ES2351076T3 - Dispositivo con tecla sensitiva por efecto capacitivo iluminado y teclado de control que incluye dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de tecla sensitiva (1) por efecto capacitivo para detectar la presencia de un elemento a través de una placa eléctricamente aislante (2), comprendiendo la tecla sensitiva (4) una cara de detección (5) maciza destinada a ir colocada contra una superficie inferior (6) de una guía de luz (7), siendo dicha cara de detección (5) de la tecla sensitiva (4) opaca a la luz y estando soportada dicha tecla sensitiva (4) por una placa de circuito impreso (3), teniendo la guía de luz (7) una superficie maciza de difusión de la luz (11) destinada a ir colocada contra una superficie interior (12) de la placa eléctricamente aislante (2), caracterizado porque el dispositivo de tecla sensitiva (1) incluye: - al menos una fuente luminosa (13) montada sobre la placa de circuito impreso (3) y colocada frente a al menos un primer elemento de difusión (14) de la guía luminosa (7); - estando conectado dicho al menos un primer elemento de difusión (14) de la guía de luz (7) a un segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7); - teniendo dicho segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7) la superficie inferior (6) y la superficie maciza de difusión de la luz (11) de la guía de luz (7); - estando colocado dicho segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7) entre la cara de detección (5) de la tecla sensitiva (4) y la superficie inferior (12) de la placa eléctricamente aislante (2); - estando colocada dicha superficie maciza de difusión de la luz (11) contra la superficie interior (12) de la placa eléctricamente aislante (2) mediante una parte intermedia elástica (8) de la tecla sensitiva (4); - estando realizada al menos una parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante (2) frente a la cara de detección opaca (5) de dicha tecla sensitiva (4) para que pueda pasar la luz emitida por la citada al menos una fuente luminosa (13) y ser difundida a través de la guía de luz (7); - estando al menos un icono dibujado en la placa eléctricamente aislante (2) realizado sobre al menos una parte de la zona definida por la proyección de la cara de detección (5) opaca de dicha tecla sensitiva (4) sobre la citada placa eléctricamente aislante (2); y - recubriendo la superficie maciza de difusión de la luz (11) de la guía de luz (7) al menos la superficie de dicho al menos un icono dibujado en la placa eléctricamente aislante (2).
Description
Dispositivo con tecla sensitiva por efecto
capacitivo iluminado y teclado de control que incluye dicho
dispositivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de tecla sensitiva por efecto capacitivo y a un teclado
de control que incluye dicho dispositivo. Este dispositivo de tecla
sensitiva permite iluminar dicha tecla sensitiva.
Los dispositivos con tecla sensitiva se utiliza
sobre todo en teclados digitales, para aparatos electrodomésticos,
como por ejemplo una placa de cocción, un horno de cocción, una
campana extractora, una lavadora, una secadora de ropa o un
lavavajillas.
Estos dispositivos permiten detectar la
presencia de un elemento, como puede ser el dedo de un usuario, a
través de un cuerpo eléctricamente aislante. El cuerpo
eléctricamente aislante puede ser una placa de vidrio, de
vitrocerámica o de plástico, que constituya un panel de control de
un aparato eléctrico.
En la práctica, el hecho de colocar un dedo en
una zona frente a una tecla sensitiva tiene el efecto de generar una
variación de capacidad dependiente sobre todo de la superficie del
dedo con respecto a una superficie de detección de la tecla
sensitiva.
Conectando eléctricamente la tecla sensitiva a
un circuito electrónico, se puede detectar la variación de la
corriente de alta frecuencia que circula por el circuito constituido
por la tecla sensitiva, el dedo del usuario y el cuerpo del usuario
conectado a tierra.
La zona de apoyo de la tecla sensitiva está
señalado por una serigrafía realizada en una superficie del cuerpo
eléctricamente aislante.
Sin embargo, estos dispositivos de tecla
sensitiva tienen el inconveniente de no permitir conocer el estado
de la tecla sensitiva. El usuario no puede saber con mirar la
interfaz de mando de un aparato eléctrico si la tecla está activada
o desactivada.
El documento WO 2004/107062 A1 presenta un
dispositivo de tecla sensitiva iluminado.
También se conoce un documento EP1376872 que
describe un dispositivo de iluminación de un botón de mando previsto
en un vidrio transparente. Este dispositivo de iluminación comprende
una fuente luminosa, un conductor de luz y un conmutador sensitivo
montado detrás del botón de mando. La fuente luminosa está colocada
a distancia del botón de mando e irradia en el conductor de luz
colocado bajo el cristal. La luz es conducida por la guía de luz en
dirección al botón de mando. Y la luz es conducida al interior de
una zona entre el sensor del conmutador sensitivo y el botón de
mando. Este documento prevé la unión del conductor de luz mediante
encolado en el cristal y/o en el circuito impreso que tiene la
fuente luminosa.
Sin embargo, este dispositivo de iluminación de
un botón de mando presenta el inconveniente de utilizar un medio de
sujeción mediante encolado para unir el conductor de luz al cristal
y/o al circuito impreso.
Ahora bien, la unión mediante encolado provoca
perturbaciones en el funcionamiento del conmutador sensitivo que no
detecta de manera segura y permanente el dedo del usuario al
utilizar el botón de mando. Estas perturbaciones en el
funcionamiento del conmutador sensitivo se deben sobre todo a las
burbujas de aire que se alojan en el interior de la cinta adhesiva
transparente colocada sobre el conductor de luz.
Además, este dispositivo de iluminación de un
botón de mando impone una colocación de la guía de luz fija con
respecto al cristal o al circuito impreso y que impide cualquier
ajuste de la guía de luz con respecto al botón de mando. Este
dispositivo de iluminación no permite tener en cuenta las
deformaciones del circuito impreso y del cristal para colocar la
guía de luz frente a la fuente luminosa.
