NL8801274A - Gerichte optische signalering. - Google Patents

Description

ψ χ & ΡΗΝ 12.547 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Gerichte optische signalering.

De uitvinding heeft betrekking op een toetsenbord bevattende tenminste één toets voorzien van een vertikale uitsparing en een op enige afstand onder de uitsparing in het toetsenbord aangebrachte lichtbron ter markering van een door de toets gedefinieëerde 5 toestand.

Een dergelijk toetsenbord waarbij de vertikale uitsparing door een boorgat wordt gevormd waarin in ingedrukte toestand van de toets de lichtbron in de vorm van een lichtemitterende diode (LED) past is van algemene bekendheid.

10 De LED's die hiervoor worden toegepast hebben een beperkte zichthoek. Dit komt enerzijds door de druppelvormige constructie van de lens aan de bovenzijde van de LED en anderzijds doordat ter voorkoming van beschadiging van de LED bij het indrukken, deze niet boven het boorgat mag uitsteken, waardoor een gedeelte van het 15 door de LED uitgezonden licht wordt afgescherrod en een ongewenst smal signaleringsvlak met te smalle zichthoek wordt verkregen, welke bovendien een voor de gebruiker minder gunstige richting heeft.

De uitvinding beoogd hieraan op zeer efficiënte wijze tegemoet te komen, waarbij het mogelijk is een afstand tussen de 20 lichtbron en het signaleringsvlak te overbruggen zonder dat hierbij noemenswaardig intensiteitsverlies van het licht optreedt en waarbij tevens een gewenste zichthoek voor de gebruiker wordt gecreëerd.

De uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat in de uitsparing 7 een lichtgeleider lichaam 9 is aangebracht waarvan de 25 bovenzijde de uittree opening van een lichtbundel vormt, afkomstig van de lichtbron en welke bovenzijde nagenoeg in het bovenvlak van de toets 2 is gelegen en de naar de lichtbron 8 toegekeerde onderzijde tenminste twee facettten 13, 14 bevat voor het tenminste in twee nagenoeg niet samenvallende lichtbundels (σ, fi) laten uittreden van van de lichtbron 30 afkomstige licht in de gewenste richting, ter vergroting van de uittree hoek van het licht uit het lichtgeleider lichaam 9.

Een groot voordeel hierbij is dat het lichtgeleider - 8801274 > '4 PHN 12.547 2 lichaam tezamen met het toetskapje als één geheel gespoten kan worden. De uitvinding berust op het inzicht dat door middel van de facetten tenminste één niet met de lichtbron 8 samenvallende virtuele lichtbron wordt gecreerd waardoor de uittree hoek groter is dan 5 de intree hoek van het licht en waarvan de ligging de gewenste stralingsrichting bepaald.

Een bijzonder voordelige uitvoeringsvoorbeeld is hierbij gekenmerkt, doordat het lichtgeleiderlichaam 9 de vorm van een afgeknotte wig heeft waarvan de afgeknotte zijde de bovenzijde vormt. In 10 een voorkeursuitvoeringsvorm heeft het eerste facet 13-1 een vlak brekingsvlak welke een zodanige stand heeft dat licht ingevangen door het eerste facet 13-1 nagenoeg evenwijdig loopt aan een aan dit brekingsvlak 13-1 grenzend eerste zijvlak 11-1 van het lichtgeleider lichaam 9-1 en het aan het eerste facet 13-1 grenzende facet 14-1 een 15 gebogen oppervlak heeft welke ingevangen licht zodanig breekt dat het onder een tweede hoek fi uittreed welke nagenoeg aansluit aan de uittredende lichtbundel afkomstig van het eerste facet 13-1.

Hierdoor is op eenvoudige wijze een vergroting van de zichthoek verkregen.

20 Een ander uitvoeringsvoorbeeld is gekenmerkt, doordat het tweede facet 14-2 een zodanige stand heeft dat het ontvangen licht in het lichtgeleider lichaam 9-2 tegen de eerste zijde 11-2 wordt gereflecteerd alvorens uit te treden.

Hierdoor treedt 't licht, ingevangen door het tweede 25 facet, aan de andere zijde uit van het licht ingevangen door het eerste facet dan in het voorafgaand besproken geval.

