EP1215696A2 - Tastaturanordnung für eine elektrische Vorrichtung - Google Patents

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EP1215696A2
EP1215696A2 EP01129650A EP01129650A EP1215696A2 EP 1215696 A2 EP1215696 A2 EP 1215696A2 EP 01129650 A EP01129650 A EP 01129650A EP 01129650 A EP01129650 A EP 01129650A EP 1215696 A2 EP1215696 A2 EP 1215696A2
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EP
European Patent Office
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keyboard
contact
key element
keyboard arrangement
mat
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EP01129650A
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EP1215696A3 (de
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Andreas Brooren
Frank Trummer
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Gigaset Communications GmbH
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Siemens AG
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    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
    • H01H25/041—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick having a generally flat operating member depressible at different locations to operate different controls

Definitions

  • the present invention relates to a keyboard arrangement for an electronic device, especially for a mobile electronic device, such as a mobile radio terminal, comprising at least one keyboard mat with at least an operating element, the at least one operating element on an actuation side of the at least protrudes a keyboard mat and wherein the at least one Operating element on one side facing away from the actuation side Provide contact side with electrically conductive contact means is, further the control element when pressurized relocatable from a rest position to a contact position in which at least two electrical ones assigned to it Contacts of an electronic circuit via the contact means are electrically connectable or connected.
  • FIG. 6 shows a keyboard arrangement 210 according to the State of the art shown.
  • This keyboard assembly 210 is constructed in a modular manner and comprises a keyboard mat 212 which key elements 214 are formed.
  • the keyboard mat 212 is glued to a polycarbonate film 216, this polycarbonate film 216 in the area of the key elements 214 of the keyboard mat dome-shaped elevations 218 has, which are embossed in the polycarbonate film 216.
  • On the side of the polycarbonate film facing away from the keyboard mat 212 216 is a spacer plate 220 with openings arranged in the area of the domes 218.
  • the polycarbonate film 216 is on at least on their side facing away from the keyboard mat 212 in the area of the domes 218 with a contact lacquer, for example from a graphite-silver mixture or the like, Mistake.
  • a contact lacquer for example from a graphite-silver mixture or the like, Mistake.
  • the pressurization moves the key element 214 back to the starting position shown in FIG. 6.
  • the calotte 218 moves out of the deflected position in accordance with 218 'back to the starting position. This will make the electrical Connection between the two contacts 228a and 228b canceled again.
  • circuit board 224 techniques and materials use an arrangement of different conductor tracks or various contacts with a very small distance, even for mass production allow. To ensure this, it is necessary costly manufacturing process for the PCBs or valuable materials for the conductor tracks, such as gold. This increases the Manufacturing costs of one with the keyboard arrangement according to FIG 6 additionally trained electronic device. Because of making the electrical connection small contacts required between contacts 228a and 228b Dimensioning creates the further problem that the keyboard layout and the circuit board assigned to this opposite external influences, especially pollution, very much becomes sensitive. Is stored, for example, in the area of Contacts 228a, 228b dust off, so there is sufficient contact no longer guaranteed by the deflected calotte 218 '.
  • This task is accomplished through a keyboard layout for a electronic device, in particular for a mobile electronic device, such as a mobile radio terminal, solved, comprising at least one keyboard mat at least one control element, the at least one Control element on an actuation side of the at least protrudes a keyboard mat and at least that an operating element on a side facing away from the actuation side Contact side with electrically conductive contact means is provided, further the control element when pressurized from a rest position to a contact position is shiftable, in which at least two assigned to it electrical contacts of an electronic circuit the contact means can be connected or connected in an electrically conductive manner are, and with the keyboard arrangement according to the invention it is also provided that the contact means one respective control element separately assigned contact body made of electrically conductive, elastically deformable material include.
  • the invention provides that the keyboard mat in the area of the at least one control element on their contact side with a contact body provided electrically conductive, elastically deformable material is.
  • a contact body provided electrically conductive, elastically deformable material is.
  • the geometric Shape of the contact body can be provided according to the invention be that it is essentially cylindrical or bulbous Shape, preferably essentially circular cylindrical Form, has and with one of its bases on the contact side of the control element is set. He can too include conical sections to facilitate assembly. The contact body is then put together when pressure is applied pressed on the electronic circuit with the control element, this can deform accordingly, whereby - as already stated above - the elastic material any existing dust particles evades and where the contact surface accordingly under pressure increased.
  • the at least one control element is integrally formed on the keyboard mat.
  • the formation of the at least one control element integral on the keyboard mat allows the keyboard layout to produce as a single assembly, whereby the further Assembly of the keyboard arrangement or the one provided with it electronic device is simplified.
  • At least an operating element via a resilient connection area is connected to the keyboard mat, at least a control when pressurized under elastic deformation of the connection area against one Spring force can be shifted from the rest position to the contact position and when the pressure is released automatically moved back to the rest position.
  • a control when pressurized under elastic deformation of the connection area against one Spring force can be shifted from the rest position to the contact position and when the pressure is released automatically moved back to the rest position.
