DE20200476U1

DE20200476U1 - Illuminated computer keyboard and associated lighting unit

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Publication number: DE20200476U1
Application number: DE20200476U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2012-01-15
Also published as: EP1327996A2; EP1327996A3

Description

Illuminated computer keyboard and associated lighting unit

Die Erfindung betrifft eine beleuchtete Standard-Computer-Tastatur, insbesondere eine PC-Tastatur, sowie eine dafür geeignete, Beleuchtungseinheit.The invention relates to an illuminated standard computer keyboard, in particular a PC keyboard, and a lighting unit suitable therefor.

Es gibt Tastaturen in verschiedensten Ausführungen, wie z.B. als Tastaturen, die in" einen Laptop eingebaut oder über eine Schnittstelle mit dem Computer koppelbar sind, wobei unterschiedlichste. Arten der Signalübertragung, wie z.B. eine Datenübertragung auf Infrarotbasis Anwendung finden.There are keyboards in a wide variety of designs, such as keyboards that are built into a laptop or can be connected to the computer via an interface, whereby a wide variety of types of signal transmission are used, such as infrared-based data transmission.

Durch in Computer-Tastaturen integrierte Beleuchtung konnte erreicht werden, dass ein Arbeiten unabhängig vom Beleuchtungszustand der Umgebung möglich wurde.By integrating lighting into computer keyboards, it was possible to work regardless of the ambient lighting conditions.

Es gibt Tastaturen mit einem gemeinsamen Beleuchtungselement für alle Tasten oder zumindest für einzelne Tastengruppen (WO 97/04437 oder US 4,772,769). Es kommt dadurch aber zu ungleichen Lichtverteilungen an den Tastaturen oder, falls großflächig beleuchtet wird, zu einer eingeschränkten Unterscheidbarkeit der einzelnen 5 Tasten. Als Lichtquellen zur Tastaturbeleuchtung werden dabei Lampen, LCDs und LEDs verwendet.There are keyboards with a common lighting element for all keys or at least for individual key groups (WO 97/04437 or US 4,772,769). However, this results in uneven light distribution on the keyboards or, if large areas are illuminated, the individual 5 keys are difficult to distinguish. Lamps, LCDs and LEDs are used as light sources for keyboard lighting.

Andere Lösungen sehen zwar Einzelbeleuchtung der Tasten vor, erfordern aber eine aufwendige Bauweise. Beispielsweise ist in der DE 30 45 962/ GB 2 065 373 eine Tastatur offenbart, bei der von einer räumlich entfernten Lampe durch einen Lichtleiter Licht hinter die einzelnen Tasten der Tastatur geleitet wird und so eine Hinterleuchtung der Einzeltasten bewerkstelligt wird.Other solutions provide for individual lighting of the keys, but require a complex construction. For example, DE 30 45 962/ GB 2 065 373 discloses a keyboard in which light from a spatially distant lamp is guided through a light guide behind the individual keys of the keyboard, thus creating backlighting of the individual keys.

[FHe:ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02
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Dieses Schema, bei dem Licht von enferntem Lichtemittent durch Lichtleiter hinter die zu beleuchtenden Tasten gelenkt wird, ist auch aus weiteren Schriften bekannt, beispielsweise der US 5,408,060, GB 2 285 518 oder US 4,772,769. Dabei treten neben der großen Zahl nötiger Einzelbauteilen weitere Probleme wie hohe Bauform oder komplizierte Montage auf, die die vorgestellten Lösungen für Massenartikel wie Standard-Computer-Tastaturen ungeeignet erscheinen lassen.This scheme, in which light from a distant light emitter is directed by light guides behind the keys to be illuminated, is also known from other documents, for example US 5,408,060, GB 2 285 518 or US 4,772,769. In addition to the large number of individual components required, other problems arise such as high construction or complicated assembly, which make the solutions presented seem unsuitable for mass-produced items such as standard computer keyboards.

Beleuchtete Computer-Tastaturen sind bislang nur in Verbindung mit Laptops bekannt, beispielsweise aus der DE 297 11.813 und relativ komplex aufgebaut, wie die in der EP 685 860 offenbarte, hauptsächlich für einen medizinischen Apparat vorgesehene Tastatur.Illuminated computer keyboards are so far only known in connection with laptops, for example from DE 297 11.813, and are relatively complex in structure, such as the keyboard disclosed in EP 685 860, which is mainly intended for a medical device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Standard-Computer-Tastatur, insbesondere eine PC-Tastatur mit beleuchteten Tasten zu schaffen, die sich dadurch auszeichnet, dass Tastaturgehäuse und -tasten im bekannten Layout auf bekannten Anlagen effizient und kostengünstig produziert werden können.The object of the present invention is to provide a standard computer keyboard, in particular a PC keyboard with illuminated keys, which is characterized in that keyboard housings and keys in the known layout can be produced efficiently and cost-effectively on known systems.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungseinheit zur Einzelbeleuchtung der Tasten von Standard-Computer-Tastaturen mit vorgegebenem Layout zu schaffen, die keine Modifikationen des Tastaturlayouts erfordert, einfach einzubauen ist und kostengünstig produziert werden kann.
30Furthermore, it is an object of the present invention to provide a lighting unit for individually illuminating the keys of standard computer keyboards with a predetermined layout, which does not require any modifications to the keyboard layout, is easy to install and can be produced cost-effectively.
30

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Beleuchtungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, hinsichtlich der Tastatur mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
35This object is achieved with regard to the lighting unit with the features of claim 1, and with regard to the keyboard with the features of claim 12.
35

[File:ANM\WI0205B1.docJ Beschreibung, 08.01.02[File:ANM\WI0205B1.docJ Description, 08.01.02

