DE202016100646U1

DE202016100646U1 - Tastenkappe mit enthaltenem Flüssigkristallfeld und polarisierenden Bildzeichen

Info

Publication number: DE202016100646U1
Application number: DE202016100646.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2026-02-10

Abstract

Tastenkappe für ein Eingabegerät, umfassend
ein Gehäuse mit einer zumindest teilweise transparenten Oberseite;
ein Bildzeichen aus einem polarisierenden Material, welches eine erste Polarisationsebene aufweist;
eine Trägerplatine, die an einer Unterseite des Gehäuses gegenüber der Oberseite angeordnet ist;
ein Polarisationsfilter, der eine zweite Polarisationsebene aufweist,
ein Flüssigkristallfeld, welches konfiguriert ist, um die Polarisationsebene des Lichtes, welches von der Trägerplatine durch das Flüssigkristallfeld zur Oberseite des Gehäuses durchläuft, selektiv zu drehen,
wobei das Bildzeichen als Reaktion auf die selektive Drehung der Polarisationsebene des das Flüssigkristallfeld durchlaufenden Lichtes hell oder dunkel erscheint,
wobei entweder das Flüssigkristallfeld innerhalb des Gehäuses unterhalb des Bildzeichens angeordnet ist und der Polarisationsfilter zwischen dem Flüssigkristallfeld und der Trägerplatine angeordnet ist,
oder das Flüssigkristallfeld innerhalb des Gehäuses unterhalb des Polarisationsfilters angeordnet ist und das Bildzeichen zwischen dem Flüssigkristallfeld und der Trägerplatine angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Gebiet von Eingabegeräten wie zum Beispiel Tastaturen und Tastenfelder. Insbesondere werden eine Tastenkappe, welche ein Flüssigkristallfeld und polarisierende Bildzeichen umfasst sowie ein Verfahren zur selektiven Anzeige eines Bildzeichens auf einem Tastenfeld zur Verfügung gestellt.
Hintergrund der Erfindung
Elektronische Geräte wie zum Beispiel Desktop-Computer, Laptops, Notebooks, Netbooks und Tablets beinhalten typischerweise einen oder mehrere Eingabemechanismen, welche die Interaktion zwischen einem Benutzer und dem elektronischen Gerät erleichtern. Solche Benutzer-Eingabevorrichtungen beinhalten Tastaturen, Mäuse, Joysticks und dergleichen. Tastaturen beinhalten konventionell eine Reihe von Tasten, welche aus übereinander angeordneten oder mehrschichtigen Komponenten ausgebildet sind. Jede Taste umfasst eine Tastenkappe, welche von dem Benutzer gedrückt werden kann. Eine Taste kann mit mehr als einer Funktion belegt werden und dadurch kann die Tastenkappe mit mehr als einem Bildzeichen wie zum Beispiel einem Buchstaben oder einem Symbol markiert werden.
Tastenkappen mit einer integrierten Anzeige sind allgemein bekannt und basieren typischerweise auf einer reflektierenden, verdrillt-nematischen Flüssigkristallanzeige (LCD). Bekannte Flüssigkristallanzeigen verwenden ein Glassubstrat mit ITO-Elektroden, welches zwischen zwei Polarisationsfiltern angeordnet ist. Die Formen der Elektroden bestimmen die Formen, die angezeigt werden, wenn das LCD eingeschaltet wird. Demnach benötigt jede Tastenkappe in einer Tastatur eine LCD-Vorrichtung mit einer speziell für die darzustellenden Bildzeichen ausgebildeten Elektrode.
Kurzfassung der Erfindung
Tastenkappen, die mit selektiv sichtbaren Bildzeichen beschriftet bzw. versehen sind, werden offenbart. Eine beispielhafte Tastenkappe eines Eingabegerätes, wie zum Beispiel eine Tastatur, umfasst ein Gehäuse, das eine zumindest teilweise transparente Oberseite hat. Ein Bildzeichen, zum Beispiel ein Buchstabe oder ein Symbol, hergestellt aus einem polarisierenden Material, ist auf der Oberseite der Tastenkappe angeordnet. Das Bildzeichen weist eine erste Polarisationsebene auf. Ein Flüssigkristallfeld ist im Inneren des Gehäuses unterhalb des Bildzeichens angebracht. Das Flüssigkristallfeld ist größer als das über ihm liegende Bildzeichen. Ein Polarisationsfilter, welcher eine zweite Polarisationsebene aufweist, ist zwischen dem Flüssigkristallfeld und einer reflektierenden Oberfläche, welche eine Trägerplatine bzw. -platte sein kann, angeordnet. Die zweite Polarisationsebene kann zur ersten Polarisationsebene des Bildzeichens rechtwinklig liegen, wodurch das Bildzeichen im Normalfall dunkel (sichtbar) erscheint, wenn das Flüssigkristallfeld nicht aktiviert ist. Alternativ kann die zweite Polarisationsebene zur ersten Polarisationsebene des Bildzeichens parallel liegen, wodurch das Bildzeichen im Normalfall hell (unsichtbar) erscheint, wenn das Flüssigkristallfeld nicht aktiviert ist.
