch leitende Tinte ausgebildet ist.
Tastatur nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Bedienelemente (9), bevorzugt alle, eine gemeinsame Leitschicht (15) aufweisen.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leitschicht (15) und der Isolierschicht (13) zumindest eine Farbschicht (14) angeordnet ist.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (13) im Wesentlichen aus PET besteht.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (13) durch eine kratzfeste Schicht, bspw. aus gehärtetem Polymer, auf der der Bedienseite (10) zugewandten Seite zumindest teilweise abgedeckt ist.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastatur (1) nach Art einer Folientastatur aufgebaut ist.
Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an einen Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastatur (1) mit einem lösbaren Gehäuseteils, insbesondere einer Abdeckung für ein Batteriefach, des mobilen Endgerätes verbunden ist.
Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem lösbaren Gehäuseteils und der Tastatur als flexibler Gelenkabschnitt ausgebildet ist.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastatur (1) auf der Ausführseite zumindest bereichsweise an der Oberfläche eine Haftschicht, wie z.B. eine Gummischicht, aufweist.
Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an den Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (9) der Tastatur (1) aus einer ausgehärteten Polymerschicht und in der Draufsicht im wesentliche rechteckförmig ausgebildet sind und im Querschnitt eine etwa domförmig gewölbte Form aufweisen, wobei – die Bedienelemente eine umlaufende Sicke aufweisen, und/oder – die Polymerschicht mit einem steifen Rasterrahmen verbunden ist.
Tastatur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rasterrahmen eine oder mehrere Gruppen von Bedienelementen umschließt.
Tastatur nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rasterrahmen aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
Tastatur zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens eines mobilen Endgerätes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend mehrere Bedienelemente, welche eine Bedienseite zur Betätigung durch einen Nutzer und eine Ausführseite zur Anlage an den Touchscreen aufweisen und zur Bedienung des Touchscreens aus einer Ausgangsposition in Richtung zum Touchscreen hin bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (9) der Tastatur (1) aus einer ausgehärteten Polymerschicht ausgebildet sind und im Querschnitt eine etwa domförmig gewölbte Form aufweisen, wobei auf der der Ausführseite (11) zugewandten Seite eine nicht leitende Rasterschicht (17), welche in den Bereichen der Bedienelemente (9) ausgespart ist, angeordnet ist.
Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastatur zumindest einen Magneten (21, 22) umfasst.
Tastatur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastatur mehrere Magneten (21, 22) aufweist, die vorzugsweise am Randbereich der Tastatur angeordnet sind.
Hülle für ein mobiles Endgerät, bspw. ein Mobiltelephon, mit einem Touchscreen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Tastatur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist.
Mobiles Endgerät, bspw. ein Mobiltelephon, mit einem Touchscreen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Tastatur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist.
Mobiles Endgerät, bspw. ein Mobiltelefon, mit einem Touchscreen, insbesondere nach Anspruch 19, mit einem Gehäuse, einem Akkumulator und einem Lautsprecher, wobei am Gehäuse elektrische Ladekontakte zum Laden des Akkumulators und zumindest eine Lautsprecheröffnung vorgesehen sind, wobei der Lautsprecher im Gehäuse benachbart zur Lautsprecheröffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladekontakte und die Lautsprecheröffnung an einem selben Randbereich des Gehäuses (46) angeordnet sind.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät einen Sensor zum Detektieren, ob die Tastatur am Touchscreen anliegt, aufweist.
Mobiles Endgerät, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein magnetischer Sensor, ein Näherungssensor oder eine lichtempfindlicher Sensor ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung aufweist, welche mit dem Sensor zum Detektieren, ob die Tastatur am Touchscreen anliegt, verbunden ist und bei am Touchscreen anliegender Tastatur das mobile Endgerät in einen Tastaturmodus und bei nicht-anliegender Tastatur in einen Touchscreenmodus schaltet.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Tastaturmodus auf dem Touchscreen vorbestimmte Bereiche für eine Eingabe empfindlich geschaltet sind, die jeweils einem der Bedienelemente zugeordnet sind.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Tastaturmodus auf dem Touchscreen Bereiche, die nicht von der Tastatur bedeckt sind, für Eingaben begrenzt empfindlich geschaltet sind.
Mobiles Endgerät nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Tastaturmodus nur vorbestimmte Grundfunktionen des mobilen Endgerätes, wie z.B. Telefonieren und/oder Lesen und Versenden von Kurznachrichten, freigeschaltet sind.
Mobiles Endgerät nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es sowohl für den Tastaturmodus als auch für den Touchscreenmodus ein oder mehrere Top-Bildschirmanzeigen gibt, wobei beim Aufrufen einer Anwendung oder einer Aktion in einer beliebigen Bildschirmanzeige eine hierzu untergeordnete Bildschirmanzeige aufgerufen und dargestellt wird, wobei in einer jeden untergeordneten Bildschirmanzeige ein Zurückfunktion enthalten ist, bei deren Betätigung die jeweils übergeordnete Bildschirmanzeige aufgerufen wird.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass im Touchscreenmodus die Zurückfunktion durch ein Touch-Bedienelement dargestellt wird, das einen berührungsempfindlichen Bereich aufweist, in dem ein Schriftzug angezeigt wird, der das Wort „zurück“ bedeutet, und im Tastaturmodus die Zurückfunktion durch ein Bedienelement der Tastatur dargestellt wird, dem ein auf dem Touchscreen angezeigter Schriftzug zugeordnet ist, der das Wort „zurück“ bedeutet.
Mobiles Endgerät nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Touchscreen zwei geradlinige, vorstehende Leisten angeordnet sind, die vorzugsweise derart voneinander beabstandet sind, dass die Tastatur mit geringem Spiel dazwischen passt.
Ladestation für ein mobiles Endgerät, umfassend elektrische Kontaktelemente zum Kontaktieren von Ladekontakten eines mobilen Endgerätes, dadurch gekennzeichnet, die Ladestation einen Hohlkörper bildet, der eine Öffnung aufweist, die mit einer Lautsprecheröffnung eines mobilen Endgerätes fluchtet, wenn dieses in der Ladestation zum Laden desselben angeordnet ist.
Verfahren zur Bedienung eines kapazitiven Touchscreens, wobei in einem ersten Schritt eine elektrisch leitende Leitschicht einer Tastatur von einem Touchscreen elektrisch beabstandet angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt die Leitschicht durch Druck, bspw. eines Fingers, auf eine, auf der dem Touchscreen abgewandten Seite der Leitschicht angeordnete, elektrisch isolierende Isolierschicht mit dem Touchscreen elektrisch in Kontakt gebracht wird, wodurch ein virtuelles Bedienfeld auf dem Touchscreen betätigt wird.