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Die Erfindung bezieht sich auf ein Tastenpult mit mindestens einer Taste
mit einer vertikalen Ausnehmung und einer in einem Abstand unterhalb der
Ausnehmung in dem Tastenpult vorgesehenen Lichtquelle zur Markierung eines durch die
Taste definierten Zustandes, wobei in der Ausnehmung ein Lichtleitkörper vorgesehen
ist, dessen oberes Ende die Ausgangsöffnung eines von der Lichtquelle herrührenden
Lichtstrahles bildet, wobei dieses obere Ende im wesentlichen in der oberen Fläche der
Taste liegt und der Boden desselben der Lichtquelle zugewandt ist.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Taste eines Tastenpults mit
einer Ausnehmung durch eine Anschlagfläche derselben, wobei diese Taste einen
Lichtleitkörper aufweist zum Leiten von Licht von einer unterhalb der Taste
anzuordnenden Lichtquelle durch den Körper hindurch zu einem Beobachter zum Beobachten
von dem Körper herrührenden Lichtes, wobei der Lichtleitkörper sich innerhalb der
Taste in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Anschlagfläche erstreckt,
wobei eine obere Fläche des Lichtleitkörpers sich durch die Ausnehmung hindurch
erstreckt und im wesentlichen mit der Anschlagfläche zusammenfallt, und wobei der
Boden des Lichtleitkörpers in Richtung der Quelle gerichtet wird, wenn die Taste in
dem Tastenpult angeordnet ist.
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Ein Tastenpult mit einer derartigen Taste ist aus DE-U-8437099 bekannt.
Dabei wird ein Lichtleitkörper verwendet zum Leiten des Lichtes von der in dem
Tastenpult relativ weit entfernt unterhalb der Taste vorgesehenen Lichtquelle zu dem
oberen Ende der Taste. Ein Nachteil dieser Konfiguration ist der beschränkte Sehwinkel
des heraustretenden Lichtstrahls und die wenig günstige Richtung für die bedienende
Person.
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Eine Lichtschalttaste mit einem Lichtleitkörper ist aus DE-A-2825833
bekannt. Da in diesem Fall die bedienende Person, welche die Taste beobachtet, sich an
jeder beliebigen Stelle befinden kann, hat die in diesem Dokument beschriebene Taste
einen weiten Winkel des heraustretenden Lichtes. Dies wird hauptsächlich erreicht
durch die Form der Taste. Ein Nachteil dieser Konfiguration ist jedoch, daß das Licht
nicht in einer spezifischen Richtung gerichtet wird, wie dies für eine Tastenpulttaste
bevorzugt wäre, weil in dem Fall die bedienende Person sich im wesentlichen vor dem
Tastenpult befindet.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Winkel des heraustretenden
Lichtes zu vergrößern und das Licht gleichzeitig in Richtung der bedienenden Person zu
richten.
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Dazu weist die Erfindung das Kennzeichen auf, daß der Boden eine erste
und eine zweite Facette aufweist, wobei die erste Facette eine erste Oberfläche hat, die
derart gebildet ist, daß das durch die erste Facette eingefangene Licht sich im
wesentlichen parallel zu der ersten Seitenfläche des Lichtleitkörpers erstreckt, welche Fläche die
Brechungsebene begrenzt, und ein erster Lichtstrahl mit einem ersten Winkel von der
Oberseite ausgeht und wobei die zweite Facette eine zweite Fläche hat, die derart
gekrümmt ist, daß ihr Brennpunkt innerhalb des Lichtleitkörpers liegt, wobei der
Brennpunkt eine virtuelle Lichtquelle bildet, von der ein zweiter Lichtstrahl durch die
Oberseite mit einem zweiten Winkel ausgeht, der im wesentlichen an den ersten Winkel
grenzt, wodurch das von der Lichtquelle herrührende Licht in einer gewünschten
Richtung ausgestrahlt wird und der Austrittswinkel größer ist als der Eintrittswinkel des
Lichtleitkörpers.
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In diesem Kontext ist es äußerst vorteilhaft, daß der Lichtleitkörper
zusammen mit der Tastenkappe als Ganzes in einem einzigen Spritzgußvorgang
hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die
Facetten mindestens eine virtuelle Lichtquelle erzeugt wird, die nicht mit der
Lichtquelle zusammenfällt, wodurch der Austrittswinkel größer ist als der Eintrittswinkel des
Lichtes und deren Lage die gewünschte Übertragungsrichtung bestimmt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tastenpultes
weist das Kennzeichen auf, daß die zweite Facette eine derartige Lage hat, daß das
eingefangene Licht an der ersten Seitenfläche in dem Lichtleitkörper reflektiert wird,
bevor es von dort aus gesendet wird. Das von der zweiten Facette eingefangene Licht
strahlt auf der anderen Seite des von der ersten Facette eingefangenen Lichtes aus als im
Fall, daß es nicht reflektiert wird.
