WO2020053177A1 - Tastenmodul für eine tastatur, tastatur und verfahren zum erkennen einer betätigung eines tastenmoduls einer tastatur - Google Patents

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

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Definitions

  • Key module for a keyboard Keyboard and method for detecting an actuation of a key module of a keyboard
  • the present invention relates to a key module for a keyboard, to a keyboard with at least one such key module and to a method for detecting an actuation of a key module of a keyboard.
  • key switches can be used for keyboards, such as those used in connection with computers.
  • mechanical key modules can be used as key switches.
  • mechanical button modules There are different types of mechanical button modules.
  • DE 10 2017 106 406 A1 describes a key module with a cover element, a plunger, a contactor unit, a contact piece and a housing element.
  • the present invention provides an improved one
  • Key module for a keyboard an improved keyboard and an improved method for detecting an actuation of a key module of a keyboard according to the main claims.
  • an actuation type in which a plurality of switching points can be achieved in succession during an actuation movement, by several different actuation signals for several different ones
  • Enable functions This can be achieved, for example, by a contact element with three or more contact fingers, which are shaped or arranged in such a way that different contacts are closed after different travel paths of the actuation movement.
  • a plurality of switching points can in particular be realized by means of a single button module, for example in order to carry out several functions, commands or actions by actuating a single button module.
  • early contact after a short lead time for a function that is frequently and additionally or alternatively required quickly and later contact after a longer lead path for a function that is required less frequently and additionally or alternatively later can thus be established.
  • the multiple switching points can be realized in a robust and reliable manner, in particular by means of a space-saving, inexpensive and easy to manufacture component.
  • a key module for a keyboard having the following features: a key tappet; a module housing, the module housing being shaped to movably accommodate the key tappet in order to translate the actuating movement of the
  • Enable key tappet between a rest position and an actuation position relative to the module housing; and a trigger element for triggering an actuation signal of the key module in response to the actuation movement, the trigger element being attached to the key tappet, the trigger element being designed as a contactor for electrically short-circuiting contact surfaces of a circuit substrate of the keyboard, the trigger element being more than two elastically deformable contact fingers to contact the contact areas after
  • the keyboard can be provided, for example, for a computer or the like.
  • the keyboard can have at least one key module.
  • the key module can be part of a key or represent a key.
  • Key module can be provided per key.
  • the button module can also be referred to as a mechanical button or mechanical button switch.
  • the circuit substrate can be designed as a printed circuit board.
  • the keyboard can have the circuit substrate.
  • the circuit substrate can be a plurality of Have contact areas.
  • the key tappet can be molded in one piece.
  • the key tappet can have a coupling section for coupling a key cap for the key module.
  • the contactor or the trigger element can be formed in one piece.
  • At least the contact fingers can be formed from an electrically conductive material.
  • the contactor can be integrally formed as a stamped and bent part made of a metal material.
  • the contact fingers can be linear or progressive when deformed
  • the contact fingers can be arranged at a distance from the circuit substrate.
  • the contact fingers can touch the contact surfaces of the circuit substrate.
  • a contact between the contact finger and the contact surface can occur with the generation of friction.
  • a subset of the contact fingers can contact a subset of the contact surfaces and after a second lead path, all contact fingers can contact the contact surfaces.
  • the second lead path can be larger than the first lead path.
  • the key tappet can be arranged closer to the actuation position than after the first advance path.
  • Different circuits in the circuit substrate can be closed by contact areas.
  • the contact fingers can be shaped in order to contact at least two of the contact surfaces offset from one another in the course of the actuation movement and additionally or alternatively in a freely predefined sequence. So can in the course of the actuation movement up to the
  • Operating position at least two different contact surfaces can be contacted in succession by contact fingers.
  • An order of contacting can be defined as desired by shaping the contact fingers accordingly.
  • the trigger element can have three elastically deformable contact fingers.
  • a first contact finger can be formed in order to contact a first contact surface after a first lead. It can a second contact finger may be formed to contact a second contact surface after the first lead.
  • a third contact finger can be formed in order to contact a third contact surface after a second advance path. The second lead can be longer than the first lead.
  • Contact fingers and the second contact finger can contact the first contact surface and the second contact surface before the third contact surface is contacted by the third contact finger.
  • Such an embodiment offers the advantage that two switching points or actuation points of the key module can be implemented in a simple and reliable manner.
  • the trigger element can have three elastically deformable contact fingers.
  • a first contact finger and a second contact finger can be bent at a first angle relative to a body of the trigger element.
  • a third contact finger can be relative to the body of the
  • Trigger element bent at a second angle.
