EP3850648B1 - Tastenmodul für eine tastatur, tastatur und verfahren zum erkennen einer betätigung eines tastenmoduls einer tastatur - Google Patents

Tastenmodul für eine tastatur, tastatur und verfahren zum erkennen einer betätigung eines tastenmoduls einer tastatur Download PDF

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EP3850648B1 EP19768759.3A EP19768759A EP3850648B1 EP 3850648 B1 EP3850648 B1 EP 3850648B1 EP 19768759 A EP19768759 A EP 19768759A EP 3850648 B1 EP3850648 B1 EP 3850648B1
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Definitions

  • the present invention relates to a key module for a keyboard, to a keyboard with at least one such key module and to a method for detecting an actuation of a key module of a keyboard.
  • key switches can be used in keyboards, such as those used in connection with computers.
  • mechanical key modules can be used as key switches.
  • mechanical key modules There are different types of mechanical key modules.
  • a key module with a cover element, a plunger, a contactor unit, a contact piece and a housing element.
  • the U.S. 5,952,629 A discloses a switching device comprising a fixed contact having a contact pattern formed on a circuit substrate and movable contacts which can be brought into contact with the fixed contact in a switching operation.
  • the movable contacts are part of an elastically deformable section made of rubber, a polymeric material or the like.
  • the EP 3 032 558 A1 discloses an electrical snap switch having a multi-piece housing and a multi-piece contact means.
  • the U.S. 2008/121505 A1 discloses a switching device for an automobile or the like for cooperation with a rotatable and pivotable lever, in particular for turn signals and switching between high beam and low beam.
  • the U.S. 2018/137997 A1 discloses a key switch and keyboard for indicating an actuation depth of the switch.
  • the present invention creates an improved key module for a keyboard, an improved keyboard and an improved method for detecting an actuation of a key module of a keyboard according to the main claim.
  • Advantageous configurations result from the dependent claims and the following description.
  • an actuation type in which several switching points can be reached one after the other during an actuation movement in order to enable several different actuation signals for several different functions.
  • This can be achieved, for example, by a contact element with three or more contact fingers which are shaped or arranged in such a way that different contacts are closed after different advance paths of the actuating movement.
  • a number of switching points can thus be implemented using a single button module, for example in order to carry out a number of functions, commands or actions by actuating a single button module.
  • an early contact after a short advance path for a frequently and additionally or alternatively quickly required function and a later contact after a longer advance path for a less frequent and additionally or alternatively later required function can be established.
  • the multiple switching points can be implemented in a robust and reliable manner, in particular by means of a space-saving, inexpensive component that is easy to produce.
  • the keyboard can be provided for a computer or the like, for example.
  • the keyboard can have at least one key module.
  • the button module can be part of a button or represent a button. One key module can thus be provided for each key.
  • the key module can also be referred to as a mechanical key or mechanical key switch.
  • the circuit substrate can be embodied as a printed circuit board.
  • the keyboard may include the circuit substrate.
  • the circuit substrate may have a plurality of have contact surfaces.
  • the key tappet can be formed in one piece.
  • the key tappet may have a coupling portion for coupling a key cap for the key module.
  • the contactor can be formed in one piece. At least the contact fingers can be formed from an electrically conductive material.
  • the contactor can be formed in one piece as a stamped and bent part from a metal material.
  • the contact fingers When deformed, the contact fingers can have a linear or progressive spring characteristic. In the rest position, the contact fingers may be spaced from the circuit substrate. In the actuated position, the contact fingers can touch the contact pads of the circuit substrate. Contact between the contact finger and the contact surface can occur with the generation of friction. After a first pre-travel, a subset of the contact fingers can contact a subset of the contact surfaces, and after a second pre-travel, all contact fingers can contact the contact surfaces. In this case, the second pre-travel can be greater than the first pre-travel. After the second pre-travel, the key plunger may be located closer to the actuation position than after the first pre-travel. Upon contact between the contact fingers and the contact pads, different circuits in the circuit substrate can be closed.
  • the contact fingers can be shaped in order to contact at least two of the contact surfaces offset from one another in the course of the actuating movement and additionally or alternatively in a freely predefined sequence.
  • a sequence of contacting can be defined as desired by a corresponding shaping of the contact fingers.
  • the triggering element can have three elastically deformable contact fingers.
  • a first contact finger can be formed in order to contact a first contact surface after a first advance path.
  • a second contact finger may be formed to contact a second contact surface after the first advance path.
  • a third contact finger may be formed to contact a third contact surface after a second advance path.
  • the second pre-travel may be longer than the first pre-travel.
  • the first contact finger and the second contact finger can contact the first contact area and the second contact area before the third contact area is contacted by the third contact finger.
  • the first angle and the second angle can be in the rest position.
  • Such an embodiment offers the advantage that the contacting of contact surfaces, which takes place after different advance paths, can be achieved inexpensively and durably by means of the differently bent contact fingers.
  • the triggering element can have three elastically deformable contact fingers.
  • a first contact finger and a second contact finger can be formed as partial sections of a first finger section of the triggering element and a third contact finger can be formed as a second finger section of the triggering element.
  • a separation gap between the first contact finger and the second contact finger may be shorter than a separation gap between the second contact finger and the third contact finger.
  • each of the contact fingers can have a bent end portion for contacting one of the contact surfaces.
  • the first contact finger can have a first curved end section for contacting the first contact surface
  • the second contact finger can have a second curved end section for contacting the second contact surface
  • the third contact finger can have a third curved end section for contacting the third contact surface.
  • the button module can have a wire clip for providing tactile and additionally or alternatively acoustic feedback.
  • the wire clip can be elastically deflected in the course of the actuation movement.
  • the wire clip can be bent with a total bending angle of less than 360 degrees.
  • the wire bracket can be fixed to the key tappet.
  • the wire hanger can be bent from a metal wire with a predefined diameter.
  • the wire bracket can be designed to provide the tactile and additionally or alternatively acoustic feedback in the course of the actuation movement.
  • the total bending angle can correspond to a sum of bending angles of all bending points of the wire hanger at which the wire hanger is bent.
  • the wire bracket can also be referred to as a bracket, click bracket or elastic means in general.
  • the wire bracket can be formed from a metal wire or a plastic wire. Such an embodiment offers the advantage that tactile and additionally or alternatively acoustic feedback can be provided in a cost-effective, robust, uncomplicated and reliable manner.
  • the module housing can be formed in one piece.
  • the module housing can have at least one positioning projection for positioning the key module on a circuit substrate of the keyboard.
  • the module housing can have at least one fastening section for form-fitting and additionally or alternatively have a non-positive fastening of the key module in the keyboard.
  • the positioning projection can be formed in the shape of a spigot, pin or the like.
  • the fastening section can be shaped in the form of a collar and, additionally or alternatively, a snap hook or the like.
  • the key module can be or will be connected to the circuit substrate while avoiding a material connection between the key module and the circuit substrate of the keyboard.
  • Such an embodiment offers the advantage that a solder-free connection between the key module and the circuit substrate can be implemented in a cost-effective manner. Costs can also be saved since a wider selection of materials including less temperature-resistant materials can be used for the key module, depending on the ambient temperature of use.
  • a solderless connection offers easy replacement of button modules by a professional or by the end user directly. This opens up an additional individual keyboard design option, which can be particularly advantageous for computer game users.
  • the key module can also have an elastic means which is designed to prestress the key plunger into the rest position when the key module is in an assembled state.
  • the elastic means can be designed as a compression spring.
  • the elastic means can function as a return spring for the button module.
  • the elastic means can bring about a linear force-displacement curve during the actuation movement.
  • the elastic means can have a linear spring characteristic.
  • the elastic means can have a progressive spring characteristic.
  • a force-displacement curve of an actuation of the button module can advantageously be adjusted as required by an elastic means.
  • the key tappet may be formed of a light-transmitting material or an opaque material.
  • the module housing can be formed from a light-transmitting material or an opaque material.
  • the module housing can have a contact surface.
  • the release element can be arranged in the rest position of the key plunger in contact with the contact surface.
  • the contact surface can at least be designed in such a way that the release element and thus the key plunger can be prevented from slipping back into a position before it was actuated for the first time.
  • a keyboard according to claim 9 is also presented.
  • At least one key module mentioned above can be used or used in connection with the keyboard.
  • the at least one button module is directly attachable to the circuit substrate.
  • the contact surfaces can be electrically connected to one another via the contact fingers.
  • respective circuits in the circuit substrate can be closed.
  • the keyboard can have a device for detecting an actuation of the key module.
  • the device can be connected to the circuit substrate in a manner capable of transmitting signals.
  • the device can have a detection device for detecting a number of through the contact fingers contacted contact surfaces of the circuit substrate of the keyboard and a provision device for providing a first actuation signal in response to a detected first number of contact surfaces contacted by the contact fingers and a second actuation signal in response to a detected second number of contacted by the contact fingers, different from the first number have contact surfaces.
  • each of the actuation signals can represent a recognized actuation of the button module.
  • the device can be arranged inside or outside a housing of the keyboard.
  • the actuation signals can be processed signals.
  • the actuation signals can also be contact signals, which represent a closing of an electric circuit or switching circuit in the circuit substrate.
  • Such an embodiment offers the advantage that a key actuation can be detected reliably and precisely, it also being possible to distinguish between different types of key actuation in order to obtain different actuation signals.
  • the detection device can be designed to detect at least one time interval between contact times at which different contact surfaces are contacted by the contact fingers.
  • the provision device can also be designed to provide at least one further actuation signal depending on the at least one detected time interval using a determination rule.
  • the at least one further actuation signal can represent a recognized actuation of the button module.
  • the detection device can be designed to measure at least one time interval between the closing processes of circuits occurring when there is contact between contact surfaces and contact fingers. Since the respective advance paths are known, in which the contact surfaces are contacted by the contact fingers, the device can also be designed to determine a speed and additionally or alternatively an acceleration of the actuating movement.
  • the determination rule may include a threshold comparison, a look-up table, use of physical equations of motion, and the like.
  • a threshold comparison e.g., a look-up table
  • use of physical equations of motion e.g., a linear equation of motion
  • Such an embodiment offers the advantage that it is also dependent on a user Dynamics of the actuation movement special actuation signals can be triggered, for example different actuation signals at different actuation speed or acceleration.
  • the contact surfaces can also be electrically insulated from one another. Additionally or alternatively, the contact surfaces can be arranged along a straight line. Such an embodiment offers the advantage that a simple and frequently available design of the circuit substrate can be used.
  • the at least one key module and the circuit substrate can be connected to one another exclusively in a form-fitting manner and additionally or alternatively in a force-fitting manner.
  • the positive and additionally or alternatively non-positive connection between the key module and the circuit substrate can be produced by means of the at least one positioning projection and at least one fastening section of the module housing.
  • the keyboard can have a fixing element for fixing the at least one key module to the circuit substrate.
  • the fixing member may be embodied as a key frame between the circuit substrate and a keyboard top, or as a keyboard top.
  • the fixing element can be designed to enter into a form-fitting and additionally or alternatively force-fitting connection with at least one fastening section of the module housing of the button module.
  • a method for detecting an actuation of a button module according to claim 15 is also presented.
  • the method can advantageously be carried out in connection with or using an embodiment of the aforementioned keyboard with at least one example of an embodiment of the aforementioned key module.
  • the first actuation signal and the second actuation signal can be different from each other.
  • the first actuation signal and the second actuation signal can have different signal values.
  • the first number of contact surfaces can correspond to a subset of the contact surfaces that are contacted by a subset of the contact fingers after a first advance path.
  • the second number of contact surfaces can correspond to all contact surfaces that are contacted by all contact fingers after a second advance path.
  • the second pre-travel can be longer or larger than the first pre-travel.
  • the first actuation signal can be designed to trigger a first function when used by a device connected to the keyboard in a signal-transmitting manner.
  • the second actuation signal can be designed to trigger a second function, which differs from the first function, when used by a device connected to the keyboard in a signal-transmitting manner.
  • the actuation signals can be processed signals.
  • the actuation signals can also be contact signals, which represent a closing of an electric circuit or switching circuit in the circuit substrate.
  • at least one time interval between contact times at which different contact surfaces are contacted by the contact fingers can be detected.
  • at least one further actuation signal can be provided as a function of the at least one detected time interval using a determination rule.
  • the at least one further actuation signal can represent a recognized actuation of the button module.
  • the keyboard 100 is, for example, part of a notebook computer, laptop computer or the like. Alternatively, the keyboard 100 is designed in particular as a peripheral device for a computer.
  • the keyboard 100 has a circuit substrate 102 .
  • the circuit substrate 102 is, for example, a circuit board, circuit board or the like.
  • the keyboard 100 has a plurality of key modules 110 .
  • the key modules 110 are arranged on the circuit substrate 102 .
  • the keyboard 100 has a fixing element 104 for fixing the key modules 110 to the circuit substrate 102.
  • the fixing element 104 is designed to produce a form-fitting and additionally or alternatively force-fitting connection with the button module.
  • the fixing element 104 is designed as a button frame merely by way of example.
  • the fixing element 104 can be designed as a keyboard top part.
  • each key module 110 a key cap 106 attached.
  • each key cap 106 is coupled to its own key module 110 .
  • Each unit off Key module 110 and key cap 106 represents a key on keyboard 100.
  • each key module 110 represents a key on keyboard 100. Key modules 110 in particular will be discussed in more detail with reference to the following figures.
