DE10044077A1 - Drucktastenanordnung - Google Patents

Abstract

Bei einer Drucktastenanordnung ist mindestens eine Lichtquelle (2) einer beleuchtbaren Drucktaste (3) direkt auf einer Leiterplatte (1) befestigt. Die Drucktaste (3) wird so auf der Leiterplatte (1) angeordnet, dass sie die zugeordneten Lichtquellen (2) umgibt. Durch Verlöten von in der Drucktaste (3) angebrachten Schaltkontaktflächen (6) wird die Drucktaste (3) dauerhaft auf der Leiterplatte (1) befestigt. Zwischen den Lichtquellen (2) auf der Leiterplatte (1) und einer transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) befindet sich eine im Wesentlichen kegelförmig gestaltete Einrichtung zur Lichtleitung (13). Unterhalb der transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) können eine Blende und ein Beschriftungsträger (15) angebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucktastenanordnung auf einer Leiterplatte mit einer im Be­ reich der Oberseite transparenten Drucktaste, mit mindestens einem Schaltkontakt und mit mindestens einer Lichtquelle.

Bei vielen Maschinen und elektrischen Geräten ist eine manuelle Steuerung einzelner oder aller Funktionen möglich oder sogar erforderlich. Häufig werden dafür Drucktasten ver­ wendet, die einerseits schnell und kostengünstig auch in großer Anzahl hergestellt werden können, aber andererseits eine große Funktionsvielfalt erlauben. So sind Druckschalter bekannt, die mehrere Schaltfunktionen steuern können. Die Drucktasten können einzel­ nen beschriftet oder mit Signalleuchten versehen werden. Der Anwender kann dann selbst mit einem flüchtigen Blick verschiedene Schalter unterscheiden und, beispielsweise anhand deren Beleuchtung, den Schalterzustand erkennen.

Produktionsmischer werden beispielsweise in Fernsehstudios zur Bearbeitung von Video­ beiträgen eingesetzt. Die Signalverarbeitung erfolgt bei derartigen Produktionsmischern in mehreren, speziellen Signalverarbeitungsstufen, die von einem zentralen Bedienpult aus steuerbar sind. Das Bedienpult eines Produktionsmischers enthält üblicherweise eine große Anzahl an Drucktasten und anderen Kontrollmöglichkeiten. Die einzelnen Drucktasten sind dabei direkt auf einer Leiterplatte befestigt und ragen durch an die Drucktasten angepasste Aussparungen einer Abdeckung des Bedienpults. Gerade wegen der großen Anzahl nebeneinander angeordneter Drucktasten wird der jeweilige Schalterzustand zweckmäßigerweise durch eine ein- oder mehrfarbige Beleuchtung angezeigt.

Solche ein- oder mehrfarbig beleuchtbare Drucktasten mit evtl. mehreren Schaltkontakten werden einbaufertig hergestellt und vertrieben. Eine solche fertig vormontierte Drucktaste weist dementsprechend an ihrer Unterseite eine große Anzahl von Kontakten auf. Diese müssen dann beim Befestigen der Drucktaste auf einer Leiterplatte mit den dafür vorge­ sehenen Kontaktflächen oder Anschlussstellen verbunden werden. Dazu sind aufwendige Lötverfahren notwendig, da jeder einzelne Kontakt durch die Leiterplatte durchgeführt und auf deren Unterseite mit den entsprechenden Anschlussstellen verlötet werden muss.

Sollen beispielsweise unterschiedliche Steuerfunktionen durch verschiedene Beleuchtungs­ farben der jeweiligen Drucktasten signalisiert werden, so müssen mehrere verschiedene Drucktasten bereit gehalten, ausgewählt und auf der Leiterplatte befestigt und verlötet werden. Dadurch erhöhen sich der Herstellungsaufwand und die Fertigungskosten für Endprodukte wie beispielsweise der in Fernsehstudios verwendete Produktionsmischer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drucktastenanordnung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass die weitgehend vorgefertigte Drucktastenanordnung vielseitig verwendbar sowie schnell und einfach auf der Leiterplatte befestigbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Lichtquelle auf der Leiterplatte angeordnet ist und dass die den mindestens einen Schaltkontakt auf­ weisende Drucktaste die mindestens eine Lichtquelle umgebend auf der Leiterplatte befestigbar ist.