Por otro lado, la sujeción mediante encolado del
conductor de luz en el circuito impreso o en el cristal no permite
al conmutador sensitivo ajustar el posicionamiento de dicho
conductor de luz en dicho cristal.
La sujeción mediante encolado del conductor de
luz en el circuito impreso o en el cristal tampoco permite
garantizar el contacto permanente entre el cristal, el conductor de
luz y el conmutador sensitivo para obtener un funcionamiento sin
perturbaciones del botón de mando.
Ese dispositivo de iluminación no permite
liberarse de dieléctricos que se pueden generar entre el cristal, el
conductor de luz y el conmutador sensitivo por una corriente de aire
que provoque perturbaciones de funcionamiento del botón de
mando.
La presente invención tiene el objetivo de
resolver los citados inconvenientes y proponer un dispositivo de
tecla sensitiva que permita visualizar el estado de funcionamiento
de la tecla sensitiva.
\newpage
Para ello, la presente invención contempla un
dispositivo de tecla sensitiva por efecto capacitivo para detectar
la presencia de un elemento a través de una placa eléctricamente
aislante, contando la tecla sensitiva con una cara de detección
maciza destinada a ser colocada contra una superficie inferior de
una guía de luz, siendo dicha cara de detección de la tecla
sensitiva opaca a la luz y estando sujetada dicha tecla sensitiva
por una placa de circuito impreso, contando la guía de luz con una
superficie maciza de difusión de la luz destinada a estar colocada
contra una superficie interior de la placa eléctricamente
aislante.
Según la invención, el dispositivo de tecla
sensitiva comprende:
- -
- al menos una fuente luminosa montada en la placa de circuito impreso y colocada frente al menos un primer elemento de difusión de la guía de luz;
- -
- estando dicho al menos un primer elemento de difusión de la guía de luz en contacto con un segundo elemento de difusión de la guía de luz;
- -
- teniendo dicho segundo elemento de difusión de la guía de luz la superficie inferior y la superficie maciza de difusión de la luz de dicha guía de luz;
- -
- estando colocado dicho segundo elemento de difusión de la guía de luz entre la cara de detección de la tecla sensitiva y la superficie inferior de la placa eléctricamente aislante;
- -
- estando colocada dicha superficie maciza de difusión de la luz contra la superficie interior de la placa eléctricamente aislante mediante una parte intermedia elástica de la tecla sensitiva;
- -
- estando al menos una parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante realizada frente a la cara de detección opaca de dicha tecla sensitiva para permitir el paso de la luz emitida por dicha al menos una fuente luminosa y difundida a través de la guía de luz;
- -
- estando al menos un icono representado en la placa eléctricamente aislante realizado sobre al menos una parte de la zona definida por la proyección de la cara de detección opaca de dicha tecla sensitiva en dicha placa eléctricamente aislante; y
- -
- cubriendo la superficie maciza de difusión de la luz de la guía de luz al menos la superficie de dicho al menos un icono representado en la placa eléctricamente aislante.
De este modo, el dispositivo de tecla sensitiva
permite iluminar un icono de una tecla sensitiva que tiene una cara
de detección maciza y opaca a la luz sin realizar una abertura para
el paso de la luz en dicha cara de detección.
Las teclas sensitivas son todas idénticas para
todas las funciones que se pueden asociar a ellas. El coste de
fabricación de las teclas sensitivas se minimiza y permite tener una
única referencia.
La fuente luminosa permite iluminar al menos una
parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante
por medio de la guía de luz y presentar un icono colocado frente a
la cara de detección de la tecla sensitiva. El icono representa una
función de mando mediante el paso de la luz a través de dicha al
menos una parte transparente o translúcida de la placa
eléctricamente aislante.
La colocación de la guía de luz en contacto con
la placa eléctricamente aislante mediante la parte intermedia
elástica de la tecla sensitiva permite evitar que se creen
dieléctricos en forma de corriente de aire entre la placa
eléctricamente aislante, la guía de luz y la cara de detección de la
tecla sensitiva.
De este modo, la tecla sensitiva detecta de
manera segura y fiable un elemento colocado frente a la cara de
detección de la tecla sensitiva a través de la placa eléctricamente
aislante.
La puesta en contacto de la placa eléctricamente
aislante, la guía de luz y la tecla sensitiva está garantizada por
la elasticidad de la parte intermedia de dicha tecla sensitiva.
El contacto de la placa eléctricamente aislante,
la guía de luz y la tecla sensitiva se realiza al apoyarse las
superficies unas sobre otras sin tener que recurrir a un medio de
sujeción.
Sólo la elasticidad de la parte intermedia de la
tecla sensitiva permite comprimir la cara de detección de la tecla
sensitiva en la guía de luz y dicha guía de luz sobre la placa
eléctricamente aislante.
Por otro lado, el icono representado en la placa
eléctricamente aislante está colocado frente a la cara de detección
de la tecla sensitiva permitiendo evitar así tener que buscar la
zona de detección de la tecla sensitiva.
Además, la colocación de la fuente luminosa
frente a un primer elemento de difusión guía de luz permite evitar
ver un punto luminoso a través de la placa eléctricamente aislante.
El primer elemento de difusión difunde la luz de la fuente luminosa
montada en la placa de circuito impreso por la guía de luz.
La superficie inferior del segundo elemento de
difusión de la guía de luz está colocado en la cara de detección de
la tecla sensitiva.
De este modo, la guía de luz está soportada por
la tecla sensitiva y empujada por la parte intermedia elástica de
dicha tecla sensitiva.