  • Keycap 106 represents a portion of a key that a user of keyboard 100 can see and touch.
  • a key module 110 is actuated by pressing the key cap 106.
  • Each key module 110 is designed to react to an actuation force with a force-displacement characteristic of a resistance or a restoring force.
  • each button module 110 is designed to produce an electrical connection in response to an actuation, a switching process having a plurality of switching points being carried out after different advance paths.
  • the circuit substrate 102 can have at least one hole into which at least one positioning projection of the key module 110 has been or can be introduced. In this way, in particular, a positive connection between the key module and the circuit substrate 102 can be achieved.
  • At least one light-emitting diode for illuminating the at least one key module 110 and additionally or alternatively further electronic components can also be arranged on or in the circuit substrate 102 .
  • the at least one light-emitting diode and/or the additional electronic components can be applied by means of a surface attachment process or a soldering process.
  • the other electronic components can be resistors, diodes and the like.
  • FIG 2 shows a schematic representation of a button module 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the key module 110 corresponds or is similar to one of the key modules 1 .
  • the key module 110 is for a keyboard like the keyboard 1 intended. From the button module 110 are shown in FIG 2 a key plunger 220 with a coupling portion 222, a module housing 230 and a release element 240 and a key cap 106 are shown.
  • the module housing 230 is shaped to movably receive the key plunger 220 for translational actuation movement of the key plunger 220 between a rest position and an actuation position relative to the module housing 230 .
  • key plunger 220 is shown in the rest position, with key plunger 220 partially received within module housing 230.
  • FIG. In other words, a first section of the key tappet 220 is accommodated in the module housing 230 in the rest position.
  • a second section of the key plunger 220 is accommodated in the module housing 230, the second section being larger than the first section.
  • the trigger element 240 is attached, arranged or fixed to the key plunger 220 .
  • the triggering element 240 is designed to trigger an actuating signal of the key module 110 in response to the actuating movement. More precisely, the triggering element 240 is designed as a contactor for electrically short-circuiting contact areas of a circuit substrate of the keyboard. Even if it's in 2 is not explicitly shown, the triggering element 240 has more than two elastically deformable contact fingers for contacting the contact surfaces after different advance paths in the course of the actuating movement. In other words, in the course of the actuation movement from the rest position to the actuation position, an increasing number of contact fingers come into contact with contact surfaces of the circuit substrate. In particular, the triggering element 240 will also be discussed in more detail with reference to the figures presented below.
  • the key tappet 220 has the coupling portion 222 .
  • the coupling portion 222 is formed to be mechanically coupleable with the keycap 106 for the key module 110 .
  • the coupling portion 222 extends along a movement axis of the actuation movement.
  • the coupling portion 222 may have a cruciform cross-sectional profile.
  • Figures 3A and 3B Figure 12 shows schematic representations of a portion of the keyboard 1 and a portion of the button module 2 in a rest position or a non-contact state.
  • Figure 3A the key plunger 220 and the release element 240 of the key module and the circuit substrate 102 of the keyboard in the rest position of the key module.
  • the key module is in a non-contact state with the trigger member 240 and the circuit substrate 102 being spaced apart from each other.
  • the trigger element 240 has three elastically deformable contact fingers 341, 342 and 343.
  • a first contact finger 341 and a second contact finger 342 are bent at a first angle relative to a body of the trigger element 240 in the rest position.
  • a third contact finger 343 is bent at a second angle relative to the body of the trigger 240 in the rest position.
  • the first angle at which the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are bent relative to the body is larger than the second angle at which the third contact finger 343 is bent relative to the body.
  • the first angle here is an obtuse angle and the second angle is a right angle.
  • Figure 3B shows a schematic plan view of the circuit substrate 102 of the keyboard with three contact areas 303a, 303b and 303c.
  • the contact surfaces 303a, 303b and 303c are arranged along a straight line.
  • the contact pads 303a, 303b and 303c are also electrically isolated from one another.
  • a first contact surface 303a can be contacted by the first contact finger 341
  • a second contact surface 303b can be contacted by the second contact finger 342
  • a third contact surface 303c can be contacted by the third contact finger 343 .
  • Figures 4A and 4B Figure 12 shows schematic representations of the keyboard section and the button module section Figures 3A and 3B in a first operating position or at a first switching point.
  • the first actuation position represents a partially actuated state of the button module.
  • a first switching point of the key module is reached or realized.
  • Figure 3A is the key plunger 220 with the trigger element 240 in the illustration of FIG Figure 4A moved toward the circuit substrate 102 by a first pre-travel or a first actuation distance relative to the circuit substrate 102 .
  • Figure 4A corresponds here Figure 3A except that the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are placed in contact with the circuit substrate 102 .
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are formed and shaped in order to realize the first switching point.
  • the third contact finger 343 is spaced from the circuit substrate 102 .
  • Figure 4B Figure 1 shows that the first contact finger 341 contacts the first contact surface 303a and that the second contact finger 342 contacts the second contact surface 303b.
  • the first contact surface 303a and the second contact surface 303b are short-circuited by the triggering element 240, in particular by the first contact finger 341 and the second contact finger 342.
  • Figures 5A and 5B Figure 12 shows schematic representations of the keyboard section and the button module section Figures 3A and 3B or.
  • Figures 4A and 4B in a second operating position or at a second switching point.
  • the second actuation position represents a fully or substantially fully actuated state of the button module.
  • a second switching point of the key module is reached or implemented.
  • Figure 3A is the key plunger 220 with the trigger element 240 in the illustration of FIG Figure 5A moved toward the circuit substrate 102 by a second pre-travel or a second actuation distance relative to the circuit substrate 102 .
  • the second pre-travel is greater than the first pre-travel Figure 4A .
  • Figure 5A corresponds here Figure 4A except that the first contact finger 341, the second contact finger 342 and the third contact finger 343 are arranged in contact with the circuit substrate 102.
  • the third contact finger 343 is formed and shaped in order to realize the second switching point.
  • Figure 4B it is shown that the first contact finger 341 contacts the first contact surface 303a, the second contact finger 342 contacts the second contact surface 303b and the third contact finger 343 contacts the third contact surface 303c.
  • the first contact surface 303a, the second contact surface 303b and the third contact surface 303c are short-circuited by the tripping element 240, in particular by the first contact finger 341, the second contact finger 342 and the third contact finger 343.
  • the triggering element 240 has three elastically deformable contact fingers 341, 342 and 343.
  • the first contact finger 341 is formed to contact the first contact surface 303a after the first advance path.
  • the second contact finger 342 is formed to contact the second contact surface 303b after the first advance path.
  • the third contact finger 343 is formed to contact the third contact surface 303c after the second advance distance, which is longer than the first advance distance. In this way, two switching points can be implemented in a simple manner for different actuation signals that are dependent on a pre-travel.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a button module 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the key module 110 corresponds or is similar to the key module of one of the figures described above.
  • the button module 110 is shown in an oblique bottom view.
  • Key module 110 shows key plunger 220 with a projection section 625, module housing 230 with at least one positioning projection 634, at least one fastening section 636 and a collar 638, trigger element 240 with first contact finger 341, second contact finger 342, and third contact finger 343, a first finger section 644 and a second finger section 645, a wire bracket 650 and an elastic means 660.
  • two cutouts are formed in a bottom section of the module housing 230 that can be turned toward the circuit substrate.
  • Contact fingers 341, 342 and 343 of contactor 240 pass through one of the cutouts to short circuit the contact pads into contact with the circuit substrate.
  • Key module 110 can be illuminated through the other of the cutouts, for example by means of a light-emitting diode attached to the circuit substrate, in particular from the inside or via an interior space of key module 110.
  • the trigger element 240 is fixed in the key follower 220 .
  • the trigger element 240 has the first finger section 644 and the second finger section 645 .
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are formed as partial sections of the first finger section 644 .
  • the third contact finger 343 is formed as the second finger portion 645 .
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are separated from each other by a separation gap that is shorter than a further separation gap between the second contact finger 342 and the third contact finger 343 or the first finger portion 644 and the second finger portion 645.
  • Each of the contact fingers 341, 342 and 343 has a bent end portion for contacting one of the pads of the circuit substrate.
  • the contact fingers 341, 342 and 343 When at least one of the contact fingers 341, 342 and 343 contacts a respective contact surface, its bent end portion touches the respective contact surface.
  • the contact fingers 341, 342 and 343 are in the second switching position as in FIG Figure 5A or. Figure 5B shown.
  • the key plunger 220 When the key module 110 is actuated, the key plunger 220 can be moved in translation relative to the module housing 230 between the rest position and the actuated position. This is referred to as the keystroke 220 actuation movement.
  • the key plunger 220 is according to in 6 illustrated embodiment formed in one piece.
  • the key tappet 220 is formed from a light transmissive material according to one embodiment. In this way, a uniform illumination of a key cap can be realized.
  • the key follower 220 is formed from an opaque material.
  • the module housing 230 is formed in one piece.
  • the module housing 230 is shaped to movably receive the key plunger 220 to allow actuation movement of the key plunger 220 relative to the module housing 230 .
  • the module housing 230 is formed from a light-transmissive material. In this way, ambient lighting for the key cap can be implemented.
  • the module housing 230 is off molded from an opaque material. In this way, illumination of the key module 110 can be restricted to the key cap.
  • the module housing 230 has at least one positioning projection 634 .
  • the housing module 230 has two positioning projections 634 .
  • the positioning projections 634 are formed to position the module housing 230 and thus the assembled key module 110 on the circuit substrate of the keyboard.
  • the positioning projections 634 are formed in the shape of pegs or pins. In this case, the positioning projections 634 extend along the axis of the actuating movement. According to the exemplary embodiment illustrated here, the positioning projections 634 are formed by bulges in the module housing 230 .
  • the module housing 230 also has a fastening section 636 for fastening the key module 110 in the keyboard in a form-fitting and/or non-positive manner.
  • the fastening section 636 has latching projections or latching lugs for latching in the fixing element, in particular in the holding opening of the fixing element of the keyboard.
  • a collar 638 formed circumferentially around the module housing 230 functions as a further fastening section or as a stop with regard to the positive and/or non-positive fastening.
  • the wire bracket 650 is fixed to the key follower 220 .
  • the wire clip 650 is arranged at least partially within an interior space of the key plunger 220 that is enclosed by an outer wall of the key plunger 220 .
  • Wire bracket 650 is positioned and shaped to provide tactile and/or audible feedback upon actuation of button module 110 .
  • the wire bracket 650 can be elastically deflected in the course of the actuation movement.
  • the wire hanger 650 is formed in a bend with a total bend angle of less than 360 degrees.
  • the key plunger 220 has a projection portion 625 with a stopper surface inclined normal to an axis of operation movement.
  • the Protrusion portion 625 is formed in a nose shape.
  • the abutment surface of the protruding portion 625 and the wire clip 650 are shaped and arranged to cause the wire clip 650 to impact the abutment surface of the protruding portion 625 for acoustic and/or tactile feedback during the course of the actuation movement.
  • the key lifter 220 may have a fixing portion for fixing the wire bracket 650 to the key lifter 220 .
  • the fixing section can have two bearing notches for bearing the wire clip 650 . Each of the bearing notches can span an angle of less than 180 degrees.
  • the wire bracket 650 can be tilted in the fixing section.
  • the wire bracket 650 can be pressed, pushed in or inserted into the fixing section.
  • the fixing section can function as a slot for the wire bracket 650 .
  • the key plunger 220 can also have a sloping surface inclined at an angle to an axis of the actuation movement.
  • the module housing 230 can have a rib inclined obliquely to the axis of the actuating movement with a nose and a contact surface inclined normal to the axis of the actuating movement.
  • the inclined surface, the rib, the contact surface and the nose can be shaped in order to elastically deflect the wire clip 650 in the course of the actuation movement and to release it abruptly.
  • the key follower 220 may have a restraining portion for restraining the wire hoop 650 against movement away from a wall of the key follower 220 and additionally or alternatively for restraining the wire hoop 650 against movement transverse to an axis of actuation movement of the key plunger 220 during the course of the actuation movement.
  • the retaining portion may be formed in the shape of a projection or a guide projection. A portion of the wire clip 650 may be received or receivable between the retention portion and the wall of the key follower 220 .
  • the retaining portion may be shaped and arranged to cooperate with the bevel and rib to cause a free end of the wire clip 650 to return to the abutment surface of the boss portion 625 of the key plunger 220 after the actuating movement.
  • the elastic deflection of the Key plunger 220 can be realized exactly repeatable and reliable in the course of the actuation movement.
  • a reliably reproducible clicking noise can be achieved since the free end of the wire bracket 650 can be reliably returned to the stop surface.
  • the elastic means 660 of the button module 110 is designed as a compression spring according to the exemplary embodiment shown here.
  • the elastic means 660 is designed to bias the key plunger 220 into the rest position when the key module 110 is in an assembled state.
  • the elastic means 660 can be slipped onto a guide pin of the key plunger 220 .
  • the elastic means 660 can thus be arranged between the key plunger 220 and the module housing 230 .
  • the elastic means 660 can also be referred to as a return spring.
  • the actuation movement results in a linear-progressive force-displacement curve.
  • the elastic means 660 has a linear force-displacement curve. From a switching point of the button module 110, the triggering element 240 is increasingly prestressed and changes the force-displacement curve of the button module 110.