  • the first angle can be larger than the second angle.
  • the first angle and the second angle can be in the rest position.
  • the trigger element can have three elastically deformable contact fingers.
  • a first contact finger and a second contact finger can be formed as partial sections of a first finger section of the trigger element and a third contact finger can be shaped as a second finger section of the trigger element.
  • a third contact finger can be shaped as a second finger section of the trigger element.
  • the separation gap between the first contact finger and the second contact finger may be shorter than a separation gap between the second contact finger and the third contact finger.
  • each of the contact fingers can have a bent end section for
  • the first contact finger can have a first curved end section for contacting the first contact surface
  • the second contact finger can have a second curved end section for contacting the second contact surface
  • the third contact finger can have a third curved end section for contacting the third contact surface.
  • the key module can have a wire bracket for
  • the wire bracket can be elastically deflected in the course of the actuation movement.
  • the wire bracket can be bent with a total bending angle of less than 360 degrees.
  • the wire bracket can be fixed to the key tappet.
  • the wire bracket can be bent from a metal wire with a predefined diameter.
  • the wire bracket can be designed to provide the tactile and additionally or alternatively acoustic feedback in the course of the actuation movement.
  • the total bending angle can correspond to a sum of the bending angles of all the bending points of the wire bracket at which the wire bracket is bent.
  • the wire bracket can also be referred to as a bracket, click bracket or generally as an elastic means.
  • the wire bracket can be formed from a metal wire or a plastic wire.
  • Embodiment offers the advantage that a tactile and additionally or alternatively acoustic feedback on inexpensive, robust, uncomplicated and
  • the module housing can be formed in one piece.
  • the module housing can have at least one positioning projection for positioning the key module on a circuit substrate of the keyboard.
  • the module housing can have at least one fastening section for positive locking and additionally or alternatively have non-positive fastening of the key module in the keyboard.
  • the positioning projection can be designed in the form of a pin, pin or the like.
  • the fastening section can be formed in the form of a collar and additionally or alternatively a snap hook or the like.
  • the button module can avoid a
  • Circuit substrate of the keyboard may be connected to the circuit substrate.
  • connection between the button module and the circuit substrate can be realized cost-effectively. Costs can also be saved, since a broader selection of materials with less temperature-resistant materials can be used for the key module depending on the ambient temperature.
  • a solderless connection offers simple replacement of key modules by a specialist or by the end user directly. This opens up an additional individual keyboard design option, which can be particularly advantageous for computer game users.
  • the key module can also have an elastic means which is designed to pretension the key tappet into the rest position when the key module is in an assembled state.
  • the elastic means can be designed as a compression spring.
  • the elastic means can act as a return spring for the
  • the elastic means can cause a linear force-displacement curve during the actuation movement.
  • the elastic means can have a linear spring characteristic.
  • the elastic means can have a progressive spring characteristic.
  • an elastic means can advantageously be used to set a force-displacement curve for actuation of the button module as required.
  • the key tappet can be formed from a translucent material or an opaque material.
  • the module housing can be formed from a translucent material or an opaque material.
  • the module housing can have a contact surface.
  • the trigger element can be arranged in the rest position of the key tappet in abutment against the contact surface.
  • the contact surface can be designed at least in such a way that the trigger element and thus the key tappet can slide back into a position before the first actuation.
  • Actuation position can be damped to the rest position.
  • a keyboard is also presented, the keyboard having the following features: at least one example of an embodiment of the above
  • Button module is arranged on the circuit substrate.
  • At least one of the above-mentioned key modules can be used or used in connection with the keyboard.
  • the at least one button module can be attached directly to the circuit substrate.
  • the contact surfaces can be electrically connectable to one another via the contact fingers.
  • Circuit substrate are closed.
  • the keyboard can have a device for detecting an actuation of the key module.
  • the device can be connected to the circuit substrate for signal transmission.
  • Device can include a detection device for detecting a number of the contact fingers make contact with the contact surfaces of the circuit substrate of the keyboard and a provision device for providing a first
  • Actuation signal in response to a detected first number of contact surfaces contacted by the contact fingers and a second actuation signal in response to a detected second number different from the first number of contact surfaces contacted by the contact fingers.
  • Each of the actuation signals can represent a recognized actuation of the key module.
  • the device can be arranged inside or outside a housing of the keyboard.
  • the actuation signals can be processed signals.
  • the actuation signals can also be contact signals which represent the closing of a circuit or circuit in the circuit substrate.