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Dabei besteht' die Beleuchtungseinheit aus einem flachen Träger, der Beleuchtungselemente und entsprechende Leiterbahnen trägt. Der flache Träger ist unterhalb der oberen Gehäuseabdeckung der Tastatur mit den Tasten und oberhalb der Tastaturmatrix, die wiederum auf der unteren Gehäuseabdeckung lagert, angeordnet. Die Tastaturmatrix, d.h. die elektrische Schaltung, die die mittels den Signalgeberstempeln eingegebenen Tastendrücke in kodierte (beispielsweise ASCII-kodierte) elektrische Signale umwandelt, ist dabei in gängigen Tastaturen üblicherweise als Folie oder Leiterplatte ausgeführt.The lighting unit consists of a flat carrier that carries lighting elements and corresponding conductor tracks. The flat carrier is arranged below the upper housing cover of the keyboard with the keys and above the keyboard matrix, which in turn rests on the lower housing cover. The keyboard matrix, i.e. the electrical circuit that converts the keystrokes entered using the signal generator stamps into coded (for example ASCII-coded) electrical signals, is usually designed as a foil or circuit board in common keyboards.

Auf diese Weise gelingt es, den Bauraum innerhalb der Tastatur, der bisher ungenutzt vorhanden war, für eine Tastaturbeleuchtung zu nutzen, ohne anderweitige Änderungen an der Konstruktion der Tastatur vornehmen zu müssen. Während eine Erhöhung der Bauform der Tastatur auf diese Weise vermieden werden kann, kann ein gängiges Tastaturlayout leicht mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit aufgerüstet werden, ohne dass der sonstige Herstellungsprozess der Tastatur geändert werden müsste. Die Beleuchtungselemente kommen selbst dann, wenn sie nicht zentrisch unterhalb der Tasten angeordnet werden, so unterhalb der Tasten der Tastatur zu liegen, dass zumindest durch die Schlitze zwischen den Tasten Licht zur Ausleuchtung der Tasten dringen kann. In der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 13 sind zumindest die Tasten der Tastatur transparent, da auf diese Weise der Lichtaustritt nicht nur durch die schmalen Schlitze zwischen den Tasten erfolgt,, sondern auch durch die Tasten hindurch. Im Sinne eines gefälligen Designs und einer weiter erhöhten Lichtausbeute kann die Tastatur auch gänzlich transparent ausgeführt sein. Transparente Tastaturen sind seit dem großen Markterfolg 5 der "imac"-Tastaturen der Firma Apple-Macintosh in großen Stückzahlen am Markt. Weiter verbessern lässt sich dieIn this way, it is possible to use the space within the keyboard that was previously unused for keyboard lighting without having to make other changes to the design of the keyboard. While an increase in the design of the keyboard can be avoided in this way, a common keyboard layout can easily be upgraded with the lighting unit according to the invention without having to change the rest of the keyboard manufacturing process. Even if the lighting elements are not arranged centrally below the keys, they are located below the keys of the keyboard in such a way that light can at least penetrate through the slots between the keys to illuminate the keys. In the preferred embodiment according to claim 13, at least the keys of the keyboard are transparent, since in this way the light not only emerges through the narrow slots between the keys, but also through the keys. In the interests of a pleasing design and a further increase in light output, the keyboard can also be made completely transparent. Transparent keyboards have been on the market in large numbers since the great market success of the "iMac" keyboards from Apple-Macintosh. The

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Lichtausbeute auch durch Verwendung von transparenten Signalgeberstempelanordnungen.Light output also through the use of transparent signaling stamp arrangements.

Als besonders vorteilhafte Beleuchtungselemente haben sich dabei Leuchtdioden erwiesen, die eine geringe Bauhöhe einnehmen und einen geringen Stromverbrauch haben. Deratige Leuchtdioden sind klein genung, dass sie direkt unterhalb der Tasten Platz finden, weil Tasten für PC-Tastaturen in der Regel einen pilzförmigen Querschnitt . haben, so dass die LEDs im freine Raum unterhalb der schirmartigen Fingerpads Platz haben. Vorteilhaft kann jeder Taste eine Leuchtdiode zugeordnet werden. Es können aber auch für Standardtasten eine einzelne Leuchtdiode, für häufig gebrauchte Tasten dagegen mehrere Dioden vorgesehen sein, so dass es gelingt, eine übersichtliche Beleuchtung des Tastenfelds zu schaffen.Light-emitting diodes have proven to be particularly advantageous lighting elements, as they are low in height and consume little power. Such light-emitting diodes are small enough to fit directly under the keys, as keys for PC keyboards usually have a mushroom-shaped cross-section, so that the LEDs have space in the free space under the screen-like finger pads. It is advantageous to assign an LED to each key. However, a single LED can also be provided for standard keys, and several diodes for frequently used keys, so that the keypad can be clearly illuminated.

Als flacher Träger kann entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Platine, bzw. 0 Leiterplatte Anwendung finden. Sie baut flach - ist aber eigenstabil - so dass sich montagetechnische Vorteile ergeben. Zudem ist die erfindungsgemäß aufgebaute, bestückte Leiterplatte mit einfachen Mitteln einbaübar und austauschbar, und somit sogar durch den 5 Endverbraucher nachrüstbar.According to an advantageous embodiment, a circuit board or printed circuit board can be used as a flat carrier. It is flat but inherently stable, which results in advantages in terms of assembly. In addition, the printed circuit board constructed according to the invention can be installed and replaced using simple means and can therefore even be retrofitted by the end user.

Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung ist der flache Träger als Folie ausgeführt. Die LEDs können auf die Folie aufgelötet oder gebonded werden, wobei die 0 Leiterbahnen aufgedampft sein können. So kann eine kostengünstige und sehr flache und damit wenig Bauraum einnehmende Beleuchtungseinheit für gängige PC-Tastaturen geschaffen werden. Alternativ dazu kann auch eine Leiterplatte als Träger eingesetzt werden. Während die Platine Ausnehmungen für den Durchtritt der Signalgeberstempel benötigt, kann die Folie beiAccording to an alternative design, the flat carrier is made of foil. The LEDs can be soldered or bonded onto the foil, whereby the 0 conductor tracks can be vapor-deposited. This makes it possible to create a cost-effective and very flat lighting unit for common PC keyboards that takes up little installation space. Alternatively, a circuit board can also be used as a carrier. While the circuit board requires recesses for the signal generator stamps to pass through, the foil can be

[File:ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02
01121022.6, TastatixYuf (Jomputef 111; ;*'; ·**; ;*[File:ANM\WI0205B1.doc] Description, 08.01.02
01121022.6, TastatixYuf (Jomputef 111; ;*';·**;;*

Günter Witteborg, Ll'ereScfe MarGünter Witteborg, Ll'ereScfe Mar

entsprechend elastischer und dünner Ausgestaltung sogar über einer Komponente der Kontaktgeber, beispielsweise ein Kontaktmembran gelegt werden, falls die Signalgeberstempelanordnungen der Tastatur nicht als durchgängige Einheit von der Taste bis zur unterlegten Tastaturmatrix ausgeführt ist. Ausnehmungen wären in diesem Fall nicht nötig, können aber selbstverständlich vorgesehen sein, um einen besseren Sitz der Folie zu gewährleisten.With a suitably elastic and thin design, it can even be placed over a component of the contact sensor, for example a contact membrane, if the signal sensor stamp arrangement of the keyboard is not designed as a continuous unit from the key to the underlying keyboard matrix. Recesses would not be necessary in this case, but can of course be provided to ensure that the film fits better.

Es wäre also grundsätzlich in Fällen, bei denen zwischen dem auf Tastendruck hin- und herfahrendem Stempelzapfen der unterseitig an den Tasten anschließenden Signalstempelanordnungen und der Tastaturmatrix keine geschlossenen Verbindung besteht, denkbar, auf dem flachen Träger der erfindungsgemäß ausgestalteten Beleuchtungseinheit an diesen Stellen dehnbare Membrane vorzusehen. Vorteilhaft weist der flache Träger jedoch Öffnungen auf, durch die die 0 unterseitig an die Tasten anschließenden Signalgeberstempel-, bzw. -anordnungen verlaufen.In cases where there is no closed connection between the stamp pin of the signal stamp arrangements that are connected to the underside of the keys and the keyboard matrix, which moves back and forth when a key is pressed, it would be conceivable to provide stretchable membranes at these points on the flat support of the lighting unit designed according to the invention. However, the flat support advantageously has openings through which the signal stamps or arrangements that are connected to the underside of the keys run.

Gemäß Anspruch 4 ist dabei vor jeder derartigen Öffnung eines der Beleuchtungselemente vorgesehen, da auf diese Weise die zugeordnete Taste aus dem Auge des Betrachters von vorn und damit ohne von der Signalgeberstempelanordnung verdeckt zu sein, beleuchtet wird.According to claim 4, one of the lighting elements is provided in front of each such opening, since in this way the associated key is illuminated from the front from the viewer's eye and thus without being covered by the signaling stamp arrangement.

0 Wenn entsprechend der vorteihaften Weiterbildung nach Anspruch 5 der flache Träger an die Abmessungen der Tastatur angepasst ist, Wobei die Geometrie der Tastatur und des Gehäuses die Form des zumindest einen flachen Trägers bestimmen, wird in der Tastatur trotz eingefügter Beleuchtung nicht mehr Bauraum benötigt als bei der nicht mit dem Merkmal "Beleuchtung" ausgestatteten Tastatur,0 If, according to the advantageous development according to claim 5, the flat support is adapted to the dimensions of the keyboard, whereby the geometry of the keyboard and the housing determine the shape of the at least one flat support, no more installation space is required in the keyboard despite the inserted lighting than in the case of the keyboard not equipped with the "lighting" feature,

[File:ANM\WI0205B1 .doc] Beschreibung, 08.01.02[File:ANM\WI0205B1 .doc] Description, 08.01.02

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und es ist garantiert, dass die für die Herstellung der Standard-Tastatur erforderlichen Werkzeuge (z.B. Spritzgussmaschinen) nicht oder nur marginal geändert werden müssen. Dank der geringen Bauhöhe und des geringen Gewichts der Leuchtdioden, mit denen der flache Träger, also die Folie oder die Leiterplatte bestückt ist, kommt auch die Tastatur insgesamt mit geringer Bauhöhe aus. Vorteilhaft ist es dabei, dass die Beleuchtungseinheit auch einzeln als Nachrüstsatz für gängige PC-Tastaturen angeboten werden kann, der in schon vorhandene Tastaturen eingebaut werden kann.and it is guaranteed that the tools required to manufacture the standard keyboard (e.g. injection molding machines) do not need to be changed or only need to be changed marginally. Thanks to the low height and low weight of the LEDs that are fitted on the flat carrier, i.e. the foil or the circuit board, the keyboard as a whole also has a low height. It is advantageous that the lighting unit can also be offered individually as a retrofit kit for common PC keyboards, which can be installed in existing keyboards.

