DE112005002107T5

DE112005002107T5 - Taktile Frontplatte mit Elementen zur Erzeugung eines mechanischen Impulses als Reaktion auf einen Bedienschritt und Anordnung für die Montage dieser Frontplatte

Info

Publication number: DE112005002107T5
Application number: DE112005002107T
Authority: DE
Inventors: Jean-Christophe Villain
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: CoActive Technologies LLC
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-10-25
Also published as: WO2006029974A2; CN101031865A; WO2006029974A3; CN101031865B; FR2875024B1; US20070146348A1; US20090167722A1; FR2875024A1

Abstract

Taktile Frontplatte (18) mit:
– einem oberen, horizontalen Feld (32), dessen Oberseite (32s) mit einem Zeigerelement (30) berührt werden kann;
– einem Kontakthalter (38);
– Mittel zur Lokalisierung (34) des Kontaktpunktes (P) des Zeigerelementes (30) an der horizontalen Oberseite (32s) des oberen Feldes (32); und
– Mittel zur Erfassung mindestens eines Bedienschrittes, der darin besteht, Druckkraft (F1, F2) auszuüben, und zwar mittels des Zeigerelementes (30), wobei der Wert der Druckkraft über einem festgelegten Schwellenwert liegt, oder gleich einem festgelegten Schwellenwert ist, und unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes (P) an der Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) ist,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein einzelnes Element (48) besitzt, das in einer hohen Position einen ausrückbaren Anschlag des oberen Feldes (32) gegenüber dem Kontakthalter (38) bildet, mit dem der Zustand verändert werden kann, um einen mechanischen Impuls mit vertikaler Hauptorientierung auf dem oberen Feld (32) zu erzeugen,...

Description

Mit der Erfindung wird eine taktile Frontplatte für ein elektronisches Gerät vorgeschlagen, die Mittel besitzt, um einen Bedienschritt zu erfassen.
Mit der Erfindung wird insbesondere eine taktile Frontplatte vorgeschlagen, die folgendes besitzt:

– ein oberes, horizontales Feld, dessen Oberseite mit einem Zeigerelement berührt werden kann;
– einen Kontakthalter;
– Mittel zur Lokalisierung des Kontaktpunktes des Zeigerelementes an der horizontalen Oberseite des oberen Feldes; und
– Mittel zur Erfassung mindestens eines Bedienschrittes, der darin besteht, Druckkraft auszuüben, und zwar mittels eines Zeigerelementes, wobei der Wert der Druckkraft über einem festgelegten Schwellenwert liegt, oder gleich einem festgelegten Schwellenwert ist, und unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes an der Oberseite des oberen Feldes ist.

Bei einer solchen taktilen Frontplatte handelt es sich um eine Komponente oder einen Baustein bzw. ein Modul, mit dem insbesondere ein tragbares, elektronisches Gerät wie ein Laptop, ein tragbares Funktelefon, ein allgemein als PDA bezeichneter Portable Digital Assistant ("tragbarer digitaler Assistent") oder jedes andere analoge Gerät ausgestattet werden soll. Sein Benutzer kann die verschiedenen Funktionen des Gerätes bedienen, indem ein Zeigerelement, wie ein Stift, oder der eigene Finger direkt auf dieser Fläche bewegt wird.
Die taktile Frontplatte wird im allgemeinen in Verbindung mit einem Display verwendet, auf dem die Informationen, die mit den Handgriffen oder der Bedienung, die der Benutzer an der taktilen Frontplatte ausführt, in Verbindung stehen, sichtbar sind.
Die taktile Frontplatte weist insbesondere ein oberes Feld auf, das mit dem Zeigerelement berührt wird, sowie Mittel zur Erfassung der Position des Kontaktpunktes des Zeigerelementes an der Oberseite des oberen Feldes.
Gemäß der Programmierung des mit der taktilen Frontplatte ausgestatteten Gerätes werden verschiedene Funktionen des elektronisches Gerätes je nach den Aktionen, die der Benutzer an der taktilen Frontplatte ausführt, aktiviert, indem man insbesondere den Kontaktpunkt des Zeigerelementes an der Oberseite des oberen Feldes variiert.
Gemäß bekannter Beispiele von Aktionen des Benutzers ist eine Verschiebung des Kontaktpunktes beispielsweise mit einer Verschiebung eines Cursors auf dem Display verbunden, oder eine Berührung des oberen Feldes mit dem Zeigerelement entspricht dem Durchführungsbefehl einer Funktion des Gerätes in Verbindung mit der Position des Cursors auf dem Display.
Eine weitere Aktion des Benutzers besteht darin, den Kontakt des Zeigerelementes zu variieren, indem ein mehr oder weniger starker Druck auf das obere Feld ausgeübt wird.
Das Dokument US-A-5.510.813 beschreibt eine taktile Frontplatte, die Messeinrichtungen für die Druckkraft besitzt, die von dem Zeigerelement ausgeübt wird, um den Betrieb oder die Funktionsweise des Gerätes zu steuern.
Doch eine solche taktile Frontplatte besitzt keine Vorrichtungen, um dem Benutzer eine wie auch immer geartete Rückmeldung auf seine Aktionen zu geben.
Es handelt sich also nicht wirklich um eine "taktile" Frontplatte, sondern vielmehr um eine "sensitive" Frontplatte, da sie nur Aktionen von Seiten des Benutzers empfangen kann.
Um dem Benutzer eine Rückmeldung zu geben, ist die Aussendung eines akustischen oder visuellen Signals von dem elektronischen Gerät bei Ausführung des Befehls bekannt. Doch je nach den während der Verwendung des elektronischen Gerätes existierenden Umständen, z.B. bei lauter Umgebung oder wenn es sehr hell ist, kann ein solches akustisches oder visuelles Signal nicht wahrgenommen werden.
Um bei dem Benutzer ein taktiles Gefühl zu erzeugen, besitzen bestimmte taktile Frontplatten einen oder mehrere Fühler, die das obere Feld vibrieren lassen.
In dem Dokument EP-A-0.901.229 wird eine solche taktile Frontplatte beschrieben, bei der die Elemente zur Erfassung der Position des Kontaktpunktes des Zeigerelementes die Druckkraft des Zeigerelementes messen und auch eine Vibration an dem oberen Feld hervorrufen können.
Die Vibration des oberen Feldes wird erzeugt, um den Benutzer darüber zu informieren, dass eine Funktion des Gerätes ausgeführt wurde.
Die Zielsetzung der Erfindung besteht darin, eine taktile Frontplatte zu schaffen, mit der eine taktile Information erzeugt werden kann, wenn der Benutzer einen Bedienschritt ausführt.
Im Hinblick auf diese Zielsetzung wird mit der Erfindung eine taktile Frontplatte der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Mittel besitzt, um auf dem oberen Feld einen mechanischen Impuls mit vertikaler Hauptorientierung zu erzeugen, wenn der Wert für die Druckkraft über dem Schwellenwert liegt oder gleich dem Schwellenwert ist, und auf das Zeigerelement übertragen wird, um als Rückmeldung auf die Aktion bzw. den Bedienschritt ein taktiles Gefühl zu erzeugen.
Mit dem auf diese Art und Weise erzeugten Gefühl bzw. der Empfindung wird dem Benutzer bestätigt, dass er tatsächlich auf das obere Feld gedrückt hat, wie bei einem "Klick", der erzeugt wird, wenn der Benutzer auf einen Knopf oder auf die Taste einer Tastatur drückt.
