NL8701197A - Toetsenbord. - Google Patents

Description

• - f * -2* D HO/AM/3 ^ -1-

TOETSENBORD

De uitvinding betreft een verbeterd toetsenbord en zal beschreven worden aan de hand van een toetsenbord voor een telefoon, alhoewel de uitvinding niet tot deze toepassing beperkt is.

05 De laatste jaren zijn de roteerbare draaischijven van telefoons veelal vervangen door druktoetsen. Druktoetsen zijn tamelijk gecompliceerde mechanische elementen, die meestal een retourveer, elektrische contacten en een passende behuizing vereisen.

10 Een recente ontwikkeling is de membraantoetsstrook geweest, die in principe bestaat uit een paar membranen waarvan de een een eerste stelsel heeft, bijv. kolommen en de andere een tweede stelsel, bijv. rijen contactstroken, die gebruikt kunnen worden om éénduidig een gewenste "toets" te 15 identificeren. De membranen zijn gescheiden door een opaf-standhouder met gaten corresponderend met de "toets"plaatsen. Wanneer een "toets" ingedrukt wordt, worden de geleidende delen op het bovenste membraan in contact gebracht met die op het benedenste membraan, zodat er een verandering optreedt 20 in de elektrische weerstand tussen de betrokken rij en kolom. Het bovenste membraan moet een zekere veerkrachtigheid vertonen, terwijl het benedenste membraan eveneens flexibel kan zijn, verdient het toch de voorkeur dat de stroken stijf zijn aangebracht, zodat het benedenste membraan geplaatst kan 25 worden op of vervangen kan worden door een tamelijk stijve drager.

Een kenmerk van de telefoon van de nieuwe generatie is het gebruik van microprocessoren om een aantal kenmerken in de telefoon onder te brengen. Een zo'n kenmerk is een ge-30 heugen om veel gekozen nummers op te slaan. Sommige telefoons hebben een voorziening volgens welke het toegewezen nummer dat opgeroepen moet worden, opgeschreven wordt in de nabij- 8701157 -2- heid van de betrokken toets. De nummers en bestemmingen behorende bij sommige van de toetsen kunnen echter van tijd tot tijd veranderen. Om dit probleem te ondervangen, wordt voorgesteld een verbeterde toetsstrook te verschaffen met verwij-05 derbare toetsaanwijsmiddelen.

Volgens een eerste aspect verschaft de onderhavige uitvinding een membraantoetsstrook omvattende ten minste twee membranen die door een afstandhoudend vel met een aantal gaten daarin corresponderend met de toetsplaatsen voor de 10 toetsstrook zijn gescheiden, waarbij de membranen elk complementaire stelsels contactstroken hebben, zodanig dat contact tussen de beide membranen op de plaats van elke van het aantal gaten op eenduidige wijze geïdentificeerd kan worden, verwijderbare toetsstrookaanwijsmiddelen die dienen om ten 15 minste over één van de membranen te liggen en toewijzingen daarop richten met bijbehorende toetsplaatsen.

De toewijsmiddelen omvatten bij voorkeur een dunne kaart, die voldoende flexibel is om onder een doorzichtig flexibel afdekvel in de membraantoetsstrook geschoven te kun-20 nen worden.

Een bezwaar van de membraantoetsstrook is dat de gebruiker niet confidentieel kan vaststellen of de toets bediend is. Een methode om dit bezwaar te ondervangen, is het gebruik van een hoorbaar terugkoppelsignaal dat door de scha-25 keling gegenereerd wordt wanneer een toets wordt bediend. Het autobanksysteem maakt van een dergelijk stelsel gebruik. Dit stelsel vereist schakelingen om de bediening van de toets te detecteren en om een signaal op te wekken dat geleverd moet worden aan een elektro-akoestische omzetter.

30 Volgens een tweede aspect omvat de onderhavige uit vinding een membraantoetsstrook overeenkomstig het eerste aspect met voelbare terugkoppelmiddelen die dienen om over ten minste één van de membranen te liggen omvattende een buigzame plaat met reliefzones op plaatsen corresponderend met de po-35 sities van de toetsen, welke reliefzones dienen om omlaag te buigen bij uitoefening van druk daarop.

Bij voorkeur is de voelbare terugkoppelplaat vol- 8791197 -3- doende stijf gemaakt, zodat een hoorbaar geluid wordt geproduceerd door het doorbuigen van de reliëfzones.

In de andere vorm van de uitvinding zijn de functies van de verwijzing en voelbare terugkoppelmiddelen gecom-05 bineerd waardoor de noodzaak voor speciale "klikkers" wordt voorkomen.

