EP1215696B1 - Tastaturanordnung für eine elektrische Vorrichtung - Google Patents

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EP1215696B1
EP1215696B1 EP20010129650 EP01129650A EP1215696B1 EP 1215696 B1 EP1215696 B1 EP 1215696B1 EP 20010129650 EP20010129650 EP 20010129650 EP 01129650 A EP01129650 A EP 01129650A EP 1215696 B1 EP1215696 B1 EP 1215696B1
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EP
European Patent Office
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keypad
arrangement according
key element
contact
mat
Prior art date
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EP20010129650
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English (en)
French (fr)
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EP1215696A3 (de
EP1215696A2 (de
Inventor
Andreas Brooren
Frank Trummer
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Gigaset Communications GmbH
Original Assignee
Gigaset Communications GmbH
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Publication date
Application filed by Gigaset Communications GmbH filed Critical Gigaset Communications GmbH
Publication of EP1215696A2 publication Critical patent/EP1215696A2/de
Publication of EP1215696A3 publication Critical patent/EP1215696A3/de
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Publication of EP1215696B1 publication Critical patent/EP1215696B1/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/78—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites
    • H01H13/785—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites characterised by the material of the contacts, e.g. conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
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    • H01H2215/00—Tactile feedback
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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 assembly for an electronic device, in particular for a mobile electronic device, such as a mobile terminal, comprising at least one keymat with at least one operating element, wherein the at least one operating element on an actuating side of the at least one keypad mat projects and the at least one operating element is provided on one of the actuating side remote contact side with electrically conductive contact means, wherein further the operating element is displaceable when pressurized from a rest position to a contact position, in which at least two associated electrical contacts of an electronic circuit via the contact means electrically connected or are connected.
  • FIG. 6 shows a keyboard arrangement 210 according to the prior art.
  • This keyboard assembly 210 is modular and includes a keyboard mat 212 on which key elements 214 are formed.
  • the keypad mat 212 is adhesively bonded to a polycarbonate foil 216, wherein this polycarbonate foil 216 in the region of the key elements 214 of the key mat has dome-shaped elevations 218 which are embossed into the polycarbonate foil 216.
  • a spacer plate 220 is disposed with openings in the region of the cap 218. From this, the keyboard assembly 210 is connected via a connecting layer 222 to a printed circuit board 224, which is mechanically reinforced by a reinforcing plate 226.
  • the key element is moved down to the top of the dome 218 associated therewith and exerts pressure on this dome 218 from. Under the action of this compressive force, the dome 218 bends from its initial position shown in FIG. 6 by a solid line into a deflection position shown by a dotted line in FIG. 6 and designated by 218 '.
  • the polycarbonate foil 216 is provided on its side facing away from the keypad mat 212 at least in the region of the calottes 218 with a contact lacquer, for example of a graphite-silver mixture or the like.
  • a contact lacquer for example of a graphite-silver mixture or the like.
  • the surface of the dome provided with the contact lacquer touches the printed circuit board and can thus electrically connect two contacts 228a and 228b extending on the printed circuit board.
  • the key element 214 moves back to the starting position shown in Figure 6.
  • the cap 218 moves from the deflection position according to 218 'back to the starting position. As a result, the electrical connection between the two contacts 228a and 228b is canceled.
  • the invention provides that the keypad is provided in the region of at least one operating element on its contact side with a contact body of electrically conductive, elastically deformable material.
  • a contact body of electrically conductive, elastically deformable material This makes it possible to electrically conduct over a relatively large area an electrical connection between two electrical contacts of an electronic circuit, for example, on the circuit board, and this with a simple construction of the keyboard assembly, since this comprises only the Tasturmatte and contact body formed thereon.
  • a reliable and against deposition of dust or dirt particles on the circuit board insensitive functioning of the keyboard assembly is guaranteed.
  • the contact body can be inventively provided that this is made of an electrically conductive elastic plastic material, preferably made of an electrically conductive soft elastic rubber material, in particular of electrically conductive silicone material.
  • an electrically conductive elastic plastic material preferably made of an electrically conductive soft elastic rubber material, in particular of electrically conductive silicone material.
  • Such a choice of material provides for a reliable operation of the keyboard assembly with a long service life.
