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Die
Erfindung betrifft eine Tastatur mit Mehrachsenbalancierungs-Berührungstasten,
und insbesondere eine Tastatur, die mit Berührungstasten ausgestattet ist,
die gleichmäßiger gedrückt werden
können,
um so ein gleichmäßiges Drücken zu
gewährleisten,
wenn immer die Berührungstasten
gedrückt werden,
und ein Wippen während
des Drückens
zu verhindern, um korrekte Ausgangssignale zu liefern.
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Das
Voranschreiten der Computertechnik hat die Anwendungen von Computeranwendungen im
Leben der Menschen im hohen Maße
erweitert. Es wurden viele neue Eingabemittel entwickelt (wie beispielsweise
Spracheingabe, Handschrifteingabeerkennung und Ähnliches). Unter diesen erfüllt die Computertastatur
im Besten die Ansprüche
der Benutzer und ist weitgehend angenommen. Jede Taste hat eine
Tastenabdeckkappe mit einer im Zentrum der Unterseite davon angeordneten
Tastenabstützung,
um ein leitendes Gummi zu drücken,
um einen Dünnschichtschaltkreis
(Englisch: ”film
circuit”)
zu schließen,
um ein Signal zu übertragen.
In Benutzung wird die Taste durch einen Benutzer schnell gedrückt. Es
kann vorkommen, dass nur der Rand oder eine Ecke der Tastenkappe
gedrückt
wird, was ein ungleichförmiges
Drücken
der Tastenabstützung
und eine Ausbleiben der Verbindung mit dem Schaltkreis zur Folge
hat, wodurch eine fehlerhafte Eingabeoperation verursacht wird.
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In
den letzten Jahren wurden Berührungsfelder
bzw. Touchpads sehr populär
und wurden zunehmend an die Tastenstruktur angepasst. Sie sind einfacher
zu bedienen, und die bereitgestellten Funktionen werden andauernd erweitert.
Der Verwendungsbereich von Touchpads auf Tasten wird auch größer. Jedoch
wurden die Betätigungselemente
unter dem Touchpad nicht entsprechend angepasst. Demzufolge reagieren
unterschiedliche Bereiche des Touchpads unterschiedlich, wenn sie
eine Druckkraft erfahren. Es findet ein ungleiches Drücken statt.
Dieses Problem wird ernster, wenn das Touchpad größer wird.
Es tritt oft ein Wippen auf, wenn das Touchpad gedrückt wird.
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Aus
WO 2006/045209 A2 ist
eine Tastatur mit Berührungstasten
bekannt, die mindestens eine Berührungstaste
aufweist, welche eine Drückplatte, einen
Kontaktschalter, eine Basis und Balancierungselemente aufweist,
die als vertikale Führungsstifte
ausgebildet sind, die in Führungsbohrungen
in der Basis geführt
sind.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Mehrachsen-Berührungstaste
E1, die eine Drückplatte
1,
einen unter dieser angeordneten Kontaktschalter
3, eine
Basis
4 und zwei U-förmige
Balancierungselemente
2 aufweist, die mit ihren Stegen
21 in zwei
unterschiedlichen axialen Richtungen X und Y gemäß einer L-Form angeordnet sind
und entsprechend entlang zwei benachbarten Seiten der Drückplatte
1 angeordneten
ersten Halteelementen
13 an der Unterseite der Drückplatte
1 drehbar
eingerastet sind. Vorspringende Endabschnitte
22 an zwei
Seiten jedes Balancierungselements
2 sind in einen Gleitbügel B eines
zweiten Halteelements
41 auf der Basis
4 eingehakt
und können
beim Drücken
hin und her gleiten (siehe
2 und
3).
Daher können
die Balancierungselemente
2 entlang den zwei axialen Richtungen
gleiten, so dass die Drückplatte
1 zum Auslösen des
Kontaktschalters
3 auf und ab bewegt wird. Eine ähnliche
Taste ist beispielsweise aus
EP 1 458 000 B1 bekannt.
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Da
das Problem der vorgenannten herkömmlichen Technik hauptsächlich durch
die ungleiche Verteilung der Druckkraft, die auf die Berührungstasten
aufgebracht wird, verursacht wird, ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Tastatur mit Mehrachsenbalancierungs-Berührungstasten
zu schaffen, wobei ein gleichmäßiges Niederdrücken der
Taste unabhängig
von der Stelle erreicht wird, an der die Taste gedrückt wird,
und ein Wippen während des
Drückens
verhindert wird.
