WO1995012208A2 - Flacheingabetastatur für datenverarbeitungsgerät oder dergleichen sowie verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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WO1995012208A2
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Definitions

  • the invention relates to a flat input keyboard for data processing devices or the like, which from the side facing away from the operating side successively a support layer, an electrical switching function system with a keyboard pattern corresponding electrical contact points, a buffer layer and a flexible elastic provided on the operating side facing away from the switching function system with the keyboard pattern Cover layer, wherein the support layer, the switching function system, the buffer layer and the cover layer are connected to each other at least along the circumferential edge, characterized in that the switching function system is designed to be permanently flexible by forming film segments of at least one film around the roll axis (s) ; and that the switching function system is provided with a one-piece and seamless casing by connecting the support layer and the buffer layer at the edge and through flow openings in the switching function system, for this purpose the full-surface connection of the buffer layer and the top layer, and methods for producing such a flat input keyboard.
  • the switching function system to which evaluation electronics are assigned, generally consists of three film layers laminated on top of one another, namely a first contact film, a second contact film and a spacer film arranged between them, which is usually punched and has openings at the intended contact points.
  • the two contact foils preferably have printed layers of conductive lacquer on the side facing the spacer foil. It can be provided that one of the two contact foils carries all the electrical conductor tracks. These are then often designed with the contact surfaces so that here two conductor track ends protrude into one another in a comb-like manner. The other contact foil is attached to the The contact points then have a complete print made of conductive varnish. However, it can also be provided that the two contact foils carry conductor tracks, which can, if necessary, reduce the number of conductor track crossings on one of the contact foils.
  • the contact foils like the spacer foil, generally consist of plastic material.
  • the contact film closest to the cover layer bends at the pressure point over the edges of the corresponding punched-out portions of the spacer film and touches the contact surface of the lower contact film.
  • the contact creates an electrically conductive connection between the upper and lower contact points.
  • electrical current can flow over the conductor tracks of the upper contact foil during the connection, and can be used as a signal to evaluate the key press.
  • keyboards For data entry on data processing devices, e.g. B. also in so-called notebook computers, in addition to flat input keyboards of the type described above, other keyboards can be used, which are comparable in terms of the key shape and arrangement of a typewriter keyboard. If necessary, individual keys with a relatively large key stroke are provided. All keyboards used so far have a fixed housing or at least a rigid base plate. This does not apply to rubber keyboards, which however do not follow the principle of membrane keyboards used here.
  • the conventional keyboards have a number of disadvantages.
  • the keyboard takes up a lot of space in relation to the other functional units of the computer and is relatively heavy.
  • the keyboard reduced to the extent that it is adapted to the size of the small computer, it becomes ergonomically unwieldy.
  • the conventional keyboards are inherently rigid and therefore bulky when being transported, moved and stowed away.
  • contact security is generally guaranteed by the contact of dome-shaped designer membrane keys. These usually offer considerable resistance to finger pressure and thus prevent pleasant and quick keyboard operation.
  • Membrane keyboards without dome embossing do not generate any tactile feedback and therefore do not indicate to the user that the key has been triggered.
  • the tactile feedback in this subject of the invention is generated by the nature of the elastic plastic.
  • the key shapes possible here are to be equated with the key shapes of mechanical keyboards, so that the keying itself is much easier than with conventional membrane keyboards.
  • the height of mechanical keyboards is generally ergonomically unfavorable for the hand position if no contact surfaces are created for the palm of the hand. Furthermore, the keyboard hampers work with other work equipment due to its height at the workplace, unless flat input keyboards of the type described are used, but with other disadvantages, such as unfavorable ergonomic handling. Such keyboards are often also not protected against unintentional key release, which in some user programs can have uncontrollable consequences up to the loss of data. In addition, generate mechanical
  • Keyboards make significant tactile noises that can have a negative impact on the environment.
  • a layout that has been changed compared to DIN 2137 and has significantly shorter key spacing and smaller keys is often used, with the ease of use suffering particularly badly. All keyboards are prone to contamination and
  • the subject of the invention is through the one-piece
  • the keyboard is also easy to clean, even with a steam jet.
  • the invention has for its object a
  • this object is achieved in that at least one of the foils of the switching function system consists of foil segments, the overlay layer, buffer layer, cover layer and the peripheral edge jointly form an elastic jacket and thus the switching function system is permanently flexible and watertight about the roll axis (s).
  • the switching function system has a switching function system which, following the support layer, has in succession a first contact film, provided at least in regions on the side facing the support layer, with an electrically conductive first contact layer, one with openings in accordance with the keyboard pattern provided spacer and a second contact film provided on the side facing the spacer at least in regions with an electrically conductive second contact layer.
  • an elastically flexible buffer layer is arranged between the second contact film and the cover layer.
  • the invention also provides that the spacing device consists at least partially of discrete spacing elements surrounding the keyboard pattern of corresponding contact points.
  • Spacing elements are essentially annular.
  • the invention also proposes that one of the contact foils consists at least in regions of discrete contact regions corresponding to the spacer elements.
  • the contact areas are essentially circular.
  • one of the contact foils carries all discrete electrical conductor tracks.
  • the invention also proposes that the conductor tracks protrude into one another at the contact points corresponding to the keyboard pattern.
  • the contact areas on the side facing the spacer elements are essentially completely electrically conductive and at least one continuous contact foil carries the discrete electrical interconnects.
  • the invention also provides that the electrical contact points of the contact foils are arranged in rows parallel to the roll axis.
  • the invention provides that at least one of the foils consists of foil segments which either enclose contact areas or contact openings and form air channels. It is also provided that more than one film, in the extreme case all films of the switching function system, consist of film segments.
  • the segmentation permanently prevents the foils from warping when the switching function system is bent.
  • the invention also provides that the overlay, the
  • the buffer layer and the cover layer are substantially elongated; and that the support layer has two substantially rigid first edge webs parallel to the roll axis.
  • the invention also proposes that the first edge webs can be releasably connected to the support layer, the switching function system, the buffer layer and the cover layer. It can also be provided that at least the second edge webs are designed to be flexible about the roll axis.
  • both edge webs can be fixed components of the casing.
  • part of the buffer layer and the keyboard pattern of the cover layer is designed as an operating surface for a computer mouse.
  • the invention is also characterized by a detachable plug connection for connection to the data processing device or the like.
  • the invention also provides that the plug connection is integrated in one of the edge webs.
  • the end of the connecting cable can be firmly enclosed in one of the edge webs.
  • control unit is integrated in one of the edge webs e_-r_e.
  • control unit is designed as an SMD assembly.
  • an illumination device illuminating the keyboard pattern from the edge is integrated in at least one of the edge webs.
  • the invention proposes that optical display devices are integrated in part of the keyboard pattern of the cover layer or in the edge webs.
  • the invention proposes that in a part of
  • Keyboard pattern of the top layer or acoustic display devices are integrated in the edge webs.
  • the invention proposes that transmitter or receiver devices for digital signals are integrated in part of the keyboard pattern of the cover layer, in the buffer layer or in the edge webs.
  • the invention proposes that energy sources are integrated in a part of the keyboard pattern of the cover layer, in the buffer layer, in the peripheral edge web or in the edge webs.
  • the invention is further characterized by an accessory base designed as a carrier and / or base plate for receiving the casing and possibly the edge webs.
  • the base plate has on its upper side a recess provided with a flat support surface for the positive reception of the support layer and / or the support plate and possibly the edge webs.
  • the invention also provides that the switching function system has a sensor keyboard that is essentially free of mechanically movable functional elements.
  • the switching function system has a short-stroke keyboard with short-stroke keys firmly attached to a flexible circuit board or the like.
  • the invention is characterized by expanded air chambers corresponding to the keyboard pattern for use under extreme pressure conditions and the like.
  • the switching function system is cast in elastic plastic material, which forms in one piece the support layer, the buffer layer, the cover layer and a peripheral edge web that connects the switching function system and surrounds it.
  • the invention also provides that the support layer, the buffer layer and the cover layer through a number of flow openings of the switching function system penetrating connecting webs while fixing the Relative position of the functional elements of the switching function system are interconnected.
  • the method according to the invention for producing such a keyboard is characterized in that the switching function system is cast into plastic material to produce the overlay layer, the buffer layer, the cover layer and a continuous peripheral edge web including the edge webs connecting them in one piece.
  • the invention proposes that elastically curing plastic material is used in this method.
  • thermoplastic or thermosetting plastics or steaming in a closed mold can also be used.
  • the invention provides that the pouring takes place by means of a liquid pourable and then curable elastomeric material.
  • the invention also provides that in a casting mold whose internal dimensions measured in the plane of its bottom surface exceed the external dimensions of the switching function system on all sides by the width of the peripheral edge web to be produced, the cover layer and the buffer layer are first poured and at least partially hardened by a first layer of the Plastic material are provided; that the switching function system is then introduced into the casting mold while the at least partially hardened cover layer and buffer layer are left in the casting mold and is placed on the support plate Lcht while leaving a peripheral strip corresponding to the width of the peripheral edge web to be produced; that further liquid pourable plastic material is then poured on at a height corresponding to the thickness of the overlay layer to be produced while filling the peripheral edge strip and covering the switching function system; that thereupon the final hardening of the entire plastic material takes place; and that the flat input keyboard, which is tightly enclosed on all sides by the plastic material, is then removed from the casting mold.
  • cover layer is provided with the keyboard pattern after the casting or spraying or steaming and curing and, if appropriate, demolding.
  • the invention also proposes that a switching function system is used which has a plurality of openings which are open both on the side of the support layer to be produced and on the side of the cover and buffer layer to be produced; and that the openings are poured out with the jacket material, whereby after hardening an elastic, one-piece spatial plastic matrix is produced which penetrates the switching function system and fixes its functional elements in a spatially defined relative position, which consists of the support layer, the buffer layer, the cover layer, the peripheral edge web and There are connecting webs which connect the support layer, the buffer layer and the cover layer through the openings in the switching function system.
  • polyurethane is used as the plastic material.
  • the invention also provides that silicone is used as the plastic material.
  • a development of the method according to the invention for producing an essentially elongated flat input keyboard with a roll axis parallel to one of the sides is characterized in that the sections of the peripheral edge web parallel to the roll axis are essentially stiff, while the sections of the peripheral edge web perpendicular to the bending or rolling axis are essentially flexible be formed. It can be provided that the stiff and the flexible portions of the peripheral edge web is given different thickness.
  • the invention may also suggest that different plastic materials be used for the rigid and flexible sections of the peripheral edge web.