Die Befestigung einer beleuchtbaren Drucktaste auf der Leiterplatte wird dadurch in zwei getrennte Verfahrensschritte unterteilt. Zuerst werden die der Drucktaste zugeordneten Lichtquellen an den dafür vorgesehenen Positionen auf der Leiterplatte befestigt. Dies kann zusammen mit anderen aktiven und passiven elektrischen Bauelementen geschehen. Da die bis dahin noch unbestückte Leiterplatte an der Oberseite frei zugänglich ist, können schnelle und kostengünstige Lötverfahren wie beispielsweise das Reflow-Lötverfahren ver­ wendet werden. Die Farbe und Anzahl der Lichtquellen lässt sich flexibel an die jeweils vorgesehene Funktion der Drucktaste anpassen. Die Bestückung der Leiterplatte mit den Lichtquellen kann in einfacher Weise durch Bestückungsautomaten erfolgen.

Erst danach wird die vorgefertigte Drucktaste auf der Leiterplatte befestigt. Die vorge­ fertigte Drucktaste weist mindestens einen Schaltkontakt und die dafür notwendigen Anschlüsse auf. Die zugehörige Lichtquelle ist jedoch nicht Bestandteil der vorgefertigten Drucktaste, sondern befindet sich bereits auf der Leiterplatte. Die Drucktaste wird dann so auf der Leiterplatte angeordnet und befestigt, dass sie die zugehörige Lichtquelle oder auch mehrere Lichtquellen im wesentlichen umgibt.

Beim Befestigen der Drucktaste müssen nur die Schaltkontakte leitend mit der Leiterplatte verbunden werden. Diese Schaltkontakte sind von oben durch die Drucktaste selbst ver­ deckt und nicht mehr zugänglich, so dass die Kontakte durch die Leiterplatte hindurchge­ führt und auf deren Rückseite verlötet werden müssen. Die rückseitige und schon allein dadurch aufwendigere Verlötung ist jedoch nur für die Verbindung der Schaltkontakte notwendig. Für die Befestigung und elektrisch leitende Verbindung der mit Schaltkon­ takten bestückten Drucktaste und der zugehörigen Lichtquellen ist bei der erfindungsge­ mäßen Anordnung deshalb ein deutlich geringerer Fertigungsaufwand erforderlich.

Weitere Kosten können zusätzlich eingespart werden, da für unterschiedlich beleuchtete Schalter die gleiche vorgefertigte Drucktaste verwendet werden kann. Eine unterschiedliche Beleuchtungsansteuerung oder -farbgebung wird ganz unabhängig von der vorgefertigten Drucktaste durch eine entsprechende Bestückung der Leiterplatte mit Lichtquellen vorge­ geben.

Gemäß einer Ausführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Drucktaste im wesentlichen aus transparentem Material besteht. Das ganze Drucktastengehäuse kann dann mit einfachen Herstellungsverfahren und kostengünstig aus einem einheitlichen Material hergestellt werden. Lediglich die Schaltkontaktflächen und -anschlüsse aus elektrisch leitendem Material müssen in dem transparenten Drucktastengehäuse ange­ ordnet werden. Eine unkontrollierte Beleuchtung mehrerer Drucktasten durch das Licht einer benachbarten Drucktaste kann durch eine entsprechend gestaltete, lichtundurch­ lässige Abdeckung mit Aussparungen für die einzelnen Drucktasten vermieden werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Drucktaste eine Einrichtung zur Lichtleitung von der Lichtquelle zu einer transparenten Oberseite der Drucktaste hin aufweist. Durch eine solche lichtleitende Einrichtung im Inneren der Drucktaste wird eine unkontrollierte Beleuchtung benachbarter Drucktasten verhindert. Außerdem ist die Ausleuchtung der transparenten Oberseite der Drucktaste nicht durch die Form oder Leuchtcharakteristik der Lichtquelle vorgegeben, sondern kann durch die Formgebung des Lichtleiters beein­ flusst werden.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist vorgesehen, dass die Einrich­ tung zur Lichtleitung eine im wesentlichen kegelförmige Gestalt aufweist, die sich zur transparenten Oberfläche der Drucktaste hin verjüngt. Durch die spezielle Formgebung der lichtleitenden Einrichtung wird eine homogene Ausleuchtung des Bereichs der Ober­ seite der Drucktaste erreicht, der sich über dem kegelförmig verjüngten Ende der Einrich­ tung zur Lichtleitung befindet. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von mehreren Lichtquellen für eine Drucktaste vorteilhaft. Unabhängig von der Position der jeweiligen Lichtquelle wird immer derselbe Bereich der transparenten Oberseite der Drucktaste ausgeleuchtet. Durch die fokussierende Eigenschaft des so gestalteten Lichtleiters ist es möglich, dieselbe Beleuchtungsintensität und damit Signalwirkung an der transparenten Oberseite der Drucktaste auch durch schwächere Lichtquellen hervorzurufen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen der Lichtquelle und der transparenten Ober­ seite der Drucktaste eine Blende anbringbar ist. In vielen Fällen ist es ausreichend und übersichtlicher, wenn nur ein kleiner Bereich der transparenten Oberseite der Drucktaste für eine Leuchtanzeige genutzt wird. Statt einer aufwendigen Einrichtung zur Lichtleitung kann direkt unter der transparenten Oberseite der Drucktaste eine undurchsichtige Blende angebracht werden. Auf diese Weise kann kostengünstig und mit geringem Fertigungs­ aufwand ein beliebig gestalteter Bereich auf der transparenten Oberseite der Drucktaste vorgegeben werden, der von der Lichtquelle ausgeleuchtet wird.