  • Key operation can be recognized reliably and accurately, with a distinction between different types of key operation
  • the detection device can be designed to at least one
  • the provision device can also be designed to provide at least one further actuation signal as a function of the at least one recorded time interval using a determination rule. At least one more
  • the actuation signal can represent a recognized actuation of the button module. More precisely, the detection device can be designed to measure at least one time interval between the closing processes of circuits which occur when there is contact between contact surfaces and contact fingers. Since the respective lead paths in which the contact surfaces are contacted by the contact fingers are known, the device can also be designed to have a
  • the determination rule may include a threshold comparison, a lookup table, use of physical equations of motion, and the like.
  • Such an embodiment offers the advantage that it is also dependent on one caused by a user Dynamics of the actuation movement can trigger special actuation signals, for example different actuation signals at different actuation speeds or accelerations.
  • the contact surfaces can also be electrically insulated from one another. Additionally or alternatively, the contact surfaces can be arranged along a straight line. Such an embodiment offers the advantage that a simple and frequently available version of the circuit substrate can be used.
  • the at least one button module and the circuit substrate can only be connected to one another in a form-fitting manner and additionally or alternatively in a force-fitting manner.
  • the form-fitting and additionally or alternatively non-positive connection between the key module and the circuit substrate can be achieved by means of the at least one positioning projection and at least one
  • Embodiment offers the advantage that a reliable, inexpensive and easily detachable connection can be realized.
  • the keyboard can have a fixing element for fixing the at least one key module to the circuit substrate.
  • a fixing element for fixing the at least one key module to the circuit substrate.
  • Fixing element can be designed as a key frame between the circuit substrate and a keyboard upper part or as a keyboard upper part.
  • the fixing element can be designed to be connected to at least one fastening section of the
  • Module housing of the button module to enter into a positive and additionally or alternatively non-positive connection offers the advantage that a keyboard can be implemented in a cost-effective manner, durable and robust key modules can be exchanged in a simple manner and enable precise actuation.
  • a method for recognizing an actuation of a key module of an embodiment of the aforementioned keyboard comprising the following steps: Detecting a number of contact areas of the circuit substrate of the keyboard contacted by the contact fingers; and
  • each of the actuation signals represents a recognized actuation of the button module.
  • the method can be used in conjunction with or using a
  • Embodiment of the above keyboard with at least one copy of an embodiment of the above key module can be advantageously carried out.
  • the first actuation signal and the second actuation signal can be different from one another.
  • the first actuation signal and the second actuation signal can be different from one another.
  • Actuation signal and the second actuation signal have different signal values.
  • the first number of contact areas can be a subset of the
  • Contact areas can correspond to all contact areas that are contacted by all contact fingers after a second lead.
  • the second lead path can be longer or larger than the first lead path.
  • the actuation signal can be designed to trigger a first function when used by a device that is connected to the keyboard for signal transmission.
  • the second actuation signal can be designed to at
  • the actuation signals can be processed signals.
  • the actuation signals can also be contact signals which represent the closing of a circuit or circuit in the circuit substrate.
  • Actuation signal are provided. At least one more
  • the actuation signal can represent a recognized actuation of the button module.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a keyboard according to a
  • Fig. 2 is a schematic representation of a key module according to one
  • 3A and 3B are schematic representations of a section of the keyboard from FIG. 1 and a section of the button module from FIG. 2 in one
  • FIGS. 4A and 4B are schematic representations of the section of the keyboard and the section of the key module from FIGS. 3A and 3B in a first
  • 5A and 5B are schematic representations of the partial section of the keyboard and the partial section of the key module from FIGS. 3A and 3B or FIGS. 4A and 4B in a second actuation position or at a second switching point;
  • Fig. 6 is a schematic representation of a key module according to a
  • Fig. 7 is a schematic representation of a keyboard according to a
  • FIG. 8 shows a flowchart of a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a schematic bottom view of a partial section of a key module according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a partially sectioned view of a portion of a keyboard according to an embodiment of the present invention with a
  • Figure 1 1 is a partially sectioned view of the portion of the keyboard of Figure 10 with the key module in an operating position.
  • FIG. 12 shows a partially sectioned view of the partial section of the keyboard from FIG. 10 or FIG. 11 with the key module in a rest position.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a keyboard 100 with key modules 110 according to an exemplary embodiment.
  • the keyboard 100 is part of a notebook computer, laptop computer or the like, for example.
  • the keyboard 100 is in particular also designed as a peripheral device for a computer.
  • the keyboard 100 has a circuit substrate 102.
  • the circuit substrate 102 is, for example, a printed circuit board, circuit board or the like.
  • the keyboard 100 has a plurality of key modules 110.