  • the invention also relates to a flat input keyboard produced by the method according to the invention.
  • the invention is based, among other things, on the knowledge that it is possible to remedy the disadvantages of the known keyboards and to create an ergonomically perfect keyboard with an optimal work surface and the smallest possible space requirement during transport by using an overall flexible flat input keyboard which is rolled up when not in use and then can be easily stowed away with the smallest space requirement.
  • a buffer layer is designed in such a way that it leads to better force distribution and a more pleasant tactile sensation.
  • Such a buffer layer is first mentioned in DE 3132484 AI. There the layer consists of foam and is glued to the cover film. This invention is based on the intention of producing the buffer layer and the cover layer in one piece with the formation of raised buttons.
  • the keyboard can, if necessary, be applied to correspondingly designed accessory bases, which act as a base plate or the like, in a non-positive or positive manner and releasably at any time.
  • the key input can be switched off or on again by pressing a specific key combination.
  • the flat input keyboard can of course also be used reliably on unplanned, solid surfaces.
  • an operating surface for any type of display can be integrated into the keyboard, for example LEDs and displays as well as for acoustic signal generators, energy sources and transmitting and receiving units for digital signals.
  • a casting process with liquid castable elastic, thermosetting or thermoplastic materials is used.
  • the switching function system is cast with this plastic material, whereby either the electronics for evaluating the keyboard matrix can already be cast in, or it can only be provided that the peripheral edge web produced in the casting process is penetrated by a supply line to the conductor tracks of the switching function system.
  • the casting process can be carried out, for example, in an open mold in such a way that first the cover layer and the buffer layer or the key side of the keyboard pattern is poured "upside down" on the flat input keyboard, so to speak, and hardens. Then the switching function system is also placed upside down on the hardened layer forming the cover layer, the edges of the first cast layer remaining open to the side of the switching function system. Then a second layer of the liquid plastic material is poured into the mold via the switching function system.
  • the open top can be covered with an adhesive or other suitable substances can be coated.
  • the last cast layer connects either through the material properties of the plastic material used or through the adhesion mediation with the plastic material already in the casting mold in such a way that a watertight and tear-resistant connection is created.
  • the casting process ensures that no casting material can penetrate the electrical contact points. In the case of contact foil systems, this can be achieved by gluing, in the case of short-stroke keys by appropriate design consideration of rubber seals or the like.
  • the keyboard can be provided in any arrangement with predetermined bending lines which are parallel to the intended roll axis, the roll axis not necessarily having to be parallel to one of the side edges of the keyboard.
  • These predetermined bending lines can in particular also be generated by lamellar row arrangement of film segments.
  • Edge webs are at least partially constructed from telescopic elements or else from individual elements connected by tensioning wires, whereby a rigid frame can be generated in the use state of the flat input keyboard, while stowing in the transport state can take place with the smallest possible space requirement.
  • Figure l shows a first simplified embodiment of a flat input keyboard according to the invention in a perspective exploded view
  • Figure 2 a second simplified embodiment of a flat input keyboard according to the invention in a perspective exploded view
  • Figure 3 shows a third simplified embodiment of a flat input keyboard according to the invention in section perpendicular to the keyboard plane;
  • FIG. 4 shows the exemplary embodiment of a flat input keyboard according to the invention shown in FIG. 3 in a perspective view, partially cut open, the first contact foil and the spacer foil being embodied here in individual elements;
  • FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of a part of a flat input keyboard according to the invention, specifically in FIG. 5 a) a section along the line a) - a) of FIG. 5 b) and in FIG. 5 b) the exemplary embodiment in plan view;
  • FIG. 6 shows the bending displacement in the case of a flat input keyboard according to FIG. 1 in section perpendicular to the roll axis;
  • FIG. 7 shows the bending displacement in the case of a flat input keyboard
  • the flat input keyboard according to the invention in the exemplary embodiment shown there has a flexible support layer 10 made of plastic material, a first contact film 12, which has a first contact layer 14 in the form of discrete electrical conductor tracks, a spacer film 16, which is flexible and bears a number of openings 18 corresponding to a keyboard pattern, a second contact foil 20 which is provided with a second electrical contact layer 22 in the form of discrete electrical conductor tracks and likewise consists of elastic, flexible plastic material, a flexible, elastic buffer layer 24 made of plastic material and a cover layer 26 made of elastic plastic, which is provided with the keyboard pattern 28.
  • the layers described above can be held together along the narrower sides by rigid edge webs 30, 32.
  • a detachable plug connection 34 enables connection to a data processing device, e.g. B. a notebook computer.
  • the representation of the switching function system (12, 16, 20) is simplified.
  • the foils are used in conventional membrane keyboards.
  • the cover layer is shown here as a film, as is customary when using the design films with conventional membrane keyboards.
  • the detachability of edge webs and cables represents an alternative implementation.
  • the edge web 30 has an integrated lighting device 36 which can illuminate the keyboard pattern 28 from the side.
  • FIG. 2 shows that a control unit 38 is integrated there near the edge web 30 in the edge region of the flat input keyboard.
  • the flexible part of the flat input keyboard which ends on its underside with the support layer 10, can be inserted in a form-fitting manner in a thin, rigid carrier plate 40, onto which the edge webs 30, 32 can be attached.
  • the carrier plate 40 in turn can be inserted in a form-fitting manner in a recess 42 in a base plate 44.
  • part of the keyboard pattern 28 is designed as an operating surface for a computer mouse 46.
  • the integration of optical and acoustic reproduction units is also conceivable here.
  • the flat input keyboard according to the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 is used as follows:
  • the extremely flat flat input keyboard according to the invention is so flexible that it is about a roll axis lying parallel to the edge webs 30, 32 in FIGS can be rolled up and then stowed away with minimal space requirements.
  • the flat input keyboard according to the invention combines improved mobility compared to conventional keyboards due to low weight and flexibility with the possibility of nevertheless being able to use a complete keyboard with a common layout and normal DIN standard key spacing.
  • the flat design enables the flat input keyboard to remain on the desk, even if other work is to be carried out in the area of the flat input keyboard.
  • the flat input keyboard can be switched off using at least one special key combination.
  • the keyboard has a modular structure.
  • the actual flat input keyboard consisting of the support layer 10, the first contact film 20, the buffer layer 24 and the cover layer 26, can be fixed with the aid of the fixed edge webs 30 u. 32, which are shaped accordingly, are fastened in a form-fitting manner on different bases, for example al ⁇ o of the carrier plate 40 or also directly or, as in the embodiment shown in FIG. 1, indirectly, on the base plate 44 or the like.
  • At least two different bases are provided as accessories.
  • One consists of the simple, flat and thin, but rigid support plate 40, preferably made of plastic, which serves as a base in the case of uneven surfaces Work surfaces can be used mobile.
  • the second base is a larger, firmer component in the form of the base plate 44, in the recess 42 of which the flat input keyboard can be inserted together with the carrier plate 40 described above.
  • This second base that is to say the base plate 44, is provided for stationary use on a desk or the like.
  • the electronic control unit 38 with the plug connection representing an electrical line connection is attached as a flat functional unit on the side of the keyboard within the edge area thereof.
  • the flat input keyboard according to the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 can be transported in a very space-saving and simple manner.
  • the actual keyboard can be separated from the data processing device by the detachable plug connection 34 on the side of the keyboard.
  • the extremely flat design of the flat input keyboard enables an ergonomically favorable hand position during operation without additional design effort, since the palms can be placed loosely in front of the keyboard. There is no need to raise your hands to reach the buttons.
  • Arranged between the cover layer 26 and the switching function system is the buffer layer 24, which transfers the finger pressure that is exerted on the cover layer 1 C at the locations specified by the keyboard pattern 28 to the switching function system.
  • the finger pressure required to release the keys is therefore low, which enables fast, quiet, and pleasant contact-safe operation of the keyboard. Otherwise, it is of course possible without further ado, the keyboard pattern 28 and the others Adapting the design of modules to the needs of the user, as well as the overall design of the cover layer 26.
  • the support layer 10 is made of castable plastic material, whereupon the first contact film 12, the spacer film 16, the second contact film 20 and the buffer and cover layer 26 are made of the same plastic material exists as the support layer 10, connect.
  • the support layer 10 and the cover layer 26 are integrally connected to one another by a circumferential peripheral edge web 48 in the casting process, which also includes the edge webs 30 u. 32 ( Figure 3) integrated.
  • the cover layer 26 is no longer shown as a film but has raised buttons. Nevertheless, the surface of the cover layer is closed.
  • the first contact film 12 and the spacer film 16 are designed in the form of individual elements, as will be explained further below with reference to the embodiment of FIG. 5, without this being related to the embodiment of FIG. 4 Presentation needed.
  • Flow openings 19 can be seen in the second contact film 20, which are penetrated by plastic material during the manufacture of the flat input keyboard and thus connect and secure the individual functional layers of the flat input keyboard in their relative positions.
  • the flow openings are arranged in such a way that they lie in the spaces between the film segments of the spacer film and the first contact film.
  • the film segments of the spacer film not only form the contact openings 18 but also form air channels between the contact openings, through which air displaced by the touch of the contact openings in the air channels can flow in and, after loosening the pressure, can also flow back again.
  • the flat input keyboard according to FIGS. 3 and 4 is produced as follows: First, a polyurethane mixture is filled into a suitably shaped flat mold, which is open at the top, in the thickness corresponding to the manufacture of the cover layer 26, buffer layer 24 and edge webs 30. This layer is then hardened. Then the switching function system consisting of the first contact film 12, the spacer film 16 and the second contact film 20 is placed upside down on the layer thus produced. Subsequently, a further hardenable polyurethane mixture is poured in in an amount sufficient to produce the support layer 10 on the one hand and the peripheral edge web 48 on the other hand.
  • connecting webs are formed between the buffer layer 24 and the support layer 10, which permanently guarantee a stable position of the switching function system 12, 16, 20.
  • care is naturally taken to ensure that a peripheral strip of the casting mold corresponding to the peripheral edge web 48 to be produced is left free all around, all dosing and positioning processes being able to take place under suitable electronic control or by robots or the like.
  • the flat input keyboard which has not yet been provided with the keyboard pattern 28 in this state, is removed from the mold. Then z. B. da ⁇ keyboard pattern 28 applied to the cover layer 26 in the screen printing process. After usual testing etc. the flat input keyboard is ready for dispatch.
  • the contact foil 12 consisting of flexible plastic material, is formed continuously. It carries discrete electrical conductor tracks, which represent the first contact layer 14.