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Die
erfindungsgemäße Tastatur
enthält
mindestens eine Berührungstaste.
Die Berührungstaste enthält eine
Drückplatte,
die ein Berührungsfeld
aufweist, einen Kontaktschalter, eine Basis, und eine Mehrzahl von
Balancierungselementen. Die Balancierungselemente sind zwischen
der Drückplatte
und der Basis angeordnet, um das Gesamtgewicht der Berührungstaste
gleichförmig
zu verteilen, wobei die Balancierungselemente longitudinale Stege
aufweisen, die einander überkreuzen.
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Es
gibt eine Mehrzahl von ersten Halteelementen an der Unterseite der
Drückplatte,
die in zwei unterschiedlichen axialen Richtungen der Drückplatte
angeordnet sind. Entlang jeder axialen Richtung ist mindestens ein
erstes Halteelement angeordnet.
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Der
Kontaktschalter ist unter der Drückplatte angeordnet.
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Die
Basis hat eine Mehrzahl von zweiten Halteelementen, die in den zwei
unterschiedlichen axialen Richtungen angeordnet sind. Entlang jeder
axialen Richtung ist mindestens ein zweites Halteelement angeordnet.
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Die
Balancierungselemente sind in den zwei unterschiedlichen axialen
Richtungen angeordnet. Jedes Balancierungselement ist in einer U-Form
ausgebildet, mit einem longitudinalen Steg und vorspringenden Endabschnitten
an dem freien Ende seiner Schenkel und mit seinem Steg und seinen
Endabschnitten in ein erstes Halteelement und in ein zweites Halteelement
drehbar eingerastet. Eines dieser Halteelemente hat einen horizontalen
Schlitz, in dem das zugeordnete Balancierungselement parallel zu
der Drückplatte
gleitend aufgenommen ist, so dass die nach unten gerichtete Druckkraft
gleichförmig
verteilt ist. Daher kann, wenn immer die Berührungstaste gedrückt wird,
eine gleichförmige
und vertikale Auf- und Ab-Bewegung erzeugt werden zum vollständigen Auslösen des
Kontaktes, so dass ein gleichförmiger
Drückvorgang
ohne ein Wippen erreicht wird. Daher kann ein ordnungsgemäßes Ausgabesignal
erzeugt werden.
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Die
Balancierungselemente sind in den zwei axialen Richtungen angeordnet
und überkreuzen sich
gegenseitig mit ihren Stegen. An dem Kreuzungspunkt hat mindestens
einer der Stege der Balancierungselemente einen konkaven Bereich
zum Aufnehmen des kreuzenden anderen Stegs, so dass jedes Balancierungselement
auf derselben planen Fläche
bewegt werden kann, ohne dass sie sich gegenseitig behindern; oder
die Balancierungselemente sind so angeordnet, dass das eine Balancierungselement
mit seinem Steg nach oben weist und das andere Balancierungselement
mit seinem Steg nach unten weist.
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Die
Erfindung erlaubt dem Touchpad mittels Nutzung von mehreren sich überkreuzenden
Balancierungselementen in mehreren axialen Richtungen in mehrere
Drücksegmente
aufgeteilt zu werden. Jedes Drücksegment
kann durch Benutzer berührt
werden, und die ganze Drückplatte
kann eine gleichförmige
Stützung
und nach unten gerichtete Kraft erfahren, um eine gleichförmige und
vertikale Auf- und Ab-Bewegung
zu erzeugen. Daher wird effektiv das herkömmliche Problem gelöst. Auch
kann für
großformatige
Touchpads ein Wippen während
eines Drückvorgangs
verhindert werden.
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Unterschiedliche
Drücksegmente
auf dem Touchpad können
dazu gemacht werden, unterschiedliche Signale auszugeben, um verschiedene Zeichen
oder Symbole darzustellen, die durch das System einer elektronischen
Vorrichtung (zum Beispiel einem Computer) definiert werden. Wenn
nämlich
ein Drücksegment
gedrückt
wird, wird der Kontaktschalter ausgelöst, ein unterschiedliches korrespondierendes
Signal auszugeben.
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Die
Balancierungselemente können
in den zwei axialen Richtungen in einer ♯-Form gesetzt sein. Anschaulich
gesagt, sind die Balancierungselemente so angeordnet, dass sie die
Form eines ♯ bilden.
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Die
Balancierungselemente können
in den zwei axialen Richtungen auch in einer H-Form gesetzt sein.
Anschaulich gesagt, sind die Balancierungselemente so angeordnet,
dass sie die Form eines H bilden.