  • the materials mentioned are available at low cost and easy to handle in manufacturing without the need for special precautions.
  • the contact body has a substantially cylindrical or bulbous shape, preferably substantially circular cylindrical shape, and is fixed with one of its bases on the contact side of the control element. It may also include conical sections to facilitate assembly. If the contact body is then pressed upon pressurization together with the operating element on the electronic circuit, it may deform accordingly, wherein - as already stated above - the elastic material evades any existing dust particles and which increases correspondingly under the pressurization of the contact surface.
  • the at least one operating element is integrally formed on the keypad mat.
  • the formation of the at least one operating element integrally on the keypad mat makes it possible to produce the keypad assembly as a unitary assembly, whereby the further assembly of the keyboard assembly or provided with this electronic device is simplified.
  • the invention can be provided that the at least one operating element is connected via a resilient connection region with the keypad mat, wherein the at least one operating element is displaceable under pressure of elastic deformation of the connecting portion against a spring force from the rest position to the contact position and when canceling the pressurization automatically moved back to the rest position.
  • a resilient connection region with the keypad mat, wherein the at least one operating element is displaceable under pressure of elastic deformation of the connecting portion against a spring force from the rest position to the contact position and when canceling the pressurization automatically moved back to the rest position.
  • the keypad mat made of soft elastic material, preferably made of rubber, in particular made of silicone. This choice of material ensures reliable operation and good tactile properties of the keyboard mat controls with low material and manufacturing costs. This is the case in particular if the at least an operating element is designed as a push button.
  • the keypad comprises a plurality of grouped controls and that this plurality of control elements is assigned a common key element, wherein the key element is tumble when pressurized and / or depressible and wherein upon pressurization of the common key element at least an associated this control element from the rest position is displaced into the contact position.
  • a wobbling movable and / or depressible key element allows easy operation of complex menu structures of the electronic device. This is necessary, for example, in mobile radio terminals, which are equipped with ever more comprehensive functions, which can be selected via hierarchical menu structures.
  • the invention is particularly suitable for a reliable constructive realization of such key elements with low production costs and low production costs.
  • the key element for example, as a so-called navigation key, with which a navigation in four or possibly eight in regular Angular distances over 360 ° distributed directions should be possible
  • the key element four controls are assigned, wherein the four controls are arranged in the region of the vertices of the contour of the key element inscribed square.
  • each of the key element associated controls has a shaft portion and that the key element has corresponding recesses, which for the storage of the key element on this associated control elements respectively pick up a shaft section.
  • the key element of a rubber material, preferably made of silicone and / or preferably with higher hardness than the keypad mat and / or the contact body is made.
  • the invention further relates to an electronic device, in particular a mobile electronic device, such as a mobile radio terminal, comprising a keyboard arrangement according to one of the preceding claims.
  • a keyboard arrangement is designated generally by 10. This is for installation in an electronic device, not shown, in the example, a mobile terminal, provided and includes a keyboard mat 12. From the keypad mat 12, in particular from the actuation side 14 of several jump control elements 16 before, which are designed as push buttons. Furthermore, the keyboard assembly 10 includes a key element 18 which is tiltable about the tilt axes A and B shown in Figure 2 in a total of four tilting directions. In the right in Figure 1 middle portion of the keyboard assembly 10, a skirt 20 is provided with a central opening 22, in which a microphone can be used. Further, in the keypad mat 12 recesses 24 in the immediate vicinity of the enclosure 20 and notches 26 are provided which serve to fix the keypad mat 12 in the electronic device, not shown. The keypad mat 12 is made of a soft elastic silicone material, wherein the push buttons 16 are integrally formed with the keypad mat 12.
  • FIG. 3 the keypad mat 12 is shown omitting the key element 18.
  • This figure shows that the key element 18 is mounted on four control elements 28.
  • Each operating element 28 comprises a pin-shaped shaft 30, a substantially circular-cylindrical flange 32 and a conical connecting portion 34, via which the control element 28 is connected to the keypad mat 12.
  • FIG. 2 shows the keyboard arrangement according to the invention together with the wobbling movable key element 18.
