DE102008047406A1

DE102008047406A1 - Folientastatur mit beleuchtetem Anzeigeelement

Info

Publication number: DE102008047406A1
Application number: DE200810047406
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Löcher; Jürgen Naumann
Original assignee: IBL HYDRONIC; IBL-HYDRONIC
Current assignee: IBL HYDRONIC; IBL-HYDRONIC
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2010-03-11

Abstract

Die Erfindung betrifft Folientastaturen, an denen beleuchtete Anzeigeelemente vorhanden sind. Anzeigeelemente werden dabei häufig für die optische Anzeige von Betriebszuständen eingesetzt. Aufgabe der Erfindung ist es Folientastaturen mit beleuchteten Anzeigeelementen zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig herstellbar sind und bei denen eine homogene Beleuchtung über die sichtbare Fläche von Anzeigeelementen möglich ist. Bei der erfindungsgemäßen Folientastatur ist in einem plattenförmigen Träger und einer ersten Leiterplatte jeweils eine Durchbrechung für ein Anzeigeelement ausgebildet. Für eine Beleuchtung ist mindestens eine Licht emittierende Diode im Bereich der Durchbrechungen angeordnet, mit der Licht in Richtung einer den plattenförmigen Träger überdeckenden flexiblen Deckfolie, die im Bereich der Durchbrechung für Licht transparent ist, emittiert wird. Die Diode ist an einer zweiten Leiterplatte elektrisch kontaktiert, die mit der ersten Leiterplatte verbunden ist, so dass der Abstand der Diode bis zur Deckfolie vergrößert ist. Durch die Divergenz des emittierten Lichts wird eine vergrößerte Fläche der Deckfolie im Bereich des Anzeigeelements angestrahlt.