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Mindestens
eines der ersten Halteelemente an der Unterseite der Drückplatte
kann eine Positionierungseinrastmulde haben, die bestimmungsgemäß dazu ausgebildet
ist, dass der longitudinale Steg des Balancierungselements, ohne
dass er entweicht, darin festgehalten wird und dabei dem longitudinalen Steg
erlaub wird, sich darin (d. h. in der Positionierungseinrastmulde)
zu drehen.
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Mindestens
eines der ersten Halteelemente an der Unterseite der Drückplatte
kann einen mit einem horizontalen Schlitz ausgebildeten Gleitbügel haben,
in dem das vorspringende Ende des Balancierungselements eingehakt
ist, so dass es darin gleiten kann. Der Gleitbügel kann L-förmig mit
zwei Armen ausgebildet sein, mit einem nach unten gerichteten kurzen
Arm.
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Mindestens
eines der zweiten Halteelemente an der Unterseite der Drückplatte
kann eine Positionierungseinrastmulde haben, die bestimmungsgemäß dazu ausgebildet
ist, dass der longitudinale Steg des Balancierungselements, ohne
dass er entweicht, darin festgehalten wird und dabei dem longitudinalen Steg
erlaub wird, sich darin (d. h. in der Positionierungseinrastmulde)
zu drehen.
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Mindestens
eines der zweiten Halteelemente an der Unterseite der Drückplatte
kann einen mit einem horizontalen Schlitz ausgebildeten Gleitbügel haben,
in den das vorspringende Ende des Balancierungselements eingehakt
ist, wobei das Balancierungselement in dem Gleitbügel gleiten
kann.
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Die
Balancierungselemente können
aus einem Metallstab (beispielsweise einem Stahldraht) gemacht sein,
um die Steifigkeit der Balancierungselemente zu erhöhen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert. Die
unten diskutierten Ausführungsbeispiele
dienen lediglich zu veranschaulichenden Zwecken und sind keine Beschränkung der
Erfindung.
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1 ist
eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Mehrachsen-Berührungstaste
aus dem Stand der Technik.
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2 ist
eine Querschnittansicht der Taste in 1 in einem
Betätigungszustand.
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3 ist
Querschnittansicht der Taste in 1 in einem
anderen Betätigungszustand.
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4 ist
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Tastatur.
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5 ist
eine Explosionsansicht der Erfindung.
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6 ist
eine Querschnittansicht der Erfindung in einem Betätigungszustand.
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7 ist
eine Querschnittansicht der Erfindung in einem anderen Betätigungszustand.
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8 ist
eine Explosionsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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9 ist
eine Querschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem Betätigungszustand.
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10 ist
eine Querschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem anderen Betätigungszustand.
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11 ist
eine Explosionsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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12 ist
eine Querschnittansicht des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem Betätigungszustand.
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13 ist
eine Querschnittansicht des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem anderen Betätigungszustand.
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14 ist
eine Explosionsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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15 ist
eine Querschnittansicht des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem Betätigungszustand.
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16 ist
eine Querschnittansicht des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung
in einem anderen Betätigungszustand.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 bis 7 schafft
die Erfindung eine Tastatur E mit mindestens einer Berührungstaste
E1. Die Berührungstaste
E1 enthält
mindestens eine Drückplatte 1,
welche ein Touchpad 11 aufweist, einen Kontaktschalter 3,
eine Basis 4, und eine Mehrzahl von Balancierungselementen.
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Das
Touchpad 11 ist in mehrere Drücksegmente 111 aufgeteilt.
Es gibt eine Mehrzahl von ersten Halteelementen 13 an der
Unterseite 12 der Drückplatte 1,
die in zwei unterschiedlichen axialen Richtungen X und Y angeordnet
sind. Entlang jeder der axialen Richtungen ist mindestens ein erstes
Halteelement 13 angeordnet. Jedes Drücksegment 111 soll
ein unterschiedliches Ausgabesignal steuern, um ein Zeichen darzustellen,
das durch das System einer elektronischen Vorrichtung (beispielsweise
einem Computer) definiert wird. Zum Beispiel repräsentiert
in 4 jedes Drücksegment 111 ein
anderes Zeichen. Wenn daher ein unterschiedliches Drücksegment 111 des
Touchpads 11 gedrückt
wurde, wird der Kontaktschalter 3 zum Ausgeben eines unterschiedlichen
Zeichens ausgelöst.