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Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tastenpultes
weist das Kennzeichen auf, daß eine dritte Facette zwischen der zweiten Facette und
einer der ersten Seitenfläche zugewandten zweiten Seitenfläche vorgesehen ist, wobei
die dritte Facette eine gekrümmte Oberfläche hat, die derart vorgesehen ist, daß das
eingefangene Licht an der zweiten Seitenfläche und an der ersten Seitenfläche reflektiert
wird, und zwar in dieser Reihenfolge, bevor es mit einem dritten Winkel heraustritt, der
im wesentlichen an den zweiten Austrittswinkel grenzt. Dies ist in dem Sinne
vorteilhaft, daß dadurch eine weitere Verbesserung des Gesamtaustrittswinkels auf einfache
Weise verwirklicht worden ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Tastenpult,
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Fig. 2 eine Taste des erfindungsgemäßen Tastenpultes,
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Fig. 3 eine erste Ausführungsform des Lichtleitkörpers in einer Taste des
erfindungsgemäßen Tastenpultes,
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Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Lichtleitkörpers in einem
erfindungsgemäßen Tastenpult,
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Fig. 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lichtleitkörpers eines
erfindungsgemäßen Tastenpultes.
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Das in Fig. 1 dargestellte Tastenpult 1 weist eine Vielzahl Tasten auf, die
zum Einschalten einer einzelnen Funktion dienen.
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Außer für den Heimcomputer, dem das in Fig. 1 dargestellte Tastenpult
zugeordnet ist, gibt es eine Vielzahl neuartiger elektronischer Geräte, bei denen viele
Funktionen betätigt werden müssen, wie bei modernen Fernsprechgeräten, Personal
Computern, "Minitel"-Apparatur, medizinischen Geräten usw.
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Damit die Anzahl Tasten zur Steuerung dieser Geräte gering gehalten
wird, werden Tasten Doppelfunktionen zugeordnet, beispielsweise Minuskel/Majuskel
oder ein anderes Alphabet usw.
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Die Umschaltungen dieser Funktionen erfolgen in diesem
Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Tasten 2, 3 und 4.
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Es ist dabei notwendig, daß der ein- oder ausgeschaltete Zustand dieser
Funktionen sichtbar ist.
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Zur Vermeidung davon, daß die Stellung dieser Tasten in bestimmten
Positionen verriegelt wird, wie bei mechanischen Tastenpulten üblich ist, wird für diese
moderne Apparatur eine Lichtmarkierung verwendet, wodurch für das ganze Tastenpult
nur eine Art von mit den Tasten gekoppelten Schaltern angewandt werden kann.
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Eine derartige mit einer Lichtmarkierung versehene Taste 2 ist in Fig. 2
auf schematische Weise dargestellt. Diese Taste weist eine auf einem Schalthebel 6
eines weiterhin nicht dargestellten Schalters angeordnete Tastenkappe 5 auf.
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Bei bekannten Tastenpulten ist in der Taste eine vertikale Ausnehmung 7
vorgesehen, die zur Vermeidung von Verunreinigung ggf. mit einer durchsichtigen
Kunststoffschicht abgedeckt ist. Senkrecht unter der Ausnehmung 7 ist eine Lichtquelle
vorgesehen, beispielsweise eine Leuchtdiode (FED) oder das Ende einer mit einer
entfernten Lichtquelle gekoppelten Faser.
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Die Lichtquelle 8 hat einen Öffnungswinkel α, in dem das Licht die
Lichtquelle 8 verläßt. Zur Gewährleistung eines freien Hubes der Taste ist die
Ausnehmung 7 in einem bestimmten Abstand von der Lichtquelle 8 vorgesehen, wodurch
einerseits nur ein kleiner Teil des Lichtes der Lichtquelle 8 durch die Ausnehmung 7
fallen wird und andererseits das Licht die Ausnehmung 7 in der Verlängerung der Linie,
welche die Lichtquelle 8 mit der Ausnehmung 7 verbindet, verläßt, wodurch eine das
Tastenpult bedienende Person nur durch die Ränder der Öffnung 7 verursachtes
Streulicht spürt.
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Zur Verbesserung der Sichtbarkeit ist ein Lichtleitkörper 9 in der
Ausnehmung vorgesehen.