Insgesamt ist es wünschenswert, Strom und Spannung über alle Leuchtdioden gleichmäßig, ohne starke Schwankungen und gegen Überspannung gesichert zu verteilen. Dazu werden gemäß Anspruch 6 jeweils zwei Leuchtdioden in Reihe über einen Vorschaltwiderstand geschaltet. Das Layout der Leiterplatte besteht also vorteilhaft aus mehreren solchen parallel geschalteten Zwei-Dioden-Leiterästen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass bei Ausfall einer LED nicht die gesamte Beleuchtung ausfällt, sondern nur einer dieser parallel geschalteten Leiteräste. Der Widerstand wird dabei so ausgelegt, dass die angelegte Spannung die LEDs nicht zerstören kann, d.h. dass an keiner Leuchtdiode eine Spannung oberhalb ihrer Durchbruchspannung anliegt.Overall, it is desirable to distribute current and voltage evenly across all LEDs, without major fluctuations and protected against overvoltage. To do this, according to claim 6, two LEDs are connected in series via a series resistor. The layout of the circuit board therefore advantageously consists of several such two-diode conductor branches connected in parallel. This ensures that if one LED fails, not the entire lighting fails, but only one of these parallel conductor branches. The resistor is designed in such a way that the applied voltage cannot destroy the LEDs, i.e. that no LED has a voltage above its breakdown voltage.

Gemäß Anspruch 7 sind dabei jeweils eine in etwa gleich hohe Anzahl von Leiterästen in mehreren 0 parallelgeschalteten Feldern zusammengefasst, die wiederum parallelgeschaltet die Gesamtmatrix der Leiterplatte bilden. Auf diese Weise gelingt es, die Leiterbahnen bei möglichst kurzen Wegen und gleichförmiger Strom- und Spannungsverteilung bei hoher 5 Ausfallsicherheit auf der Tastatur unterzubringen. Da sich in jedem Feld in etwa eine gleich hohe AnzahlAccording to claim 7, an approximately equal number of conductor branches are combined in several parallel fields, which in turn form the overall matrix of the circuit board when connected in parallel. In this way, it is possible to accommodate the conductor tracks on the keyboard with the shortest possible paths and uniform current and voltage distribution with a high level of reliability. Since there is an approximately equal number of

[Fife:ANMWVI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02[Fife:ANMWVI0205B1.doc] Description, 08.01.02

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baugleicher Zwei-Dioden-Äste befindet, ist der Spannungsabfall und damit die Leuchtstärke über die Felder der Tastaturmatrix nahezu konstant. Da die Zwi-Dioden-Äste baugleich sind ist auch der Spannungsabfall und damit die Leuchtstärke innerhalb der jeweiligen Felder konstant.identical two-diode branches, the voltage drop and thus the luminosity across the fields of the keyboard matrix is almost constant. Since the two-diode branches are identical, the voltage drop and thus the luminosity within the respective fields is also constant.

Jeder Ast der Schaltung kann dabei einer Gruppe von Tasten zugeordnet sein, so dass es auch denkbar wäre, einzelne Tastengruppen einzeln zuschaltbar auszuführen. So könnte (bei geeigneten Softwareanwendungen - etwa Computerspielen) beispielsweise nur der Ziffernblock, nur die Navigationstasten oder nur die Funktionstasten beleuchtet werden. Ebenso denkbar wäre die nach Tastengruppen gegliederte Verwendung von LEDs verschiedener Farben.Each branch of the circuit can be assigned to a group of keys, so it would also be conceivable to make individual key groups switchable individually. For example, only the numeric keypad, only the navigation keys or only the function keys could be illuminated (for suitable software applications - such as computer games). It would also be conceivable to use LEDs of different colors divided into key groups.

Bei einer deutschen Standard-Tastatur sind 112 Tasten vorhanden. Bevorzugt werden diese am besten durch insgesamt 66 Zwei-Dioden-Äste in insgesamt 11 Matrix-Feldern beleuchtet, denn auf diese Weise kann z.B. die im Verhältnis zu den anderen Tasten sehr große
Leertaste mit mehreren LEDs beleuchtet werden, während den gewöhnlichen Tasten je ein Leuchtelement zugeordnet ist.A standard German keyboard has 112 keys. These are best illuminated by a total of 66 two-diode branches in a total of 11 matrix fields, because in this way, for example, the very large keypad in relation to the other keys can be illuminated.
The space bar is illuminated with several LEDs, while the normal keys are each assigned a light element.

Besonders vorteilhaft . ist eine gemäß Anspruch 10 vorgesehene Dimmerschaltung, mit der sich die Helligkeit der Tastaturbeleuchtung stufenlos einstellen lässt. Die 0 Bedienung kann dabei durch ein ergonomisches Rändelrad erfolgen. Dabei muss nur eine unwesentliche Änderung des Layouts gängiger Tastaturen vorgenommen werden, so dass das Rändelrad durch eine Ausnehmung aus dem Gehäuse hervortreten kann, die sich beispielsweise an der Seite 5 der Tastatur befinden kann.Particularly advantageous is a dimmer circuit provided according to claim 10, with which the brightness of the keyboard lighting can be continuously adjusted. The 0 operation can be carried out using an ergonomic knurled wheel. Only an insignificant change to the layout of common keyboards has to be made, so that the knurled wheel can protrude from the housing through a recess, which can be located, for example, on the side 5 of the keyboard.

[File:ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02[File:ANM\WI0205B1.doc] Description, 08.01.02

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Zur Realisierung der Dimmerschaltung kann ein Potentiometer eingesetzt werden, wobei die Stromaufnahme der Tastaturbeleuchtung über einen Längsregeltransistor zum Überspannungsschutz erfolgt. Da allerdings Potentiometer und Länngsregeltransistor unterschiedliche, nichtlineare Kennlinienverläufe aufweisen, ist es vorteilhaft, eine Spannungsregelung zu verwenden. Die hierzu erforderlichen elektrischen Komponenten lassen sich in einfacher Weise auf dem flachen Träger anordnen, bzw. in diesen integrieren, wodurch das Umrüsten der Tastatur vereinfacht wird.A potentiometer can be used to implement the dimmer circuit, with the power consumption of the keyboard lighting being controlled by a longitudinal control transistor for overvoltage protection. However, since the potentiometer and longitudinal control transistor have different, non-linear characteristics, it is advantageous to use a voltage regulator. The electrical components required for this can be easily arranged on the flat carrier or integrated into it, which makes it easier to convert the keyboard.

