DE202011050761U1 - Berührungssteuervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik der Tastenhintergrundbeleuchtung, insbesondere eine Berührungssteuervorrichtung.
- Mit der Entwicklung der Technologie gibt es eine immer größere Vielfalt von Steuerschnittstellen für Elektrohausgeräte verschiedener Art, z. B. Fernbedienungen für Fernsehgeräte und Klimaanlagen oder Steuertafeln für Kühlschränke und Waschmaschinen.
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1 zeigt im Schnitt eine herkömmliche Berührungssteuervorrichtung, die an der oben genannten Fernbedienung oder Steuertafel angeordnet werden kann. Bei der herkömmlichen Berührungssteuervorrichtung9 strahlt eine Lichtquelle90 in ein Lichtleitblech92 ein; danach leitet das Lichtleitblech92 das Licht zu mehreren Tastenbildzeichen94 , so dass das Licht durch die Oberfläche jedes Tastenbildzeichens94 durchschimmern kann. Ferner ist genau unter jedes Tastenbildzeichens94 ein Berührungssensor96 angeordnet, der zum Erfassen dient, ob der Benutzer das Tastenbildzeichen94 berührt. Wenn der Berührungssensor96 eine Berührung des Tastenbildzeichens94 erfasst, kann er die entsprechende Funktion des Tastenbildzeichens94 auslösen. - Mit der Zunahme der Funktionen der Elektrohausgeräte vermehren sich die Symbole auf der Berührungssteuervorrichtung dementsprechend. Wenn diese Tastenbildzeichen nur ein gemeinsames Lichtleitblech verwenden, kann das einzelne Tastenbildzeichen nicht einzeln angezeigt oder gekennzeichnet werden, so dass die Erkennbarkeit jedes Tastenbildzeichens sinkt. Um zu ermöglichen, dass jedes Tastenbildzeichen an der Berührungssteuervorrichtung einzeln leuchtet, muss genau unter jedem Tastenbildzeichen eine Lichtquelle angeordnet werden, wobei das Leuchten vertikal stattfindet. Jedoch ist beim vertikalen Leuchten eine fixierte Lichtmischungsentfernung erforderlich, um eine gleichmäßige Lichtemission erzielen zu können, wobei die genannte Lichtmischungsentfernung zu einer Schwierigkeit bei der Verringerung der Dicke der Berührungssteuervorrichtung und zu einer Senkung der Empfindlichkeit des Berührungssensors führt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berührungssteuervorrichtung zu schaffen, bei der das durch jede Berührungssteuereinheit für das Leuchten erzeugte Licht sich nicht gegenseitig stört, so dass jede Berührungssteuereinheit für das Leuchten unabhängig wählen kann, ob sie leuchtet oder die Leuchtfarbe verändert, wodurch das Erkennen verschiedener Bildzeichen und die Bedienung der Berührungssteuereinheit dem Benutzer erleichtert werden.
- Die Erfindung stellt eine Berührungssteuervorrichtung bereit, die folgendes umfasst: ein Lichtleitelement, das eine Mehrzahl von Lichtleitblöcken aufweist, wobei jeder Lichtleitblock eine Lichteinfallfläche, eine Lichtausstrahlfläche und eine untere Fläche aufweist, wobei zwischen je zwei benachbarten Lichtleitblöcken mindestens eine Abstandspalte vorgesehen ist; eine Mehrzahl von Leuchtmodulen, die auf die Lichtleitblöcke abgestimmt konfiguriert sind, wobei jedes Leuchtmodul neben der Lichteinfallfläche seines entsprechenden Lichtleitblocks angeordnet ist und Licht ausstrahlt, das in den Lichtleitblock eingeleitet und über die Lichtausstrahlfläche herausgeleitet wird; und einer Mehrzahl von Berührungserfassungsmodulen, die auf die Lichtleitblöcke abgestimmt konfiguriert sind, wobei jedes Berührungserfassungsmodul an der unteren Fläche seines entsprechenden Lichtleitblocks angeordnet ist. Wenn eines der Berührungserfassungsmodule eine Berührung seines entsprechenden Lichtleitblocks erfasst, gibt es ein Antriebssignal aus, um das entsprechende Leuchtmodul zu steuern.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Leuchtmodule, das Lichtleitelement und die Berührungserfassungsmodule auf einem Substrat angeordnet. Des Weiteren schließt sich die Lichteinfallfläche des Lichtleitelements jeweils an die Lichtausstrahlfläche und die untere Fläche an, und die Lichteinfallfläche liegt parallel zur unteren Fläche. Ferner umfasst die Berührungssteuervorrichtung eine lichtabschirmende Anordnung, die in der Abstandspalte angeordnet ist.
- Die Erfindung stellt eine Berührungssteuervorrichtung bereit, die eine Mehrzahl von Berührungssteuereinheiten für das Leuchten umfasst. Jede Berührungssteuereinheit für das Leuchten umfasst folgendes: einen Lichtleitblock, der mindestens eine Lichteinfallfläche, eine Lichtausstrahlfläche und eine untere Fläche aufweist; ein Leuchtmodul, das der Lichteinfallfläche naheliegt und das erzeugte Licht über die Lichteinfallfläche in den Lichtleitblock einleitet und über die Lichtausstrahlfläche aus dem Lichtleitblock herausleitet; und ein Berührungserfassungsmodul, das an der unteren Fläche montiert ist und dazu dient, beim Erfassen einer Berührung des Lichtleitblocks ein Antriebssignal auszugeben, um das Leuchtmodul zu steuern. Dabei sind die Lichtleitblöcke der Berührungssteuereinheiten für das Leuchten von einem Lichtleitelement durch mindestens eine Abstandspalte voneinander getrennt.
