RU2610292C2 - Keyboard with keys illumination - Google Patents

Keyboard with keys illumination Download PDF

Info

Publication number
RU2610292C2
RU2610292C2 RU2015125589A RU2015125589A RU2610292C2 RU 2610292 C2 RU2610292 C2 RU 2610292C2 RU 2015125589 A RU2015125589 A RU 2015125589A RU 2015125589 A RU2015125589 A RU 2015125589A RU 2610292 C2 RU2610292 C2 RU 2610292C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light guide
keyboard
guide insert
keyboard according
keys
Prior art date
Application number
RU2015125589A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015125589A (en
Inventor
Юрий Станиславович Кольцов
Максим Владимирович Меш
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро Кольцова" (АО "СКТБ Кольцова")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро Кольцова" (АО "СКТБ Кольцова") filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро Кольцова" (АО "СКТБ Кольцова")
Priority to RU2015125589A priority Critical patent/RU2610292C2/en
Publication of RU2015125589A publication Critical patent/RU2015125589A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610292C2 publication Critical patent/RU2610292C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G06F3/0219—Special purpose keyboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06C—DIGITAL COMPUTERS IN WHICH ALL THE COMPUTATION IS EFFECTED MECHANICALLY
    • G06C7/00—Input mechanisms
    • G06C7/02—Keyboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/023—Arrangements for converting discrete items of information into a coded form, e.g. arrangements for interpreting keyboard generated codes as alphanumeric codes, operand codes or instruction codes
    • G06F3/0233—Character input methods
    • G06F3/0234—Character input methods using switches operable in different directions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/023—Arrangements for converting discrete items of information into a coded form, e.g. arrangements for interpreting keyboard generated codes as alphanumeric codes, operand codes or instruction codes
    • G06F3/0238—Programmable keyboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/023—Light-emitting indicators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to keyboard data input devices, which can be used as the user interface to control electronic instruments. It is achieved by that proposed is a keyboard with keys illumination, which includes a printed-circuit board with contact pads, a closing element placed over the contact pads, a separating plate installed on the printed-circuit board, herewith in the separating plate there are mounting seats, in which there are fixed light-conducting inserts from an elastic material forming the keys and made able to transmit when pressing the pressure force to the closing element due to elastic deformation along the vertical axis of the key, herewith at least one side of the light-conducting insert is made with a cylindrical light-reflecting surface, on the opposite side of which there is a light-emitting diode, a face film with applied symbols arranged on the upper surface of the separating plate.
EFFECT: higher efficiency, reliability and improved quality of the keyboard operation.
13 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к клавишным устройствам ввода данных (клавиатурам), которые можно использовать в качестве пользовательского интерфейса для управления электронными приборами как общепромышленного, так и специального назначения. Более конкретно, изобретение относится к пленочным клавиатурам (ПЛК) или комбинированным клавиатурам, кнопочно-пленочным или пьезопленочным, на лицевую поверхность которых установлена декоративная пленка с обозначением клавиш и предназначенных для работы в условиях недостаточной видимости и/или при необходимости включения исполнительной подсветки отдельной клавиши.The invention relates to keyboard input devices (keyboards), which can be used as a user interface for controlling electronic devices of both general industrial and special purpose. More specifically, the invention relates to film keyboards (PLCs) or combination keyboards, button-film or piezoelectric keyboards, on the front surface of which there is a decorative film with a designation of keys and designed to work in conditions of insufficient visibility and / or if necessary, turn on the executive illumination of a single key.

Уровень техникиState of the art

В общем клавиатура представляет собой набор клавиш того или иного типа, объединенных в единую конструкцию. При нажатии на клавишу происходит замыкание электрического контакта и передача той или иной информации. Замыкание электрического контакта может происходить путем продавливания замыкающей мембраны, установленной над контактными площадками, срабатывания микропереключателя или электронного замыкания в результате обработки электрической схемой сигнала, например пьезоимпульса, возникающего при нажатии в зону клавиши. Для обозначения назначения клавиш на них наносится буквенно-цифровая (БЦ) маркировка. В процессе эксплуатации в ряде случаев требуется подсветка клавиш клавиатуры. Например, 1) клавиатура установлена в приборе, предназначенном для эксплуатации в условиях недостатка внешнего освещения (ночью), или 2) требуется обеспечить исполнительную подсветку, т.е. обеспечить обратную связь с управляемой системой путем зажигания или изменения цвета клавиши после исполнения команды, подаваемой нажатием на данную клавишу, или требуется обеспечить обратную связь в системе, эксплуатируемой в условиях недостаточного внешнего освещения.In general, a keyboard is a set of keys of one type or another, combined into a single design. When a key is pressed, an electrical contact is closed and this or that information is transmitted. An electrical contact can be closed by forcing a closing membrane installed above the contact pads, activating a micro switch or an electronic circuit as a result of the processing of a signal by a circuit, such as a piezoelectric pulse, when a key is pressed into the zone. To indicate the purpose of the keys, an alphanumeric (BC) marking is applied to them. During operation, in some cases, backlighting of the keyboard keys is required. For example, 1) the keyboard is installed in a device designed for operation in conditions of insufficient external lighting (at night), or 2) it is required to provide executive illumination, i.e. provide feedback to the controlled system by lighting or changing the color of the key after executing the command given by pressing this key, or it is required to provide feedback in the system operated in conditions of insufficient external lighting.

