DE102019102719A1 - Key module with tactile actuation characteristics - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Tastenmodul (100) mit taktiler Betätigungscharakteristik. Das Tastenmodul (100) umfasst eine berührungsempfindliche Anzeige (101), welche ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Tasten auf einer Anzeigefläche anzuzeigen, eine Berührung auf der Anzeigefläche zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der Berührung auf der Anzeigefläche, eine berührte Taste auf der Anzeigefläche zu bestimmen. Das Tastenmodul (100) umfasst ferner eine Leiterplatte (103), auf welcher zumindest ein mechanisches Tastelement (105a) angeordnet ist, wobei die berührungsempfindliche Anzeige (101) und die Leiterplatte (103) relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das zumindest eine mechanische Tastelement (105a) bei einer Bewegung der berührungsempfindlichen Anzeige (101) relativ zu der Leiterplatte (103) mechanisch betätigbar ist. Das Tastenmodul (100) umfasst ferner einen elektrischen Schaltkreis (107), welcher ausgebildet ist, eine mechanische Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes (105a) zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes (105a), einen Betätigungsindikator bereitzustellen, wobei der Betätigungsindikator eine Betätigung der berührten Taste repräsentiert.The invention relates to a key module (100) with tactile actuation characteristics. The key module (100) comprises a touch-sensitive display (101) which is designed to display a plurality of keys on a display area, to detect a touch on the display area, and, in response to the detection of the touch on the display area, a touched button to determine the display area. The key module (100) further comprises a circuit board (103) on which at least one mechanical key element (105a) is arranged, the touch-sensitive display (101) and the circuit board (103) being movable relative to one another, and the at least one mechanical key element (105a) can be actuated mechanically when the touch-sensitive display (101) moves relative to the printed circuit board (103). The key module (100) further comprises an electrical circuit (107) which is designed to detect mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element (105a) and, in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element (105a), provide an actuation indicator, the actuation indicator representing an actuation of the touched button.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Mensch-Maschine-Schnittstellen.The present invention relates to the field of human-machine interfaces.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Für eine Vielzahl von Anwendungen werden heutzutage Tastaturen mit einer Mehrzahl von mechanischen Tasten zur Auslösung von Tastenfunktionen bzw. zur Eingabe von alphanummerischen Zeichen eingesetzt. Die mechanischen Tasten werden dabei üblicherweise von einem Nutzer durch Drücken betätigt und kehren nach dem Loslassen selbsttätig in ihre jeweilige Ausgangslage zurück. Derartige Tastaturen mit mechanischen Tasten sind hinsichtlich ihrer Funktionalität jedoch eingeschränkt und können nicht flexibel an sich veränderte Anforderungen angepasst werden.Nowadays, keyboards with a plurality of mechanical keys are used for a large number of applications for triggering key functions or for entering alphanumeric characters. The mechanical keys are usually pressed by a user and return automatically to their respective starting position after being released. Such keyboards with mechanical keys are, however, limited in their functionality and cannot be flexibly adapted to changing requirements.
Zur Erweiterung der Funktionalität sowie zur Erhöhung der Flexibilität werden daher zunehmend berührungsempfindliche Anzeigen, sog. Touchscreens, eingesetzt, auf welchen Tastaturen angezeigt werden können. Derartige berührungsempfindliche Anzeigen sind jedoch üblicherweise mechanisch starr aufgebaut, und weisen keine taktile Betätigungscharakteristik auf. Folglich erhält ein Nutzer bei einer Betätigung einer angezeigten Taste auf einer angezeigten Tastatur keine taktile Rückmeldung, wodurch auch die Betriebssicherheit derartiger berührungsempfindlicher Anzeigen beeinträchtigt sein kann. Für bestimmte Anwendungen im industriellen Bereich sowie bei sicherheitsrelevanten Anwendungen werden berührungsempfindliche Anzeigen daher nur selten zur Auslösung von Tastenfunktionen bzw. zur Eingabe von alphanummerischen Zeichen eingesetzt.To expand the functionality and to increase the flexibility, touch-sensitive displays, so-called touch screens, are increasingly being used, on which keyboards can be displayed. However, such touch-sensitive displays are usually mechanically rigid, and have no tactile actuation characteristics. As a result, when a key is pressed on a displayed keyboard, a user receives no tactile feedback, which can also affect the operational safety of such touch-sensitive displays. For certain applications in the industrial sector and for security-related applications, touch-sensitive displays are therefore rarely used to trigger key functions or to enter alphanumeric characters.
Die Druckschrift
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tastenmodul mit einer taktilen Betätigungscharakteristik zu schaffen.It is an object of the present invention to provide a key module with a tactile actuation characteristic.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung, der Zeichnungen sowie der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the description, the drawings and the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Kombination einer berührungsempfindlichen Anzeige und zumindest einem mechanischen Tastelement gelöst werden kann. Die berührungsempfindliche Anzeige ist ausgebildet, eine Mehrzahl von Tasten auf einer Anzeigefläche anzuzeigen, und ist über einer Leiterplatte angeordnet, auf welcher das zumindest eine mechanische Tastelement angeordnet ist.The present invention is based on the finding that the above object can be achieved by a combination of a touch-sensitive display and at least one mechanical probe element. The touch-sensitive display is designed to display a plurality of keys on a display surface and is arranged above a circuit board on which the at least one mechanical key element is arranged.
Sobald ein Nutzer eine Kraft auf eine angezeigte Taste auf der Anzeigefläche ausübt, wird diese Kraft auf das zumindest eine mechanische Tastelement übertragen, welches selbst eine taktile Betätigungscharakteristik aufweist. Die berührungsempfindliche Anzeige wird hierdurch relativ zu der Leiterplatte bewegt, insbesondere verkippt. Nach dem Loslassen der angezeigten Taste auf der Anzeigefläche, kehrt die berührungsempfindliche Anzeige wieder selbsttätig in ihre Ausgangslage zurück. Zusätzlich können weitere berührungsempfindliche Anzeigen mit derselben Funktionalität unmittelbar neben der berührungsempfindlichen Anzeige angeordnet werden. Dadurch kann die Gesamtanzahl der Tasten des Tastenmoduls je nach Anwendung beliebig erhöht werden.As soon as a user exerts a force on a displayed key on the display surface, this force is transmitted to the at least one mechanical probe element, which itself has a tactile actuation characteristic. As a result, the touch-sensitive display is moved, in particular tilted, relative to the printed circuit board. After releasing the button on the display surface, the touch-sensitive display automatically returns to its original position. In addition, further touch-sensitive displays with the same functionality can be arranged directly next to the touch-sensitive display. This means that the total number of buttons on the button module can be increased as required, depending on the application.