- Bei der Berührungssteuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Lichtstreuungsrichtung jedes Lichtleitblocks im Lichtleitelement durch Abstandspalten begrenzt werden, so dass das von jedem Lichtleitblock erzeugte Licht sich nicht gegenseitig einander stört. Bei der Bedienung kann der Benutzer leicht die Berührungssteuereinheiten für das Leuchten einzeln erkennen und somit eine Fernbedienung oder eine Steuertafel, bei der die erfindungsgemäße Berührungssteuervorrichtung angewendet wird, problemlos bedienen. An der Erfindung ist ferner von Vorteil, dass das Licht in der Berührungssteuervorrichtung seitlich ins Lichtleitelement eingeleitet wird, so dass das Leuchtmodul nicht unter dem Lichtleitelement angeordnet werden muss, wodurch die Dicke der Berührungssteuervorrichtung reduziert werden kann, was zu einer Steigerung der Empfindlichkeit der Berührungssteuerung beiträgt.
- Im Folgenden werden die eingesetzten technischen Inhalte, Maßnahmen und Funktionen der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt. Es zeigen:
-
1 eine herkömmliche Berührungssteuervorrichtung im Schnitt, -
2A ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung in explosiver Darstellung, -
2B einen Teil der erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung gemäß2A im Schnitt, -
3 eine schematische Darstellung des Arbeitsprinzips eines Berührungserfassungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung in explosiver Darstellung, -
5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung in explosiver Darstellung, -
6 einen Teil eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung in Draufsicht, und -
7 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung. - Erstes Ausführungsbeispiel
- Wie aus
2A und2B ersichtlich, umfasst das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung ein Lichtleitelement10 , eine Mehrzahl von Leuchtmodulen12 und eine Mehrzahl von Berührungserfassungsmodulen14 , wobei die Leuchtmodule12 und die Berührungserfassungsmodule14 auf einem und demselben Substrat16 angeordnet werden können. Wenn das Lichtleitelement10 auf dem Substrat16 liegt, kann das vom Leuchtmodul12 erzeugte Licht ungehindert ins Lichtleitelement10 eintreten. Im Folgenden werden die Bauteile der Berührungssteuervorrichtung1 detailliert erläutert. - Auf dem Lichtleitelement
10 ist mindestens eine Abstandspalte102 vorgesehen, durch die das Lichtleitelement10 in mehrere Lichtleitblöcke aufgeteilt ist. Mit anderen Worten ist beim Lichtleitelement10 mindestens eine Abstandspalte102 zwischen je zwei beliebigen benachbarten Lichtleitblöcken104 vorgesehen. Jeder Lichtleitblock104 weist eine Lichteinfallfläche104a , eine Lichtausstrahlfläche104b und eine untere Fläche104c auf. Hierbei weist das Lichtleitelement10 ferner mehrere Aussparungen106 auf, in denen jeweils ein entsprechendes Leuchtmodul12 aufgenommen ist. Wenn das Lichtleitelement10 auf dem Substrat16 liegt, kann jedes Leuchtmodul12 in der Abstandspalte102 oder in der Aussparung106 aufgenommen werden. - Die Lichteinfallfläche
104a liegt dem Leuchtmodul12 nahe und leitet das vom Leuchtmodul12 erzeugte Licht in den Lichtleitblock104 ein; die Lichtausstrahlfläche104b schließt sich an die Lichteinfallfläche104a an und weist eine lichtstreuende Musterschicht104d auf, durch die das vom Leuchtmodul12 erzeugte Licht aus dem Lichtleitblock104 herausgeleitet wird. In der Praxis ist das Lichtleitelement als eine plattenförmige Lichtleitanordnung ausgeführt, wobei die Lichtausstrahlfläche104b und die untere Fläche104c jeweils als die obere und die untere Ebene der plattenförmigen Lichtleitanordnung ausgeführt und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Lichteinfallfläche104a stellt eine zwischen der oberen und der unteren Ebene angeordnete Seitenfläche der plattenförmigen Lichtleitanordnung dar und kann somit sich jeweils an die Lichtausstrahlfläche104b und die untere Fläche104c anschließen. Hier ist die Lichteinfallfläche104a Lichtausstrahlfläche104b entsprechend der Anordnungsstelle (der Abstandspalte102 oder der Aussparung106 ) des Leuchtmoduls12 neben der Abstandspalte102 oder der Aussparung106 ausgebildet und derart konzipiert, dass sie sich zum Empfangen des vom Leuchtmodul12 erzeugten Lichts eignet, so dass das Licht ungehindert in jeden Lichtleitblock104 des Lichtleitelements10 eintreten kann und im Lichtleitelement10 durch vollständiges Reflektieren übertragen werden kann. - Des Weiteren können ein Leuchtmodul
12 , ein entsprechender Lichtleitblock104 und ein entsprechendes Berührungserfassungsmodul14 zusammen eine Berührungssteuereinheit für das Leuchten (z. B. die Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 gemäß6 ) bilden, wobei die jeweilige Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 mit dem entsprechenden Berührungserfassungsmodul14 das Leuchten des Leuchtmoduls12 unabhängig steuern kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Lichtleitelement10 zwar durch die Abstandspalte102 in mehrere Lichtleitblöcke104 aufgeteilt, jedoch sind die Lichtleitblöcke104 der einen Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 und die Lichtleitblöcke104 ihrer benachbarten Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 mindestens teilweise aneinander angeschlossen, so dass das Lichtleitelement10 weiter als einzelne Scheibe ausgebildet ist und im Herstellungsverfahren leicht in einem einzelnen Schritt direkt auf dem Substrat16 fixiert werden kann, wobei die Lichtleitblöcke104 jeweils auf ihre entsprechenden Berührungserfassungsmodule14 gerichtet sind. - Die lichtstreuende Musterschicht