Licht dringt durch die transparente Oberseite in die Tastenkappe ein und wird an der Unterseite der Tastenkappe durch die reflektierende Trägerplatine reflektiert. Das reflektierte Licht wird vom Polarisationsfilter polarisiert. Das polarisierte Licht durchläuft das Flüssigkristallfeld, welches die Polarisationsebene des Lichts, das es durchläuft, selektiv dreht, wenn das Flüssigkristallfeld aktiviert ist. Bei Aktivierung, das heißt, wenn eine Spannung angelegt wird, dreht das Flüssigkristallfeld selektiv die Polarisationsebene des Lichtes auf einer Fläche größer als diejenige des darüber liegenden Bildzeichens.
In einer „Normal-Dunkel-Anordnung“ liegt die Polarisationsebene des Bildzeichens rechtwinklig zur Polarisationsebene des Polarisationsfilters. Beispielsweise könnte das Polarisationsfilter in x-Richtung polarisiert sein und das Bildzeichen könnte in y-Richtung polarisiert sein. In x-Richtung polarisiertes Licht, welches durch das inaktive Flüssigkristallfeld läuft, wird vom in y-Richtung polarisierten Bildzeichen absorbiert, was das Bildzeichen gegenüber seiner Umgebung auf der Tastenkappe dunkel erscheinen lässt. Der Benutzer sieht folglich ein dunkles Bildzeichen mit gutem Kontrast gegenüber der sichtbaren, reflektierenden Trägerplatine. Im aktiven Zustand dreht das Flüssigkristallfeld die Polarisationsebene des reflektierten, polarisierten Lichtes, sodass sie die gleiche Ausrichtung wie die der Polarisationsebene des Bildzeichens erhält. Das Bildzeichen wird unsichtbar, da das reflektierte Licht das Bildzeichen genauso durchläuft wie die unpolarisierte Oberseite der Tastenkappe, auf welcher sich das Zeichen befindet.
Die Tastenkappe erlaubt es, eine Beschriftung wie zum Beispiel ein Bildzeichen selektiv erscheinen oder verschwinden zu lassen. Die vorgestellte Tastenkappe basiert auf einem Flüssigkristallfeld mit einem einheitlichen Design, das heißt, das gleiche Flüssigkristallfeld kann für jede Tastenkappe verwendet werden. Die Vielseitigkeit bei der Anzeige der jeweiligen Information, das heißt verschiedener Bildzeichen, auf jeder Tastenkappe wird durch polarisierende Buchstaben- und/oder Symbolelemente bereitgestellt, welche auf dem Tastenkappengehäuse, vorzugsweise auf der Oberseite des Tastenkappengehäuses, angebracht sind. Um Anpassungen zu ermöglichen, kann jedes Bildzeichen, d. h. jedes Buchstaben- und/oder Symbolelement, leicht entfernt oder ersetzt werden.
