DE2745922A1

DE2745922A1 - Tastatur fuer eine datenendstelle

Info

Publication number: DE2745922A1
Application number: DE19772745922
Authority: DE
Inventors: Alvin Feder
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4081631A; JPS5371529A; GB1556794A; CA1078054A

Description

Dipl.-Phys. O.E. Weber Patentanwalt

D-8 München 71 Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber münchen

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HOTOHOLA, INC. lgonqui Schaumburtj, 111. 60196, USA

130> Esst Algonquin Road.

Tastatur für eine Drtenendstelle

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Die Erfindung betrifft allgemein elektrische odor elektronische Miniaturgeräte, die eine Hehr zahl von Schaltern und •:eni:;stens einen akustischen übertrager aufweisen, und die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Tastschalteranordnung, die in einen vorzugsweise tragbaren elektronischen Gerät verwendbar ist.

Bei elektronischen Miniaturgeräten, die beispielsweise in
der Hand gehalten werden, wie es bei einem Punkgerät der
Fall ist, ist es zweckmäßig, daß bestimmte Funktionen hinzugefügt werden können, ohne die Größe des Gerätes zu beeinträchtigen. Ein wesentlicher Zusatz ist eine tragbare Datenendstelle, welche beispielsweise von einem Polizisten dazu verwendet werden könnte, bei der Kraftfahrzeug-Zulassunpjsstelle registrierte Daten eines Kraftfahrzeuges direkt abzufragen. Der Beamte würde dann seine Anfrage über eine
alphanumerische Tastatur eingeben, wobei die Eingabe in
binärer Form kodiert wird und zu einem Computer oder einer digitalen Datenverarbeitungsanlage übertragen wird. Die Datenverarbeitungsanlage überprüft ihren Speicher und überträgt die gewünschte Antwort zurück. Beispielsweise könnte der Nane des Fahrzeughalters übermittelt werden, oder es könnte eine Auskunft darüber gegeben werden, ob das Fahrzeug als gestohlen gemeldet wurde. Die zurückübertragene Information wird dekodiert und auf eina? Anzeigeeinrichtung dargestellt, die beispielsweise lichtemittierende Dioden aufweist. Die Anfrage und die Antwort können rascher und wirksamer übertragen werden, als es bei einer Sprachübertragung auf dem
Funkwege möglich ist, wenn die gewünschten Informationen
von einer Person in einem Register nachgeschlagen werden
nüssen. Grundsätzlich sind Schalter&nordmmgen für eine
solche Tastatur bekannt, es tritt jedoch ein Raumproblem
auf, wenn versucht wird, ein Schallgitter für eiren Lautsprecher und ein Mikrophon in einer Datenendstelle mit vielleicht; 4-0 Drucktasten und einer Anzeigeeinrichtung unterzubringen, wenn diese Datenendstelle als handliches tragbares

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Gerät ausgebildet sein soll, dessen Abmessungen unterhalb von etwa 8 cm χ 15 cm liegen. Die Anforderungen werden dadurch erschwert, daß ein besonders wirksamer Schutz gegen WitterungseinflÜGse und Verunreinigung erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in der Hand tragbares elektronisches Miniaturgerät derart auszubilden, daß es bei außerordentlich geringen Abmessungen zugleich ein Höchstmaß an Schutz gegen Witterungseinflüsse und Verschmutzung gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß insbesondere dadurch erheblicher Raum gespart wird, daß die Drucktasten zugleich eine weitere Funktion übernehmen, indem sie nämlich Schallwellen von und zu dem Mikrophon und dem Lautsprecher übertragen. Bei dieser Anordnung wird weiterhin ein besonders wirksamer Schutz gegen schädliche Witterungseinflüsse oder Schmutz dadurch gewährleistet, daß ein indirekter Schallweg in der Einrichtung gebildet ist.

Gemäß der Erfindung wird somit ein elektronisches Miniaturgerät geschaffen, welches indirekte Schallwege durch die Drucktasten einer Datenendstelle gewährleistet und durch speziell ausgebildete öffnungen in der Tastenschalteranordnung die Öffnungen an solchen Stellen vorsieht, an welchen sie nicht mit den Drucktasten fluchten. Der übrige Teil der Einrichtung ist durch die Drucktastenschalteranordnung abgedichtet, welche eine Schichijfeus einem Isoliermaterial aufweist, die niederdrückbare Bereiche enthält. In der Mitte jedes niederdrückbaren Bereichs ist ein leitender Brückenkontakt angeordnet. Benachbart und parallel zu der isolierenden Schicht ist eine gedruckte Leiterplatte angeordnet, auf welcher Kontakte angebracht