Computertastaturen werden üblicherweise von einer SV-Spannung der Hauptplatine des Rechners über einen sog. PS/2-Stecker versorgt. Aufgrund des geringen Stromverbrauchs der vorgestellten Tastaturbeleuchtungseinheit wird bei der vorliegenden Erfindung keine gesonderte Stromzufuhr benötigt. Die Stromzufuhr zu Tastaturmatrix und Leiterplatte der Beleuchtungseinheit 0 kann daher über ein gemeinsames Kabel erfolgen.Computer keyboards are usually powered by a SV voltage from the computer's main board via a so-called PS/2 connector. Due to the low power consumption of the keyboard lighting unit presented, no separate power supply is required for the present invention. The power supply to the keyboard matrix and circuit board of the lighting unit 0 can therefore be provided via a common cable.

Viele gängige Tastaturen weisen zum Stromanschluss der Tastaturmatrix, eine eigene Platine auf, auf der ein Stecker sitzt; das Anschlusskabel der Stromzufuhr wiederum weist einen entsprechenden, mehrpoligen Stecker auf. Bevorzugt erfolgt deshalb der Stromanschluss der Beleuchtungseinheit über einen auf der Leiterplatte, bzw. Folie vorgesehenen Stecker, an dem das Stromanschlusskabel eingesteckt wird (wobei in diesem Falle auch 0 entsprechende Stecker am Ende des Anschlusskabels vorgesehen sein müssen). Über ein zweites Kabel können dann die einzelnen Stromadern durchgeführt werden zur Tastaturmatrix. Auch dieses zweite Kabels kann dann über eine Steckverbindung auf der Leiterplatte oder Folie der Beleuchtungseinheit aufgesteckt werden. Auch für den Endverbraucher, der seine Tastatur mit derMany common keyboards have their own circuit board for the power connection of the keyboard matrix, on which a plug is located; the connection cable for the power supply in turn has a corresponding, multi-pin plug. The power connection of the lighting unit is therefore preferably made via a plug provided on the circuit board or foil, into which the power connection cable is plugged (in this case, 0 corresponding plugs must also be provided at the end of the connection cable). The individual power wires can then be fed to the keyboard matrix via a second cable. This second cable can also be plugged into the circuit board or foil of the lighting unit via a plug connection. For the end user who wants to connect his keyboard to the

[File.ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02
01121022.6, Tastatur TO; (jefttpu
Günter Witteborg, U5ret«df*Mar[File.ANM\WI0205B1.doc] Description, 08.01.02
01121022.6, keyboard TO; (jefttpu
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01121022.6, Tastatur TO; (jefttputennT. .·*..·*. ·"·;*'; j. **/ ;'.'. 01121022.6, Keyboard TO; (jefttputennT. .·*..·*. ·"·;*'; j. **/ ;'.'.

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Beleuchtungseinheit nachrüsten will, wird dadurch der Einbau der Beleuchtungseinheit weiter vereinfacht.If you want to retrofit a lighting unit, this will further simplify the installation of the lighting unit.

Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt; ebenso könnte eine batteriebetriebene Tastatur, beispielsweise eine Funktastatur mit der Beleuchtung ausgestattet sein. Auch in diesem Fall ist keine zusätzliche separate Stromquelle für die Beleuchtung nötig.
10However, the present invention is not limited to this; a battery-operated keyboard, for example a wireless keyboard, could also be equipped with the lighting. In this case, too, no additional separate power source is required for the lighting.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung und der verschiedenen Ausführungsformen sowie die Vorteile werden anhand der beigelegten Zeichnungen deutlich.The subject matter of the present invention and the various embodiments as well as the advantages will become clear from the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 zwei Gehäusehälften einer erfindungsgemäßen Tastatur mit in die untere Gehäusehälfte eingelegter, erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit;
20Fig. 1 two housing halves of a keyboard according to the invention with a lighting unit according to the invention inserted into the lower housing half;
20

Fig. 2 zwei den Nummernblock versorgende Felder der Leiterbahnenmatrix einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit.Fig. 2 shows two fields of the conductor track matrix of an embodiment of the lighting unit according to the invention, supplying the number pad.

5 Fig. 3 den Stromanschluss mit Potentiometer-Dimmerschaltung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tastatur;5 Fig. 3 the power connection with potentiometer dimmer circuit of an embodiment of the keyboard according to the invention;

Fig. 4a einen Schnitt durch eine Ausführungsform der 0 erfindungsgemäßen Tastatur;Fig. 4a is a section through an embodiment of the keyboard according to the invention;

Fig. 4b einen Schnitt durch eine weitere Aus führungs form der erfindungsgemäßen Tastatur,-Fig. 4b shows a section through another embodiment of the keyboard according to the invention,

Figur 1 zeigt eine zwischen die beiden Gehäusehälften eingelegte Beleuchtungseinrichtung, deren Leiterplatte 10Figure 1 shows a lighting device inserted between the two housing halves, the circuit board 10

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(einseitig, lmm stark, Material: FR4) für jede Taste 20 der Tastatur eine Bohrung 3 0 aufweist, durch die die mit den Tasten fluchtenden Signalgeberstempel hindurchragen. Die Leiterplatte 10 ist vom Layout her der MF2-Tastatur der Firma Cherry angepasst, so dass sie auf die interne Tastenmatrix der Tastatur aufgelegt werden kann. Durch ihre Eigenstabilität ist die Leiterplatte 10 einfach in die untere Gehäusehälfte 110 einzulegen. Die Leiterplatte 10 ist im Format auf die Tastatur abgestimmt, so dass die seitlichen Einfassungen der Tastatur zur Abstützung der Leiterplatte 10 dienen. Desweiteren ist an der Tastatur eine Platine vorgesehen, auf der Stromanschluss und entsprechende Vorschaltelemente vorgesehen sind. Die Leiterplatte 10 weist eine entsprechende Ausnehmung auf.(single-sided, 1 mm thick, material: FR4) for each key 20 of the keyboard has a hole 3 0 through which the signaling stamps aligned with the keys protrude. The layout of the circuit board 10 is adapted to the MF2 keyboard from Cherry so that it can be placed on the internal key matrix of the keyboard. Due to its inherent stability, the circuit board 10 is easy to insert into the lower half of the housing 110. The format of the circuit board 10 is matched to the keyboard so that the side frames of the keyboard serve to support the circuit board 10. Furthermore, a circuit board is provided on the keyboard on which the power connection and corresponding ballast elements are provided. The circuit board 10 has a corresponding recess.