Auf diese Art und Weise kann die taktile Empfindung, die von der taktilen Frontplatte gemäß der Erfindung erzeugt wird, von dem Benutzer unabhängig von den existierenden äußeren Rahmenbedingungen wahrgenommen werden.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:

– wird der mechanische Impuls aufgrund des Bedienschrittes dadurch erzeugt, dass sich das obere Feld gegenüber dem Kontakthalter kurz nach unten bewegt;
– besitzt die taktile Frontplatte ein einzelnes Element, das in einer hohen Position einen ausrückbaren Anschlag des oberen Feldes gegenüber dem Kontakthalter bildet, mit dem der Zustand aufgrund des Bedienschrittes verändert werden kann, so dass sich das obere Feld gegenüber dem Kontakthalter insgesamt nach unten verschieben kann;
– besteht der ausrückbare Anschlag aus einem konkaven Element, das vertikal zwischen einer horizontalen Unterseite des oberen Feldes und einer horizontalen Seite gegenüber dem Kontakthalter angeordnet ist, und das aufgrund elastischer Verformung nachgeben kann, wenn der Wert der Druckkraft des Zeigerelementes über dem Schwellenwert liegt oder gleich dem Schwellenwert ist;
– ist der ausrückbare Anschlag allgemein im rechten Winkel zu der Mitte des oberen Feldes angeordnet;
– stößt das obere Feld aufgrund des Bedienschritts, und wenn der Kontaktpunkt gegenüber dem ausrückbaren Anschlag horizontal versetzt ist, nach oben teilweise an die horizontale Unterseite einer oberen, horizontalen Wand des Kontakthalters an;
– stößt das obere Feld teilweise an einen von mindestens drei, in einem Dreieck angeordneten, Auflagepunkten der Unterseite an, wobei sich der ausrückbare Anschlag innerhalb dieses Dreiecks befindet;
– besitzt die taktile Frontplatte Rückholmittel für das obere Feld in eine obere Ruheposition;
– besitzt die taktile Frontplatte einen elektronischen Fühler, mit dem zwischen dem oberen Feld und dem Kontakthalter ein mechanischer Impuls erzeugt werden kann;
– besteht der elektronische Fühler aus einem piezoelektrischen Fühler, der unter einer horizontalen Unterseite des oberen Feldes angeordnet ist;
– besitzen die Erfassungsmittel einen einzelnen Messfühler, der sich zwischen dem oberen Feld und einer Tragplatte des oberen Feldes befindet;
– besitzt der einzelne Messfühler einen elektrischen Schalter, mit dem aufgrund des Bedienschrittes ein Stromkreis geöffnet oder geschlossen wird;
– bestehen der ausrückbare Anschlag und die Erfassungsmittel aus einem einzelnen elektronischen Schalter, der zwischen den Lokalisierungselementen und dem Kontakthalter angeordnet ist;
– besteht der einzelne Messfühler aus einem Druckfühler, mit dem der Wert der Druckkraft für das Zeigerelement bestimmt werden kann;
– bestehen die Lokalisierungsmittel und die Erfassungsmittel aus einer einzelnen Erfassungsvorrichtung, insbesondere einer resistiven Erfassungsvorrichtung, die die horizontale Unterseite des oberen Feldes bedeckt;
– besitzen die Lokalisierungsmittel elektrische Schalter, die horizontal unter der Unterseite des oberen Feldes verteilt sind, wobei jeder mit einem vorher festgelegten Teil der Oberseite des oberen Feldes verbunden ist;
– ist das obere Feld aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt und die Erfassungsmittel sind an der horizontalen Oberseite einer Zwischentragplatte angeordnet;
– besitzt die horizontale Oberseite des oberen Feldes eine Reihe von Vorsprüngen;
– besitzt die Tragplatte eine Reihe elektrischer Anschlusselemente, die gleichmäßig entlang dem Umfangsrand der Tragplatte verteilt sind;
– besitzt die taktile Frontplatte Mittel zur selektiven Anzeige von Informationen oder Angaben auf dem oberen Feld;
– besitzt die taktile Frontplatte ein Display, das unterhalb des oberen Feldes angeordnet ist;
– besitzt die taktile Frontplatte an der Unterseite des oberen Feldes eine gedruckte Lage, die von einem elektrolumineszierenden Film bedeckt ist, so dass bestimmte Zonen oder Bereiche der gedruckten Lage selektiv beleuchtet werden können;
– können die unterschiedlichen Bedienschritte mittels der Erfassungsmittel erfasst werden, wobei jeder Bedienschritt darin besteht, mittels des Zeigerelementes eine Druckkraft auf die Oberseite des oberen Feldes auszuüben, die einen höheren Wert als der mit ihr verbundene Schwellenwert hat oder diesem Wert entspricht;
– besitzt die taktile Frontplatte Mittel, um jedes Mal, wenn einer der Bedienschritte von den Erfassungselementen erfasst worden ist, einen mechanischen Impuls zu erzeugen.

Mit der Erfindung wird auch eine Anordnung zur Montage einer taktilen Frontplatte an einer horizontalen Oberseite einer Platte mit elektronischen Bauteilen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das obere Feld, die Lokalisierungsmittel, die Mittel für die Erfassung des Bedienschrittes und die Mittel zur Erzeugung des mechanischen Impulses eine Untereinheit bilden, die an der Oberseite der Platte mit den elektronischen Bauteilen durch elastisches Einstecken montiert und befestigt ist.
Nach weiteren Merkmalen der Anordnung gemäß der Erfindung:

– ist die Untereinheit an der Oberseite der Platte mit den elektronischen Bauteilen mit Hilfe einer Zwischenplatte montiert;
– besitzt die Zwischenplatte einen Stecker, mittels dessen die taktile Frontplatte mit der Platte mit den elektronischen Bauteilen elektrisch verbunden ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zu dessen besserem Verständnis man sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen möge. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines tragbaren elektronischen Gerätes, das aus zwei Teilen besteht, die gelenkig miteinander verbunden sind, wobei das untere Teil eine erfindungsgemäße taktile Frontplatte besitzt;
2 einen Schnitt durch eine vertikale Längsebene der taktilen Frontplatte, mit der das in 1 gezeigte Gerät ausgestattet ist, im Ruhezustand;
3 eine Ansicht ähnlich der von 2, wobei auf das obere Feld der taktilen Frontplatte eine Druckkraft ausgeübt wird, die einem Bedienschritt entspricht;
4 eine Ansicht ähnlich der von 2, die ein piezoelektrisches Element aufweist, um die Druckkraft zu erfassen und um den mechanischen Impuls zu erzeugen;
5 eine schematische, in Einzelteile aufgelöste, Darstellung einer taktilen Frontplatte gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wobei der Kontaktpunkt mit Hilfe mehrerer elektrischer Kontakte lokalisiert wird;
6 einen Schnitt entlang einer vertikalen Längsebene der Anordnung für die Montage der in 5 dargestellten, taktilen Frontplatte auf einer Platte mit elektronischen Bauteilen gemäß der Erfindung, wobei die taktile Frontplatte vor ihrer Montage gezeigt wird;
7 eine Ansicht ähnlich der in 6 gezeigten, wobei die taktile Frontplatte auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen montiert ist;
8 eine Ansicht ähnlich der in 7 gezeigten, wobei die taktile Frontplatte mit Hilfe einer Zwischenplatte an der Platte mit den elektronischen Bauteilen montiert ist;
9 eine Ansicht ähnlich der in 8 gezeigten, wobei die Zwischenplatte einen Elektronikchip und einen Verbindungsstecker zu der Platte mit den elektronischen Bauteilen aufweist.
Für die Beschreibung der Erfindung werden die vertikale Richtung, die Längsrichtung und die Querrichtung in den Figuren jeweils mit V, L und T bezeichnet, ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist.
Zur Erleichterung des Verständnisses der Beschreibung und der Patentansprüche wird unter Bezugnahme auf die vertikale Richtung V, die in den Figuren angezeigt wird, auch die Bezeichnung "oben" und "unten" verwendet.
Unter Bezugnahme auf 1 wird als Längsrichtung auch die Ausrichtung von vorn nach hinten und von links nach rechts bezeichnet.
In der nachfolgenden Beschreibung werden identische, ähnliche oder analoge Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In 1 wird ein tragbares elektronisches Gerät 10 dargestellt, bei dem es sich in diesem Fall um ein Klapphandy handelt, d.h. es besteht aus zwei konstruktiven Elementen 12, 14, die jeweils die Form einer rechteckigen Platte besitzen.