Description

Die Erfindung betrifft Folientastaturen, an denen beleuchtete Anzeigeelemente vorhanden sind, wie sie beispielsweise für Steuerungen von Anlagen, Maschinen, Geräten oder auch Fahrzeugen eingesetzt werden können. Anzeigeelemente werden dabei häufig für die optische Anzeige von Betriebszuständen eingesetzt.
An Folientastaturen ist eine flexible Deckfolie vorhanden, die üblicherweise die gesamte sichtbare Oberfläche überdeckt und dabei auch die eigentlichen Bedientasten und auch Anzeigeelemente. Im Bereich der Anzeigeelemente ist die Deckfolie zumindest teilweise optisch transparent. Zur Beleuchtung werden üblicherweise Licht emittierende Dioden (LED's) eingesetzt. Die in einer Folientastatur angeordnet sind. Dabei können für ein Anzeigeelement mehrere LED's und dabei auch solche die Licht in verschiedenen Farben emittieren eingesetzt werden, so dass einmal eine hellere Ausleuchtung und zum anderen eine Anzeige unterschiedlicher Betriebszustände möglich sind.
Aus optischen und auch ästhetischen Gründen ist dabei eine gleichmäßige Beleuchtung an Anzeigeelementen gewünscht, also über die gesamte sichtbare Fläche eine zumindest nahezu konstante Beleuchtungsstärke erforderlich.
Dies kann aber nur unbefriedigend oder mit dem Einsatz zusätzlicher optischer Elemente, die im Strahlengang des emittierten Lichts angeordnet werden müssen, erreicht werden. Als optische Elemente kommen dabei das Licht als elektromagnetische Strahlung kollimierende Elemente in Frage. Dies hat eine Erhöhung der Kosten zur Folge, da diese optischen Elemente den Herstellungsaufwand erhöhen. Dabei ist aber auch zu berücksichtigen, dass bei Einsatz von mehreren LED's diese entsprechend angeordnet sind und dadurch eine gewünschte Beeinflussung der Lichtstrahlung eigentlich nicht oder nur mit sehr aufwändig gestalteten optischen Elementen, die der Anordnung der LED's in einer Folientastatur in Bezug zu einem Anzeigeelement Rechnung tragen, möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung Folientastaturen mit beleuchteten Anzeigeelementen zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig herstellbar sind und bei denen eine homogene Beleuchtung über die sichtbare Fläche von Anzeigeelementen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Folientastatur, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Folientastatur sind in einem plattenförmigen Träger und einer ersten Leiterplatte jeweils eine Durchbrechung für ein Anzeigeelement ausgebildet. Für eine Beleuchtung ist mindestens eine Licht emittierende Diode im Bereich der Durchbrechungen angeordnet, mit der Licht in Richtung einer den plattenförmigen Träger überdeckenden flexiblen Deckfolie, die im Bereich der Durchbrechung für Licht transparent ist, emittiert wird. Die Licht emittierende Diode ist an einer zweiten Leiterplatte elektrisch kontaktiert. Die zweite Leiterplatte ist dabei mit der ersten Leiterplatte verbunden. Dadurch kann der Abstand der Licht emittierenden Diode bis zur Deckfolie vergrößert werden und in Folge der Divergenz des emittierten Lichts wird eine vergrößerte Fläche der Deckfolie im Bereich des Anzeigeelements angestrahlt.
Wie auch beim Stand der Technik können für ein Anzeigeelement auch mehrere Licht emittierende Dioden eingesetzt werden.
Auf der zweiten Leiterplatte können weitere elektronische Bauelemente, die bevorzugt für die Ansteuerung von Licht emittierenden Dioden vorgesehen sind, kontaktiert sein.
Erste und zweite Leiterplatte können vorteilhaft lösbar miteinander verbunden sein. Dies kann mit einer herkömmlichen Lötverbindung erfolgen, die einmal eine stoffschlüssige und dabei auch wieder lösbare Verbindung darstellt und zum anderen auch eine elektrische Kontaktierung ermöglicht.
Es besteht aber auch die Möglichkeit die beiden Leiterplatten mit einer Steckverbindung miteinander zu verbinden. Dann können an einer Leiterplatte Vertiefungen und an der anderen Leiterplatte komplementäre Erhebungen ausgebildet sein. Dadurch kann eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt werden. In Vertiefungen und an Erhebungen, die beispielsweise zapfenförmig ausgebildet sein können, können Konturelemente ausgebildet sein, die die Verbindungssicherheit erhöhen können. Die Konturelemente können ringförmig ausgebildet und mehrere davon in einem Abstand zueinander angeordnet sein. Dadurch kann ein veränderter Abstand der beiden Leiterplatten eingestellt werden, in dem die Erhebungen vollständig bzw. nur teilweise in Vertiefungen eingeführt werden. Die Konturelemente bilden dabei „Rastmarken”.
Durch die einfach durchführbare Trennung der Verbindung beider Leiterplatten kann auf ggf. aufgetretene Defekte an LED's oder elektronischen Bauelementen durch einfachen Austausch der zweiten Leiterplatte bzw. von Defekten LED's oder Bauelementen reagiert werden.
Günstig für die Erhöhung von Festigkeit und Stabilität sowie eine bessere Handhabbarkeit ist es, in die im plattenförmigen Träger ausgebildete Durchbrechung einen Einsatz einzusetzen, der den freien Querschnitt dieser Durchbrechung sowie ggf. auch das gesamte Volumen dieser Durchbrechung ausfüllen sollte. Da die sichtbare Fläche von Anzeigeelementen im Bereich um 100 mm² liegt, kann so eine haptische Berührung im Bereich von Anzeigeelementen problemlos erfolgen. Ein Einsatz kann dabei im Wesentlichen optisch neutral sein. Es ist keinerlei Fokussierung oder Kollimierung des emittierten Lichts mit Hilfe eines Einsatzes erforderlich. Demzufolge sollten seine Oberflächen, in die Licht ein und wieder austritt, senkrecht zur optischen Achse von Licht, das mit Licht emittierenden Dioden abgestrahlt wird, ausgerichtet sein.
Die in der ersten Leiterplatte für ein Anzeigeelement ausgebildete Durchbrechung kann kleiner als die im plattenförmigen Träger für ein Anzeigeelement ausgebildete Durchbrechung sein. Dadurch kann ein sicherer Halt eines vorab erläuterten Einsatzes erreicht werden. Da die erste Leiterplatte auch näher an Licht emittierenden Dioden angeordnet ist, führt eine kleinere freie Fläche dieser Durchbrechung wegen der Di vergenz des emittierten Lichts auch zu keiner nachteiligen Beeinträchtigung der Beleuchtung.
Der Abstand von Licht emittierenden Dioden eines Anzeigeelements zur Deckfolie, die von innen bestrahlt wird, sollte so gewählt sein, dass unter Berücksichtigung der Divergenz des emittierten Lichts zumindest die gesamte Fläche eines Anzeigeelements bestrahlt wird. Der Abstand kann aber auch größer gewählt werden. Dadurch kann die Innenwand des plattenförmigen Trägers im Bereich der Durchbrechung mit bestrahlt werden, was problemlos ist und lediglich geringe Lichtverluste hervorrufen könnte und/oder es kommt zu einer Überdeckung von mit Licht mehrerer Licht emittierender Dioden bestrahlten Bereichen der Deckfolie an einem Anzeigeelement.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
1 in schematischer Form einen Schnitt durch einen Teil eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Folientastatur.
Dabei ist eine strukturierte Deckfolie 4 auf einem plattenförmigen Träger 6 angeordnet und mit diesem verbunden. In nicht dargestellter Form können Bedientastenbereiche, bei denen die Schaltvorgänge beispielsweise mit Schnappscheiben ausgelöst werden können, vorhanden sein. Die Deckfolie 4 ist im Bereich von Anzeigeelementen 5 transparent für das Licht. Dabei kann dort eine Einfärbung der Folie und/oder die Einbettung von Licht streuenden Partikeln vorgenommen worden sein.
Unterhalb des plattenförmigen Trägers 6 ist die erste Leiterplatte 3 angeordnet, in der am Anzeigelement 5 ebenfalls eine Durchbrechung ausgebildet ist, die kleiner als die Durchbrechung im plattenförmigen Träger 6 ist. An der ersten Leiterplatte 3 sind hier nicht dargestellte elektrische Leiterbahnen für die Folientastatur ausgebildet, die für die Kontaktierung von Tasten und Bedienelementen sowie für die Verbindung und/oder Kontaktierung mit mindestens einer zweiten Leiterplatte 2 genutzt werden können. Erste Leiterplatte 3 und zweite Leiterplatte 2 sind mit einer Lötverbindung 8 miteinander stoffschlüssig und elektrisch verbunden. Zwischen plattenförmigem Träger 6 und der ersten Leiterplatte 3 ist hier eine Abstandsfolie 9 angeordnet. Dies kann aber auch zwischen den beiden Leiterplatten 2 und 3 der Fall sein (nicht dargestellt).
An der zweiten Leiterplatte 2 sind zwei Licht emittierende Dioden 1 erkennbar, die in Durchbrechungen der zweiten Leiterplatte gehalten sind. Diese Durchbrechungen bilden quasi Fassungen für die Dioden 1.
Mit 1 wird außerdem deutlich, dass der Abstand der Licht emittierenden Dioden 1 zur Rückseite der Deckfolie 4 im Inneren der Folientastatur ausreichend groß ist und durch die Divergenz des emittierten Lichts die gesamte sichtbare Fläche eines Anzeigeelements 5 homogen beleuchtet werden kann. Dabei wirkt sich auch die Überlappung des von den Licht emittierenden Dioden 1 emittierten Lichts im zentralen Bereich des Anzeigeelements 5 günstig aus, da die Intensität des abgestrahlten Lichts an den äußeren Rändern mit steigendem Abstand von den Dioden 1 abnimmt und dieser Effekt durch die Überlappung kompensiert werden kann.
Bei dem gezeigten Beispiel sind die beiden Leiterplatten 2 und 3 gleich dick. Eine Anpassung der Dicken kann auch unter Berücksichtigung der sichtbaren und zu beleuchtenden Fläche des jeweiligen Anzeigeelements 5 und der Anzahl und Anordnung von Licht emittierenden Dioden 1 des jeweiligen Anzeigeelements 5 vorgenommen werden.
Außerdem ist hier ein optisch transparenter Einsatz 7 in die Durchbrechung des plattenförmigen Trägers 6 eingesetzt, wie dies im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits erklärt worden ist.