Durch das Tastenmodul werden somit die Vorteile herkömmlicher Tastaturen mit mechanischen Tasten mit den Vorteilen herkömmlicher berührungsempfindlicher Anzeigen kombiniert. Insbesondere wird ein taktiles Betätigungsverhalten bei einer Betätigung einer angezeigten Taste auf einer Anzeigefläche realisiert. Zugleich kann die Funktionalität der angezeigten Tasten flexibel erweitert und gegebenenfalls frei programmiert werden.The key module thus combines the advantages of conventional keyboards with mechanical keys with the advantages of conventional touch-sensitive displays. In particular, a tactile actuation behavior is realized when an indicated key is actuated on a display surface. At the same time, the functionality of the displayed buttons can be flexibly expanded and, if necessary, freely programmed.
Das Tastenmodul kann besonders vorteilhaft als Mensch-Maschine-Schnittstelle für Anwendungen im industriellen Bereich, beispielsweise zur Steuerung industrieller Anlagen oder Maschinen, eingesetzt werden. Ferner kann das Tastenmodul beispielsweise in der Fahrzeugtechnik eingesetzt werden, und beispielsweise in ein Armaturenbrett oder in ein Lenkrad eines Fahrzeuges integriert werden. Insbesondere kann eine angezeigte Taste zuverlässig betätigt werden, selbst wenn der Nutzer einen Handschuh tragen sollte.The key module can be used particularly advantageously as a human-machine interface for applications in the industrial sector, for example for controlling industrial plants or machines. Furthermore, the button module can be used, for example, in vehicle technology and can be integrated, for example, in a dashboard or in a steering wheel of a vehicle. In particular, a displayed button can be operated reliably, even if the user should wear a glove.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Tastenmodul. Das Tastenmodul umfasst eine berührungsempfindliche Anzeige, welche ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Tasten auf einer Anzeigefläche anzuzeigen, eine Berührung auf der Anzeigefläche zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der Berührung auf der Anzeigefläche, eine berührte Taste auf der Anzeigefläche zu bestimmen. Das Tastenmodul umfasst ferner eine Leiterplatte, auf welcher zumindest ein mechanisches Tastelement angeordnet ist, wobei die berührungsempfindliche Anzeige und die Leiterplatte relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das zumindest eine mechanische Tastelement bei einer Bewegung der berührungsempfindlichen Anzeige relativ zu der Leiterplatte mechanisch betätigbar ist. Das Tastenmodul umfasst ferner einen elektrischen Schaltkreis, welcher ausgebildet ist, eine mechanische Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes, einen Betätigungsindikator bereitzustellen, wobei der Betätigungsindikator eine Betätigung der berührten Taste repräsentiert.According to a first aspect, the invention relates to a key module. The key module includes a touch-sensitive display that is configured to display a plurality of keys on a display surface, to detect a touch on the display surface, and, in response to the detection of the touch on the display surface, to determine a touched key on the display surface. The key module further comprises a circuit board on which at least one mechanical key element is arranged, the touch-sensitive display and the circuit board being movable relative to one another, and the at least one mechanical probe element is mechanically actuated when the touch-sensitive display moves relative to the printed circuit board. The key module further comprises an electrical circuit which is designed to detect a mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element and, in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element, to provide an actuation indicator, the actuation indicator actuating the touched key represents.
Der Betätigungsindikator kann beispielsweise eine Auslösung einer Tastenfunktion bzw. eine Eingabe eines alphanummerischen Zeichens signalisieren. Dies kann beispielsweise mittels einer zugehörigen Programmroutine realisiert werden.The actuation indicator can signal, for example, that a key function has been triggered or that an alphanumeric character has been entered. This can be achieved, for example, using an associated program routine.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anzahl der angezeigten Tasten auf der Anzeigefläche und die Anzahl der mechanischen Tastelemente auf der Leiterplatte gleich, wobei jeder angezeigten Taste auf der Anzeigefläche genau ein mechanisches Tastelement auf der Leiterplatte zugeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die taktile Betätigungscharakteristik für alle angezeigten Tasten identisch sein kann.According to one embodiment, the number of keys displayed on the display area and the number of mechanical key elements on the circuit board are the same, with each key displayed on the display surface being assigned exactly one mechanical key element on the circuit board. This has the advantage that the tactile actuation characteristic can be identical for all displayed keys.
Beispielsweise kann die berührungsempfindliche Anzeige ausgebildet sein, vier Tasten auf der Anzeigefläche anzuzeigen, wobei auf der Leiterplatte vier mechanische Tastelemente angeordnet sind. Bei der Ausübung einer Kraft auf eine angezeigte Taste auf der Anzeigefläche erfolgt somit ein Verkippen der berührungsempfindlichen Anzeige relativ zu der Leiterplatte über die Diagonalen der berührungsempfindlichen Anzeige.For example, the touch-sensitive display can be designed to display four keys on the display surface, four mechanical key elements being arranged on the printed circuit board. When a force is exerted on a displayed key on the display surface, the touch-sensitive display is tilted relative to the printed circuit board via the diagonals of the touch-sensitive display.