Die beiden konstruktiven Elemente 12, 14 sind um eine Querachse A zwischen einer nicht gezeigten, eingeklappten oder geschlossenen Position, in der die beiden konstruktiven Elemente 12, 14 aneinander anliegen, indem sie horizontal und in Längsrichtung verlaufen, und einer in 1 gezeigten äußersten, auseinandergeklappten oder offenen Position, in der die beiden konstruktiven Elemente 12, 14 einen winkelförmigen Kreisausschnitt begrenzen, gelenkig miteinander verbunden.
Ein erstes konstruktives, unteres Element 12 verläuft in Längsrichtung und im allgemeinen horizontal. Es besitzt an seiner Oberseite 12s eine taktile Frontplatte 18 zur Steuerung des Funktelefons. Im Bereich seines hinteren, längsseitigen Endes 12b besitzt es auch ein Mikrofon 22, über das der Benutzer mit seinem Gesprächspartner sprechen kann, und im Bereich seines vorderen, längsseitigen Endes 12a besitzt es eine Gelenkvorrichtung 24 des zweiten konstruktiven Elementes 14 um die querverlaufende Drehachse A herum.
Das zweite obere konstruktive Element 14 verläuft hier in einer im wesentlichen vertikalen, querverlaufenden Ebene, und es ist an seinem unteren Ende 14i gegenüber dem ersten konstruktiven Element 12 um eine querverlaufende Drehachse A herum gelenkig angebracht. Auf seiner Rückseite 14b besitzt es ein Display 26.
Schließlich besitzt das zweite konstruktive Element 14 im Bereich eines oberen, freien Endes 14s einen Lautsprecher 28, über den der Benutzer des Telefons 10 die Stimme seines Gesprächspartners hören kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht allein auf diese Art von tragbarem, elektronischem Gerät begrenzt, das zwei gelenkig miteinander verbundene Elemente besitzt, und die taktile Frontplatte 18 kann auch in einem elektronischen Gerät 10 verwendet werden, das nur ein einziges konstruktives Element besitzt.
Außerdem ist die Erfindung auch nicht auf eine Verwendung bei einem tragbaren Funktelefon begrenzt. Bei dem elektronischen Gerät 10 mit der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung kann es sich auch um eine andere Art von Gerät handeln wie einen Laptop oder einen allgemein mit "PDA" bezeichneten Personal Digital Assistant (persönlicher digitaler Assistent).
Wie in den 2, 3 und 4 zu sehen ist, verwendet der Benutzer zur Betätigung der verschiedenen Funktionen des elektronischen Gerätes das freie Ende eines Zeigerelementes 30, wobei es sich hier um einen Stift handelt, das aber auch der Finger des Benutzers sein kann, der die Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 berührt.
Als Reaktion auf diese Berührung des Zeigerelementes 30 wird von einer nicht gezeigten elektronischen Bedienungsvorrichtung des elektronischen Gerätes 10 eine vorher festgelegte Aktion ausgeübt, wie beispielsweise die Anzeige eines Cursors auf dem Bildschirm 26, und zwar in einer Position, die mit der Berührungsposition des Zeigerelementes 30 auf der Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 in Verbindung steht.
Es gibt verschiedene Bedienschritte, die der Benutzer mittels des Zeigerelementes 30 durchführen kann.
Eine Horizontalverschiebung des Zeigerelementes 30 auf der Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 wird beispielsweise so interpretiert, dass der Benutzer den auf dem Bildschirm 26 angezeigten Cursor bewegen will. Eine kurze Unterbrechung der Berührung des Zeigerelementes 30 mit der Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 wird als Auswahl einer Funktion des Gerätes 10 interpretiert.
Mit der taktilen Frontplatte 18 kann auch ein Bedienschritt erfasst werden, der in der Anwendung einer Druckkraft auf die Oberseite 18s mittels des Zeigerelementes 30 besteht, und die elektronische Bedienungsvorrichtung führt eine Funktion des Gerätes 10 in Verbindung mit dem Bedienschritt, den sie erfasst hat, aus.
In der nachfolgenden Beschreibung wird der Begriff "Bedienschritt" verwendet, um die Aktion des Benutzers zu bezeichnen, die darin besteht, dass eine Druckkraft auf die Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 ausgeübt wird, wobei sich das Wort "angebracht" auf einen Wert bezieht, der höher ist als ein Schwellenwert oder einen Wert, der einem Schwellenwert entspricht.
Wie in 2 und den nachfolgenden Figuren zu sehen ist, besitzt die taktile Frontplatte 18 ein horizontales, oberes Feld 32, dessen horizontale Oberseite 32s die Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 darstellt.
Die taktile Frontplatte 18 besitzt auch Lokalisierungsmittel 34 für die Position des Kontaktpunktes P des Zeigerelementes 30 auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32.
Bei den Lokalisierungsmitteln 34 handelt es sich um Mittel der bekannten Art wie beispielsweise resistive Lokalisierungsmittel. Da ihre Struktur und ihre Funktionsweise bekannt ist, werden sie in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung nicht näher beschrieben.
Bei den Lokalisierungsmitteln 34 handelt es sich um einen dünnen Streifen, der horizontal unter dem oberen Feld 32 verläuft, und die horizontale Unterseite 32i des oberen Feldes 32 bedeckt.
Das obere Feld 32 und die Lokalisierungmittel 34 sind auf der Oberseite 36s einer horizontalen Tragplatte 36 montiert, die den Lokalisierungsmittel 34 und dem oberen Feld 32 eine im großen und ganzen ebene bzw. flache Form verleiht.
Die taktile Frontplatte 18 besitzt einen umlaufenden Kontakt- und Montagehalter 38, der eine zylinderförmige Wand 40 mit vertikaler Hauptachse besitzt, und der um das obere Feld 32, die Lokalisierungsmittel 34 und die Tragplatte 36 herum verläuft, wobei die Mantellinie der zylinderförmigen Wand im wesentlichen dieselbe Form besitzt wie der Umfangsrand der Tragplatte 36.
Der Kontakt- und Montagehalter 38 besitzt auch ein horizontales oberes Feld 42, das oberhalb des oberen Feldes 32 verläuft, so dass das obere Feld 32 oben in vertikaler Richtung an die Unterseite 42i der oberen Wand 42 anstößt.
Die obere Wand 42 ist in der Mitte offen und die so gebildete Öffnung in der Mitte 44 erlaubt den Zugriff des oberen Feldes 32 auf die Oberseite 32s mittels des Zeigerelementes 30.
Der Kontakt- und Montagehalter 38 besitzt auch eine horizontale, untere Wand 46, die sich unterhalb des oberen Feldes 32, der Lokalisierungselemente 34 und der Tragplatte 36 befindet.
Der Kontakt- und Montagehalter 38 besitzt auch nicht gezeigte Montageelemente in dem elektronischen Gerät 10.
Wie weiter oben bereits erwähnt worden ist, besitzt die taktile Frontplatte 18 Erfassungsmittel für den Bedienschritt, den der Benutzer mit Hilfe des Zeigerelementes 30 ausführt.
Die Erfassungsmittel für den Bedienschritt sind so ausgebildet, dass der Bedienschritt unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes P auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 erfasst wird.
Dadurch kann der Benutzer das Zeigerelement 30 in einer Position zu dem oberen Feld 32 halten, wenn er den Bedienschritt ausübt.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine Funktion des elektronischen Gerätes 10 auszuführen, die direkt mit der Position des Kontaktpunktes P verbunden ist, die von den Lokalisierungsmitteln 34 erfasst wurde.
Die taktile Frontplatte 18 ist so ausgebildet, dass als Reaktion auf den Bedienschritt eine taktile Empfindung erzeugt wird, die von dem Benutzer wahrgenommen wird.
Dazu besitzt die taktile Frontplatte 18 gemäß der Erfindung Vorrichtungen, um einen mechanischen Impuls auf das obere Feld 32 zu erzeugen, wenn der Wert der Druckkraft, die während des Bedienschrittes erzeugt wurde, höher ist als der voreingestellte Schwellenwert oder wenn der Wert der Druckkraft diesem Schwellenwert entspricht.