В первом случае задача решается путем установки электролюминофорных панелей подсвета или применением специальных световодов, устанавливаемых по всей плоскости клавиатуры.In the first case, the problem is solved by installing electroluminescent backlight panels or by using special optical fibers installed along the entire plane of the keyboard.

Известна клавиатура с двухрежимной подсветкой, содержащая заключенные в рамку из светонепроницаемого материала печатную плату с оптическим излучателем, тактильные элементы, световодную пластину из светопроводящего материала, при этом в качестве оптического излучателя используют размещаемые на печатной плате светодиоды белого и зеленого цвета, установленные по периметру световодной пластины в специальных углублениях (патент RU 126505 U1, опубл. 27.03.2013).A well-known keyboard with dual-mode backlighting comprising a printed circuit board with an optical emitter enclosed in a frame made of opaque material, tactile elements, a light guide plate of light-conducting material, and white and green LEDs placed on a printed circuit board installed around the light guide plate as an optical emitter in special recesses (patent RU 126505 U1, publ. 03/27/2013).

Недостаток клавиатуры заключается в отсутствие возможности независимой подсветки клавиш.The disadvantage of the keyboard is the lack of independent key backlighting.

Известна клавиатура, включающая печатную плату, замыкатель контактов, клавиши, выполненные из прозрачного материала и между которыми размещены светопроводящие элементы в виде призм. Под призмами установлены светодиоды, направляющие лучи в вертикальном направлении на призмы, которые перенаправляют их в горизонтальную плоскость, освещая прозрачные клавиши (патент US 4670633, опубл. 02.06.1987).A well-known keyboard, including a printed circuit board, contact closure, keys made of transparent material and between which light-conducting elements in the form of prisms are placed. Under the prisms, LEDs are installed, directing the rays in a vertical direction to the prisms, which redirect them to the horizontal plane, illuminating the transparent keys (US patent 4670633, publ. 02.06.1987).

Недостаток клавиатуры заключается в отсутствие возможности независимой подсветки клавиш.The disadvantage of the keyboard is the lack of independent key backlighting.

Известна пленочная клавиатура, включающая наружную пленку с прозрачными полями выпуклой формы с нанесенными символами, образующие клавиши, печатную плату с контактными площадками, на нижнюю поверхность которой нанесен клеевой слой для крепления клавиатуры. На печатной плате размещен разделительный слой с выемками для замыкающих мембран, светодиодный слой, размещенный поверх разделительного слоя (патент ЕР 1990817 А1, опубл. 12.11.2008).Known film keyboard, including an outer film with transparent convex fields with characters printed, forming keys, a printed circuit board with pads, on the lower surface of which is applied an adhesive layer for attaching the keyboard. On the printed circuit board there is a separation layer with recesses for the closing membranes, an LED layer placed on top of the separation layer (patent EP 1990817 A1, publ. 12.11.2008).

Во всех вышеперечисленных случаях применяется общий световод, что решает задачу обеспечения возможности работы в условиях недостатка освещенности, но не обеспечивает решение задачи исполнительной подсветки. Во втором случае задача решается путем установки в зоне клавиш светодиода (одного или нескольких), зажигаемого при исполнении подаваемой команды.In all of the above cases, a common fiber is used, which solves the problem of ensuring the possibility of working in low light conditions, but does not provide a solution to the executive illumination problem. In the second case, the problem is solved by installing in the key zone of the LED (one or more), lit when the command is issued.

Известна пленочная клавиатура, включающая печатную плату с контактными площадками, замыкающий элемент в виде мембраны, в которой выполнено сквозное отверстие, разделительную пластину с нишей, в которой установлен эластичный диффузный распределитель света, светодиод, установленный на печатной плате и освещающий нижнюю поверхность световода через центральное отверстие мембраны, лицевую пленку, наклеенную на разделительную пластину (DE 20 2004 016739 U1, опубл. 10.02.2005).Known film keyboard, including a printed circuit board with pads, a locking element in the form of a membrane in which a through hole is made, a dividing plate with a niche in which an elastic diffuse light distributor is installed, an LED mounted on a printed circuit board and illuminating the lower surface of the fiber through the central hole membranes, a face film adhered to a separation plate (DE 20 2004 016739 U1, publ. 02/10/2005).

Известна пленочная клавиатура, включающая печатную плату с контактными площадками, замыкающий элемент в виде мембраны, в которой выполнено сквозное отверстие, разделительную пластину с нишей, в которой установлена эластичная вставка, выполняющая функцию световода, светодиод, установленный на печатной плате и освещающий нижнюю поверхность световода через центральное отверстие мембраны, лицевую пленку с декоративным покрытием, наклеенную на разделительную пластину. Эластичная вставка установлена таким образом, что ее нижняя поверхность находится на одном уровне с нижней поверхностью лицевой пленки (DE 202004016741 U1, опубл. 10.02.2005).Known film keyboard, including a printed circuit board with pads, a locking element in the form of a membrane in which a through hole is made, a dividing plate with a niche in which an elastic insert is installed that performs the function of a fiber, an LED mounted on a printed circuit board and illuminates the lower surface of the fiber through the central hole of the membrane, a decorative-coated front film glued to a separation plate. The elastic insert is installed so that its lower surface is at the same level with the lower surface of the front film (DE 202004016741 U1, publ. 02.10.2005).