Een verder uitvoeringsvoorbeeld is gekenmerkt doordat een derde facet 15-3 is aangebracht tussen het tweede facet 14-3 en een tegenover dat eerste zijvlak 11-3 gelegen tweede zijvlak 12-3, dat het 30 derde facet 15-3 een gebogen oppervlak heeft welke zodanig is opgesteld dat ingevangen licht achtereenvolgens tegen het tweede zijvlak 12-3 en het eerste zijvlak 11-3 worden gereflecteerd voordat het uittreedt onder een derde hoek γ welk nagenoeg aansluitend aan de eerste uittree hoek β-2 is gelegen.

35 Dit heeft het voordeel dat een verdere vergroting van de totale uittree hoek eenvoudig wordt gerealiseerd.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van de ,8801274 «f PHN 12.547 3 in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht waarbij overeenkomstige delen met dezelfde hoofdverwijzingscijfers worden aangeduid.

Hierbij toont: 5 Figuur 1: toetsenbord volgens de uitvinding;

Figuur 2: een toets van het toetsenbord volgens de uitvinding;

Figuur 3: een eerste uitvoeringsvorm van het lichtgeleider lichaam in een toets van het toetsenbord volgens de 10 uitvinding;

Figuur 4: een ander uitvoeringsvoorbeeld van een lichtgeleider lichaam in een toestenbord volgens de uitvinding;

Figuur 5: een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van een lichtgeleider lichaam van een toetsenbord volgens de uitvinding.

15 Het in figuur 1 weergegeven toetsenbord 1 bevat een groot aantal toetsen elk dienend voor het aanschakelen van een individuele functie.

Behalve voor de home-computer behorend bij het in figuur 1 weergegeven toetsenbord zijn er veel geavanceerd electronische 20 apparaten waarin vele functies moeten worden bediend. Zoals bij geavanceerde telefoontoestellen, personal computers, "minitel" apparatuur, medische apparatuur enz.

Om het aantal toetsen voor het besturen van deze apparaten klein te houden worden aan toetsen dubbele functies toegekend, 25 bijvoorbeeld kleine letters en hoofdletters of een verschillend type alfabet enz.

De omschakeling van deze functies worden in dit uitvoeringsvoorbeeld uitgevoerd met behulp van de toetsen 2, 3 en 4.

Het is daarbij noodzakelijk dat het in- of uitgeschakeld 30 zijn van deze functies zichtbaar is.

Ter vermijding van het in bepaalde posities fixeren van de stand van deze toetsen, zoals bij mechanische toetsenborden gebruikelijk is, wordt voor deze geavanceerde apparatuur een lichtmarkering toegepast, waardoor slechts één soort schakelaars 35 gekoppeld met de toetsen kan worden toegepast voor het gehele toetsenbord.

Een dergelijke, van een lichtmarkering voorziene toets 2 .8801274 '2 PHN 12.547 4 is schematisch in figuur 2 weergegeven. Deze toets bevat een toetskapje 5 aangebracht op een schakelarm 6 van een verder niet weergegeven schakelaar.

In bekende toetsenborden is in de toets een vertikale 5 uitsparing 7 aangebracht, eventueel afgedekt met een doorzichtig plastic laagje om verontreiniging te voorkomen. Vertikaal onder de uitsparing 7 is een lichtbron aangebracht, bijvoorbeeld een licht-emitterende diode (LED) of het uiteinde van een "fiber" gekoppeld met een op enige afstand aangebrachte lichtbron.

10 De lichtbron 8 heeft een openingshoek a waaronder het licht de lichtbron 8 verlaat. Om een vrije slag van de toets te waarborgen is de uitsparing 7 op enige afstand boven de lichtbron 8 aangebracht, waardoor enerzijds slechts een klein deel van het licht van de lichtbron 8 door de uitsparing 7 zal vallen en verlaat anderzijds 15 het licht de uitsparing 7 in het verlengde van de lijn welke in de lichtbron 8 met de uitsparing 7 verbindt, waardoor een het toetsenbord bedienende gebruiker slechts het door de randen van de opening 7 veroorzaakte strooilicht. ziet.