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Der
Kontaktschalter 3 ist elastisch und hat einen Eindrück-Raum 30 und
einen oberen Abschnitt 31, der unter normalen Umständen auf
die Unterseite 12 der Drückplatte 1 Druck ausübt, um sie
oben zu halten. Der Kontaktschalter 3 ist ein Druckknopf-Schalter.
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Auf
der Basis 4 sind eine Mehrzahl von zweiten Halteelementen 41 angeordnet,
die in den zwei unterschiedlichen axialen Richtungen X und Y angeordnet
sind. Entlang jeder von den Axialrichtungen X und Y ist mindestens
ein zweites Halteelement 41 angeordnet.
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Die
Balancierungselemente 2 sind in den zwei unterschiedlichen
axialen Richtungen X und Y angeordnet. Jedes von den Balancierungselementen 2 ist
in einer U-Form ausgebildet und hat einen longitudinalen Steg 21 an
einem oberen Ende und vorspringende Elemente 22 an distalen
Enden, die in die ersten Halteelemente 13 bzw. die zweiten
Halteelemente 41 eingerastet sind. Die ersten und zweiten Halteelemente 13 und 41 haben
mindestens einen horizontalen Schlitz B1, um zu erlauben, dass das Balancierungselement 2 parallel
zu der Drückplatte 1 darin
(d. h. in dem horizontalen Schlitz) gleitet.
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Mittels
der Elemente und der Konstruktion, die oben dargestellt wurden,
wird der longitudinale Steg 21 des Balancierungselements 2 in
das erste Halteelemente 13 an der Unterseite der Drückplatte 1 eingerastet,
und die vorspringenden Enden 22 werden in die zweiten Halteelemente 41 auf
der Basis 4 eingerastet, und der longitudinale Steg 21 und
die vorspringenden Enden 22 werden in den zwei axialen Richtungen
X und Y positioniert. Auf das Empfangen einer Druckkraft von dem
Finger eines Benutzers (es wird hier auf 7 Bezug
genommen) wird die Drückplatte 1 nach
unten bewegt, um den Kontaktschalter 3 und die Balancierungselemente 2 zu
drücken.
Die Balancierungselemente 2 werden geneigt. Das zweite
Halteelement 41 hat einen Gleitbügel B, der mit dem horizontalen
Schlitz 31 ausgebildet ist, um dem vorspringenden Ende 22 zu
erlauben, darin zu gleiten. Darüber
hinaus wird, da mehrere Balancierungselemente 2 in den
zwei axialen Richtungen X und Y positioniert sind, die Druckkraft,
die auf die Drückplatte 1 zeigt,
gleichförmig
verteilt. Daher kann, wenn immer die Drückplatte 1 gedrückt wird,
eine gleichförmige
und vertikale Auf- und Ab-Bewegung erreicht werden, um den Kontaktschalter 3 ohne
ein Wippen auszulösen,
und ein korrektes Ausgangssignal kann durch die Tastatur E erzeugt
werden. Wenn die Druckkraft weggenommen wird, empfängt der Kontaktschalter
die äußere Kraft
nicht länger
und kehrt daher aufgrund seiner Elastizität wieder in seine ursprüngliche
Form zurück.
Der obere Bereich 31 drückt
unter normalen Umständen
die Drückplatte 1 nach
oben (es wird hier auf 6 Bezug genommen).
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Die
Balancierungselemente 2 sind in den axialen Richtungen
X und Y sich gegenseitig überkreuzend
auf senkrechte Art und Weise angeordnet. An dem Kreuzungspunkt hat
mindestens eines von den Balancierungselementen 2 mindestens
einen konkaven Bereich 23, um jedem Balancierungselement 2 zu
erlauben, in derselben planen Ebene bewegt zu werden, ohne dass
sie (d. h. die Balancierungselemente) sich gegenseitig behindern
(es wird hier auf die 4 bis 7 Bezug
genommen)
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Unter
den ersten Halteelementen 13, die an der Unterseite 12 der
Drückplatte 1 angeordnet
sind, hat mindestens eines von ihnen eine Positionierungseinrastmulde
A1, die bestimmungsgemäß dazu ausgebildet
ist, dass der longitudinale Steg 21 des Balancierungselements 2 darin
festgehalten wird, ohne dass er entweicht, wobei dem longitudinalen Steg 21 erlaubt
wird, sich darin zu drehen.