Bei der vorliegenden Tastenkappe dreht das Flüssigkristallfeld die Polarisationsebene des Lichtes auf einer großen, typischerweise rechteckigen Fläche. Das sichtbare Bildzeichen wird von der Form des Buchstaben- und/oder Symbolelementes bestimmt, das aus polarisierendem Material hergestellt ist. Die Buchstaben- und/oder Symbolelemente sind an das Tastenkappengehäuse gekoppelt, vorzugsweise an die durchsichtige Oberseite des Gehäuses mittels einer transparenten Platte oder Filmes. Die Buchstaben- und/oder Symbolelemente können entfernbar sein. Das Flüssigkristallfeld umfasst im Allgemeinen ein erstes und ein zweites Glas- oder transparentes Kunststoffsubstrat, welche sich gegenüber voneinander befinden. Eine transparente leitfähige Schicht ist auf jedem der beiden Glas- oder Kunststoffsubstrate aufgebracht. Eine der beiden leitfähigen Schichten kann in zwei oder mehr Segmente bzw. Partitionen aufgeteilt werden. Jedes Segment kann selektiv aktiviert werden, um die Polarisationsebene des es durchlaufenden Lichtes zu drehen. Die andere leitfähige Schicht stellt im Allgemeinen eine gemeinsame Elektrode bereit. Zwischen die beiden transparenten leitfähigen Schichten ist eine Flüssigkristallschicht angeordnet. Eine Platte aus polarisierendem Material ist an der Unterseite des Flüssigkristallfeldes angebracht.
Eine beleuchtete Oberfläche ist an der Unterseite der Tastenkappe angeordnet. Die beleuchtete Fläche kann reflektierend sein und Umgebungslicht reflektieren, welches von oben in die Tastenkappe eindringt. Alternativ kann eine Lichtquelle in der Tastenkappe bereitgestellt werden, um Licht auf die beleuchtete Oberfläche zu strahlen. Die beleuchtete Oberfläche kann (halb)transparent sein und von unten durchleuchtet werden. Die beleuchtete Oberfläche kann auch ein Lichtleiter sein, welcher wirksam an eine Lichtquelle angeschlossen ist.
Das Flüssigkristallfeld kann für jede Tastenkappe eines Eingabegerätes identisch sein. Die Realisierung von verschiedenen Tastenkappen kann auf einen Montageprozess nach abgeschlossener Fertigung verschoben werden. Eine Tastatur kann kostengünstig angepasst werden, zum Beispiel für die Verwendung in verschiedenen Sprachen, indem einfach die transparenten Platten, auf welchen sich die polarisierenden Buchstaben- und Symbolelemente befinden, ausgetauscht werden. Eine Tastenkappe kann alternative Bildzeichen darstellen, welche selektiv angezeigt werden können, und es einem Endbenutzer erlauben, zwei alternative Sprachlayouts der Tastatur selektiv anzeigen zu lassen. Eine Tastatur, die auf den offenbarten Tastenkappen basieren, können zum Beispiel selektiv beschriftet sein als eine „QWERTY“ Tastatur, wenn auf Englisch geschrieben wird, und als „QWERTZ“ Tastatur, wenn auf Deutsch geschrieben wird.
Ein Verfahren zum selektiven Anzeigen eines Bildzeichens auf einer Tastenkappe umfasst:
Bereitstellen einer beleuchteten Oberfläche an der Unterseite der Tastenkappe;
Bereitstellen eines Bildzeichens, hergestellt aus polarisierendem Material;
Polarisieren des Lichtes, welches von der beleuchteten Oberfläche ausgeht;
selektives Drehen der Polarisationsebene des polarisierten Lichtes; und
Beleuchten des Bildzeichens von unten mit dem selektiv gedrehten, polarisierten Licht.
Die beleuchtete Oberfläche kann Umgebungslicht reflektieren, welches in die Tastenkappe durch eine transparente Oberfläche eintritt. Sie kann alternativ auch von einer Lichtquelle im Inneren der Tastenkappe beleuchtet werden. Die selektive Drehung des Lichtes kann durch ein Flüssigkristallfeld bewerkstelligt werden. Insbesondere kann die selektive Drehung der Polarisationsebene des polarisierten Lichtes mittels Anlegen einer Spannung an ein Flüssigkristallfeld bewirkt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Explosionsdarstellung einer Tastenkappe einschließlich eines Flüssigkristallfeldes und polarisierender Bildzeichen.
2 stellt Teile einer alternativen Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld dar.
3 ist eine detaillierte Explosionsdarstellung einer Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld und polarisierenden Bildzeichen.
