DE3315565A1 - Tastatur mit einer mehrzahl von tastschaltern - Google Patents

Description

München, den 29. April 1983 /WtI. Anwaltsaktenz.: 194 - Pat. 73

Nippon Mektron Ltd., Seiwa Bldg. , 12-15 Shiba Daimon 1-chome, Minato-ku. Tokyo, Japan

Tastatur mit einer Mehrzahl von Tastschaltern

Die Erfindung betrifft Tastaturen mit einer Mehrzahl von Tastschaltern. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine neuartige Tastschalterkonstruktion mit Schnappwirkung oder taktiler Rückmeldung, wobei die Möglichkeit einer unbeabsichtigten Tastenbetätigung wesentlich eingeschränkt ist.

Tastaturen aus Tastschaltern mit Schnappwirkung haben breite Anwendung als Eingabeschaltmittel für verschiedenerlei elektrische und elektronische Geräte gefunden. Eine Schnappwirkung bei derartigen Tastschaltern ist von besonderem Vorteil, da das Schnappen während der Schalterbetätigung der Bedienungsperson den Eingabevorgang bestätigt, indem eine plötzliche Änderung der auf den Betätigungsfinger einwirkenden Gegenkraft erzeugt wird, was als taktile Rückmeldung bezeichnet werden kann. I

Zwar zeigen herkömmliche Tastschalter für Tastaturen mit taktiler Rückmeldung eine zufriedenstellende Funktionsweise in den meisten Anwendungsfällen, doch treten bestimmte baulich bedingte und betriebsmäßige Schwierigkeiten auf. Ein

solches allgemein anzutreffenden Problem ist in den Bereichen begründet, welche zwischen den Betätigungsbereichen oder den Tasten gelegen sind. Wenn die Bedienungsperson an der Tastatur oder dem Tastenfeld unbeabsichtigt einen Druck auf einen Punkt innerhalb eines solchen Zwischenbereiches ausübt (so wie wenn eine Taste exzentrisch betätigt wird), während eine Betätigung eines Tastschalters der Tastatur erfolgen soll, so kann es vorkommen., daß eine der Tasten, die dem mit Druck beaufschlagten Punkt benachbart sind, in fehlerhafter Weise betätigt wird. Diese unbeabsichtigte Schalterbetätigung und die , dadurch verursachte fehlerhafte Eingabe beeinflußt nachteilig die betreffende Gerätefunktion und erschwert die Arbeit der Bedienungsperson. Im Falle der Verwendung der betreffenden Tastatur iri elektrischen oder elektronischen Geräten kann , durch die unbeabsichtigte Schalterbetätigung eine Fehlinformation gegeben werden und/oder ein Rechenfehler eingeführt werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Tastaturen eine fehlerhafte bzw. unbeabsichtigte Schalterbetätigung bei Ausüben eines Betätigungsdruckes auf den Bereich zwischen den Betätigungsbereichen oder Tasten sicher zu vermeiden oder zumindest weitgehend einzuschränken.

Diese Aufgabe wird durch die im anliegenden Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Im einzelnen sind die zwischen den Betätigungsbereichen oder Tasten gelegenen Bereiche in neuartiger Weise abgestützt. Die Abstützung geschieht durch an der Schaltfolie der mit Schnappfunktion ausgerüsteten Tastatur vorgesehene Vorsprünge. Diese Vorsprünge befinden sich unterhalb der Bereiche, welche nicht Betätigungsbereiche sind, also beispielsweise zwischen den Tasten und ermöglichen eine Beseitigung der oben genannten Schwierigkeiten, also der unbeabsichtigten Signaleingabe oder Schalterbetätigung aufgrund ' des Ausübens einer Betätigungskraft auf die zwischen den Ta- _; sten gelegenen Bereiche. Die Vorsprünge können entweder in

die Schaltfolie eingeformt sein oder an der Schaltfolie befestigt sein. Die Höhe der Vorsprünge kann variieren, was von dem Abstand zwischen den Betätigungsbereichen oder den Tasten abhängt, um eine optimale taktile Rückmeldung aufgrund der Schnappwirkung aufrecht zu erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind im übrigen Gegenstand der anliegenden, dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche.- deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Nachfolgend sei ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Tastatur mit einzelnen Tastschaltern bekannter Bauart, wel-Schnappfunkt ion besitzen und

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Tastatur mit Schnappwirkung aufweisenden Tastschaltern entsprechend der hier angegebenen Konstruktion.