Недостаток вышеприведенных клавиатур заключается в том, что обеспечивается подсветка только небольшой области световода, находящейся непосредственно над отверстием мембраны.The disadvantage of the above keyboards is that only a small area of the light guide directly above the membrane opening is illuminated.

Известна пленочная клавиатура, включающая печатную плату с мембранным замыкателем, светопроводящую распределительную пластину с выемками, в которые установлены светодиоды, излучающие лучи в торцы выемок. Поверх светопроводящей пластины при помощи клеевого слоя нанесена декоративная пленка (DE 202005001840 U1, опубл. 25.05.2005).A film keyboard is known, including a printed circuit board with a membrane contactor, a light guide distribution plate with recesses, in which LEDs are installed that emit rays into the ends of the recesses. A decorative film is applied over the light guide plate with an adhesive layer (DE 202005001840 U1, publ. 25.05.2005).

Недостаток клавиатуры заключается в том, что светодиоды установлены на дополнительной плате, что существенно усложняет конструкцию клавиатуры.The disadvantage of the keyboard is that the LEDs are installed on an additional board, which greatly complicates the design of the keyboard.

Также из уровня техники известна пленочная клавиатура, включающая печатную плату с контактными площадками, замыкающий элемент в виде мембраны, верхнюю крышку с отверстием, в которое над замыкающим элементом установлена вставка из твердого прозрачного материала, выполняющая функцию световода. Верхняя крышка размещена на расстоянии от печатной платы и соединена с ней через опорные элементы. На поверхности крышки наклеена эластичная пленка с цифровыми и/или буквенными обозначениями, образующими поля клавиш. На печатной плате установлены один или несколько светодиодов различного цвета, размещенных по периметру световода и обеспечивающих его торцевое освещение. При включении светодиодов свет проходит через край световода и распространяется по всему объему световода. Для улучшения однородности освещения поверхности световода могут быть обработаны, например, пескоструйной обработкой (патент ЕР 1515350 A1, опубл. 16.03.2005). Вышеуказанная клавиатура по совокупности существенных признаков может быть принята в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.Also known from the prior art is a film keyboard that includes a printed circuit board with contact pads, a closure element in the form of a membrane, a top cover with an opening in which an insert of solid transparent material is installed above the closure element, which serves as a light guide. The top cover is placed at a distance from the printed circuit board and connected to it through the support elements. An elastic film with digital and / or letter symbols forming the key fields is glued on the surface of the lid. On the printed circuit board, one or more LEDs of various colors are installed, placed around the perimeter of the fiber and providing its end-lighting. When the LEDs are turned on, the light passes through the edge of the fiber and spreads throughout the entire fiber. To improve the uniformity of illumination of the surface of the fiber can be processed, for example, by sandblasting (patent EP 1515350 A1, publ. 16.03.2005). The above keyboard on the set of essential features can be adopted as the closest analogue of the claimed invention.

Недостаток клавиатуры заключается в том, что при использовании световода прямоугольной формы при близком расположении светодиода в углах световода остаются затемненные области со стороны светодиода. Для обеспечения равномерной подсветки поля клавиши требуется установка второго светодиода с противоположной стороны световода. Такая конструкция приводит к повышению энергопотребления подсветки и к увеличению минимально возможного шага между кнопками.The disadvantage of the keyboard is that when using a rectangular waveguide with a close proximity of the LED in the corners of the light guide, darkened areas from the side of the LED remain. To ensure uniform illumination of the key field requires the installation of a second LED on the opposite side of the fiber. This design leads to increased power consumption of the backlight and to increase the minimum possible step between the buttons.