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sind, die mit den Brückenkontakten fluchten. Die Drucktasten, welche die indirekten Schallwege enthalten, sind vorzugsweise aus einem Isoliermaterial hergestellt, beispielsweise als Spritzgußteile, und sie haben einen Plansch, welcher zwischen der Deckplatte des Gerätes und der isolierenden Schicht angeordnet ist und die Brückenkontakte aufweist. Ein Teil jeder Drucktaste ragt durch die Frontplatte hindurch. Wenn somit eine Drucktaste beispielsweise durch einen Finger eines Benutzers niedergedrückt wird, bewirkt der rückwärtige Teil der Drucktaste, daß der entsprechende, niederdrückbare Bereich der isolierenden Schicht durchgebogen wird, so daß dadurch über den darauf angebrachten Brückenkontakt die entsprechenden Schalterkontakte auf der gedruckten Leiterplatte geschlossen werden.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Schalteranordnung der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung und

Fig. 4 eine perspektivische Rückansicht einer in der Fig.3 dargestellten Drucktaste.

In der Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welcher eine Frontplatte 10 aufweist, welche die Schalter und andere (nicht dargestellte) Bauteile aufnimmt. Die Frontplatte 10 ist vorzugsweise aus einem halbstarren Plastikmaterial oder einem H^rtplastikmaterial hergestellt und bildet einen Teil eines Gehäuses einer elektronischen Einrichtung, die vorzugsweise in der Hand gehalten werden kann, beispielsweise eines tragbaren Funkgerätes, welches als Gegensprechgerät oder als Wechselsprechgerät ausgebildet sein kann und für Notfälle oder zur Sicherheit verwendet werden kann. Es sind eine Anzahl von Drucktasten 11 vorhanden, welche durch entsprechende Öffnungen 12 in der Frontplatte 10 hindurchragen. Zur Veranschaulichung ist eine Drucktaste 11' derart dargestellt, daß sie von der Frontplatte gelöst ist. Die Ausbildung der Drucktaste wird unten im einzelnen näher erläutert.

Zusätzlich zu den Öffnungen 12 können gegebenenfalls weitere Öffnungen vorhanden sein, beispielsweise ein langgestrecktes

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Fenster 1;,A über einer LED-Anzeigeeinrichtung und eine kleine Öffnung 13B für eine einzelne LED₁ welche als Anzeige dafür verwendet werden kann, daß ein Kanal frei ist. Die Abkürzung LED wird zur Vereinfachung für den Begriff "lichtemittierende Diode" verwendet. Bei diesen öffnungen besteht die Anforderung, daß sie gegen Wettereinflüsse und andere Verunreinigungen oder Beeinträchtigungen hinreichend geschützt bzw. abgedichtet sein müssen.

Eine Schalterplatte 14 und eine gedruckte Leiterplatte 15 können derart ausgebildet sein, daß sie flach und kompakt auf der Rückseite der Frontplatte 10 angebracht sein können. Die üchalterplatte 14 ist vorzugsweise aus einem dünnen isolierenden Material als Spritzgußteil hergestellt und hat erhöhte Bereiche 16, welche in ihrer Anzahl und in ihrer Anordnung den Drucktasten 11 und den öffnungen 12 entsprechen. Die erhöhten Bereiche 16 sind dünner ausgebildet als der übrige Teil der Schalterplatte 14, und sie sind dazu in der Lage, daß sie durch die Drucktasten 11 aus ihrer normalen, erhöhten Position leicht niedergedrückt werden können, wonach sie selbsttätig in die Ausgangsposition zurückkehren. In der Mitte jedes erhöhten Bereiches 16 ist ein kleiner Brückenkontakt 17 aus einem leitenden Material angeordnet. Die Kontakte 17 bestehen vorzugsweise aus einem leitenden Elastomer wie Silikon oder Fluorsilikon, welches Kohlen- oder Metall-Partikeln enthält. Der Widerstand dieses Materials sollte derart gewählt sein, daß während des anfänglichen Eingriffs mit den Kontakten auf der gedruckten Leiterplatte der Strom unter dem Schwellenstrom für die logischen Elemente ist, welche geschaltet werden. Diese Charakteristik ermöglicht es, daß der Widerstandswert und somit der Strom stabilisiert werden, bevor ein wirksamer Strom zu den logischen Elementen fließen kann. Die Zeit, welche für diese Stabilisierung erforderlich ist, ist so kurz, daß sie auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Einrichtung keine nachteiligen Auswirkungen hat. Derartige Schalter werden auch als Tastschalter oder Taktil-Schalter bezeichnet. Ein solcher Schalter hat den Vor-