Fig. 1 zeigt also Tastschalter mit Schnappfunktion in einer Tastatur bekannter Art. Eine federnde, flexible Schaltungsträgerbahn oder -platte ist mit 2 bezeichnet und trägt ein festes oberes Leitermuster 1 in der gewünschten Konfiguration. Eine federnd nachgiebige flexible Schaltfolie 6 ist mit einem unteren, beweglichen Schaltkontaktmuster 5 versehen, welches auf der Oberseite der Schaltfolie angebracht ist und dem oberen Leitermuster 1 entspricht, wobei das untere Leitermuster der Schaltungsträgerbahn oder -platte 2 über Schalterkammern 3 gegenüber steht. Die Schaltungsträgerbahn 2 und die Schaltfolie 6 sind voneinander durch einen aus Isolierstoff gefertigten Abstandshalter 4 getrennt, der mit Durchbrüchen versehen ist, welche die genannten Schalterkammern 3 bestimmen. Durch Kleb-

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stoffschichten 9 (nur eine davon in der Zeichnung angedeutet) sind die verschiedenen Schichten zusammengehalten. Ein Paar von Kontakten 1 und 5 bildet eine Tastschaltereinheit. Der Raum 7 zwischen den Tastschaltereinheiten trägt zur Schnapp- ; wirkung bei. Die Tastatur wird durch eine starre Basis R vervollständigt, welche die Schaltfolie 6 aufnimmt und abstützt.

Bei einer bekannten Ausführungsform sind die einzelnen Tastschalter in der Schaltfolie 6 dadurch gebildet, daß jeweils ein halbkugeliges, oben abgeflachtes Gebilde unterhalb jeweils eines Kontaktelementes des Leitermusters 1 vorgesehen ist, wobei dieses Gebilde die gewünschte Schnappwirkung hervorbringt. Die in der Schaltfolie 6 vorgesehenen Gebilde stülpen sich bei Ausübung einer nach abwärts gerichteten Betätigungskraft auf die eine Deckschicht bildende Schaltungsträgerbahn im Bereich eines Kontaktelementes des Leitermusters 1 an einem Tastenort um. Beim Umstülpen der Tastschalterelemente überträgt sich eine vom Tastsinn wahrnehmbare Schnappwirkung auf den betätigenden Finger der Bedienungsperson, während gleichzeitig das Kontaktelement des oberen Leitermusters 1 in elektrischen und mechanischen Kontakt mit dem unteren Kontaktmuster 5 kommt, wodurch der betreffende Schalter geschlossen wird.

Die nicht leitenden Bestandteile der Tastatur sind charakteristischer Weise aus einem isolierenden Kunststoff gefertigt, während die elektrisch leitfähigen Teile, nämlich die Leiter-Muster, nach Art einer gedruckten Schaltung oder in ähnlicher Technik hergestellt werden können.

Wie zuvor schon erwähnt, ergeben sich bei der soeben beschriebenen bekannten Tastatur bestimmte Schwierigkeiten. Im einzelnen kann dann, wenn unbeabsichtigt eine Betätigungskraft auf den Bereich zwischen den einzelnen Schnappelementen der Tastschalter, also auf einen Flächenbereich der Schaltungsträgerbahn 2 oberhalb des Raumes 7, einwirkt, eine fehlerhafte Ein-: gäbe verursacht werden. Wenn also die Bedienungsperson zufäl-

lig während der Betätigung der Tastatur auf diesen Bereich Druck ausübt, so kann ein Tastschalter, welcher dem Bereich benachbart ist, unter Schnappwirkung eine nicht gewünschte Betätigung erfahren und es kann dadurch eine fehlerhafte Ein- ! gäbe ausgelöst werden.

Dieses Problem ist bei Tastschaltern in einer Tastatur gemäß Fig. 2 vermieden. Die in Fig. 2 gezeigte Tastatur besitzt ähnlichen Aufbau wie die zuvor anhand von Fig. 1 betrachtete Konstruktion. Eine als Deckschicht wirkende Schaltungsträgerbahn 11 ist mit einem feststehenden oberen Leitermuster 14

versehen. Eine Schaltfolie 13, welche sowohl die Schnappele- '. mente der einzelnen Tastschalter, als auch Abstützungsvorsprünge 17 aufweist, befindet sich unter der Schaltungsträgerbahn 11. Die Schnappelemente der Tastschalter haben dieselbe Gestalt wie die entsprechenden Elemente nach Fig. 1 und tragen bewegliche untere Kontaktmuster 14A, welche den Kontaktelementen des oberen Leitermusters 14 jeweils zugeord- , net sind. Eine isolierende Abstandshalterschicht 12, eine Basisplatte 15 und Verbindungsschichten 18 (nur eine in der Zeichnung gezeigt) vervollständigen die Tastatur. Das in Fig. 2 gezeigte Gerät arbeitet im wesentlichen in derselben ^; Weise wie die zuvor anhand von Fig. 1 beschriebene Tastatur, wobei die halbkugeligen, im Scheitel abgeflachten Schnappelemente der Schaltfolie 13 sich bei Ausüben einer nach abwärts gerichteten BeUitigungskraft auf die Schaltunqrträgerbahn 11 im Bereich einer Taste umstülpen. Beim Umstülpen überträgt sich eine Schnappwirkung auf den Betätigungsfinger der Bedienungsperson und die Kontaktelemente des oberen Leitermusters 14 kommen in mechanischen und elektrischen Kontakt mit den jeweils zugehörigen Kontaktelementen des Kontaktmusters 14A, wodurch jcv>'eils ein Schalter geschlossen wird.