Volgens dit aspect verschaft de uitvinding een mem-braantoetsenbord, omvattende twee membranen die door een afstandhoudend vel voorzien van een aantal gaten corresponde-10 rend met toetsplaatsen voor het toetsenbord worden gescheiden, waarbij de membranen elk complementaire stelsels con-tactstroken hebben, zodat contact tussen de beide membranen op de positie van elk van de gaten eenduidig geïdentificeerd kan worden, waarbij gecombineerde identificatie/voelbare te-15 rugkoppelmiddelen liggend over één van de membranen een flexibel vel omvat met reliëfzones op plaatsen corresponderend met de toetsplaatsen, welke reliëfzones flexibel omlaag kunnen buigen bij het daarop uitoefenen van vingerdruk.

Bij voorkeur ligt over het toetsenbord een van ver-20 dikkingen voorzien vel met hoger gelegen delen die de reliëfzones van het toetsenbord kunnen bedekken. Het van verdikkingen voorziene vel is bij voorkeur van helder kunststofmateri-aal.

Voorkeursuitvoeringen zullen thans worden beschre-25 ven aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin:

Fig. 1 een gedeeltelijk aanzicht is met uiteengenomen delen van een membraantoetsstrook voorzien van de vervangbare verwijzingskaart volgens de uitvinding,

Fig. 2 een soortgelijk aanzicht is als fig. 1 ech-30 ter voorzien van voelbare terugkoppelmiddelen,

Fig. 3 een dwarsdoorsnede-aanzicht van het toetsenbord volgens de andere uitvoeringsvorm volgens de lijn 3-3 uit fig. 4 is,

Fig. 4 een gedeeltelijk bovenaanzicht is van het 35 toetsenbord volgens fig. 3

Fig. 5 een bovenaanzicht is van een membraan overeenkomstig de uitvinding met een op afstand gelegen toets-strookstelsel, 87 0 1 1 9 7

Sf -4-

Fig. 6 een bovenaanzicht van een membraan volgens de uitvinding is dat gevouwen kan worden om de bovenste en benedenste membranen te vormen,

Fig. 7A en 7B bovenaanzichten zijn van alternatieve 05 contactstrookstelsels volgens de uitvinding.

Zoals blijkt uit fig. 1 is de bovenste afdekking 1 flexibel en voorzien van doorzichtige vensters 2 corresponderend met toetsposities. Dit zit op een afstandhouder 3, welke overeenkomt met de omtrek van 1 maar één zijde open is om het 10 inbrengen van de verwijzingskaart 4 mogelijk te maken. De kaart 4 is voldoende stijf om hem op zijn plaats in de ruimte onder de afdekking 1 welke in stand wordt gehouden door de afstandhouder 3 op zijn plaats te kunnen worden gedrukt en is voorzien van daarop gedrukte verwijzingsindices 5. Deze ruim-15 te is in de praktijk een druk-passing met de kaart 4 om een voldoende wrijving over te houden teneinde de kaart tijdens normaal bedrijf op de plaats te houden. Kaart 4 en de afdekking 1 zijn voldoende buigzaam om de werking van de membraan-contacten daaronder toe te staan.

20 Onder de kaart 3 bevindt zich het bovenste membraan 6, dat een stelsel kolommen (of rijen) geleidende stroken (niet getekend) op zijn benedenoppervlak heeft.

Een tweede afstandhouder 8 met afstanden die overeenkomen met de grenzen van elke toetsplaats omsluiten de ge-25 leidende stroken voor elke toets op de bovenste en benedenste membranen 6 en 9. Membraan 9 heeft rijen (of kolommen) geleidende stroken (niet getekend) die corresponderen qua plaats met bijbehorende stroken van het membraan 6. Hechtband 10 dient om het membraantoetsenbord op zijn plaats te fixeren.

30 In fig. 2 omvat een klikkerplaat 11 een dunne veer krachtige plaat van bijv. rubber, kunststof of metaal, welke plaat indrukkingen of koepels (niet getekend) heeft die corresponderen met de plaatsen van de toetsen. Het doel van deze koepels is om een voelbare terugkoppeling te leveren bij het 35 bedrijf wanneer ze inklappen wanneer een toets wordt ingedrukt zodat de gebruiker de werking van een toets kan "voelen". Indien de klikkerplaat voldoende stijf is, zal deze eveneens een "klik" veroorzaken, wanneer de toets wordt be- 81 * i λ 7 f v i i 'J / -5- diend waardoor zowel een akoestische als voelbare terugkoppeling ontstaat. Een afstandhouder 12 behoort bij de klikker-plaat 11. Indien de klikkerplaat 11 en de afstandhouder 12 boven het membraan 9 zijn gemonteerd, kan het worden bedekt 05 door een aanvullende vlakke flexibele membraan 13 om te waarborgen dat de kaart 4 niet ingrijpt in de koepels van de plaat 11 wanneer de kaart op zijn plaats wordt gedrukt.