Кроме того, при нажатии на поле клавиши нажимное усилие на замыкатель передается за счет упругих свойств верхней пленки, прилегающей к световоду, который при нажатии перемещается вниз до замыкания контактов. После снятия нажимного усилия световод возвращается в исходное положение также за счет пружинных свойств замыкателя. Таким образом, световод является подвижным элементом, имеющим возможность вертикального перемещения при нажатии на поле клавиши и возврате в исходное положения при снятии нажимного усилия, что снижает надежность работы клавиши, поскольку в момент нажатия или возврата клавиши возможен перекос подвижного световода. Перекос световода может приводить к недостаточному нажимному усилию на замыкатель и/или возвратному усилию и, как следствие, к некорректному срабатыванию клавиши, например увеличению времени срабатывания.In addition, when a button is pressed on the key field, the pressure exerted on the contactor is transmitted due to the elastic properties of the upper film adjacent to the optical fiber, which, when pressed, moves down until the contacts close. After removing the pressure, the fiber returns to its original position also due to the spring properties of the contactor. Thus, the fiber is a movable element that has the ability to move vertically when the key is pressed on the field and return to its original position when the pressure is removed, which reduces the reliability of the key, since at the time of pressing or returning the key, the skew can be skewed. The distortion of the fiber can lead to insufficient pressing force on the contactor and / or return force and, as a result, to incorrect operation of the key, for example, an increase in the response time.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании простой и надежной конструкции клавиатуры с независимой подсветкой клавиш, обеспечивающей как ночную, так и исполнительную подсветку.The problem to which the invention is directed, is to create a simple and reliable keyboard design with independent backlighting of the keys, providing both night and executive backlighting.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, состоит в повышении эффективности, надежности и улучшении качества работы клавиатуры за счет равномерной подсветки всего поля клавиши клавиатуры с повышенной светоотдачей, что приводит к лучшему визуальному контролю состояния клавиш, а также за счет исключения подвижных элементов клавиш клавиатуры, что обеспечивает обязательное стабильное срабатывание клавиши при ее нажатии или возврате в исходное положение.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention consists in increasing the efficiency, reliability and improving the quality of the keyboard due to the uniform illumination of the entire field of the keyboard keys with increased light output, which leads to better visual control of the state of the keys, as well as by eliminating the moving elements of the keyboard keys , which ensures mandatory stable operation of the key when it is pressed or returned to its original position.

Указанный технический результат достигается за счет того, что клавиатура с подсветкой клавиш включает печатную плату с контактными площадками, замыкающий элемент, размещенный над контактными площадками, разделительную пластину, установленную на печатной плате, причем в разделительной пластине выполнены посадочные гнезда, в которые неподвижно установлены светопроводящие вставки из эластичного материала, образующие клавиши и выполненные с возможностью передачи при нажатии нажимного усилия на замыкающий элемент за счет упругой деформации по вертикальной оси клавиши, при этом по меньшей мере одна из боковых сторон светопроводящей вставки выполнена с цилиндрической светоотражающей поверхностью, на противоположной стороне от которой установлен светодиод, лицевую пленку с нанесенными символами, размещенную на верхней поверхности разделительной пластины.The specified technical result is achieved due to the fact that the keyboard with the backlight of the keys includes a printed circuit board with contact pads, a locking element located above the contact pads, a dividing plate mounted on the printed circuit board, and in the dividing plate there are landing slots in which the light guide inserts are fixedly mounted made of elastic material, forming keys and made with the possibility of transmission when pressing the pressing force on the locking element due to the elastic deformation ation on the vertical axis of the keys, wherein at least one of the sides of the light guide insert is formed with the cylindrical reflective surface on the opposite side from which the LED is mounted, the front film with applied symbols arranged on the upper surface of the partition plate.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения светопроводящая вставка выполнена из силиконового каучука или полиуретана.In addition, in the particular case of the invention, the light guide insert is made of silicone rubber or polyurethane.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в объем светопроводящей вставки введены мелкодисперсные частицы или пузырьки воздуха.In addition, in the particular case of the invention, finely dispersed particles or air bubbles are introduced into the volume of the light guide insert.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения светоотражающее покрытие нанесено на все боковые стороны светопроводящей вставки за исключением зоны, освещаемой светодиодом.In addition, in the particular case of the invention, a reflective coating is applied to all sides of the light guide insert except for the area illuminated by the LED.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения светоотражающее покрытие нанесено на внутреннюю стенку отверстия разделительной пластины, в которой установлена светопроводящая вставка.In addition, in the particular case of the invention, a reflective coating is applied to the inner wall of the opening of the separation plate in which the light guide insert is installed.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения разделительная пластина выполнена из металла толщиной 2-3 мм.In addition, in the particular case of the invention, the separation plate is made of metal with a thickness of 2-3 mm

Кроме того, в частном случае реализации изобретения толщина светопроводящей вставки составляет 3-4 мм.In addition, in the particular case of the invention, the thickness of the light guide insert is 3-4 mm.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения светодиод выполнен одноцветным или многоцветным.In addition, in the particular case of the invention, the LED is single-color or multi-color.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения замыкающий элемент выполнен в виде упругой металлической мембраны, или микропереключателя, или пьезоэлемента.In addition, in the particular case of the invention, the closure element is made in the form of an elastic metal membrane, or microswitch, or piezoelectric element.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения верхняя поверхность светопроводящей вставки выполнена с неровностями в виде выступов и углублений.In addition, in the particular case of the invention, the upper surface of the light guide insert is made with irregularities in the form of protrusions and recesses.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения светопроводящая вставка объединяет несколько клавиш.In addition, in the particular case of the invention, the light guide insert combines several keys.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения нижняя поверхность светопроводящей вставки выполнена с выемкой под замыкающий элемент.In addition, in the particular case of the invention, the lower surface of the light guide insert is made with a recess under the locking element.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения эластичная светопроводящая вставка имеет жесткую центральную часть непосредственно над замыкающим элементом.In addition, in the particular case of the invention, the elastic light guide insert has a rigid central portion directly above the closure element.