104d an der Lichtausstrahlfläche104b kann eine Tinten-, eine Sandstrahl- oder eine Druckraster-Musterschicht sein, um die Bedingungen für das vollständige Reflektieren im entsprechenden Lichtleitblock104 so zu verändern, dass das Licht aus der Lichtausstrahlfläche104b den Lichtleitblock104 durchdringen kann. In der Praxis ist die Herstellungsweise der lichtstreuenden Musterschicht104d nicht eingeschränkt, und die Abdeckfläche der lichtstreuenden Musterschicht104d auf der Lichtausstrahlfläche104b kann vom Benutzer bestimmt werden. - Beispielsweise kann auf dem Lichtleitelement
10 eine Bildzeichenplatte20 hingestellt werden, wobei das Lichtleitelement10 , die Bildzeichenplatte20 und das Substrat16 in Hinsicht der Abmessung im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass die Berührungssteuervorrichtung1 im gestapelten Zustand ein gerades Profil aufweist. Hierbei umfasst die Bildzeichenplatte20 mindestens einen lichtdurchlässigen Bereich202 , der als ein Bildzeichen dargestellt ist. Wenn das darzustellende Bildzeichen verhältnismäßig größer ist, soll die Abdeckfläche der lichtstreuenden Musterschicht104d auf der Lichtausstrahlfläche104b entsprechend vergrößert werden, damit das vom Leuchtmodul12 erzeugte Licht über die Lichtausstrahlfläche104b den lichtdurchlässigen Bereich202 auf der Bildzeichenplatte20 durchdringen kann, so dass das Bildzeichen angezeigt werden kann. Des Weiteren kann die Bildzeichenplatte20 beispielsweise ein Musterklebeband sein, das eine sehr kleine Dicke (von beispielsweise 0,2 mm) aufweist und direkt mit seiner Klebefläche auf das Lichtleitelement10 geklebt werden kann. - Zu Beachten ist, dass die Abstandspalten
102 zum Abtrennen des Lichts zweier benachbarter Lichtleitblöcke104 dienen. Konkret gesagt können die Abstandspalten102 als ein Luftmedium betrachtet werden und weisen einen Brechungsindex von etwa. 1 auf. Das Lichtleitelement10 dient zum Leiten der Lichtführung und weist deswegen normalerweise einen Brechungsindex von weit über 1 auf. Das heißt: wenn ein beliebiger Lichtleitblock104 im Lichtleitelement10 das Licht auf die Abstandspalte102 überträgt, tritt das Licht sozusagen von einem lichtdichten Medium in ein lichtdünnes Medium ein, so dass das Licht vom Normalenvektor der Lichtausstrahlfläche abweicht und sich bricht. Daher wird mit dem Vorhandensein der Abstandspalten102 das den Lichtleitblock104 durchdringende Licht an der Lichtausstrahlfläche zur Umgebung sich brechend ausstrahlen und kann nur schwer in die horizontal benachbarten Lichtleitblöcke104 eintreten. Gemäß der Erfindung kann somit das Licht jedes Lichtleitblocks104 durch die Abstandspalten102 mit einer angemessenen Breite (beispielsweise 3 mm bis 5 mm) wirksam abgetrennt werden. - Selbstverständlich ist erfindungsgemäß das Profil der Abstandspalten
102 nicht eingeschränkt. Sofern das Lichtleitelement10 und die Abstandspalten102 miteinander zusammenpassen, werden das Licht zweier benachbarter Lichtleitblöcke104 sich nicht einander gegenseitig stören. Dies ist der Sinn der vorliegenden Erfindung, wobei angemessene Modifikationen in diesem technischen Gebiet zum Schutzbereich gehören. - Weiter wird Bezug auf
2A und2B genommen. Die Leuchtmodule12 dienen hauptsächlich zum Erzeugen von Licht, so dass die den jeweiligen Leuchtmodulen12 entsprechenden Lichtleitblöcke104 Licht ausstrahlen können und dadurch vom Benutzer erkannt werden können. In der Praxis werden die Leuchtmodule12 zweier benachbarter Lichtleitblöcke104 nicht Rücken an Rücken angeordnet, und der relative Abstand der Leuchtmodule12 auf dem Substrat16 soll möglichst groß sein. Hierbei können die Leuchtmodule12 Leuchtdioden oder andere geeignete Leuchtelemente sein und sind erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Beispielsweise kann das Leuchtmodul12 aus mehreren Leuchtdioden ausgebildet sein, wobei jede Leuchtdiode Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen ausstrahlen kann; alternativ kann das Leuchtmodul12 beliebig aus einer einzigen Leuchtdiode oder mehreren Leuchtdioden bestehen, um Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zu erzeugen. - Die Berührungserfassungsmodule
14 stehen jeweils mit der unteren Fläche104c des Lichtleitelements10 in Kontakt. Jedes Berührungserfassungsmodul14 entspricht einem Lichtleitblock104 , i. e. dass unter jedem Lichtleitblock104 ein Berührungserfassungsmodul14 angeordnet ist. Wenn das Berührungserfassungsmodul14 ein Berühren des entsprechenden Lichtleitblocks104 erfasst, wird es aufgrund dessen ein Antriebssignal ausgeben, um das Leuchtmodul12 zu steuern. Hierbei umfasst das Berührungserfassungsmodul14 ferner einen berührungssensitiven Leiter und ein berührungssensitives Element (diese werden später ausführlicher erläutert werden), wobei der berührungssensitive Leiter erfassen kann, ob der Lichtleitblock104 durch einen Gegenstand berührt worden ist, wobei das berührungssensitive Element die Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts des berührungssensitiven Leiters erfassen kann. -