Alternativ kann die berührungsempfindliche Anzeige ausgebildet sein, zwei Tasten auf der Anzeigefläche anzuzeigen, wobei auf der Leiterplatte zwei mechanische Tastelemente angeordnet sind. Bei der Ausübung einer Kraft auf eine angezeigte Taste auf der Anzeigefläche erfolgt somit ein Verkippen der berührungsempfindlichen Anzeige relativ zu der Leiterplatte über eine Mittelsenkrechte der berührungsempfindlichen Anzeige.Alternatively, the touch-sensitive display can be designed to display two buttons on the display surface, two mechanical touch elements being arranged on the printed circuit board. When a force is exerted on a displayed key on the display surface, the touch-sensitive display is thus tilted relative to the printed circuit board by means of a perpendicular to the touch-sensitive display.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anzahl der angezeigten Tasten auf der Anzeigefläche größer als die Anzahl der mechanischen Tastelemente auf der Leiterplatte, wobei jeder angezeigten Taste auf der Anzeigefläche zumindest ein mechanisches Tastelement auf der Leiterplatte zugeordnet ist. Beispielsweise kann lediglich ein einziges mechanisches Tastelement auf der Leiterplatte vorgesehen sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Tastenmodul besonders einfach aufgebaut werden kann.According to one embodiment, the number of keys displayed on the display surface is greater than the number of mechanical touch elements on the printed circuit board, with each displayed key on the display surface being assigned at least one mechanical touch element on the printed circuit board. For example, only a single mechanical probe element can be provided on the circuit board. This has the advantage that the key module can be constructed in a particularly simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anzahl der angezeigten Tasten auf der Anzeigefläche kleiner als die Anzahl der mechanischen Tastelemente auf der Leiterplatte, wobei zumindest einer angezeigten Taste auf der Anzeigefläche zumindest zwei mechanische Tastelemente auf der Leiterplatte zugeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Anzahl der Tasten auch nach der mechanischen Herstellung des Tastenmoduls reduziert werden kann.According to one embodiment, the number of keys displayed on the display surface is smaller than the number of mechanical key elements on the circuit board, at least one mechanical key on the display surface being assigned at least two mechanical key elements on the circuit board. This has the advantage that the number of keys can be reduced even after the mechanical production of the key module.
Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Schaltkreis ausgebildet, den Betätigungsindikator bereitzustellen, falls ausschließlich jene mechanischen Tastelemente mechanisch betätigt werden, welche der berührten Taste zugeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Betriebssicherheit des Tastenmoduls gesteigert werden kann.According to one embodiment, the electrical circuit is designed to provide the actuation indicator if only those mechanical pushbuttons that are assigned to the touched button are mechanically actuated. This has the advantage that the operational reliability of the key module can be increased.
Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Schaltkreis ausgebildet, ansprechend auf die Bestimmung der berührten Taste auf der Anzeigefläche, einen Berührungsindikator bereitzustellen, wobei der Berührungsindikator eine Berührung der berührten Taste repräsentiert. Bei einer Berührung der angezeigten Taste wird somit der Berührungsindikator bereitgestellt, und bei einer zusätzlichen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes wird zusätzlich der Betätigungsindikator bereitgestellt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die angezeigte Taste als zweistufige Taste realisiert werden kann.In accordance with one embodiment, the electrical circuit is designed to provide a touch indicator in response to the determination of the touched button on the display area, the touch indicator representing a touch of the touched button. When the displayed key is touched, the touch indicator is thus provided, and when the at least one mechanical pushbutton element is actuated additionally, the actuation indicator is additionally provided. This has the advantage that the displayed key can be implemented as a two-stage key.
Der Berührungsindikator kann beispielsweise eine Auslösung einer alternativen Tastenfunktion bzw. eine Eingabe eines alternativen alphanummerischen Zeichens signalisieren. Dies kann beispielsweise mittels einer zugehörigen alternativen Programmroutine realisiert werden.The touch indicator can signal, for example, a triggering of an alternative key function or an input of an alternative alphanumeric character. This can be achieved, for example, using an associated alternative program routine.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine mechanische Tastelement zumindest eine Schnappscheibe. Beispielsweise umfasst jedes mechanische Tastelement jeweils eine Schnappscheibe. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zumindest eine mechanische Tastelementes besonders einfach implementiert werden kann.According to one embodiment, the at least one mechanical sensing element comprises at least one snap disk. For example, each mechanical probe element comprises a snap disk. This has the advantage that the at least one mechanical probe element can be implemented in a particularly simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine mechanische Tastelement zumindest eine Kurzhubtaste. Beispielsweise umfasst jedes mechanische Tastelement jeweils eine Kurzhubtaste. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zumindest eine mechanische Tastelementes besonders einfach implementiert werden kann.According to one embodiment, the at least one mechanical key element comprises at least one short-stroke key. For example, each mechanical touch element comprises a short-stroke key. This has the advantage that at least a mechanical probe element can be implemented particularly easily.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine mechanische Tastelement zumindest eine Scherentaste. Beispielsweise umfasst jedes mechanische Tastelement jeweils eine Scherentaste. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zumindest eine mechanische Tastelementes besonders einfach implementiert werden kann.According to one embodiment, the at least one mechanical touch element comprises at least one scissor button. For example, each mechanical probe element includes a scissor key. This has the advantage that the at least one mechanical probe element can be implemented in a particularly simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tastenmodul eine Druckplatte, welche zwischen der berührungsempfindlichen Anzeige und dem zumindest einen mechanischen Tastelement angeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Bewegung der berührungsempfindlichen Anzeige auf das zumindest eine mechanische Tastelement besonders zuverlässig übertragen werden kann.According to one embodiment, the key module comprises a pressure plate which is arranged between the touch-sensitive display and the at least one mechanical key element. This has the advantage that the movement of the touch-sensitive display can be transmitted particularly reliably to the at least one mechanical probe element.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Druckplatte zumindest eine mechanische Auswölbung auf, wobei die zumindest eine mechanische Auswölbung mit dem zumindest einen mechanischen Tastelement in Kontakt steht. Beispielsweise kann die Anzahl der mechanischen Auswölbungen und die Anzahl der mechanischen Tastelemente gleich sein, wobei jeweils eine mechanische Auswölbung mit genau einem mechanischen Tastelement in Kontakt steht. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Zuverlässigkeit der mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelements erhöht werden kann.According to one embodiment, the pressure plate has at least one mechanical bulge, the at least one mechanical bulge being in contact with the at least one mechanical sensing element. For example, the number of mechanical bulges and the number of mechanical probe elements can be the same, with one mechanical bulge being in contact with exactly one mechanical probe element. This has the advantage that the reliability of the mechanical actuation of the at least one mechanical probe element can be increased.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Druckplatte an der berührungsempfindlichen Anzeige, insbesondere mittels einer Klebeverbindung, befestigt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die berührungsempfindlichen Anzeige mechanisch verstärkt werden kann. Die Klebeverbindung kann beispielsweise mittels eines Klebstoffs oder mittels eines beidseitigen Klebebandes realisiert werden.According to one embodiment, the pressure plate is attached to the touch-sensitive display, in particular by means of an adhesive connection. This has the advantage that the touch-sensitive display can be mechanically reinforced. The adhesive connection can be realized, for example, by means of an adhesive or by means of an adhesive tape on both sides.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Druckplatte und die Leiterplatte mechanisch, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, miteinander verbunden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Befestigung der berührungsempfindlichen Anzeige innerhalb des Tastenmoduls verbessert werden kann. Die mechanische Verbindung, insbesondere die Schraubverbindung, zwischen der Druckplatte und der Leiterplatte ist derart ausgeführt, dass die berührungsempfindliche Anzeige weiterhin relativ zu der Leiterplatte bewegbar bleibt.According to one embodiment, the pressure plate and the printed circuit board are connected to one another mechanically, in particular by means of a screw connection. This has the advantage that the attachment of the touch-sensitive display within the key module can be improved. The mechanical connection, in particular the screw connection, between the pressure plate and the printed circuit board is designed in such a way that the touch-sensitive display remains movable relative to the printed circuit board.