Según una característica preferida de la
invención, la guía de luz comprende dos primeros elementos de
difusión de luz que se extienden entre la placa de circuito impreso
y la placa eléctricamente aislante, estando dichos dos primeros
elementos de difusión de luz conectados respectivamente a un extremo
del segundo elemento de difusión de la guía de luz y estando
colocados dichos dos primeros elementos de difusión de luz
respectivamente frente a una fuente luminosa.
De este modo, la luz se difunde a través de los
dos primeros elementos de difusión conectados respectivamente a un
segundo elemento de difusión de la guía de luz para mostrar el icono
representado en la placa eléctricamente aislante. La luz difundida
por las dos fuentes luminosas a través de los elementos de difusión
de la guía de luz es uniforme. Este acondicionamiento de los
elementos de difusión de la guía de luz en el dispositivo de tecla
sensitiva permite evitar pérdidas de luz y garantizar un nivel de
luminosidad determinado por la intensidad de las fuentes
luminosas.
Según otra característica preferida de la
invención, la tecla sensitiva y la guía de luz están colocadas en el
interior de un alojamiento de una caja, extendiéndose dicha caja
desde la placa de circuito impreso hasta la superficie inferior de
la placa eléctricamente aislante.
De este modo, la luz difundida por la guía de
luz es canalizada al interior de un alojamiento de una caja para un
dispositivo de tecla sensitiva sin iluminar otro dispositivo de
tecla sensitiva que pueda estar cerca o sin dejar que pase luz en
dirección a una parte transparente o translúcida de la placa
eléctrica aislante que no pertenezca a dicho dispositivo.
En la práctica, dicho al menos un primer
elemento de difusión de la guía de luz comprende un nervio que se
desliza por el interior de una ranura formada en una pared del
alojamiento de la caja.
De este modo, la guía de luz está colocada
dentro del alojamiento de la caja y se controla el desplazamiento de
ésta. La parte intermedia elástica de la tecla sensitiva permite
desplazar la guía de luz en el interior del alojamiento de la caja
con una dirección predeterminada. El desplazamiento de la guía de
luz es guiado y permite garantizar que el contacto entre la guía de
luz y la placa eléctricamente aislante se realiza en la totalidad de
la superficie maciza de difusión de luz de la guía de luz.
En la descripción que sigue se verán otras
ventajas de la invención.
En los esquemas anexos, dados a título de
ejemplos no limitativos:
- la figura 1 es una vista de despiece que
presenta un teclado de control que comprende un conjunto de
dispositivos de tecla sensitiva según la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva de un
teclado de control que comprende un conjunto de dispositivos de
tecla sensitiva según la invención;
- la figura 3 es una vista en corte que muestra
un modo de realización del dispositivo de tecla sensitiva sin la
placa eléctricamente aislante;
- la figura 4 es una segunda vista en corte,
siguiendo una dirección perpendicular a la figura 3, que muestra un
modo de realización del dispositivo de tecla sensitiva sin la placa
eléctricamente aislante;
- la figura 5 es una vista en corte que muestra
un modo de realización del dispositivo de tecla sensitiva con la
placa eléctricamente aislante; y
- la figura 6 es una segunda vista en corte,
siguiendo una dirección perpendicular a la figura 5, que muestra un
modo de realización del dispositivo de tecla sensitiva con la placa
eléctricamente aislante.
Describiremos en primer lugar, refiriéndonos a
las figuras 1 a 6, un dispositivo de tecla sensitiva por efecto
capacitivo según un modo de realización de la invención.
En la figura 1, se ha presentado
esquemáticamente un teclado de control que comprende un conjunto de
dispositivos de tecla sensitiva según la invención en una vista de
despiece que permite ver los medios necesarios para la aplicación de
la invención.
Por supuesto, el conjunto de estos elementos
está integrado de forma compacta en una caja del teclado de
control.
\newpage
El dispositivo de tecla sensitiva 1 es apto para
detectar la presencia de un elemento, como por ejemplo un dedo del
usuario a través de una placa eléctricamente aislante 2.
La placa eléctricamente aislante 2 está
realizada de un material como el vidrio, la vitrocerámica o el
plástico.
Esta placa eléctricamente aislante 2 constituye
un elemento del mando de un aparato eléctrico doméstico, como por
ejemplo un aparato de cocción, una campana extractora, una lavadora
...
En referencia a la figura 1, se ha mostrado un
ejemplo de realización de esa tecla sensitiva de detección montada
sobre una placa de circuito impreso 3.
La tecla sensitiva 4 comprende una cara de
detección 5 maciza destinada a ir colocada sobre una superficie
inferior 6 de una guía de luz 7.
Esta cara de detección 5 está destinada a estar
en contacto con dicha superficie 6 de la guía de luz 7.
Esta cara de detección 5 está conectada mediante
una parte intermedia 8 a una base 9 destinada a ir montada por
ejemplo mediante contactos de conexión 10 a la placa de circuito
impreso 3.
La parte intermedia 8 presenta en este modo de
realización cierta flexibilidad para que la cara de detección 5 esté
en apoyo elástico contra dicha superficie 6 de la guía de luz 7 sea
cual sea el fallo de paralelismo entre la placa eléctricamente
aislante 2 y la placa de circuito impreso 3.
Por otro lado, se puede utilizar cualquier tipo
de tecla sensitiva 4 siempre que tenga una cara de detección 5 para
entrar en contacto con una superficie inferior 6 de la guía de luz 7
y que dicha cara de detección 5 sea maciza y opaca a la luz.
De manera clásica en este tipo de detección por
efecto capacitivo, la tecla sensitiva 4 está conectada
eléctricamente a un circuito electrónico de detección, por ejemplo
soportado por la placa de circuito impreso 3.
Preferentemente, la tecla sensitiva 4 por efecto
capacitivo está formada por una hoja muelle en forma de Z. La base 9
de la hoja muelle, plana, forma con la cara de detección 5, las dos
partes extremas de la Z, estando formada la parte mediana 8 por la
parte oblicua de la Z.