  • the keyboard mat is advantageously made of soft elastic Material, preferably made of rubber, especially silicone manufactured. This choice of material ensures at low Material and manufacturing costs a reliable function and good haptic properties of the controls of the keyboard mat. This is particularly the case if at least an operating element executed as a push button is.
  • the keyboard mat a plurality of grouped Controls includes and that this plurality of controls a common key element is assigned, the key element being able to tumble when pressurized or / and can be depressed and when pressurized the common key element at least one of these assigned control element from the rest position in the contact position is shiftable.
  • Such a staggering movable or / and depressable button element allows easy operation of complex electronic menu structures Contraption. This is the case, for example, with mobile radio terminals required, which with increasingly comprehensive functions be equipped with hierarchical menu structures are selectable.
  • the invention is particularly suitable for a reliable constructive realization of such Key elements with little manufacturing effort and low manufacturing costs.
  • the key element mentioned above is used as a so-called navigation key with which navigation in four or possibly eight in regular Angular distances possible over 360 ° distributed directions should be provided in a further development of the invention be that the button element four controls are assigned, with the four controls in the area the corner points of one inscribed in the contour of the key element Square are arranged. Ergonomic operation and gives an attractive visual appearance in this variant of the invention, for example, if the key element has a substantially circular contour.
  • each of the controls assigned to the key element Has shaft section and that the key element corresponding Has recesses for storing the key element on the controls assigned to it take up one shaft section each.
  • the key element made of a rubber material, preferably silicone or / and preferably with higher hardness than the keyboard mat or / and the contact body is made.
  • the invention further relates to an electronic device, especially a mobile electronic device, such as a mobile radio terminal comprising a keyboard arrangement according to one of the preceding claims.
  • a keyboard arrangement according to the invention is general in FIG designated 10. This is for installation in a Electronic device, not shown, in the example Mobile radio terminal, provided and includes a keyboard mat 12. From the keyboard mat 12, in particular from its actuation side 14 jump out of several operating elements 16, which are designed as push buttons. Furthermore, the Keyboard arrangement 10 a key element 18, which around the in Figure 2 shown tilt axes A and B in a total of four tilt directions is tiltable. In the middle right in Figure 1 A region 20 is provided in the area of the keyboard arrangement 10 with a central opening 22 into which a microphone can be used. There are also 12 recesses in the keyboard mat 24 in the immediate vicinity of the enclosure 20 and notches 26 are provided which are used to determine the Keyboard mat 12 in the electronic device, not shown serve.
  • the keyboard mat 12 is made of a soft elastic Made of silicone material, the push buttons 16 are integrally formed with the keyboard mat 12.
  • each control element 28 comprises a pin-shaped Shank 30, a substantially circular cylindrical Flange 32 and a conical connection area 34, about which the control element 28 with the keyboard mat 12th connected is.
  • the exact structure and functionality of the controls 16 and 28 is exemplified below with reference to Figures 4 and 5 described for an operating element 28.
  • the 4 shows a sectional view along the section line IV-IV from FIG. 2 shows the keyboard arrangement according to the invention including the tumbling movable key element 18. This is on the four controls arranged at the corner points of a square 28 in parallel to the actuating side 14 of the Keyboard assembly 10 is not slidably mounted.
  • the key element 18 has recesses 36 in which each insert a shaft 30 of an operating element 28 is.
  • the controls 28 at their ends 38 remote from the keyboard mats conical are the controls 28 at their ends 38 remote from the keyboard mats conical.
  • the key element 18 lies with his Bottom 40 on a step surface 42 of each control 28 on, the step surface 42 from the transition from the shaft 30 to the flange 32.
  • FIG. 5 also shows how the connection area 34 connects the control element 28 to the keyboard mat 12.
  • the connection area 34 can also be seen from FIG. 3 frustoconical with a small wall thickness.
  • On the contact side facing away from the actuation side 14 44 is a pill-shaped one below each control Contact body 46 formed.
  • This contact body 46 is made made of conductive silicone with low (Shore A) hardness.
  • the contact body 46 is on the contact side 44 of the keyboard mat 12 fixed in the area of the control elements 28 by gluing. For example, one presses the button element 18 accordingly Arrow P according to Figure 5, so the control element from its rest position shown in FIG Deformation of the connection area 34 in a contact position relocated. The is in this contact position Contact body 46 in mutual contact with one in FIG.
  • circuit board 48 on which one electronic circuit is realized.
  • contact body 46 With mutual mechanical Contact between circuit board 48 and contact body 46 bridges the distance between two electrical, on the PCB implemented contacts 50 and 52 and thus ensures for an electrical connection of these contacts.
  • the Pressurization released according to arrow P d. H. if the key element 18 is released again, it is moved this automatically by reshaping the connection area 34 in its starting position, the contact body 46 stands out from the circuit board 48 and the control element 28 together with contact body 46 in that shown in Figure 5 Return to rest position.