Nach einer ersten Ausführungsart, die in den 1 und 2 dargestellt wird, wird der mechanische Impuls aufgrund des Bedienschrittes durch eine kurze Verschiebung des oberen Feldes 32 gegenüber dem Kontakt- und Montagehalter 38 nach unten erzeugt.
Zu diesem Zweck ist die Einheit bestehend aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungsmitteln 34 und der Tragplatte 36 gegenüber dem Kontakthalter 38 zwischen einer oberen Ruheposition, die in 2 dargestellt wird, und einer unteren Position oder mehreren unteren Positionen beweglich montiert (wobei ein Beispiel für eine untere Position in 3 dargestellt wird), wenn der Benutzer eine Druckkraft auf das obere Feld 32 ausübt, deren Wert über dem festgelegten Schwellenwert liegt.
Damit die Verschiebung dieser Einheit kurz genug ist, besitzt die taktile Frontplatte 18 ein ausrückbares oder einziehbares Element 48, das in der oberen Ruheposition an die Tragplatte 36 anstößt, und das aufgrund des Bedienschrittes seinen Zustand verändern kann.
In seinem ausgerückten Zustand, der sich aus dem Bedienschritt ergibt, stößt das ausrückbare Element 48 nicht mehr an die Tragplatte 38 an, so dass sich diese im allgemeinen nach unten verschieben kann.
Das ausrückbare Element 48 besitzt hier die Form einer Kuppel, d.h. es hat eine konkave, nach unten offene Form und eine vertikale Hauptachse. Es ist zwischen der Tragplatte 36 und der unteren Wand 46 des Kontakthalters 38 angeordnet, und kann aufgrund elastischer Verformung nachgeben, wenn der Wert der Druckkraft über dem Schwellenwert liegt, wie in 3 zu sehen ist. Das ausrückbare Element 48 ändert somit seinen Zustand abrupt gemäß einer Funktionsweise, die auch als Einsacken bezeichnet wird.
Wenn also, wie in 2 zu sehen ist, der Wert der Druckkraft, die auf die Oberseite 32s des oberen Feldes 32 ausgeübt wird, unter dem Schwellenwert liegt, wie das mit dem Pfeil F1 angezeigt wird, reicht die Druckkraft nicht aus, um eine Zustandsveränderung des ausrückbaren Elementes 48 hervorzurufen.
Folglich wird die Einheit, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungsmitteln 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, von dem ausrückbaren Element 48 in der oberen Ruheposition gehalten.
Wie in 3 gezeigt, verformt sich das ausrückbare Element 48 dagegen, wenn der Benutzer auf die Oberseite 32s eine stärkere Druckkraft F2 ausübt, deren Wert über dem Schwellenwert liegt, und es verändert seinen Zustand, so dass sich die Einheit, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, abrupt nach unten verschieben kann.
Diese abrupte Verschiebung der beweglichen Einheit wird durch das Zeigerelement 30 auf den Benutzer übertragen und von dem Benutzer als taktile Empfindung empfunden, die repräsentativ ist für den Bedienschritt, den er gerade ausgeführt hat.
Wenn der Benutzer keine Druckkraft mehr ausübt, die dem Bedienschritt entspricht, wird die mobile Einheit, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, in die in 2 gezeigte, obere Ruheposition elastisch zurückgeholt, und das ausrückbare Element 48 kehrt wieder in seine stabile Ruheposition zurück.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird die elastische Rückholung durch Rückholmittel 50 durchgeführt, bei denen sich hier um zylindrische Schraubenfedern handelt.
Als nicht gezeigte Variante wird die elastische Rückholung auch von dem ausrückbaren Element 48 selbst durchgeführt.
Während der Rückholung der beweglichen Einheit in ihre obere Ruheposition ändert das ausrückbare Element 48 erneut seinen Zustand und nimmt seine ursprüngliche Form an, und übt nun auf die Tragplatte 36 einen kurzen, nach oben gerichteten Druck aus. Dieser neue Impuls, der auf diese Art und Weise von dem ausrückbaren Element 48 erzeugt wird, erzeugt eine weitere taktile Empfindung, die von dem Benutzer als Bestätigung des Endes des Bedienschrittes wahrgenommen wird.
Hier befindet sich das ausrückbare Element 48 im allgemeinen im rechten Winkel zu dem geometrischen Zentrum des oberen Feldes. Aufgrund dieser Positionierung des ausrückbaren Elementes kann die Amplitudendifferenz der Druckkraft, die auf das obere Feld 32 anzuwenden ist, um die Verformung des ausrückbaren Elementes 48 hervorzurufen, in Abhängigkeit von der Lokalisierung des Punktes P auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 begrenzt werden.
Die Verformung des ausrückbaren Elementes 48, wenn der Benutzer den Bedienschritt ausführt, wird darüberhinaus durch die Tatsache begünstigt, dass der Umfangsrand der Einheit – die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird – oben an die horizontale Unterseite 42i der horizontalen, oberen Wand 42 des Kontakthalters anstößt.
Somit kann sich die Einheit, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungsmitteln 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, während des Bedienschrittes und wenn sich der Kontaktpunkt P nicht im rechten Winkel zu dem ausrückbaren Element 48 befindet, nicht um das ausrückbare Element 48 drehen.
Außerdem hat die horizontale, obere Wand 42 hier die Form eines ringförmigen Bandes, das die gesamte Umfangskante der Einheit bedeckt, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird.
Doch die obere Wand 42 kann auch unterbrochen sein oder beispielsweise sogar nur drei horizontale Auflagelaschen aufweisen, die entlang der Umfangskante der Einheit verteilt sind, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, um so den Halt der Einheit, die aus dem oberen Feld 32, den Lokalisierungselementen 34 und der Tragplatte 36 gebildet wird, zu erreichen.
Das ausrückbare Element 48 befindet sich dann im Inneren des Dreiecks, das somit aus den drei horizontalen Auflagelaschen gebildet wird.
In 9 wird eine Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt, derzufolge das obere Feld 32 unbeweglich ist, wenn der Benutzer einen Bedienschritt ausführt.
Gemäß dieser Variante wird der mechanische Impuls durch einen Fühler 52 hervorgerufen, bei dem es sich hier um einen piezoelektrischen Fühler handelt, der zwischen den Lokalisierungsmitteln 34 und der unteren Wand 46 des Kontakthalters 38 angeordnet ist.
Außerdem verläuft der Fühler 52 horizontal über einer Fläche, die im wesentlichen mit der Fläche des oberen Feldes 32 identisch ist, so dass der Benutzer den Impuls unabhängig von der Position des Kontaktpunktes P auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 verspürt.
Dieser Fühler 52 wird von der elektronischen Bedienungsvorrichtung des elektronisches Gerätes 10 gesteuert und er wird eingesetzt, wenn der Bedienschritt erfasst worden ist.
Die Mittel zur Erfassung des Bedienschrittes bestehen aus einem einzelnen Messfühler, der unter dem oberen Feld 32 angeordnet ist, und so ausgebildet ist, dass er den Bedienschritt erfasst, und zwar unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes P des Zeigerelementes 30 auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32.
Nach einer ersten Ausführungsart besteht der einzelne Messfühler zur Erfassung des Bedienschrittes aus einem elektrischen Schalter, mit dem aufgrund des Bedienschrittes ein Stromkreis geöffnet oder geschlossen werden kann.
Nach einer ersten, bevorzugten Ausführungsart dieses Schalters ist dieser Schalter mit dem ausrückbaren Element 48 verbunden, so dass ein einzelner elektrischer Schalter gebildet wird, der während der Veränderung des Zustandes des ausrückbaren Elementes 48 aufgrund des Bedienschrittes gleichzeitig einen mechanischen Impuls und ein Signal erzeugen kann, bei dem es sich um eine elektronische Information handelt.
Nach einer weiteren Ausführungsart des einzelnen Messfühlers kann mit diesem Messfühler der Wert der Druckkraft gemessen werden, die von dem Benutzer auf die Oberseite 32s des oberen Feldes 32 mit Hilfe des Zeigerelementes 30 ausgeübt wird.