La base 9 y la cara de detección 5 son
sensiblemente planas y la parte oblicua 8 es tal que permite una
flexibilidad de la tecla sensitiva 4.
El circuito electrónico de detección (no
representado) cuenta en particular con un generador de corriente de
alta frecuencia y con un medio de medición de la variación de dicha
corriente en el circuito eléctrico formado a través de la tecla
sensitiva 4 conectado a tierra cuando hay un dedo del usuario frente
a esta tecla sensitiva 4.
El dispositivo de tecla sensitiva 1 por efecto
capacitivo permite detectar la presencia de un elemento a través de
una placa eléctricamente aislante 2.
La cara de detección 5 de la tecla sensitiva 4
es opaca a la luz.
La cara de detección 5 no tiene abertura para el
paso de la luz para garantizar la sensibilidad de la tecla sensitiva
4. Una abertura en la cara de detección 5 tiene como efecto
deteriorar el efecto capacitivo de la tecla sensitiva 4 y disminuir
la comodidad de mando de un aparato eléctrico doméstico que cuente
con un dispositivo de tecla sensitiva 1 por efecto capacitivo.
La cara de detección 5 está realizada sin
perforaciones o al menos una abertura para el paso de la luz para
estandarizar la tecla sensitiva 4 para todos los mandos de un
aparato eléctrico doméstico. La tecla sensitiva 4 única es apta para
ponerla en funcionamiento sea cual sea la función de mando y para
ser montada en cualquier placa de circuito impreso 3.
La cara de detección 5 no necesita una
personalización para permitir la retroiluminación de la tecla
sensitiva 4.
La tecla sensitiva 4 está soportada por una
placa de circuito impreso 3.
La guía de luz 7 comprende una superficie maciza
de difusión de la luz 11 destinada a ir colocada contra una
superficie interior 12 de la placa eléctricamente aislante 2 y,
generalmente, contra una superficie destinada a ser colocada en el
interior de un aparato, no visible ni accesible para el usuario.
El dispositivo de tecla sensitiva 1 comprende al
menos una fuente luminosa 13 montada en la placa de circuito impreso
3 y colocado frente a al menos un primer elemento de difusión 14 de
la guía de luz 7.
\newpage
Dicho al menos un primer elemento de difusión 14
de la guía de luz 7 está conectado a un segundo elemento de difusión
15 de la guía de luz 7.
Dicho segundo elemento de difusión 15 de la guía
de luz 7 incluye la superficie inferior 6 y la superficie maciza de
difusión de la luz 11 de dicha guía de luz 7.
Dicho segundo elemento de difusión 15 de la guía
de luz 7 está colocado entre la cara de detección 5 de la tecla
sensitiva 4 y la superficie inferior 12 de la placa eléctricamente
aislante 2.
Dicha superficie maciza de difusión de la luz 11
está colocada contra la superficie interior 12 de la placa
eléctricamente aislante 2 mediante una parte intermedia elástica 8
de la tecla sensitiva 4.
La superficie de difusión de la luz 11 es maciza
para evitar que se forme una corriente de aire entre la placa
eléctricamente aislante 2 y la guía de luz 7.
De este modo, el funcionamiento de la tecla
sensitiva 4 no se ve perturbado por la formación de un
dieléctrico.
Al menos una parte transparente o translúcida
(no representada) de la placa eléctricamente aislante 2 está
realizada frente a la cara de detección 5 opaca de la tecla
sensitiva 4 para que pueda pasar la luz emitida por dicha al menos
una fuente luminosa 13 y ser difundida a través de la guía de luz
7.
La forma de dicha al menos una parte
transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante 2
permite definir la forma de la iluminación del dispositivo de tecla
sensitiva 1.
Al menos un icono (no representado) en la placa
eléctricamente aislante 2 está dibujado en la parte definida por la
proyección de la cara de detección 5 opaca de la tecla sensitiva 4
en dicha placa eléctricamente aislante 2.
La superficie maciza de difusión de la luz 11 de
la guía de luz 7 cubre al menos la superficie de dicho al menos un
icono dibujado en la placa eléctricamente aislante 2.
De este modo, el dispositivo de tecla sensitiva
1 permite iluminar un icono de una tecla sensitiva 4 que comprende
una cara de detección 5 maciza y opaca a la luz sin realizar una
abertura para que pase la luz en dicha cara de detección 5.
Las teclas sensitivas 4 son todas idénticas para
todas las funciones que puedan estar asociadas a ellas. El coste de
fabricación de las teclas sensitivas 4 se minimiza y permite tener
una única referencia.
La fuente luminosa 13 permite iluminar al menos
una parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente
aislante 2 por medio de la guía de luz 7 y presentar un icono
colocado frente a la cara de detección 5 de la tecla sensitiva 4. El
icono representa una función de mando mediante el paso de luz a
través de dicha al menos una parte transparente o translúcida de la
placa eléctricamente aislante 2.
La colocación de la guía de luz 7 en contacto
con la placa eléctricamente aislante 2 mediante la parte intermedia
elástica 8 de la tecla sensitiva 4 permite evitar que se creen
dieléctricos en forma de corriente de aire entre la placa
eléctricamente aislante 2, la guía de luz 7 y la cara de detección 5
de la tecla sensitiva 4.
De este modo, la tecla sensitiva 4 detecta de
manera segura y fiable un elemento colocado frente a la cara de
detección 5 de la tecla sensitiva 4 a través de la placa
eléctricamente aislante 2.
La puesta en contacto de la placa eléctricamente
aislante 2, la guía de luz 7 y la tecla sensitiva 4 queda
garantizada por la elasticidad de la parte intermedia 8 de dicha
tecla sensitiva 4.