Weiterhin ist für jede Taste ein LED 40 mit sehr geringem Stromverbrauch und hoher Lichtausbeute vom Typ: HSMD-S67 0/Orange vorgesehen, das dann die jeweils zugeordnete Taste 3 0 von unten ausleuchtet.Furthermore, each key is provided with an LED 40 with very low power consumption and high light output of the type: HSMD-S67 0/Orange, which then illuminates the respective assigned key 3 0 from below.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Tastatur sind die Tastenfelder einstückig mit der oberen Gehäusehälfte verbunden und elastisch bewegbar. Es soll jedoch bereits hier erwähnt werden, das die Erfindung selbstverständlich in Verbindung mit allen gängigen Anordnungen der Tasten und Signalgeberstempelanordnungen realisierbar ist.In the keyboard shown in Fig. 1, the key fields are integrally connected to the upper half of the housing and are elastically movable. However, it should already be mentioned here that the invention can of course be implemented in conjunction with all common arrangements of keys and signaling stamp arrangements.

Immer zwei LEDs 4 0 sind als Gruppe in Reihe mit einem Vorschaltwiderstand von 560 &OHgr; geschaltet. Insgesamt sind 66 solcher LED-Gruppen parallel geschaltet auf der Leiterplatte angeordnet, um 112 Tasten auszuleuchten. Die LED-Gruppen sind dabei in mehreren, wiederum parallel geschaltete Felder 80 der Leiterbahnenmatrix zusammengefasst. Fig. 2 zeigt die beiden, den Nummernblock der Tastatur versorgenden Felder 80. Zudem sind dort die Signalgeberstempel 130 zu entnehmen, die durch die Öffnungen 3 0 der Tastatur hindurchragen.Two LEDs 4 0 are always connected in series as a group with a series resistance of 560 Ω. A total of 66 such LED groups are arranged in parallel on the circuit board in order to illuminate 112 keys. The LED groups are combined in several fields 80 of the conductor matrix, which are again connected in parallel. Fig. 2 shows the two fields 80 that supply the number pad of the keyboard. In addition, the signal generator stamps 130 can be seen there, which protrude through the openings 3 0 of the keyboard.

[File.ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02[File.ANM\WI0205B1.doc] Description, 08.01.02

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Aufgrund des niedrigen Stromverbrauchs ist es möglich, die Stromzufuhr zu Tastaturmatrix und Leiterplatte 10 der Beleuchtungseinheit mit einem Kabel 50 durchzuführen, wie in Fig 3 gezeigt. Das Kabel 50 führt zum Stromanschluss der Tastaturmatrix 120, der als Steckverbindung 60 ausgeführt ist. Dort werden Strom- und Masseleiter abgegriffen und in Parallelschaltung zur Stromzufuhr zur Tastaturmatrix der Leiterplatte 10 der Beleuchtungseinheit zugeführt. Die beiden entsprechenden Litzen (180, 190) werden an den blank liegenden Stellen des der Tastaturmatrix vorgeschalteten Blockkondensators angelötet und an entsprechende Kontakte auf der Leiterplatte 10. Dort werden die über das Kabel 50 von der Rechnerhauptplatine zugeführten 5 V Spannung eingangs über eine Dimmer schaltung geführt, die mit einem von einem Rändelrad 7 0 am Seitenrand der Tastatur bedienbaren Potentiometer realisiert ist. Daran schliesst sich ein Längsregeltransistor (Typ: NPN-Darligton) an. Auf diese 0 Weise kann ein wirksamer Schutz gegen Überspannung realisiert werden.Due to the low power consumption, it is possible to supply power to the keyboard matrix and circuit board 10 of the lighting unit with a cable 50, as shown in Fig. 3. The cable 50 leads to the power connection of the keyboard matrix 120, which is designed as a plug connection 60. Current and ground conductors are tapped there and fed in parallel to the power supply to the keyboard matrix of the circuit board 10 of the lighting unit. The two corresponding strands (180, 190) are soldered to the bare points of the block capacitor connected upstream of the keyboard matrix and to corresponding contacts on the circuit board 10. There, the 5 V voltage supplied via the cable 50 from the computer main board is fed at the input via a dimmer circuit which is implemented with a potentiometer operated by a knurled wheel 70 on the side edge of the keyboard. A longitudinal control transistor (type: NPN-Darligton) is connected to this. In this way, effective protection against overvoltage can be achieved.