Dieser einzelne Messfühler überträgt dann an die elektronische Bedienungsvorrichtung des elektronischen Gerätes 10 eine Information, die für den Wert der Druckkraft repräsentativ ist.
Die elektronische Bedienungsvorrichtung vergleicht nun den auf diese Art und Weise gemessenen oder geschätzten Wert der Druckkraft mit dem Schwellenwert, um zu beurteilen, ob es sich bei der vom Benutzer ausgeübten Aktion tatsächlich um einen Bedienschritt handelt oder nicht.
Zu diesem Zweck besteht der einzelne Messfühler aus einem Druckfühler, der unterhalb des oberen Feldes 32 angeordnet ist.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt dieses Druckfühlers bildet dieser einen Teil einer Erfassungsvorrichtung, die auch die Lokalisierungsmittel 34 aufweist.
Die Erfassungsvorrichtung besteht dabei aus einer einzelnen bekannten, beispielsweise resistiven Vorrichtung, die die horizontale Unterseite 32i des oberen Feldes bedeckt.
Nach einem weiteren Aspekt des Druckfühlers wird dieser aus einem piezoelektrischen Fühler 52 gebildet, der in 4 gezeigt wird.
In 5 und den nachfolgenden Figuren wird eine Ausführungsvariante der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung gezeigt, derzufolge die Lokalisierungsmittel 34 eine Reihe von elektrischen Schaltern 54 aufweisen, die horizontal unter dem oberen Feld 32 verteilt sind, so dass jeder elektrische Schalter mit einem vorher festgelegten Abschnitt oder einer vorher festgelegten Zone 56a, 56b des oberen Feldes 32 verbunden ist.
Nach dieser Ausführungsvariante ist die taktile Frontplatte 18 außerdem kreisförmig und besitzt eine vertikale, mittlere Hauptachse B.
Das obere Feld 32 weist somit einen kreisförmigen, mittleren Abschnitt 56a auf, der zu der Achse B der taktilen Frontplatte 18 koaxial ist, sowie am Umfang angeordnete Abschnitte 56b (wobei es sich hier um acht Abschnitte handelt), die um den mittleren Abschnitt 56a herum angeordnet sind.
Demzufolge besitzen die Lokalisierungsmittel 34 einen zentralen Schalter 54, der mit dem mittleren Abschnitt 56a des oberen Feldes 32 verbunden ist, sowie acht am Umfang angeordnete Schalter 54, von denen jeder mit einem der Umfangsabschnitte 56b verbunden ist.
Jeder der Schalter 54 besitzt eine Schicht aus leitendem Material 58, die auf die Oberseite 36s der Tragplatte 36 gedruckt ist, sowie einen Film 60, der oberhalb und in einem Abstand zu der Schicht 58 aus leitendem Material angeordnet ist.
Der Film 60 wird aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und kann mit der Schicht 58 aus leitendem Material in Berührung kommen, wenn das Zeigerelement 30 mit der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 in Berührung kommt.
Der leitende Film oder die leitende dünne Schicht 60 wird durch ein Abstandsstück 62, das vertikal zwischen der Tragplatte 36 und dem leitenden Film bzw. der leitenden Schicht 60 angeordnet ist, zu den Schichten aus leitendem Material 58 auf Abstand gehalten.
Das Abstandsstück 62 besitzt Öffnungen oder Fenster 64, die im rechten Winkel zu den Schichten aus leitendem Material 58 angeordnet sind, und durch die ein Teil des leitenden Films 60 hindurchführt, wenn er lokal mit den Schichten 58 in Berührung kommt.
Wenn das Zeigerelement 30 mit dem oberen Feld 32 in Berührung kommt, verformt sich der Film 60 elastisch nach unten und kommt dann mit der Schicht 58 in Berührung, die sich im rechten Winkel zu dem Kontaktpunkt P befindet, wobei er einen Stromkreis schließt.
Diese Verformung des Films oder der dünnen Schicht 60 wird von einer ähnlichen Verformung des oberen Feldes 32 begleitet, das zu diesem Zweck aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt wird.
Hier werden die Erfassung des Bedienschrittes und die Erzeugung des mechanischen Impulses gleichzeitig durch das ausrückbare Element 48 durchgeführt, das hier eine nach oben offene, konkave Form besitzt, und das koaxial zu der Achse B der taktilen Frontplatte 18 verläuft.
Das ausrückbare Element 48 besitzt eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material, die mit einer anderen, nicht gezeigten Schicht aus leitendem Material in Berührung kommen kann – welche auf die Unterseite 36i der Tragplatte 36 gedruckt ist – wenn das ausrückbare Element 48 aufgrund des Bedienschrittes seinen Zustand verändert.
Die Lokalisierungsmittel 34 und die Erfassungsvorrichtungen für den Bedienschritt sind mit der elektronischen Bedienungsvorrichtung 10 durch elektrische Anschlusselemente 68 verbunden, welche hier aus zusammengeklappten Metallplättchen bestehen.
Um einen zusätzlichen taktilen Effekt zu erzeugen, besitzt die taktile Frontplatte 18 zusätzliche Vorrichtungen, damit der Benutzer eine bestimmte Empfindung verspürt, wenn er das Zeigerelement 30 auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 bewegt.
Diese Empfindung erhält man vermittels der Vorsprünge 70, die gegenüber der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 nach oben herausragen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart sind die Vorsprünge 70 derart angeordnet, dass sie jeden der Abschnitte 56a, 56b des oberen Feldes 32 begrenzen.
Wenn der Benutzer somit sein Zeigerelement 30 auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 platziert, wird die Berührung des Zeigerelementes 30 mit jedem der Vorsprünge 70 von dem Benutzer wahrgenommen, so dass er weiß, wann der Kontaktpunkt P eines Abschnittes 56a, 56b des oberen Feldes 32 auf einen anderen übergeht.
Wenn es sich bei dem Zeigerelement 30 um den Finger des Benutzers handelt, kann der Benutzer die Position des Kontaktpunktes P auf der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 außerdem direkt aus der taktilen Empfindung herleiten, die er wahrnimmt, wenn er einen Vorsprung "überwindet".
In den 6 bis 9 ist eine Anordnung zur Montage der erfindungsgemäßen taktilen Frontplatte 18 auf einer Platte mit elektronischen Bauteilen 72 des elektronischen Gerätes 10 dargestellt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind das obere Feld 32, die Lokalisierungselemente 34, die Tragplatte 36 und das ausrückbare Element 48 derart miteinander verbunden, dass sie eine Untereinheit 78 bilden, die durch elastisches Einstecken an der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 befestigt ist.
Wie man in den 6 und 7 sehen kann, besteht der Kontakthalter 38 aus zwei Teilen, und er besitzt einen unteren Rahmen 74, der auf der horizontalen Oberseite 72s der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 befestigt ist, und einen oberen Rahmen 76, der mit der Untereinheit 78 verbunden ist.
Der obere Rahmen 76 weist somit die horizontale, obere Wand 42 des Kontakthalters 38 auf, gegen deren Unterseite 42i die Untereinheit 78 vertikal nach oben mittels elektrischer Anschlusselemente 68 abgestützt wird.
Zu diesem Zweck besteht jedes der elektrischen Anschlusselemente 68 aus einem Metallplättchen, das elastisch verformbar ist, wobei eines seiner Enden 68a mit der Tragplatte 36 verbunden ist, und das andere Ende 68b mittels eines ringförmigen Zwischenelementes 80 an dem oberen Rahmen 76 befestigt ist.
Hier bildet das erste Ende 68a des elektrischen Anschlusselementes 68 einen C-förmigen Haken, der um den äußeren Umfangsrand 36a der Tragplatte 36 herum montiert ist.
Das ausrückbare Element 48 besitzt einen am Umfang angeordneten Bund 82 für seine Befestigung an der Unterseite 36i der Tragplatte 36.