El contacto de la placa eléctricamente aislante
2, la guía de luz 7 y la tecla sensitiva 4 se realiza al apoyarse
las superficies unas sobre otras sin tener que recurrir a un medio
de sujeción.
Sólo la elasticidad de la parte intermedia 8 de
la tecla sensitiva 4 permite comprimir la cara de detección 5 de la
tecla sensitiva 4 sobre la guía de luz 7 y dicha guía de luz 7 sobre
la placa eléctricamente aislante 2.
Además, la elasticidad de la hoja muelle de la
tecla sensitiva 4 plegada en forma de Z está ajustada para que
aplique un esfuerzo suficiente sobre la superficie inferior 6 de la
guía de luz 7 para colocar la superficie de difusión de la luz 11
contra la placa eléctrica aislante 2.
No obstante, la elasticidad de la hoja muelle de
la tecla sensitiva 4 plegada en forma de Z está ajustada para que no
aplique un esfuerzo demasiado importante sobre la guía de luz 7 y
sobre la placa de circuito impreso 3.
El hueco central de la tecla sensitiva 4
permite, al comprimirla, mantener la cara de detección 5 plana
gracias a una rigidez superior a la de la parte intermedia 8.
Por otro lado, el icono representado en la placa
eléctricamente aislante 2 está colocado frente a la cara de
detección 5 de la tecla sensitiva 4 y permite así evitar tener que
buscar la zona de detección de la tecla sensitiva 4.
Además, la colocación de la fuente luminosa 13
frente a un primer elemento de difusión 14 guía de luz 7 permite
evitar ver un punto luminoso a través de la placa eléctricamente
aislante 2. El primer elemento de difusión 14 difunde la luz de la
fuente luminosa 13 montado sobre la placa de circuito impreso 3 en
la guía de luz 7.
La superficie inferior 6 del segundo elemento de
difusión 15 de la guía de luz 7 está colocado en la cara de
detección 5 de la tecla sensitiva 4.
De este modo, la guía de luz 7 está soportada
por la tecla sensitiva 4 y empujada por la parte intermedia elástica
8 de dicha tecla sensitiva 4.
La superficie inferior 6 de la guía de luz 7
refleja la luz en dirección a la placa eléctricamente aislante
2.
De este modo, la luz es difundida en dirección a
dicha al menos una parte transparente o translúcida de la placa
eléctricamente aislante 2 para señalar el estado de funcionamiento
de la tecla sensitiva 4. Dicha superficie interior 6 reflectante
permite obtener una mejor difusión de la luz en dirección a la placa
eléctricamente aislante 2 y mejorar la intensidad del haz luminoso
que atraviesa dicha al menos una parte transparente o translúcida de
la placa eléctricamente aislante 2.
La guía de luz 7 comprende dos primeros
elementos de difusión de luz 14 que se extienden entre la placa de
circuito impreso 3 y la placa eléctricamente aislante 2.
Dichos dos primeros elementos de difusión de luz
14 están conectados respectivamente a un extremo del segundo
elemento de difusión 15 de la guía de luz 7.
Y dichos dos primeros elementos de difusión de
luz 14 están colocados respectivamente frente a una fuente luminosa
13.
De este modo, la luz es difundida a través de
dos primeros elementos de difusión 14 conectados respectivamente a
un segundo elemento de difusión 15 de la guía de luz 7 para mostrar
el icono dibujado en la placa eléctricamente aislante 2. La luz
difundida por las dos fuentes luminosas 13 a través de los elementos
de difusión 14 y 15 de la guía de luz 7 es uniforme. Esta
disposición de los elementos de difusión de la guía de luz en el
dispositivo de tecla sensitiva 1 permite evitar pérdidas de luz y
garantizar un nivel de luminosidad determinado por la intensidad de
las fuentes luminosas 13.
Los dos primeros elementos de difusión 14
permiten iluminar el dispositivo de tecla sensitiva 1 a cada lado de
la tecla sensitiva 4 y homogeneizar el haz luminoso en el segundo
elemento de difusión 15 de la guía de luz 7.
La guía de luz 7 está formada por dos primeros
elementos de difusión 14 y un segundo elemento de difusión 15 para
formar una U invertida.
Una superficie exterior 16 de una zona de
conexión 17 entre dicho al menos un primer elemento de difusión 14
de luz y el segundo elemento de difusión 15 de luz de la guía de luz
7 está inclinada con un ángulo \alpha.
Preferentemente, el ángulo de inclinación de la
superficie exterior 16 de una zona de conexión 17 entre dicho al
menos un primer elemento de difusión de luz 14 y el segundo elemento
de difusión de luz 15 de la guía de luz 7 es del orden de 45º.
La orientación angular \alpha, que se muestra
en la figura 5, de la superficie exterior 16 de la zona de conexión
17 permite reflejar la luz procedente de un primer elemento de
difusión 14 hacia el segundo elemento de difusión 15 de la guía de
luz 7. Con esa inclinación \alpha, se mejora la intensidad
luminosa difundida por la guía de luz 7 en la placa eléctricamente
aislante 7.
Para disminuir las pérdidas de difusión de luz
en la guía de luz, las superficies de la guía de luz 7 están
recubiertas con un revestimiento que difunde la luz en el interior
de dicha guía de luz 7, salvo en la superficie inferior reflectante
6 y la superficie maciza de difusión de la luz 11 de dicha guía de
luz 7.
Las citadas superficies de la guía de luz 7
están recubiertas con un papel adhesivo de aluminio para reflejar la
luz de la fuente luminosa 13 hacia el interior de la guía de luz 7.
De este modo, los haces luminosos de la fuente luminosa rebotan en
las superficies de la guía de luz recubiertas con un revestimiento
que difunde la luz.
A continuación, esos haces luminosos son
reflejados por la superficie exterior 16 inclinada de la zona de
conexión 17 en dirección a la superficie inferior reflectante 6 del
segundo elemento de difusión 15 de la guía de luz 7.