  • the spacer film 16 consists only of
  • the second contact foil 20 is also not continuous, but the shape of the diameter of the outer foil of the spacer foil sections is
  • Spacer film 16 corresponding circular surfaces, with circular electrical contacts being applied as the second contact layer 22 on the side facing the first contact layer 14.
  • FIGS. 6 and 7 The different ratios that result when bending or rolling the flat input keyboards according to FIGS. 1 and 2 on the one hand and FIG. 5 on the other hand are compared in FIGS. 6 and 7:
  • FIG. 6 shows that because of the different bending radii R1, for the first contact film 12, R2 for a neutral fiber 50, which lies approximately centrally in the spacer film 16 formed there over the entire surface, and R3 for the second, likewise continuously formed contact film 20, in each case thus corresponding to the embodiment of Figures 1 and 2, there is a tendency to the relative length shift of the individual films.
  • R1 for the first contact film 12
  • R2 for a neutral fiber 50
  • R3 for the second, likewise continuously formed contact film 20
  • Length difference occur are not absorbed by the elasticity of the film material, so that the adhesive layers loosen under unfavorable circumstances, at least permanently shift them, and can impair the function of the system.
  • the film segments 17 maintain the functionality and dimensional accuracy of the switching function system 12, 16, 20 despite the small bending radii and large number of bending processes.
  • this individual film represents the first contact film 12 provided with the first contact layer 14 in the form of discrete conductor tracks.
  • the conditions could of course also be reversed, namely by the second contact film 20 being continuous and instead the first contact foil 12 would be constructed from discrete contact foil sections.
  • the contact points including foil segments 17 are applied as spacer foil 16.
  • the segments enclose the area of the contact point and create a contact area of a defined width on the outside around this contact area.
  • the film segments 17 form the. Spacer film 16 between the contact openings 18, those air channels which ensure sufficient pressure equalization in the contact openings in the long term.
  • the comb-shaped mutually protruding conductor track ends of the first contact layer 14 opposite the first contact film 12 a layer of conductive material corresponding to the contact area size is applied as a component of the second contact layer 22 consisting of these discrete circular areas.
  • the loaded contact foil 20 bends at the pressure point over the edges of the spacing foil portion 16 and touches the opposite contact layer 14 of the first contact foil 12.
  • the contact provides an electrically conductive connection between the comb ends of the conductor tracks of the first contact layer 14 on the first contact foil 12 ago, which is used for evaluating the key pressure.
  • the spacer film sections 16 are firmly glued to the first contact film 12, which carries the electrical contact tracks 14 as the first contact layer 14, and to the contact film sections 20.
  • Spacer film section 16 and contact film section 20 can cover both a single contact point and a plurality of combined contact points.
  • the composite more appropriately consists of strips which can then be applied next to one another on the first contact film 12, the strip axis expediently containing air channels and lying parallel to the roll axis. This arrangement ensures that the entire composite system can be bent without the individual foils being able to shift relative to one another.
  • the length of a composite of the first contact foil 12, spacer foils 16 and the second contact foil section 20 is small enough in relation to the thickness of the foils so that even with smaller bending radii no large changes in length of the individual foil sections relative to one another result.

Abstract

Flacheingabetastatur für Datenverarbeitungsgeräte oder dergleichen, welche von der einer Bedienungsseite abgewandten Seite aufeinanderfolgend eine Auflageschicht (10), ein elektrisches Schalt-Funktionssystem (12, 16, 20) mit einem Tastaturmuster entsprechenden elektrischen Kontaktstellen, eine Pufferschicht (24) und eine an der der Bedienungsseite zugewandten Seite mit einem Tastaturmuster (28) versehene biegsame elastische Deckschicht (26) aufweist, wobei die Auflageschicht, das Schalt-Funktionssystem, die Pufferschicht und die Deckschicht zumindest entlang des Umfangsrandes miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Funktionssystem durch Bildung von Foliensegmenten (17) mindestens einer Folie um die Rollachse(n) dauerhaft biegsam ausgebildet ist; und daß das Schalt-Funktionssystem durch Verbindung von Auflageschicht und Pufferschicht am Rand sowie durch Fließdurchbrechungen (19) im Schalt-Funktionssystem, dazu vollflächige Verbindung von Pufferschicht und Deckschicht, mit einer einstückigen und nahtlosen Ummantelung (48) versehen ist, sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Flacheingabetastatur.

Description

Flacheingabetastatur für Datenverarbeitungsσerät oder dergleichen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Flacheingabetastatur für Datenverarbeitungsgeräte oder dergleichen, welche von der Bedienungsseite abgewandten Seite aufeinanderfolgend eine Auflageschicht, ein elektrisches Schalt-Funktionssystem mit einem Tastaturmuster entsprechenden elektrischen Kontaktstellen, eine Pufferschicht und eine an der dem Schalt-Funktionssystem abgewandten Bedienungsseite mit dem Tastaturmuster versehene biegsame elastische Deckschicht aufweist, wobei die Auflageschicht, das Schalt- Funktionssystem, die Pufferschicht und die Deckschicht zumindest entlang des Umfangsrandes miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Funktionssystem durch Bildung von Foliensegmenten mindestens einer Folie um die Rollachse(n) dauerhaft biegsam ausgebildet ist; und daß das Schalt-Funktionssystem durch Verbindung von Auflageschicht und Pufferschicht am Rand sowie durch Fließdurchbrechungen im Schalt-Funktionssystem, dazu vollflächige Verbindung von Pufferschicht und Deckschicht, mit einer einstückigen und nahtlosen Ummantelung versehen ist, sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Flacheingabetastatur.
Das Schalt-Funktionssystem, dem eine Auswerteelektronik zugeordnet ist, besteht im allgemeinen aus drei aufeinander laminierten Folienschichten, nämlich einer ersten Kontaktfolie, einer zweiten Kontaktfolie und einer dazwischen angeordneten Abstandsfolie, die in der Regel gestanzt ist und an den vorgesehenen Kontaktstellen Durchbrechungen aufweist. Die beiden Kontaktfolien tragen an der der Abstandsfolie zugewandten Seite vorzugsweise aufgedruckte Schichten aus leitfähigem Lack. Es kann dabei vorgesehen sein, daß eine der beiden Kontaktfolien sämtliche elektrischen Leiterbahnen trägt. Diese sind dann mit den Kontaktflächen häufig so ausgeführt, daß hier zwei Leiterbahnenden kammfδrmig ineinanderragen. Die andere Kontaktfolie trägt an den Kontaktstellen dann jeweils eine vollständige Bedruckung aus leitfähigem Lack. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß beide Kontaktfolien Leiterbahnen tragen, wodurch ggf., die Anzahl der Leiterbahnkreuzungen auf einer der Kontaktfolien verringert werden kann. Die Kontaktfolien bestehen ebenso wie die Abstandsfolie in der Regel aus Kunststoffmaterial.
Durch Krafteinwirkung auf die Deckschichten an einer durch das Tastaturmuster vorgegebenen Kontaktstellen, also bei Bedienung einer "Taste", biegt sich die der Deckschicht nächstliegende Kontaktfolie an der Druckstelle über die Ränder der entsprechen Ausstanzungen der Abstandsfolie durch und berührt die Kontaktfläche der unteren Kontaktfolie. Durch die Berührung wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der oberen und unteren Kontaktstelle hergestellt.
Über die Leiterbahnen der oberen Kontaktfolie kann bei dieser Konfiguration während der Verbindung elektrischer Strom fließen, der zur Auswertung des Tastendruckes als Signal verwendet werden kann.
Für die Dateneingabe an Datenverarbeitungsgeräten, z. B. auch bei sogenannten Notebook-Computern, können neben Flacheingabetastaturen der vorstehend beschriebenen Art auch andere Tastaturen verwendet werden, die hinsichtlich der Tastenform und -anordnung einer Schreibmaschinentastatur vergleichbar sind. Dabei sind ggf. Einzeltasten mit relativ großem Tastenhub vorgesehen. Sämtliche bislang verwendeten Tastaturen besitzen ein festes Gehäuse oder zumindest eine starre Bodenplatte. Ausgenommen davon sind Gummitastaturen, die jedoch nicht dem hier verwendeten Prinzip der Folientastaturen folgen.
Die herkömmlichen Tastaturen weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Hervorzuheben ist dabei zunächst, daß beim Transport, insbesondere bei der Anwendung tragbarer Kleincomputer (Notebooks) , die Tastatur im Verhältnis zu den übrigen Funktionseinheiten des Rechners sehr viel Platz in Anspruch nimmt und relativ schwer ist. Wird die Tastatur hingegen soweit verkleinert, daß sie an die Größe des Kleincomputers angepaßt ist, so wird sie ergonomisch unhandlich. Die herkömmlichen Tastaturen sind in sich insgesamt starr und somit sperrig beim Transportieren, Verschieben und beim Verstauen. Bei Folientastaturen wird die Kontaktsicherheit in der Regel über den Kontakt domartig ausgeformter Designfolientasten gewährleistet. Diese bieten dem Fingerdruck meist erheblichen Widerstand und verhindern so eine angenehme und schnelle Bedienung der Tastatur. Folientastaturen ohne Domprägung erzeugen keinerlei taktile Rückmeldung und zeigen dem Benutzer ein Auslösen der Taste daher nicht an.
Die taktile Rückmeldung bei diesem Erfindungsgegenstand wird durch die Beschaffenheit des elastischen Kunststoffes erzeugt. Außerdem sind die hier möglichen Tastenformen den Tastenformen mechanischer Tastaturen gleichzusetzen, so daß das Ertasten der Tasten selbst wesentlich leichter fällt als bei herkömmlichen Folientastaturen.
Die Höhe mechanischer Tastaturen ist in der Regel ergonomisch ungünstig für die Handhaltung, wenn keine Auflageflächen für die Handballen geschaffen werden. Ferner behindert die Tastatur durch ihre Bauhδhe am Arbeitsplatz die Arbeit mit anderen Arbeitsmitteln, sofern nicht Flacheingabetastaturen der beschriebenen Art, mit jedoch anderen Nachteilen, wie ungünstige ergonomische Handhabbarkeit, verwendet werden. Häufig sind derartige Tastaturen auch gegen unbeabsichtigte Tastenauslδsung, die bei manchen Anwenderprogrammen unkontrollierbare Folgen bis hin zum Datenverlust haben kann, nicht geschützt. Darüberhinaus erzeugen mechanische
Tastaturen erhebliche Tastgeräusche, die sich auf die Umwelt störend auswirken können. Oft wird bei transportablen Tastaturen für Notebook-Computer aus Gründen der Platzersparnis ein gegenüber DIN 2137 verändertes Layout mit wesentlich geringeren Tastenabständen und kleineren Tasten verwendet, wobei der Bedienungskomfort hierbei besonders stark leidet. Alle Tastaturen sind anfällig für Verschmutzung und
Beschädigung durch chemische und physikalische Einflüsse.