Die Schraubverbindung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass an der Druckplatte ein Innengewinde und in der Leiterplatte eine Durchgangsöffnung vorgesehen werden. Das Innengewinde kann mittels eines separaten Bauteils realisiert werden, welches an der Druckplatte befestigt wird. Die Schraubverbindung kann beispielsweise mittels einer Schraube erfolgen, welche durch die Durchgangsöffnung der Leiterplatte in das Innengewinde geschraubt wird.The screw connection can be made, for example, by providing an internal thread on the pressure plate and a through opening in the circuit board. The internal thread can be realized by means of a separate component which is attached to the pressure plate. The screw connection can be made, for example, by means of a screw which is screwed into the internal thread through the through opening of the printed circuit board.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Druckplatte zumindest eine randseitige Ausnehmung auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Biegewiderstand der Druckplatte gezielt beeinflusst werden kann. Ferner kann das Tastenmodul kompakter aufgebaut werden.According to one embodiment, the pressure plate has at least one recess on the edge. This has the advantage that the bending resistance of the pressure plate can be influenced in a targeted manner. Furthermore, the key module can be made more compact.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Anzeige eine resistive berührungsempfindliche Schicht, wobei die resistive berührungsempfindliche Schicht ausgebildet ist, die Berührung auf der Anzeigefläche zu erfassen. Bei der resistiven berührungsempfindlichen Schicht ist eine leichte Kraft zur Erfassung der Berührung maßgeblich. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Zuverlässigkeit der Bestimmung der berührten Taste auf der Anzeigefläche weiter erhöht werden kann.According to one embodiment, the touch-sensitive display comprises a resistive touch-sensitive layer, the resistive touch-sensitive layer being designed to detect the touch on the display surface. With the resistive touch-sensitive layer, a slight force is decisive for detecting the touch. This has the advantage that the reliability of determining the touched key on the display surface can be further increased.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Anzeige eine kapazitive berührungsempfindliche Schicht, wobei die kapazitive berührungsempfindliche Schicht ausgebildet ist, die Berührung auf der Anzeigefläche zu erfassen. Bei der kapazitiven berührungsempfindlichen Schicht ist eine Nähe eines Fingers des Nutzers zu der Schicht zur Erfassung der Berührung maßgeblich. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine gleichzeitige Erfassung mehrerer berührter Tasten möglich ist.According to one embodiment, the touch-sensitive display comprises a capacitive touch-sensitive layer, the capacitive touch-sensitive layer being designed to detect the touch on the display surface. With the capacitive touch-sensitive layer, the proximity of a finger of the user to the layer for detecting the touch is decisive. This has the advantage that a simultaneous detection of several touched keys is possible.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Anzeige einen Touchcontroller, wobei der Touchcontroller ausgebildet ist, die Berührung auf der Anzeigefläche zu erfassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Erfassung der Berührung auf der Anzeigefläche und die Bestimmung der berührten Taste auf der Anzeigefläche effizient realisiert werden können.According to one embodiment, the touch-sensitive display comprises a touch controller, the touch controller being designed to detect the touch on the display surface. This has the advantage that the detection of the touch on the display surface and the determination of the touched key on the display surface can be implemented efficiently.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Anzeige eine Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige, wobei die Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige ausgebildet ist, die Mehrzahl von Tasten auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Pixel auf der Anzeigefläche einzeln ansteuerbar sind. Ferner kann die Anzeige der Mehrzahl von Tasten auf der Anzeigefläche flexibel verändert werden.According to one embodiment, the touch-sensitive display comprises an active matrix liquid crystal display, the active matrix liquid crystal display being designed to display the plurality of buttons on the display surface. This has the advantage that the pixels on the display area can be controlled individually. Furthermore, the display of the plurality of buttons on the display area can be changed flexibly.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Anzeige eine Segmentanzeige, wobei die Segmentanzeige ausgebildet ist, die Mehrzahl von Tasten auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Beispielsweise kann eine Sieben-Segment-Anzeige, eine Neun-Segment-Anzeige, eine Elf-Segment-Anzeige, eine Vierzehn-Segment-Anzeige oder eine Sechzehn-Segment-Anzeige verwendet werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Implementierungsaufwand des Tastenmoduls reduziert werden kann.According to one embodiment, the touch-sensitive display comprises a segment display, the segment display being designed to display the plurality of buttons on the display surface. For example, a seven-segment display, a nine-segment display, an eleven-segment display, a fourteen-segment display or a sixteen-segment display can be used. This has the advantage that the implementation effort of the key module can be reduced.
Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Schaltkreis ausgebildet, ansprechend auf die Bereitstellung des Betätigungsindikators, eine Anzeige der berührten Taste auf der Anzeigefläche zu verändern. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Schaltkreis ausgebildet sein, ansprechend auf die Bereitstellung des Berührungsindikators, eine Anzeige der berührten Taste auf der Anzeigefläche zu verändern. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine zusätzliche optische Rückmeldung an den Nutzer erfolgen kann.According to one embodiment, the electrical circuit is designed in response to the Provision of the actuation indicator to change a display of the touched key on the display area. Alternatively or additionally, the electrical circuit can be designed to change the display of the touched key on the display surface in response to the provision of the touch indicator. This has the advantage that an additional visual feedback to the user can take place.
Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Schaltkreis ausgebildet, ansprechend auf die Bereitstellung des Betätigungsindikators, eine Anzeige einer nicht berührten Taste auf der Anzeigefläche zu verändern. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Schaltkreis ausgebildet sein, ansprechend auf die Bereitstellung des Berührungsindikators, eine Anzeige einer nicht berührten Taste auf der Anzeigefläche zu verändern. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass weitere Funktionalitäten der angezeigten Tasten für den Nutzer bereitgestellt werden können.According to one embodiment, the electrical circuit is designed, in response to the provision of the actuation indicator, to change the display of a key that has not been touched on the display surface. As an alternative or in addition, the electrical circuit can be designed to change the display of a non-touched key on the display surface in response to the provision of the touch indicator. This has the advantage that further functionalities of the displayed keys can be provided for the user.
Gemäß einer Ausführungsform ist die berührungsempfindliche Anzeige ausgebildet, ein Statusfeld auf der Anzeigefläche anzuzeigen, wobei der elektrische Schaltkreis ausgebildet ist, ansprechend auf die Bereitstellung des Betätigungsindikators, eine Anzeige des Statusfeldes auf der Anzeigefläche zu verändern. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Schaltkreis ausgebildet sein, ansprechend auf die Bereitstellung des Berührungsindikators, eine Anzeige des Statusfeldes auf der Anzeigefläche zu verändern. Das Statusfeld kann beispielsweise einen Wert einer Statusvariablen in Form einer Zahl oder in Form eines Statusbalkens anzeigen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine zusätzliche optische Rückmeldung an den Nutzer erfolgen kann.According to one embodiment, the touch-sensitive display is designed to display a status field on the display surface, the electrical circuit being designed to change a display of the status field on the display surface in response to the provision of the actuation indicator. Alternatively or additionally, the electrical circuit can be configured to change a display of the status field on the display surface in response to the provision of the touch indicator. The status field can, for example, display a value of a status variable in the form of a number or in the form of a status bar. This has the advantage that an additional visual feedback to the user can take place.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tastenmodul zumindest eine weitere berührungsempfindliche Anzeige, welche ausgebildet ist, eine weitere Mehrzahl von Tasten auf einer weiteren Anzeigefläche anzuzeigen, eine Berührung auf der weiteren Anzeigefläche zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der Berührung auf der weiteren Anzeigefläche, eine weitere berührte Taste auf der weiteren Anzeigefläche zu bestimmen. Auf der Leiterplatte ist zumindest ein weiteres mechanisches Tastelement angeordnet, wobei die weitere berührungsempfindliche Anzeige und die Leiterplatte relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das zumindest eine weitere mechanische Tastelement bei einer Bewegung der weiteren berührungsempfindlichen Anzeige relativ zu der Leiterplatte mechanisch betätigbar ist. Der elektrische Schaltkreis ist ausgebildet, eine mechanische Betätigung des zumindest einen weiteren mechanischen Tastelementes zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen weiteren mechanischen Tastelementes, einen weiteren Betätigungsindikator bereitzustellen, wobei der weitere Betätigungsindikator eine Betätigung der weiteren berührten Taste repräsentiert. Die berührungsempfindliche Anzeige und die zumindest eine weitere berührungsempfindliche Anzeige sind auf derselben Leiterplatte angeordnet. Ferner wird derselbe elektrische Schaltkreis zur Bereitstellung des Betätigungsindikators und des weiteren Betätigungsindikators verwendet. Beispielsweise können insgesamt sechs berührungsempfindliche Anzeigen, insbesondere 2x3 berührungsempfindliche Anzeigen, unmittelbar übereinander bzw. unmittelbar nebeneinander angeordnet werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Gesamtanzahl der Tasten des Tastenmoduls besonders einfach erhöht werden kann.According to one embodiment, the key module comprises at least one further touch-sensitive display, which is designed to display a further plurality of keys on a further display surface, to detect a touch on the further display surface, and, in response to the detection of the touch on the further display surface, one to determine another touched key on the further display area. At least one further mechanical touch element is arranged on the printed circuit board, the further touch-sensitive display and the printed circuit board being movable relative to one another, and the at least one further mechanical touch element being mechanically operable when the further touch-sensitive display moves relative to the printed circuit board. The electrical circuit is designed to detect a mechanical actuation of the at least one further mechanical pushbutton element and, in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one further mechanical pushbutton element, to provide a further actuation indicator, the further actuation indicator representing an actuation of the further touched key . The touch-sensitive display and the at least one further touch-sensitive display are arranged on the same printed circuit board. Furthermore, the same electrical circuit is used to provide the actuation indicator and the further actuation indicator. For example, a total of six touch-sensitive displays, in particular 2x3 touch-sensitive displays, can be arranged directly one above the other or immediately next to one another. This has the advantage that the total number of keys of the key module can be increased particularly easily.