  • the key modules 110 are arranged on the circuit substrate 102.
  • the keyboard 100 also has a fixing element 104 for fixing the key modules 110 to the
  • the fixing element 104 is designed to establish a positive and additionally or alternatively non-positive connection to the button module.
  • the fixing element 104 is embodied as a key frame only by way of example.
  • the fixing element 104 can be designed as a keyboard upper part.
  • a key cap 106 is attached to each key module 110. Everybody is there
  • Key cap 106 coupled to its own key module 110. Every unit out Key module 110 and key cap 106 represent a key of keyboard 100. Alternatively, each key module 110 represents a key of keyboard 100.
  • the key cap 106 represents a part of a key that is visible and touchable to a user of the keyboard 100.
  • An actuation of a key module 110 takes place by pressing the key cap 106.
  • Each key module 110 is designed to react to an actuation force with a force-displacement characteristic of a resistance or a restoring force.
  • each key module 110 is designed to establish an electrical connection in response to an actuation, with a switching process having a plurality of switching points
  • the circuit substrate 102 can have at least one hole into which at least one positioning projection of the key module 110 can or can be introduced.
  • a positive connection between the key module and the circuit substrate 102 can be achieved.
  • At least one light-emitting diode for illuminating the at least one key module 110 and additionally or alternatively further electronic components can also be arranged on or in the circuit substrate 102.
  • the at least one light-emitting diode and / or the further electronic components can be applied by means of a surface fastening process or a soldering process.
  • the other electronic components can be resistors, diodes and the like.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a key module 110 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the key module 110 corresponds to or is similar to one of the key modules from FIG. 1.
  • the key module 110 is provided for a keyboard like the keyboard from FIG. 1.
  • a key tappet 220 with a coupling section 222, a module housing 230 and a trigger element 240 and a key cap 106 are shown of the key module 110 in the illustration in FIG. 2.
  • the module housing 230 is molded around the key tappet 220 for a translational actuation movement of the key tappet 220 between one
  • the key tappet 220 is shown in the rest position, the key tappet 220 being partially accommodated in the module housing 230. In other words, in the rest position, a first section of the key tappet 220 is accommodated in the module housing 230.
  • the actuation position includes a second section of the key tappet 220 in the module housing 230, the second section being larger than the first section.
  • the trigger element 240 is attached, arranged or fastened to the key tappet 220.
  • the trigger element 240 is configured to respond to the
  • the trigger element 240 is a contactor for electrically short-circuiting contact areas of a circuit substrate of the keyboard
  • Trigger element 240 more than two elastically deformable contact fingers for
  • the key tappet 220 has the coupling section 222.
  • Coupling section 222 is formed to mate with keycap 106 for the
  • the coupling section 222 extends along a movement axis of the actuation movement.
  • the coupling section 222 can have a cross-shaped cross-sectional profile.
  • 3A and 3B show schematic representations of a section of the keyboard from FIG. 1 and a section of the button module from FIG. 2 in a rest position or a contactless state. 3A shows the
  • the button module is in a contactless state
  • Tripping element 240 and the circuit substrate 102 are spaced apart.
  • the trigger element 240 has three elastically deformable contact fingers 341, 342 and 343.
  • a first contact finger 341 and a second contact finger 342 are bent at a first angle in the rest position relative to a body of the trigger element 240.
  • a third contact finger 343 is bent at a second angle in the rest position relative to the body of the trigger element 240.
  • the first angle at which the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are bent relative to the body is greater than the second angle at which the third contact finger 343 is bent relative to the body.
  • the first angle is an obtuse angle and the second angle is a right angle.
  • 3B shows a schematic top view of the circuit substrate 102 of the keyboard with three contact areas 303a, 303b and 303c.
  • 303b and 303c are arranged along a straight line.
  • the contact surfaces 303a, 303b and 303c are also electrically insulated from one another.
  • a first contact surface 303a can be contacted by the first contact finger 341
  • a second contact surface 303b can be contacted by the second contact finger 342
  • a third contact surface 303c can be contacted by the third contact finger 343.
  • FIGS. 3A and 3B show schematic representations of the partial section of the keyboard and the partial section of the key module from FIGS. 3A and 3B in a first actuation position or at a first switching point.
  • Operating position represents a partially operated state of the
  • the key tappet 220 with the trigger element 240 in the illustration in FIG. 4A is a first advance path or a first actuation distance relative to the circuit substrate 102 in
  • FIG. 4A corresponds to FIG. 3A with the exception that the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are arranged in contact with the circuit substrate 102.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are formed and shaped in order to implement the first switching point.