Einer Ausführung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass unterhalb der transparenten Oberseite der Drucktaste ein Beschriftungsträger anbringbar ist. Andere Möglichkeiten einer Beschriftung wären beispielsweise neben der Drucktaste oder mit einem Aufkleber direkt auf der Drucktaste. Dies führt aber entweder zu einem erhöhten Platzbedarf im Bereich um die Drucktaste oder zu einer schnellen Abnutzung der Beschrif­ tung bei häufiger Betätigung der Drucktaste. Durch die transparente Oberseite der Druck­ taste ist eine erfindungsgemäß angebrachte Beschriftung gut sichtbar, gleichzeitig aber vor jeglicher Beanspruchung geschützt. Mit lichtdurchlässigen, farbigen Folien als oder in Kombination mit Beschriftung kann eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Signalanzeigen der ansonsten identisch vorgefertigten Drucktaste realisiert werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Drucktaste ein Tastenoberteil und einen Tasten­ grundkörper aufweist, die rastend miteinander verbindbar sind. Nur der Tastengrund­ körper ist dauerhaft auf der Leiterplatte befestigt. Das Tastenoberteil kann je nach Funktion der Drucktaste zuerst mit einer Blende oder einem Beschriftungsträger versehen werden, bevor das Tastenoberteil dann durch leichtes Andrücken auf den Tastengrund­ körper rastend mit diesem verbunden wird. Ein ungewolltes Abziehen des Tastenoberteils ist dann nicht mehr möglich. Durch Lösen der Rastverbindung kann aber das Tastenober­ teil jederzeit wieder abgenommen werden, um beispielsweise die Blende oder einen Beschriftungsträger auszutauschen.

Statt einer einteiligen Ausführung des Tastenoberteils ist auch eine mehrteilige Ausführung möglich. Ein Tastenoberteil ist dabei rastend, aber nicht mehr lösbar mit dem Tasten­ grundkörper verbunden. Eine transparente Oberseite ist dagegen lösbar mit dem so ausge­ führten Tastenoberteil verbunden, so dass die transparente Oberseite abgenommen werden kann, um die Blende oder den Beschriftungsträger direkt unterhalb der transparente Ober­ seite anzubringen. Es ist auch denkbar, dass das fertig montierte Endgerät zusammen mit verschiedenen Blenden oder Beschriftungsträgern ausgeliefert wird, so dass der Benutzer nach seinen Vorstellungen frei konfigurierbare Drucktasten bestimmten Funktionen zuordnen und dementsprechend beschriften kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass als Lichtquellen lichtemittierende Dioden verwendet werden. Solche lichtemittierende Dioden sind auf Grund ihrer sehr geringen Abmessungen als Lichtquelle auch in kleinen Druck­ tasten einsetzbar. Sie sind kostengünstig und in verschiedenen Leuchtfarben in großer Anzahl erhältlich. Darüber hinaus können sie in einfacher Weise vollständig automatisiert auf der Leiterplatte befestigt werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in räumlicher Darstellung eine Drucktastenanordnung, wobei die gezeigte Anordnung in einigen Bereichen angeschnitten dargestellt ist. Auf einer Leiter­ platte 1 sind zwei lichtemittierende Dioden 2 direkt nebeneinander angeordnet. Die Anschlusskontakte der lichtemittierenden Dioden 2 sind leitend mit in der Zeichnung nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Oberseite der Leiterplatte 1 verbunden. Die Bestückung der Leiterplatte 1 mit lichtemittierenden Dioden 2 kann zusammen mit anderen elektrischen Bauelementen in einem Fertigungsschritt mit einfachen Lötverfahren automatisiert erfolgen.