  • the invention shows, compared to the state shown in Figure 6 der Kunststoff, a highly simplified keyboard arrangement, which is inexpensive to manufacture and high functional reliability offers. If you put yourself under renewed attraction of Figure 5 before the case that in the area of the two contacts 50, 52 of the circuit board 48 dust deposits are present, so the invention enables despite these dust deposits a secure electrical connection of the two contacts 50, 52, since the contact body 46 is under pressure according to arrow P due to its soft elastic material properties deformed and thus evade deposits and for reliable contact of contacts 50 and 52 can worry.
  • Two adjacent controls can also be used 28, as shown in Figure 5, in close proximity to each other arrange without affecting their operation would be. This is a further miniaturization of the Keyboard layout according to a required miniaturization the associated electronic device possible.
  • the invention can be proportionately based on the simple constructive design that is inexpensive available materials for realizing the invention and the favorable properties with regard to contacting of PCB contacts considerable savings in the manufacture of the keyboard arrangement according to the invention and achieve when using corresponding circuit boards.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tastaturanordnung für eine elektronische Vorrichtung, insbesondere für eine mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät, umfassend wenigstens eine Tastaturmatte (12) mit wenigstens einem Bedienungselement (16, 28), wobei das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) auf einer Betätigungsseite (14) von der wenigstens einen Tastaturmatte (12) vorspringt und wobei das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) auf einer der Betätigungsseite (14) abgewandten Kontaktseite (44) mit elektrisch leitenden Kontaktmitteln (46) versehen ist, wobei weiter das Bedienungselement (16, 28) bei Druckbeaufschlagung (P) aus einer Ruhestellung in eine Kontaktstellung verlagerbar ist, in welcher wenigstens zwei diesem zugeordnete elektrische Kontakte (50, 52) einer elektronischen Schaltung (48) über die Kontaktmittel (46) elektrisch leitend verbindbar oder verbunden sind. Bei der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kontaktmittel (46) einen dem jeweiligen Bedienungselement (16, 28) separat zugeordneten Kontaktkörper (46) aus elektrisch leitendem, elastisch deformierbarem Material umfassen. Die Erfindung betrifft ferner eine elektronische Vorrichtung, insbesondere eine mobilelektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät mit einer derartigen Tastaturanordnung. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tastaturanordnung für eine elektronische Vorrichtung, insbesondere für eine mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät, umfassend wenigstens eine Tastaturmatte mit wenigstens einem Bedienungselement, wobei das wenigstens eine Bedienungselement auf einer Betätigungsseite von der wenigstens einen Tastaturmatte vorspringt und wobei das wenigstens eine Bedienungselement auf einer der Betätigungsseite abgewandten Kontaktseite mit elektrisch leitenden Kontaktmitteln versehen ist, wobei weiter das Bedienungselement bei Druckbeaufschlagung aus einer Ruhestellung in eine Kontaktstellung verlagerbar ist, in welcher wenigstens zwei diesem zugeordnete elektrische Kontakte einer elektronischen Schaltung über die Kontaktmittel elektrisch leitend verbindbar oder verbunden sind.
Eine derartige Tastaturanordnung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Zur näheren Erläuterung dieses Standes der Technik wird auf Figur 6 verwiesen, die der JP 100 120 88-A entspricht. In Figur 6 ist eine Tastaturanordnung 210 nach dem Stand der Technik gezeigt. Diese Tastaturanordnung 210 ist modulartig aufgebaut und umfaßt eine Tastaturmatte 212, an welcher Tastenelemente 214 ausgebildet sind. Die Tastaturmatte 212 ist auf eine eine Polykarbonatfolie 216 aufgeklebt, wobei diese Polykarbonatfolie 216 im Bereich der Tastenelemente 214 der Tastaturmatte kalottenförmige Erhebungen 218 aufweist, die in die Polykarbonatfolie 216 eingeprägt sind. Auf der von der Tastaturmatte 212 abgewandten Seite der Polykarbonatfolie 216 ist eine Abstandsplatte 220 mit Durchbrüchen im Bereich der Kalotten 218 angeordnet. Von dieser ausgehend ist die Tastaturanordnung 210 über eine Verbindungsschicht 222 mit einer Leiterplatte 224 verbunden, welche mechanisch durch eine Verstärkungsplatte 226 verstärkt ist. Bei Druckbeaufschlagung des Tastenelements 214 entsprechend Pfeil P in Figur 6 wird das Tastenelement nach unten auf die Oberseite der diesem zugeordneten Kalotte 218 zu bewegt und übt Druck auf diese Kalotte 218 aus. Unter Einwirkung dieser Druckkraft knickt die Kalotte 218 aus ihrer in Figur 6 mit durchgezogener Linie gezeigten Ausgangsstellung in eine in Figur 6 mit strichlierter Linie gezeigte und mit 218' bezeichnete Auslenkstellung. Die Polykarbonatfolie 216 ist an ihrer von der Tastaturmatte 212 abgewandten Seite zumindest im Bereich der Kalotten 218 mit einem Kontaktlack, beispielsweise aus einer Graphit-Silber-Mischung oder dergleichen, versehen. In der Auslenkstellung 218' berührt die mit dem Kontaktlack versehene Oberfläche der Kalotte die Leiterplatte und kann somit zwei auf der Leiterplatte verlaufende Kontakte 228a und 228b miteinander elektrisch verbinden. Nach Aufhebung der Druckbeaufschlagung bewegt sich das Tastenelement 214 in die in Figur 6 gezeigte Ausgangsstellung zurück. Ebenso bewegt sich die Kalotte 218 aus der Auslenkstellung gemäß 218' in die Ausgangsstellung zurück. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 228a und 228b wieder aufgehoben.