4 ist eine Explosionsdarstellung einer Tastenkappe einschließlich eines Flüssigkristallfeldes und polarisierender Bildzeichen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
5 stellt Teile einer alternativen Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld dar gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
6 ist eine detaillierte Explosionsdarstellung einer Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld und polarisierenden Bildzeichen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Tastenkappe 1 mit einem Flüssigkristallfeld 11 und polarisierenden Bildzeichen 4, 5. Die Tastenkappe 1 umfasst ein Gehäuse 8, dessen Oberseite 10 transparent ist und es Licht ermöglicht durch sie hindurch zu dringen. Die Ausrichtung bzw. Orientierung der Oberseite 10 des Gehäuses wird im Folgenden als XY-Ebene bezeichnet. Eine Trägerplatine 24 ist an der Unterseite der Tastenkappe angeordnet. Polarisierende Bildzeichen 4, 5 wie zum Beispiel ein Buchstabenelement 4 oder ein Symbolelement 5 können auf der transparenten Oberseite 10 des Gehäuses 8 angebracht sein. Insbesondere können die polarisierenden Bildzeichen 4, 5 in einer transparenten Platte 2 eingearbeitet sein, welche Fixierung, Anbringung und Schutz der Bildzeichen 4, 5 bereitstellt. Die transparente Platte 2 ist nicht polarisierend und kann ein Klebemittel zur Anbringung der transparenten Platte 2 auf der Oberseite 10 des Gehäuses 8 umfassen. Nur die mit der transparenten Platte 2 verbundenen Bildzeichen 4, 5 bestehen aus polarisierendem Material. Das polarisierende Material ist im Allgemeinen ein mit Iod imprägniertes Polyvinylalkohol(PVA)polymer oder ein Film vom dichroitischen Färbungstyp. Polarisierender Film wird durch Färbung des Filmes (hauptsächlich Polyvinylalkohol (PVA)) oder durch Jod hergestellt, welches in die Oberfläche des Filmes absorbiert, dann gedehnt und ausgerichtet wird.
Die transparente Platte 2 kann von der Tastenkappe 1 ablösbar sein. Insbesondere kann die transparente Platte 2 eine oder mehrere Mittel zur Anordnung und Befestigung 3 aufweisen, um die mechanische Fixierung der transparenten Platte 2 auf der Oberseite 10 des Gehäuses 8 zu unterstützen. Die Mittel zur Anordnung und Befestigung 3 können ein oder mehrere Tabs bzw. Laschen umfassen, welche die transparenten Platte 2 mit den entsprechenden Nuten im Gehäuse 8 lösbar verbinden.
Ein Flüssigkristallfeld 11 ist im Gehäuse 8 unterhalb und im Wesentlichen parallel zu den Bildzeichen 4, 5 in einer XY-Ebene angeordnet. Das Flüssigkristallfeld 11 ist konfiguriert, um die Polarisationsebene des es durchlaufenden Lichtes selektiv zu drehen. Ein Polarisationsfilter 17 ist zwischen dem Flüssigkristallfeld 11 und der Trägerplatine 24 angeordnet. Das Flüssigkristallfeld 11 kann eine elektrisch gesteuerte, verdrillt-nematische Vorrichtung bzw. Anordnung sein, welche die Polarisation des Lichtes dreht, wenn dieses die Flüssigkristallschicht des Flüssigkristallfeldes durchläuft und eine genügend große Spannung am Flüssigkristallfeld 11 angelegt wird. Das Flüssigkristallfeld 11 kann mit einer flexiblen, gedruckten Leitung 22 über ein Elastomer-Verbindungselement 20 verbunden sein. Das Elastomer-Verbindungselement 20 kann zwischen elektrischen Kontakten des Flüssigkristallfeldes 11 und elektrischen Kontakten des flexiblen Schaltungskabels 22 angeordnet sein. Das Flüssigkristallfeld 11 ist vorzugsweise mit einer externen Schaltung zum vorzugsweisen statischen Betrieb elektrisch verbunden.
Die Trägerplatine 24 ist fest an der Unterseite des Gehäuses 8 angebracht und hält die Komponenten innerhalb der Tastenkappe 1 zusammen. Die Trägerplatine 24 kann per Klebeverbindung, durch Laserschweißen oder auf mechanische Weise mittels Presspass- oder Einrastverbindung mit dem Gehäuse 8 verbunden werden. Die obere Oberfläche der Trägerplatine 24 ist beleuchtet. Insbesondere kann die obere Oberfläche der Trägerplatine 24 reflektierend sein, so dass durch die transparente Oberseite 10 des Gehäuses 8 in die Tastenkappe 1 eintretendes Umgebungslicht an der Trägerplatine 24 reflektiert wird.
