КЛАВИША С ДИСПЛЕЕМ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ КЛАВИАТУРЫ (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Данная полезная модель относится к вариантам клавиши с дисплеем для компьютерной клавиатуры.
Уровень техники
Размещение дисплея на верхней части клавиши в компьютерной клавиатуре дает пользователю такой клавиатуры множество удобств и обеспечивает клавиатуре дополнительные функции.
В настоящее время известно много вариантов клавиш с дисплеем, предназначенных для использования в компьютерной клавиатуре.
Так, в заявках США №2002/0149568 (опубл. 17.10.2002) и №2004/0036632 (опубл. 26.02.2004), в заявке Канады №2166631 (опубл. 06.07.1997), в заявке Кореи №20040088984 (опубл. 20.10.2004) и в международной заявке WO 2006/087724 (опубл. 24.08.2006) описаны клавиши для компьютерной клавиатуры, имеющие в своей верхней части дисплей, предназначенный для отображения той функции, которую в данный момент может выполнять эта клавиша.
Все эти документы лишь обозначают идею воплощения такой клавиши, но не дают никаких конструктивных подробностей ее выполнения.
Патент РФ на полезную модель №59282 (опубл. 10.12.2006), патент США №4897651 (опубл. 30.01.1990), заявки Франции №2552254 (опубл. 22.03.1985) и №2673761 (опубл. 11.09.1992) и международная заявка WO 2006/113827 (опубл. 26.10.2006) дают более или менее подробные конструкции таких клавиш с дисплеями в верхней части клавишной головки или под прозрачным колпачком.
Однако общим недостатком всех указанных выше конструкций является то, что дисплей в них устанавливается именно на головке клавиши, а, значит, перемещается вместе с ней. Вследствие этого даже самый гибкий шлейф, соединяющий этот дисплей с неподвижной печатной платой, подвергается постоянным механическим нагрузкам, что неизбежно приводит к механическим повреждениям этого шлейфа. Использование переходной платы в упомянутой выше полезной модели РФ №59282 переносит этот недостаток со шлейфа самого дисплея на шлейф от переходной платы, но не устраняет саму подвижность дисплея.
Выходом из положения было бы использование неподвижного дисплея под прозрачным колпачком клавиши, как это предлагается в патенте США №4551717 (опубл. 05.11.1985). Однако этот документ лишь предлагает упрощенную схему такой клавиши, но не дает никаких конструктивных подробностей ее воплощения.
Сущность полезной модели
Цель настоящей полезной модели, таким образом, состоит в получении клавиши, дисплей которой был бы неподвижен при нажатии на верхнюю часть этой клавиши, что дало бы повышенную надежность ее функционирования.
Для достижения указанного технического результата в качестве первого объекта настоящей полезной модели предлагается клавиша с дисплеем для компьютерной клавиатуры, содержащая: микровыключатель, установленный на печатной плате этой компьютерной клавиатуры и имеющий пазы на верхней стороне своего толкателя; основание, установленное на печатной плате над микровыключателем и предназначенное для размещения дисплея на этом основании; дисплей, установленный на основании; колпачок, верхняя прозрачная крышка которого расположена над дисплеем практически компланарно его экрану, нижняя крышка колпачка практически компланарна прозрачной верхней крышке и имеет снизу соответствующие выступы для фиксации колпачка в пазах толкателя микровыключателя; при этом верхняя прозрачная крышка и нижняя крышка колпачка неразъемно соединены стенкой, выполненной с по меньшей мере одной боковой стороны и имеющей высоту, достаточную для размещения под этим колпачком дисплея, установленного на основании, с обеспечением срабатывания микровыключателя при нажатии на верхнюю прозрачную крышку.