Der Erfindungsgegenstand ist durch die einstückige
Ummantelung und die gewählten Materialien unempfindlich gegen Feuchtigkeit und andere schädliche Einflüsse. Außerdem ist die Tastatur, selbst mit einem Dampfstrahl, leicht zu reinigen.
Mechanische Tastaturen sind unter wirtschaftlichen
Gesichtspunkten in der Regel nur begrenzt designfähig, da die Oberseite im Normalfall aus ca. 100 einzelnen Tasten besteht und diese nur unter großem Aufwand in ein einheitliches
Design einbezogen werden können.
Durch den Aufbau und die Materialwahl des
Erfindungsgegenstandes ist eine hohe Gestaltungsvielfalt und Fertigungsflexibilität gegeben. Es ist generell schon ohne
Bedruckung, durch Einfärben des Kunststoffmaterials, möglich, mehrfarbige Tastaturen herzustellen, die selbst bei
Oberflächenbeschädigung eine optimale Farbdurchdringung aufweisen. Reine Farbveränderungen dieser Tastatur sind auch unter wirtschaftlichem Aspekt problemlos.
Ähnlich schnell und günstig lassen sich Designveränderungen an Tastenformen und Formen der Randstege vornehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Flacheingabetastatur sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, welche die Möglichkeit gibt, bei optimaler Arbeitsgrδße im Transportzustand geringstmδglichen Platzbedarf aufzuweisen, dabei wasserdicht zu sein und unempfindlich gegen chemische und mechanische Einflüsse, verbunden mit einer Beseitigung der beschriebenen Nachteile der bislang bekannten Tastaturen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine der Folien des Schalt-Funktionssystems aus Foliensegmenten besteht, die AuflägeSchicht, Pufferschicht, Deckschicht und der Umfangsrand gemeinsam eine elastische Ummantelung bilden und damit das Schalt-Funktionssystem dauerhaft um die Rollachse(n) biegsam und wasserdicht ausgebildet ist.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß das Schalt- Funk ionsSystem ein Schalt-Funktionssystem aufweist, welches im Anschluß an die Auflageschicht aufeinanderfolgend eine zumindest bereichsweise an der der Auflageschicht zugewandten Seite mit einer elektrischen leitfähigen ersten Kontaktschicht versehene erste Kontaktfolie, eine entsprechend dem Tastaturmuster mit Durchbrechungen versehene Abstandseinrichtung und eine an der der Abstandseinrichtung zugewandten Seite zumindest bereichsweise mit einer elektrischen leitfähigen zweiten Kontaktschicht versehene zweite Kontaktfolie aufweist.
Es kann auch vorgesehen sein, daß zwischen der zweiten Kontaktfolie und der Deckschicht eine elastisch nachgiebige Pufferschicht angeordnet ist.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Abstandseinrichtung zumindest teilweise aus dem Tastaturmuster entsprechenden Kontaktstellen umgebenden diskreten Abstandselementen besteht.
Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die
Abεtandselemente im wesentlichen kreisringfδrmig ausgebildet sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß eine der Kontaktfolien zumindest bereichsweise aus den Abstandselementen entsprechenden diskreten Kontaktbereichen besteht.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Kontaktbereiche im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind.
Dabei kann vorgesehen sein, daß eine der Kontaktfolien sämtliche diskreten elektrischen Leiterbahnen trägt. Die Erfindung schlägt auch vor, daß die Leiterbahnen an den dem Tastaturmuster entsprechenden Kontaktstellen kammförmig ineinanderragen.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Kontaktbereiche an der den Abstandselementen zugewandten Seite im wesentlichen vollständig elektrisch leitfähig beschichtet sind und mindestens eine durchgehende Kontaktfolie die diskreten elektrischen Leitbahnen trägt.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die elektrischen Kontaktstellen der Kontaktfolien in parallel zur Rollachse liegenden Reihen angeordnet sind.
Die Erfindung sieht vor, daß mindestens eine der Folien aus Foliensegmenten besteht, welche entweder Kontaktflächen oder Kontaktdurchbrechungen umschließen und Luftkanäle bilden. Außerdem ist vorgesehen, daß mehr als eine Folie, im äußersten Fall alle Folien des Schalt-Funktionssystems, aus Foliensegmenten bestehen.
Durch die Segmentierung wird beim Biegen des Schalt- Funktionssystems ein Verzug der Folien zueinander dauerhaft verhindert.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Auflageschicht, das
Schalt-Funktionssystem, die Pufferschicht und die Deckschicht im wesentlichen länglich ausgebildet sind; und daß die Auflageschicht zwei zu der Rollachse parallele, im wesentlichen starre erste Randstege aufweist.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß die ersten Randstege lösbar mit der Auflageschicht, dem Schalt-Funktionssystem, der Pufferschicht und der Deckschicht verbunden sein können. Es kann auch vorgesehen sein, daß zumindest die zweiten Randstege um die Rollachse biegsam ausgebildet sind.
Beide Randstege können erfindungsgemäß feste Bestandteile der Ummantelung sein. Bei der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Teil der Pufferschicht sowie des Tastaturmusters der Deckschicht als Bedienungsfläche für eine Computermaus ausgebildet ist.
Die Erfindung ist auch gekennzeichnet durch eine lösbare Steckerverbindung zum Anschluß an das Datenverarbeitungsgerät oder dergleichen.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Steckerverbindung in einen der Randstege integriert ist.
Erfindungsgemäß kann das Ende des Anschlußkabels fest in einem der Randstege eingeschlossen sein.
Nach der Erfinc g kann auch vorgesehen sein, daß in einem der Randstege e_-r_e Kontrolleinheit integriert ist.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß die Kontrolleinheit als SMD-Baugruppe ausgebildet ist.
Es kann auch vorgesehen sein, daß in mindestens einen der Randstege eine das Tastaturmuster vom Rand her beleuchtende Beleuchtungseinrichtung integriert ist.
Die Erfindung schlägt vor, daß in einen Teil des Tastaturmusters der Deckschicht oder in den Randstegen optische Anzeigevorrichtungen integriert sind.
Die Erfindung schlägt vor, daß in einen Teil des
Tastaturmusters der Deckschicht oder in den Randstegen akustische Anzeigevorrichtungen integriert sind.
Die Erfindung schlägt vor, daß in einen Teil des Tastaturmusters der Deckschicht, in die Pufferschicht oder in den Randstegen Sende- oder Empfangseinrichtungen für digitale Signale integriert sind. Die Erfindung schlägt vor, daß in einen Teil des Tastaturmusters der Deckschicht, in der PufferSchicht, in dem Umfangsrandsteg oder in den Randstegen Energiequellen integriert sind.
Die Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch einen als Träger- und/oder Sockelplatte ausgebildeten Zubehörsockel zum Aufnehmen der Ummantelung und ggf. der Randstege.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Sockelplatte an ihrer Oberseite eine mit einer ebenen Auflagefläche versehene Ausnehmung zum formschlüssigen Aufnehmen der AuflägeSchicht und/oder der Trägerplatte und ggf. der Randstege aufweist.
Die Erfindung sieht auch vor, daß das Schalt-Funktionssystem eine im wesentlichen von mechanisch bewegbaren Funktionselementen freie Sensortastatur aufweist.
Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß das Schalt- Funktionssystem eine Kurzhubtastatur mit fest auf einer biegsamen Platine oder dergleichen angebrachten Kurzhubtasten aufweist.
Weiterhin ist die Erfindung gekennzeichnet durch dem Tastaturmuster entsprechende erweiterte Luftkammern für den Einsatz unter extremen Druckbedingungen und dergleichen.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das Schalt-Funktionssystem in elastisches Kunststoffmaterial eingegossen ist, welches einstückig die Auflageschicht, die Pufferschicht, die Deckschicht und einen diese verbindenden, das Schalt- Funktionssystem umlaufenden Umfangsrandsteg bildet.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Auflageschicht, die Pufferschicht und die Deckschicht durch eine Anzahl von Fließdurchbrechungen des Schalt-Funktionssystems durchsetzenden Verbindungsstegen unter Fixierung der Relativstellung der Funktionselemente des Schalt- Funktionssystems miteinander verbunden sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer derartigen Tastatur zeichnet sich dadurch aus, daß das Schalt-Funktionssystem unter Erzeugung der AuflägeSchicht, der Pufferschicht, der Deckschicht und eines diese einstückig verbindenden durchlaufenden Umfangsrandsteges incl. der Randstege in KunstStoffmaterial eingegossen wird.
Die Erfindung schlägt vor, daß bei diesem Verfahren elastisch aushärtendes Kunststoffmaterial verwendet wird.
Alternativ zum Vergießen kann auch das Spritzgußverfahren thermo- bzw. duroplastischer Kunststoffe oder das Bedampfen in einer geschlossenen Form verwendet werden.
Die Erfindung sieht vor, daß das Eingießen mittels eines flüssig vergießbaren und dann aushärtbaren elastomeren Materials erfolgt.
Die Erfindung sieht auch vor, daß in einer Gießform, deren in der Ebene ihrer Bodenfläche gemessene Innenabmessungen die Außenabmessungen des Schalt-Funktionssystems allseitig um die Breite des herzustellenden Umfangsrandsteges überschreiten, zunächst die Deckschicht und die Pufferschicht durch Gießen und zumindest teilweises Aushärten einer ersten Schicht des Kunststoffmaterials bereitgestellt werden; daß anschließend unter Belassen der zumindest teilweise ausgehärteten Deckschicht und PufferSchicht in der Gießform das Schalt- Funktionssystem in die Gießform eingebracht und auf die Auflägese Lcht unter Freilassen eines umlaufenden, der Breite des herzustellenden Umfangsrandsteges entsprechenden Randstreifens aufgelegt wird; daß dann weiteres flüssig vergießbares Kunststoffmaterial unter Auffüllen des umlaufenden Randstreifens und Bedecken des Schalt- Funktionssystems in einer der Dicke der herzustellenden AuflägeSchicht entsprechenden Höhe aufgegossen wird; daß daraufhin das endgültige Aushärten des gesamten Kunststoffmaterials erfolgt; und daß dann die allseits von dem Kunststoffmaterial einstückig dicht umschlossene Flacheingabetastatur aus der Gießform entfernt wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Deckschicht im Anschluß an den Gieß- oder Spritz- oder Bedampf- und Aushärte- sowie ggf. Entformungsvorgang mit dem Tastaturmuster versehen wird.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß ein Schalt- Funktionssystem verwendet wird, welches eine Vielzahl von sowohl zur Seite der herzustellenden Auflageschicht als auch zur Seite der herzustellenden Deck- und Pufferschicht offenen Durchbrechungen aufweist; und daß die Durchbrechungen mit dem Mantelmaterial ausgegossen werden, wodurch nach dem Aushärten eine das Schalt-Funktionssystem durchsetzende und dessen Funktionselemente in räumlich definierter Relativstellung fixierende elastische, einstückige räumliche Kunststoffmatrix erzeugt wird, die aus der Auflageschicht, der Pufferschicht, der Deckschicht, dem Umfangsrandsteg und Verbindungsstegen besteht, welche die Auflageschicht, die Pufferschicht und die Deckschicht durch die Durchbrechungen des Schalt- FunktionsSystems hindurch verbinden.