In einer „Normal-Dunkel“-Ausführungsform erscheinen die polarisierenden Bildzeichen 4, 5 dunkel (sichtbar), wenn das Flüssigkristallfeld 11 nicht aktiviert ist, und erscheinen hell (werden unsichtbar), wenn das Flüssigkristallfeld 11 aktiviert ist. Dies wird durch rechtwinklige Anordnung der Polarisationsebene des Polarisationsfilters 17 zur Polarisationsebene der polarisierenden Bildzeichen 4, 5 erreicht. Beispielsweise kann der Polarisationsfilter 17 derart angeordnet sein, dass das ihn durchlaufende Licht im Allgemeinen in der XZ-Ebene polarisiert wird. Die polarisierenden Bildzeichen 4, 5 können eine YZ-Polarisationsebene aufweisen. Externes Licht, welches durch die transparente Oberseite 10 in die Tastenkappe 1 eintritt, passiert das Polarisationsfilter 17, um die reflektierende Trägerplatine 24 zu erreichen. Die Trägerplatine 24 reflektiert das Licht zurück, welches ein zweites Mal das Polarisationsfilter 17 passiert. An dieser Stelle wird das Licht in der XZ-Ebene polarisiert, d.h. x-polarisiert. Wenn das Flüssigkristallfeld 11 nicht aktiviert ist, d.h. keine Spannung an selbiges angelegt wird, durchläuft das Licht das Flüssigkristallfeld 11 ohne seine Polarisationsebene zu verändern. Das x-polarisierte Licht beleuchtet das Bildzeichen 4, 5 von unten, wo es absorbiert wird, da das Bildzeichen 4, 5 nur für y-polarisiertes Licht lichtdurchlässig ist. Die das Bildzeichen umgebende Oberfläche erscheint hell, da sie unpolarisiert und transparent ist.
Wenn das Flüssigkristallfeld 11 aktiviert ist, d. h. eine genügend hohe Spannung an selbiges angelegt wird, ändert durch das Flüssigkristallfeld 11 laufendes Licht seine Polarisationsebene und ist fortan y-polarisiert anstatt wie vorher x-polarisiert. Das nun y-polarisierte Licht tritt durch das Bildzeichen 4, 5, da das Bildzeichen 4, 5 lichtdurchlässig für y-polarisiertes Licht ist. Das Bildzeichen 4, 5 wird praktisch unsichtbar und hat dabei die gleiche, helle Erscheinung wie die es umgebende Oberfläche.
In einer „Normal-Hell“-Ausführungsform erscheinen die polarisierten Bildzeichen 4‘, 5‘ dunkel (sichtbar), wenn das Flüssigkristallfeld 11 aktiviert ist, und erscheinen hell (unsichtbar), wenn das Flüssigkristallfeld 11 nicht aktiviert ist. Dies wird erreicht durch parallele Anordnung der Polarisationsebene des Polarisationsfilters 17 zur Polarisationsebene der polarisierenden Bildzeichen 4‘, 5‘. Zum Beispiel kann der Polarisationsfilter 17 derart angeordnet werden, dass das ihn durchlaufende Licht in der XZ-Ebene generell polarisiert wird. Die polarisierenden Bildzeichen 4‘, 5‘ weisen ebenfalls eine XZ-Polarisationsebene auf. Externes Licht, welches durch die transparente Oberseite 10 in die Tastenkappe 1 einfällt, passiert das Polarisationsfilter 17, um die reflektierende Trägerplatine 24 zu erreichen. Die Trägerplatine 24 reflektiert das Licht zurück, welches ein zweites Mal das Polarisationsfilter 17 passiert. An dieser Stelle wird das Licht in der XZ-Ebene polarisiert, d.h. x-polarisiert. Wenn das Flüssigkristallfeld 11 nicht aktiviert ist, d.h. keine Spannung an selbiges angelegt wird, durchläuft das Licht das Flüssigkristallfeld 11 ohne seine Polarisationsebene zu verändern. Das x-polarisierte Licht beleuchtet das Bildzeichen 4‘, 5‘ von unten und durchläuft es. Das Bildzeichen 4‘, 5‘ wird praktisch unsichtbar und weist die gleiche, helle Erscheinung wie die es umgebende Oberfläche auf.