Indien de klikkerplaat 11 gemonteerd is onder het membraan 9 (dat in dat geval flexibel moet zijn), is de extra 10 membraan 13 niet nodig. In dit geval kan de klikkerplaat een voldoende stijfheid leveren om te fungeren als drager voor het membraan 9 maar toleranties kunnen kritisch worden aangezien de koepels de stroken van het membraan 6 kunnen tegenwerken en contact kunnen veroorzaken met de stroken op het 15 membraan 6 indien de afstandhouder 12 niet voldoende dik is.

Zoals blijkt uit de figuren 3 en 4 uit de tekeningen, heeft een kunststofbasis 18 een eerste membraan 9, in dit geval een buigzame gedrukte schakelingskaart die gehecht is aan zijn bovenoppervlak. Deze schakelingskaart heeft aan 20 zijn bovenoppervlak nabij de druktoetsplaatsen paren contacten 17, die met elkaar verbonden zijn door een samenwerkend contact 16 bij het indrukken van een "druktoets", Deze contacten 16 zijn op het onderoppervlak van een tweede buigzame schakelingskaart 6 gevormd, welke het tweede membraan vormt 25 dat over het eerste ligt en op afstand daarvan wordt gehouden door een afstandhouder 7. De afstandhouder 7 vertoont een aantal gaten 1' op plaatsen overeenkomend met de "druktoet-sen".

De buigzame gedrukte schakelingskaart 6 wordt 30 voorts bedekt door een verwijzingskaart 4 van buigzaam flexibel materiaal en voorzien van een aantal omhooggerichte pieken 14 op plaatsen overeenkomstig deze "druktoetsen". Deze pieken 14 leveren een samenklapbare voelbare terugkoppeling bij het indrukken van de druktoets. De verwijzingskaart 4 35 heeft dus twee doelen, te weten het aangeven van de functie van elke toets en het verschaffen van een voelbare terugkoppeling voor de toetsenbordgebruiker.

Om het toetsenbord te beschermen tegen het binnen- 870 1 197

*rs «W

-6- dringen van vocht, stof en andere ongewenste stoffen en om het oppervlak van de verwijzingskaart te beschermen tegen slijtage welke de aanwijzingen erop onleesbaar zouden kunnen maken, is de verwijzingskaart 4 bedekt door een heldere re-05 liëfvormige kunststofplaat 1. Deze plaat is voorzien van verdikkingen om verdikte zones te verschaffen die de omhoog gerichte pieken van de verwijzingskaart bedekken, terwijl ze in contact verkeren met de omtrek van elke "druktoets"plaats op de verwijzingskaart. Het verdikte vel dient dus om de zone 10 van elke "druktoets"plaats in te kapselen door middel van verdikte kanalen 15 die gehecht zijn aan de verwijzingskaart. Om deze ingekapselde zones te kunnen indrukken zijn kleine luchtkanalen 19 aanwezig die zich aansluiten op naburige ingekapselde zones.

15 Zoals blijkt uit de figuren 5 en 6 is een verdere verbetering de toevoeging van op afstand gelegen schakelmoge-lijkheden. Wanneer de geleidende sporen en het membraan flexibel zijn, wordt voorgesteld dezelfde mogelijkheden te gebruiken voor het schakelen op een plaats op afstand van -de 20 toetsstrook. Het is inderdaad niet nodig om de op afstand gelegen plaats in hetzelfde vlak te kiezen als de toetsstrook. Een dergelijke toepassing bestaat in het gebruik van de mem-braanschakelaar als een bedieningsorgaan voor een zwaarte-krachtschakelaar. Een op afstand gelegen strook 21 die ge-25 hecht is aan en deel uitmaakt van de membranen 20 is zodanig gelegen dat deze bediend kan worden door de haakschakelaar door middel van een buigzame strook van het membraan. Zoals fig. 5 toont, steekt de aanvullende strook 21 uit van de hoofdtoetsstrookmembranen en bevat één of meer extra stro-30 ken. De stroken kunnen natuurlijk niet in staat zijn telefoonlij nstroom te voeren, zodat de zwaartekrachtschakelstro-ken een elektronische lijnschakelaar zouden kunnen bedienen.