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Unter
den zweiten Halteelementen 41, die auf der Basis 4 angeordnet
sind, hat mindestens eines von ihnen einen mit einem horizontalen
Schlitz B1 ausgebildeten Gleitbügel
B, in den das vorspringende Ende 22 eingehakt ist und der
dem vorspringenden Ende 22 erlaubt, darin zu gleiten.
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Für ein zweites
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird auf die 8, 9 und 10 Bezug genommen.
In diesem Ausführungsbeispiel
gibt es eine Mehrzahl von ersten Halteelementen 13 an der Unterseite 12 der
Drückplatte 1,
die mindestens eine Positionierungseinrastmulde A und mindestens
einen Gleitbügel
B haben. Die Basis 4 hat eine Mehrzahl von mit den ersten
Halteelementen 13 korrespondierenden zweiten Halteelementen 41,
die mindestens eine Positionierungseinrastmulde A und mindestens
einen Gleitbügel
B zu haben, die in den zwei unterschiedlichen axialen Richtungen
X und Y angeordnet sind. Es gibt drei Balancierungselemente 2,
die in einer H-Form,
mit den ersten und zweiten Halteelementen korrespondierend, angeordnet
sind. Die Funktionsweise ist dieselbe wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel.
Daher können
die Balancierungselemente 2 entlang den zwei axialen Richtungen
gleiten, um die Druckkraft gleichförmig zu verteilen, um der Drückplatte 1 zu
erlauben, gleichmäßig und
vertikal auf und ab bewegt zu werden, um den Kontaktschalter 3 auszulösen.
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Für ein drittes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird auf die 11, 12,
und 13 Bezug genommen. In diesem Ausführungsbeispiel
gibt eine Mehrzahl von ersten Halteelementen 13 an der
Unterseite der Drückplatte 1,
die mindestens eine Positionierungseinrastmulde A haben. Die Basis 4 hat eine
Mehrzahl von mit den ersten Halteelementen 13 korrespondierenden
zweiten Halteelementen 41, die mindestens einen Gleitbügel B haben.
Die zweiten Halteelemente 41 sind in den zwei unterschiedlichen axialen
Richtungen X und Y angeordnet. Mehrere Balancierungselemente 2 sind
vorhanden und in einer ♯-Form
angeordnet, um in die Halteelemente eingerastet zu sein. Mindestens
eines der Balancierungselemente 2 hat eine Mehrzahl von
konkaven Abschnitten 23 an den Kreuzungspunkten, um ein gegenseitiges
Behindern während
einer Bewegung zu verhindern. Sie können auch gedrückt werden
und können
hin und her gleiten. Die Funktionsweise ist dieselbe wie in den
vorherigen Ausführungsbeispielen.
Daher können
die Balancierungselemente 2 entlang den zwei axialen Richtungen
gleiten, um die Druckkraft gleichförmig zu verteilen, um der Drückplatte 1 zu
erlauben, gleichmäßig und
vertikal auf und ab bewegt zu werden, um den Kontaktschalter 3 auszulösen.
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Für ein viertes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird auf die 14, 15 und 16 Bezug
genommen. In diesem Ausführungsbeispiel
gibt es eine Mehrzahl von ersten Halteelementen 13 an der
Unterseite 12 der Drückplatte 1,
die mindestens eine Positionierungseinrastmulde A und mindestens einen
Gleitbügel
B haben. Die Basis 4 hat eine Mehrzahl von mit den ersten
Halteelementen 13 korrespondierenden zweiten Halteelementen 41,
die in den zwei unterschiedlichen axialen Richtungen X und Y angeordnet
sind. Mehrere Balancierungselementen 2 sind vorhanden und
in einer ♯-Form,
korrespondierend mit den ersten und zweiten Halteelementen, zum
Festhalten und Bewegen angeordnet. Die Funktionsweise ist dieselbe
wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen.
Daher können
die Balancierungselemente 2 entlang den zwei axialen Richtungen
gleiten, um die Druckkraft gleichförmig zu verteilen, um der Drückplatte 1 zu
erlauben, gleichmäßig und
vertikal auf und ab bewegt zu werden, um den Kontaktschalter 3 auszulösen.
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Als
eine Schlussfolgerung wird bemerkt, dass die Erfindung eine einfachere
Struktur schafft und einfacher hergestellt und zusammengebaut werden
kann. Sie erlaubt der Taste, gleichmäßig und vertikal auf und ab
bewegt zu werden, um den Kontaktschalter auszulösen, um unterschiedliche Ausgangssignale
zu erzeugen. Sie kann die herkömmliche
Tastatur ersetzen und bietet eine signifikante Verbesserung.