  • the third contact finger 343 is spaced from the circuit substrate 102.
  • FIG. 4B shows that the first contact finger 341 contacts the first contact surface 303a and that the second contact finger 342 contacts the second contact surface 303b.
  • the first contact surface 303a and the second contact surface 303b are short-circuited by the trigger element 240, in particular by the first contact finger 341 and the second contact finger 342.
  • 5A and 5B show schematic representations of the partial section of the keyboard and the partial section of the key module from FIGS. 3A and 3B or FIGS. 4A and 4B in a second actuation position or on a second
  • the second actuation position represents a fully or substantially fully actuated state of the key module. In this case, a second switching point of the key module has been reached or implemented.
  • the key tappet 220 with the trigger element 240 in the representation of FIG. 5A is a second advance path or a second
  • Circuit substrate 102 moves.
  • the second lead path is larger than the first lead path from FIG. 4A.
  • FIG. 5A corresponds to FIG. 4A with the exception that the first contact finger 341, the second contact finger 342 and the third
  • Contact fingers 343 are arranged in contact with the circuit substrate 102.
  • the third contact finger 343 is designed and shaped to implement the second switching point.
  • 4B shows that the first contact finger 341 contacts the first contact surface 303a, the second contact finger 342 contacts the second contact surface 303b and the third contact finger 343 contacts the third contact surface 303c.
  • the first contact surface 303a, the second contact surface 303b and the third contact surface 303c are short-circuited by the trigger element 240, in particular by the first contact finger 341, the second contact finger 342 and the third contact finger 343.
  • the release element 240 has three elastically deformable contact fingers 341, 342 and 343.
  • the first contact finger 341 is shaped to contact the first contact surface 303a after the first advance path.
  • the second contact finger 342 is molded around the second
  • Contact finger 343 is formed to contact the third contact surface 303c after the second lead path, which is longer than the first lead path. In this way, two switching points can be easily created for
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a key module 110 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the key module 110 corresponds or is similar to the key module from one of the figures described above. 6, the key module 110 is shown in an oblique bottom view.
  • the key tappet 220 is shown by the key module 110 with a
  • Finger section 644 and a second finger section 645, a wire bracket 650 and an elastic means 660 are also possible.
  • two cutouts are formed in a bottom section of the module housing 230 which can be turned towards the circuit substrate.
  • the contact fingers 341, 342 and 343 of the contactor 240 come into contact with the circuit substrate in order to short-circuit the contact areas.
  • the button module 110 is, for example, by means of one on the circuit substrate
  • the attached light-emitting diode can be illuminated, in particular from the inside or via an interior of the button module 110.
  • the trigger element 240 is fastened in the key tappet 220.
  • the trigger element 240 has the first finger section 644 and the second finger section 645.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are formed as partial sections of the first finger section 644.
  • the third contact finger 343 is shaped as the second finger section 645.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are separated from one another by a separation gap which is shorter than a further separation gap between the second contact finger 342 and the third contact finger 343 and the first, respectively
  • Each of contact fingers 341, 342 and 343 has a bent end portion for contacting one of the contact surfaces of the circuit substrate. If at least one of the
  • Contact fingers 341, 342 and 343 contacted a respective contact surface, the bent end portion touches the respective contact surface.
  • the contact fingers 341, 342 and 343 are shown only by way of example in the second switching position as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the key tappet 220 is translational between the rest position and the position when the key module 110 is actuated relative to the module housing 230
  • the key tappet 220 is formed in one piece in accordance with the exemplary embodiment shown in FIG. 6.
  • the key tappet 220 is made of a translucent material according to one embodiment
  • the key tappet 220 is formed from an opaque material.
  • the module housing 230 is formed in one piece in accordance with the exemplary embodiment shown here.
  • the module housing 230 is shaped to movably receive the key tappet 220 to enable the actuation movement of the key tappet 220 relative to the module housing 230.
  • the module housing 230 is made of a translucent material
  • the module housing 230 is off molded from an opaque material. In this way, a
  • Illumination of the key module 110 can be limited to the key cap.
  • the module housing 230 has at least one positioning projection 634. According to the exemplary embodiment shown here, the module housing 230 has two positioning projections 634.
  • the positioning protrusions 634 are shaped to position the module housing 230 and thus the assembled key module 110 on the circuit substrate of the keyboard.
  • the positioning protrusions 634 are shaped in the form of pins or pins. The extend
  • Positioning tabs 634 along the axis of the actuation movement are formed by bulges in the module housing 230.