Eine derartige sandwichartig aufgebaute Tastaturanordnung gemäß dem Stand der Technik nach Figur 6 weist jedoch erhebliche Nachteile auf. Aufgrund des modulartigen Aufbaus aus mehreren Schichten, nämlich Tastaturmatte 212, PC-Folie 216 und Abstandsplatte 220 ist die Fertigung der Tastaturanordnung 210 verhältnismäßig aufwendig und kostenintensiv, insbesondere auch deshalb, weil die PC-Folie zumindest abschnittsweise noch zusätzlich mit dem Kontaktlack zu versehen ist. Ersetzt man die PC-Folie 216 durch eine mit Metallkalotten versehene Platte, um dadurch die Betätigungszuverlässigkeit zu verbessern, erhöhen sich die Herstellungskosten für die Tastaturanordnung gemäß dem Stand der Technik weiter. Darüber hinaus unterliegt die in Figur 6 gezeigte Tastaturanordnung 210 gemäß dem Stand der Technik dem Problem, daß durch die Auslenkung von Kalotten auf der Leiterplatte 224 nur sehr kleine geometrische Distanzen für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den beiden Kontakten 228a und 228b überbrückt werden können. Daher ist es erforderlich, bei der Herstellung der Leiterplatte 224 Techniken und Materialien zu verwenden, die eine Anordnung verschiedener Leiterbahnen bzw. verschiedener Kontakte mit sehr kleinem Abstand auch bei Massenfertigung zulassen. Um dies zu gewährleisten, ist es erforderlich, kostenintensive Herstellungsverfahren für die Leiterplatten oder wertvolle Materialien für die Leiterbahnen, wie beispielsweise Gold, zu verwenden. Dies erhöht die Herstellungskosten einer mit der Tastaturanordnung gemäß Figur 6 ausgebildeten elektronischen Vorrichtung zusätzlich. Aufgrund der für die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten 228a und 228b erforderlichen kleinen Dimensionierung entsteht das weitere Problem, daß die Tastaturanordnung und die dieser zugeordnete Leiterplatte gegenüber äußeren Einflüssen, insbesondere Verschmutzung, sehr empfindlich wird. Lagert sich beispielsweise im Bereich der Kontakte 228a, 228b Staub ab, so ist eine hinreichende Kontaktierung durch die ausgelenkte Kalotte 218' nicht mehr gewährleistet.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tastaturanordnung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, welche bei einfacher und kostengünstiger Fertigung in Verbindung mit kostengünstig hergestellten Leiterplatten herkömmlicher Bauweise einen zuverlässigen und gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlichen Betrieb gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Tastaturanordnung für eine elektronischen Vorrichtung, insbesondere für eine mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät, gelöst, umfassend wenigstens eine Tastaturmatte mit wenigstens einem Bedienungselement, wobei das wenigstens eine Bedienungselement auf einer Betätigungsseite von der wenigstens einen Tastaturmatte vorspringt und wobei das wenigstens eine Bedienungselement auf einer der Betätigungsseite abgewandten Kontaktseite mit elektrisch leitenden Kontaktmitteln versehen ist, wobei weiter das Bedienungselement bei Druckbeaufschlagung aus einer Ruhestellung in eine Kontaktstellung verlagerbar ist, in welcher wenigstens zwei diesem zugeordnete elektrische Kontakte einer elektronischen Schaltung über die Kontaktmittel elektrisch leitend verbindbar oder verbunden sind, und wobei bei der erfindungsgemäßen Tastaturanordnung ferner vorgesehen ist, daß die Kontaktmittel einen dem jeweiligen Bedienungselement separat zugeordneten Kontaktkörper aus elektrisch leitendem, elastisch deformierbarem Material umfassen.