Ter verbetering van de zichtbaarheid is een lichtgeleider 20 lichaam 9 in de uitsparing aangebracht.

Een dergelijke lichtgeleider lichaam 9-1 kan vele vormen hebben zolang de naar de lichtbron toegekeerde zijde tenminste twee facetten bevat voor het in een gewenste richting vergroten van de uittree hoek van ingevangen licht door middel van het vormen van 25 tenminste één virtuele extra lichtbron. In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm heeft het lichtgeleider lichaam 9-1 de vorm van een afgeknotte wig, zoals figuur 3 toont. Dit lichtgeleider lichaam heeft een bovenzijde 10-1, de uittree opening genaamd, waaruit het ingevangen licht uittreedt. Deze bovenzijde is bij voorkeur in het bovenvlak van de 30 toets 2, 3, 4 gelegen zoals ook in figuur 2 is weergegeven. Verder wordt het lichtgeleider lichaam 9-1 begrensd door een eerste zijde 11-1, een tweede zijde 12-1 en een in facetten 13-1, 14-1 verdeelde onderzijde de intree opening genaamd. De niet getekende diepte van het lichtgeleider lichaam 9 is naar behoefte te kiezen, maar zal in het algemeen overeen 35 komen met de hoogte van intree de opening aangezien de lichtbundel van de bron in het algemeen rotatie symmetrisch is. De onderzijde is bij voorkeur zo breed dat nagenoeg al het licht uitgezonden door de «8801274 t PHN 12.547 5 schematisch weergegeven lichtbron 8-1, met een stralingshoek a door bet lichtgeleider lichaam 9-1 wordt ingevangen.

De onderzijde is in facetten verdeeld welke in dit uitvoerinqsvoorbeeld twee facetten 13-1 en 14-1 betreft. Het oppervlak 5 van facet 13 is in alle uitvoeringsvormen vlak gekozen maar kan ook een geschikt gebogen vorm bezitten. Het oppervlak van facet 13-1 is zodanig ten opzichte van de invallende lichtbundel geplaatst dat het invallende licht zonder tegen één van de zijden 11-1 en 12-1 te worden gereflecteerd over de gehele uittree opening onder een eerste hoek 10 uittreedt. Dit betekent dat het licht ingevangen door facet 13-1 nagenoeg evenwijdig loopt aan de eerste zijde 11-1. Het oppervlak van facet 14-1 is gebogen en heeft een zodanige stand ten opzichte van het invallende licht en een zodanige kromming, dat de lichtbundel die op dit oppervlak 14-1 valt, als divergerende lichtbundel de uittree opening 15 10-1 verlaat, dat wil zeggen een binnen het lichtgeleider lichaam gelegen brandpunt of een reeks van brandpunten heeft. Bovendien is de stand van het oppervlak van facet 14-1 zodanig gekozen dat de bijbehorende lichtbundel onder een tweede hoek β uittreedt, welke nagenoeg aansluit op de lichtbundel met de hoek δ afkomstig van het 20 eerste facet 13-1.

Door het toepassen van het lichtgeleider lichaam 9-1, opgebouwd uit een met facetten 13-1 en 14-1 uitgevoerde intree opening worden de volgende voordelen verkregen. Ten eerste verlaat nagenoeg al het door de lichtbron 8-1 uitgezonden licht de uittree opening 10-1, 25 waardoor een optimale lichtintensiteit is gerealiseerd. Ten tweede verlaat het licht de uittree opening 10-1 onder een grotere hoek (δ+β) dan het wordt ingevangen (a) waardoor een verbeterde zichthoek (δ+β) is verkregen. Tenslotte is de totale hoek (δ+β) waaronder het licht uittreedt nagemoeg aan één zijde van de lijn 19 (zie figuur 2) 30 tussen lichtbron 8-1 en het hart van de uittree opening 10-1 gelegen waardoor bij een juiste plaatsing van het lichtgeleider lichaam 9-1 in de toets 2, 3 of 4 het licht hoofdzakelijk naar voren straalt, dat wil zeggen in de richting van een voor het toestenbord 1 gezeten gebruiker.