  • FIG 7 shows a schematic representation of a keyboard 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the keyboard 100 corresponds to or resembles the keyboard 1 . From the keyboard 100 are shown in FIG 7 in this case the circuit substrate 102, for example only a button module 110, a device 770 with a detection device 772 and a provision device 774, as well as actuating signals 781, 782 and 783 are shown. More specifically, the keyboard 100 corresponds to the keyboard 1 except that keyboard 100 further includes device 770 .
  • the device 770 is designed to detect an actuation of the button module 110 .
  • the device 770 is connected to the circuit substrate 102 in a manner capable of transmitting signals.
  • the detection device 772 of the device 770 is designed to detect a number of contact areas of the circuit substrate of the keyboard that are contacted by the contact fingers.
  • the provision device 774 of the device 770 is designed to respond to provide a first actuation signal to a detected first number of contact surfaces contacted by the contact fingers. Furthermore, the provision device 774 is designed to provide a second actuation signal in response to a detected second number of contact surfaces contacted by the contact fingers, which is different from the first number.
  • Each of the actuation signals 781 and 782 represents a recognized actuation of the button module 110. Furthermore, each of the actuation signals 781 and 782 is suitable for triggering a different function of a device coupled to the keyboard or an application coupled to the keyboard.
  • the detection device 772 is designed to detect at least one time interval between contact times at which different contact surfaces of the circuit substrate are contacted by the contact fingers.
  • the provision device is designed to provide at least one further actuation signal 783 depending on the at least one detected time interval using a determination rule.
  • the at least one further actuation signal 783 represents a recognized actuation of button module 110, in particular an actuation at a specific speed or acceleration.
  • the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100 . According to another embodiment, the device 770 can also be arranged outside of a housing of the keyboard 100 . For example, device 770 may be implemented as part of a computer to which keyboard 100 is communicatively connected.
  • FIG. 8 shows a flow diagram of a method 800 for detection according to an embodiment of the present invention. More specifically, the method 800 is executable to detect an actuation of a key module of a keyboard that corresponds or is similar to the keyboard from one of the figures described above. In other words, the method 800 is executable to perform an actuation of a key module which corresponds to or is similar to the key module from one of the figures described above.
  • the method 800 for recognition has a step 810 of detecting and a step 820 of providing.
  • step 810 of detecting a number of contact areas of the circuit substrate of the keyboard that are contacted by the contact fingers is detected. In other words, in step 810 of detection, it is detected in particular whether a subset of the contact surfaces or all contact surfaces are contacted by the contact fingers.
  • a first actuation signal is provided in step 820 of providing. In other words, in step 820 of providing, the first actuation signal is provided if in step 810 of detecting the first number of contact surfaces contacted by the contact fingers was detected, for example a subset of the contact surfaces.
  • a second actuation signal is provided in step 820 of providing.
  • the second actuation signal is provided if in step 810 of detecting the second number of contact surfaces contacted by the contact fingers was detected, for example all contact surfaces.
  • Each of the actuation signals thus represents a recognized actuation of the button module.
  • the first actuation signal represents, for example, an actuation by a first forward travel, during which the first number of contact surfaces are contacted by contact fingers.
  • the second actuation signal represents, for example, an actuation by a second pretravel, in which the second number of contact surfaces is contacted by contact fingers.
  • step 810 of detecting at least one time interval between contact times at which different contact surfaces are contacted by the contact fingers is detected.
  • step 820 of providing at least one additional time interval is determined as a function of the at least one recorded time interval using a determination rule Actuation signal provided.
  • the at least one further actuation signal represents a recognized actuation of the button module, in particular at a specific speed or acceleration.
  • FIG. 9 shows a schematic bottom view of a partial section of a button module according to an embodiment of the present invention. From the button module are in the representation of 9 the triggering element 240 is shown with, for example, only two contact fingers 341 and 342 and a contact surface 931 of the module housing.
  • the button module in 9 corresponds to the button module from one of the figures described above, with the exception that the release element 240 has, for example, only two contact fingers 341 and 342 and the module housing has the contact surface 931 .
  • the contact surface 931 is shaped and arranged in such a way that the release element 240 is arranged in contact with the contact surface 931 when the key plunger of the key module is in the rest position.
  • one of the contact fingers is arranged in contact with the contact surface 931 in the rest position of the key plunger of the key module.
  • the triggering element 240 has a bearing section 947 on the relevant contact finger 342 . In the rest position there is mechanical contact between the bearing section 947 and the contact surface 931. In other words, in the rest position the bearing section 947 is in contact with the contact surface 931.
  • FIG. 10 shows a partially sectioned view of a partial section of a keyboard according to an embodiment of the present invention with a key module prior to assembly or initial actuation. It's the keyboard around the keyboard from the figures described above.
  • the key module corresponds or resembles the key module 9 , where from the button module in the representation of 10 a side wall of module housing 230 with a damper section having contact surface 931 and an inclined surface 1033, and triggering element 240 with only two contact fingers 341 and 342 and support section 947, for example, and two contact surfaces 303a and 303b of the circuit substrate of the keyboard are also shown.
  • In 10 shows a state before assembly or before the key module of the keyboard is pressed for the first time.
  • the damper section is arranged with the contact surface 931 and the inclined surface 1033 between the triggering element 240 and the contact surfaces 303a and 303b.
  • the sloping surface 1033 is designed to enable or cause the triggering element 240 to slide off for the first time and only once.
  • the contact surface 931 can be aligned at an acute angle or parallel to the inclined surface 1033 .
  • the contact surface 931 is designed at least in such a way that slipping back into the position before assembly or initial actuation is prevented.
  • the triggering element 240 can be deflected for the first time and once along the inclined surface 1033 and can be deflected past the damper section and thus slide past the damper section. Additionally or alternatively, when the triggering element 240 slides over the inclined surface 1033, the damper section, in particular the inclined surface 1033, can be deflected. Thus, in addition to or as an alternative to the triggering element 240, the damper section can also have a flexible material.
  • Fig. 12 shows a partially sectioned view of the keyboard portion 10 with the button module in an actuation position.
  • the representation in 11 the representation 10 except that the button module is shown in the actuated position, with electrical contact being made between contact fingers 341, 342 and contact pads 303a, 303b.
  • the contact fingers 341, 342 and the support portion 947 between the Contact surfaces 303a, 303b and the damper section formed on the module housing 230 with the contact surface 931 and the inclined surface 1033 are arranged.
  • the bearing section 947 is at a distance from the damper section, in particular the contact surface 931 .
  • Fig. 12 shows a partially sectioned view of the keyboard portion 10 or. 11 with the button module in a rest position.
  • the representation in 12 the representation 11 except that the button module is shown in the rest position with the bearing portion 947 of the trigger member 240 abutting the abutment surface 931.
  • a noise caused by vibrations of the triggering element 240, in particular the contact fingers 341, 342, can be prevented in this way.
  • the triggering element 240 more precisely the support section 947, can no longer slide back over the damper section, for example to 10 achieve the state shown.
  • the support section 947 reaches behind the contact surface 931, for example.
  • the key plunger 220 with the triggering element 240 arranged thereon can be inserted into the module housing 230 in an assembly method for assembling the key module 110 .
  • a relative movement between the key plunger 220 with the triggering element 240 on the one hand and the module housing 230 on the other hand can be effected along an axis of the actuation movement.
  • the triggering element 240 and/or the damper section or the inclined surface 1033 is also deflected during this relative movement, so that the triggering element 240 is deflected past the damper section for the first time and once and slides past the damper section.
  • the relative movement is carried out at least until the rest position is reached.
  • the system of the trigger element 240 against the contact surface 931 is a return of the key plunger 220 or the Release element 240 in a position as before assembly, see 10 , prevented.
  • the key module 110 or key element has the key plunger 220 and the module housing 230 .
  • the button module 110 has a click mechanism.
  • the click mechanism has the wire clip 650 and, as a stop, the protruding section 624 with the stop surface.
  • the key module 110 has a contact mechanism.
  • the contact mechanism has the triggering element 240 with the three contact fingers 341 , 342 and 343 .
  • more contact fingers can also be provided. In the fully actuated state of the button module 110 or in its actuating position or at its second switching point, all three contact fingers 341, 342 and 343 lie in a plane normal to an axis of the actuating movement.
  • the button plunger 220 protrudes furthest out of the module housing 230 and the contact fingers 341, 342 and 343 in the button module 230 are arranged freely without contact with the circuit substrate 102 of the keyboard 100, the contact fingers 341, 342 and 343 are spaced apart along the axis of actuating movement.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are those contacts that implement the first switching point. In an assembled state of the keyboard 100, they are arranged closer to the circuit substrate 102 of the keyboard 100 than the third contact finger 343, which implements the second switching point.
  • the button module 110 is initially in the contactless state, as shown in Figure 3A is shown.
  • the elastic means 660 pushes the key plunger 220 away from the case bottom against a case stop, not shown.
  • the three contact fingers 341, 342 and 343 are arranged free and without contact to the circuit substrate 102 in the key plunger 220, with the first contact finger 341 and the second contact finger 342 being spaced from the third contact finger 343 along an axis of actuation movement.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 first strike the circuit substrate 102 or the first contact surface 303a and the second contact surface 303b.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 can be seen as an electrical bridge and electrically short-circuit the first contact surface 303a and the second contact surface 303b at the first switching point or after the first pre-travel. If the button tappet 220 is actuated further, the second switching point can be implemented. In this case, the third contact area 303c on the circuit substrate 102 is electrically short-circuited by the third contact finger 343 in connection with the first contact finger 341 and the second contact finger 342 .
  • two switching points can be implemented using three contact fingers 341, 342 and 343, which are spaced apart from one another along an axis of the actuating movement.
  • the first switching point can be reached after a short pre-travel and ensure rapid contact.
  • the second switching point can be reached after a longer pre-travel.
  • an embodiment includes an "and/or" link between a first feature and a second feature, this can be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only the first Feature or has only the second feature.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tastenmodul für eine Tastatur, auf eine Tastatur mit mindestens einem solchen Tastenmodul und auf ein Verfahren zum Erkennen einer Betätigung eines Tastenmoduls einer Tastatur.
  • Bei Tastaturen, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit Computern eingesetzt werden, können unterschiedliche Arten von Tastenschaltern zum Einsatz kommen. Insbesondere können mechanische Tastenmodule als Tastenschalter verwendet werden. Es gibt unterschiedliche Arten von mechanischen Tastenmodulen. In der DE 10 2017 106 406 A1 ist ein Tastenmodul mit einem Deckelelement, einem Stößel, einer Kontaktgebereinheit, einem Kontaktstück und einem Gehäuseelement beschrieben.
  • Die US 5 952 629 A offenbart eine Schaltvorrichtung umfassend einen festen Kontakt mit einem auf einem Schaltungssubstrat ausgebildeten Kontaktmuster und bewegliche Kontakte, die bei einem Schaltvorgang mit dem festen Kontakt in Kontakt gebracht werden können. Die beweglichen Kontakte sind Teil eines elastisch verformbaren Abschnitts aus Gummi, einem Polymermaterial oder dergleichen. Die EP 3 032 558 A1 offenbart einen elektrischen Schnappschalter mit einem mehrteiligen Gehäuse und mit einer mehrteiligen Kontakteinrichtung. Die US 2008/121505 A1 offenbart eine Schaltvorrichtung für ein Automobil oder dergleichen zu Zusammenwirkung mit einem drehbaren und schwenkbaren Hebel, insbesondere für Blinker und Wechsel zwischen Fernlicht und Abblendlicht. Die US 2018/137997 A1 offenbart einen Tastenschalter und eine Tastatur zum Anzeigen einer Betätigungstiefe des Schalters.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Tastenmodul für eine Tastatur, eine verbesserte Tastatur und ein verbessertes Verfahren zum Erkennen einer Betätigung eines Tastenmoduls einer Tastatur gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere bei einem Tastenmodul für eine Tastatur eine Betätigungsart bereitgestellt werden, bei der nacheinander mehrere Schaltpunkte während einer Betätigungsbewegung erreicht werden können, um mehrere unterschiedliche Betätigungssignale für mehrere unterschiedliche Funktionen zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise durch ein Kontaktelement mit drei oder mehr Kontaktfingern erreicht werden, die so ausgeformt bzw. angeordnet sind, dass nach unterschiedlichen Vorlaufwegen der Betätigungsbewegung unterschiedliche Kontakte geschlossen werden.
  • Vorteilhafterweise können somit insbesondere mehrere Schaltpunkte mittels eines einzigen Tastenmoduls realisiert werden, um beispielsweise mehrere Funktionen, Befehle oder Aktionen durch Betätigung eines einzigen Tastenmoduls auszuführen.
  • Insbesondere können somit ein frühzeitiger Kontakt nach einem kurzen Vorlaufweg für eine häufig und zusätzlich oder alternativ rasch benötigte Funktion und ein späterer Kontakt nach einem längeren Vorlaufweg für eine weniger häufig und zusätzlich oder alternativ später benötigte Funktion hergestellt werden. Die mehreren Schaltpunkte können insbesondere mittels eines platzsparenden, kostengünstigen und einfach herstellbaren Bauteils auf robuste und zuverlässige Weise realisiert werden.
  • Es wird ein Tastenmodul nach Anspruch 1 vorgestellt.