  • the module housing 230 also has a fastening section 636 for the form-fitting and / or
  • Fastening section 636 has latching projections or latching lugs for latching in the fixing element, in particular in the holding opening of the fixing element
  • a collar 638 formed around the module housing 230 functions as a further fastening section or as a stop with regard to the positive and / or non-positive fastening.
  • the wire bracket 650 is fixed to the key tappet 220.
  • the wire bracket 650 is at least partially arranged within an interior of the key tappet 220 enclosed by an outer wall of the key tappet 220.
  • the wire bracket 650 is arranged and shaped to be tactile and / or acoustic
  • the wire bracket 650 can be elastically deflected in the course of the actuation movement.
  • the wire bracket 650 is bent with a total bending angle of less than 360 degrees.
  • the key tappet 220 has a projection section 625 with a stop surface that is inclined normally to an axis of the actuation movement.
  • the The protruding portion 625 is formed in the shape of a nose.
  • the stop surface of the projection section 625 and the wire bracket 650 are shaped and arranged in order to bring about an impact of the wire bracket 650 on the stop surface of the projection section 625 for the acoustic and / or tactile feedback in the course of the actuation movement.
  • the key tappet 220 can have a fixing section for fixing the
  • Fixing section have two bearing notches for storing the wire bracket 650. Each of the bearing notches can span an angle of less than 180 degrees.
  • the wire bracket 650 can be tilted in the fixing section.
  • the wire bracket 650 can be pressed, inserted or inserted into the fixing section.
  • the fixing section can act as a slot for the wire bracket 650.
  • the key tappet 220 can also have an inclined surface inclined to an axis of the actuating movement.
  • the module housing 230 can have a rib inclined obliquely to the axis of the actuation movement and having a nose and a contact surface which is inclined normally to the axis of the actuation movement.
  • the inclined surface, the rib, the contact surface and the nose can be shaped in order to elastically deflect the wire bracket 650 in the course of the actuation movement and to release it suddenly.
  • the key tappet 220 may also have a retention portion for restraining the wire clip 650 against movement away from a wall of the key tappet 220 and additionally or alternatively for retaining the wire clip 650 against movement transverse to an axis of the actuation movement of the key tappet 220 during the actuation movement.
  • the retention portion may be formed in the shape of a protrusion or a guide protrusion.
  • a portion of the wire clip 650 may be between the retention portion and the wall of the
  • the retention portion may be molded and arranged to cooperate with the
  • the elastic means 660 of the key module 110 is designed according to the exemplary embodiment shown here as a compression spring.
  • the elastic means 660 is designed to pretension the key tappet 220 into the rest position when the key module 110 is in an assembled state.
  • the elastic means 660 can be slipped onto a guide pin of the key tappet 220.
  • the elastic means 660 can thus be arranged between the key tappet 220 and the module housing 230.
  • the elastic means 660 can also be referred to as a return spring.
  • the actuating movement results in a linear, progressive force-displacement curve.
  • the elastic means 660 has a linear force-displacement curve. From a switching point of the button module 110, the trigger element 240 is increasingly biased and changes the force-displacement curve of the button module 110.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a keyboard 100 according to one
  • the keyboard 100 corresponds or is similar to the keyboard from FIG. 1.
  • the circuit substrate 102 for example only a key module 110, a device 770 with a detection device 772 and one
  • Provisioning device 774 and actuation signals 781, 782 and 783 are shown. More specifically, the keyboard 100 corresponds to the keyboard of FIG. 1, except that the keyboard 100 further includes the device 770.
  • the device 770 is designed to detect an actuation of the key module 110.
  • the device 770 is capable of signal transmission with the
  • the detection device 772 of the device 770 is designed to detect a number of contacts by the contact fingers
  • Provisioning device 774 of device 770 is designed to be responsive to provide a first actuation signal for a detected first number of contact surfaces contacted by the contact fingers. Furthermore, the
  • Provisioning device 774 designed to provide a second actuation signal in response to a detected second number, different from the first number, of contact surfaces contacted by the contact fingers.
  • Each of the actuation signals 781 and 782 represents a recognized actuation of the
  • each of the actuation signals 781 and 782 is suitable for triggering a different function of a device coupled to the keyboard or of an application coupled to the keyboard.
  • the detection device 772 is designed to cover at least one time interval between contact times
  • the at least one further actuation signal 783 represents a recognized actuation of the button module 110, in particular an actuation with a specific speed or acceleration.
  • the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another embodiment shown here, the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another embodiment shown here, the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another embodiment shown here, the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another embodiment shown here, the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another embodiment shown here, the device 770 is arranged within a housing of the keyboard 100. According to another
  • the device 770 can also be arranged outside a housing of the keyboard 100.