3 zeigt eine schematische Darstellung des Arbeitsprinzips des Berührungserfassungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung. Wie aus3 ersichtlich, weist jedes Berührungserfassungsmodul14 einen berührungssensitiven Leiter142 und ein berührungssensitives Element144 auf. In der Praxis kann das berührungssensitive Element144 in einen Steuerchip146 integriert werden; wenn der entsprechende Lichtleitblock104 berührt worden ist, wird das berührungssensitive Element144 aufgrund der Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts des berührungssensitiven Leiters142 ein Antriebssignal auf das Leuchtmodul12 ausgeben, um die Aufleuchtweise des Leuchtmoduls12 zu bestimmen. Außerdem können ferner in den Steuerchip146 die berührungssensitiven Elemente144 der Berührungserfassungsmodule14 in der Berührungssteuervorrichtung1 integriert werden; wenn verschiedene Lichtleitblöcke104 berührt worden sind, kann der Steuerchip146 durch Überprüfen der internen berührungssensitiven Elemente144 feststellen, welche entsprechende Leuchtmodule12 anzutreiben sind. Somit kann durch einen gemeinsamen Steuerchip146 die Anzahl von eingesetzten Schaltungselementen reduziert werden. - Wenn auf das Lichtleitelement
10 eine Bildzeichenplatte20 hingestellt ist und wenn der Benutzer das Bildzeichen auf der Bildzeichenplatte berührt, wird das Berührungserfassungsmodul14 aufgrund einer Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts der Bildzeichenplatte20 , des Lichtkleitblocks104 und der weiteren Peripherieelemente feststellen, ob der Lichtleitblock104 berührt worden ist oder nicht. Wenn das Ergebnis auf eine Berührung des Lichtleitblocks104 hinweist, wird das entsprechende Berührungserfassungsmodul14 ein Antriebssignal auf das Leuchtmodul12 ausgeben, um das Leuchtmodul12 dazu zu veranlassen, Licht zu erzeugen oder den Wellenlängenbereich des erzeugten Lichts zu verändern. Dadurch kann das Berührungserfassungsmodul14 die Aufleuchtweise des Leuchtmoduls12 bestimmen. - Wenn das Leuchtmodul
12 beispielsweise nicht leuchtet und der berührungssensitive Leiter142 eine Berührung des entsprechenden Lichtleitblocks104 durch einen Gegenstand erfasst, kann das Berührungserfassungsmodul14 das Leuchtmodul12 einschaltet, so dass das Leuchtmodul12 aufleuchtet; wenn das Leuchtmodul12 im Gegenteil bereits leuchtet und der berührungssensitive Leiter142 eine Berührung durch einen Gegenstand erfasst, kann das Berührungserfassungsmodul14 das Leuchtmodul12 ausschalten, so dass das Leuchtmodul12 mit dem Leuchten aufhört, oder kann das Berührungserfassungsmodul14 die Farbe des vom Leuchtmodul12 ausgestrahlten Lichts verändern. Der berührungssensitive Leiter142 kann praktisch als ein Kapazitätserfassungspunkt betrachtet werden; wenn der Benutzer mit seinem Finger den entsprechenden Lichtleitblock104 berührt, wird eine induktive elektrische Last über den entsprechenden Lichtleitblock104 auf dem berührungssensitiven Leiter142 angeregt, was zu einer Veränderung der Kapazität führt. Anschließend wird das berührungssensitive Element144 aufgrund der erfassten Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts des entsprechenden Lichtleitblocks104 feststellen, ob der entsprechende Lichtleitblock104 berührt worden ist oder nicht. Zu beachten ist, dass alles, was den berührungssensitiven Leiter142 zum Anregen einer induktiven elektrischen Last veranlassen kann, auch durch die Berührung das Leuchten aktivieren kann, wobei dies nicht auf einen Körperteil eingeschränkt ist. - In der Praxis weist der berührungssensitive Leiter
142 des Berührungserfassungsmoduls14 einen Erfassungsbereich142a auf (siehe2A ), in dem die Berührung des Benutzers effektiv erfasst werden kann, wobei die Größe des Erfassungsbereiches142a im direkten Verhältnis zur Abmessung des berührungssensitiven Leiters142 steht. Allgemein ist die Größe des Erfassungsbereiches142a identisch mit der Abmessung des berührungssensitiven Leiters142 oder etwas größer als dieselbe; der Erfassungsbereich142a ist als ein solcher Bereich ausgeführt, den der Benutzer beim Drücken mit einem Finger erreichen kann. Beispielsweise ist der Erfassungsbereich142a als ein Bereich mit einem Durchmesser von 10 mm ausgeführt. Gemäß der Erfindung ist das Substrat16 eine gedruckte Leiterplatte, wobei auf dem Substrat16 Schaltungselemente mit weiteren Funktionen angeordnet werden können. Wenn die Berührungssteuervorrichtung1 beispielsweise ein Steuerschalter ist, kann das Substrat16 weiter mit einer dem Steuerschalter entsprechenden funktionalen Schaltung ausgestattet werden. In der Praxis kann die Leiterplatte als flexible weiche gedruckte Leiterplatte oder als unflexible harte gedruckte Leiterplatte ausgeführt werden. Der Durchschnittsfachmann dieses technischen Gebiets kann die Leiterplatte frei variierend einsetzen. - Erwähnenswert ist, dass das erfindungsgemäße Leuchtmodul