  • Die Tastatur kann beispielsweise für einen Computer oder dergleichen vorgesehen sein. Die Tastatur kann zumindest ein Tastenmodul aufweisen. Das Tastenmodul kann Teil einer Taste sein oder eine Taste repräsentieren. Somit kann ein Tastenmodul pro Taste vorgesehen sein. Das Tastenmodul kann auch als ein mechanischer Taster oder mechanischer Tastenschalter bezeichnet werden. Das Schaltungssubstrat kann als eine Leiterplatte ausgeführt sein. Die Tastatur kann das Schaltungssubstrat aufweisen. Das Schaltungssubstrat kann eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweisen. Der Tastenstößel kann einstückig ausgeformt sein. Der Tastenstößel kann einen Kopplungsabschnitt zum Ankoppeln einer Tastenkappe für das Tastenmodul aufweisen. Der Kontaktgeber kann einstückig ausgeformt sein. Zumindest die Kontaktfinger können hierbei aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeformt sein. Insbesondere kann der Kontaktgeber einstückig als ein Stanz- und Biegeteil aus einem Metallmaterial ausgeformt sein. Die Kontaktfinger können bei einer Verformung eine lineare oder progressive Federkennlinie aufweisen. In der Ruheposition können die Kontaktfinger von dem Schaltungssubstrat beabstandet angeordnet sein. In der Betätigungsposition können die Kontaktfinger die Kontaktflächen des Schaltungssubstrats berühren. Ein Kontakt zwischen Kontaktfinger und Kontaktfläche kann unter Erzeugung von Reibung erfolgen. Nach einem ersten Vorlaufweg kann eine Teilmenge der Kontaktfinger eine Teilmenge der Kontaktflächen kontaktieren und nach einem zweiten Vorlaufweg können alle Kontaktfinger die Kontaktflächen kontaktieren. Hierbei kann der zweite Vorlaufweg größer als der erste Vorlaufweg sein. Nach dem zweiten Vorlaufweg kann der Tastenstößel näher an der Betätigungsposition angeordnet sein als nach dem ersten Vorlaufweg. Bei Kontakt zwischen den Kontaktfingern und den Kontaktflächen können unterschiedliche Schaltkreise in dem Schaltungssubstrat geschlossen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die Kontaktfinger ausgeformt sein, um zumindest zwei der Kontaktflächen im Verlauf der Betätigungsbewegung wegversetzt zueinander und zusätzlich oder alternativ in einer frei vordefinierten Reihenfolge zu kontaktieren. So können im Verlauf der Betätigungsbewegung bis hin zu der Betätigungsposition zumindest zwei unterschiedliche Kontaktflächen nacheinander durch Kontaktfinger kontaktiert werden. Eine Reihenfolge einer Kontaktierung ist hierbei beliebig definierbar durch eine entsprechende Ausformung der Kontaktfinger. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Tastenmodul auf einfache Weise anwendungsspezifisch flexibel mit Funktionen belegt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Auslöseelement drei elastisch verformbare Kontaktfinger aufweisen. Hierbei kann ein erster Kontaktfinger ausgeformt sein, um eine erste Kontaktfläche nach einem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren. Dabei kann ein zweiter Kontaktfinger ausgeformt sein, um eine zweite Kontaktfläche nach dem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren. Ferner kann ein dritter Kontaktfinger ausgeformt sein, um eine dritte Kontaktfläche nach einem zweiten Vorlaufweg zu kontaktieren. Der zweite Vorlaufweg kann länger als der erste Vorlaufweg sein. Der erste Kontaktfinger und der zweite Kontaktfinger können die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche kontaktieren, bevor die dritte Kontaktfläche durch den dritten Kontaktfinger kontaktiert wird. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zwei Schaltpunkte oder Betätigungspunkte das Tastenmoduls auf einfache und zuverlässige Weise realisiert werden können.
  • Der erste Winkel und der zweite Winkel können in der Ruheposition vorliegen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die nach unterschiedlichen Vorlaufwegen erfolgende Kontaktierung von Kontaktflächen unaufwändig und dauerfest mittels der unterschiedlich gebogenen Kontaktfinger erreicht werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Auslöseelement drei elastisch verformbare Kontaktfinger aufweisen. Hierbei können ein erster Kontaktfinger und ein zweiter Kontaktfinger als Teilabschnitte eines ersten Fingerabschnittes des Auslöseelements ausgeformt sein und kann ein dritter Kontaktfinger als ein zweiter Fingerabschnitt des Auslöseelements ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Trennungszwischenraum zwischen dem ersten Kontaktfinger und dem zweiten Kontaktfinger kürzer sein als ein Trennungszwischenraum zwischen dem zweiten Kontaktfinger und dem dritten Kontaktfinger. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Kurzschluss zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche dauerhaft gleichzeitig oder innerhalb eines geringen zeitlichen Toleranzbereichs erfolgen kann, wobei die unterschiedliche Biegung des dritten Kontaktfingers relativ zu den anderen beiden Kontaktfingern vereinfacht werden kann.
  • Ferner kann jeder der Kontaktfinger einen gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren einer der Kontaktflächen aufweisen. Insbesondere kann der erste Kontaktfinger einen ersten gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren der ersten Kontaktfläche aufweisen, kann der zweite Kontaktfinger einen zweiten gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren der zweiten Kontaktfläche aufweisen und kann der dritte Kontaktfinger einen dritten gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren der dritten Kontaktfläche aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Kontaktsicherheit erhöht werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Tastenmodul einen Drahtbügel zum Bereitstellen einer taktilen und zusätzlich oder alternativ akustischen Rückkopplung aufweisen. Hierbei kann der Drahtbügel im Verlauf der Betätigungsbewegung elastisch auslenkbar sein. Dabei kann der Drahtbügel mit einem Gesamtbiegewinkel von weniger als 360 Grad gebogen ausgeformt sein. Der Drahtbügel kann an dem Tastenstößel fixiert sein. Der Drahtbügel kann aus einem Metalldraht mit einem vordefinierten Durchmesser gebogen sein. Der Drahtbügel kann ausgebildet sein, um die taktile und zusätzlich oder alternativ akustische Rückkopplung im Verlauf der Betätigungsbewegung bereitzustellen. Der Gesamtbiegewinkel kann einer Summe von Biegewinkeln aller Biegestellen des Drahtbügels entsprechen, an denen der Drahtbügel gebogen ist. Der Drahtbügel kann auch als ein Bügel, Klickbügel oder allgemein als elastisches Mittel bezeichnet werden. Der Drahtbügel kann aus einem Metalldraht oder einem Kunststoffdraht ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine taktile und zusätzlich oder alternativ akustische Rückkopplung auf kostengünstige, robuste, unkomplizierte und zuverlässige Weise bereitgestellt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Modulgehäuse einstückig ausgeformt sein. Das Modulgehäuse kann zumindest einen Positioniervorsprung zum Positionieren des Tastenmoduls an einem Schaltungssubstrat der Tastatur aufweisen. Das Modulgehäuse kann zumindest einen Befestigungsabschnitt zum formschlüssigen und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssigen Befestigen des Tastenmoduls in der Tastatur aufweisen. Der Positioniervorsprung kann in Gestalt eines Zapfens, Stiftes oder dergleichen ausgeformt sein. Der Befestigungsabschnitt kann in Gestalt eines Kragens und zusätzlich oder alternativ eines Schnapphakens oder dergleichen ausgeformt sein. Hierbei kann das Tastenmodul unter Vermeidung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Tastenmodul und dem Schaltungssubstrat der Tastatur mit dem Schaltungssubstrat verbunden sein oder werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine lötfreie Verbindung zwischen dem Tastenmodul und dem Schaltungssubstrat kostensparend realisiert werden kann. Auch können Kosten gespart werden, da eine breitere Materialauswahl mit auch weniger temperaturbeständigen Materialien für das Tastenmodul je nach Einsatzumgebungstemperatur genutzt werden kann. Außerdem bietet eine lötfreie Verbindung einen einfachen Austausch von Tastenmodulen durch einen Fachmann oder durch den Endbenutzer direkt. Das eröffnet eine zusätzliche individuelle Tastatur-Gestaltungsmöglichkeit, die insbesondere bei Computerspiel-Nutzern vorteilhaft sein kann.
  • Das Tastenmodul kann ferner ein elastisches Mittel aufweisen, das ausgebildet ist, um in einem zusammengesetzten Zustand des Tastenmoduls den Tastenstößel in die Ruheposition vorzuspannen. Das elastische Mittel kann als eine Druckfeder ausgeführt sein. Das elastische Mittel kann als eine Rückstellfeder für das Tastenmodul fungieren. Das elastische Mittel kann einen linearen Kraft-Weg-Verlauf bei der Betätigungsbewegung bewirken. Anders ausgedrückt kann das elastische Mittel eine lineare Federkennlinie aufweisen. Alternativ kann das elastische Mittel eine progressive Federkennlinie aufweisen. Unter anderem kann durch ein elastisches Mittel in vorteilhafter Weise ein Kraft-Weg-Verlauf einer Betätigung des Tastenmoduls bedarfsgerecht eingestellt werden.
  • Zudem kann der Tastenstößel aus einem lichtdurchlässigen Material oder einem lichtundurchlässigen Material ausgeformt sein. Hierbei kann das Modulgehäuse aus einem lichtdurchlässigen Material oder einem lichtundurchlässigen Material ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine gleichmäßige Beleuchtung einer mit dem Tastenstößel koppelbaren Tastenkappe von dem Schaltungssubstrat aus erreicht werden kann. Auch kann eine Beleuchtung des gesamten Modulgehäuses und somit einer Umgebung der Tastenkappe bei Bedarf ermöglicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Modulgehäuse eine Anlagefläche aufweisen. Dabei kann das Auslöseelement in der Ruheposition des Tastenstößels in Anlage gegen die Anlagefläche angeordnet sein. Die Anlagefläche kann wenigstens derart ausgebildet sein, dass ein Abgleiten des Auslöseelements und somit des Tastenstößels zurück in eine Position vor erstmaliger Betätigung verhindert werden kann. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Nachschwingen des Auslöseelements nach einer Rückkehr von der Betätigungsposition in die Ruheposition gedämpft werden kann.
  • Es wird auch eine Tastatur nach Anspruch 9 vorgestellt.
  • Somit ist in Verbindung mit der Tastatur zumindest ein vorstehend genanntes Tastenmodul einsetzbar oder verwendbar. Das zumindest eine Tastenmodul ist direkt an dem Schaltungssubstrat anbringbar. Die Kontaktflächen können bei einer Betätigung des zumindest einen Tastenmoduls über die Kontaktfinger miteinander elektrisch verbindbar sein. Hierbei können jeweilige Schaltkreise in dem Schaltungssubstrat geschlossen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Tastatur eine Vorrichtung zum Erkennen einer Betätigung des Tastenmoduls aufweisen. Hierbei kann die Vorrichtung signalübertragungsfähig mit dem Schaltungssubstrat verbunden sein. Die Vorrichtung kann eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen des Schaltungssubstrats der Tastatur und eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines ersten Betätigungssignals ansprechend auf eine erfasste erste Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen und eines zweiten Betätigungssignals ansprechend auf eine erfasste, von der ersten Anzahl unterschiedliche, zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen aufweisen. Hierbei kann repräsentieren jedes der Betätigungssignale eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls repräsentieren. Die Vorrichtung kann innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses der Tastatur angeordnet sein. Die Betätigungssignale können verarbeitete Signale sein. Alternativ können die Betätigungssignale auch Kontaktsignale sein, die ein Schließen eines Stromkreises oder Schaltkreises in dem Schaltungssubstrat repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Tastenbetätigung zuverlässig und genau erkannt werden kann, wobei auch eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten der Tastenbetätigung vorgenommen werden kann, um unterschiedliche Betätigungssignale zu erhalten.
  • Dabei kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um zumindest ein Zeitintervall zwischen Kontaktzeitpunkten, zu denen unterschiedliche Kontaktflächen durch die Kontaktfinger kontaktiert werden, zu erfassen. Hierbei kann ferner die Bereitstellungseinrichtung ausgebildet sein, um abhängig von dem zumindest einen erfassten Zeitintervall unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift zumindest ein weiteres Betätigungssignal bereitzustellen. Das zumindest eine weitere Betätigungssignal kann eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls repräsentieren. Genauer gesagt kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um zumindest ein Zeitintervall zwischen bei Kontakt zwischen Kontaktflächen und Kontaktfingern auftretenden Schließvorgängen von Schaltkreisen zu messen. Da die jeweiligen Vorlaufwege bekannt sind, bei denen die Kontaktflächen durch die Kontaktfinger kontaktiert werden, kann die Vorrichtung auch ausgebildet sein, um eine Geschwindigkeit und zusätzlich oder alternativ eine Beschleunigung der Betätigungsbewegung zu bestimmen. Die Bestimmungsvorschrift kann einen Schwellenwertvergleich, eine Nachschlagtabelle, eine Nutzung physikalischer Bewegungsgleichungen und dergleichen aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch abhängig von einer durch einen Nutzer bewirkten Dynamik der Betätigungsbewegung spezielle Betätigungssignale ausgelöst werden können, beispielsweise unterschiedliche Betätigungssignale bei unterschiedlicher Betätigungsgeschwindigkeit oder Beschleunigung.