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Ein derartiger Lichtleitkörper 9-1 kann viele Formen haben, solange die
der Lichtquelle zugewandte Seite mindestens zwei Facette aufweist zum in der
gewünschten Richtung Vergrößern des Austrittswinkels des eingefangenen Lichtes
dadurch, daß mindestens eine virtuelle zusätzliche Lichtquelle gebildet wird. In einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform hat der Lichtleitkörper 9-1 die Form eines
Keilstumpfes, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Lichtleitkörper hat eine Oberseite
10-1, die Austrittsöffnung genannt, aus der das eingefangene Licht heraustritt. Diese
Oberseite liegt vorzugsweise in der oberen Fläche der Taste 2, 3, 4, wie auch dies in
Fig. 2 dargestellt ist. Weiterhin wird der Lichtleitkörper 9-1 durch eine erste Seite 11-1,
eine zweite Seite 12-1 und eine in Facetten 13-1,14-1 aufgeteilte Unterseite, als
Austrittsöffnung bezeichnet, begrenzt. Die nicht dargestellte Tiefe des Lichtleitkörpers 9 ist
beliebig wählbar, wird aber im allgemeinen der Höhe der Eintrittsöffnung entsprechen,
da der Lichtstrahl von der Quelle im allgemeinen rotationssymmetrisch ist. Die
Unterseite ist vorzugsweise so breit, daß fast die ganze von der schematisch
dargestellten Lichtquelle 8-1 ausgestrahlte Lichtmenge mit einem Strahlungswinkel α von dem
Lichtleitkörper 9-1 eingefangen wird.
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Die Unterseite ist in Facetten aufgeteilt, wobei es sich in diesem
Ausführungsbeispiel um zwei Facetten 13-1 und 14-1 handelt. Die Oberfläche der Facette
13 ist in allen Ausführungsformen flach gewählt worden, kann aber auch eine geeignet
gekrümmte Form haben. Die Oberfläche der Facette 13-1 ist derart gegenüber des
eintreffenden Lichtstrahls vorgesehen, daß das eintreffende Licht ohne daß es an einer
der Seiten 11-1 und 12-1 reflektiert wird, über die ganze Austrittsöffnung in einem
ersten Winkel heraustritt. Dies bedeutet, daß das von der Facette 13-1 eingefangene
Licht sich nahezu parallel zu der ersten Seite 11-1 erstreckt. Die Oberfläche der Facette
14-1 ist gekrümmt und hat eine derartige Lage gegenüber dem eintreffenden Licht und
eine derartige Krümmung, daß der auf diese Oberfläche 14-1 treffende Lichtstrahl als
divergierender Lichtstrahl die Austrittsöffnung 10-1 verläßt, d. h. einen innerhalb des
Lichtleitkörpers liegenden Brennpunkt oder eine Reihe solcher Brennpunkte hat.
Außerdem ist die Lage der Oberfläche der Facette 14-1 derart gewählt worden, daß der
zugeordnete Lichtstrahl in einem zweiten Winkel β austritt, der sich nahezu an den von
der ersten Facette 13-1 herrührenden Lichtstrahl mit dem Winkel δ anschließt.
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Durch Verwendung des Lichtleitkörpers 9-1, aufgebaut aus einer mit
Facetten 13-1 und 14-1 ausgebildeten Eingangsöffnung , werden die nachfolgenden
Vorteile erzielt. Erstens verläßt nahezu die ganze von der Lichtquelle 8-1 ausgestrahlte
Lichtmenge die Austrittsöffnung 10-1, wodurch eine optimale Lichtintensität
verwirklicht wird. Zweitens verläßt das Licht die Austrittsöffnung 10-1 in einem größeren
Winkel (δ + β) als daß es eingefangen wird (α), wodurch ein verbesserter Sehwinkel (δ
+ β) erhalten wird. Zum Schluß liegt der Gesamtwinkel (δ + β), in dem das Licht
heraustritt nahezu auf nur einer Seite der Linie 19 (siehe Fig. 2) zwischen der
Lichtquelle 8-1 und der Mitte der Austrittsöffnung 10-1, wodurch bei einer richtigen
Anordnung des Lichtleitkörpers 9-1 in der Taste 2, 3 oder 4 das Licht hauptsächlich
nach vorne strahlt, d. h. in Richtung eines vor dem Tastenpult 1 sitzenden Gebrauchers.
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Eine Verbesserung wird erhalten durch Verwendung des in Fig. 4
dargestellten Lichtleitkörpers 9-2.
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Dieser Lichtleitkörper 9-2 ist abgesehen von der Facette 14-2 nahezu
identisch zu dem in Fig. 3 dargestellten Lichtleitkörper 9-1.