12 einerseits des Lichtleitelements10 angeordnet ist; das heißt, dass sich jedes Leuchtmodul12 neben der Lichteinfallfläche104a jedes Lichtleitblocks104 befindet und nicht unter dem Lichtleitelement10 angeordnet ist, so dass die Gesamtdicke erheblich verringert werden kann. Herkömmlich ist das Leuchtmodul unter dem Lichtleitelement angeordnet, wodurch das Lichtleitelement und das Leuchtmodul insgesamt eine Dicke von etwa 2,8 mm aufweisen. Im Unterschied dazu ist erfindungsgemäß das Leuchtmodul12 einerseits des Lichtleitelements10 angeordnet, so dass die Gesamtdicke von dem Lichtleitelement10 (ca. 0,6 mm) und der Bildzeichenplatte20 (ca. 0,2 mm) erheblich auf 0,8 mm reduziert ist. Hierbei beträgt die Dicke des Berührungserfassungsmoduls14 nur 0,0356 mm–0,0712 mm und kann deswegen ignoriert werden oder in die Dicke des Substrats2 integriert werden. - Ein Durchschnittsfachmann dieses technischen Gebiets muss verstehen können, dass, wenn beim Anwenden der kapazitiven Erfassungstechnik die Gesamtdicke erheblich reduziert ist, ein gleich großer Erfassungsbereich
142a mit einem noch kleineren Berührungserfassungsmodul14 erfasst werden kann, wodurch die Erfassungsempfindlichkeit des Berührungserfassungsmoduls14 wirksam erhöht werden kann. Allgemein gilt die vom Berührungserfassungsmodul14 erfasste Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts von 13 pF als Standard zum Feststellen einer Berührung des Lichtleitelements10 . Wenn die vom Berührungserfassungsmodul14 erfasste Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts weniger als 13 pF ist, wird keine Berührung festgestellt; umgekehrt wird eine Berührung dann festgestellt, wenn die vom Berührungserfassungsmodul14 erfasste Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts größer als 13 pF ist. Beim herkömmlichen Berührungserfassungsmodul muss der berührungssensitive Leiter normalerweise einen Durchmesser von über 10 mm haben, damit eine effektive Erfassung der o. g. Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts ermöglicht wird. Wenn aber erfindungsgemäß die Dicke des Lichtleitelements10 verringert wird, kann der berührungssensitive Leiter142 im Berührungserfassungsmodul14 mit einem Durchmesser von nur 8 mm ebenfalls die gleiche Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts erfassen. Das heißt, dass erfindungsgemäß der berührungssensitive Leiter142 hinsichtlich der Fläche um 36% verkleinert werden kann, so dass die Kosten des Produkts verringert werden können. - Im Folgenden wird eine Anwendung der erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung
1 bei einer Fernbedienung als Beispiel erläutert. Wenn der Benutzer ein entsprechendes Bildzeichen auf der Bildzeichenplatte20 berührt, kann sowohl die Lichtdarstellung des berührten Bildzeichens durch Umschalten verändert als auch eine bestimmte Funktion bedient werden. Wenn die erfindungsgemäße Berührungssteuervorrichtung1 beispielsweise bei einer Fernbedienung einer Klimaanlage angewendet wird, können die verschiedenen Bildzeichen jeweils für Ein- bzw. Ausschalten der Funktion „Kaltluft schicken”, für Ein- bzw. Ausschalten der Funktion „Entfeuchten”, für „Erhöhen bzw. Senken der Temperatur” oder für „Anzeigen der momentanen Temperatur” stehen. Nachdem der Benutzer das Bildzeichen für Ein- bzw. Ausschalten der Funktion „Kaltluft schicken” berührt hat, kann sich die Farbe des Bildzeichens ändern, um anzuzeigen, dass die Funktion „Kaltluft schicken” ein- bzw. ausgeschaltet ist, wodurch der Benutzer leichter den aktuellen Gebrauchszustand der Fernbedienung erkennen kann. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Berührungssteuervorrichtung1 in Kombination mit einer konventionellen Fernbedienung oder Steuertafel verwendet werden, und die Anzeigeweise der Funktionstasten auf der Fernbedienung oder Steuertafel kann verbessert werden, so dass der Benutzer die Funktionen auf der Fernbedienung oder Steuertafel noch leichter erkennen kann. - Zweites Ausführungsbeispiel
- Um sicherzustellen, dass das Licht eines Lichtleitblocks
104 nicht auf die benachbarten Lichtleitblöcke104 übertragen wird, werden die Lichteinfallfläche104a je zweier benachbarter Lichtleitblöcke104 vorzugsweise nicht einander gegenüber angeordnet; das heißt, dass zwei Lichteinfallflächen104a nicht nur durch das Luftmedium der Abstandspalten102 voneinander getrennt sind, sondern auch durch weitere geeignete lichtabschirmende Anordnungen voneinander getrennt werden können. Aus4 ist das zweite Ausführungsbeispiel ersichtlich, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass an der Seitenfläche10a des Lichtleitelements10 der Berührungssteuervorrichtung1a ferner eine lichtabschirmende Anordnung18 angeordnet ist. - In der Praxis kann die lichtabschirmende Anordnung
18 als ein lichtabschirmendes Klebeband ausgeführt werden, das die Seitenfläche10a am Umfang des Lichtleitelements10 so abdeckt, dass das Licht nur durch die Lichtausstrahlflächen104b der Lichtleitblöcke104 austreten kann; ferner kann die lichtabschirmende Anordnung18 mit den Leuchtmodulen12 derart kombiniert werden, dass Aussparungen entstehen, so dass die Leuchtmodule12 das Licht in die Lichtleitblöcke104 des Lichtleitelements10 einstrahlen können. In der vorliegenden Erfindung ist die Kombinationsweise der lichtabschirmenden Anordnung18 mit dem Lichtleitelement10 nicht eingeschränkt; die lichtabschirmende Anordnung18 kann am Umfang des Lichtleitelements angeklebt oder auf den Umfang des Lichtleitelements10 aufgetragen werden. Sofern eine lichtabschirmende Anordnung18 zweckgemäß in der Abstandspalte102 angeordnet ist und das Licht der Lichtleitblöcke104 abtrennen kann, kann der Durchschnittsfachmann dieses technischen Gebiets das Material und die Kombinationsweise lichtabschirmenden Anordnung18 frei variieren. - Drittes Ausführungsbeispiel