\newpage
La superficie inferior 6 del segundo elemento de
difusión 15 de la guía de luz 7 puede estar recubierta con una
película que tenga una rugosidad específica que permita reflejar los
haces luminosos verticalmente en dirección a la superficie inferior
11 de la placa eléctricamente aislante 2.
Dicha película que recubre la superficie
inferior 6 del segundo elemento de difusión 15 de la guía de luz 7
puede ser de color blanco.
De manera ventajosa, dicho al menos un primer
elemento de difusión 14 de la guía de luz 7 comprende un hueco 18
frente a la citada al menos une fuente luminosa 13.
El hueco 18 permite difundir la luz al interior
del primer elemento de difusión de la guía de luz 7. La forma del
hueco 18 es preferentemente esférica. En particular, en el modo de
realización que se muestra en las figuras 5 y 6, el radio del hueco
18 es del orden de 4 mm.
El hueco 18 permite difundir la luz por todo el
grosor del primer elemento de difusión 14 de la guía de luz 7 para
evitar un haz principal de fuerte intensidad y las zonas poco
iluminadas de la guía de luz 7.
Hay al menos dos fuentes luminosos 13 colocadas
a ambos lados de un plano medio M de la tecla sensitiva 4.
Dichas al menos dos fuentes luminosas 13 están
colocadas simétricamente con respecto al plano medio M que atraviesa
la tecla sensitiva 4 en su altura.
La luz se reparte uniformemente en el interior
de la guía de luz 7 del dispositivo de tecla sensitiva 1.
Preferentemente, dichas al menos dos fuentes
luminosas 13 están colocadas a igual distancia del plano medio M que
atraviesa verticalmente la tecla sensitiva 4.
La tecla sensitiva 4 adopta dos posiciones, una
primera posición, presentada en las figuras 3 y 5, en la que la
parte intermedia elástica 8 está sin comprimir por la placa
eléctricamente aislante 2 y, una segunda posición, presentada en las
figuras 4 y 6, en la que la guía de luz 7 está en contacto con la
placa eléctricamente aislante 2 para comprimir dicha parte
intermedia elástica 8 de la tecla sensitiva 4.
En un modo de realización de la invención
presentado en la figura 5, la longitud L de dicho al menos un primer
elemento de difusión 14 de la guía de luz 7 es menor que la
distancia H que separa la placa de circuito impreso 3 de la cara de
detección 5 de la tecla sensitiva 4 cuando la parte intermedia
elástica 8 de dicha tecla sensitiva está en reposo.
De este modo, la guía de luz 7 tiene un
recorrido dependiente de la tecla sensitiva 4 que permite garantizar
el apoyo de la totalidad de la superficie de difusión de la luz 11
cuando la placa eléctricamente aislante 2 está apoyada sobre la guía
de luz 7 y evitar que dicho al menos un primer elemento de difusión
14 ejerza una tensión sobre la placa de circuito impreso 3.
La tecla sensitiva 4 y la guía de luz 7 están
colocadas dentro de un alojamiento 19 de una caja 20.
La caja 20 se extiende desde la placa de
circuito impreso 3 hasta la superficie inferior 12 de la placa
eléctricamente aislante 2.
De este modo, la luz difundida por la guía de
luz 7 es canalizada al interior de un alojamiento 19 de una caja 20
para un dispositivo de tecla sensitiva 1 sin iluminar otro
dispositivo de tecla sensitiva 1 que pueda estar situado cerca o sin
dejar que pase luz en dirección a una parte transparente o
translúcida de la placa eléctricamente aislante 2 que no pertenezca
a dicho dispositivo 1.
La caja 20 permite delimitar la zona de la tecla
sensitiva 4 separándola mediante paredes verticales del entorno que
rodea a dicha caja 20.
La caja 20 de la tecla sensitiva 4 tiene cuatro
paredes, preferentemente de color negro para absorber la luminosidad
que pueda ser emitida por las dos fuentes luminosas 13.
El color negro de la caja 20 también permite que
al apagarse las dos fuentes luminosas 13 no se vea ningún elemento a
través de la placa eléctricamente aislante 2.
El haz de luz de las fuentes luminosas 13 no
puede ser difundido al exterior de la caja 20. La zona de apoyo de
una tecla sensitiva 4 está delimitada por una separación física
formada por paredes verticales. La zona de apoyo de una tecla
sensitiva 4 está asociada a una función de mando de un aparato
eléctrico.
En la práctica, dicho al menos un primer
elemento de difusión 14 de la guía de luz 7 tiene un nervio 21 que
se desliza por el interior de una ranura 22 formada en una pared 23
del alojamiento 19 de la caja 20.
\newpage
De este modo, la guía de luz 7 está colocada en
el interior del alojamiento 19 de la caja 20 y el desplazamiento de
ésta queda controlado. La parte intermedia elástica 8 de la tecla
sensitiva 4 permite desplazar la guía de luz 7 por el interior del
alojamiento 19 de la caja 20 siguiendo una dirección predeterminada.
El desplazamiento de la guía de luz 7 está guiado y permite
garantizar que el contacto entre la guía de luz 7 y la placa
eléctricamente aislante 2 se lleve a cabo en la totalidad de la
superficie maciza de difusión de luz 11 de la guía de luz 7.
El desplazamiento de la guía de luz 7 por efecto
de la parte intermedia elástica 8 de la tecla sensitiva 4 de la
placa de circuito impreso 3 hacia el exterior de la caja 20 está
limitado mediante al menos un tope 24 del alojamiento 19 de la caja
20.