Es kann auch vorgesehen sein, daß als Kunststoffmaterial Polyurethan verwendet wird.
Die Erfindung sieht auch vor, daß als Kunststoffmaterial Silikon verwendet wird.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer im wesentlichen länglichen Flacheingabetastatur mit zu einer der Seiten paralleler Rollachse ist dadurch gekennzeichnet, daß die zur Rollachse parallelen Abschnitte des Umfangsrandsteges im wesentlichen steif, die zur Biege- bzw. Rollachse senkrechten Abschnitte des Umfangsrandsteges hingegen im wesentlichen flexibel ausgebildet werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß den steifen und den biegsamen Abschnitten des Umfangsrandsteges unterschiedliche Stärke gegeben wird.
Die Erfindung schlägt ggf. auch vor, daß für die steifen und die biegsamen Abschnitte des Umfangsrandsteges unterschiedliche Kunststoffmaterialien verwendet werden.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Flacheingabetastatur.
Der Erfindung liegt unter anderem auch die Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die Nachteile der bekannten Tastaturen zu beheben und eine ergonomisch einwandfreie Tastatur mit optimaler Arbeitsfläche und geringstmδglichen Platzbedarf beim Transport zu schaffen, indem eine insgesamt flexible Flacheingabetastatur verwendet wird, die im Nichtgebrauchszustand zusammengerollt und alsdann mit geringstem Raumbedarf leicht verstaut werden kann. Es kann dabei vorgesehen sein, eine Pufferschicht so auszubilden, daß sie zur besseren Kraftverteilung und zum angenehmeren Tastgefühl führt. Eine derartige Pufferschicht wird erstmals bei der DE 3132484 AI erwähnt. Dort besteht die Schicht aus Schaumstoff und ist mit der Deckfolie verklebt. Dieser Erfindung liegt die Absicht zugrunde, die Pufferschicht und die Deckschicht einstückig unter Bildung erhabener Tasten zu erzeugen. Die Tastatur kann ggf. auf entsprechend ausgeführte Zubehδrsockel, die als Bodenplatte oder dergleichen fungieren, kraft- oder formschlüssig und jederzeit wieder lösbar aufgebracht werden. Die Tasteneingabe kann durch Betätigung einer bestimmten Tastenkombination abschaltbar bzw. wieder einschaltbar sein.
Von besonderem Vorteil ist auch die Feuchtigkeitsunempfindlichkeit der erfindungsgemäßen
Flacheingabetastatur, ferner auch die Pflegeleichtigkeit, da sich die Flacheingabetastatur eben wegen der
Feuchtigkeitsunempfindlichkeit durch einfaches Abwaschen reinigen läßt. Die Flacheingabetastatur läßt sich natürlich auch auf nicht planen, festen Untergründen zuverlässig verwenden. In die Tastatur kann im übrigen natürlich auch eine Bedienfläche für jede Art von Anzeige integriert werden, z. b. LED's und Displays sowie für akustische Signalgeber, Energiequellen und Sende- und Empfangseinheiten für digitale Signale.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Flacheingabetastatur nach der Erfindung wird ein Gießverfahren mit flüssig vergießbaren elastischen, duroplastischen oder thermoplastischen Materialien verwendet.
Mit diesem Kunststoffmaterial wird das Schalt-Funktionssystem vergossen, wobei man entweder bereits die Elektronik zur Auswertung der Tastaturmatrix mit eingießen kann oder aber lediglich vorsehen kann, daß der im Gießverfahren hergestellte Umfangsrandsteg von einer Zuleitung zu den Leiterbahnen des Schalt-Funktionssyεtems durchsetzt ist.
Bei der Erfindung der Ummantelung werden also bevorzugt keine separaten Auflage- und Deckschichten mehr verwendet, vielmehr werden diese im Gießverfahren in situ hergestellt. Es läßt sich dabei sowohl ein Schalt-Funktionssystem verwenden als auch eine feste oder flexible Platine, auf der Tasten oder Schalter angebracht sind. Das Gießverfahren kann beispielsweise in einer offenen Gießform in der Weise durchgeführt werden, daß zunächst die Deckschicht und die Pufferschicht oder die Tastenseite des Tastaturmusters an der Flacheingabetastatur sozusagen "kopfüber" eingegossen wird und anhärtet. Anschließend wird das Schalt-Funktionssystem ebenfalls kopfüber auf die angehärtete, die Deckschicht bildende Schicht gelegt, wobei seitlich neben dem Schalt- Funktionssystem Ränder der zuerst gegossenen Schicht offenbleiben. .Anschließend wird eine zweite Schicht des flüssigen Kunststoffmaterials in die Form über das Schalt- Funktionssystem gegossen. Zur besseren Haftvermittlung kann dabei die offene Oberseite mit einem Klebestoff oder anderen geeigneten Stoffen beschichtet werden. Die zuletzt eingegossene Schicht verbindet sich entweder durch die stofflichen Eigenschaften des verwendeten Kunststoffmaterialε oder durch die Haftvermittlung derart mit dem bereits in der Gießform befindlichen Kunststoffmaterial, daß eine wasserdichte und reißfeste Verbindung entsteht. Natürlich wird beim Gießverfahren darauf geachtet, daß kein Gießmaterial in die elektrischen Kontaktstellen eindringen kann. Dies ist bei Kontaktfoliensystemen durch Verkleben erreichbar, bei Kurzhubtasten durch entsprechende konstruktive Berücksichtigung von Gummidichtungen oder dergleichen.
Angemerkt sei, daß die Tastatur in beliebiger Anordnung mit Sollbiegelinien versehen werden kann, die parallel zur beabsichtigten Rollachεe liegen, wobei die Rollachse nicht unbedingt zu einer der Seitenkanten der Taεtatur parallel liegen muß. Dieεe Sollbiegelinien können insbesondere auch durch lamellenartige Reihenanordnung von Foliensegmenten erzeugt werden. Natürlich ist eε auch möglich, ggf. die
Randstege zumindest teilweise aus Teleskopelementen oder aber auε durch Spanndrähte verbundenen Einzelelementen aufzubauen, wodurch im Gebrauchszustand der Flacheingabetastatur ein starrer Rahmen erzeugt werden kann, während das Verstauen im Transportzustand mit geringstmδglichem Raumbedarf erfolgen kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematiεchen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Figur l ein erstes vereinfachtes Ausführungsbeispiel einer Flacheingabetastatur nach der Erfindung in perspektivischer Explosionsdarstellung;
Figur 2 ein zweites vereinfachtes Ausführungsbeispiel einer Flacheingabetastatur nach der Erfindung in perspektivischer Explosionsdarstellung;
Figur 3 ein drittes vereinfachtes Ausführungsbeispiel einer Flacheingabetastatur nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Tastaturebene;
Figur 4 das in Figur 3 gezeigte Ausführungεbeispiel einer Flacheingabetastatur nach der Erfindung in perspektiviεcher Darεtellung, teilweiεe aufgeεchnitten, wobei die erste Kontaktfolie und die Abstandsfolie hierbei in Einzelelementen ausgeführt sind;
Figur 5 ein viertes Ausführungsbeispiel eineε Teiles einer Flacheingabetastatur nach der Erfindung, und zwar in Figur 5 a) einen Schnitt entlang der Linie a) - a) von Figur 5 b) und in Figur 5 b) das Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
Figur 6 die Biegeverεchiebung bei einer Flacheingabetaεtatur gemäß Figur l im Schnitt senkrecht zur Rollachεe; und
Figur 7 die Biegeverεchiebung bei einer Flacheingabetastatur bei
Segmentierung der Folien.
Wie Figur l erkennen läßt, weist die Flacheingabetastatur nach der Erfindung bei dem dort gezeigten Ausführungεbeispiel eine flexible Auflageschicht 10 auε Kunststoffmaterial, eine erste Kontaktfolie 12, welche eine erste Kontaktschicht 14 in Form diskreter elektrischer Leiterbahnen aufweist, eine Abstandεfolie 16, die flexibel ausgebildet ist und eine Anzahl von einem Tastaturmuster entsprechenden Durchbrechungen 18 trägt, eine zweite Kontaktfolie 20, die mit einer zweiten elektriεchen Kontaktεchicht 22 in Form diskreter elektrischer Leiterbahnen versehen ist und ebenfalls aus elaεtiεch biegsamem Kunststoffmaterial besteht, eine nachgiebig-elastische Pufferschicht 24 aus Kunststoffmaterial und eine Deckschicht 26 aus elastischen Kunststoff aterial auf, die mit dem Tastaturmuster 28 versehen ist. Die vorεtehend beεchriebenen Schichten εind entlang der εchmäleren Seiten durch feεte Randstege 30, 32 zuεammenhaltbar. Eine lösbare Steckerverbindung 34 ermöglicht den Anεchluß an ein Datenverarbeitungεgerät, z. B. einen Notebook-Computer.
Die Darstellung deε Schalt-Funktionssystems (12,16,20) ist vereinfacht. In dieser geschlossenen Form werden die Folien in herkömmlichen Folientastaturen eingesetzt. Die Deckschicht ist hier als Folie dargestellt, wie dies beim Einsatz der Designfolien bei herkömmlichen Folientastaturen üblich ist. Die Lösbarkeit von Randstegen und Kabel stellt eine Realisationsalternative dar.