-
5 zeigt das drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung1b , wobei sich das dritte Ausführungsbeispiel vom zweiten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass bei der Berührungssteuervorrichtung1b gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die lichtabschirmende Anordnung18 in keinem direkten Kontakt mit dem Lichtleitelement10 steht, sondern in der Abstandspalte102 angeordnet ist, um das Licht so zu begrenzen, dass es nur durch die Lichtausstrahlflächen104b der Lichtleitblöcke104 ausgestrahlt werden kann. In der Praxis kann die lichtabschirmende Anordnung18 der Berührungssteuervorrichtung1b gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus einem lichtundurchlässigen Material hergestellt und auf dem Substrat16 hingestellt werden, wobei die lichtabschirmende Anordnung18 zum Abschirmen eines Teils des die Lichtleitblöcke104 durchdringenden Lichts dient. Das heißt, dass die lichtabschirmende Anordnung18 die Lichtübertragung auf einen bestimmten Bereich (z. B. einen einzelnen Lichtleitblock104 ) eingeschränkt wird, damit das Licht nur durch die Lichtausstrahlfläche104b aus dem genannten bestimmten Bereich herausgestrahlt wird. Selbstverständlich kann erfindungsgemäß ein die lichtabschirmende Anordnung18 umhüllendes Gehäuse als ein Teil der lichtabschirmenden Anordnung18 benutzt werden, um die Herstellungskosten der lichtabschirmenden Anordnung18 einzusparen. - Viertes Ausführungsbeispiel
-
6 zeigt das viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung1c , sich von der Berührungssteuervorrichtung1 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch unterscheidet, dass sich die Lichtleitblöcke104' der Berührungssteuervorrichtung1c nicht aneinander anschließen, so dass das Lichtleitelement10' eine Mehrzahl von Lichtleitblöcken104' , die voneinander getrennt sind, aufweist, Hierbei sind die relativen Positionen der weiteren. Bauteile des vierten Ausführungsbeispiels mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch und werden daher nicht weiter erläutert. - Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel können ein Lichtleitblock
104' , ein Leuchtmodul12 und ein entsprechendes Berührungserfassungsmodul14 (siehe2A ) zusammen eine Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 bilden; da die Lichtleitblöcke104' des Lichtleitelements10' voneinander abhängig sind, kann die Berührungssteuereinheit für das Leuchten3 als ein unabhängiger Einzelkörper betrachtet; im Herstellungsvorgang können die Lichtleitblöcke104' zuerst mit dem Berührungserfassungsmodul14 kombiniert und dann auf dem Substrat16 positioniert werden. - Fünftes Ausführungsbeispiel
- Wie in
7 gezeigt, kann die zur Aufnahme des Leuchtmoduls12 dienende Aussparung106 ferner ein bestimmtes Profil aufweisen. Beispielsweise kann der Rand des Lichtleitblocks104'' nach innen gesenkt werden, wodurch sich die Aussparung106 ergibt, in der das Leuchtmodul12 angeordnet werden kann. Die Berührungssteuervorrichtung1d des fünften Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Berührungssteuervorrichtung1c des vierten Ausführungsbeispiels dadurch, dass das Profil jedes Lichtleitblocks104'' ferner mit einem Leuchtmodul12 kombiniert ist, so dass eine entsprechende Aussparung106 vorgesehen ist. Um zu ermöglichen, dass das meiste vom Leuchtmodul12 erzeugte Licht ungehindert in die Lichteinfallfläche104a des Lichtleitblocks104'' eintritt, kann vorher die Aussparung106 konzipiert werden, die das Leuchtmodul12 umschließt oder umhüllt. Das heißt, dass die Aussparung106 nicht auf die Funktion zur Aufnahme des Leuchtmoduls12 eingeschränkt ist, sondern auch der Lichteinfallfläche104a eine Hilfe beim Empfang des Lichts bietet. - Gemäß der Erfindung ist das Profil der Aussparung
106 eingeschränkt; die Aussparung106 kann rechteckig, halbrund, dreieckig oder in einem weiteren angemessenen Profil ausgebildet, wobei unterscheidend ist, dass das Profil der Aussparung106 für die Lichteinfallfläche104a beim Empfang des Lichts vorteilhaft ist. - Aus der vorstehenden Beschreibung lässt sich wie folgt feststellen: bei der erfindungsgemäßen Berührungssteuervorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen ist das Leuchtmodul an der Seite des Lichtleitelements angeordnet, so dass die Gesamtdicke der Berührungssteuervorrichtung erheblich reduziert werden kann, was unter Einsatz der kapazitiven Erfassungstechnik zu einer wirksamen Steigerung der Erfassungsempfindlichkeit des Berührungserfassungsmoduls beiträgt; außerdem sind angemessen angeordnete Abstandspalten vorgesehen, die die Ausstrahlrichtung des Lichts in den Lichtleitblöcken wirksam begrenzen können, so dass das von jedem Lichtleitblock erzeugte Licht sich nicht gegenseitig einander stört. Bei der Bedienung kann der Benutzer das von jedem Lichtleitblock erzeugte Licht leicht erkennen und somit eine Fernbedienung oder eine weitere Steuervorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Berührungssteuervorrichtung angewendet wird, problemlos bedienen.