Im Unterschied zu der zuvor betrachteten Konstruktion ist die Schaltfolie 13 mit Abstützungsmitteln in Gestalt von Abstützungsvorsprüngen 17 versehen. Diese Vorsprünge 17 können

entweder einstückig an die Schaltfolie 13 angeformt sein oder an der Schaltfolie 13 befestigt sein. Die Vorsprünge 17 befinden sich unterhalb der Schaltungsträgerbahn 11 im Bereich zwischen den Betätigungsbereichen oder -tasten, wodurch die Schaltfolie gegen eine unbeabsichtigte Betätigung geschützt wird, wenn ein Druck versehentlich von der Bedienungsperson im Bereich zwischen den Tasten aufgebracht wird. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Eingabe aufgrund einer nicht beabsichtigten Tastenbetätigung vermindert.

Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn der Abstand zwischen den Tasten oder Betätigungsbereichen kurz ist und die Höhe der Vorsprünge 17 gleich der Tiefe der einzelnen Schnappelemente der Schaltfolie 13 ist, die Betätigungskraft (d.h., die von der Bedienungsperson aufzuwendende Kraft zum vollständigen Niederdrücken der Taste) und die Schnapp-Rückführungskraft erhöht werden. Praktisch ist die Erhöhung der Rückführungskraft relativ größer als die entsprechende Erhöhung der Betätigungskraft. Das sogenannte Schnappverhältnis, welches ein Maß für die taktile Rückmeldung ist und welches durch das Verhältnis der Differenz von Betätigungskraft und Rückführungskraft zur Betätigungskraft definiert ist, wird daher wegen der relativen Erhöhung der Rückführungskraft vermindert. Da aber die taktile Rückmeldung in hohem Maße wünschenswert ist und ein niedrigeres Schnappverhältnis eine geringere taktile Rückmeldung bedeutet, werden zweckmäßig die soeben genannten Abmessungsverhältnisse vermieden. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Höhe der Vorsprünge 17 geringer gewählt wird als die Tiefe der einzelnen Schnappelemente. Man erhält so ein zufriedenstellendes Schnappverhältnis, während gleichzeitig die gewünschte Wirkung der Abstützungsvorsprünge 17 aufrecht erhalten wird. Der Grad der taktilen Rückmeldung bei der Betätigung eines Tastschalters kann daher beim Entwurf einer Tastatur dadurch eingestellt oder verändert werden, daß die

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Höhe der Vorsprünge 17 und die Tiefe der Schnappelemente in einem bestimmten Verhältnis zueinander gewählt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   VL·) Tastatur mit einer Mehrzahl von Tastschaltern, gekennzeich- : net durch eine flexible Bahn (11), welche auf einer Seite ein erstes Kontaktmuster (14) trägt, ferner durch eine flexible Schaltfolie (13), welche mit einer Mehrzahl von beweglichen Schnappelementen versehen ist, auf denen in Zuordnung zu dem ersten Kontaktmuster ein zweites Kontaktmuster (14A) angeordnet ist, ferner durch eine Anzahl von Abstützungsvorsprüngen (17), die von der Schaltfolie wegragen und zwischen den Schnapp-

   elementen gelegen sind, sowie durch eine Basisplatte (15), welche die Schaltfolie (13) haltert bzw. aufnimmt.
2. 2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungsvorsprünge (17) einstückig an die Schaltfolie (13)

   : angeformt sind.
3. 3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungsvorsprünge (17) an der Schaltfolie (13) jeweils befestigt sind.
4. 4. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der eine Deckschicht bildenden flexiblen Bahn (11) und der Schaltfolie (13) eine Abstandshalterschicht (12) befindet.
5. 5. Tastatur nach einem der Ansprache 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappelemente die Gestalt halbkugeliger Kuppeln mit abgeflachtem Scheitel haben.
6. 6. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappelemente die Gestalt halbkugeliger Kuppeln mit einem abgeflachten Ansatz im Scheitelbereich haben.