Statt die Tastaturanordnung in Sandwichbauweise modulartig aufzubauen, wie vorstehend mit Bezug auf Figur 6 zum Stand der Technik beschrieben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Tastaturmatte im Bereich des wenigstens einen Bedienungselements auf ihrer Kontaktseite mit einem Kontaktkörper aus elektrisch leitendem, elastisch deformierbarem Material versehen ist. Dadurch ist es möglich, über einen verhältnismäßig großen Bereich eine elektrische Verbindung zwischen zwei elektrischen Kontakten einer elektronischen Schaltung, beispielsweise auf der Leiterplatte, elektrisch leitend zu verbinden, und dies bei einfachem Aufbau der Tastaturanordnung, da diese lediglich die Tasturmatte und daran ausgebildete Kontaktkörper umfaßt. Ferner wird gleichzeitig eine zuverlässige und gegenüber Ablagerung von Staub oder Schmutzpartikeln auf der Leiterplatte unempfindliche Funktionsweise der Tastaturanordnung gewährleistet. Stellt man sich beispielsweise vor, daß sich - wie eingangs mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben - im Bereich der zu verbindenden elektrischen Kontakte der elektronischen Schaltung Staub ablagert, so drückt der Kontaktkörper zwar auf die Staubpartikel, deformiert sich aufgrund seiner Elastizität jedoch unter der Druckbeaufschlagung vermittels des Bedienungselements derart, daß er trotz der Staubpartikel die zu verbindenden elektrischen Kontakte berührt und somit für eine elektrisch leitende Verbindung sorgt. Die Möglichkeit, mittels der Erfindung auch größere Abstände elektrisch leitend zu überbrücken, verbessert ferner die Kostensituation hinsichtlich der zu verwendenden Leiterplatten, da nunmehr herkömmliche Leiterplatten verwendet werden können, die mit Standardtechniken und weniger kostenintensiven Materialien, wie beispielsweise mit Graphit-Leiterbahnen, hergestellt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, elektrische Kontakte bzw. Leiterbahnen die in einem Abstand von bis zu 6 mm auf der Leiterplatte angeordnet sind, durch einen entsprechend dimensionierten Kontaktkörper elektrisch leitend zu verbinden.
Hinsichtlich der Materialwahl für den Kontaktkörper kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß dieser aus einem elektrisch leitenden elastischen Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden weichelastischen Gummimaterial, insbesondere aus elektrisch leitendem Silikonmaterial, hergestellt ist. Eine derartige Materialwahl sorgt für eine zuverlässige Funktionsweise der Tastaturanordnung mit langer Lebensdauer. Darüber hinaus sind die genannten Materialien kostengünstig verfügbar und bei der Fertigung ohne das Erfordernis besonderer Vorkehrungen einfach handzuhaben.
Vorstehend wurden bereits Hinweise auf eine mögliche Dimensionierung des Kontaktkörpers gegeben. Hinsichtlich der geometrischen Gestalt des Kontaktkörpers kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß er im wesentlichen zylindrische oder bauchige Form, vorzugsweise im wesentlichen kreiszylindrische Form, aufweist und mit einer seiner Grundflächen an der Kontaktseite des Bedienungselements festgelegt ist. Er kann auch zur Erleichterung der Montage konische Abschnitte umfassen. Wird der Kontaktkörper dann bei Druckbeaufschlagung zusammen mit dem Bedienungselement auf die elektronische Schaltung gedrückt, so kann sich dieser entsprechend deformieren, wobei - wie vorstehend bereits dargelegt - das elastische Material eventuell vorhandenen Staubpartikeln ausweicht und wobei sich unter der Druckbeaufschlagung die Kontaktfläche entsprechend vergrößert.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Tastaturanordnung kann vorgesehen sein, daß das wenigstens eine Bedienungselement integral an der Tastaturmatte ausgebildet ist. Die Ausbildung des wenigstens einen Bedienungselements integral an der Tastaturmatte ermöglicht es, die Tastaturanordnung als einheitliche Baugruppe herzustellen, wodurch die weitere Montage der Tastaturanordnung bzw. der mit dieser versehenen elektronischen Vorrichtung vereinfacht wird.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das wenigstens eine Bedienungselement über einen federnden Verbindungsbereich mit der Tastaturmatte verbunden ist, wobei das wenigstens eine Bedienungselement bei Druckbeaufschlagung unter elastischer Deformation des Verbindungsbereichs gegen eine Federkraft aus der Ruhestellung in die Kontaktstellung verlagerbar ist und sich bei Aufhebung der Druckbeaufschlagung selbsttätig in die Ruhestellung zurück bewegt. Eine derartige Ausbildung der Tastaturmatte ist im Vergleich zu dem in Bezug auf Figur 6 eingangs beschriebenen Stand der Technik insbesondere deshalb erforderlich, weil die Federwirkung der ausgelenkten Kalotten bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr vorhanden ist. Die Rückstellwirkung kann erfindungsgemäß beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der federnde Verbindungsbereich mit geringer Wandstärke ausgebildet ist und sich ausgehend von der Tastaturmatte zu dem Bedienungselement hin verengt. Bei einer derartigen Ausbildung der Tastaturmatte verformt sich unter Druckbeaufschlagung lediglich der federnde Verbindungsbereich, so daß eine gezielte Verlagerung zwischen Ruhestellung und Kontaktstellung erreicht werden kann. Vorteilhafterweise ist die Tastaturmatte aus weichelastischem Material, vorzugsweise aus Gummi, insbesondere aus Silikon hergestellt. Diese Materialwahl gewährleistet bei geringen Material- und Fertigungskosten eine zuverlässige Funktion und gute haptische Eigenschaften der Bedienungselemente der Tastaturmatte. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das wenigstens eine Bedienungselement als Drucktaste ausgeführt ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Tastaturmatte eine Mehrzahl gruppiert angeordneter Bedienungselemente umfaßt und daß dieser Mehrzahl von Bedienungselementen ein gemeinsames Tastenelement zugeordnet ist, wobei das Tastenelement bei Druckbeaufschlagung taumelnd bewegbar oder/und niederdrückbar ist und wobei bei Druckbeaufschlagung des gemeinsamen Tastenelements wenigstens ein diesem zugeordnetes Bedienungselement aus der Ruhestellung in die Kontaktstellung verlagerbar ist. Ein derartiges taumelnd bewegbares oder/und niederdrückbares Tastenelement ermöglicht eine einfache Bedienung komplexer Menüstrukturen der elektronischen Vorrichtung. Dies ist beispielsweise bei Mobilfunk-Endgeräten erforderlich, welche mit immer umfassenderen Funktionen ausgestattet werden, die über hierarchische Menüstrukturen auswählbar sind. Die Erfindung eignet sich insbesondere für eine zuverlässige konstruktive Realisierung derartiger Tastenelemente bei geringem fertigungstechnischen Aufwand und geringen Fertigungskosten. Es hat sich im Zusammenhang mit einem mehreren Bedienungselementen zugeordneten Tastenelement nämlich gezeigt, daß gerade aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung entsprechender elektronischer Vorrichtungen Probleme auftreten können, die auf die konstruktive Gestaltung der Tastaturanordnung gemäß dem Stand der Technik, wie eingangs mit Bezug auf Figur 6 erläutert, zurückzuführen sind. Aufgrund des erheblich vereinfachten Aufbaus der Tastaturanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung können diese Probleme ausgeräumt werden und es kann ein mehreren Bedienungselementen gemeinsam zugeordnetes Tastenelement ohne Funktionseinbußen zusammen mit der elektronischen Vorrichtung weiter miniaturisiert werden.
Führt man das vorstehend angesprochene Tastenelement beispielsweise als sogenannte Navigationstaste aus, mit welcher eine Navigation in vier oder gegebenenfalls acht in regelmäßigen Winkelabständen über 360° verteilte Richtungen möglich sein soll, so kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß dem Tastenelement vier Bedienungselemente zugeordnet sind, wobei die vier Bedienungselemente im Bereich der Eckpunkte eines der Kontur des Tastenelements einbeschriebenen Quadrats angeordnet sind. Eine ergonomische Bedienung und eine ansprechende optische Erscheinung ergibt sich bei dieser Erfindungsvariante beispielsweise dann, wenn das Tastenelement im wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist.
Um das zusätzliche Tastenelement sicher und gegen unerwünschtes Verlagern geschützt auf der Tastaturmatte anzuordnen, kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, daß jedes der dem Tastenelement zugeordneten Bedienungselemente einen Schaftabschnitt aufweist und daß das Tastenelement korrespondierende Ausnehmungen aufweist, welche zur Lagerung des Tastenelements auf den diesem zugeordneten Bedienungselementen jeweils einen Schaftabschnitt aufnehmen. Um auch für das Tastenelement gute haptische Eigenschaften zu erzielen, kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, daß das Tastenelement aus einem Gummimaterial, vorzugsweise aus Silikon oder/und vorzugsweise mit höherer Härte als die Tastaturmatte oder/und der Kontaktkörper, hergestellt ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine elektronische Vorrichtung, insbesondere eine mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät, umfassend eine Tastaturanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:
Figur 1
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Tastaturanordnung;
Figur 2
eine Draufsicht der Tastaturanordnung gemäß Figur 1;
Figur 3
eine perspektivische Ansicht der Tastaturanordnung gemäß Figur 1, wobei jedoch ein zusätzliches Tastenelement weggelassen wurde;
Figur 4
eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IV-IV aus Figur 2;
Figur 5
eine Vergrößerung des in Figur 4 mit V bezeichneten Bildausschnitts und
Figur 6
eine Teilschnittdarstellung durch eine herkömmliche Tastaturanordnung nach dem Stand der Technik.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Tastaturanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese ist für den Einbau in eine nicht gezeigte elektronische Vorrichtung, im Beispielfall ein Mobilfunk-Endgerät, vorgesehen und umfaßt eine Tastaturmatte 12. Von der Tastaturmatte 12, insbesondere von deren Betätigungsseite 14 aus springen mehrere Bedienungselemente 16 vor, welche als Drucktasten ausgebildet sind. Ferner umfaßt die Tastaturanordnung 10 ein Tastenelement 18, welches um die in Figur 2 gezeigten Kippachsen A und B in insgesamt vier Kipprichtungen verkippbar ist. Im in Figur 1 rechten mittleren Bereich der Tastaturanordnung 10 ist eine Einfassung 20 vorgesehen mit einer zentralen Öffnung 22, in welche ein Mikrophon einsetzbar ist. Ferner sind in der Tastaturmatte 12 Ausnehmungen 24 in der unmittelbaren Umgebung der Einfassung 20 sowie Einkerbungen 26 vorgesehen, welche zur Festlegung der Tastaturmatte 12 in der nicht gezeigten elektronischen Vorrichtung dienen. Die Tastaturmatte 12 ist aus einem weichelastischen Silikonmaterial hergestellt, wobei die Drucktasten 16 integral mit der Tastaturmatte 12 ausgebildet sind.