  • Auch können die Kontaktflächen elektrisch voneinander isoliert sein. Zusätzlich oder alternativ können die Kontaktflächen entlang einer Geraden angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfache und häufig verfügbare Ausführung des Schaltungssubstrats verwendet werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform können das zumindest eine Tastenmodul und das Schaltungssubstrat ausschließlich formschlüssig und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Die formschlüssige und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssige Verbindung zwischen Tastenmodul und Schaltungssubstrat kann mittels des zumindest einen Positioniervorsprungs und zumindest eines Befestigungsabschnitts des Modulgehäuses hergestellt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige, kostengünstige und auf einfache Weise zum Austausch lösbare Verbindung realisiert werden kann.
  • Ferner kann die Tastatur ein Fixierelement zum Fixieren des zumindest einen Tastenmoduls an dem Schaltungssubstrat aufweisen. Hierbei kann das Fixierelement als ein Tastenrahmen zwischen dem Schaltungssubstrat und einem Tastaturoberteil oder als ein Tastaturoberteil ausgeführt sein. Das Fixierelement kann ausgebildet sein, um mit zumindest einem Befestigungsabschnitt des Modulgehäuses des Tastenmoduls eine formschlüssige und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssige Verbindung einzugehen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Tastatur auf kostengünstige Weise realisiert werden kann, wobei langlebige und robuste Tastenmodule auf einfache Weise ausgetauscht werden können und eine präzise Betätigung ermöglichen.
  • Es wird auch ein Verfahren zum Erkennen einer Betätigung eines Tastenmoduls nach Anspruch 15 vorgestellt.
  • Das Verfahren kann in Verbindung mit bzw. unter Verwendung von einer Ausführungsform der vorstehend genannten Tastatur mit zumindest einem Exemplar einer Ausführungsform des vorstehend genannten Tastenmoduls vorteilhaft ausgeführt werden. Das erste Betätigungssignal und das zweite Betätigungssignal können voneinander unterschiedlich sein. Hierbei können das erste Betätigungssignal und das zweite Betätigungssignal unterschiedliche Signalwerte aufweisen. Die erste Anzahl von Kontaktflächen kann einer Teilmenge der Kontaktflächen entsprechen, die nach einem ersten Vorlaufweg durch eine Teilmenge der Kontaktfinger kontaktiert werden. Die zweite Anzahl von Kontaktflächen kann allen Kontaktflächen entsprechen, die nach einem zweiten Vorlaufweg durch alle Kontaktfinger kontaktiert werden. Hierbei kann der zweite Vorlaufweg länger bzw. größer als der erste Vorlaufweg sein. Das erste Betätigungssignal kann ausgebildet sein, um bei Verwendung durch eine mit der Tastatur signalübertragungsfähig verbundene Einrichtung eine erste Funktion auszulösen. Das zweite Betätigungssignal kann ausgebildet sein, um bei Verwendung durch eine mit der Tastatur signalübertragungsfähig verbundene Einrichtung eine zweite Funktion auszulösen, die sich von der ersten Funktion unterscheidet. Die Betätigungssignale können verarbeitete Signale sein. Alternativ können die Betätigungssignale auch Kontaktsignale sein, die ein Schließen eines Stromkreises oder Schaltkreises in dem Schaltungssubstrat repräsentieren. Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erfassens zumindest ein Zeitintervall zwischen Kontaktzeitpunkten, zu denen unterschiedliche Kontaktflächen durch die Kontaktfinger kontaktiert werden, erfasst werden. Hierbei kann ferner im Schritt des Bereitstellens abhängig von dem zumindest einen erfassten Zeitintervall unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift zumindest ein weiteres Betätigungssignal bereitgestellt werden. Das zumindest eine weitere Betätigungssignal kann eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls repräsentieren.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Tastatur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Tastenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 3A und Fig. 3B schematische Darstellungen eines Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 1 und eines Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 2 in einer Ruheposition bzw. einem kontaktlosen Zustand;
    • Fig. 4A und Fig. 4B schematische Darstellungen des Teilabschnitts der Tastatur und des Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 3A und Fig. 3B in einer ersten Betätigungsposition bzw. an einem ersten Schaltpunkt;
    • Fig. 5A und Fig. 5B schematische Darstellungen des Teilabschnitts der Tastatur und des Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 3A und Fig. 3B bzw. Fig. 4A und Fig. 4B in einer zweiten Betätigungsposition bzw. an einem zweiten Schaltpunkt;
    • Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Tastenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Tastatur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 9 eine schematische Unteransicht eines Teilabschnitts eines Tastenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 10 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teilabschnitts einer Tastatur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Tastenmodul vor einer Montage bzw. Erstbetätigung;
    • Fig. 11 eine teilweise geschnittene Ansicht des Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 10 mit dem Tastenmodul in einer Betätigungsposition; und
    • Fig. 12 eine teilweise geschnittene Ansicht des Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 10 bzw. Fig. 11 mit dem Tastenmodul in einer Ruheposition.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Tastatur 100 mit Tastenmodulen 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Tastatur 100 ist beispielsweise Teil eines Notebook-Computers, Laptop-Computers oder dergleichen. Alternativ ist die Tastatur 100 insbesondere auch als ein Peripheriegerät für einen Computer ausgeführt.
  • Die Tastatur 100 weist ein Schaltungssubstrat 102 auf. Bei dem Schaltungssubstrat 102 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte, Schaltungsplatine oder dergleichen. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Tastatur 100 eine Mehrzahl von Tastenmodulen 110 auf. Die Tastenmodule 110 sind an dem Schaltungssubstrat 102 angeordnet.
  • Auch weist gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Tastatur 100 ein Fixierelement 104 zum Fixieren der Tastenmodule 110 an dem Schaltungssubstrat 102 auf. Genauer gesagt ist das Fixierelement 104 ausgebildet, um eine formschlüssige und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssige Verbindung mit dem Tastenmodul herzustellen. Lediglich beispielhaft ist hierbei das Fixierelement 104 als ein Tastenrahmen ausgeführt. Alternativ kann das Fixierelement 104 als ein Tastaturoberteil ausgeführt sein.
  • Ferner ist gemäß dem in Fig. 1 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel an jedem Tastenmodul 110 eine Tastenkappe 106 angebracht. Dabei ist jede Tastenkappe 106 mit einem eigenen Tastenmodul 110 gekoppelt. Jede Einheit aus Tastenmodul 110 und Tastenkappe 106 repräsentiert eine Taste der Tastatur 100. Alternativ repräsentiert jedes Tastenmodul 110 eine Taste der Tastatur 100. Insbesondere auf die Tastenmodule 110 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen.
  • Die Tastenkappe 106 repräsentiert einen für einen Benutzer der Tastatur 100 sichtbaren und berührbaren Teil einer Taste. Eine Betätigung eines Tastenmoduls 110 erfolgt durch Drücken auf die Tastenkappe 106. Jedes Tastenmodul 110 ist ausgebildet, um auf eine Betätigungskraft mit einer Kraft-Weg-Kennlinie eines Widerstands bzw. einer Rückstellkraft zu reagieren. Ferner ist jedes Tastenmodul 110 ausgebildet, um ansprechend auf eine Betätigung eine elektrische Verbindung herzustellen, wobei ein Schaltvorgang mit mehreren Schaltpunkten nach unterschiedlichen Vorlaufwegen ausgeführt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Schaltungssubstrat 102 zumindest ein Loch aufweisen, in das zumindest ein Positioniervorsprung des Tastenmoduls 110 eingebracht sein oder werden kann. Hierbei kann insbesondere eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Tastenmodul und dem Schaltungssubstrat 102 erreicht werden. Auch kann oder können an oder in dem Schaltungssubstrat 102 zumindest eine Leuchtdiode zum Beleuchten des zumindest einen Tastenmoduls 110 und zusätzlich oder alternativ weitere elektronische Bauteile angeordnet sein. Die zumindest eine Leuchtdiode und/oder die weiteren elektronischen Bauteile können mittels eines Oberflächenbefestigungsprozesses oder eines Lötverfahrens aufgebracht sein. Bei den weiteren elektronischen Bauteilen kann es sich um Widerstände, Dioden und dergleichen handeln.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Tastenmoduls 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Tastenmodul 110 entspricht oder ähnelt einem der Tastenmodule aus Fig. 1. Das Tastenmodul 110 ist für eine Tastatur wie die Tastatur aus Fig. 1 vorgesehen. Von dem Tastenmodul 110 sind in der Darstellung von Fig. 2 ein Tastenstößel 220 mit einem Kopplungsabschnitt 222, ein Modulgehäuse 230 und ein Auslöseelement 240 sowie eine Tastenkappe 106 gezeigt.
  • Das Modulgehäuse 230 ist ausgeformt, um den Tastenstößel 220 für eine translatorische Betätigungsbewegung des Tastenstößels 220 zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition relativ zu dem Modulgehäuse 230 bewegbar aufzunehmen. In der Darstellung von Fig. 2 ist der Tastenstößel 220 in der Ruheposition gezeigt, wobei der Tastenstößel 220 partiell in dem Modulgehäuse 230 aufgenommen ist. Anders ausgedrückt ist in der Ruheposition ein erster Teilabschnitt des Tastenstößels 220 in dem Modulgehäuse 230 aufgenommen. In der Betätigungsposition ist ein zweiter Teilabschnitt des Tastenstößels 220 in dem Modulgehäuse 230 aufgenommen, wobei der zweite Teilabschnitt größer als der erste Teilabschnitt ist.
  • Das Auslöseelement 240 ist an dem Tastenstößel 220 angebracht, angeordnet bzw. befestigt. Das Auslöseelement 240 ist ausgebildet, um ansprechend auf die Betätigungsbewegung ein Betätigungssignal des Tastenmoduls 110 auszulösen. Genauer gesagt ist das Auslöseelement 240 als ein Kontaktgeber zum elektrischen Kurzschließen von Kontaktflächen eines Schaltungssubstrats der Tastatur ausgeführt. Auch wenn es in Fig. 2 nicht explizit gezeigt ist, weist das Auslöseelement 240 mehr als zwei elastisch verformbare Kontaktfinger zum Kontaktieren der Kontaktflächen nach unterschiedlichen Vorlaufwegen im Verlauf der Betätigungsbewegung auf. Hierbei gelangt anders ausgedrückt im Verlauf der Betätigungsbewegung von der Ruheposition zu der Betätigungsposition eine zunehmende Anzahl von Kontaktfingern in Kontakt mit Kontaktflächen des Schaltungssubstrats. Insbesondere auch auf das Auslöseelement 240 wird unter Bezugnahme auf nachfolgend dargestellte Figuren noch detaillierter eingegangen.
  • Der Tastenstößel 220 weist den Kopplungsabschnitt 222 auf. Der Kopplungsabschnitt 222 ist ausgeformt, um mit der Tastenkappe 106 für das Tastenmodul 110 mechanisch koppelbar zu sein. Der Kopplungsabschnitt 222 erstreckt sich entlang einer Bewegungsachse der Betätigungsbewegung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Kopplungsabschnitt 222 ein kreuzförmiges Querschnittsprofil aufweisen.
  • Fig. 3A und Fig. 3B zeigen schematische Darstellungen eines Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 1 und eines Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 2 in einer Ruheposition bzw. einem kontaktlosen Zustand. Hierbei zeigt Fig. 3A den Tastenstößel 220 und das Auslöseelement 240 des Tastenmoduls sowie das Schaltungssubstrat 102 der Tastatur in der Ruheposition des Tastenmoduls. Hierbei befindet sich das Tastenmodul in einem kontaktlosen Zustand, wobei das Auslöseelement 240 und das Schaltungssubstrat 102 voneinander beabstandet sind.
  • Das Auslöseelement 240 weist drei elastisch verformbare Kontaktfinger 341, 342 und 343 auf. Ein erster Kontaktfinger 341 und ein zweiter Kontaktfinger 342 sind in der Ruheposition relativ zu einem Korpus des Auslöseelements 240 in einem ersten Winkel gebogen. Ein dritter Kontaktfinger 343 ist in der Ruheposition relativ zu dem Korpus des Auslöseelements 240 in einem zweiten Winkel gebogen. Dabei ist der erste Winkel, in dem der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 relativ zu dem Korpus gebogen sind, größer als der zweite Winkel, in dem der dritte Kontaktfinger 343 relativ zu dem Korpus gebogen ist. Lediglich beispielhaft ist der erste Winkel hierbei ein stumpfer Winkel und ist der zweite Winkel ein rechter Winkel.
  • Fig. 3B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Schaltungssubstrat 102 der Tastatur mit drei Kontaktflächen 303a, 303b und 303c. Die Kontaktflächen 303a, 303b und 303c sind entlang einer Geraden angeordnet. Insbesondere sind die Kontaktflächen 303a, 303b und 303c auch elektrisch voneinander isoliert. Eine erste Kontaktfläche 303a ist durch den ersten Kontaktfinger 341 kontaktierbar, eine zweite Kontaktfläche 303b ist durch den zweiten Kontaktfinger 342 kontaktierbar und eine dritte Kontaktfläche 303c ist durch den dritten Kontaktfinger 343 kontaktierbar.