Wie Figur 2 erkennen läßt, kann in Erweiterung der
Flacheingabetastatur gemäß Figur l bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel der Randsteg 30 eine integrierte Beleuchtungseinrichtung 36 tragen, die von der Seite her das Tastaturmuster 28 beleuchten kann. Ferner läßt Figur 2 erkennen, daß dort nahe dem Randsteg 30 in den Randbereich der Flacheingabetastatur eine Kontrolleinheit 38 integriert ist. Neben diesen Elementen können weitere in den Ansprüchen beschriebene Elemente und Vorrichtungen in den Randstegen untergebracht werden. Der flexible Teil der Flacheingabetaεtatur, der an εeiner Unterseite mit der Auflageschicht 10 endet, ist formschlüssig in eine dünne, starre Trägerplatte 40 einsetzbar, auf die die Randεtege 30, 32 aufsteckbar sind. Die Trägerplatte 40 wiederum ist formschlüssig in eine Ausnehmung 42 einer Sockelplatte 44 einsetzbar. Ein Teil des Tastaturmusters 28 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 als Operationsfläche für eine Computermaus 46 ausgebildet. Alternativ oder in Ergänzung ist hier auch die Integration von optischen und akustischen Wiedergabeeinheiten denkbar.
Die Flacheingabetastatur nach den Ausführungsbeispielen von Figur 1 und Figur 2 wird wie folgt verwendet:
Im Aufbewahrungszustand, nämlich ohne die Trägerplatte 40 bzw. die Sockelplatte 44, die beide starr ausgebildet sind, ist die extrem flach aufgebaute Flacheingabetastatur nach der Erfindung so flexibel, daß sie um eine in Figur l und 2 parallel zu den Randstegen 30, 32 liegende Rollachse aufgerollt werden und dann mit geringεtmδgliehern Platzbedarf verεtaut werden kann. Hierdurch vereint die Flacheingabetastatur nach der Erfindung eine gegenüber herkömmlichen Tastaturen verbesserte Mobilität durch geringes Gewicht und Biegsamkeit mit der Möglichkeit, trotzdem eine vollεtändige Tastatur mit gängigem Layout und normalen DIN- Norm-Tastenabständen verwenden zu können. Der flache Aufbau ermöglicht das Verbleiben der Flacheingabetastatur auf dem Schreibtiεch, auch wenn im Bereich der Flacheingabetaεtatur andere Arbeiten ausgeführt werden sollen. Um dabei die versehentliche Auslδεung von Tasten des Tastaturmusters 28 zu verhindern, kann die Flacheingabetastatur über zumindeεt eine spezielle Tastenkombination abgeschaltet werden.
Wie Figur 1 und 2 erkennen lasεen, iεt die Tastatur modular aufgebaut. Die eigentliche Flacheingabetastatur, beεtehend auε der Auflageεchicht 10, der ersten Kontaktfolie 20, der Pufferschicht 24 und der Deckschicht 26, kann mit Hilfe der festen Randstege 30 u. 32, die entsprechend ausgeformt sind, formschlüsεig auf verεchiedenen Sockeln befestigt werden, beispielsweiεe alεo der Trägerplatte 40 oder auch, direkt bzw., wie beim gezeigten Auεführungεbeiεpiel in Figur l, indirekt, auf der Sockelplatte 44 oder dergleichen. Eε εind mindeεtens zwei verschiedene Sockel als Zubehör vorgeεehen. Der eine besteht aus der einfachen, ebenen und dünnen, dabei jedoch starren, vorzugsweise aus Kunεtεtoff hergestellten Trägerplatte 40, die als Unterlage im Fall unebener Arbeitsflächen mobil eingesetzt werden kann. Der zweite Sockel ist ein größeres, festeres Bauteil in Form der Sockelplatte 44, in deren Ausnehmung 42 die Flacheingabetastatur zusammen mit der zuvor beschriebenen Trägerplatte 40 eingelegt werden kann. Dieser zweite Sockel, also die Sockelplatte 44, ist für den stationären Einsatz auf einem Schreibtisch oder dergleichen vorgeεehen.
Die elektroniεche Kontrolleinheit 38 mit der einen elektriεchen Leitungεanεchluß darεtellenden Steckerverbindung iεt als flache Funktionseinheit an der Seite der Tastatur innerhalb des Randbereiches desselben angebracht.
Aufgrund ihres geringen Gewichtes, ihrer Flexibilität und ihrer geringen Bauhδhe kann die Flacheingabetastatur gemäß den Ausführungεbeispielen von Figur l und Figur 2 sehr platzsparend und einfach transportiert werden. Zum Transport läßt sich die eigentliche Tastatur durch die lösbare Steckverbindung 34 an der Seite der Tastatur vom Datenverabeitungsgerät trennen. Für industrielle Einsatzbereiche wird jedoch von einem trennbaren Kabelanεchluß abgeεehen, um den Anforderungen bezüglich der Feuchtigkeitsunempfindlichkeit gerecht zu werden.
Die extrem flache Bauweise der Flacheingabetaεtatur ermöglicht ohne zuεätzlichen konεtruktiven Aufwand eine ergonomiεch günεtige Handhaltung bei der Bedienung, da die Handflächen locker vor der Tastatur aufgelegt werden können. Die Hände müssen nicht angehoben werden, um die Tasten zu erreichen. Zwischen der Deckschicht 26 und dem Schalt- Funktionssystem ist die Pufferschicht 24 angeordnet, die den Fingerdruck, der auf die Deckεchicht 1C an den durch Taεtaturmuster 28 vorgegebenen Stellen ausgeübt wird, auf das Schalt-Funktionsεyεtem überträgt. Der für die Auεlδεung der Tasten erforderliche Fingerdruck ist dadurch gering, wodurch eine kontaktsichere, schnelle, leise und angenehme Bedienung der Tastatur ermöglicht wird. Im übrigen ist es natürlich ohne weiteres möglich, das Tastaturmuεter 28 und die übrigen Module gestalterisch an die Bedürfnisse des Anwender abzustimmen, wie insgeεamt überhaupt das Design der Deckschicht 26.
Bei dem in Figur 3 und 4 gezeigten dritte Ausführungsbeispiel der Flacheingabetastatur nach der Erfindung besteht die Auflageschicht 10 aus vergießbarem Kunststoffmaterial, woraufhin sich die erste Kontaktfolie 12, die Abstandsfolie 16, die zweite Kontaktfolie 20 sowie die Puffer- und Deckschicht 26, die aus demselben Kunststoffmaterial besteht wie die Auflageschicht 10, anschließen. Die Auflageschicht 10 und die Deckschicht 26 εind durch einen umlaufenden Umfangεrandεteg 48 im Gießverfahren einstückig miteinander verbunden, der auch die Randstege 30 u. 32 (Figur 3) integriert.
Die Deckschicht 26 iεt nicht mehr als Folie dargestellt sondern besitzt erhabene Taεten. Trotzdem ist die Oberfläche der Deckschicht geεchloεεen.
Die erste Kontaktfolie 12 und die Abstandεfolie 16 sind hierbei in Form von Einzelelementen ausgeführt, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf daε Auεführungεbeispiel von Fig. 5 noch weiter erläutert ist, ohne daß dies hier bereitε in Zuεammenhang mit dem Auεführungεbeispiel gemäß Fig. 4 einer weitergehenden Darstellung bedürfte. In der zweiten Kontaktfolie 20 sind Fließdurchbrechungen 19 erkennbar, die beim Herstellen der Flacheingabetastatur von Kunstoffmaterial durchεetzt werden und so die einzelnen Funktionsschichten der Flacheingabetastatur in ihrer Relativstellung miteinander verbinden und sichern. Die Fließdurchbrechungen εind derart angeordnet, daß εie in den Zwischenräumen zwischen den Foliensegmenten der Abstandsfolie und der ersten Kontaktfolie liegen. Die Foliensegmente der Abstandsfolie bilden nicht nur die Kontaktdurchbrechungen 18 sondern bilden auch Luftkanäle zwischen den Kontaktdurchbrechungen, durch welche durch den Tastdruck verdrängte Luft aus den Kontaktdurchbrechungen in die Luftkanäle einströmen und nach Lösen des Druckeε auch wieder zurückströmen kann.
Die Herstellung der Flacheingabetastatur nach Figur 3 und 4 erfolgt wie nachstehend angegeben: Zunächst wird in eine geeignet geformte Flach-Gießform, die oben offen ist, in der für die Herεtellung der Deckεchicht 26, Pufferschicht 24 und Randstege 30 entsprechende Dicke eine Polyurethanmiεchung eingefüllt. Anschließend wird dieεe Schicht angehärtet. Daraufhin wird auf die εo hergeεtellte Schicht daε aus der ersten Kontaktfolie 12, der Abstandsfolie 16 und der zweiten Kontaktfolie 20 bestehende Schalt-Funktionsεystem kopfüber aufgelegt. Anschließend erfolgt ein Nachgießen von weiterer härtbarer Polyurethanmischung in einer Menge, die ausreicht, um einerseits die Auflageschicht 10 und andererseits den Umfangsrandsteg 48 herzustellen. Hierbei ent .utehen durch Einfließen des Kunststoffes in die Fließdurchbrechungen 19 und Verbindung mit dem in erster Schicht in die Gießform eingebrachten Kunεtstoffes Verbindungεεtege zwiεchen Pufferεchicht 24 und Auflageschicht 10, die eine stabile Position des Schalt-Funktionsεystems 12,16,20 dauerhaft garantieren. Beim Auflegen deε Schalt-Funktionsεystems 12, 16, 20, wird natürlich darauf geachtet, daß umlaufend ein dem herzustellenden Umfangsrandεteg 48 entεprechender Randεtreifen der Gießform freigelassen wird, wobei alle Dosier- und Positioniervorgänge unter geeigneter elektronischer Steuerung bzw. durch Roboter oder dergleichen erfolgen können.
Anschließend erfolgt ein endgültiges Auεhärten, woraufhin die Flacheingabetastatur, die in diesem Zustand noch nicht mit dem Taεtaturmuster 28 versehen ist, entformt wird. Anεchließend wird z. B. im Siebdruckverfahren daε Tastaturmuster 28 auf die Deckschicht 26 aufgebracht. Nach üblichem Testen etc. ist die Flacheingabetastatur versandfertig. Beim Ausführungsbeispiel von Figur 5 ist die Kontaktfolie 12, aus biegsamem Kunststoffmaterial bestehend, durchgehend ausgebildet. Sie trägt diskrete elektrische Leiterbahnen, welche die erste Kontaktschicht 14 darstellen. Die Abstandsfolie 16 besteht lediglich auε
Abstandεfolienabεchnitten, welche die dem jeweiligen Tastaturmuεter entsprechende Kontaktstelle umgeben. Auch die zweite Kontaktfolie 20 ist nicht durchgehend ausgebildet, εondern hat die Form von mit ihrem Durchmeεεer dem Außendurchmesser der Abstandsfolienabschnitte der
Abstandεfolie 16 entsprechenden Kreisflächen, wobei an der der erεten Kontaktschicht 14 zugewandten Seite jeweils als zweite Kontaktschicht 22 kreiεfδrmige elektrische Kontakte aufgebracht sind.