Для достижения того же технического результата в качестве второго объекта настоящей полезной модели предлагается клавиша с дисплеем для компьютерной клавиатуры, содержащая: микровыключатель, установленный на печатной плате этой компьютерной клавиатуры и имеющий пазы на верхней стороне своего толкателя; основание, установленное на печатной плате над микровыключателем и предназначенное для размещения дисплея на этом основании; дисплей, установленный на основании; колпачок, верхняя прозрачная крышка имеет верхнюю прозрачную стенку и неразъемно соединенные с ней боковые стенки, выполненные со всех боковых сторон, причем по меньшей мере две из противоположных боковых стенок имеют на своих нижних краях ушки с прорезями, а нижняя крышка имеет на противоположных краях фиксаторы для введения в эти прорези, при этом боковые стенки имеют высоту, достаточную для размещения под этим колпачком дисплея, установленного на основании, с обеспечением срабатывания микровыключателя при нажатии на верхнюю прозрачную крышку.
Особенностью клавиши по любому из указанных объектов полезной модели является то, что дисплей может быть выполнен как жидкокристаллическим, так и по технологии органических светодиодов.
Другая особенность клавиши по первому из указанных объектов полезной модели состоит с том, что все составляющие колпачка могут быть выполнены зацело из прозрачного материала. В клавише по второму из указанных объектов полезной модели все составляющие также могут быть
выполнены из прозрачного материала, но не зацело, поскольку колпачок состоит из двух частей.
Еще одной особенностью клавиши по любому из указанных объектов полезной модели является то, что основание может иметь соответствующие стойки для установки на разъемах, установленных на печатной плате, причем суммарная высота этих стоек и разъемов при установке на них основания достаточна для размещения микровыключателя с колпачком, выступы нижней крышки которого установлены в пазах толкателя микровыключателя, в отсутствие нажатия на верхнюю прозрачную крышку. При этом на основании выполнены соответствующие контакты для подключения шлейфных выводов дисплея, а соединение с печатной платой обеспечивается посредством контактов, расположенных в стойках и ответных контактам разъемов.
Еще одной особенностью клавиши по первому из указанных объектов полезной модели является то, что боковые края основания, обращенные к стенке колпачка, могут служить в качестве направляющих для колпачка при его перемещении в процессе нажатия. Либо же по периметру дисплея и основания может быть установлена металлическая рамка для лучшей фиксации дисплея на основании, при этом боковые края этой рамки, обращенные к стенке колпачка, служат в качестве направляющих для колпачка при его перемещении в процессе нажатия.
В клавише по второму из указанных объектов полезной модели в качестве направляющих для колпачка при его перемещении в процессе
нажатия могут служить боковые края основания, обращенные ко всем стенкам колпачка. Либо же по периметру дисплея и основания может быть установлена металлическая рамка для лучшей фиксации дисплея на основании, при этом в качестве направляющих для колпачка при его перемещении в процессе нажатия служат все боковые края этой рамки.
Краткое описание чертежей
Полезная модель иллюстрируется прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или сходные элементы.
Фиг.1 показывает вид в изометрии конструктивного выполнения клавиши по первому варианту настоящей полезной модели.
Фиг.2 показывает вид в изометрии микровыключателя, установленного на печатной плате, для клавиши по фиг.1.
Фиг.3 показывает вид в изометрии прозрачного колпачка для клавиши по фиг.1.
Фиг.4 показывает внешний вид дисплея.
Фиг.5 показывает вид клавиши по фиг.1 в разобранном состоянии.
Фиг.6 показывает вид в изометрии конструктивного выполнения клавиши по второму варианту настоящей полезной модели.
Фиг.7 показывает вид сверху в изометрии верхней крышки прозрачного колпачка для клавиши по фиг.6.
Фиг.8 показывает вид снизу в изометрии нижней крышки прозрачного колпачка для клавиши по фиг.6.
Фиг.9 показывает вид клавиши по фиг.6 в разобранном состоянии.