  • the device 770 can be embodied as part of a computer to which the keyboard 100 is connected for signal transmission.
  • method 800 shows a flowchart of a method 800 for recognition in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. More specifically, the method 800 can be executed in order to recognize an actuation of a key module of a keyboard which corresponds to or is similar to the keyboard from one of the figures described above. In other words, method 800 is executable to actuate to recognize a key module which corresponds to or is similar to the key module from one of the figures described above.
  • the method 800 for recognizing has a step 810 of capturing and a step 820 of providing.
  • step 810 of the detection a number of contact surfaces of the contact surface that are contacted by the contact fingers
  • Circuit substrate of the keyboard detected. In other words, it is detected in step 810 of the detection in particular whether a portion of the contact areas or all contact areas are contacted by the contact fingers.
  • a first actuation signal is provided in step 820 of providing. In other words, the step 820 of providing becomes the first
  • Actuation signals thus represent a recognized actuation of the button module.
  • the first actuation signal represents, for example, actuation by a first advance path, in which the first number of contact surfaces is contacted by contact fingers.
  • the second actuation signal represents, for example, an actuation by a second advance path, in which the second number of
  • Contact surfaces is contacted by contact fingers.
  • At least one time interval between contact times, at which different times, are recorded in step 810 of recording
  • step 820 of the provision at least one further one is made dependent on the at least one recorded time interval using a determination rule Actuation signal provided.
  • the at least one further actuation signal represents a recognized actuation of the button module, in particular with a specific speed or acceleration.
  • FIG. 9 shows a schematic bottom view of a partial section of a key module according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the trigger element 240 is shown with only two contact fingers 341 and 342 and an abutment surface 931 of the module housing.
  • the button module in FIG. 9 corresponds to the button module from one of the figures described above, with the exception that the trigger element 240 has only two contact fingers 341 and 342 by way of example and the module housing has the contact surface 931.
  • the contact surface 931 is shaped and arranged such that the trigger element 240 is arranged in the rest position of the key tappet of the key module in contact with the contact surface 931.
  • one of the contact fingers merely by way of example the second contact finger 342, is in the rest position of the
  • the trigger element 240 has a contact section 947 on the relevant contact finger 342. In the rest position there is mechanical contact between the support section 947 and the contact surface 931. In other words, in the rest position the support section 947 is in contact with the contact surface 931.
  • Vibrations of the trigger element 240, in particular also the contact fingers 341 and 342, are damped or prevented.
  • FIG. 10 shows a partially sectioned view of a partial section of a keyboard according to an exemplary embodiment of the present invention with a
  • the keyboard is around the keyboard from the figures described above.
  • the button module corresponds to or is similar to the button module from FIG. 9, with the button module in the illustration of FIG. 10 showing a side wall of the module housing 230 with a damper section having the contact surface 931 and an inclined surface 1033, and the trigger element 240 with the exemplary only two contact fingers 341 and 342 and the support section 947 and two additional contact surfaces 303a and 303b of the circuit substrate are shown from the keyboard.
  • FIG. 10 shows a state before assembly or before the key module of the keyboard is actuated for the first time.
  • the damper section with the contact surface 931 and the inclined surface 1033 is arranged between the trigger element 240 and the contact surfaces 303a and 303b.
  • the inclined surface 1033 is designed to enable or cause the trigger element 240 to slide for the first time and once.
  • the contact surface 931 can be aligned at an acute angle or parallel to the inclined surface 1033.
  • the contact surface 931 is at least designed in such a way that it slides back into the position before assembly or first actuation.
  • the release element 240 can be deflected for the first time and once along the inclined surface 1033 during assembly or a first actuation of the button module and can be guided past the damper section and thus slide past the damper section. Additionally or alternatively, when the
  • Trigger element 240 over the inclined surface 1033 the damper section
  • the inclined surface 1033 can be deflected.
  • the damper section can also have a flexible material.
  • Fig. 1 1 shows a partially sectioned view of the portion of the keyboard of Fig. 10 with the key module in an operating position.
  • the representation in FIG. 11 corresponds to the representation from FIG. 10 with the exception that the key module is shown in the actuation position, an electrical contact being established between contact fingers 341, 342 and contact surfaces 303a, 303b.
  • the contact fingers 341, 342 and the support section 947 are between the Contact surfaces 303a, 303b and the damper section formed on the module housing 230 with the contact surface 931 and the inclined surface 1033 are arranged.
  • the support section 947 is spaced from the damper section, in particular the contact surface 931.