Сведения, подтверждающие реализацию изобретенияInformation confirming the implementation of the invention

Реализация изобретения подтверждается приведенными ниже примерами предпочтительных вариантов выполнения, и изобретение раскрыто со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:The implementation of the invention is confirmed by the following examples of preferred embodiments, and the invention is disclosed with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 иллюстрирует фрагмент пленочной клавиатуры с подсветкой клавиш в поперечном разрезе (вид сбоку);FIG. 1 illustrates a fragment of a film keyboard with backlit keys in cross section (side view);

Фиг. 2 иллюстрирует конструкцию светопроводящей вставки (вид сверху).FIG. 2 illustrates the construction of a light guide insert (top view).

Пленочная клавиатура, содержащая множество клавиш, одна из которых показана на фиг. 1, включает печатную плату 1 с нанесенными контактными площадками 2 и установленным замыкающим элементом 3, при нажатии на который происходит замыкание контактов 2. Совместно контактные площадки 2 и замыкающий элемент 3 образуют контактную группу клавиши. Поверх печатной платы 1 установлена разделительная пластина 4, в которой над зоной контактных площадок 2 выполнены посадочные гнезда 5 специальной формы, по существу представляющие собой сквозные отверстия. В посадочные гнезда 5 неподвижно установлены упругие светопроводящие вставки 6 (далее по тексту - светопроводящая вставка), которые своей нижней поверхностью опираются на печатную плату 1. В посадочном гнезде 5 разделительной пластины 4 также установлен по меньшей мере один светодиод 7, который может быть закреплен на печатной плате 1 и обеспечивающий освещение одной из боковых сторон светопроводящей вставки 6 для создания торцевой подсветки. На верхней поверхности разделительной пластины 4 при помощи клеевого слоя 8 закреплена лицевая пленка 9 с образованием над светопроводящей вставкой 6 отформованных выпуклых областей 10, преимущественно сферической или прямоугольной формы, с нанесенными символами (цифрами, и/или буквами, и/или другими символами), образующих информационные поля клавиш.A film keyboard containing a plurality of keys, one of which is shown in FIG. 1, includes a printed circuit board 1 with applied contact pads 2 and an installed closing element 3, when pressed, the contacts 2 are closed. Together, the contact pads 2 and the closing element 3 form a key contact group. On top of the printed circuit board 1, a dividing plate 4 is installed, in which over the area of the contact pads 2 there are made landing slots 5 of a special shape, which are essentially through holes. Elastic light guide inserts 6 (hereinafter referred to as the light guide insert) are fixedly mounted in the mounting slots 5, and their lower surface rests on the printed circuit board 1. At least one LED 7 is also installed in the mounting slot 5 of the dividing plate 4, which can be mounted on printed circuit board 1 and providing illumination of one of the sides of the light guide insert 6 to create end lighting. On the upper surface of the separation plate 4, with the help of the adhesive layer 8, a front film 9 is fixed with the formation of formed convex regions 10, mainly spherical or rectangular in shape, with symbols (numbers, and / or letters, and / or other symbols) above the light guide 6. forming the information fields of the keys.