Wenn das Flüssigkristallfeld 11 aktiviert ist, d.h. eine genügend hohe Spannung an selbiges angelegt wird, ändert durch das Flüssigkristallfeld 11 laufendes Licht seine Polarisationsebene und ist fortan y-polarisiert anstatt wie vorher x-polarisiert. Das nun y-polarisierte Licht wird durch das Bildzeichen 4‘, 5‘ absorbiert, da das Bildzeichen 4‘, 5‘ lichtdurchlässig nur für x-polarisiertes Licht ist. Die das Bildzeichen umgebende Oberfläche erscheint hell, da sie unpolarisiert und transparent ist.
Die Tastenkappe 1 kann mit einem Schalter mit Scherenmechanik (nicht abgebildet) verbunden sein und konfiguriert sein, um in Z-Richtung auf und ab bewegt zu werden. Eine Vielzahl an Tastenkappen 1 können innerhalb einer Tastatur benutzt werden.
Wie in 1 abgebildet, können die polarisierenden Bildzeichen 4, 5 auf der Oberseite 10 des Gehäuses 8 der Tastenkappe 1 befestigt sein. Alternativ können die polarisierenden Bildzeichen 4, 5 irgendwo zwischen der Oberseite 10 des Gehäuses 8 und dem Flüssigkristallfeld 11 angeordnet sein und können beispielsweise auf der oberen Oberfläche des Flüssigkristallfeldes 11 innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet werden. Im Gegensatz zu bekannten Flüssigkristall-Anzeigen gibt es keine polarisierende Schicht, welche den gesamten Oberflächenbereich oberhalb des Flüssigkristallfeldes 11 abdeckt. Oberhalb des Flüssigkristallfeldes 11 sind nur die Bildzeichen 4, 5 aus polarisierendem Material hergestellt.
In einer alternativen Ausführungsform, welches in 2 dargestellt ist, sind ein polarisierendes Buchstabenelement 4 und ein polarisierendes Symbolelement 5 auf der transparenten Oberseite 10 des Tastenkappengehäuses 8 angebracht. Ein unterteiltes Flüssigkristallfeld 11 ist in vier getrennte Segmente bzw. Partitionen 15a–d aufgeteilt. Jedes Segment 15a, 15b, 15c, 15d ist getrennt steuerbar, um die Polarisationsebene des Lichtes, welche durch jedes der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d tritt, selektiv zu drehen. Das polarisierende Buchstabenelement 4 und das polarisierende Symbolelement 5 sind derart an den Segmenten 15a–d des unterteilten Flüssigkristallfeld 11 ausgerichtet, dass jedes Bildzeichen 4, 5 zu einem Segment der unterteilten Flüssigkristallanzeige zugehörig ist. Wie dargestellt, ist das Buchstabenelement 4 einem ersten Segment 15a des unterteilten Flüssigkristallfeldes 11 zugehörig. Das Symbolelement 5 ist einem zweiten Segment 15c des unterteilten Flüssigkristallfeldes 11 zugehörig. Das Buchstabenelement 4 und das Symbolelement 5 sind derart dimensioniert, dass ihre Oberflächen komplett in die Oberfläche der jeweiligen Segmente 15a, 15c des darunterliegenden unterteilten Flüssigkristallfeldes 11 fallen. Insbesondere sind die maximalen Ausdehnungen in x- und y-Richtung des Buchstabenelementes 4 kleiner als die Ausdehnungen in x- und y-Richtung des darunterliegenden, zugehörigen, rechteckigen Segmentes 15a. Die maximalen Ausdehnungen in x- und y-Richtung des Symbolelementes 5 sind kleiner als die Ausdehnungen in x- und y-Richtung des darunterliegenden, zugehörigen, rechteckigen Segmentes 15c.
Eine detailliertere Ansicht der Tastenkappe 1 wird in 3 bereitgestellt. Das Flüssigkristallfeld 11 umfasst im Allgemeinen ein erstes Glassubstrat 12 und ein zweites Glassubstrat 16, welche sich gegenüber voneinander befinden und in parallelen XY-Ebenen angeordnet sind. Alternativ können die Glassubstrate 12 und 16 durch transparente Kunststoffsubstrate ersetzt werden. Eine erste transparente Leiterschicht bzw. leitfähige Schicht 13 ist auf dem ersten Glassubstrat 12 aufgebracht. Eine zweite transparente Leiterschicht bzw. leitfähige Schicht 15 ist auf dem zweiten Glassubstrat 16 aufgebracht. Die zweite transparente Leiterschicht 15 ist vorzugsweise in mehrere Segmente 15a–d aufgeteilt. Jedes Segment 15a, 15b, 15c, 15d kann selektiv aktiviert werden, um die Polarisationsebene des es durchlaufenden Lichtes zu drehen. Die erste transparente Leiterschicht 13 stellt im Allgemeinen eine gemeinsame Elektrode dar. Eine Flüssigkristallschicht 14 ist zwischen der ersten transparenten Leiterschicht 13 und der zweiten transparenten Leiterschicht 15 angeordnet. Die Leiterschichten 13, 15 können aus transparenten, leitenden Oxiden (Transparent Conductive Oxides, TCO) wie zum Beispiel Indium-Zinnoxid (Indium Tin Oxide, ITO) hergestellt sein, welche auf das Glas- oder Kunststoffsubstrat 12, 16 aufgebracht sind.