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teil, daß er für den Benutzer eine positive und fast geräuschlose Tastanzeige eines Kontaktes liefert, wodurch die Notwendigkeit für akustische Signale zu diesem Zweck entfällt. Damit entfällt auch der Aufwand für die entsprechende Verdrahtung und die entsprechenden Bauteile, welche erforderlich sind, um derartige akustische Signale zu erzeugen. Gemäß der Erfindung ist der besonders wesentliche Vorteil erreichbar, daß bei der Schalterplatte 14 keine Schalterteile unter den Drucktasten 11 angeordnet sind, welche durch Feuchtigkeit oder Schmutz beeinträchtigt werden können. Weiterhin sind keine Öffnungen vorhanden, durch welche Schmutz oder Feuchtigkeit durch die Schalterplatte 14 hindurchgehen könnten (außer denjenigen, welche zu dem Übertrager führen). Weiterhin besteht keine Notwendigkeit, eine Trennmaske zwischen den Brückenkontakten 17 und den Schalterkontakten 18 zu verwenden. Die Schalterplatte 14 ist an sich bekannt und wird hier nur zur Veranschaulichung erläutert.

Die gedruckte Leiterplatte 15 kann eine herkömmliche bekannte Leiterplatte sein. Auf der Seite der Leiterplatte, welche der Schalterplatte 14 benachbart ist und mit jedem Brückenkontakt fluchtend sind Paare von Schalterkontakten 18 angeordnet. Diese können die Form haben, wie sie in den Fig. 1 und 3 in der Zeichnung dargestellt ist. Somit kann jedes Paar von Kontakten aus ineinander geschachtelten Fingern aus leitendem Material bestehen, welches auf das Isoliermaterial aufgebracht ist. Eine Fingergruppe bildet den einen Kontakt und die andere Fingergruppe bildet den zweiten Kontakt. Diese Kontakte sind derart dimensioniert und positioniert, daß ein Niederdrücken einer Drucktaste 11 auch den darunter angeordneten erhöhten Bereich 16 niederdrückt, wodurch der Brückenkontakt 17 in die Lage versetzt wird, daß er eine Verbindung mit geringem Widerstand über die entsprechenden Kontakte 18 herstellt. Verbindungsleitungen zu den Kontakten 18 können entsprechend der Zeich-

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nung angeordnet sein, oder es kann auf der Hinterseite der gedruckten Leiterplatte 15 eine (nicht dargestellte) entsprechende Kontaktanordnung aufgebracht sein. Es versteht sich, daß die vollständige elektronische Einrichtung weitere (nicht dargestellte) Schaltungselemente aufweist, von denen einige an der Rückseite der gedruckten Leiterplatte 15 angebracht sein können.

Ein Mikrophon 19 und ein Lautsprecher 20 sind in der Fig.1 und zum Teil in der Fig. 2 dargestellt, um jeweils akustische Signale zu liefern bzw. aufzunehmen. Das Mikrophon 19 ist in einer Ausnehmung 21A auf der Rückseite der Schalterplatte angeordnet und ragt in eine Öffnung 21B in der gedruckten Leiterplatte 15 hinein. Die zweite Öffnung des Mikrophons 19 ist dem Lautsprecher 20 zugewandt und nimmt Schallenergie auf, wie es unten anhand der Fig. 2 näher erläutert wird. Der Lautsprecher 20 ist der rückwärtigen Seite der gedruckten Leiterplatte 15 zugewandt.

In der Fig. 2 ist ein indirekter Weg 22 für den Schall von dem Bereich außerhalb des Gehäuses zu dem Mikrophon 19 und von dem Lautsprecher 20 in den Außenraum dargestellt. In den Fig. 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Drucktaste 11 von vorne und von hinten dargestellt. Diese Darstellungen lassen klar erkennen, daß der Schall durch die Seitenöffnungen 23 aller nicht niedergedrückten Drucktasten 11 hindurchgehen und in den Raum zwischen der Frontplatte 10 und der Schalterplatte 14 gelangen kann. Aus diesem Raum wird der Schall über den indirekten Weg 22 durch eine Vielzahl von Durchgängen 24 in der Schalterplatte 14 übertragen. Vorsprünge 24A um die Durchgänge 24 bilden einen zusätzlichen Witterungs- und Verunreinigungsschutz für den Lautsprecher und das Mikrophon. Von den Durchgängen 24 können die Schallwellen jeweils zu bzw. von dem Mikrophon 19 und dem Lautsprecher 20 übertragen werden.