Светопроводящая вставка 6, представленная на фиг. 2, образующая нажимную клавишу клавиатуры, представляет собой вставку специальной объемной геометрической формы толщиной Н, обеспечивающей равномерное распределение лучей от светодиода 7 по всему объему светопроводящей вставки. Светопроводящая вставка 6 представляет собой единую литую деталь, выполненную из прозрачного эластичного материала, например силиконового каучука или полиуретана. Также светопроводящая вставка 6 может быть выполнена из любого другого прозрачного эластичного материала, обеспечивающего возможность упругой деформации за счет сил сжатия. Верхняя поверхность светопроводящей вставки 6, выполненная предпочтительно прямоугольной формы, образует поле клавиши 101. В предпочтительном варианте реализации изобретения одна из боковых сторон светопроводящей ставки 6 выполнена с цилиндрической поверхностью 11 радиусом R со светоотражающим покрытием 12, при этом светодиод 7 установлен на противоположной стороне от цилиндрической поверхности 11 предпочтительно вдоль поперечной оси вставки 6. В предпочтительном варианте реализации изобретения светопроводящая вставка 6 установлена в посадочном гнезде 5 таким образом, что ее верхняя поверхность (поле клавиши) 101 выступает над верхней поверхностью разделительной пластины 4. Нижняя поверхность светопроводящей вставки 6 выполнена с выемкой 13 под замыкающий элемент 3, глубина которой достаточна для обеспечения передачи нажимного усилия за счет упругой деформации светопроводящей вставки 6 по вертикальной оси клавиши при ее нажатии, достаточном для замыкания контакта 2, без перемещения вставки 6 в вертикальном направлении в посадочном гнезде 5. Разделительная пластина 4 может быть выполнена из металла, например алюминиевого сплава, и иметь толщину 2-3 мм. Толщина Н светопроводящей вставки 6 составляет 3-4 мм. Светопроводящая вставка 6 может быть зафиксирована в посадочном гнезде 5 посредством клеевого соединения. В одном из вариантов реализации изобретения боковые стороны светопроводящей вставки 6 выполнены с выступами 61 ступенчатой формы, контактирующими с опорными площадками 41 разделительной пластины 4 для обеспечения надежной фиксации вставки 6 в посадочном гнезде 5. Замыкающий элемент 3 может быть выполнен в виде упругой металлической мембраны, или микропереключателя, или пьезоэлемента. Также замыкающий элемент может представлять собой контактные дорожки, нанесенные на поверхность выемки 10 светопроводящей вставки 6, соприкасающиеся при нажатии с контактными площадками 2 (не показано). Согласно одному из вариантов реализации изобретения в центре светопроводящей вставки 6 непосредственно над замыкающим элементом 3 может быть установлена вставка из жесткого прозрачного материала, обеспечивающая усиление тактильного эффекта при нажатии клавиши (не показано).The light guide insert 6 shown in FIG. 2, which forms the key press of the keyboard, is an insert of a special volumetric geometric shape of thickness H, which ensures uniform distribution of rays from the LED 7 throughout the volume of the light guide insert. The light guide insert 6 is a single molded part made of a transparent elastic material, such as silicone rubber or polyurethane. Also, the light guide insert 6 can be made of any other transparent elastic material that allows elastic deformation due to compression forces. The upper surface of the light guide insert 6, preferably made in a rectangular shape, forms a key field 10 1 . In a preferred embodiment of the invention, one of the sides of the light guide body 6 is formed with a cylindrical surface 11 of radius R with a reflective coating 12, with the LED 7 mounted on the opposite side of the cylindrical surface 11, preferably along the transverse axis of the insert 6. In a preferred embodiment, the light guide insert 6 is installed in the seat slot 5 so that its upper surface (key field) 10 1 protrudes above the upper surface of the separator plate 4. The lower surface of the light guide insert 6 is made with a recess 13 for the closing element 3, the depth of which is sufficient to ensure the transmission of pressure by elastic deformation of the light guide insert 6 along the vertical axis of the key when pressed enough to close the contact 2, without moving the insert 6 in the vertical direction in the seat 5. The dividing plate 4 can be made of metal, for example aluminum alloy, and have a thickness of 2-3 mm. The thickness H of the light guide insert 6 is 3-4 mm. The light guide insert 6 can be fixed in the seat socket 5 by means of an adhesive joint. In one embodiment of the invention, the sides of the light guide insert 6 are made with step-shaped protrusions 6 1 in contact with the support pads 4 1 of the separation plate 4 to ensure reliable fixation of the insert 6 in the seat slot 5. The locking element 3 can be made in the form of an elastic metal membrane , or a micro switch, or a piezoelectric element. Also, the closing element may be contact tracks deposited on the surface of the recess 10 of the light guide insert 6 in contact with the contact pads 2 (not shown). According to one embodiment of the invention, an insert made of a rigid transparent material can be mounted in the center of the light guide insert 6 directly above the closure element 3, which enhances the tactile effect when a key is pressed (not shown).