Подробное описание полезной модели
В данной заявке термины «верх», «низ», «высота» и т.п. относятся к конструкции клавиш, установленных на горизонтально расположенной печатной плате компьютерной клавиатуры. Под «компьютерной клавиатурой» в данной заявке понимается клавиатура любого устройства, содержащего по меньшей мере процессор и память, взаимосвязанные для осуществления их совместного функционирования.
На фиг.1 приведен вид в изометрии одного возможного конструктивного выполнения клавиши по первому варианту настоящей полезной модели. Клавиша, обозначенная в целом позицией 10, содержит основание 11, установленное на печатной плате 12 компьютерной клавиатуры. На фиг.1 показана только та часть печатной платы 12, на которой размещается клавиша 10. Основание 11 изготовлено из любого подходящего диэлектрика, например, фольгированный стклотекстолит.
На верхней части основания 11 установлен дисплей 13. В качестве дисплея 13 можно использовать жидкокристаллический дисплей (ЖКД), который может быть, например, суперзакрученным нематическим (СЗН) (STN) ЖКД, пленочно-компенсированным суперзакрученным нематическим (ПСЗН) (FSTN) ЖКД или тонкопленочным транзисторным (ТПТ)
(TFT) ЖКД. Однако допустимо применять и дисплеи иного типа, например, органические светодиодные (OLED) и т.д. На верхней поверхности основания 11 имеются соответствующие контакты 15 для подключения шлейфа 14 дисплея 13. К этим контактам 15 основания подключены соответствующие выводы, подключенные к разъемам в стойках 16 этого основания. На печатной плате 12 располагаются разъемы 17, контакты которых ответны контактам разъемов в стойках 16 основания 11. Эти разъемы 17 предназначены для подключения клавиши 10 к печатной плате 12.
Под основанием 11 на печатной плате 12 устанавливается микровыключатель 18, общий вид которого показан отдельно на фиг.2. В качестве микровыключателя 18 в данной полезной модели может использоваться микровыключатель, серийно выпускаемый фирмой Cherry key ML Series. Микровыключатель 18 имеет в верхней части своего толкателя 21 пазы 22, назначение которых раскрывается дальше. На фиг.2 показаны также разъемы 17 печатной платы 12.
Клавиша 10 (см. фиг.1) содержит также колпачок 30, общий вид которого показан отдельно на фиг.3. Этот колпачок 30 имеет верхнюю прозрачную крышку 31 и нижнюю крышку 32, неразъемно соединенные стенкой 33. Высота стенки 33 должна быть достаточной для того, чтобы не мешать устанавливать колпачок 30 поверх основания 11 с размещенным на нем дисплеем 13. Стенка 33 может быть выполнена с по меньшей мере одной боковой стороны и в общем случае иметь такую протяженность по трем смежным боковым сторонам, чтобы не упираться в стойки 16 основания
11 или разъемы 17. Соответственно, нижняя крышка 32 колпачка 30 должна иметь такую форму, чтобы не касаться стоек 16 или разъемов 17.
Верхняя крышка 31 и нижняя крышка 32 практически компланарны экрану дисплея 13, установленного на основании 11. Внешний вид дисплея 13 показан отдельно на фиг.4. Нижняя крышка 32 имеет снизу выступы 34, предназначенные для фиксации колпачка 30 в пазах 22 толкателя 21 микровыключателя 18 (см. фиг.2). Все составляющие (31-34) колпачка 30 могут выполнены зацело из прозрачного материала, хотя вполне возможно выполнить верхнюю крышку 31 и нижнюю крышку 32 с выступами 34 по отдельности, а затем приклеить их к стенке 33 или соединить с нею сваркой. В качестве прозрачного материала для по меньшей мере верхней крышки 31 можно использовать поликарбонат, кварцевое стекло, сапфировое стекло, органическое стекло, либо любой иной прозрачный материал достаточной прочности, чтобы противостоять нажимным и даже ударным нагрузкам, которые пользователь может прикладывать к клавише 10.