  • Fig. 4A und Fig. 4B zeigen schematische Darstellungen des Teilabschnitts der Tastatur und des Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 3A und Fig. 3B in einer ersten Betätigungsposition bzw. an einem ersten Schaltpunkt. Die erste Betätigungsposition repräsentiert einen teilweise betätigten Zustand des Tastenmoduls. Hierbei ist ein erster Schaltpunkt des Tastenmoduls erreicht bzw. realisiert. Ausgehend von der Ruheposition aus Fig. 3A ist der Tastenstößel 220 mit dem Auslöseelement 240 in der Darstellung von Fig. 4A um einen ersten Vorlaufweg bzw. eine erste Betätigungsstrecke relativ zu dem Schaltungssubstrat 102 in Richtung des Schaltungssubstrats 102 hin bewegt. Fig. 4A entspricht hierbei Fig. 3A mit Ausnahme dessen, dass der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 102 angeordnet sind. Der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 sind ausgebildet und ausgeformt, um den ersten Schaltpunkt zu realisieren. Der dritte Kontaktfinger 343 ist von dem Schaltungssubstrat 102 beabstandet. In Fig. 4B ist gezeigt, dass der erste Kontaktfinger 341 die erste Kontaktfläche 303a kontaktiert und dass der zweite Kontaktfinger 342 die zweite Kontaktfläche 303b kontaktiert. Hierbei sind die erste Kontaktfläche 303a und die zweite Kontaktfläche 303b durch das Auslöseelement 240 kurzgeschlossen, insbesondere durch den ersten Kontaktfinger 341 und den zweiten Kontaktfinger 342.
  • Fig. 5A und Fig. 5B zeigen schematische Darstellungen des Teilabschnitts der Tastatur und des Teilabschnitts des Tastenmoduls aus Fig. 3A und Fig. 3B bzw. Fig. 4A und Fig. 4B in einer zweiten Betätigungsposition bzw. an einem zweiten Schaltpunkt. Die zweite Betätigungsposition repräsentiert einen vollständig oder im Wesentlichen vollständig betätigten Zustand des Tastenmoduls. Hierbei ist ein zweiter Schaltpunkt des Tastenmoduls erreicht bzw. realisiert. Ausgehend von der Ruheposition aus Fig. 3A ist der Tastenstößel 220 mit dem Auslöseelement 240 in der Darstellung von Fig. 5A um einen zweiten Vorlaufweg bzw. eine zweite Betätigungsstrecke relativ zu dem Schaltungssubstrat 102 in Richtung des Schaltungssubstrats 102 hin bewegt. Der zweite Vorlaufweg ist größer als der erste Vorlaufweg aus Fig. 4A. Fig. 5A entspricht hierbei Fig. 4A mit Ausnahme dessen, dass der erste Kontaktfinger 341, der zweite Kontaktfinger 342 und der dritte Kontaktfinger 343 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 102 angeordnet sind. Der dritte Kontaktfinger 343 ist ausgebildet und ausgeformt, um den zweiten Schaltpunkt zu realisieren. In Fig. 4B ist gezeigt, dass der erste Kontaktfinger 341 die erste Kontaktfläche 303a kontaktiert, der zweite Kontaktfinger 342 die zweite Kontaktfläche 303b kontaktiert und der dritte Kontaktfinger 343 die dritte Kontaktfläche 303c kontaktiert. Hierbei sind die erste Kontaktfläche 303a, die zweite Kontaktfläche 303b und die dritte Kontaktfläche 303c durch das Auslöseelement 240 kurzgeschlossen, insbesondere durch den ersten Kontaktfinger 341, den zweiten Kontaktfinger 342 und den dritten Kontaktfinger 343.
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren 3A, 3B, 4A, 4B, 5A und 5B sei zusammenfassend angemerkt, dass das Auslöseelement 240 drei elastisch verformbare Kontaktfinger 341, 342 und 343 aufweist. Der erste Kontaktfinger 341 ist ausgeformt, um die erste Kontaktfläche 303a nach dem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren. Der zweite Kontaktfinger 342 ist ausgeformt, um die zweite Kontaktfläche 303b nach dem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren. Der dritte Kontaktfinger 343 ist ausgeformt, um die dritte Kontaktfläche 303c nach dem zweiten Vorlaufweg zu kontaktieren, der länger als der erste Vorlaufweg ist. So können auf einfache Weise zwei Schaltpunkte für von einem Vorlaufweg abhängige, unterschiedliche Betätigungssignale realisiert werden.
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Tastenmoduls 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Tastenmodul 110 entspricht oder ähnelt dem Tastenmodul aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. In Fig. 6 ist das Tastenmodul 110 in einer schrägen Unteransicht gezeigt. Von dem Tastenmodul 110 gezeigt sind hierbei der Tastenstößel 220 mit einem Vorsprungsabschnitt 625, das Modulgehäuse 230 mit zumindest einem Positioniervorsprung 634, zumindest einem Befestigungsabschnitt 636 und einem Kragen 638, das Auslöseelement 240 mit dem ersten Kontaktfinger 341, dem zweiten Kontaktfinger 342, dem dritten Kontaktfinger 343, einem ersten Fingerabschnitt 644 und einem zweiten Fingerabschnitt 645, ein Drahtbügel 650 und ein elastisches Mittel 660.
  • In einem dem Schaltungssubstrat zuwendbaren Bodenabschnitt des Modulgehäuses 230 sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ausschnitte ausgeformt. Durch einen der Ausschnitte hindurch treten die Kontaktfinger 341, 342 und 343 des Kontaktgebers 240 um Kurzschließen der Kontaktflächen in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat. Durch den anderen der Ausschnitte hindurch ist das Tastenmodul 110 beispielsweise mittels einer an dem Schaltungssubstrat angebrachten Leuchtdiode beleuchtbar, insbesondere von innen heraus bzw. über einen Innenraum des Tastenmoduls 110.
  • Das Auslöseelement 240 ist in dem Tastenstößel 220 befestigt. Das Auslöseelement 240 weist den ersten Fingerabschnitt 644 und den zweiten Fingerabschnitt 645 auf. Der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 sind als Teilabschnitte des ersten Fingerabschnittes 644 ausgeformt. Der dritte Kontaktfinger 343 ist als der zweite Fingerabschnitt 645 ausgeformt. Der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 sind durch einen Trennungszwischenraum voneinander getrennt, der kürzer ist als ein weiterer Trennungszwischenraum zwischen dem zweiten Kontaktfinger 342 und dem dritten Kontaktfinger 343 bzw. dem ersten Fingerabschnitt 644 und dem zweiten Fingerabschnitt 645. Jeder der Kontaktfinger 341, 342 und 343 weist einen gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren einer der Kontaktflächen des Schaltungssubstrats auf. Wenn zumindest einer der Kontaktfinger 341, 342 und 343 eine jeweilige Kontaktfläche kontaktiert, berührt dessen gebogenen Endabschnitt die jeweilige Kontaktfläche. In der Darstellung von Fig. 6 sind die Kontaktfinger 341, 342 und 343 lediglich beispielhaft in der zweiten Schaltstellung wie in Fig. 5A bzw. Fig. 5B gezeigt.
  • Der Tastenstößel 220 ist bei der Betätigung des Tastenmoduls 110 relativ zu dem Modulgehäuse 230 translatorisch zwischen der Ruheposition und der Betätigungsposition bewegbar. Dies wird als Betätigungsbewegung des Tastenstößels 220 bezeichnet. Der Tastenstößel 220 ist gemäß dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig ausgeformt. Der Tastenstößel 220 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einem lichtdurchlässigen Material ausgeformt. So kann eine gleichmäßige Beleuchtung einer Tastenkappe realisiert werden. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Tastenstößel 220 aus einem lichtundurchlässigen Material ausgeformt.
  • Das Modulgehäuse 230 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig ausgeformt. Das Modulgehäuse 230 ist ausgeformt, um den Tastenstößel 220 bewegbar aufzunehmen, um die Betätigungsbewegung des Tastenstößels 220 relativ zu dem Modulgehäuse 230 zu ermöglichen. Das Modulgehäuse 230 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einem lichtdurchlässigen Material ausgeformt. So kann eine Umgebungsbeleuchtung für die Tastenkappe realisiert werden. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Modulgehäuse 230 aus einem lichtundurchlässigen Material ausgeformt. Auf diese Weise kann eine Beleuchtung des Tastenmoduls 110 auf die Tastenkappe beschränkt werden.
  • Das Modulgehäuse 230 weist zumindest einen Positioniervorsprung 634 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Modul Gehäuse 230 zwei Positioniervorsprünge 634 auf. Die Positioniervorsprünge 634 sind ausgeformt, um das Modulgehäuse 230 und somit das zusammengefügte Tastenmodul 110 an dem Schaltungssubstrat der Tastatur zu positionieren. Die Positioniervorsprünge 634 sind in Gestalt von Zapfen oder Stiften ausgeformt. Dabei erstrecken sich die Positioniervorsprünge 634 entlang der Achse der Betätigungsbewegung. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Positioniervorsprünge 634 durch Ausbuchtungen des Modulgehäuses 230 gebildet.
  • Das Modulgehäuse 230 weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch einen Befestigungsabschnitt 636 zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigen des Tastenmoduls 110 in der Tastatur auf. Der Befestigungsabschnitt 636 weist Rastvorsprünge bzw. Rastnasen zum Einrasten in dem Fixierelement, insbesondere in der Halteöffnung des Fixierelements der Tastatur auf. Ein um das Modulgehäuse 230 umlaufend ausgeformter Kragen 638 fungiert als ein weiterer Befestigungsabschnitt bzw. als ein Anschlag hinsichtlich der formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigung.
  • Der Drahtbügel 650 ist an dem Tastenstößel 220 fixiert. Hierbei ist der Drahtbügel 650 zumindest teilweise innerhalb eines von einer Außenwand des Tastenstößels 220 umschlossenen Innenraums des Tastenstößels 220 angeordnet. Der Drahtbügel 650 ist angeordnet und ausgeformt, um eine taktile und/oder akustische Rückkopplung bei der Betätigung des Tastenmoduls 110 bereitzustellen. Dazu ist der Drahtbügel 650 im Verlauf der Betätigungsbewegung elastisch auslenkbar. Der Drahtbügel 650 ist mit einem Gesamtbiegewinkel von weniger als 360 Grad gebogen ausgeformt.
  • Der Tastenstößel 220 weist einen Vorsprungsabschnitt 625 mit einer normal zu einer Achse der Betätigungsbewegung geneigten Anschlagfläche auf. Der Vorsprungsabschnitt 625 ist in Gestalt einer Nase ausgeformt. Die Anschlagfläche des Vorsprungsabschnitts 625 und der Drahtbügel 650 sind ausgeformt und angeordnet, um für die akustische und/oder taktile Rückkopplung im Verlauf der Betätigungsbewegung einen Aufprall des Drahtbügels 650 an der Anschlagfläche des Vorsprungsabschnitts 625 zu bewirken.
  • Ferner kann der Tastenstößel 220 einen Fixierabschnitt zum Fixieren des Drahtbügels 650 an dem Tastenstößel 220 aufweisen. Hierbei kann der Fixierabschnitt zwei Lagerkerben zum Lagern des Drahtbügels 650 aufweisen. Jede der Lagerkerben kann einen Winkel von weniger als 180 Grad aufspannen. Der Drahtbügel 650 kann in dem Fixierabschnitt verkantet sein. Der Drahtbügel 650 kann in den Fixierabschnitt einpressbar, einschiebbar oder einsetzbar sein. Somit kann der Fixierabschnitt als ein Einschubfach für den Drahtbügel 650 fungieren. Auch kann der Tastenstößel 220 eine schräg zu einer Achse der Betätigungsbewegung geneigte Schrägfläche aufweisen. Hierbei kann das Modulgehäuse 230 eine schräg zu der Achse der Betätigungsbewegung geneigte Rippe mit einer Nase und einer normal zu der Achse der Betätigungsbewegung geneigten Anlagefläche aufweisen. Die Schrägfläche, die Rippe, die Anlagefläche und die Nase können ausgeformt sein, um den Drahtbügel 650 im Verlauf der Betätigungsbewegung elastisch auszulenken und ruckartig freizugeben.
  • Auch kann der Tastenstößel 220 einen Rückhalteabschnitt zum Rückhalten des Drahtbügels 650 gegen eine Bewegung weg von einer Wand des Tastenstößels 220 und zusätzlich oder alternativ zum Rückhalten des Drahtbügels 650 gegen eine Bewegung quer zu einer Achse der Betätigungsbewegung des Tastenstößels 220 im Verlauf der Betätigungsbewegung aufweisen. Der Rückhalteabschnitt kann in Gestalt eines Vorsprungs oder Führungsvorsprungs ausgeformt sein. Ein Teilabschnitt des Drahtbügels 650 kann zwischen dem Rückhalteabschnitt und der Wand des Tastenstößels 220 aufgenommen oder aufnehmbar sein. Der Rückhalteabschnitt kann ausgeformt und angeordnet sein, um in Zusammenwirkung mit der Schrägfläche und der Rippe eine Rückführung eines freien Endes des Drahtbügels 650 auf die Anschlagfläche des Vorsprungsabschnitts 625 des Tastenstößels 220 nach der Betätigungsbewegung zu bewirken. So kann die elastische Auslenkung des Tastenstößels 220 im Verlauf der Betätigungsbewegung exakt wiederholbar und zuverlässig realisiert werden kann. Insbesondere kann ein sicher reproduzierbares Klick-Geräusch erreicht werden, da eine sichere Rückführung des freien Endes des Drahtbügels 650 auf die Anschlagfläche erzielt werden kann.