Alle berührungsempfindlichen Anzeigen können jeweils identisch aufgebaut sein und jeweils identische Funktionalitäten aufweisen. Der elektrische Schaltkreis kann für alle berührungsempfindlichen Anzeigen jeweils dieselbe Funktionalität bereitstellen.All touch-sensitive displays can each be constructed identically and each have identical functionalities. The electrical circuit can provide the same functionality for all touch-sensitive displays.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tastenmodul ferner einen Trägerrahmen mit einer Mehrzahl von Rahmenöffnungen, wobei jede berührungsempfindliche Anzeige jeweils in einer Rahmenöffnung angeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die berührungsempfindliche Anzeige und die zumindest eine weitere berührungsempfindliche Anzeige relativ zueinander mechanisch stabilisiert werden können.According to one embodiment, the key module further comprises a carrier frame with a plurality of frame openings, each touch-sensitive display being arranged in a frame opening. This achieves the advantage that the touch-sensitive display and the at least one further touch-sensitive display can be mechanically stabilized relative to one another.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der elektrische Schaltkreis einen Mikrocontroller, wobei der Mikrocontroller ausgebildet ist, die mechanische Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes, den Betätigungsindikator bereitzustellen. Der Mikrocontroller kann ferner ausgebildet sein, die mechanische Betätigung des zumindest einen weiteren mechanischen Tastelementes zu erfassen, und, ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen weiteren mechanischen Tastelementes, den weiteren Betätigungsindikator bereitzustellen. Der Mikrocontroller kann Programmcode ausführen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die elektrische Schaltung effizient implementiert werden kann.According to one embodiment, the electrical circuit comprises a microcontroller, the microcontroller being designed to detect the mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element and, in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element, to provide the actuation indicator. The microcontroller can also be designed to detect the mechanical actuation of the at least one further mechanical pushbutton element and, in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one further mechanical pushbutton element, to provide the further actuation indicator. The microcontroller can execute program code. This has the advantage that the electrical circuit can be implemented efficiently.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der elektrische Schaltkreis eine elektronische Speicherbaugruppe, insbesondere eine RAM-Speicherbaugruppe (RAM: Random Access Memory) und/oder eine Flash-Speicherbaugruppe, wobei der Mikrocontroller ausgebildet ist, auf die elektronische Speicherbaugruppe zuzugreifen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Mikrocontroller effizient betrieben werden kann.According to one embodiment, the electrical circuit comprises an electronic memory module, in particular a RAM memory module (RAM: Random Access Memory) and / or a flash memory module, the microcontroller being designed to access the electronic memory module. This is the advantage achieved that the microcontroller can be operated efficiently.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der elektrische Schaltkreis eine logische Schaltung, insbesondere ein logisches Gatter und/oder ein Field-Programmable-Gate-Array (FPGA), wobei die logische Schaltung zwischen der berührungsempfindlichen Anzeige und dem Mikrocontroller geschaltet ist. Die logische Schaltung kann ferner zwischen der zumindest einen weiteren berührungsempfindlichen Anzeige und dem Mikrocontroller geschaltet sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Funktionalität der elektrischen Schaltung effizient implementiert werden kann. Insbesondere kann eine zeitgleiche Ansteuerung mehrerer berührungsempfindlicher Anzeigen durch den Mikrocontroller effizient realisiert werden.According to one embodiment, the electrical circuit comprises a logic circuit, in particular a logic gate and / or a field programmable gate array (FPGA), the logic circuit being connected between the touch-sensitive display and the microcontroller. The logic circuit can also be connected between the at least one further touch-sensitive display and the microcontroller. This has the advantage that the functionality of the electrical circuit can be implemented efficiently. In particular, a simultaneous activation of several touch-sensitive displays can be efficiently implemented by the microcontroller.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der elektrische Schaltkreis einen Buscontroller, insbesondere einen CAN-Buscontroller (CAN: Controller Area Network) und/oder einen USB-Buscontroller (USB: Universal Serial Bus), wobei der Buscontroller ausgebildet ist, über einen Kommunikationsbus zu kommunizieren. Der Buscontroller kann beispielsweise mit dem Mikrocontroller verbunden sein.According to one embodiment, the electrical circuit comprises a bus controller, in particular a CAN bus controller (CAN: Controller Area Network) and / or a USB bus controller (USB: Universal Serial Bus), the bus controller being designed to communicate via a communication bus. The bus controller can be connected to the microcontroller, for example.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tastenmodul eine Gittermaske, welche auf der berührungsempfindlichen Anzeige und/oder der zumindest einen weiteren berührungsempfindlichen Anzeige angeordnet ist, wobei die Gittermaske eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, und wobei jede angezeigte Taste durch eine jeweilige Ausnehmung sichtbar ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass zusätzlich eine taktile Trennung der angezeigten Tasten realisiert werden kann. Insbesondere kann durch die Gittermaske ein Abrutschen eines Fingers des Nutzers bei der Berührung bzw. Betätigung einer Taste verhindert werden.According to one embodiment, the key module comprises a grid mask, which is arranged on the touch-sensitive display and / or the at least one further touch-sensitive display, the grid mask having a plurality of recesses, and each key shown being visible through a respective recess. This has the advantage that a tactile separation of the displayed keys can also be realized. In particular, the grid mask can prevent the user's finger from slipping when a key is touched or actuated.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tastenmodul ein Gehäuse, welches einen Gehäuserahmen und einen Gehäusedeckel umfasst, wobei die berührungsempfindliche Anzeige und/oder die zumindest eine weitere berührungsempfindliche Anzeige durch den Gehäuserahmen sichtbar sind, und wobei die Leiterplatte mit dem Gehäuserahmen mechanisch starr verbunden ist. Der Gehäuserahmen und der Gehäusedeckel können miteinander mechanisch verbunden werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Tastenmodul vor äußeren Einflüssen, wie Erschütterungen, Staub und Feuchtigkeit, besser geschützt werden kann. Ferner kann das Tastenmodule einfacher befestigt werden.According to one embodiment, the key module comprises a housing which comprises a housing frame and a housing cover, the touch-sensitive display and / or the at least one further touch-sensitive display being visible through the housing frame, and the printed circuit board being mechanically rigidly connected to the housing frame. The housing frame and the housing cover can be mechanically connected to one another. This has the advantage that the button module can be better protected against external influences such as vibrations, dust and moisture. Furthermore, the button module can be attached more easily.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Tastenmoduls, wobei das Tastenmodul eine berührungsempfindliche Anzeige, eine Leiterplatte, und einen elektrischen Schaltkreis umfasst, wobei auf der Leiterplatte zumindest ein mechanisches Tastelement angeordnet ist, wobei die berührungsempfindliche Anzeige und die Leiterplatte relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das zumindest eine mechanische Tastelement bei einer Bewegung der berührungsempfindlichen Anzeige relativ zu der Leiterplatte mechanisch betätigbar ist. Das Verfahren umfasst ein Anzeigen einer Mehrzahl von Tasten auf einer Anzeigefläche durch die berührungsempfindliche Anzeige, ein Erfassen einer Berührung auf der Anzeigefläche durch die berührungsempfindliche Anzeige, ein Bestimmen einer berührten Taste auf der Anzeigefläche durch die berührungsempfindliche Anzeige ansprechend auf die Erfassung der Berührung auf der Anzeigefläche, ein Erfassen einer mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes durch den elektrischen Schaltkreis, und ein Bereitstellen eines Betätigungsindikators durch den elektrischen Schaltkreis ansprechend auf die Erfassung der mechanischen Betätigung des zumindest einen mechanischen Tastelementes, wobei der Betätigungsindikator eine Betätigung der berührten Taste repräsentiert.According to a second aspect, the invention relates to a method for operating a key module, the key module comprising a touch-sensitive display, a printed circuit board, and an electrical circuit, wherein at least one mechanical touch element is arranged on the printed circuit board, the touch-sensitive display and the printed circuit board being relative to one another are movable, and wherein the at least one mechanical probe element is mechanically actuated when the touch-sensitive display moves relative to the printed circuit board. The method includes displaying a plurality of buttons on a display area by the touch-sensitive display, detecting a touch on the display area by the touch-sensitive display, determining a touched key on the display area by the touch-sensitive display in response to the detection of the touch on the display area , detecting a mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element by the electrical circuit, and providing an actuation indicator by the electrical circuit in response to the detection of the mechanical actuation of the at least one mechanical pushbutton element, the actuation indicator representing an actuation of the touched key.