Somit stellen die elektrischen Anschlusselemente 68 auch die mechanische Verbindung des oberen Feldes 32, der Lokalisierungsmittel 34 und der Tragplatte 36 mit dem oberen Rahmen 76 her, und mit ihnen kann das obere Feld 32 in seine obere Ruheposition zurückgeholt werden, nachdem der Benutzer den Bedienschritt an der taktilen Frontplatte 18 ausgeführt hat.
Wie schon weiter oben erwähnt wurde, wird die Montage der Untereinheit 78 auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 durch elastisches Einstecken durchgeführt.
Gemäß der Erfindung besitzen der untere Rahmen 74 und der obere Rahmen 76 zusätzliche Elemente, mittels derer dieses elastische Einstecken durchgeführt wird.
Diese zusätzlichen komplementären Elemente werden hier durch eine Öffnung 84 in einer vertikalen Wand 74a des unteren Rahmens dargestellt, die einen zusätzlichen Zapfen 86 aufnimmt, der horizontal zum Äußeren des oberen Rahmens 76 und zu einer vertikalen Wand des oberen Rahmens 76 hin vorsteht.
Die vertikale Wand 74a des unteren Rahmens und/oder die vertikale Wand 76a des oberen Rahmens können sich bei der Montage elastisch verformen, so dass sie gänzlich verschwinden und die Verschiebung des Zapfens 86 nach unten erlauben. Anschließend kehrt diese Wand 74a, 76a elastisch in ihre Position zurück, wenn sich der Zapfen 86 gegenüber der Öffnung 84 befindet, wobei auf diese Art und Weise die Befestigung des Untereinheit 78 mit dem unteren Rahmen 74 durch elastisches Einstecken erfolgt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart wird der untere Rahmen 74 durch Löten oder Schweißen an der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 befestigt.
Diese Befestigungsmethode erfolgt zunächst dadurch, dass die anzulötende Lasche an der Oberseite 32s der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 angebracht wird, und anschließend der untere Rahmen 74 auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 platziert wird, wobei die Schicht der anzulötenden Lasche bedeckt wird.
Die endgültige Befestigung wird schließlich durchgeführt, indem die Platte mit den elektronischen Bauteilen und der untere Rahmen 74 in einen Ofen überführt werden, der auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird, so dass die Lötpaste, die homogen auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 und dem unteren Rahmen 74 verteilt ist, schmilzt. Anschließend härtet die Lötpaste aus.
Die Ofentemperatur, die für das Schmelzen der Lötpaste erforderlich ist, ist relativ hoch, und sie kann einige Bauteile der taktilen Frontplatte 18 beschädigen.
So werden das obere Feld 32, die Lokalisierungsmittel 34, die Tragplatte 36 und das ausrückbare Element 48 auf einer Untereinheit 78 zusammengeführt und nachdem die Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 in dem Ofen gewesen ist, wird die Untereinheit durch elastisches Einstecken auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 montiert.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, zur Herstellung des oberen Feldes 32, der Lokalisierungselemente 34, der Tragplatte 36 und des ausrückbaren Elementes 48 jede Art von Material zu verwenden, insbesondere auch wärmeempfindliche Kunststoffe.
Nach einem weiteren Aspekt des Montageverfahrens der taktilen Frontplatte 18 auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 wird die taktile Frontplatte 18 bei der Montage der Untereinheit 78 auf der Oberseite 32s der Platte mit den elektronischen Bauteilen gleichzeitig mit der Platte mit den elektronischen Bauteilen elektrisch verbunden:
Zu diesem Zweck besitzt jedes der elektrischen Anschlusselemente 68 eine flexible Kontaktzunge 88, deren freies Ende 88a sich gegen eine nicht gezeigte, damit verbundene Leiterbahn der Oberseite 32s der Platte mit den elektronischen Bauteilen abstützen kann.
Diese Kontaktzunge 88 ist so ausgebildet, dass sie nach oben elastisch vorgespannt ist, wenn die taktile Frontplatte 18 auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 montiert ist, um gegen die zugehörige Leiterbahn eine elastische Kontaktabstützung auszuüben.
Dadurch kann einerseits ein qualitativ guter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktzunge 88 und der Leiterbahn gewährleistet werden, und andererseits können die eventuellen Abweichungen in Abmessungen und Form der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 oder des unteren Rahmens 74, die auf die Art der Befestigung des unteren Rahmens 74 auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 zurückzuführen sind, aufgenommen werden.
Aufgrund der Montage der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung durch Zusammenfassen sämtlicher Bauteile auf einer Untereinheit 78 kann die Untereinheit 78 in Serie und unabhängig von dem Rest des elektronischen Gerätes 10 hergestellt werden, ebenso wie auch das Display unabhängig von den übrigen Bauteilen hergestellt wird.
Doch die Maßangaben zweier verschiedener elektronischer Geräte 10 müssen nicht identisch sein.
So ist beispielsweise der Abstand "d" zwischen der Oberseite 90s der Außenverkleidung 90 des Gerätes 10 und der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 bei zwei verschiedenen elektronischen Geräten 10 im allgemeinen unterschiedlich.
Doch die Höhe "h" der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung ist aufgrund ihrer Montage nach dem immer gleichen Verfahren immer dieselbe, so dass die Oberseite 32s des oberen Feldes 32 auf derselben Höhe gehalten werden muss wie die Oberseite 90s der Außenverkleidung 90 des elektronischen Gerätes 10.
Zu diesem Zweck wird in 8 eine Ausführungsvariante der Anordnung für die Montage der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung an der Oberseite 72s der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 dargestellt, die eine Zwischenplatte 92 aufweist, welche zwischen der taktilen Frontplatte 18 und der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 eingeschoben ist.
Die Stärke "e" dieser Zwischenplatte 92 wird in Abhängigkeit von dem Abstand "d" zwischen der Oberseite 90s der Außenverkleidung 90 des Gerätes 10 und der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 und in Abhängigkeit von der Höhe "h" der taktilen Frontplatte 18 ausgewählt, so dass die Oberseite 32s des oberen Feldes 32 mit der Oberseite 90s der Außenverkleidung 90 fluchtet.
Die taktile Frontplatte 18 wird dann durch elastisches Einstecken an dieser Zwischenplatte 92 befestigt, wie dies zuvor beschrieben worden ist, d.h. dass der untere Rahmen 74 des Kontakthalters 38 an der Oberseite 92s der Zwischenplatte 92 befestigt wird.
Außerdem besitzt die Zwischenplatte 92 nicht gezeigte Vorrichtungen für den elektrischen Anschluss der elektrischen Anschlusselemente 68 der taktilen Frontplatte 18 an die zugehörigen Leiterbahnen der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der taktilen Frontplatte 18 gemäß der Erfindung bildet die Untereinheit 78 ein elektronisches Modul mit der Zwischenplatte 92.
Die Untereinheit 78 wird durch elastisches Einstecken auf der Zwischenplatte 92 montiert, wie dies zuvor beschrieben worden ist, und der so gebildete Modul wird direkt an dem Rahmen 94 des konstruktiven Elementes 12 des elektronischen Gerätes 10 montiert.
Der Modul besitzt darüberhinaus einen elektronischen Stecker 96 für seinen elektronischen Anschluss an die Platte mit den elektronischen Bauteilen 72.
Aufgrund dieser Montage der taktilen Frontplatte 18 in Form eines Moduls kann der Monteur des Gerätes 10 ein Modul verwenden, das die erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18 aufweist, oder einen anderen Modul verwenden, der andere Vorrichtungen für die Bedienung des Gerätes 10 besitzt, wie beispielsweise eine herkömmliche Tastatur.
Aufgrund dieser Art der Montage wird dem Gerät 10 eine Modularität verliehen, indem für ein und dasselbe Gerät verschiedene Bedienungseinrichtungen verwendet werden können, ohne dass die übrigen Bauteile des Gerätes 10 wie die Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 oder ein konstruktives Element 12 verändert werden müssen.