  • Das elastische Mittel 660 des Tastenmoduls 110 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Druckfeder ausgeführt. Das elastische Mittel 660 ist ausgebildet, in einem zusammengesetzten Zustand des Tastenmoduls 110 den Tastenstößel 220 in die Ruheposition vorzuspannen. Dabei ist das elastische Mittel 660 auf einen Führungszapfen des Tastenstößels 220 aufstülpbar. Somit ist das elastische Mittel 660 zwischen dem Tastenstößel 220 und dem Modulgehäuse 230 anordenbar. Das elastische Mittel 660 kann auch als eine Rückstellfeder bezeichnet werden. Bei der Betätigungsbewegung ergibt sich gemäß einem Ausführungsbeispiel ein linear-progressiver Kraft-Weg-Verlauf. Das elastische Mittel 660 weist einen linearen Kraft-Weg-Verlauf auf. Ab einem Schaltpunkt des Tastenmoduls 110 wird der das Auslöseelement 240 zunehmend vorgespannt und verändert den Kraft-Weg-Verlauf des Tastenmoduls 110.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Tastatur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Tastatur 100 entspricht oder ähnelt hierbei der Tastatur aus Fig. 1. Von der Tastatur 100 sind in der Darstellung von Fig. 7 hierbei das Schaltungssubstrat 102, beispielhaft lediglich ein Tastenmodul 110, eine Vorrichtung 770 mit einer Erfassungseinrichtung 772 und einer Bereitstellungseinrichtung 774, sowie Betätigungssignale 781, 782 und 783 gezeigt. Genauer gesagt entspricht die Tastatur 100 der Tastatur aus Fig. 1 mit Ausnahme dessen, dass die Tastatur 100 ferner die Vorrichtung 770 aufweist.
  • Die Vorrichtung 770 ist ausgebildet, um eine Betätigung des Tastenmoduls 110 zu erkennen. Dabei ist die Vorrichtung 770 signalübertragungsfähig mit dem Schaltungssubstrat 102 verbunden. Die Erfassungseinrichtung 772 der Vorrichtung 770 ist ausgebildet, um eine Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen des Schaltungssubstrats der Tastatur zu erfassen. Die Bereitstellungseinrichtung 774 der Vorrichtung 770 ist ausgebildet, um ansprechend auf eine erfasste erste Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen ein erstes Betätigungssignal bereitzustellen. Ferner ist die Bereitstellungseinrichtung 774 ausgebildet, um ansprechend auf eine erfasste, von der ersten Anzahl unterschiedliche, zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen ein zweites Betätigungssignal bereitzustellen. Jedes der Betätigungssignale 781 und 782 repräsentiert eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls 110. Ferner ist jedes der Betätigungssignale 781 und 782 geeignet, um eine unterschiedliche Funktion eines mit der Tastatur gekoppelten Geräts oder einer mit der Tastatur gekoppelten Anwendung auszulösen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung 772 ausgebildet, um zumindest ein Zeitintervall zwischen Kontaktzeitpunkten, zu denen unterschiedliche Kontaktflächen des Schaltungssubstrats durch die Kontaktfinger kontaktiert werden, zu erfassen. Hierbei ist die Bereitstellungseinrichtung ausgebildet, um abhängig von dem zumindest einen erfassten Zeitintervall unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift zumindest ein weiteres Betätigungssignal 783 bereitzustellen. Das zumindest eine weitere Betätigungssignal 783 repräsentiert eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls 110, insbesondere eine Betätigung mit einer spezifischen Geschwindigkeit oder Beschleunigung.
  • Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 770 innerhalb eines Gehäuses der Tastatur 100 angeordnet. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 770 auch außerhalb eines Gehäuses der Tastatur 100 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung 770 als Teil eines Computers ausgeführt sein, mit dem die Tastatur 100 signalübertragungsfähig verbunden ist.
  • Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Erkennen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt ist das Verfahren 800 ausführbar, um eine Betätigung eines Tastenmoduls einer Tastatur zu erkennen, welche der Tastatur aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren entspricht oder ähnelt. Anders ausgedrückt ist das Verfahren 800 ausführbar, um eine Betätigung eines Tastenmoduls zu erkennen, welches dem Tastenmodul aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren entspricht oder ähnelt.
  • Das Verfahren 800 zum Erkennen weist einen Schritt 810 des Erfassens und einen Schritt 820 des Bereitstellens auf. Dabei wird in dem Schritt 810 des Erfassens eine Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen des Schaltungssubstrats der Tastatur erfasst. Anders ausgedrückt wird in dem Schritt 810 des Erfassens insbesondere erfasst, ob durch die Kontaktfinger eine Teilmenge der Kontaktflächen oder alle Kontaktflächen kontaktiert werden. Ansprechend auf eine erfasste erste Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen wird in dem Schritt 820 des Bereitstellens ein erstes Betätigungssignal bereitgestellt. Anders ausgedrückt wird in dem Schritt 820 des Bereitstellens das erste Betätigungssignal bereitgestellt, wenn in dem Schritt 810 des Erfassens die erste Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen erfasst wurde, beispielsweise eine Teilmenge der Kontaktflächen. Ferner wird ansprechend auf eine erfasste, von der ersten Anzahl unterschiedliche, zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen in dem Schritt 820 des Bereitstellens ein zweites Betätigungssignal bereitgestellt. Anders ausgedrückt wird in dem Schritt 820 des Bereitstellens das zweite Betätigungssignal bereitgestellt, wenn in dem Schritt 810 des Erfassens die zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger kontaktierten Kontaktflächen erfasst wurde, beispielsweise alle Kontaktflächen. Jedes der Betätigungssignale repräsentiert somit eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls. Das erste Betätigungssignal repräsentiert beispielsweise eine Betätigung um einen ersten Vorlaufweg, bei dem die erste Anzahl von Kontaktflächen durch Kontaktfinger kontaktiert ist. Das zweite Betätigungssignal repräsentiert beispielsweise eine Betätigung um einen zweiten Vorlaufweg, bei dem die zweite Anzahl von Kontaktflächen durch Kontaktfinger kontaktiert ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 810 des Erfassens zumindest ein Zeitintervall zwischen Kontaktzeitpunkten erfasst, zu denen unterschiedliche Kontaktflächen durch die Kontaktfinger kontaktiert werden. Hierbei wird im Schritt 820 des Bereitstellens abhängig von dem zumindest einen erfassten Zeitintervall unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift zumindest ein weiteres Betätigungssignal bereitgestellt. Das zumindest eine weitere Betätigungssignal repräsentiert dabei eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls, insbesondere mit einer spezifischen Geschwindigkeit oder Beschleunigung.
  • Fig. 9 zeigt eine schematische Unteransicht eines Teilabschnitts eines Tastenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Von dem Tastenmodul sind in der Darstellung von Fig. 9 das Auslöseelement 240 mit beispielhaft lediglich zwei Kontaktfingern 341 und 342 und eine Anlagefläche 931 des Modulgehäuses gezeigt. Das Tastenmodul in Fig. 9 entspricht dem Tastenmodul aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren mit Ausnahme dessen, dass das Auslöseelement 240 beispielhaft lediglich zwei Kontaktfinger 341 und 342 aufweist und das Modulgehäuse die Anlagefläche 931 aufweist. Die Anlagefläche 931 ist so ausgeformt und angeordnet, dass das Auslöseelement 240 in der Ruheposition des Tastenstößels des Tastenmoduls in Anlage gegen die Anlagefläche 931 angeordnet ist.
  • Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist einer der Kontaktfinger, lediglich beispielhaft der zweite Kontaktfinger 342, in der Ruheposition des Tastenstößels des Tastenmoduls in Anlage gegen die Anlagefläche 931 angeordnet. Hierzu weist das Auslöseelement 240 an dem betreffenden Kontaktfinger 342 einen Auflageabschnitt 947 auf. In der Ruheposition besteht ein mechanischer Kontakt zwischen dem Auflageabschnitt 947 und der Anlagefläche 931. Anders ausgedrückt befindet sich in der Ruheposition der Auflageabschnitt 947 in Anlage gegen die Anlagefläche 931.
  • Durch das Anliegen des Auslöseelements 240 bzw. des Kontaktgebers an der Anlagefläche 931 als Anschlag in der Ruhestellung können unerwünschte Schwingungen des Auslöseelements 240, insbesondere auch der Kontaktfinger 341 und 342, gedämpft bzw. verhindert werden.
  • Fig. 10 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teilabschnitts einer Tastatur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Tastenmodul vor einer Montage bzw. Erstbetätigung. Bei der Tastatur handelt es sich um die Tastatur aus der vorstehend beschriebenen Figuren. Das Tastenmodul entspricht oder ähnelt dem Tastenmodul aus Fig. 9, wobei von dem Tastenmodul in der Darstellung von Fig. 10 eine Seitenwand des Modulgehäuses 230 mit einem die Anlagefläche 931 und eine Schrägfläche 1033 aufweisenden Dämpferabschnitt und das Auslöseelement 240 mit den beispielhaft lediglich zwei Kontaktfingern 341 und 342 und dem Auflageabschnitt 947 gezeigt sind und von der Tastatur zusätzlich zwei Kontaktflächen 303a und 303b des Schaltungssubstrats gezeigt sind.
  • In Fig. 10 ist ein Zustand vor einer Montage bzw. vor einem erstmaligen Betätigen des Tastenmoduls der Tastatur gezeigt. Vor der Montage bzw. Erstbetätigung ist der Dämpferabschnitt mit der Anlagefläche 931 und der Schrägfläche 1033 zwischen dem Auslöseelement 240 und den Kontaktflächen 303a und 303b angeordnet. Die Schrägfläche 1033 ist ausgebildet, um ein erstmaliges und einmaliges Abgleiten des Auslöseelements 240 zu ermöglichen bzw. zu bewirken. Die Anlagefläche 931 kann in einem spitzen Winkel oder parallel zu der Schrägfläche 1033 ausgerichtet sein. Die Anlagefläche 931 ist wenigstens derart ausgebildet, dass ein Abgleiten zurück in die Position vor der Montage bzw. Erstbetätigung verhindert wird.
  • Das Auslöseelement 240 kann bei einer Montage bzw. einer Erstbetätigung des Tastenmoduls erstmalig und einmalig entlang der Schrägfläche 1033 ausgelenkt und an dem Dämpferabschnitt vorbeigelenkt werden und somit an dem Dämpferabschnitt vorbeigleiten. Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Abgleiten des Auslöseelements 240 über die Schrägfläche 1033 der Dämpferabschnitt, insbesondere die Schrägfläche 1033 ausgelenkt werden. Somit kann zusätzlich oder alternativ zu dem Auslöseelement 240 auch der Dämpferabschnitt ein flexibles Material aufweisen.
  • Fig. 11 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 10 mit dem Tastenmodul in einer Betätigungsposition. Hierbei entspricht die Darstellung in Fig. 11 der Darstellung aus Fig. 10 mit Ausnahme dessen, dass das Tastenmodul in der Betätigungsposition gezeigt ist, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen Kontaktfingern 341, 342 und Kontaktflächen 303a, 303b hergestellt ist.
  • Hierbei sind die Kontaktfinger 341, 342 und der Auflageabschnitt 947 zwischen den Kontaktflächen 303a, 303b und dem an dem Modulgehäuse 230 ausgeformten Dämpferabschnitt mit der Anlagefläche 931 und der Schrägfläche 1033 angeordnet. Auch ist hierbei der Auflageabschnitt 947 von dem Dämpferabschnitt, insbesondere der Anlagefläche 931 beabstandet. Ausgehend von dem in Fig. 10 dargestellten Zustand zum in Fig. 11 gezeigten Zustand ist der Auflageabschnitt 947 des Auslöseelements 240 erstmalig und einmalig an der Schrägfläche 1033 und der Anlagefläche 931 vorbeigeglitten.
  • Fig. 12 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Teilabschnitts der Tastatur aus Fig. 10 bzw. Fig. 11 mit dem Tastenmodul in einer Ruheposition. Hierbei entspricht die Darstellung in Fig. 12 der Darstellung aus Fig. 11 mit Ausnahme dessen, dass das Tastenmodul in der Ruheposition gezeigt ist, wobei der Auflageabschnitt 947 des Auslöseelements 240 an der Anlagefläche 931 anliegt. Ein Geräusch durch Schwingungen des Auslöseelements 240, insbesondere der Kontaktfinger 341, 342, kann so verhindert werden. Das Auslöseelement 240, genauer gesagt der Auflageabschnitt 947 kann nicht mehr über den Dämpferabschnitt hinweg zurückgleiten, um beispielsweise den in Fig. 10 gezeigten Zustand zu erreichen. Der Auflageabschnitt 947 greift beispielsweise hinter die Anlagefläche 931.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren kann bei einem Montageverfahren zum Montieren des Tastenmoduls 110 der Tastenstößel 220 mit dem daran angeordneten Auslöseelement 240 in das Modulgehäuse 230 eingesetzt werden. Hierbei kann eine Relativbewegung zwischen dem Tastenstößel 220 mit dem Auslöseelement 240 einerseits und dem Modulgehäuse 230 andererseits entlang einer Achse der Betätigungsbewegung bewirkt werden. Auch wird bei dieser Relativbewegung das Auslöseelement 240 und/oder der Dämpferabschnitt bzw. die Schrägfläche 1033 ausgelenkt, sodass das Auslöseelement 240 erstmalig und einmalig an dem Dämpferabschnitt vorbeigelenkt wird und an dem Dämpferabschnitt vorbeigleitet. Die Relativbewegung wird bei dem Einsetzen des Tastenstößels 220 einschließlich des Auslöseelements 240 in das Modulgehäuse 230 zumindest bis zum Erreichen der Ruheposition ausgeführt. Durch die Anlage des Auslöseelements 240 gegen die Anlagefläche 931 ist eine Rückkehr des Tastenstößels 220 bzw. des Auslöseelements 240 in eine Position wie vor der Montage, siehe Fig. 10, unterbunden.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten kurz erläutert.