Claims

Folientastatur mit beleuchtetem Anzeigeelement, bei dem in einem plattenförmigen Träger und einer ersten Leiterplatte jeweils eine Durchbrechung für ein Anzeigeelement ausgebildet sind und für eine Beleuchtung mindestens eine Licht emittierende Diode im Bereich der Durchbrechungen angeordnet ist, mit der Licht in Richtung einer den plattenförmigen Träger überdeckenden flexiblen Deckfolie, die im Bereich der Durchbrechung für Licht transparent ist, emittierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht emittierende Diode (1) an einer zweiten Leiterplatte (2) elektrisch kontaktiert ist, die mit der ersten Leiterplatte (3) verbunden ist, so dass der Abstand der Licht emittierenden Diode (1) bis zur Deckfolie (4) vergrößert ist und in Folge der Divergenz des emittierten Lichts eine vergrößerte Fläche der Deckfolie (4) im Bereich des Anzeigeelements (5) angestrahlt ist.
Folientastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Anzeigeelement (5) mindestens zwei Licht emittierende Dioden (1) vorhanden sind.
Folientastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Leiterplatte (2) elektronische Bauelemente für die Ansteuerung von Licht emittierenden Dioden (1) kontaktiert sind.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Leiterplatte (3) und zweite Leiterplatte (2) lösbar miteinander verbunden sind.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Leiterplatte (3) und zweite Leiterplatte (2) elektrisch leitend durch Lötverbindung (8) miteinander verbunden sind.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Leiterplatte (3) und zweite Leiterplatte (2) mittels Steckverbindung miteinander verbunden sind.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der im plattenförmigen Träger (6) ausgebildeten Durchbrechung ein optisch transparenter Einsatz (7), mit ebenen senkrecht zur optischen Achse des vom Licht emittierenden Element (1) emittierten Lichts ausgerichteten Oberflächen, angeordnet ist.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung in der ersten Leiterplatte (3) kleiner als die Durchbrechung im plattenförmigen Träger (6) ist.
Folientastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand einer Licht emittierenden Diode (1) oder mehrerer Licht emittierender Dioden (1) zur Deckfolie (4) so groß ist, dass in Folge der Divergenz des emittierten Lichts zumindest die ge samte Fläche des Anzeigeelements (5) bestrahlt ist.