Doch die unterschiedliche Funktionsweise einer erfindungsgemäßen taktilen Frontplatte 18 und einer herkömmlichen Tastatur mit Tasten impliziert, dass die Informationen, die von dem Stecker 96 zu der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 und damit zu der elektronischen Bedienungsvorrichtung des Gerätes 10 übertragen werden müssen, verschieden sind, je nach dem, ob es der Modul eine taktile Frontplatte 18 oder eine herkömmliche Tastatur mit Tasten aufweist.
Damit die Bedieninformationen, die von dem Stecker 96 übertragen werden, allen Modulen, die auf der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 montiert sind, gemeinsam sind, besitzt der erfindungsgemäße Modul einen Elektronikchip oder einen Mikroprozessor 98, der auf der Zwischenplatte 92 montiert ist, und der die Untereinheit 78 mit dem Stecker 96 verbindet.
Dieser Elektronikchip 98 wird für die Analyse und Interpretation der Bedieninformationen programmiert, die von der taktilen Frontplatte 18 oder von der elektronischen Bedienungvorrichtung kommen, um sie in Bedienungsinformationen oder Steuersignale der elektronischen Bedienungsvorrichtung bzw. der taktilen Frontplatte 18 umzusetzen.
Aufgrund dieser Umsetzung der Bedienungsinformationen durch den Prozessor 98 kann die elektronische Bedienungsvorrichtung des Gerätes 10 unabhängig von dem verwendeten Modul eine einzige Programmierung besitzen, egal, ob sie eine taktile Frontplatte 18 gemäß der Erfindung oder andere Bedienungseinrichtungen für das Gerät 10 besitzt.
Außerdem kann dadurch eine "Standard"-Verbindung zwischen dem Stecker 96 und der Platte mit den elektronischen Bauteilen 72 verwendet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung besitzt die taktile Frontplatte 18 Vorrichtungen zur Anzeige von Informationen, die variabel sind und insbesondere von dem Betriebszustand des elektronischen Gerätes 10 abhängen.
Nach einer weiteren Ausführungsart bestehen diese Anzeigevorrichtungen aus einem Display, beispielsweise einem Flüssigkristall-Display oder auch LCD genannt oder aus einem OLED-Display (einem Display mit organischen Leuchtdioden).
Nach einer weiteren Ausführungsart der Anzeigevorrichtungen besitzen diese eine Lage mit verschiedenen Informationen, die auf die Unterseite 32i des oberen Feldes 32 gedruckt ist, und einen elektrolumineszierenden Film, der zwischen dem oberen Feld 32 und den Lokalisierungselementen 34 angeordnet ist, und die gedruckte Lage bedeckt.
Der elektrolumineszierende Film wird von der elektronischen Bedienungsvorrichtung des elektronischen Gerätes 10 gesteuert, um die gedruckte Lage zu beleuchten oder nicht zu beleuchten, so dass die Informationen für den Benutzer sichtbar sind oder nicht.
Hier besteht die Information beispielsweise aus einer Abkürzung oder aus einem Logo, das beleuchtet wird, wenn das elektronische Gerät 10 unter Spannung gesetzt wird.
Nach einer Ausführungsvariante ist der elektrolumineszierende Film so ausgebildet, dass er selektiv bestimmte Bereiche der gedruckten Lage beleuchtet, und das elektronische Gerät 10 kann mit der elektronischen Bedienungsvorrichtung so gesteuert werden, dass es die Informationen ausleuchtet bzw. beleuchtet, die der Benutzer sehen muss.
Bei den anzuzeigenden Informationen handelt es sich beispielsweise um alphanumerische Zeichen und Symbole wie das Rautezeichen: "#" oder den Asteriks bzw. das Sternchen: "*" die in zwei Gruppen von Zeichen zusammengefasst sind, wobei eine Gruppe die zehn Zahlen des Dezimalsystems und die Symbole aufweist und die zweite Gruppe die Buchstaben des Alphabets beinhaltet.
Die Zeichen jeder Gruppe sind auf der Oberfläche des oberen Feldes 32 verteilt, wie man in 1 in Bezug auf die erste Gruppe von Zeichen sehen kann.
Der elektrolumineszierende Film wird von der elektronischen Bedienungsvorrichtung so gesteuert, dass er selektiv die Zeichen der einen oder der anderen der beiden Gruppen von Zeichen oder keines der Zeichen beleuchtet.
Auf diese Art und Weise kann der Benutzer nur die Zeichen der ersten Gruppe sehen, in welchem Fall die taktile Frontplatte 18 im großen und ganzen das Erscheinungsbild einer herkömmlichen numerischen Tastatur besitzt, wie in 1 zu sehen ist, oder der Benutzer kann nur die Zeichen der zweiten Gruppe sehen.
Außerdem wird die elektronische Bedienungsvorrichtung so programmiert, dass der Betrieb des Gerätes für dieselbe Lokalisierung des Kontaktpunktes P an der Oberseite 32s des oberen Feldes 32 unterschiedlich ist, je nach dem, ob die Zeichen der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe beleuchtet werden.
Der elektrolumineszierende Film kann auch so gesteuert werden, dass bestimmte Zeichen oder Symbole, die beiden Gruppen gemeinsam sind, ständig beleuchtet werden. Das betrifft insbesondere Symbole, die mit einer Bestätigungsfunktion oder mit einer Stopp- bzw. Annulierungsfunktion verbunden sind.
Diese selektive Beleuchtung von Bereichen der gedruckten Lage ermöglicht es, die sichtbaren Elemente für den Benutzer zu reduzieren, was die Benutzung des elektronischen Gerätes 10 vereinfacht.
Außerdem können die Zeichen jeder Gruppe auch unterschiedlich ausgerichtet sein, so dass die taktile Frontplatte 18 bei Anzeige der Zeichen der ersten Gruppe im Hochformat verwendet werden kann, d.h. mit der größeren Länge im wesentlichen vertikal zum Benutzer, wie es beispielsweise in 1 dargestellt wird.
Wenn die Zeichen der zweiten Gruppe angezeigt werden, kann die taktile Frontplatte 18 dagegen im Querformat nach Art einer PC-Tastatur verwendet werden, d.h. einer Ausrichtung der taktilen Frontplatte 18, bei der die größere Länge der taktilen Frontplatte 18 im wesentlichen quer zum Benutzer verläuft.
Die erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18, die hier beschrieben wurde, besitzt Erfassungsvorrichtungen für einen einzigen Bedienschritt. Doch die erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18 kann selbstverständlich auch Erfassungsvorrichtungen für mehrere Bedienschritte aufweisen.
Jeder dieser Bedienschritte besteht in dem Fall darin, eine Druckkraft auf die Oberseite 18s der taktilen Frontplatte 18 auszuüben, wobei der damit verbundene Schwellenwert ein anderer Schwellenwert ist, als der Schwellenwert, der mit einem anderen Bedienschritt verbunden ist.
Auf diese Art und Weise ist es dem Benutzer möglich, nacheinander mehrere Bedienschritte auszuführen, indem er die Druckkraft auf das Zeigerelement 30 nach und nach erhöht.
Außerdem besitzt die erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18 Vorrichtungen zur Erzeugung eines mechanischen Impulses jedes Mal, wenn einer der Bedienschritte von den Erfassungsvorrichtungen erfasst worden ist.
Die erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18 wurde so beschrieben, dass sie eine rechteckige Form besitzt, und einen großen Teil der Oberseite 12s des ersten konstruktiven Elementes des elektronischen Gerätes 10 bedeckt, wie in den 1 bis 4 gezeigt worden ist, oder eine kreisförmige Form aufweist, wie in 5 dargestellt wurde.
Doch die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsarten beschränkt und die taktile Frontplatte 18 kann auch andere Formen und/oder Abmessungen aufweisen.
Außerdem wurde ein elektronisches Gerät 10 beschrieben, das nur eine einzige taktile Frontplatte 18 besitzt.
Selbstverständlich kann ein elektronisches Gerät 10 auch mehrere erfindungsgemäße taktile Frontplatten 18 besitzen.
Das elektronische Gerät 10 kann beispielsweise eine zusätzliche erfindungsgemäße taktile Frontplatte 18 haben, die geringere Abmessungen besitzt als die Abmessungen des elektronischen Gerätes 10.