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Die Fig. 3 veranschaulicht in einer vergrößerten Detailansicht eine der Schalteranordnungen, und zwar einschließlich einer Drucktaste 11, welche einen Planschabschnitt 25 aufweist, der hinter der Frontplatte 10 angeordnet ist (siehe Fig. 1und 2). Der normalerweise erhöhte Bereich 16 der Schalterplatte 14 mit seinem Brückenkontakt 17 ist in der nicht niedergedrückten Stellung dargestellt. Ein Paar von fingerartig ineinander geschachtelten Schalterkontakten 18 ist auf einem entsprechenden Abschnitt der gedruckten Leiterplatte 15 dargestellt. Die Rückansicht der Drucktaste 11 in der Fig.4 zeigt den Abschnitt 26, welcher auf den Brückenkontakt 17 niedergedrückt wird, wenn die Drucktaste 11 von einem Benutzer niedergedrückt wird. Die gedruckte Leiterplatte 15 und die Schalterplatte 14 liegen dicht aufeinander innerhalb eines Randabschnittes 27 (siehe Fig. 1) der Frontplatte 10, und sie werden durch eine Anzahl von (nicht dargestellten) Schrauben gehalten, welche durch die Rückseite der Frontplatte hindurchgehen. Es ist kein Weg vorhanden, durch welchen Feuchtigkeit oder Schmutz die Schaltung hinter der gedruckten Leiterplatte erreüien könnte, so daß die Schaltung praktisch gegen Feuchtigkeit und Verunreinigung wirksam geschützt ist.

Gemäß der Erfindung wird somit eine Tastatur mit einer großen Anzahl von alphanumerischen Drucktasten geschaffen, welche in einer tragbaren Datenendstelle verwendet werden kann, wobei die Drucktasten einen Durchgang für den Schall ermöglichen, der normalerweise durch ein getrenntes Lautsprechergitter gebildet wird. Die gesamte Schalteranordnung liefert einen ausgeprägten indirekten Schallweg für Schallwellen, die in die Einheit hineingehen und die aus der Einheit herauskommen. Auf diese Weise wird ein Sprühwasser bzw. Spritzwasser dichtes Gerät geschaffen.

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Claims

Patentansprüche

(Λ Δ Mehrzweck-Datenendstellen-Tastatur-Auordnung zur Verwendung in einem elektronischen Gerät, welches einen Schallübertrager aufweist, welches weiterhin ein Gehäuse hat, in welchem eine Mehrzahl von in voi"gegebener Weise angeordneten Offnungen vorhanden sind, welches weiterhin eine Mehrzahl von Drucktasten aufweist, die sich in einer Normalstellung und in einer niedergedrückten Stellung befinden können und die unmittelbar hinter der Rückseite der Gehäuseabdeckung angeordnet sind, wobei jede Drucktaste durch eine öffnung in der Gehäuseabdeckung hindurchragt, wobei weiterhin eine Schalteranordnung unmittelbar hinter der Rückseite der Gehäuseabdeckung angeordnet ist, welche Abschnitte hat, die benachbart zu und auf Abstand von den Drucktasten angeordnet sind, wenn die Drucktasten sich in ihrer Normalstellung befinden, und wobei die Anordnung Schalter aufweist, welche mit den Drucktasten zusammenwirken, um Schaltkreise in der Anordnung zu schließen, dadurch gekennzeichnet , daß jede Drucktaste Öffnungen aufweist, welche sich von einem Bereich oberhalb der Oberfläche der Gehäuseabdeckung in einen Bereich unterhalb der Unterseite der Gehäuseabdeckung erstrecken, "wenn sich die Druck tasten in ihrer Normalstellung befinden, daß weiterhin Öffnungen vorgesehen sind, welche nicht mit den öffnungen in der Gehäuseabdeckung und den Öffnungen in den Drucktasten fluchten, und daß die Übertragereinrichtung unmittelbar benachbart zu der Rückseite der Schalteranordnung angeordnet ist, wodurch für die Übertragereinrichtung durch die Öffnungen in der Gehäuseabdeckung und in den Drucktasten sowie durch die Schalteranordnung einerseits indirekte Schallwege und andererseits zugleich ein Witterungsschutz gebildet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragereinrichtung ein Mikrophon und einen Lautsprecher aufweist.

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ORfQiNAL INSPECTED