Jedes Segment 15a, 15b, 15c, 15d der zweiten transparenten Leiterschicht 15 wird vorzugsweise in statischer Betriebsart gesteuert, d.h. eine konstante Spannung wird an jedes Segment 15a–d, welches es zu aktivieren gilt, angelegt. Die erste transparente Leiterschicht 13 sowie die zweite transparente Leiterschicht 15, bzw. jedes ihrer Segmente 15a–d, sind mit einer flexiblen, gedruckten Leitung 22 über ein Elastomer-Verbindungselement 20 verbunden. Alternativ kann das Flüssigkristallfeld mittels Heißsiegel mit der flexiblen, gedruckten Leitung verbunden werden.
Eine Platte aus polarisierendem Material 17 ist auf der Unterseite des Flüssigkristallfeldes 11 angebracht. Eine reflektierende Oberfläche 18 kann auf der Oberseite der Trägerplatine 24 aufgebracht sein und durch die transparente Oberseite 10 in die Tastenkappe 1 eintretendes Licht reflektieren. Anstatt eine reflektierende Trägerplatine 24 oder eine reflektierende Oberfläche 18 über der Trägerplatine 24 zu verwenden, kann eine aktive Lichtquelle im Inneren der Tastenkappe 1 benutzt werden. In diesem Fall kann die Trägerplatine 24 transparent sein und von unten von einer sich unterhalb der Trägerplatine befindenden Lichtquelle beleuchtet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die reflektierende Oberfläche 18 durch einen Lichtleiter ersetzt werden, welcher aktiv von einer Lichtquelle beleuchtet wird.
Das polarisierende Buchstabenelement 4 und/oder das polarisierende Symbolelement 5 sind vorzugsweise in eine transparente Platte 2 eingearbeitet. Die transparente Platte 2, welche das polarisierende Buchstabenzeichen 4 und/oder das polarisierende Symbolelement 5 umfasst, ist so gestaltet, um einfach auf dem Tastenkappengehäuse 8 angebracht zu werden und von dem Tastenkappengehäuse 8 entfernt zu werden. Außerhalb des polarisierenden Buchstabenelementes 4 und/oder des polarisierenden Symbolelementes 5 ist die transparente Platte nicht polarisierend.
Das Flüssigkristallfeld 11 kann umgedreht werden, sodass sich die gemeinsame, erste, transparente Leiterschicht 13 unterhalb der unterteilten, zweiten, transparenten Leiterschicht 15 befindet. Das Flüssigkristallfeld 11 kann am Gehäuse 8 angebracht sein oder auf der Trägerplatine 24 angebracht sein.
In 4 ist eine Explosionsdarstellung einer Tastenkappe einschließlich eines Flüssigkristallfeldes und polarisierender Bildzeichen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Gleiche Bauteile weisen gleiche Bezugszeichen auf. 4 unterscheidet sich von der Anordnung in 1 insbesondere dahingehend, dass das Flüssigkristallfeld 11 innerhalb des Gehäuses 8 unterhalb des Polarisationsfilters 17 angeordnet ist und das polarisierende Buchstabenelement 4 und/oder das polarisierende Symbolelement 5 zwischen dem Flüssigkristallfeld 11 und der Trägerplatine 24 angeordnet ist.
In 5 sind Teile einer alternativen Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Gleiche Bauteile weisen gleiche Bezugszeichen auf.