In een alternatieve uitvoeringsvorm volgens fig. 7A en 7B, kan, in plaats van de rijen en kolommen, één van de 35 membranen een paar stroken 27 en 28 omvatten, welke kan bestaan uit twee series vingers 29 die onderling in elkaar geschoven zijn of twee series onderling in elkaar gedraaide spiralen 30 en 31, terwijl het andere membraan een overbrug- 8701107 -7- gingsstrook kan bevatten om de beide stroken van de eerste membraan met elkaar te verbinden. Het voordeel hiervan is dat alle actieve leidingen van de toetsstrook afgenomen kunnen worden op één enkel verbindingspunt 22 en ondergebracht kun-05 nen worden op één membraan hetgeen de verbindingen tussen het membraan en de rest van de telefoonschakeling vereenvoudigt. Een andere uitvoeringsvorm volgens fig. 6 levert een soortgelijk voordeel op door zowel de bovenste en benedenste strookpatronen af te drukken op één enkel stuk mem-10 braan 23. De strookpatronen zijn op elkaar gericht wanneer het membraan gevouwen is over de afstandhouder. Dit maakt het weer mogelijk dat het verbindingspunt 26 slechts aan één zijde ligt. Op afstand van elkaar gelegen stroken 24 en 25 kunnen ook op deze wijze worden gevormd.

8*7 Λ λ - ' λ -7 1 Μ ι : j /

Claims (13)

1. Membraantoetsstrook omvattende ten minste twee membranen die door een op afstandhoudend vel met een aantal gaten overeenkomstig toetsplaatsen voor de toetsstrook zijn gescheiden, welke membranen elk een complementair stelsel 05 hebben van contactstroken, zodanig dat het contact tussen de beide membranen op de plaats van elk van dat aantal gaten op eenduidige wijze geïdentificeerd kan worden en met verwijderbare toetsstrookverwijzingsmiddelen die bedoeld zijn om over ten minste één van de membranen te liggen en verwijzingen er- 10 op op één lijn te brengen met bijbehorende toetsplaatsen.

2. Membraantoetsstrook volgens conclusie 1, gekenmerkt door een transparant buigzaam afdekvel daarop.

3. Membraantoetsstrook volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verwijzingsmiddelen een dunne kaart omvatten 15 die onder het doorzichtige buigzame afdekvel kan glijden.

4. Membraantoetsstrook volgens één van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door voelbare terugkoppelmiddelen die op ten minste één van de membranen kunnen liggen omvattende een buigzame plaat met reliëfzones op plaatsen overeen- 20 komstig de posities van de toetsplaatsen, welke reliëfzones omlaag kunnen buigen bij het uitoefenen van druk daarop.

5. Membraantoetsstrook volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de voelbare terugkoppelplaat voldoende stijf is om een hoorbaar geluid tijdens het doorbuigen van de reliëf- 25 zones te produceren.

6. Membraantoetsstrook volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de voelbare terugkoppelplaat geplaatst is tussen het membraan en de verwijzingsmiddelen terwijl een ander flexibel membraan geplaatst is tussen de terugkoppel- 30 plaat en de verwijzingsmiddelen.

7. Membraantoetsstrook volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat één van de stelsels van contactstroken op één van de membranen op elke toetspositie een paar stroken omvat die verbonden zijn door een bijbeho- 35 rende derde kortsluitstrook op dat andere membraan. .. r V j , j J -9-

8. Membraantoetsstrook volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat dat paar stroken twee series onderling in elkaar geschoven vingers omvat.

9. Membraantoetsstrook volgens conclusie 7, met het 05 kenmerk, dat dat paar stroken twee series in elkaar gedraaide spiralen omvat.

10. Membraantoetsstrook volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de complementaire stroken zijn gevormd op één enkel membraan, dat gevouwen is om de twee 10 membranen te vormen.

11. Membraantoetsstrook volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verwijzingsmiddelen voelbare terugkoppelmid-delen die daar integraal mee zijn gevormd omvatten.

12. Membraantoetsstrook volgens conclusie ll, met 15 het kenmerk, dat de voelbare terugkoppelmiddelen een buigzaam vel omvatten met daarop reliëfzones op posities corresponderend met de toetsplaatsen, welke reliëfzones dienen om veerkrachtig omlaag te buigen bij de uitoefening van vingerdruk daarop. 20

13. Membraantoetsstrook volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het toetsenbord overdekt wordt door een van verdikkingen voorzien doorzichtig vel met verdikte delen die dienen om de reliëfzones van het toetsenbord af te dekken. *** Λ Ö ; J ; : - /