Een verbetering wordt verkregen door toepassing van het 35 in figuur 4 weergegeven geleider lichaam 9-2.

Dit lichtgeleider lichaam 9-2 is afgezien van het facet 14-2 nagenoeg identiek aan het in figuur 3 weergegeven lichtgeleider c 880127 4 « - PHN 12.547 6 lichaam 9-1.

Facet 14-2 heeft een zodanige kromming en een zodanige stand dat de op dit facet 14-2 invallende lichtbundel eveneens als een divergente lichtbundel het uittree oppervlak 10-2 verlaat echter na in 5 het lichtgeleider lichaam 9-2 te zijn gereflecteerd tegen het zijvlak 11- 2. Daarbij is de stand van facet 14-2 zodanig gekozen dat de hoek β-2 waaronder het licht uittreedt nagenoeg aansluit bij het uittredende licht onder de hoek δ dat door facet 13-2 wordt ingevangen.

Door gebruik te maken van de reflectie tegen het zijvlak 10 11-2 welke grenst aan facet 13-2 worden de volgende voordelen verkregen.

Ten eerste wordt hierdoor gerealiseerd dat het licht ingevangen door facet 14-2 uittreedt aan de andere zijde van het licht ingevangen door facet 13-2 dan in het in figuur 3 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, waaronder een over 180° om de langsas van het 15 wigvormige lichtgeleider lichaam gedraaide positionering in de toets 2, 3 of 4 wordt verkregen. Ten tweede wordt hierdoor een vergrote uittreehoek β-2 gerealiseerd daar door de reflectie aan het zijvlak 11-2 een virtuele lichtbron wordt gerealiseerd die een veel grotere hoek insluit met de normaal op het bovenvlak 10-2 dan in het 20 uitvoeringsvoorbeeld weergegeven in figuur 3 mogelijk is.

Een verdere verbetering wordt verkregen door de intree opening in plaats van over twee facetten over meerdere facetten te verdelen, bijvoorbeeld over drie zoals weergegeven in figuur 5. Het in deze figuur weergegeven lichtgeleider lichaam 9-3 komt met uitzondering 25 van facet 15-3 overeen met het in figuur 4 weergegeven lichtgeleider · lichaam 9-2. Het facet 15-3 heeft een zodanige stand dat in dit facet 15-3 invallend licht afkomstig van de lichtbron 8-3 tweemaal wordt gereflecteerd en wel een eerste keer tegen het tweede zijvlak 12-3 en een tweede keer tegen het eerste zijvlak 11-3. Hierdoor wordt verkregen 30 dat het uit de uittree opening 10-3 uittredende licht ogenschijnlijk van een virtuele lichtbron komt welke een nog grotere hoek met de normaal op het vlak van de uittree opening 10-3 maakt dan de reeds eerder beschreven virtuele lichtbron van het uittredende licht invallend in facet 14-3. Bovendien is de kromming van facet 15-3 zodanig gekozen dat 35 een divergerende bundel licht over een hoek y de uittree opening 10-3 verlaat en is de stand van facet 15-3 en van het tweede relecterende zijvlak 12-3 zodanig ten opzichte van het eerste reflecterende zijvlak .8801274 PHN 12.547 7 i 11-3 gekozen dat de hoek ^ waaronder het licht uittreedt nagenoeg aansluit aan de hoek B-2 waaronder het licht uittreedt invallend op facet 14-3.

Zoals figuur 5 toont zal bij een positionering van het 5 lichtgeleider lichaam 9-3 in een toets 2,3 of 4 op een wijze zoals weergegeven in figuur 2 een het toetsenbord bedienende gebruiker in figuur 2 schematisch aangeduid met een oog 16, zich altijd in de uittredende lichtbundel bevinden waarvan de begrenzing in figuur 2 met de stippellijnen 17 en 18 zijn weergegeven.

10 Van het in figuur 5 weergegeven lichtgeleider lichaam 9-3 is het zijvlak 12-3 over een gedeelte 12-4 verdiept om het verschil op te vangen tussen de stand van het reflecterend gedeelte van zijwand 12-3 en de hoogte van de uittree opening 10-3. Dit verloop kan natuurlijk op velerlei wijzen worden gerealiseerd.