De este modo, la guía de luz 7 no puede salir
del alojamiento 19 de la caja 20 mientras la placa eléctricamente
aislante 2 no comprima la tecla sensitiva 4 por medio de la guía de
luz 7. La guía de luz 7 es empujada por un lado por la parte
intermedia elástica 8 de la tecla sensitiva 4 y, por otro lado, es
mantenida por el tope 24 del alojamiento 19 de la caja 20. La guía
de luz queda así aprisionada entre le caja 20 y la tecla sensitiva 4
al montar el dispositivo de tecla sensitiva 1 y facilita con ello
dicho montaje.
Se puede así preparar el dispositivo de tecla
sensitiva 1 antes de realizar el montaje en un aparato eléctrico
doméstico. Este dispositivo de tecla sensitiva 1 puede ser montado
en un panel de control siguiendo cualquier dirección, acorde con
cada tipo de aparato eléctrico doméstico y que puede ser vertical,
horizontal o inclinada.
La guía de luz 7 de la tecla sensitiva 4 es
empujada por la cara de detección 5 de la tecla sensitiva 4 hacia el
tope 24 del alojamiento 19. De este modo, la guía de luz 7 es
mantenida en el interior del alojamiento 19 de la caja 20 dejando al
mismo tiempo libertad de movimiento siguiendo el raíl de guía
formado en dicho alojamiento 19 por el nervio 21 y la ranura 22.
El bloqueo de la guía de luz 7 en el alojamiento
19 se realiza mediante el nervio 21 de la guía de luz que se apoya
en el tope 24 dispuesto en la pared 23 del alojamiento 19.
En un modo de realización de la invención, se
puede realizar una serigrafía de la placa eléctricamente aislante 2
en al menos una parte de la zona definida por la caja 20 que
encierra la tecla sensitiva 4.
Se puede realizar al menos una parte
transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante 2
encima o alrededor de la cara de detección 5 opaca de dicha tecla
sensitiva 4 para que pueda pasar la luz emitida por las citadas al
menos dos fuentes luminosas 10.
Preferentemente, las fuentes luminosas 13 se
encuentran frente a dicha serigrafía y fuera de la citada al menos
una parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente
aislante 2.
Esto evita una iluminación directa de las
fuentes luminosas 13 y por tanto una heterogeneidad de la luz
aparente.
La difusión de luz de las dos fuentes luminosas
13 a través de la guía de luz 7 y de dicha al menos una parte
transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante 2
permite señalar una zona de apoyo, una tecla sensitiva activada y
las teclas activas de una interfaz con un usuario.
Se puede realizar un elemento de señalización de
la tecla sensitiva 4 mediante serigrafía dentro de la forma de dicha
al menos una parte transparente o translúcida de la placa
eléctricamente aislante 2.
De este modo, la función de la tecla sensitiva 4
está asociada a ese elemento de señalización. Dicho elemento de
señalización no está retroiluminado por las fuentes luminosas
13.
Inversamente, se puede realizar el icono
evitando una serigrafía colocada en la placa eléctricamente aislante
2.
El elemento de señalización está situado encima
de la cara de detección 5 de la tecla sensitiva 4.
Cuando el dispositivo de tecla sensitiva 1 no
está iluminado, dicha al menos una parte transparente o translúcida
de la placa eléctricamente aislante 2 y la serigrafía del elemento
de identificación aparecen para determinar la ubicación de la citada
tecla sensitiva 4.
Dicha al menos una parte transparente o
translúcida de la placa eléctricamente aislante 2 puede tener al
menos un pulido para favorecer la difusión de luz a través de la
placa eléctricamente aislante 2.
Las fuentes luminosas 13 pueden ser diodos
electroluminiscentes.
Las dos fuentes luminosas 13 están montadas en
el interior de la placa de circuito impreso 3 siguiendo un
procedimiento de fabricación de tipo componentes montados en
superficie (CMS).
Este modo de fabricación de la placa de circuito
impreso 3 permite reducir el coste de obtención de la misma.
Las fuentes luminosas 13 están colocadas cerca
de la base 9 de la tecla sensitiva 4. La distancia entre una fuente
luminosa 13 y la base 9 de la tecla sensitiva 4 se encuentra dentro
de un intervalo que va de 1 mm a 5 mm, y es preferentemente del
orden de 2 mm.
Las fuentes luminosas 13 se encuentran debajo de
la superficie de la placa de circuito impreso 3 que tiene la tecla
sensitiva 4.
El dispositivo de tecla sensitiva 1 se puede
integrar en cualquier tipo de teclado de control para un aparato
eléctrico doméstico.
En la práctica, un teclado de control comprende
varios dispositivos de tecla sensitiva y en particular varias teclas
sensitivas encerradas en respectivas cajas, pudiendo las teclas
sensitivas 4 estar todas ellas montadas sobre una misma placa de
circuito impreso 3.
Hay que señalar que, en ese caso, las cajas
pueden estar realizadas con una única pieza de material plástico. Se
puede colocar una pantalla dentro de la pieza única que forman las
cajas de las teclas sensitivas.
El dispositivo de tecla sensitiva 1 permite
personalizar los aparatos eléctricos domésticos modificando
únicamente los iconos dibujados en la placa eléctricamente aislante
2. Una placa de circuito impreso 3 idéntica conectada a varias
teclas sensitivas 4, según la invención, puede ser utilizada para
diferentes tipos de aparatos eléctricos domésticos. De este modo, se
puede reducir el coste de fabricación de un teclado de control que
tenga un conjunto de dispositivos de teclas sensitivas.