  • Das Tastenmodul 110 bzw. Tastenelement weist den Tastenstößel 220 und das Modulgehäuse 230 auf. Ferner weist das Tastenmodul 110 einen Klickmechanismus auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Klickmechanismus den Drahtbügel 650 und als Anschlag den Vorsprungsabschnitt 624 mit der Anschlagfläche auf. Ferner weist das Tastenmodul 110 einen Kontaktmechanismus auf. Der Kontaktmechanismus weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Auslöseelement 240 mit den drei Kontaktfingern 341, 342 und 343 auf. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können auch mehr Kontaktfinger vorgesehen sein. Im vollständig betätigten Zustand des Tastenmoduls 110 bzw. in dessen Betätigungsposition bzw. an dessen zweiten Schaltpunkt liegen alle drei Kontaktfinger 341, 342 und 343 in einer Ebene normal zu einer Achse der Betätigungsbewegung. Im nicht betätigten Zustand des Tastenmoduls 110 bzw. in dessen Ruheposition ragt der Tastenstößel 220 am weitesten aus dem Modulgehäuse 230 heraus und sind die Kontaktfinger 341, 342 und 343 im Tastenmodul 230 frei ohne Kontakt zu dem Schaltungssubstrat 102 der Tastatur 100 angeordnet, wobei die Kontaktfinger 341, 342 und 343 entlang der Achse der Betätigungsbewegung voneinander beabstandet sind. Der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 sind diejenigen Kontakte, die den ersten Schaltpunkt realisieren. Sie sind in einem montierten Zustand der Tastatur 100 näher an dem Schaltungssubstrat 102 der Tastatur 100 angeordnet als der dritte Kontaktfinger 343, der den zweiten Schaltpunkt realisiert.
  • Ein Ablauf des Betätigens des Tastenmoduls 110 ist nachfolgend kurz beschrieben. Das Tastenmodul 110 befindet sich zunächst im kontaktlosen Zustand, wie es in Fig. 3A gezeigt ist. Das elastische Mittel 660 drückt den Tastenstößel 220 weg vom Gehäuseboden an einen nicht gezeigten Gehäuseanschlag. Die drei Kontaktfinger 341, 342 und 343 sind frei und ohne Kontakt zum Schaltungssubstrat 102 im Tastenstößel 220 angeordnet, wobei der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 entlang einer Achse der Betätigungsbewegung von dem dritten Kontaktfinger 343 beabstandet sind. Beim Betätigungsvorgang bzw. bei der Betätigungsbewegung treffen zunächst der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 auf das Schaltungssubstrat 102 bzw. die erste Kontaktfläche 303a und die zweite Kontaktfläche 303b. Der erste Kontaktfinger 341 und der zweite Kontaktfinger 342 sind als elektrische Brücke zu sehen und schließen am ersten Schaltpunkt bzw. nach dem ersten Vorlaufweg die erste Kontaktfläche 303a und die zweite Kontaktfläche 303b elektrisch kurz. Wird der Tastenstößel 220 weiter betätigt, so kann der zweite Schaltpunkt realisiert werden. Die dritte Kontaktfläche 303c auf dem Schaltungssubstrat 102 wird hierbei durch den dritten Kontaktfinger 343 in Verbindung mit dem ersten Kontaktfinger 341 und dem zweiten Kontaktfinger 342 elektrisch kurzgeschlossen.
  • Zusammenfassend sei angemerkt, dass durch drei Kontaktfinger 341, 342 und 343, welche entlang einer Achse der Betätigungsbewegung voneinander beabstandet sind, zwei Schaltpunkte realisierbar sind. Der erste Schaltpunkt kann nach einem kurzen Vorlaufweg erreicht werden und für einen schnellen Kontakt sorgen. Der zweite Schaltpunkt kann nach einem längeren Vorlaufweg erreicht werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Tastatur
    102
    Schaltungssubstrat
    104
    Fixierelement
    106
    Tastenkappe
    110
    Tastenmodul
    220
    Tastenstößel
    222
    Kopplungsabschnitt
    230
    Modulgehäuse
    240
    Auslöseelement
    341
    erster Kontaktfinger
    342
    zweiter Kontaktfinger
    343
    dritter Kontaktfinger
    303a
    erste Kontaktfläche
    303b
    zweite Kontaktfläche
    303c
    dritte Kontaktfläche
    625
    Vorsprungsabschnitt
    634
    Positioniervorsprung
    636
    Befestigungsabschnitt
    638
    Kragen
    644
    erster Fingerabschnitt
    645
    zweiter Fingerabschnitt
    650
    Drahtbügel
    660
    elastisches Mittel
    770
    Vorrichtung zum Erkennen
    772
    Erfassungseinrichtung
    774
    Bereitstellungseinrichtung
    781
    erstes Betätigungssignal
    782
    zweites Betätigungssignal
    783
    weiteres Betätigungssignal
    800
    Verfahren zum Erkennen
    810
    Schritt des Erfassens
    820
    Schritt des Bereitstellens
    931
    Anlagefläche
    947
    Auflageabschnitt
    1033
    Schrägfläche

Claims (15)

  1. Tastenmodul (110) für eine Tastatur (100), wobei das Tastenmodul (110) folgende Merkmale aufweist:
    einen Tastenstößel (220);
    ein Modulgehäuse (230), wobei das Modulgehäuse (230) ausgeformt ist, um den Tastenstößel (220) bewegbar aufzunehmen, um eine translatorische Betätigungsbewegung des Tastenstößels (220) zwischen einer Ruheposition und
    einer Betätigungsposition relativ zu dem Modulgehäuse (230) zu ermöglichen; und
    ein Auslöseelement (240) zum Auslösen eines Betätigungssignals des Tastenmoduls (110) ansprechend auf die Betätigungsbewegung, wobei das Auslöseelement (240) an dem Tastenstößel (220) angebracht ist, wobei das Auslöseelement (240) als ein Kontaktgeber zum elektrischen Kurzschließen von Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) eines Schaltungssubstrats (102) der Tastatur (100) ausgeführt ist, wobei das Auslöseelement (240) mehr als zwei elastisch verformbare Kontaktfinger (341, 342, 343) zum Kontaktieren der Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) nach unterschiedlichen Vorlaufwegen im Verlauf der Betätigungsbewegung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (240) drei oder mehr elastisch verformbare Kontaktfinger (341, 342, 343) aufweist, wobei ein erster Kontaktfinger (341) und ein zweiter Kontaktfinger (342) relativ zu einem Korpus des Auslöseelements (240) in einem ersten Winkel gebogen sind,
    wobei ein dritter Kontaktfinger (343) relativ zu dem Korpus des Auslöseelements (240) in einem zweiten Winkel gebogen ist, wobei der erste Winkel größer als der zweite Winkel ist, wobei das Auslöseelement (240) einstückig ausgeformt ist.
  2. Tastenmodul (110) gemäß Anspruch 1, bei dem die Kontaktfinger (341, 342, 343) ausgeformt sind, um zumindest zwei der Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) im Verlauf der Betätigungsbewegung wegversetzt zueinander und/oder in einer frei vordefinierten Reihenfolge zu kontaktieren.
  3. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Auslöseelement (240) drei elastisch verformbare Kontaktfinger (341, 342, 343) aufweist, wobei ein erster Kontaktfinger (341) ausgeformt ist, um eine erste Kontaktfläche (303a) nach einem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren, wobei ein zweiter Kontaktfinger (342) ausgeformt ist, um eine zweite Kontaktfläche (303b) nach dem ersten Vorlaufweg zu kontaktieren, wobei ein dritter Kontaktfinger (343) ausgeformt ist, um eine dritte Kontaktfläche (303c) nach einem zweiten Vorlaufweg zu kontaktieren, wobei der zweite Vorlaufweg länger als der erste Vorlaufweg ist.
  4. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Auslöseelement (240) drei elastisch verformbare Kontaktfinger (341, 342, 343) aufweist, wobei ein erster Kontaktfinger (341) und ein zweiter Kontaktfinger (342) als Teilabschnitte eines ersten Fingerabschnittes (644) des Auslöseelements (240) ausgeformt sind und ein dritter Kontaktfinger (343) als ein zweiter Fingerabschnitt (645) des Auslöseelements (240) ausgeformt ist, und/oder wobei ein Trennungszwischenraum zwischen dem ersten Kontaktfinger (341) und dem zweiten Kontaktfinger (342) kürzer ist als ein Trennungszwischenraum zwischen dem zweiten Kontaktfinger (342) und dem dritten Kontaktfinger (343).
  5. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem jeder der Kontaktfinger (341, 342, 343) einen gebogenen Endabschnitt zum Kontaktieren einer der Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) aufweist.
  6. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Drahtbügel (650) zum Bereitstellen einer taktilen und/oder akustischen Rücckopplung, wobei der Drahtbügel (650) im Verlauf der Betätigungsbewegung elastisch auslenkbar ist, wobei der Drahtbügel (650) mit einem Gesamtbiegewinkel von weniger als 360 Grad gebogen ausgeformt ist, wobei der Drahtbügel (650) an dem Tastenstößel (220) fixiert ist.
  7. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Modulgehäuse (230) einstückig ausgeformt ist, wobei das Modulgehäuse (230) zumindest einen Positioniervorsprung (634) zum Positionieren des Tastenmoduls (110) an einem Schaltungssubstrat (102) der Tastatur (100) aufweist, wobei das Modulgehäuse (230) zumindest einen Befestigungsabschnitt (636) zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigen des Tastenmoduls (110) in der Tastatur (100) aufweist.
  8. Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Modulgehäuse (230) eine Anlagefläche (931) aufweist, wobei das Auslöseelement (240) in der Ruheposition des Tastenstößels (220) in Anlage gegen die Anlagefläche (931) angeordnet ist.
  9. Tastatur (100), wobei die Tastatur (100) folgende Merkmale aufweist:
    zumindest ein Tastenmodul (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und
    das Schaltungssubstrat (102) mit den Kontaktflächen (303a, 303b, 303c), wobei das zumindest eine Tastenmodul (110) an dem Schaltungssubstrat (102) angeordnet ist.
  10. Tastatur (100) gemäß Anspruch 9, mit einer Vorrichtung (770) zum Erkennen einer Betätigung des Tastenmoduls (110), wobei die Vorrichtung (770) signalübertragungsfähig mit dem Schaltungssubstrat (102) verbunden ist, wobei die Vorrichtung (770) eine Erfassungseinrichtung (772) zum Erfassen einer Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) des Schaltungssubstrats (102) der Tastatur (100) und eine Bereitstellungseinrichtung (774) zum Bereitstellen eines ersten Betätigungssignals (781) ansprechend auf eine erfasste erste Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) und eines zweiten Betätigungssignals (782) ansprechend auf eine erfasste, von der ersten Anzahl unterschiedliche, zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) aufweist, wobei jedes der Betätigungssignale (781, 782) eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls (110) repräsentiert.
  11. Tastatur (100) gemäß Anspruch 10, bei der die Erfassungseinrichtung (772) ausgebildet ist, um zumindest ein Zeitintervall zwischen Kontaktzeitpunkten, zu denen unterschiedliche Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktiert werden, zu erfassen, wobei die Bereitstellungseinrichtung (774) ausgebildet ist, um abhängig von dem zumindest einen erfassten Zeitintervall unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift zumindest ein weiteres Betätigungssignal (783) bereitzustellen, wobei das zumindest eine weitere Betätigungssignal (783) eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls (110) repräsentiert.
  12. Tastatur (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) elektrisch voneinander isoliert und/oder entlang einer Geraden angeordnet sind.
  13. Tastatur (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der das zumindest eine Tastenmodul (110) und das Schaltungssubstrat (102) ausschließlich formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
  14. Tastatur (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, mit einem Fixierelement (104) zum Fixieren des zumindest einen Tastenmoduls (110) an dem Schaltungssubstrat (102), wobei das Fixierelement (104) als ein Tastenrahmen zwischen dem Schaltungssubstrat (102) und einem Tastaturoberteil oder als ein Tastaturoberteil ausgeführt ist.
  15. Verfahren (800) zum Erkennen einer Betätigung eines Tastenmoduls (110) einer Tastatur (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Verfahren (800) folgende Schritte aufweist:
    Erfassen (810) einer Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) des Schaltungssubstrats (102) der Tastatur (100); und
    Bereitstellen (820) eines ersten Betätigungssignals ansprechend auf eine erfasste erste Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c) und eines zweiten Betätigungssignals ansprechend auf eine erfasste, von der ersten Anzahl unterschiedliche, zweite Anzahl von durch die Kontaktfinger (341, 342, 343) kontaktierten Kontaktflächen (303a, 303b, 303c), wobei jedes der Betätigungssignale eine erkannte Betätigung des Tastenmoduls (110) repräsentiert.
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