Поскольку колпачок 30 предназначен для перемещения вверх-вниз, чтобы обеспечить срабатывание микровыключателя 18 клавиши 10 при нажатии на нее, суммарная высота стоек 16 основания 11 и разъемов 17 должна быть достаточной для размещения микровыключателя 18 с колпачком 30, выступы 34 нижней крышки 32 которого установлены в пазах 22 толкателя 21 микровыключателя 18, в отсутствие нажатия на верхнюю прозрачную крышку 31.
Боковые края основания 11, обращенные к стенке 33 колпачка 30, служат в качестве направляющих для колпачка 30 при его перемещении в процессе нажатия.
Для лучшей фиксации дисплея 13 на основании 11 по периметру дисплея 13 и основания 11 может быть установлена металлическая рамка (не показано), при этом боковые края этой рамки, обращенные к стенке 33 колпачка 30, служат в качестве направляющих для колпачка 30 при его перемещении в процессе нажатия.
На фиг.5 иллюстрируется процесс сборки клавиши 10, который заключается в следующем.
Сначала подключают шлейфы 14 дисплея 13 к соответствующим контактам 15 основания 11. После этого прикрепляют дисплей 13 к основанию 11, например, с помощью клея, хотя, если в корпусе дисплея 13 имеются соответствующие отверстия, прикрепление возможно и с помощью винтов или шурупов.
Независимо от этих этапов (перед ними, после них или одновременно с ними) прикрепляют микровыключатель 18 к печатной плате 12. Технология установки и крепления микровыключателя 18 определяется конкретным используемым типом микровыключателя. На фиг.4 в печатной плате 12 условно показаны отверстия для установки микровыключателя 18. Затем вставляют выступы 34 нижней крышки 32 колпачка 30 в соответствующие пазы 22 толкателя 21 микровыключателя 18.
На следующем этапе размещают основание 11 с установленным на нем дисплеем 13 на печатной плате 12 над микровыключателем 18. При этом соединяют соответствующие контакты основания 11 с ответными контактами печатной платы 12. Такую установку основания 11 на печатной плате 12 и соединение соответствующих контактов основания 11 с ответными контактами печатной платы 12 выполняют путем присоединения стоек 16 основания 11 к разъемам 17 на печатной плате 12.
На этапе прикрепления дисплея 13 к основанию 11 может дополнительно осуществляться размещение металлической рамки по периметру дисплея 13 и основания 11 для лучшей фиксации дисплея 13 на основании 11. Боковые края этой рамки служат в качестве направляющих для колпачка 30 при его перемещении в процессе нажатия.
В результате клавиша 10 имеет неподвижный дисплей 13, что резко повышает надежность, а, следовательно, и срок службы такой клавиши, т.к. шлейфные выводы 14 дисплея 13 остаются неподвижными в процессе функционирования клавиши.
Клавиша по второму варианту настоящей полезной модели показана на фиг.6. Эта клавиша, обозначенная в целом позицией 60, может иметь конструкцию, аналогичную клавише 10 (фиг.1), что отражено на фиг.6 теми же ссылочными позициями, как и на фиг.1, и не комментируется далее. Новые же ссылочные позиции поясняются далее со ссылками на фиг.6-9.
Отличие клавиши по второму варианту настоящей полезной модели заключается в выполнении ее прозрачного колпачка, обозначенного в целом позицией 65. Этот прозрачный колпачок 65, в отличие от прозрачного колпачка 30 по первому варианту осуществления, состоит из двух частей: верхней прозрачной крышки и нижней крышки.
На фиг.7 приведен вид сверху в изометрии верхней прозрачной крышки, обозначенной в целом позицией 70. Эта верхняя прозрачная крышка 70 имеет верхнюю прозрачную стенку 71 и неразъемно соединенные с ней боковые стенки 73, выполненные со всех боковых сторон, причем по меньшей мере две из противоположных боковых стенок 73 имеют на своих нижних краях ушки 75 с прорезями 76, предназначенные для приема соответствующих фиксаторов нижней крышки (см. ниже). Высота боковых стенок 73 выбирается точно так же, как и в клавише 10 (фиг.1).