Eine Drucktaste 3 ist so auf der Leiterplatte 1 angeordnet, dass das Gehäuse der Drucktaste 3 in Verbindung mit der Leiterplatte 1 die lichtemittierenden Dioden 2 vollständig um­ gibt. Die Drucktaste 3 weist einen Tastengrundkörper 4 auf. An den Ecken des Tasten­ grundkörpers 4 befinden sich schlitzartige Aussparungen 5, durch die im wesentlichen U- förmige Schaltkontaktflächen 6 gesteckt sind. Als Lötfahnen verwendete längliche Ausfor­ mungen 7 der Schaltkontaktflächen 6 ragen durch Bohrungen 8 der Leiterplatte 1 hin­ durch und sind auf der Rückseite der Leiterplatte 1 verlötet. Durch die so mit der Leiter­ platte 1 fest verbundenen Schaltkontaktflächen 6 wird der Tastengrundkörper 4 in seiner Position auf der Leiterplatte 1 fixiert.

Mit dem Tastengrundkörper 4 ist ein Tastenoberteil 9 nicht lösbar verrastet. Dazu greifen nach innen ragende Vorsprünge 10 des Tastenoberteils 9 in dafür vorgesehene, im wesent­ lichen dreieckige Ausformungen 11 an den Schaltkontaktflächen 6. Der maximale Tasten­ hub des Tastenoberteils 9 wird durch die Gestaltung der dreieckigen Ausformungen I 1 der Schaltkontaktflächen 6 bestimmt. Ein in der Zeichnung nicht sichtbarer Federmechanis­ mus bewirkt die notwendige Rückstellkraft, so dass das Tastenoberteil 9 nach seiner Betä­ tigung wieder in die durch die Rastverbindung vorgegebene Ausgangslage zurückbewegt wird.

Mit dem Tastengrundkörper 4 ist eine Schaltkontaktbrücke 12 verbunden, die bei nieder­ gedrücktem Tastenoberteil 9 zwei zugeordnete Schaltkontaktflächen 6 leitend verbindet.

Im Inneren der Drucktaste 3 befindet sich eine kegelförmige, nach oben hin verjüngende Einrichtung zur Lichtleitung 13. Die untere, größere Öffnung der Einrichtung zur Lichtleitung 13 umgibt die beiden lichtemittierenden Dioden 2 vollständig. Durch die spezielle Formgebung der Einrichtung zur Lichtleitung 13 wird von jeder lichtemittierenden Diode 2 unabhängig von ihrer Position auf der Leiterplatte 1 derselbe Ausschnitt einer transpa­ renten Oberseite 14 der Drucktaste 3 im wesentlichen homogen ausgeleuchtet.

Direkt unterhalb der rastend mit dem Tastenoberteil 9 verbundenen transparenten Ober­ seite 14 der Drucktaste 3 ist ein mindestens teilweise transparenter Beschriftungsträger 15 angebracht. Dieser kann einfach ausgewechselt werden, indem eine Rastverbindung 16 zwischen der transparenten Oberseite 14 und dem Tastenoberteil 9 gelöst und die transparente Oberseite 14 abgehoben wird.

Claims (8)

1. Drucktastenanordnung auf einer Leiterplatte mit einer im Bereich der Oberseite transparenten Drucktaste, mit mindestens einem Schaltkontakt und mit mindestens einer Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle (2) auf der Leiterplatte (1) angeordnet ist und dass die den mindestens einen Schaltkontakt aufweisende Drucktaste (3) die mindestens eine Lichtquelle (2) umgebend auf der Leiterplatte (1) befestigbar ist.

2. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucktaste (3) im wesentlichen aus transparentem Material besteht.

3. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucktaste (3) eine Einrichtung zur Lichtleitung (13) von der Lichtquelle (2) zu einer transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) hin aufweist.

4. Drucktastenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Lichtleitung (13) eine im wesentlichen kegelförmige Gestalt aufweist, die sich zur transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) hin verjüngt.

5. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle (2) und der transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) eine Blende anbringbar ist.

6. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der transparenten Oberseite (14) der Drucktaste (3) ein Beschriftungsträger (15) anbringbar ist.

7. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucktaste (3) ein Tastenoberteil (9) und einen Tastengrundkörper (4) aufweist, die rastend miteinander verbindbar sind.

8. Drucktastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquellen (2) lichtemittierende Dioden verwendet werden.