Die in Fig. 4a im Schnitt gezeigte Tastatur weist Tasten 20 auf, die durch Tastenanschlag in Richtung des Pfeils D einen über eine Feder abgestützten, geführten Stempelzapfen 15 0a herunterdrücken. Am unteren Ende des Stempelzapfen befindet sich ein Vorsprung aus einem kontaktfähigen Material, der bei Tastenanschlag den Kontakt auf der Tastaturmatrix 120 herstellt, welche auf 0 dem Bodenteil 110 des Tastaturgehäuses aufliegt. Die Tastaturmatrix 120 ist dabei ebenso wie der auf ihr aufliegende Träger 10 der Beleuchtungseinheit als dünne Folie ausgeführt. Auf der Trägerfolie 10 sind jeweils unterhalb der Tasten 20 LEDs 4 0 angebracht, mit denen die 5 Tastatur beleuchtet wird. Die Stempelzapfen 15 0a werden jweils von einer Einfassung geführt, die durch auf derThe keyboard shown in section in Fig. 4a has keys 20 which, when pressed in the direction of arrow D, press down a guided plunger pin 15 0a supported by a spring. At the lower end of the plunger pin there is a projection made of a contact-capable material which, when pressed, makes contact with the keyboard matrix 120 which rests on the base part 110 of the keyboard housing. The keyboard matrix 120, like the carrier 10 of the lighting unit resting on it, is designed as a thin film. LEDs 4 0 are attached to the carrier film 10 below each of the keys 20, with which the keyboard is illuminated. The plunger pins 15 0a are each guided by a frame which is guided by

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01121022.6, TastatuiTer.c:(3rT^uter.nr. .". .". .'
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Günter Witteborg, U<jrety!$ Mar

Folie 10 der Beleuchtungseinheit vorgesehene Öffnungen 30 ragen.Openings 30 provided in the film 10 of the lighting unit protrude.

Fig. 4b zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Tastatur. An die Tasten 20 schließen unterseitig Stempelzapfen 20 an, die durch eine am Gehäuseoberteil abgestützte, Führungen 162 für die Stempelzapfen 20 bildende Zwischenwand 160 geführt werden. Die auf dem Boden 110 des Tastaturgehäuses aufliegende Tastaturmatrix 120 weist jeweils unter den Stempelzapfen 150b elastische, ausgebeulte Membrane 170 aus, die bei Tastendruck niedergedrückt werden und so den gewünschten Kontakt auslösen. Die Stempelzapfen 20, ihre Führung 160 und die Membrane 170 bilden zusammen die Signalgeberstempelanordnung 13 0.Fig. 4b shows a sectional view of a further embodiment of the keyboard according to the invention. The keys 20 are adjoined on the underside by stamp pins 20, which are guided by an intermediate wall 160 supported on the upper part of the housing and forming guides 162 for the stamp pins 20. The keyboard matrix 120 resting on the base 110 of the keyboard housing has elastic, bulging membranes 170 under each of the stamp pins 150b, which are pressed down when a key is pressed and thus trigger the desired contact. The stamp pins 20, their guide 160 and the membrane 170 together form the signal generator stamp arrangement 130.

Auf der Folie 120 der Tastaturmatrix, bzw. -mimik liegt die Folie 10 der Be leuchtungs einheit auf, die mit LEDs 40 bestückt ist, die jeweils unterhalb der Tasten 20 angeordnet sind. Die Membrane 170 ragen durch dafür vorgesehene Öffnungen 3 0 der Folie 10 der Beleuchtungseinheit. Wie den Figuren 4a und 4b entnommen werden kann, ist dabei die Beleuchtungseinheit prinzipiell gleich aufgebaut; es ist also möglich baugleiche, erfindungsgemäße Beleuchtungseinheiten in unterschiedlich aufgebaute Tastaturen einzubauen, wenn die Tastaturen in etwa gleich dimensioniert sind.The film 10 of the lighting unit, which is equipped with LEDs 40, which are arranged below the keys 20, rests on the film 120 of the keyboard matrix or mimic. The membranes 170 protrude through openings 30 provided for this purpose in the film 10 of the lighting unit. As can be seen from Figures 4a and 4b, the lighting unit is basically constructed in the same way; it is therefore possible to install identically constructed lighting units according to the invention in keyboards of different constructions if the keyboards are approximately the same size.

0 Selbstverständlich sind dabei Abweichungen von den gezeigten Varianten möglich ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.0 Of course, deviations from the variants shown are possible without departing from the basic idea of the invention.

So ist es beispielsweise möglich, bei der 5 Ausführungsform nach Figur 4b das Einlegen einer oder mehrerer Träger 10 in Form einer Platine auf derFor example, in the embodiment according to Figure 4b, it is possible to insert one or more carriers 10 in the form of a board on the

[Fi)e:ANM\WI0205B1.doc] Beschreibung, 08.01.02[Fi)e:ANM\WI0205B1.doc] Description, 08.01.02

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Zwischenwand 160 vorzunehmen, wobei in diesem Fall im Träger Durchbrüche für die Stempelzapfen 20 ausgenommen sein müssen.Partition wall 160, whereby in this case openings for the stamp pins 20 must be excluded in the support.

Es wird also eine Beleuchtungseinheit zur Einzelbeleuchtung der Tasten 20 von Standard-Computer-Tastaturen vorgestellt, an deren Tasten 2 0 unterseitig jeweils zumindest eine SignalgeberStempelanordnung 13 0 anschließt. Sie umfasst einen flachen Träger 10, auf der pro Taste 20 der Tastatur zumindest ein Beleuchtungselement 40 vorgesehen ist, wobei jedes Beleuchtungselement 4 0 mit einer Leiterbahn mit einen Stromanschluss verbunden ist. Das Beleuchtungselement 40 ist jeweils vor einer zugeordneten Öffnung 3 0 angeordnet, die zur Aufnahme der Signalgeberstempel vorgesehen ist, die Form und Dimensionierung der Leiterplatte 10 ist an die Abmessungen der Standard-Computer-Tastatur angepasst und die Beleuchtungseinheit als Nachrüstsatz bereitstellbar.A lighting unit is therefore presented for individually illuminating the keys 20 of standard computer keyboards, to the underside of which at least one signaling stamp arrangement 13 0 is connected. It comprises a flat carrier 10 on which at least one lighting element 40 is provided for each key 20 of the keyboard, each lighting element 4 0 being connected to a conductor track with a power connection. The lighting element 40 is arranged in front of an associated opening 3 0 which is provided for receiving the signaling stamps, the shape and dimensions of the circuit board 10 are adapted to the dimensions of the standard computer keyboard and the lighting unit can be provided as a retrofit kit.