Das Verfahren dient dem Betreiben des Tastenmoduls gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen und/oder der Funktionalität des Tastenmoduls gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.The method serves to operate the key module according to the first aspect of the invention. Further features of the method result directly from the features and / or the functionality of the key module according to the first aspect of the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wenn der Programmcode durch ein Tastenmodul ausgeführt wird.According to a third aspect, the invention relates to a computer program with a program code for executing the method according to the second aspect of the invention when the program code is executed by a key module.
Das Tastenmodul kann programmtechnisch eingerichtet sein, um den Programmcode auszuführen. Insbesondere kann das Tastenmodul eine elektronische Speicherbaugruppe umfassen, in welcher der Programmcode gespeichert ist. Durch das Computerprogramm kann das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung effizient ausgeführt werden.The key module can be set up in terms of program technology in order to execute the program code. In particular, the key module can comprise an electronic memory module in which the program code is stored. The method according to the second aspect of the invention can be carried out efficiently by the computer program.
Die Erfindung kann in Hardware und Software realisiert werden.The invention can be implemented in hardware and software.
FigurenlisteFigure list
Weitere Ausführungsformen werden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Explosionsansicht eines Tastenmoduls; -
2 eine schematische Schnittansicht eines Tastenmoduls; -
3 eine schematische Explosionsansicht eines Tastenmoduls; -
4 eine schematische Perspektivansicht eines Tastenmoduls; -
5 ein schematisches Blockschaltbild eines elektrischen Schaltkreises; und -
6 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Tastenmoduls.
-
1 a schematic exploded view of a key module; -
2nd is a schematic sectional view of a key module; -
3rd a schematic exploded view of a key module; -
4th is a schematic perspective view of a key module; -
5 a schematic block diagram of an electrical circuit; and -
6 a schematic diagram of a method for operating a key module.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Das Tastenmodul
Die berührungsempfindliche Anzeige
Die berührungsempfindliche Anzeige
Die berührungsempfindliche Anzeige
Das Tastenmodul
Die vier mechanischen Tastelemente
Die berührungsempfindliche Anzeige
Das Tastenmodul
Die Druckplatte
Die Druckplatte
Ferner können die Druckplatte
Das Tastenmodul
Der elektrische Schaltkreis
Bei dem in der Figur dargestellten Tastenmodul
Dabei ist jeder angezeigten Taste auf der Anzeigefläche genau ein mechanisches Tastelement
Der elektrische Schaltkreis
Im Allgemeinen können die Anzahl der Tasten auf der Anzeigefläche und die Anzahl der mechanischen Tastelemente jedoch auch jeweils beliebig gewählt werden. Insbesondere kann die Anzahl der Tasten auf der Anzeigefläche und die Anzahl der mechanischen Tastelemente gleich oder ungleich sein. Beispielsweise kann auch lediglich nur ein einziges mechanisches Tastelement auf der Leiterplatte
Das Tastenmodul
Das Tastenmodul
Auf die Anzeigefläche der berührungsempfindlichen Anzeige
Die Kraft
Das Tastenmodul
Auf der Leiterplatte
Der elektrische Schaltkreis
Das Tastenmodul
Die berührungsempfindlichen Anzeigen
Bei dem in der Figur gezeigten Tastenmodul
Die berührungsempfindlichen Anzeigen des Tastenmoduls
Der elektrische Schaltkreis
Der elektrische Schaltkreis
Der elektrische Schaltkreis
Der Mikrocontroller
Der Mikrocontroller
Der Mikrocontroller
Insbesondere bei Verwendung mehrerer berührungsempfindlicher Anzeigen, beispielsweise den berührungsempfindlichen Anzeigen
Der elektrische Schaltkreis
Das Verfahren
Das Verfahren
Zusammenfassend wird durch das Tastenmodul eine taktile Betätigungscharakteristik für einen Nutzer bereitgestellt, wobei zumindest eine berührungsempfindliche Anzeige jeweils in eine Mehrzahl von Tasten unterteilt wird, welche jeweils taktile Eigenschaften rein mechanischer Tasten aufweisen.In summary, the key module provides a tactile actuation characteristic for a user, at least one touch-sensitive display being divided into a plurality of keys, each of which has tactile properties of purely mechanical keys.