Die unterschiedlichen Verhältnisεe, die εich beim Biegen bzw. Rollen der Flacheingabetaεtaturen gemäß Figur l und 2 einerseits bzw. Figur 5 andererseits ergeben, sind in den Figuren 6 und 7 gegenübergestellt:
Figur 6 zeigt, daß sich wegen der unterschiedlichen Biegeradien Rl, für die erste Kontaktfolie 12, R2 für eine neutrale Faser 50, die etwa mittig in der dort vollflächig ausgebildeten Abstandεfolie 16 liegt, und R3 für die zweite, ebenfalls durchgehend ausgebildete Kontaktfolie 20, jeweils also dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 und 2 entsprechend, eine Tendenz zur relativen Längenverschiebung der einzelnen Folien ergibt. Bei engen Biegeradien bzw. langen Foliensystemen, die vollflächig fest verklebt sind, können die Kräfte, die bei der entεtehenden tendenziellen
Längendifferenz auftreten, nicht durch die Elaεtizität deε Folienmaterialε aufgenommen werden, εo daß εich die Klebeεchichten unter ungünstigen Umständen lösen, zumindest dauerhaft verschieben, und das Syεtem in εeiner Funktion beeinträchtigen können.
Im Fall von Figur 7 hingegen, daε Auεführungεbeiεpiel von Figur 5 betreffend, treten derartige Probleme nicht auf, da die aus den einzelnen Abstandsfolienabschnitten 16 und den zweiten Kontaktfolienabsεchnitten 20 beεtehenden Funktionselemente sich ohne weiteres relativ zu der vollflächigen erεten Kontaktfolie 12 scheinbar verlagern können, so daß unterschiedliche Biegeradien hier keine Rolle spielen.
Die Foliensegmente 17 erhalten auf diese Weise trotz geringer Biegeradien und großer Zahl der Biegevorgänge die Funktionsfähigkeit und Maßgenauigkeit des Schalt- Funktionsεyεtemε 12, 16, 20.
Dieε iεt deshalb der Fall, weil eine einzelne Folie, wie die erste Kontaktfolie 12, auch wenn sie mit einer elektrischen Leiterschicht versehen bzw. mit Leiterbahnen entsprechend der Kontaktschicht 14 bedruckt ist, sich bei einer Biegung bis zu einem bestimmten Radiuε in .Abhängigkeit von ihrer Dicke neutral verhält. Sie wird nicht zerstört und keinen allzu großen Druckkräften unterworfen. Diese einzelne Folie stellt bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 5, wie in Figur 7 näher erläutert, die mit der ersten Kontaktεchicht 14 in Form von diskreten Leiterbahnen versehene erste Kontaktfolie 12 dar. Die Verhältnisse könnten natürlich auch umgekehrt werden, indem nämlich die zweite Kontaktfolie 20 durchgehend und stattdesεen die erεte Kontaktfolie 12 auε diskreten Kontaktfolienabsschnitten aufgebaut würde.
Auf die erste Kontaktfolie 12, welche die erste
Kontaktschicht 14 in Form der diskreten Leiterbahnen gemäß
Figur 5 trägt, werden die Kontaktstellen einεchließende Folienεegmente 17 als Abstandsfolie 16 aufgebracht. Die Segmente umschließen die Fläche der Kontaktstelle und schaffen außen um diese Kontaktfläche eine Auflagefläche definierte Breite. Ferner bilden die Foliensegmente 17 der. Abstandsfolie 16 zwischen den Kontaktdurchbrechungen 18 jene Luftkanäle, welche für dauerhaft ausreichenden Druckauεgleich in den Kontaktdurchbrechungen εorgen. Auf der Seite deε Kontaktfolienabschnittes 20, die den kammfδrmig ineinanderragenden Leiterbahnenden der ersten Kontaktschicht 14 der ersten Kontaktfolie 12 gegenüberliegt, ist eine der Kontaktflächengrδße entsprechende Schicht leitfähigen Materials als Bestandteil der aus diesen diskreten Kreisflächen bestehenden zweiten Kontaktschicht 22 aufgebracht.
Durch Krafteinwirkung von der Seite des
Kontaktfolienabschnittes 20 aus biegt sich die belastete Kontaktfolie 20 an der Druckεtelle über die Ränder deε Abεtandεfolienabεchnittes 16 durch und berührt die gegenüberliegende Kontaktschicht 14 der ersten Kontaktfolie 12. Die Berührung stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kammenden der Leiterbahnen der ersten Kontaktschicht 14 auf der ersten Kontaktfolie 12 her, die zur Auswertung des Taεtendrucks verwendet wird.
Die Abstandsfolienabschnitte 16 sind mit der ersten Kontaktfolie 12, welche alε erεte Kontaktεchicht 14 die elektriεchen Leiterbahnen trägt, und mit den Kontaktfolienabschnitten 20 fest verklebt. Der Verbund aus
Abstandsfolienabschnitt 16 und Kontaktfolienabschnitt 20 kann sowohl einen einzelnen Kontaktpunkt als auch mehrere zusammengefaßte Kontaktpunkte abdecken. Im letzteren Fall besteht der Verbund zweckmäßiger aus Streifen, die dann nebeneinander auf die erste Kontaktfolie 12 aufgebracht werden können, wobei die Streifenachse zweckmäßigerweise Luftkanäle enthält und parallel zur Rollachse liegt. Diese Anordnung sorgt dafür, daß daε gesamte Verbundsyεtem gebogen werden kann, ohne daß die einzelnen Folien εich gegeneinander verεchieben können. Die Länge eineε Verbundes aus der erster Kontaktfolie 12, Abstandsfolien 16 und zweitem Kontaktfolienabschnitt 20 ist im Verhältnis zur Dicke der Folien klein genug , um auch bei kleineren Biegeradien keine großen Längenänderungen der einzelnen Folienabschnitte gegeneinander hervorzurufen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
Auflagefolie
erste Kontaktfolie
erste Kontaktschicht
Abstandεfolie
Folienεegmente
Kontaktdurchbrechung
Fließdurchbrechung
zweite Kontaktfolie
zweite Kontaktschicht
Pufferschicht Deckschicht Tastaturmuεter
Randsteg Randsteg Steckerverbindung
Beleuchtungseinrichtung Kontrolleinheit
Trägerplatte Ausnehmung
Sockelplatte
Computermaus
Umfangsrandεteg der Ummantelung
neutrale Faεer

Claims

Patentansprüche
1. Flacheingabetaεtatur für Datenverarbeitungεgeräte oder dergleichen, welche von der Bedienungsseite abgewandten Seite aufeinanderfolgend eine Auflageschicht (10) , ein elektrischeε Schalt-Funktionssystem (12, 16, 20) mit einem Tastaturmuster entsprechenden elektrischen Kontaktstellen und eine an der dem Schalt-Funktionsεystem abgewandten Bedienungsseite mit dem Tastaturmuster versehene biegsame elastische Deckschicht (26) aufweist, wobei die Auflageschicht (10) , daε Schalt-Funktionεεyεtem und die Deckschicht (26) zumindest entlang des Umfangsrandes miteir -nder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ^as Schalt-Funktionssystem (12, 16, 20) mit Sollbiegelinien versehen ist, welche durch Segmentierung (17) einzelner oder mehrerer Folienschichten entstehen.
2. Flacheingabetastatur für Datenverarbeitungsgeräte oder dergleichen, welche von der Bedienungsseite abgewandten
Seite aufeinanderfolgend eine Auflägeschicht (10) , ein elektrisches Schalt-Funktionssystem mit einem Tastaturmuεter entsprechenden elektrischen Kontaktstellen und eine an der dem Schalt-Funktionεεyεtem abgewandten Bedienungεεeite mit dem Taεtaturmuster versehene biegsame elastische Deckschicht (26) aufweist, wobei die Auflageschicht, das Schalt-Funktionssystem und die Deckschicht (26) zumindest entlang des Umfangsrandes miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalt-Funktionssyεtem (12, 16, 20) in einer Form ein Material aufgetragen wird, welcheε im Endzustand für das Schalt-Funktionεεyεtem eine einεtückige und nahtlose Ummantelung (48) bildet.
3. Flacheingabetastatur nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Funktionεεyεtem (12, 16, 20) ein Kontaktfoliensystem aufweist, welches im Anschluß an die Auflageschicht (10) aufeinanderfolgend eine zumindest bereichsweise an der der Auflageschicht (10) abgewandten Seite mit einer elektrisch leitfähigen ersten Kontaktschicht (14) versehene erεte Kontaktfolie (12) , eine entsprechend dem Tastaturmuster (28) mit Durchbrechungen (18) versehene Abstandseinrichtung (16) und eine an der der Abstandseinrichtung (16) zugewandten Seite zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitfähigen zweiten Kontaktεchicht (22) versehene zweite Kontaktfolie (20) aufweist.
Flacheingabetastatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Kontaktfolie (20) und der Deckschicht (26) eine elastisch nachgiebige Pufferschicht (24) angeordnet ist.
5. Flacheingabetastatur nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandεeinrichtung zumindeεt teilweise aus die dem Tastaturmuεter (28) entsprechenden Kontaktstellen umgebenden diεkreten Abεtandεelementen (16) und dieεe verbindenden Luftkanälen beεteht.
6. Flacheingabetastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (16) im wesentlichen kreisringfδrmig ausgebildet sind.
7. Flacheingabetastatur nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kontaktfolien (12, 20) zumindest bereichsweiεe auε den Abεtandselementen (16) entsprechenden diεkreten Kontaktbereichen beεteht.
8. Flacheingabetastatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche im weεentlichen kreiεfδrmig auεgebildet sind.
Flacheingabetastatur nach einem der Ansprüche 3 biε 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kontaktfolien (12, 20) εämtliche diskreten elektrischen Leiterbahnen trägt.
10.Flacheingabetastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen an den dem Tastaturmuster (28) entsprechenden Kontaktstellen kammfδrmig ineinanderragen.
11.Flacheingabetastatur nach Anεpruch 10 und einem der Anεprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche an der den Abstandselementen zugewandten Seite im wesentlichen vollεtändig elektriεch leitfähig beεchichtet sind und mindestenε eine Kontaktfolie (12, 20) die diεkreten elektriεchen Leiterbahnen trägt.