In Figur 3 ist die Tastaturmatte 12 unter Weglassung des Tastenelements 18 dargestellt. Dieser Figur ist zu entnehmen, daß das Tastenelement 18 auf vier Bedienungselementen 28 gelagert ist. Jedes Bedienungselement 28 umfaßt einen zapfenförmigen Schaft 30, einen im wesentlichen kreiszylindrischen Flansch 32 und einen konischen Verbindungsbereich 34, über welchen das Bedienungselement 28 mit der Tastaturmatte 12 verbunden ist.
Der genaue Aufbau und die Funktionsweise der Bedienungselemente 16 bzw. 28 wird im folgenden beispielhaft anhand der Figuren 4 und 5 für ein Bedienungselement 28 beschrieben. Die in Figur 4 gezeigte Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie IV-IV aus Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Tastaturanordnung samt dem taumelnd bewegbaren Tastenelement 18. Dieses ist auf die vier an Eckpunkten eines Quadrats angeordnete Bedienungselemente 28 in parallel zur Betätigungsseite 14 der Tastaturanordnung 10 nicht verschiebbarer Weise gelagert. Hierzu weist das Tastenelement 18 Ausnehmungen 36 auf, in welche jeweils ein Schaft 30 eines Bedienungselements 28 einführbar ist. Zum erleichterten Einführen der Bedienungselemente 28 in die Ausnehmungen 36 bei der Montage sind die Bedienungselemente 28 an ihren tastaturmattenfernen Enden 38 konisch ausgebildet. Das Tastenelement 18 liegt mit seiner Unterseite 40 auf einer Stufenfläche 42 jedes Bedienungselements 28 auf, wobei sich die Stufenfläche 42 aus dem Übergang von dem Schaft 30 zu dem Flansch 32 ergibt.
In Figur 5 ist ferner ersichtlich, wie der Verbindungsbereich 34 das Bedienungselement 28 mit der Tastaturmatte 12 verbindet. Der Verbindungsbereich 34 ist wie auch aus Figur 3 ersichtlich kegelstumpfartig mit geringer Wandstärke ausgebildet. Auf der der Betätigungsseite 14 abgewandten Kontaktseite 44 ist unterhalb jedes Bedienungselements ein pillenförmiger Kontaktkörper 46 ausgebildet. Dieser Kontaktkörper 46 besteht aus leitfähigem Silikon geringer (Shore-A-) Härte. Der Kontaktkörper 46 ist an der Kontaktseite 44 der Tastaturmatte 12 im Bereich der Bedienungselemente 28 durch Verklebung festgelegt. Drückt man beispielsweise auf das Tastenelement 18 entsprechend Pfeil P gemäß Figur 5, so wird das Bedienungselement aus seiner in Figur 5 dargestellten Ruhestellung unter Deformation des Verbindungsbereichs 34 in eine Kontaktstellung verlagert. In dieser Kontaktstellung befindet sich der Kontaktkörper 46 in gegenseitiger Anlage mit einer in Figur 5 strichliert dargestellten Leiterplatte 48, auf welcher eine elektronische Schaltung realisiert ist. Bei gegenseitigen mechanischen Kontakt zwischen Leiterplatte 48 und Kontaktkörper 46 überbrückt dieser den Abstand zweier elektrischer, auf der Leiterplatte implementierter Kontakte 50 und 52 und sorgt somit für eine elektrische Verbindung dieser Kontakte. Wird die Druckbeaufschlagung entsprechend Pfeil P wieder aufgehoben, d. h. wird das Tastenelement 18 wieder freigegeben, so bewegt sich dieses selbsttätig unter Zurückformung des Verbindungsbereichs 34 in seine Ausgangsstellung, wobei der Kontaktkörper 46 sich von der Leiterplatte 48 abhebt und das Bedienungselement 28 samt Kontaktkörper 46 in die in Figur 5 gezeigte Ruhestellung zurückkehren.
Die Erfindung zeigt, gegenüber dem in Figur 6 gezeigten Stand der Technik, eine stark vereinfachte Tastaturanordnung, welche kostengünstig herstellbar ist und eine hohe Funktionssicherheit bietet. Stellt man sich unter erneuter Heranziehung von Figur 5 den Fall vor, daß im Bereich der beiden Kontakte 50, 52 der Leiterplatte 48 Staubablagerungen vorhanden sind, so ermöglicht die Erfindung trotz dieser Staubablagerungen eine sichere elektrische Verbindung der beiden Kontakte 50, 52, da sich der Kontaktkörper 46 unter der Druckbeaufschlagung gemäß Pfeil P aufgrund seiner weichelastischen Materialeigenschaften deformiert und somit Ablagerungen ausweichen und für eine zuverlässige Berührung der Kontakte 50 und 52 sorgen kann. Ferner lassen sich zwei benachbarte Bedienungselemente 28, wie in Figur 5 gezeigt, in großer Nähe zueinander anordnen, ohne daß deren Funktionsweise beeinträchtigt werden würde. Dadurch ist eine weitere Miniaturisierung der Tastaturanordnung nach Maßgabe einer erforderlichen Miniaturisierung der zugehörigen elektronischen Vorrichtung möglich. Überdies lassen sich durch die Erfindung aufgrund der verhältnismäßig einfachen konstruktiven Gestaltung, der kostengünstig verfügbaren Materialien zur Realisierung der Erfindung und der günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Kontaktierung von Leiterplattenkontakten erhebliche Einsparungen bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Tastaturanordnung und bei der Verwendung korrespondierender Leiterplatten erzielen.