Согласно одному из вариантов реализации изобретения в объем светопроводящей вставки 6 могут быть введены мелкодисперсные частицы или газовые пузырьки для улучшения рассеивания светового потока (на чертежах не показано). Согласно одному из вариантов реализации изобретения светоотражающее покрытие может быть нанесено на все боковые стороны светопроводящей вставки 6 за исключением зоны, освещаемой светодиодом 7 (не показано). Согласно одному из вариантов реализации изобретения внутренняя стенка полости 5, к которой прилегает цилиндрическая поверхность 11, имеет выемку сферической формы, радиус которой соответствует радиусу R цилиндрической поверхности 11, и может быть выполнена со светоотражающим покрытием (не показано). Согласно одному из вариантов реализации изобретения верхняя поверхность светопроводящей вставки 6 выполнена с неровностями в виде выступов и углублений для исключения эффекта колец Ньютона при нажатии на клавишу (не показано).According to one embodiment of the invention, finely dispersed particles or gas bubbles can be introduced into the volume of the light guide insert 6 to improve diffusion of the light flux (not shown in the drawings). According to one embodiment of the invention, a reflective coating can be applied to all sides of the light guide insert 6 except for the area illuminated by the LED 7 (not shown). According to one embodiment of the invention, the inner wall of the cavity 5, to which the cylindrical surface 11 abuts, has a notch of spherical shape, the radius of which corresponds to the radius R of the cylindrical surface 11, and can be made with a reflective coating (not shown). According to one embodiment of the invention, the upper surface of the light guide insert 6 is made with irregularities in the form of protrusions and recesses to eliminate the effect of Newton's rings when a key is pressed (not shown).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении светодиода 7 лучи 14, расходясь при выходе из линзы светодиода 7 под углом 120°, проходят через тело светопроводящей вставки 6, достигают противоположной цилиндрической поверхности 11, отражаются от нее за счет наличия светоотражающего покрытия 12, образуя однородный разнонаправленный световой поток, обеспечивающий равномерную подсветку всего поля клавиши 101, в том числе затемненных зон (углов) светопроводящей вставки 6, которые образовывались со стороны вставки 6, освещаемой светодиодом 7. Также наличие светоотражающего покрытия 12 обеспечивает прохождение светового потока по объему светопроводящей вставки 6 не менее двух раз, что повышает светоотдачу почти в 2 раза при использовании только одного светодиода, что не требует повышенного энергопотребления для обеспечение подсветки клавиш. Таким образом, достигается лучший визуальный контроль состояния клавиш и улучшается качество работы клавиатуры. При использовании двухцветного светодиода 7 можно обеспечить как ночную подсветку поля клавиши 101, так и ее исполнительную подсветку за счет изменения цвета свечения поля клавиши 101 при переключении питания на кристалл другого цвета. При использовании трехцветного светодиода 7 можно получить подсветку поля клавиши 101 любым цветом. При нажатии на поле клавиши 101 усилие нажатия передается через неподвижную светопроводящую вставку 6 на замыкающий элемент 3 за счет упругой деформации эластичного материала в направлении по вертикальной оси клавиши, обеспечивая необходимый прогиб замыкающего элемента 3 и замыкание контактов 2. При снятии нажимного усилия с поля клавиши 101 светопроводящая вставка 6 разжимается и принимает исходную форму. Таким образом, отсутствие подвижных и трущихся элементов клавиш клавиатуры обеспечивает обязательное стабильное их срабатывание за счет исключения возможного перекоса/заедания клавиши при нажатии или возврате в исходное положение, что повышает эффективность и надежность работы клавиатуры. Заявляемое изобретение раскрывает конструкцию клавиши устройства ввода информации с независимой подсветкой, лишенной недостатков известного уровня техники.When the LED 7 is turned on, the rays 14, diverging when leaving the lens of the LED 7 at an angle of 120 °, pass through the body of the light guide insert 6, reach the opposite cylindrical surface 11, are reflected from it due to the presence of a reflective coating 12, forming a uniform multidirectional light flux, providing uniform entire field illumination key 10 1 including the darker areas (angles) of the light guide inserts 6 which are formed by the insert 6, the illuminated LED 7. also covered presence retroreflecting I 12 allows the passage of the light flux by volume of the light guide insert 6 at least twice, which increases luminous efficiency by almost 2-fold when only one LED, which does not require high energy consumption for providing illumination keys. Thus, the best visual control of the state of the keys is achieved and the quality of the keyboard is improved. When using a two-color LED 7, it is possible to provide both night illumination of the field of the key 10 1 and its executive illumination by changing the color of the glow of the field of the key 10 1 when switching the power to the crystal of a different color. When using three-color LEDs 7 can receive the key illumination field 10 January any color. When pressing the field of the key 10 1, the pressing force is transmitted through the stationary light guide insert 6 to the locking element 3 due to the elastic deformation of the elastic material in the direction along the vertical axis of the key, providing the necessary deflection of the locking element 3 and closing of the contacts 2. When removing the pressing force from the field of the key 10 1 light guide insert 6 is expanded and takes its original shape. Thus, the absence of moving and rubbing elements of the keyboard keys ensures their stable operation by eliminating the possible distortion / jamming of the key when pressed or returned to its original position, which increases the efficiency and reliability of the keyboard. The claimed invention discloses a key structure of an information input device with independent illumination, devoid of the disadvantages of the prior art.

Claims (13)

1. Клавиатура с подсветкой клавиш, включающая печатную плату с контактными площадками, замыкающие элементы, размещенные над контактными площадками, разделительную пластину с посадочными гнездами, установленную на печатной плате, при этом в посадочные гнезда неподвижно установлены светопроводящие вставки из эластичного материала, образующие клавиши клавиатуры и выполненные с возможностью передачи при нажатии нажимного усилия на замыкающий элемент за счет упругой деформации по вертикальной оси клавиши, причем по меньшей мере одна из боковых сторон светопроводящей вставки выполнена с цилиндрической светоотражающей поверхностью, на противоположной стороне от которой установлен светодиод, лицевую пленку с нанесенными символами, размещенную на верхней поверхности разделительной пластины.1. Keyboard with backlit keys, including a printed circuit board with contact pads, locking elements located above the contact pads, a dividing plate with seating slots mounted on a printed circuit board, while light-conducting conductors made of elastic material that form the keys of the keyboard and made with the possibility of transmission when pressing the pushing force on the locking element due to elastic deformation along the vertical axis of the key, with at least one of b postglacial sides of the light guide insert is formed with the cylindrical reflective surface on the opposite side from which the LED is mounted, the front film with applied symbols arranged on the upper surface of the partition plate. 2. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что светопроводящая вставка выполнена из силиконового каучука или полиуретана.2. The keyboard according to claim 1, characterized in that the light guide insert is made of silicone rubber or polyurethane. 3. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что в объем светопроводящей вставки введены мелкодисперсные частицы.3. The keyboard according to claim 1, characterized in that finely dispersed particles are introduced into the volume of the light guide insert. 4. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что в объем светопроводящей вставки введены пузырьки воздуха.4. The keyboard according to claim 1, characterized in that air bubbles are introduced into the volume of the light guide insert. 5. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что светоотражающее покрытие нанесено на все боковые стороны светопроводящей вставки за исключением зоны, освещаемой светодиодом.5. The keyboard according to claim 1, characterized in that the reflective coating is applied to all sides of the light guide insert except for the area illuminated by the LED. 6. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что светоотражающее покрытие нанесено на внутреннюю стенку отверстия разделительной пластины, в которой установлена светопроводящая вставка.6. The keyboard according to claim 1, characterized in that the reflective coating is applied to the inner wall of the hole of the separation plate in which the light guide insert is installed. 7. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что разделительная пластина выполнена из металла толщиной 2-3 мм.7. The keyboard according to claim 1, characterized in that the dividing plate is made of metal 2-3 mm thick. 8. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что толщина светопроводящей вставки составляет 3-4 мм.8. The keyboard according to claim 1, characterized in that the thickness of the light guide insert is 3-4 mm. 9. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что светодиод выполнен одноцветным или многоцветным.9. The keyboard according to claim 1, characterized in that the LED is single-color or multi-color. 10. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что замыкающий элемент выполнен в виде упругой металлической мембраны, или микропереключателя, или пьезоэлемента.10. The keyboard according to claim 1, characterized in that the locking element is made in the form of an elastic metal membrane, or a micro switch, or a piezoelectric element. 11. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя поверхность светопроводящей вставки выполнена с неровностями в виде выступов и углублений.11. The keyboard according to claim 1, characterized in that the upper surface of the light guide insert is made with irregularities in the form of protrusions and recesses. 12. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней поверхности светопроводящей вставки выполнена выемка под замыкающий элемент.12. The keyboard according to claim 1, characterized in that in the lower surface of the light guide insert there is a recess for the closing element. 13. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что эластичная светопроводящая вставка имеет жесткую центральную часть непосредственно над замыкающим элементом.13. The keyboard according to claim 1, characterized in that the elastic light guide insert has a rigid central part directly above the locking element.
RU2015125589A 2015-06-29 2015-06-29 Keyboard with keys illumination RU2610292C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125589A RU2610292C2 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Keyboard with keys illumination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125589A RU2610292C2 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Keyboard with keys illumination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015125589A RU2015125589A (en) 2017-01-10
RU2610292C2 true RU2610292C2 (en) 2017-02-08