12.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden
Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontaktstellen der Kontaktfolien (12, 20) in parallel zur Rollachse liegenden Reihen angeordnet sind.
13.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß mindestenε eine der Folien deε Schalt-Funktionssyεtems (12,16,20) aus einer Anzahl von parallel zur Rollachse verlaufenden Foliensegmenten (17) besteht.
14.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eine der außen liegenden Folien des Schalt-FunktionsSystems (12,16,20) in Kombination mit der Abstandseinrichtung (16) aus einer Anzahl von parallel zur Rollachse verlaufenden Foliensegmenten (17) besteht.
15.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß alle Folien des Schalt-Funktionssystems (12,16,20) in Kombination aus einer Anzahl von parallel zur Rollachse verlaufenden Foliensegmenten (17) bestehen.
16.Flacheingabetastatur nach Anspruch l und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht (10 ) , das Schalt- Funktionssystem (12, 16, 20) , die Pufferschicht (24) und die Deckschicht (26) im wesentlichen länglich ausgebildet sind; und daß die Auflageεchicht (10 ) zumindest an einer Seite einen zur Rollachse parallelen, im wesentlichen starren ersten Randεteg (30, 32) aufweiεt.
17.Flacheingabetastatur nach Anspruch l und 2 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflägeschicht (10 ) zumindest an einer Seite einen zu der Rollachse im weεentlichen εenkrechten zweiten Randsteg aufweist.
18.Flacheingabetastatur nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die erεten Randεtege (30, 32) lδεbar mit der Auflageεchicht (10) , dem Schalt- Funktionεεyεtem (12, 16, 20) , der Pufferεchicht (24) der Deckschicht (26) verbunden sind.
19.Flacheingabetastatur nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindeεt die erεten Randεtege (30, 32) feεter Bestandteil der Ummantelung (48) sind.
20.Flacheingabetastatur nach Anεpruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zweiten Randstege (30,32) um die Rollachse biegsam ausgebildet sind.
21.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine lösbare Steckerverbindung (34) zum Anschluß an das Datenverarbeitungεgerät oder dergleichen.
22.Flacheingabetaεtatur nach einem der Anεprüche 16 biε 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerverbindung (34) in einen der Randstege (30, 32) integriert ist.
23.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil deε Taεtaturmusters (28) der Deckschicht (26) alε Bedienungsflache für eine Computermaus (46) ausgebildet ist.
24.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen der
Randεtege (30, 32) eine Kontrolleinheit (38) integriert ist.
25.Flacheingabetastatur nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinheit (38) als SMD- Baugruppe ausgebildet ist.
26.Flacheingabetastatur nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen der Rar dstege (30, 32) eine das Tastaturmuεter (28) vom Rand her beleuchtende Beleuchtungεeinrichtung (36) integriert iεt.
27.Flacheingabetastatur nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in einen der Randstege (30, 32) ein Anschlußkabel fest integriert ist.
28.Flacheingabetastatur nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Teil des Tastaturmusters (28) der Deckschicht (26) oder in den Randstegen (30, 32) optische Anzeigevorrichtungen integriert sind.
29.Flacheingabetastatur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Teil des Taεtaturmusters (28) der Deckschicht (26) oder in den Randεtegen (30, 32) akustische Anzeigevorrichtungen integriert sind.
30.Flacheingabetastatur nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Teil des Tastaturmusters (28) der Deckschicht (26) , in die Pufferschicht (24) oder in den Randstegen (30, 32) Sende- und Empfangseinheiten für digitale Signale integriert εind.
31.Flacheingabetastatur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Teil des Tastaturmusters (28) der Deckschicht (26) , in die Pufferschicht (24) , den Umfangsrandεteg oder in den Randεtegen (30, 32) Energiequellen integriert εind.
32.Flacheingabetaεtatur nach einem der vorangehenden
Anεprüche, gekennzeichnet durch einen als Träger- (40) und/ oder Sockelplatte (44) ausgebildeten Zubehörsockel zum Aufnehmen der Auflageschicht (10) , des elektrischen Schalt-Funktionssystems (12, 16, 20) und ggf. der Randstege (30, 32) .
33.Flacheingabetastatur nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelplatte (44) an ihrer Oberseite eine mit einer ebenen Auflagefläche versehene Ausnehmung (42) zum formschlüεεigen Aufnehmen der
Auflageεchicht (10) und/oder der Trägerplatte (40) und ggf. der Randεtege (30, 32) aufweiεt.
34.Flacheingabetaεtatur nach einem der vorangehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daε Schalt-
Funktionsεystem (12, 16, 20) eine im wesentlichen von mechanisch bewegbaren Funktionεelementen freie Senεortastatur aufweist.
35.Flacheingabetastatur nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Funktionssystem (12, 16, 20) eine Kurzhubtastatur mit fest auf einer biegsamen Platine oder dergleichen angebrachten Kurzhubtasten aufweist.
36.Flacheingabetastatur nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch dem Tastaturmuεter (28) entsprechende erweiterte Luftkammern für den Einsatz unter extremen Druckbedingungen und dergleichen.
37.Flacheingabetastatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht (10) , die
Pufferschicht (24) und die Deckschicht (26) durch eine Anzahl von Fließdurchbrechungen (19) des Schalt- Funktionssyεtemε (12, 16, 20) durchsetzenden Verbindungsεtegen unter Fixierung der Relativstellung der Funktionselemente deε Schalt- FunktionsSystems miteinander verbunden sind.
38.Verfahren zum Herstellen einer Flacheingabetastatur nach Anspruch 2 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Funktionssystem (12,16,20) unter Erzeugung der Auflägeschicht (10),der Pufferεchicht (24), der Deckεchicht (26) und eineε dieεe einstückig verbindenden durchlaufenden Umfangsrandsteges der Ummantelung (48) incl. der Randstege in Kunststoffmaterial eingegossen wird.
39.Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß elastisch aushärtendes Kunststoffmaterial verwendet wird.
40.Verfahren nach Anspruch 2 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß daε Eingießen im Spritzgießverfahren in einer allseits geschloεεenen Spritzgießform erfolgt.
41.Verfahren nach Anspruch 2 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingießen mittels eines flüssig vergießbaren und dann aushärtbaren elastomeren Kunεtεtoffmaterialε erfolgt.
42.Verfahren nach Anεpruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastisches oder duroplastisches Material verwendet wird.
43.Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Gießform, deren in der Ebene ihrer Bodenfläche gemessene Innenabmessungen die Außenabmessungen des Schalt-Funktionssystems allseitig um die Breite des herzustellenden Umfangsrandsteges der Ummantelung überschreiten, zunächst die Deckschicht und die Pufferεchicht durch Gießen und zumindest teilweises Aushärten einer erεten Schicht deε Kunststoffmaterials bereitgestellt werden; daß anschließend unter Belasεen der zumindeεt teilweise ausgehärteten Deckschicht und
Pufferschicht in der Gießform daε Schalt-Funktionεεyεtem in die Gießform eingebracht und auf die Auflageschicht unter Freilasεen eineε umlaufenden, der Breite des herzustellenden Umfangsrandsteges der Ummantelung entsprechenden Randstreifens aufgelegt wird; daß dann weiteres flüsεiges vergießbares Kunststoffmaterial unter Auffüllen des umlaufenden Randstreifens und Bedecken des Schalt-Funktionssystems in einer der Dicke der herzustellenden Auflageschicht entsprechenden Höhe aufgegossen wird; daß daraufhin das endgültige Aushärten des gesamten Kunststoffmaterials erfolgt; und daß dann die allseits von dem Kunstεtoffmaterial einεtückig dicht umεchloεεene Flacheingabetaεtatur aus der Gießform entfernt wird.
44.Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ummanteln des Schalt-Funktionssystems (12,16,20) durch Bedampfen in einer allseitε geεchlossenen Form erfolgt.
45.Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 37 bis 44 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht im Anschluß an den Gieß- oder Spritz- oder Bedampf- und Aushärte- sowie ggf. Entformungsvorgang mit dem Taεtaturmuεter verεehen wird.
46.Verfahren nach einem der Anεprüche 38 biε 44 zum
Herεtellen einer Flacheingabetastatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalt-Funktionssystem verwendet wird, welches eine Vielzahl von sowohl zur Seite der herzustellenden Auflageschicht als auch zur Seite der herzustellenden Deck- und Pufferschicht offenen Durchbrechungen aufweist; und daß die Durchbrechungen mit dem Mantelmaterial ausgegossen werden, wodurch nach dem Aushärten eine das Schalt-Funktionsεystem durchsetzende und desεen Funktionεelemente in räumlich definierter Relativεtellung fixierende elaεtische, einstückige räumliche Kunstεtoffmatrix erzeugt wird, die auε der
Auflageschicht, der Deckschicht, der Pufferschicht, dem Umfangsrandsteg der Ummantelung und Verbindungsstegen besteht, welche die Auflageschicht, die Pufferschicht und die Deckschicht durch die Durchbrechungen des Schalt- Funktionssystemε hindurch verbinden.
47.Verfahren nach einem der Anεprüche 38 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial Polyurethan verwendet wird.
48.Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß alε Kunεtεtoffmaterial Silikon verwendet wird.
49.Verfahren nach einem der Anspüche 38 biε 45 zum
Herstellen einer Flacheingabetastatur mit zu einer der Seiten paralleler Rollachse parallelen Abschnitte des Umfangsrandεtegeε der Ummantelung im weεentlichen steif, die zur Biege- bzw. Rollachse senkrechten Abschnitte des Umfangsrandsteges der Ummantelung hingegen im wesentlichen flexibel ausgebildet werden.
50.Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß den steifen und den biegsamen Abschnitten des Umfangsrandεtegeε der Ummantelung unterschiedliche Stärke gegeben wird.
51.Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß für die steifen und die biegsamen Abschnitte des Umfangsrandsteges der Ummantelung unterschiedliche Materialien verwendet werden.
52.Flacheingabetastatur, hergestellt nach einem der .Ansprüche 39 bis 51.
PCT/DE1994/001297 1993-10-26 1994-10-25 Flacheingabetastatur für datenverarbeitungsgerät oder dergleichen sowie verfahren zu ihrer herstellung WO1995012208A2 (de)

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EP95900605A EP0725970A1 (de) 1993-10-26 1994-10-25 Flacheingabetastatur für datenverarbeitungsgerät oder dergleichen sowie verfahren zu ihrer herstellung
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