Auf einer Leiterplatte werden hierfür mechanische Tastelemente als Kontaktelemente angeordnet, welche beispielsweise jeweils eine Schnappscheibe umfassen. Auf den mechanischen Tastelementen wird zumindest eine berührungsempfindliche Anzeige angeordnet, welche beispielsweise eine Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige bzw. TFT-Anzeige und eine berührungsempfindliche Schicht aufweist. Die zumindest eine berührungsempfindliche Anzeige kann ferner auf einer Druckplatte angeordnet bzw. gelagert werden. Auf der Sichtseite des Tastenmoduls kann sich eine Gittermaske, beispielsweise aus Silikon, befinden, welche die jeweiligen Anzeigeflächen jeweils in eine Mehrzahl von Tasten, beispielsweise in zwei, vier oder sechs Tasten, unterteilt. Dabei können mehrere berührungsempfindliche Anzeigen innerhalb des Tastenmoduls angeordnet bzw. kombiniert werden, um beispielsweise insgesamt 8, 12, 16 oder 24 Tasten bereitzustellen. Auf der Leiterplatte, beispielsweise auf der Rückseite, befindet sich ein elektronischer Schaltkreis zur Ansteuerung und/oder Auswertung. In Verbindung mit einem Gehäuserahmen, beispielsweise an der Vorderseite, und einem Gehäusedeckel, beispielsweise an der Rückseite, kann ferner ein geschlossenes Tastenmodul mit Montagemöglichkeiten für die jeweilige Anwendung realisiert werden.For this purpose, mechanical touch elements are arranged on a printed circuit board as contact elements, each of which comprises, for example, a snap disk. At least one touch-sensitive display is arranged on the mechanical touch elements, which has, for example, an active matrix liquid crystal display or TFT display and a touch-sensitive layer. The at least one touch-sensitive display can also be arranged or stored on a printing plate. On the visible side of the key module there can be a grid mask, for example made of silicone, which divides the respective display areas into a plurality of keys, for example into two, four or six keys. Several touch-sensitive displays can be arranged or combined within the key module, for example to provide a total of 8, 12, 16 or 24 keys. An electronic circuit for control and / or evaluation is located on the circuit board, for example on the back. In conjunction with a housing frame, for example on the front, and a housing cover, for example on the rear, a closed button module with mounting options for the respective application can also be implemented.
Das Berühren einer angezeigten Taste wird durch die zumindest eine berührungsempfindliche Anzeige erfasst. Ferner wird bei Ausübung einer Kraft auf die angezeigte Taste eine mechanische Betätigung zumindest eines mechanischen Tastelementes erfasst, welches der angezeigten Taste zugeordnet ist. Beispielsweise werden dabei Kontaktflächen bzw. Anschlusspins auf der Leiterplatte kurzgeschlossen. Die betreffende berührungsempfindliche Anzeige bewegt sich dabei relativ zu der Leiterplatte, beispielsweise in Form einer Verkippung über eine Diagonale. Durch eine geeignete Wahl der Form der Gittermaske kann ferner die Bewegung relativ zu einer benachbarten berührungsempfindlichen Anzeige überbrückt werden.Touching a displayed key is detected by the at least one touch-sensitive display. Furthermore, when exercising a force on the displayed key a mechanical actuation of at least one mechanical key element which is assigned to the displayed key is detected. For example, contact areas or connection pins on the circuit board are short-circuited. The relevant touch-sensitive display moves relative to the printed circuit board, for example in the form of a tilt across a diagonal. The movement relative to an adjacent touch-sensitive display can also be bridged by a suitable choice of the shape of the grid mask.
Das Tastgefühl für den Nutzer entspricht dabei dem Tastgefühl einer rein mechanischen Taste. Ferner entsteht durch die Gittermaske eine Tastmulde für einen Finger des Nutzers, so dass ein Abrutschen auf eine andere Taste effektiv verhindert werden kann. Ferner kann eine zweistufige Taste realisiert werden, bei welcher zunächst eine Berührung der angezeigten Taste erfasst wird, und anschließend eine zusätzliche mechanische Betätigung zumindest eines mechanischen Tastelementes berücksichtigt wird. Der angezeigte Inhalt der Tasten auf den Anzeigeflächen kann frei programmierbar sein, wodurch den Tasten situationsabhängig beliebige Funktionen zugewiesen werden können. Ferner können auf den Anzeigeflächen Statusfelder für Messwerte oder Warnmeldungen angezeigt werden.The tactile sensation for the user corresponds to the tactile sensation of a purely mechanical key. Furthermore, the grid mask creates a depression for a finger of the user, so that slipping onto another key can be effectively prevented. Furthermore, a two-stage key can be implemented, in which a touch of the displayed key is first detected and then an additional mechanical actuation of at least one mechanical key element is taken into account. The displayed content of the buttons on the display areas can be freely programmable, which means that any functions can be assigned to the buttons depending on the situation. Status fields for measured values or warning messages can also be displayed on the display.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen beschriebenen oder gezeigten Merkmale können in beliebiger Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All features described or shown in connection with individual embodiments can be provided in any combination in the subject matter of the invention in order to simultaneously realize their advantageous effects.
BezugszeichenlisteReference list
- 100100
- TastenmodulButton module
- 101101
- Berührungsempfindliche AnzeigeTouch sensitive display
- 103103
- LeiterplatteCircuit board
- 105a-d105a-d
- Mechanisches TastelementMechanical probe element
- 107107
- Elektrischer SchaltkreisElectrical circuit
- 109109
- Druckplatteprinting plate
- 111111
- GittermaskeGrid mask
- 113a113a
- GehäuserahmenHousing frame
- 113b113b
- Gehäusedeckel Housing cover
- 301a-e301a-e
- Berührungsempfindliche AnzeigeTouch sensitive display
- 303303
- Trägerrahmen Carrier frame
- 401a-d401a-d
- Taste button
- 501501
- MikrocontrollerMicrocontroller
- 503503
- Elektronische SpeicherbaugruppeElectronic memory module
- 505505
- Logische SchaltungLogical circuit
- 507507
- BuscontrollerBus controller
- 509509
- Touchcontroller Touch controller
- 600600
- Verfahren zum Betreiben eines TastenmodulsMethod for operating a key module
- 601601
- Anzeigen einer Mehrzahl von TastenDisplay a plurality of buttons
- 603603
- Erfassen einer BerührungDetect a touch
- 605605
- Bestimmen einer berührten TasteDetermine a touched key
- 607607
- Erfassen einer mechanischen BetätigungDetection of a mechanical actuation
- 609609
- Bereitstellen eines Betätigungsindikators Providing an actuation indicator
- FF
- Kraftforce
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2004/0046746 A1 [0004]US 2004/0046746 A1 [0004]
Claims (15)
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: FINK NUMRICH PATENTANWAELTE PARTMBB, DE |
|
R016 | Response to examination communication |