15 Het zal duidelijk zijn dat een nog groter aantal facetten met een multiple reflectie tegen de zijvlakken 11 en 12 mogelijk is om een nog bredere uittredende lichtbundel te realiseren.

Bovendien is het mogelijk ook in de diepte dat wil zeggen loodrecht op het vlak van de tekeningen) de facetten en of het uittree 20 vlak enigszins in gebogen vorm uit te voeren waardoor ook de lichtbundel in het vlak loodrecht op de tekening zal divergeren.

Het lichtgeleider lichaam 9 kan afzonderlijk worden gefabriceerd en in de toets 2, 3 of 4 worden gemonteerd. Het is evenwel ook mogelijk het lichtgeleider lichaam 9 tesamen met de toetskap 5 als 25 één kompleet spuitgietprodukt te produceren.

.8801274

Claims (10)

1. Toetsenbord bevattende tenminste één toets voorzien van een vertikale uitsparing en een op enige afstand onder de uitsparing in het toetsenbord aangebrachte lichtbron ter markering van een door de toets gedefinieëerde toestand, daardoor gekenmerkt, dat in de 5 uitsparing 7 een transparant lichtgeleider lichaam 9 is bevat waarvan de bovenzijde de uittree opening van een lichtbundel afkomstig van de lichtbron 8 vormt en welke bovenzijde nagenoeg in het bovenvlak van de toets 2 is gelegen en de naar de lichtbron 8 toegekeerde onderzijde tenminste twee facettten 13, 14 bevat voor het tenminste in twee 10 nagenoeg niet samenvallende lichtbundels (a, fi) laten uittreden van van de lichtbron 8 afkomstige licht in een gewenste richting, ter vergroting van de uittree hoek van het licht uit het lichtgeleider lichaam 9.

2. Toetsenbord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt, dat het lichtgeleider lichaam 9 de vorm van een afgeknotte wig heeft, 15 waarvan de bovenzijde de bovenzijde van het lichtgeleider lichaam vormt.

3. Een toetsenbord volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat het eerste facet 13-1 een vlak brekingsvlak heeft welke een zodanige stand heeft dat licht ingevangen door het eerste facet 13-1 nagenoeg evenwijdig loopt aan een aan dit brekingsvlak 13-1 grenzend eerste 20 zijvlak 11-1 van het lichtgeleider lichaam 9-1 en het aan het eerste facet 13-1 grenzend facet 14-1 een gebogen oppervlak heeft welke ingevangen licht zodanig breekt dat het onder een tweede hoek β uittreed welke nagenoeg aansluit aan de uittredende lichtbundel afkomstig van het eerste facet 13-1.

4. Toetsenbord volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het tweede facet 14-2 een zodanige stand heeft dat het ontvangen licht in het lichtgeleider lichaam 9-2 tegen de eerste zijde 11-2 wordt gereflecteerd alvorens uit te treden.

5. Toetsenbord volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt, dat 30 een derde facet 15-3 is aangebracht tussen het tweede facet 14-3 en een tegenover dat eerste zijvlak 11-3 gelegen tweede zijvlak 12-3, dat het derde facet 15-3 een gebogen oppervlak heeft, welke zodanig is opgesteld dat ingevangen licht achtereenvolgens tegen het tweede zijvlak 12-3 en het eerste zijvlak 11-3 worden gereflecteerd voordat het uittreedt onder 35 een derde hoeky- welk nagenoeg aansluitend aan de tweede uittree hoek β-2 is gelegen.

6. Toets 2 met lichtgeleider lichaam 9 voor toetsenbord 1 .8801274 ï * PHN 12.547 9 volgens één der voorgaande conclusies.

7. Kapje 5 voor een toets 2 volgens conclusie 6,

8. Lichtgeleider lichaam 9 voor toets 2 volgens één der voorgaande conclusies.

9. Toetsenbord volgens één der conclusies 1-5, daardoor gekenmerkt, dat de lichtbron 8 een licht emitterend diode is.

10. Toetsenbord volgens één der conclusies 1-5 met het kenmerk dat de lichtbron door het uiteinde van een fiber wordt gevormd. .8801274