Claims (14)

  1. Tastaturanordnung (10) für eine elektronische Vorrichtung, insbesondere für eine mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunk-Endgerät, umfassend wenigstens eine Tastaturmatte (12) mit wenigstens einem Bedienungselement (16, 28), wobei das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) auf einer Betätigungsseite (14) von der wenigstens einen Tastaturmatte (12) vorspringt und wobei das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) auf einer der Betätigungsseite (14) abgewandten Kontaktseite (44) mit elektrisch leitenden Kontaktmitteln (46) versehen ist, wobei weiter das Bedienungselement (16, 28) bei Druckbeaufschlagung (P) aus einer Ruhestellung in eine Kontaktstellung verlagerbar ist, in welcher wenigstens zwei diesem zugeordnete elektrische Kontakte (50, 52) einer elektronischen Schaltung (48) über die Kontaktmittel (46) elektrisch leitend verbindbar oder verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktmittel (46) einen dem jeweiligen Bedienungselement (16, 28) separat zugeordneten Kontaktkörper (46) aus elektrisch leitendem, elastisch deformierbarem Material umfassen.
  2. Tastaturanordnung (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktkörper (46) aus einem elektrisch leitenden elastischen Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden weichelastischen Gummimaterial, insbesondere aus elektrisch leitendem Silikonmaterial, hergestellt ist.
  3. Tastaturanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktkörper (46) im wesentlichen zylindrische oder bauchige Form, vorzugsweise im wesentlichen kreiszylindrische Form, aufweist und mit einer seiner Grundflächen an der Kontaktseite (44) des Bedienungselements (16, 28) festgelegt ist.
  4. Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) integral an der Tastaturmatte (12) ausgebildet ist.
  5. Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) über einen federnden Verbindungsbereich (34) mit der Tastaturmatte (12) verbunden ist, wobei das wenigstens eine Bedienungselement (16, 28) bei Druckbeaufschlagung (P) unter elastischer Deformation des Verbindungsbereichs (34) gegen eine Federkraft aus der Ruhestellung in die Kontaktstellung verlagerbar ist und sich bei Aufhebung der Druckbeaufschlagung (P) selbsttätig in die Ruhestellung zurück bewegt.
  6. Tastaturanordnung (10) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet , daß der federnde Verbindungsbereich (34) mit geringer Wandstärke ausgebildet ist und sich ausgehend von der Tastaturmatte (12) zu dem Bedienungselement (16, 28) hin verengt.
  7. Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastaturmatte (12) aus weichelastischem Material, vorzugsweise aus Gummi, insbesondere aus Silikon, hergestellt ist.
  8. Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Bedienungselement als Drucktaste (16) ausgeführt ist.
  9. Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastaturmatte (12) eine Mehrzahl gruppiert angeordneter Bedienungselemente (28) umfaßt und daß dieser Mehrzahl von Bedienungselementen (28) ein gemeinsames Tastenelement (18) zugeordnet ist, wobei das Tastenelement (18) bei Druckbeaufschlagung (P) taumelnd bewegbar oder/und niederdrückbar ist und wobei bei Druckbeaufschlagung (P) des gemeinsamen Tastenelements (18) wenigstens ein diesem zugeordnetes Bedienungselement (28) aus der Ruhestellung in die Kontaktstellung verlagerbar ist.
  10. Tastaturanordnung (10) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet , daß dem Tastenelement (18) vier Bedienungselemente (28) zugeordnet sind, wobei die vier Bedienungselemente (28) im Bereich der Eckpunkte eines der Kontur des Tastenelements (18) einbeschriebenen Quadrats angeordnet sind.
  11. Tastaturanordnung (10) nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Tastenelement (18) im wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist.
  12. Tastaturanordnung (10) nach einem der Ansprüche 9 - 11,
    dadurch gekennzeichnet , daß jedes der dem Tastenelement (18) zugeordneten Bedienungselemente (28) einen Schaftabschnitt (30) aufweist und daß das Tastenelement (18) korrespondierende Ausnehmungen (36) aufweist, welche zur Lagerung des Tastenelements (18) auf den diesem zugeordneten Bedienungselementen (28) jeweils einen Schaftabschnitt (30) aufnehmen.
  13. Tastaturanordnung (10) nach einem der Ansprüche 9 - 12,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Tastenelement (18) aus einem Gummimaterial, vorzugsweise aus Silikon oder/und vorzugsweise mit höherer Härte als die Tastaturmatte (12) oder/und der Kontaktkörper (46), hergestellt ist.
  14. Elektronische Vorrichtung, insbesondere mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise Mobilfunk-Endgerät, umfassend eine Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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