Diese taktile Frontplatte 18 mit geringeren Abmessungen ist beispielsweise in der Nähe des Displays 26 angeordnet, vorzugsweise entlang einer Seitenkante des Displays. Auf diese Art und Weise kann die Display-Anzeige leicht kontrolliert werden, wie beispielsweise beim Scrollen einer Liste oder wenn es um die Einzelheiten eines Bildes geht, das auf dem Display angezeigt wird.
Die taktile Frontplatte 18 mit geringeren Abmessungen kann auch an einer Seitenwand des elektronischen Gerätes 10 montiert werden, um zusätzliche Bedienfunktionen des elektronischen Gerätes 10 wie das Aufnehmen von Photos von einer in dem Gerät montierten Kamera zu ermöglichen.
Zusammenfassung
Die Erfindung bezieht sich auf eine taktile Frontplatte (18) mit einem oberen horizontalen Feld (32), Lokalisierungsmitteln (34) für den Kontaktpunkt (P) eines Zeigerelementes (30) auf der Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) und Erfassungsmitteln für mindestens einen Bedienschritt, unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes (P) auf der Oberseite (32s) des oberen Feldes (32), wobei sie Mittel (48, 52) zur Erzeugung eines mechanischen Impulses mit vertikaler Hauptorientierung auf dem oberen Feld (32) besitzt, wenn der Wert für die Druckkraft (F2) über dem Schwellenwert liegt oder gleich dem Schwellenwert ist, und auf das Zeigerelement (30) übertragen wird, um als Rückmeldung auf die Aktion bzw. den Bedienschritt ein taktiles Gefühl zu erzeugen.

Claims

Taktile Frontplatte (18) mit: – einem oberen, horizontalen Feld (32), dessen Oberseite (32s) mit einem Zeigerelement (30) berührt werden kann; – einem Kontakthalter (38); – Mittel zur Lokalisierung (34) des Kontaktpunktes (P) des Zeigerelementes (30) an der horizontalen Oberseite (32s) des oberen Feldes (32); und – Mittel zur Erfassung mindestens eines Bedienschrittes, der darin besteht, Druckkraft (F1, F2) auszuüben, und zwar mittels des Zeigerelementes (30), wobei der Wert der Druckkraft über einem festgelegten Schwellenwert liegt, oder gleich einem festgelegten Schwellenwert ist, und unabhängig von der Lokalisierung des Kontaktpunktes (P) an der Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein einzelnes Element (48) besitzt, das in einer hohen Position einen ausrückbaren Anschlag des oberen Feldes (32) gegenüber dem Kontakthalter (38) bildet, mit dem der Zustand verändert werden kann, um einen mechanischen Impuls mit vertikaler Hauptorientierung auf dem oberen Feld (32) zu erzeugen, so dass sich das obere Feld (32) gegenüber dem Kontakthalter (38) insgesamt nach unten verschieben kann, wenn der Wert für die Druckkraft (F2) über dem Schwellenwert liegt oder gleich dem Schwellenwert ist, und auf das Zeigerelement (30) übertragen wird, um als Rückmeldung auf die Aktion bzw. den Bedienschritt ein taktiles Gefühl zu erzeugen.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der ausrückbare Anschlag (48) aus einem konkaven Element besteht, das vertikal zwischen einer horizontalen Unterseite (32i) des oberen Feldes (32) und einer horizontalen Seite gegenüber dem Kontakthalter (38) angeordnet ist, und das aufgrund elastischer Verformung nachgeben kann, wenn der Wert der Druckkraft des Zeigerelementes (30) über dem Schwellenwert liegt oder gleich dem Schwellenwert ist.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ausrückbare Anschlag (48) allgemein im rechten Winkel zu der Mitte des oberen Feldes (32) angeordnet ist.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Feld (32) aufgrund des Bedienschrittes, und wenn der Kontaktpunkt (P) gegenüber dem ausrückbaren Anschlag (48) horizontal versetzt ist, nach oben teilweise an die horizontale Unterseite (42i) einer oberen, horizontalen Wand (42) des Kontakthalters (38) anstößt.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Feld (32) teilweise an einen von mindestens drei, in einem Dreieck angeordneten, Auflagepunkten der Unterseite (42i) anstößt, wobei sich der ausrückbare Anschlag (48) innerhalb dieses Dreiecks befindet.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Rückholmittel, (50) für das obere Feld (32) in eine obere Ruheposition besitzt.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel einen einzelnen Messfühler besitzen, der sich zwischen dem oberen Feld (32) und einer Tragplatte des oberen Feldes (32) befindet.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Messfühler aus einem elektrischen Schalter besteht, mit dem aufgrund des Bedienschrittes ein Stromkreis geöffnet oder geschlossen werden kann.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der ausrückbare Anschlag (48) und die Erfassungsmittel aus einem einzelnen elektronischen Schalter bestehen, der zwischen den Lokalisierungsmittel (34) und dem Kontakthalter (38) angeordnet ist.
Taktile Frontplatte (18) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Messfühler aus einem Druckfühler besteht, mit dem der Wert der Druckkraft für das Zeigerelement (30) bestimmt werden kann.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungsmittel und die Erfassungsmittel aus einer einzelnen Erfassungsvorrichtung, insbesondere einer resistiven Erfassungsvorrichtung, bestehen, die die horizontale Unterseite (32i) des oberen Feldes (32) bedeckt.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungsmittel (34) elektrische Schalter (54) besitzen, die horizontal unter der Unterseite (32i) des oberen Feldes (32) verteilt sind, wobei jeder mit einem vorher festgelegten Teil (56a, 56b) der Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) verbunden ist.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Feld (32) aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt wird, und die Erfassungsmittel (34, 54) an der horizontalen Oberseite (36s) einer Zwischentragplatte (36) angeordnet sind.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) eine Reihe von Vorsprüngen (70) besitzt.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch in Verbindung mit Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (36s) der Tragplatte (36) eine Reihe elektrischer Anschlusselemente (68) besitzt, die gleichmäßig entlang dem Umfangsrand der Tragplatte (36) verteilt sind.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur selektiven Anzeige von Informationen oder Angaben auf dem oberen Feld (32) besitzt.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Display besitzt, das unterhalb des oberen Feldes (32) angeordnet ist.
Taktile Frontplatte (18) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Unterseite des oberen Feldes (32) eine gedruckte Lage besitzt, die von einem elektrolumineszierenden Film bedeckt ist, so dass bestimmte Zonen oder Bereiche der gedruckten Lage selektiv beleuchtet werden können.
Taktile Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Bedienschritte mittels der Erfassungsmittel erfasst werden können, wobei jeder Bedienschritt darin besteht, mittels des Zeigerelementes (30) eine Druckkraft auf die Oberseite (32s) des oberen Feldes (32) auszuüben, die einen höheren Wert als der mit ihr verbundene Schwellenwert hat oder diesem Wert entspricht.
Taktile Frontplatte (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel besitzt, um jedes Mal, wenn einer der Bedienschritte von den Erfassungsmitteln erfasst worden ist, einen mechanischen Impuls zu erzeugen.
Anordnung zur Montage einer taktilen Frontplatte (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einer horizontalen Oberseite (72s) einer Platte mit elektronischen Bauteilen (72), dadurch gekennzeichnet, dass das obere Feld (32), die Lokalisierungsmittel (34), die Mittel für die Erfassung des Bedienschrittes und die Mittel (48, 52) zur Erzeugung des mechanischen Impulses eine Untereinheit (78) bilden, die an der Oberseite (72s) der Platte mit den elektronischen Bauteilen (72) durch elastisches Einstecken montiert und befestigt ist.
Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit (78) an der Oberseite (72s) der Platte mit den Bauteilen (72) mit Hilfe einer Zwischenplatte (92) montiert ist.
Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (92) elektronische Bauteile (98) und einen Stecker (96) für den elektrischen Anschluss der taktilen Frontplatte (18) an die Platte mit den elektronischen Bauteilen (72) besitzt.