6 zeigt eine detaillierte Explosionsdarstellung einer Tastenkappe mit einem partitionierten Flüssigkristallfeld und polarisierenden Bildzeichen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Gleiche Bauteile weisen gleiche Bezugszeichen auf. 6 unterscheidet sich von der Anordnung in 3 insbesondere dahingehend, dass das Flüssigkristallfeld 11 innerhalb des Gehäuses 8 unterhalb des Polarisationsfilters 17 angeordnet ist und das polarisierende Buchstabenelement 4 und/oder das polarisierende Symbolelement 5 zwischen dem Flüssigkristallfeld 11 und der Trägerplatine 24 angeordnet ist.
Der Fachmann erkennt, dass das Gehäuse 8 und/oder die transparente Platte 2 unterschiedliche Formen und Größen annehmen können. Das Gehäuse 8 könnte beispielsweise nur aus halbtransparentem Material bestehen oder einen Ausschnitt auf seiner Oberseite 10 besitzen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es für den Fachmann leicht ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung eine Vielzahl an Modifikationen, Ersetzungen, Variationen und breite äquivalente Anordnungen abdecken, die in den Schutzbereich und den Umfang der folgenden Ansprüche einbezogen sind.

Claims

Tastenkappe für ein Eingabegerät, umfassend ein Gehäuse mit einer zumindest teilweise transparenten Oberseite; ein Bildzeichen aus einem polarisierenden Material, welches eine erste Polarisationsebene aufweist; eine Trägerplatine, die an einer Unterseite des Gehäuses gegenüber der Oberseite angeordnet ist; ein Polarisationsfilter, der eine zweite Polarisationsebene aufweist, ein Flüssigkristallfeld, welches konfiguriert ist, um die Polarisationsebene des Lichtes, welches von der Trägerplatine durch das Flüssigkristallfeld zur Oberseite des Gehäuses durchläuft, selektiv zu drehen, wobei das Bildzeichen als Reaktion auf die selektive Drehung der Polarisationsebene des das Flüssigkristallfeld durchlaufenden Lichtes hell oder dunkel erscheint, wobei entweder das Flüssigkristallfeld innerhalb des Gehäuses unterhalb des Bildzeichens angeordnet ist und der Polarisationsfilter zwischen dem Flüssigkristallfeld und der Trägerplatine angeordnet ist, oder das Flüssigkristallfeld innerhalb des Gehäuses unterhalb des Polarisationsfilters angeordnet ist und das Bildzeichen zwischen dem Flüssigkristallfeld und der Trägerplatine angeordnet ist.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatine reflektierend ist und von Licht beleuchtet ist, welches in die Tastenkappe eindringt durch die zumindest teilweise transparente Oberseite.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatine zumindest teilweise transparent ist und angestrahlt ist von einer unter der Trägerplatine angeordneten Lichtquelle.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei das Bildzeichen kleiner als das Flüssigkristallfeld ist.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei die die erste Polarisationsebene rechtwinklig zur zweiten Polarisationsebene ist, dadurch verursachend, dass das Bildzeichen im Normalfall dunkel erscheint, wenn das Flüssigkristallfeld nicht aktiv ist.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei die erste Polarisationsebene parallel zur zweiten Polarisationsebene ist, dadurch verursachend, dass das Bildzeichen im Normalfall hell erscheint, wenn das Flüssigkristallfeld nicht aktiv ist.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr Bildzeichen aus dem polarisierenden Material angeordnet sind, und wobei das Flüssigkristallfeld zwei oder mehr Segmente umfasst, die mit den zwei oder mehr Bildzeichen ausgerichtet sind, und die unabhängig voneinander gesteuert werden können, um die Polarisationsebene des Lichtes, welches von der Trägerplatte durch jedes Segment des Flüssigkristallfeldes zur Oberseite des Gehäuses tritt, selektiv zu drehen.
Tastenkappe nach Anspruch 7, wobei jedes der zwei oder mehr Bildzeichen kleiner als das jeweilige Segment des Flüssigkristallfeldes ist.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei das Bildzeichen aus einem Klebefilm besteht, der auf der Gehäuseoberseite aufgebracht ist.
Tastenkappe nach Anspruch 9, wobei der Klebefilm ein Mittel zur Ausrichtung aufweist, um das Bildzeichen an der Oberseite des Gehäuses auszurichten.
Tastenkappe nach Anspruch 1, wobei das Bildzeichen aus einem Klebefilm besteht, der auf dem Flüssigkristallfeld aufgebracht ist.
Tastatur, welche eine Vielzahl von Tastenkappen nach Anspruch 1 umfasst.