- Die vorstehende Beschreibung stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche einschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Claims (20)
- Berührungssteuervorrichtung, umfassend: – ein Lichtleitelement (
10 ), das eine Mehrzahl von Lichtleitblöcken (104 ) aufweist, wobei jeder Lichtleitblock (104 ) eine Lichteinfallfläche (104a ), eine Lichtausstrahlfläche (104b ) und eine untere Fläche (104c ) aufweist, wobei zwischen je zwei benachbarten Lichtleitblöcken (104 ) mindestens eine Abstandspalte (102 ) vorgesehen ist; – eine Mehrzahl von Leuchtmodulen (12 ), die in Kombination mit den Lichtleitblöcken (104 ) jeweils neben der Lichteinfallfläche (104a ) ihres entsprechenden Lichtleitblocks (104 ) angeordnet sind, wobei das Leuchtmodul (12 ) Licht ausstrahlt, das in den Lichtleitblock (104 ) eingeleitet und über die Lichtausstrahlfläche (104b ) des Lichtleitblocks (104 ) herausgeleitet wird; und – einer Mehrzahl von Berührungserfassungsmodulen (14 ), die in Kombination mit den Lichtleitblöcken (104 ) jeweils an der unteren Fläche (104c ) ihres entsprechenden Lichtleitblocks (104 ) angeordnet sind, wobei, wenn eines der Berührungserfassungsmodule (14 ) eine Berührung seines entsprechenden Lichtleitblocks (104 ) erfasst, dieses Berührungserfassungsmodul (14 ) ein Antriebssignal ausgibt, um ein entsprechendes Leuchtmodul (12 ) von den Leuchtmodulen (12 ) dazu zu veranlassen, aufzuleuchten. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtausstrahlfläche (
104b ) jedes Lichtleitblocks (104 ) eine lichtstreuende Musterschicht (104d ) aufweist, durch die das vom Leuchtmodul (12 ) erzeugte Licht aus dem Lichtleitblock (104 ) herausgeleitet wird. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuende Musterschicht (
104d ) eine Tinten-, eine Sandstrahl- oder eine Druckraster-Musterschicht sein kann. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungssteuervorrichtung ferner eine lichtabschirmende Anordnung (
18 ) umfasst, die in der Abstandspalte (102 ) angeordnet ist und zum Abtrennen des von jedem Lichtleitblock (104 ) herausgeleiteten Lichts dient. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (
10 ) eine Mehrzahl von Seitenflächen (10a ) aufweist und dass die lichtabschirmende Anordnung (18 ) als ein lichtabschirmendes Klebeband ausgeführt ist, das sich in der Abstandspalte (102 ) befindet und an mindestens einer der Seitenflächen (10a ) geklebt ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Anordnung (
18 ), die Leuchtmodule (12 ) und das Lichtleitelement (10 ) auf einem Substrat (16 ) angeordnet sind. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmodule (
12 ) und die Berührungserfassungsmodule (14 ) auf einem Substrat (16 ) angeordnet sind, wobei das Lichtleitelement (10 ) auf den Berührungserfassungsmodulen (14 ) angeordnet ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Berührungserfassungsmodul (
14 ) folgendes umfasst: – einen berührungssensitiven Leiter (142 ), der zum Erfassen einer Berührung des entsprechenden Lichtleitblocks (104 ) durch einen Gegenstand dient; und – ein berührungssensitives Element (144 ), das beim Berühren des Lichtleitblocks (104 ) durch einen Gegenstand die Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts des berührungssensitiven Leiters (142 ) ermittelt und aufgrund der ermittelten Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts entscheidet, ob ein Antriebssignal, das die Aufleuchtweise des entsprechenden Leuchtmoduls (12 ) entscheidet, auf das entsprechende Leuchtmodul (12 ) ausgegeben werden soll. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Bildzeichenplatte (
20 ) umfasst, die eine Mehrzahl von lichtdurchlässigen Bereichen (202 ) umfasst, wobei die Bildzeichenplatte (20 ) auf dem Lichtleitelement (10 ) angeordnet ist, wobei jeder lichtdurchlässige Bereich (202 ) als ein Bildzeichen dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Bereiche (202 ) und die Lichtleitblöcke (104 ) aufeinander abgestimmt angeordnet sind; und dass das vom entsprechenden Leuchtmodul (12 ) erzeugte Licht über die Lichtausstrahlfläche (104b ) des entsprechenden Leuchtmoduls (12 ) einen entsprechenden lichtdurchlässigen Bereich (202 ) von den lichtdurchlässigen Bereichen (202 ) durchdringt. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Lichtleitblock (