Family

ID=57955765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015125589A RU2610292C2 (en) 2015-06-29 2015-06-29 Keyboard with keys illumination

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610292C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU201173U1 (en) * 2020-02-26 2020-12-01 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" PUSH-BUTTON SWITCH WITH TWO-COLOR LED INDICATION
RU2803316C1 (en) * 2023-02-06 2023-09-12 Общество с ограниченной ответственностью "ТИФЛОПАЛ" Pushbutton input device for capacitive touch surface applications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1515350A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-16 Meierhofer Mellingen AG Backlit push button for keyboard
RU2309449C1 (en) * 2006-03-07 2007-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет" Computer keyboard
RU76146U1 (en) * 2008-04-01 2008-09-10 Евгений Алексеевич Горбатов INFORMATION INPUT DEVICE
RU150627U1 (en) * 2014-05-22 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Босфорус Капитал" CONTROLLED KEYPAD BACKLIGHT

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1515350A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-16 Meierhofer Mellingen AG Backlit push button for keyboard
RU2309449C1 (en) * 2006-03-07 2007-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет" Computer keyboard
RU76146U1 (en) * 2008-04-01 2008-09-10 Евгений Алексеевич Горбатов INFORMATION INPUT DEVICE
RU150627U1 (en) * 2014-05-22 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Босфорус Капитал" CONTROLLED KEYPAD BACKLIGHT

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU201173U1 (en) * 2020-02-26 2020-12-01 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" PUSH-BUTTON SWITCH WITH TWO-COLOR LED INDICATION
RU2803316C1 (en) * 2023-02-06 2023-09-12 Общество с ограниченной ответственностью "ТИФЛОПАЛ" Pushbutton input device for capacitive touch surface applications

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015125589A (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101138321B1 (en) Light emitting sheet module
US8173922B2 (en) Thin type illuminated keyboard
KR100606081B1 (en) Light guide panel, keypad and keypad assembly
US20060260922A1 (en) Key pad and keypad assembly
KR20060119292A (en) Key-pad and key-pad assembly using the same
WO1998011576A1 (en) Electroluminescent backlit keypad
JPH1115393A (en) Display panel assembly
KR20110006385U (en) Light-emittable keyboard
TW201421511A (en) Luminous keyboard
TW201504854A (en) Luminous keyboard and light guide plate module thereof
TW201501161A (en) Luminous keyboard device
US8143541B2 (en) Movable contact assembly including light inlet having plural grooves, and switch using the same
TWI553682B (en) Luminous keyboard
CN103423961A (en) Touch control panel assembly and refrigerator
KR20060120512A (en) Keypad and keypad assembly
US8071900B2 (en) Keyboard with lighting system
TWI571900B (en) Luminous keyboard
RU2610292C2 (en) Keyboard with keys illumination
US7718910B2 (en) Movable contact assembly and switch using the same
KR100324780B1 (en) Key switch
JP2008034337A (en) Light guide plate for push-button switch device and push-button switch device
KR100689393B1 (en) Key pad assembly
KR100689391B1 (en) Keypad assembly
JP2007194092A (en) Membrane sheet and switching device
JPH01235108A (en) Structure for membrane switch