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Die Facette 14-2 hat eine derartige Krümmung und eine derartige Lage,
daß der auf diese Facette 14-2 treffende Lichtstrahl ebenfalls als divergierender
Lichtstrahl die Austrittsfläche 10-2 verläßt, jedoch erst nachdem er in dem
Lichtleitkörper 9-2 an der Seitenfläche 11-2 reflektiert worden ist. Dabei ist die Lage der
Facette 14-2 derart gewählt worden, daß der Winkel β-2, in dem das Licht heraustritt,
sich nahezu an das von der Facette 13-2 eingefangene, heraustretende Licht in dem
Winkel δ anschließt.
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Durch Verwendung der Reflexion an der Seitenfläche 11-2, die an die
Facette 13-2 grenzt, werden die nachfolgenden Vorteile erhalten.
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Erstens wird dadurch verwirklicht, daß das von der Facette 14-2
eingefangene Licht auf der anderen Seite des von der Facette 13-2 eingefangenen Lichtes als in
dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel heraustritt, wodurch eine um 180º um
die Langsachse des keilförmigen Lichtleitkörpers gedrehte Lage in der Taste 2, 3 oder 4
erhalten wird. Zweitens wird dadurch ein vergrößerter Austrittswinkel β-2 verwirklicht,
da durch die Reflexion an der Seitenfläche 11-2 eine virtuelle Lichtquelle verwirklicht
wird, die einen viel größeren Winkel mit der Normalen auf der oberen Fläche 10-2
einschließt als in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dargestellt, möglich ist.
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Eine weiter Verbesserung wird dadurch erhalten, daß die Eintrittsöffnung
statt über zwei Facetten über mehrere Facetten zu verteilen, beispielsweise über drei,
wie in Fig. 5 dargestellt. Der in dieser Figur dargestellt Lichtleitkörper 9-3 entspricht,
mit Ausnahme der Facette 15-3, dem in Fig. 4 dargestellten Lichtleitkörper 9-2. Die
Facette 15-3 hat eine derartige Lage, daß in dieser Facette 15-3 eintreffendes, von der
Lichtquelle 8-3 herrührendes Licht zweimal reflektiert wird und zwar ein erstes Mal an
der zweiten Seitenfläche 12-3 und ein zweites Mal an der ersten Seitenfläche 11-3.
Dadurch wird erzielt, daß das aus der Austrittsöffnung 10-3 heraustretende Licht
augenscheinlich von der virtuellen Lichtquelle herrührt, die mit der Normalen auf der
Ebene der Austrittsöffnung 10-3 einen noch größeren Winkel einschließt als die bereits
beschriebene virtuelle Lichtquelle des in die Facette 14-3 eintreffenden, austretenden
Lichtes. Außerdem ist die Krümmung der Facette 15-3 derart gewählt worden, daß ein
divergierendes Lichtbündel über einen Winkel γ die Austrittsöffnung 10-3 verläßt und
ist die Lage der Facette 15-3 und der zweiten reflektierenden Seitenfläche 12-3
gegenüber der ersten reflektierenden Seitenfläche 11-3 derart gewählt worden, daß der
Winkel γ, in dem das Licht austritt, nahezu an den Winkel β-2, in dem das auf die
Facette 14-3 treffende Licht austritt, anschließt.
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Wie in Fig. 5 dargestellt, wird bei einer Positionierung des
Lichtleitkörpers 9-3 in einer Taste 2, 3 oder 4 auf eine Art und Weise, wie in Fig. 2 dargestellt,
eine das Tastenpult bedienende Person, in Fig. 2 auf schematische Weise durch ein
Auge 16 angegeben, sich immer in dem heraustretenden Lichtbündel befinden, dessen
Begrenzung in Fig. 2 durch die gestrichelten Linien 17 und 18 angegeben ist.
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Von dem in Fig. 5 dargestellten Lichtleitkörper 9-3 ist die Seitenfläche
12-3 über einen Teil 12-4 vertieft, damit die Differenz zwischen der Lage des
reflektierenden Teils der Seitenwand 12-3 und der Höhe der Austrittsöffnung 10-3 ausgeglichen
wird. Dieser Verlauf läßt sich selbstverständlich verschiedenartig verwirklichen.
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Es dürfte einleuchten, daß eine noch größere Anzahl Facetten mit einer
Vielfach-Reflexion an den Seitenflächen 11 und 12 möglich ist, damit ein noch breiteres
austretendes Lichtbündel verwirklicht wird.
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Außerdem ist es möglich, auch in der Tiefe, (d. h. senkrecht zur
Zeichenebene) die Facetten und/oder die Austrittsfläche etwas gekrümmt auszubilden, wodurch
auch das Lichtbündel in der Ebene senkrecht zur Zeichenebene divergieren wird.
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Der Lichtleitkörper 9 kann einzeln hergestellt und in der Taste 2, 3 oder 4
abgeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Lichtleitkörper 9 zusammen mit
der Tastenkappe 5 als komplettes Spritzgußteil auszubilden.