Die Standard-Computer-Tastatur ist mit einem Gehäuse und einzelbeleuchteten Tasten 2 0 vorgesehen, an denen unterseitig Signalgeberstempelanordnungen 13 0 anschließen, mit denen auf einer unterlegten Tastaturmatrix 120 jeweils durch Tastenanschlag ein Signal abgegeben wird, und weist auf höhe der Signalgeberstempelanordnungen 130 einen flachen Träger 10 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit auf, der zwischen den Tasten 2 0 und der Tastaturmatrix 12 0, durch 0 deren Öffnungen 3 0 die Signalgeberstempel verlaufen, angeordnet ist und die Tasten von unten durch aufgebrachte Beleuchtungselemente 4 0 beleuchtet.The standard computer keyboard is provided with a housing and individually illuminated keys 2 0 , to which signaling stamp arrangements 13 0 are connected on the underside, with which a signal is emitted on an underlying keyboard matrix 120 each time a key is pressed, and has, at the level of the signaling stamp arrangements 130, a flat carrier 10 of an illumination unit according to the invention, which is arranged between the keys 2 0 and the keyboard matrix 12 0 , through whose openings 3 0 the signaling stamps run, and illuminates the keys from below by means of applied illumination elements 4 0 .

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Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

flacher Träger 10flat carrier 10

Taste 20Key 20

Öffnung 3 0Opening 3 0

Beleuchtungselement 4 0Lighting element 4 0

Kabel 5 0Cable 5 0

Steckverbindung 60Plug connection 60

Rande1rad 7 0Rande1rad 7 0

Felder der Leiterbahnenmatrix 80Fields of the conductor matrix 80

Vorschaltwiderstand 90Ballast resistor 90

Gehäusedeckel GehäuseunterteilHousing cover Housing base

Tastaturmatrix 12Keyboard matrix 12

Signalgeberstempelanordnung 14Signal transmitter stamp arrangement 14

Stempelzapfen 150a; 150bStamp pin 150a; 150b

Zwischenwand Führungen KontaktmembranePartition wall guides contact membrane

Litzen 180,Strands 180,

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Claims

1. Lighting unit for illuminating the keys ( 20 ) of standard computer keyboards with a housing base ( 110 ) and a housing cover as well as a keyboard matrix ( 120 ) and keys ( 20 ) arranged on the housing base ( 110 ), to each of which at least one signal generator stamp arrangement ( 130 ) is connected on the underside, which presses on the underlying keyboard matrix when the corresponding key is pressed, with at least one flat carrier ( 10 ) for lighting elements ( 40 ) arranged under the keys ( 20 ) or a group of keys of the keyboard and corresponding conductor tracks which are connected to a power connection, characterized in that the flat carrier ( 10 ) comes to lie in the space between the housing cover and the keyboard matrix ( 120 ) at the level of the signal generator stamp arrangements ( 130 ).

2. Lighting unit according to claim 1, wherein the lighting elements ( 40 ) are designed as light-emitting diodes ( 40 ).

3. Lighting unit according to claim 1 or 2, wherein the flat carrier ( 10 ) is designed as an electrically insulating film ( 10 ) or circuit board.

4. Lighting unit according to one of the preceding claims, wherein at least one lighting element ( 40 ) is provided per key ( 20 ) and the lighting element ( 40 ) is arranged in front of an associated opening ( 30 ) of the flat carrier, which is provided for receiving the respective signal generator stamp arrangement ( 130 ).

5. Lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the shape and dimensions of the flat support ( 10 ) are adapted to the dimensions of the standard computer keyboard and the lighting unit is provided as a retrofit kit.

6. Lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the layout of the flat carrier ( 10 ) consists of several conductor branches connected in parallel, each branch having two light-emitting diodes ( 40 ) connected in series via a series resistor ( 90 ).

7. Lighting unit according to claim 6, wherein the layout of the flat carrier ( 10 ) consists of a matrix of parallel-connected fields ( 80 ), wherein in the fields ( 80 ) in each case an approximately equal number of the conductor branches are connected in parallel.

8. A lighting unit according to claim 6 or 7, wherein the number of conductor branches is 66 .

9. Lighting unit according to claim 7 or 8, wherein the number of fields ( 80 ) is 11.

10. Lighting unit according to one of the preceding claims, wherein a dimmer for continuously, manually adjusting the luminous intensity is provided between the power connection and the lighting elements ( 40 ).

11. Lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the lighting unit is connectable to the power supply of the keyboard.

12. Standard computer keyboard with a housing cover and a housing base ( 110 ) as well as illuminated keys ( 20 ), to which signal generator stamp arrangements ( 130 ) are connected on the underside, with which a signal is emitted on an underlying keyboard matrix ( 120 ) by each keystroke, characterized by an illumination unit arranged between the keys ( 20 ) and the keyboard matrix ( 120 ) at the level of the signal generator stamp arrangements ( 130 ), in particular according to one of the preceding claims.

13. Standard computer keyboard according to claim 12, wherein at least the keys ( 20 ) are transparent.

14. Standard computer keyboard according to claim 12 or 13, wherein the power supply to the keyboard matrix ( 120 ) and the lighting unit is via a common cable ( 50 ).

15. Standard computer keyboard according to one of claims 12-14, wherein a dimmer is provided for continuously, manually adjusting the luminous intensity of the lighting elements ( 40 ) of the lighting unit.

16. Standard computer keyboard according to one of claims 12-15, characterized in that the flat support ( 10 ) simultaneously forms the support for the keyboard matrix.