Claims (16)
1. Dispositivo de tecla sensitiva (1) por efecto
capacitivo para detectar la presencia de un elemento a través de una
placa eléctricamente aislante (2), comprendiendo la tecla sensitiva
(4) una cara de detección (5) maciza destinada a ir colocada contra
una superficie inferior (6) de una guía de luz (7), siendo dicha
cara de detección (5) de la tecla sensitiva (4) opaca a la luz y
estando soportada dicha tecla sensitiva (4) por una placa de
circuito impreso (3), teniendo la guía de luz (7) una superficie
maciza de difusión de la luz (11) destinada a ir colocada contra una
superficie interior (12) de la placa eléctricamente aislante (2),
caracterizado porque el dispositivo de tecla sensitiva (1)
incluye:
- -
- al menos una fuente luminosa (13) montada sobre la placa de circuito impreso (3) y colocada frente a al menos un primer elemento de difusión (14) de la guía luminosa (7);
- -
- estando conectado dicho al menos un primer elemento de difusión (14) de la guía de luz (7) a un segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7);
- -
- teniendo dicho segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7) la superficie inferior (6) y la superficie maciza de difusión de la luz (11) de la guía de luz (7);
- -
- estando colocado dicho segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7) entre la cara de detección (5) de la tecla sensitiva (4) y la superficie inferior (12) de la placa eléctricamente aislante (2);
- -
- estando colocada dicha superficie maciza de difusión de la luz (11) contra la superficie interior (12) de la placa eléctricamente aislante (2) mediante una parte intermedia elástica (8) de la tecla sensitiva (4);
- -
- estando realizada al menos una parte transparente o translúcida de la placa eléctricamente aislante (2) frente a la cara de detección opaca (5) de dicha tecla sensitiva (4) para que pueda pasar la luz emitida por la citada al menos una fuente luminosa (13) y ser difundida a través de la guía de luz (7);
- -
- estando al menos un icono dibujado en la placa eléctricamente aislante (2) realizado sobre al menos una parte de la zona definida por la proyección de la cara de detección (5) opaca de dicha tecla sensitiva (4) sobre la citada placa eléctricamente aislante (2); y
- -
- recubriendo la superficie maciza de difusión de la luz (11) de la guía de luz (7) al menos la superficie de dicho al menos un icono dibujado en la placa eléctricamente aislante (2).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo de tecla sensitiva según la
reivindicación 1, caracterizado porque la superficie inferior
(6) de la guía de luz (7) refleja la luz en dirección a la placa
eléctricamente aislante (2).
3. Dispositivo de tecla sensitiva según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la guía de luz (7)
tiene dos primeros elementos de difusión (14) de luz que se
extienden entre la placa de circuito impreso (3) y la placa
eléctricamente aislante (2), estando conectados respectivamente
dichos primeros elementos de difusión de luz (14) a un extremo del
segundo elemento de difusión (15) de la guía de luz (7) y estando
colocados respectivamente dichos dos primeros elementos de difusión
de luz (14) frente a una fuente luminosa (13).
4. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
longitud (L) de dicho al menos un primer elemento de difusión (14)
de la guía de luz (7) es menor que la distancia (H) que separa la
placa de circuito impreso (3) de la cara de detección (5) de la
tecla sensitiva (4) cuando la parte intermedia elástica (8) de dicha
tecla sensitiva (4) está en reposo.
5. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho al
menos un primer elemento de difusión (14) de la guía de luz (7)
tiene un hueco (18) frente a dicha al menos una fuente luminosa
(13).
6. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una
superficie exterior (16) de una zona de conexión (17) entre dicho al
menos un primer elemento de difusión de luz (14) y el segundo
elemento de difusión de luz (15) de la guía de luz (7) está
inclinada con un ángulo (\alpha).
7. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la tecla
sensitiva (4) y la guía de luz (7) están colocadas en el interior de
un alojamiento (19) de una caja (20), extendiéndose dicha caja (20)
desde la placa de circuito impreso (3) hasta la superficie inferior
(12) de la placa eléctricamente aislante (2).
8. Dispositivo de tecla sensitiva según la
reivindicación 7, caracterizado porque dicho al menos un
primer elemento de difusión (14) de la guía de luz (7) tiene un
nervio (21) que se desliza por el interior de una ranura (22)
formada en una pared (23) del alojamiento (19) de la caja (20).
\newpage
9. Dispositivo de tecla sensitiva según la
reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el desplazamiento
de la guía de luz (7) por efecto de la parte intermedia elástica (8)
de la tecla sensitiva (4) de la placa de circuito impreso (3) hacia
el exterior de la caja (20) está limitado por al menos un tope (24)
de alojamiento (19) de la caja (20).
10. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al menos
dos fuentes luminosas (13) están colocadas a ambas partes de un
plano medio (M) de la tecla sensitiva (4).
11. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque las
superficies de la guía de luz (7) están recubiertas con un
revestimiento que difunde la luz en el interior de dicha guía de luz
(7) salvo en la superficie inferior reflectante (6) y la superficie
maciza de difusión de la luz (11) de la guía de luz (7).
12. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la tecla
sensitiva (4) adopta dos posiciones, una primera posición en la que
la parte intermedia elástica (8) está sin comprimir por la placa
eléctricamente aislante (2) y una segunda posición en la que la guía
de luz (7) está en contacto con la placa eléctricamente aislante (2)
para comprimir dicha parte intermedia elástica (8) de la tecla
sensitiva (4).
13. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la tecla
sensitiva (4) por efecto capacitivo está formada por una hoja muelle
en forma de Z.
14. Dispositivo de tecla sensitiva según alguna
de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la guía
de luz (7) está formada por dos primeros elementos de difusión (14)
y un segundo elemento de difusión (15) para formar una U
invertida.
15. Teclado de control, en particular para
aparatos eléctricos domésticos, caracterizado porque
comprende al menos un dispositivo de tecla sensitiva según alguna de
las reivindicaciones 1 a 14.
16. Aparato eléctrico doméstico,
caracterizado porque comprende al menos un dispositivo de
tecla sensitiva según alguna de las reivindicaciones 1 a 14 y/o un
teclado de control según la reivindicación 15.
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