На фиг.8 приведен вид снизу в изометрии нижней крышки 82, которая имеет снизу соответствующие выступы 84 для фиксации колпачка 65 в пазах 22 толкателя 21 микровыключателя 18. Нижняя крышка 82 имеет на противоположных краях фиксаторы 87 со скошенными верхними гранями для попадания в прорези 76 в ушках 75 верхней прозрачной крышки 70.
В качестве прозрачного материала для колпачка 65 (по меньшей мере для его верхней прозрачной крышки 70) может быть выбран любой из материалов, указанных выше для верхней прозрачной крышки 30 клавиши 10. Верхняя прозрачная крышка 70 колпачка 65 за счет упругости материала
своих боковых стенок 73 (и выступающих из них ушек 75) может быть легко снята с нижней крышки 82.
На фиг.9 иллюстрируется процесс сборки клавиши 60, который состоит из следующих этапов.
Сначала прикрепляют микровыключатель 18 к печатной плате 12. Затем вставляют выступы 84 нижней крышки 82 колпачка 65 в соответствующие пазы 22 толкателя 21 микровыключателя 18. Далее подключают шлейфы 14 дисплея 13 к соответствующим контактам 15 (не показаны на фиг.9, см. фиг.6) основания 11, после чего прикрепляют дисплей 13 к основанию 11. Все эти этапы выполняют так же, как описано выше для клавиши 10 (фиг.1, 5).
После этого размещают основание 11 с установленным на нем дисплеем 13 на печатной плате 12 над микровыключателем 18 с установленной на его толкателе 21 нижней крышкой 82 колпачка 65 и соединяют соответствующие контакты основания 11 с ответными контактами печатной платы 12. Размещение основания 11 на печатной плате 12 и соединение с ней осуществляют как описано выше для клавиши 10. Вслед за этим устанавливают верхнюю прозрачную крышку 70 над дисплеем 13 путем введения в прорези 76 ушек 75 верхней прозрачной крышки 70 фиксаторов 87 нижней крышки 82.
Как и для клавиш с колпачком 30 по первому варианту настоящей полезной модели, в клавишах с колпачком 65 по второму варианту настоящей полезной модели на этапе прикрепления дисплея 13 к основанию
11 может дополнительно осуществляться размещение металлической рамки (обозначенной ссылочной позицией 91 на фиг.9) по периметру дисплея 13 и основания 11 для лучшей фиксации дисплея 13 на основании 11. Боковые края этой рамки 91 служат в качестве направляющих для колпачка 65 при его перемещении в процессе нажатия.
Боковые стенки 73 могут выполнены зацело с верхней прозрачной стенкой 71 (фиг.7), хотя вполне возможно выполнить верхнюю прозрачную стенку 71 и боковые стенки 73 по отдельности из разных материалов, а затем приклеить верхнюю прозрачную стенку 71 к боковым стенкам 73 или соединить с ними сваркой. Нижняя крышка 82 (фиг.8) может быть выполнена из любого подходящего материала, например, из того же материала, что и верхняя прозрачная крышка 70.
Как и для клавиш с колпачком 30 по первому варианту настоящей полезной модели, в клавишах с колпачком 65 по второму варианту настоящей полезной модели дисплей 13 тоже остается неподвижным в процессе функционирования клавиши, что повышает надежность и долговечность такой клавиши. Однако второй вариант имеет дополнительное преимущество в том, что верхняя прозрачная крышка 70 колпачка 65 может быть легко снята, чтобы открыть доступ к основанию 11 с дисплеем 13, например, для удаления загрязнений с экрана последнего.
Приведенное описание и чертежи служат только для иллюстрации настоящей полезной модели, но не для ограничения ее объема, который
определяется прилагаемой формулой полезной модели с учетом возможных эквивалентов.