104 ) eine Aussparung (106 ) aufweist, die an der Lichteinfallfläche (104a ) ausgebildet ist, wobei das entsprechende Leuchtmodul (12 ) in der Aussparung (106 ) aufgenommen ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lichteinfallfläche (
104a ) an die Lichtausstrahlfläche (104b ) und die untere Fläche (104c ) anschließt, wobei die Lichtausstrahlfläche (104b ) und die untere Fläche (104c ) parallel zueinander liegen. - Berührungssteuervorrichtung, die eine Mehrzahl von Berührungssteuereinheiten für das Leuchten (
3 ) umfasst, wobei jede Berührungssteuereinheit für das Leuchten (3 ) folgendes umfasst: – einen Lichtleitblock (104 ), der mindestens eine Lichteinfallfläche (104a ), eine Lichtausstrahlfläche (104b ) und eine untere Fläche (104c ) aufweist; – ein Leuchtmodul (12 ), das der Lichteinfallfläche (104a ) naheliegt und das erzeugte Licht über die Lichteinfallfläche (104a ) in den Lichtleitblock (104 ) einleitet und über die Lichtausstrahlfläche (104b ) aus dem Lichtleitblock (104 ) herausleitet; und – ein Berührungserfassungsmodul (14 ), das an der unteren Fläche (104c ) montiert ist und dazu dient, beim Erfassen einer Berührung des Lichtleitblocks (104 ) ein Antriebssignal auszugeben, um das Leuchtmodul (12 ) zu steuern dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitblock (104 ) in jeder Berührungssteuereinheit für das Leuchten (3 ) durch ein Lichtleitelement (10 ) mit mindestens einer Abstandspalte (102 ) abgetrennt ausgebildet ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtausstrahlfläche (
104b ) eine lichtstreuende Musterschicht (104d ) aufweist, durch die das vom Leuchtmodul (12 ) erzeugte Licht aus dem Lichtleitblock (104 ) herausgeleitet wird. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Berührungserfassungsmodul (
14 ) folgendes umfasst: – einen berührungssensitiven Leiter (142 ), der zum Erfassen einer Berührung des entsprechenden Lichtleitblocks (104 ) durch einen Gegenstand dient; und – ein berührungssensitives Element (144 ), das beim Berühren des Lichtleitblocks (104 ) durch einen Gegenstand die Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts des berührungssensitiven Leiters (142 ) ermittelt und aufgrund der ermittelten Abweichungsgröße des äquivalenten Kapazitätswerts entscheidet, ob ein Antriebssignal, das die Aufleuchtweise des entsprechenden Leuchtmoduls (12 ) entscheidet, auf das entsprechende Leuchtmodul (12 ) ausgegeben werden soll. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, die ferner eine Bildzeichenplatte (
20 ) umfasst, die eine Mehrzahl von lichtdurchlässigen Bereichen (202 ) umfasst, wobei die Bildzeichenplatte (20 ) auf dem Lichtleitelement (10 ) angeordnet ist, wobei jeder lichtdurchlässige Bereich (202 ) als ein Bildzeichen dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder lichtdurchlässige Bereich (202 ) auf den entsprechenden Lichtleitblock (104 ) einer entsprechenden Berührungssteuereinheit für das Leuchten (3 ) von den Berührungssteuereinheiten für das Leuchten (3 ) abgestimmt angeordnet ist, wobei das vom entsprechenden Leuchtmodul (12 ) erzeugte Licht über die Lichtausstrahlfläche (104b ) den entsprechenden lichtdurchlässigen Bereich (202 ) durchdringt. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmodul (
12 ) und das Berührungserfassungsmodul (14 ) auf einem Substrat (16 ) angeordnet sind, wobei das Lichtleitelement (10 ) auf den Berührungserfassungsmodulen (14 ) angeordnet ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitblock (
104 ) eine Aussparung (106 ) aufweist, die an der Lichteinfallfläche (104a ) ausgebildet ist, wobei das Leuchtmodul (12 ) in der Aussparung (106 ) aufgenommen ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungssteuervorrichtung ferner eine lichtabschirmende Anordnung (
18 ) umfasst, die in der Abstandspalte (102 ) angeordnet ist und zum Abtrennen des vom Lichtleitblock (104 ) jeder Berührungssteuereinheit für das Leuchten (3 ) herausgeleiteten Lichts dient. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (
10 ) eine Mehrzahl von Seitenflächen (10a ) aufweist und dass die lichtabschirmende Anordnung (18 ) als ein lichtabschirmendes Klebeband ausgeführt ist, das sich in der Abstandspalte (102 ) befindet und an mindestens einer der Seitenflächen (10a ) geklebt ist. - Berührungssteuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Anordnung (
18 ), das Leuchtmodul (12 ) und das Lichtleitelement (10 ) auf einem Substrat (16 ) angeordnet sind.
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