  • This is mounted on the four arranged at corners of a square controls 28 in parallel to the actuating side 14 of the keyboard assembly 10 not displaceable manner ,
  • the key element 18 recesses 36, in each of which a shaft 30 of an operating element 28 is inserted.
  • the controls 28 are conically formed at their keyboard matte distal ends 38.
  • the key element 18 lies with its underside 40 on a step surface 42 of each operating element 28, wherein the step surface 42 results from the transition from the shaft 30 to the flange 32.
  • FIG. 5 also shows how the connecting region 34 connects the operating element 28 to the keypad mat 12.
  • the connecting region 34 is configured as a truncated cone with a small wall thickness.
  • a pill-shaped contact body 46 is formed below each operating element.
  • This contact body 46 is made of conductive silicone low (Shore A) hardness.
  • the contact body 46 is fixed to the contact side 44 of the keypad mat 12 in the region of the operating elements 28 by gluing. If, for example, one presses on the key element 18 in accordance with the arrow P according to FIG. 5, then the operating element is displaced out of its rest position shown in FIG. 5 while deforming the connecting region 34 into a contact position.
  • the invention shows, compared to the prior art shown in Figure 6, a much simplified keyboard assembly, which is inexpensive to produce and provides high reliability. If, again referring to FIG. 5, the situation is that dust deposits are present in the region of the two contacts 50, 52 of the printed circuit board, the invention permits a secure electrical connection of the two contacts 50, 52 despite these dust deposits Contact body 46 under the pressurization according to arrow P deformed due to its soft elastic material properties and thus dodge deposits and can provide a reliable contact of the contacts 50 and 52. Furthermore, two adjacent control elements 28, as shown in Figure 5, can be arranged in close proximity to each other, without their operation would be affected. Thereby, a further miniaturization of the keyboard assembly in accordance with a required miniaturization of the associated electronic device is possible. Moreover, the invention can be due to the relatively simple structural design, the cost available materials for the realization of the invention and the favorable properties in terms of contacting Of PCB contacts achieve significant savings in the production of the keyboard assembly according to the invention and in the use of corresponding circuit boards.

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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, wie z.B. aus der US-A-4710597 . 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 gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • 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 (13)

  1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Bedienungselemente vorgesehen sind, von denen wenigstens eines als Drucktaste (16) ausgebildet ist und wenigstens zwei als ein einen Schaftabschnitt (30) aufweisendes Bedienungselement (28) für ein zugeordnetes Tastenelement (18) mit zum jeweiligen Schaftabschnitt (30) korrespondierenden Ausnehmungen (36), welche zur Lagerung des Tastenelements (18) auf den diesem zugeordneten Bedienungselementen (28) jeweils einen Schaftabschnitt (30) aufnehmen.
  2. Tastaturanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel einen dem jeweiligen Bedienungselement (16, 28) separat zugeordneten Kontaktkörper (46) aus elektrisch leitendem, elastisch deformierbarem Material umfassen.
  3. Tastaturanordnung nach Anspruch 1 oder 2, 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.
  4. Tastaturanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.
  5. Tastaturanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens drei Bedienungselemente (16, 28) integral an der Tastaturmatte (12) ausgebildet sind.
  6. Tastaturanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens drei Bedienungselemente (16, 28) über einen federnden Verbindungsbereich (34) mit der Tastaturmatte (12) verbunden sind, wobei die wenigstens drei Bedienungselemente (16, 28) bei Druckbeaufschlagung (P) unter elastischer Deformation des Verbindungsbereichs (34) gegen eine Federkraft aus der Ruhestellung in die Kontaktstellung verlagerbar sind und sich bei Aufhebung der Druckbeaufschlagung (P) selbsttätig in die Ruhestellung zurück bewegen.
  7. Tastaturanordnung nach Anspruch 6, 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.
  8. Tastaturanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastaturmatte (12) aus weichelastischem Material, vorzugsweise aus Gummi, insbesondere aus Silikon, hergestellt ist.
  9. Tastaturanordnung 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 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 nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastenelement (18) im Wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist.
  12. Tastaturanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 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.
  13. Elektronische Vorrichtung, insbesondere mobile elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise Mobilfunk-Endgerät, umfassend eine Tastaturanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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