  • Trigger element 240 has slid past the inclined surface 1033 and the contact surface 931 for the first time and once.
  • FIG. 12 shows a partially sectioned view of the partial section of the keyboard from FIG. 10 or FIG. 11 with the key module in a rest position.
  • the representation in FIG. 12 corresponds to the representation from FIG. 11, with the exception that the key module is shown in the rest position, the support section 947 of the trigger element 240 abutting against the contact surface 931.
  • Vibrations of the trigger element 240, in particular the contact fingers 341, 342, can be prevented in this way.
  • the trigger element 240 more precisely that
  • Support section 947 can no longer over the damper section
  • the support section 947 engages behind the contact surface 931, for example.
  • the key tappet 220 in an assembly method for assembling the key module 110, the key tappet 220 with the one arranged thereon
  • Tripping element 240 can be inserted into the module housing 230.
  • Actuating movement can be effected.
  • the trigger element 240 and / or the damper section or the inclined surface 1033 is also deflected, so that the trigger element 240 is first and only on the
  • Damper section is steered past and slides past the damper section.
  • the relative movement is carried out when the key tappet 220 including the trigger element 240 is inserted into the module housing 230 at least until the rest position is reached.
  • the key module 110 or key element has the key tappet 220 and the module housing 230. Furthermore, the button module 110 has a click mechanism. According to the exemplary embodiment shown here, the click mechanism has the wire bracket 650 and, as a stop, the projection section 624 with the
  • the key module 110 has a contact mechanism.
  • the contact mechanism has the trigger element 240 with the three contact fingers 341, 342 and 343. According to another exemplary embodiment, more contact fingers can also be provided. All three are in the fully actuated state of the key module 110 or in its actuation position or at its second switching point
  • Module housing 230 out and are the contact fingers 341, 342 and 343 in
  • Key module 230 is arranged freely without contact to the circuit substrate 102 of the keyboard 100, the contact fingers 341, 342 and 343 being spaced apart from one another along the axis of the actuation movement.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are the contacts that make up the first
  • the key module 110 is initially in the contactless state, as shown in FIG. 3A.
  • the elastic means 660 presses the key tappet 220 away from the housing base against a housing stop (not shown).
  • the three contact fingers 341, 342 and 343 are free and without contact to the circuit substrate 102 in the
  • Key plunger 220 is arranged, wherein the first contact finger 341 and the second contact finger 342 are spaced apart from the third contact finger 343 along an axis of the actuation movement. During the actuation process or the
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 first strike the circuit substrate 102 or the first contact surface 303a and the second contact surface 303b.
  • the first contact finger 341 and the second contact finger 342 can be seen as an electrical bridge and electrically short the first contact surface 303a and the second contact surface 303b at the first switching point or after the first advance path. If the key tappet 220 is operated further, the second switching point can be realized.
  • the third contact area 303c on the circuit substrate 102 is in this case electrically short-circuited by the third contact finger 343 in connection with the first contact finger 341 and the second contact finger 342.
  • two switching points can be realized by three contact fingers 341, 342 and 343, which are spaced apart from one another along an axis of the actuation movement.
  • the first switching point can be reached after a short lead and ensure quick contact.
  • the second switching point can be reached after a long lead.
  • an exemplary embodiment comprises a “and / or” link between a first feature and a second feature
  • this can be read in such a way that the embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only the first Feature or only the second feature.

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Abstract

Es wird ein Tastenmodul (110) für eine Tastatur vorgestellt. Das Tastenmodul (110) weist einen Tastenstößel (220) auf. Auch weist das Tastenmodul (110) ein Modulgehäuse (230) auf. Das Modulgehäuse (230) ist ausgeformt, um den Tastenstößel (220) bewegbar aufzunehmen, um eine translatorische Betätigungsbewegung des Tastenstößels (220) zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition relativ zu dem Modulgehäuse (230) zu ermöglichen. Das Tastenmodul (110) weist ferner ein Auslöseelement (240) zum Auslösen eines Betätigungssignals des Tastenmoduls (110) ansprechend auf die Betätigungsbewegung auf. Das Auslöseelement (240) ist an dem Tastenstößel (220) angebracht. Das Auslöseelement (240) ist als ein Kontaktgeber zum elektrischen Kurzschließen von Kontaktflächen eines Schaltungssubstrats der Tastatur ausgeführt. Das Auslöseelement (240) weist mehr als zwei elastisch verformbare Kontaktfinger zum Kontaktieren der Kontaktflächen nach unterschiedlichen Vorlaufwegen im Verlauf der Betätigungsbewegung auf.

Description

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

Claims

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