ES2316407T3 - Interruptor tactil con pantalla de cristal liquido. - Google Patents

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Abstract

Interruptor táctil, particularmente para un aparato eléctrico con una pantalla de cristal líquido (11, 26), donde la pantalla de cristal líquido presenta dos placas paralelas, una sobre la otra (12, 13), entre las cuales están dispuestas unas capas conductoras (15, 16, 27, 28) y provistas de conexiones (29) para la representación de segmentos individuales (24, 25) en la pantalla de cristal líquido, donde se dispone por lo menos un elemento sensorial (19, 21, 22, 27) del interruptor táctil debajo de la superficie (14) de la pantalla de cristal líquido, caracterizado por el hecho de que el interruptor táctil se acciona al contacto con la superficie de la pantalla de cristal líquido por encima del elemento sensor y donde el elemento sensorial (19, 27) se desarrolla como elemento sensorial capacitivo.

Description

Interruptor táctil con pantalla de cristal líquido.
La invención se refiere a un interruptor táctil o una unidad de interruptor táctil, particularmente para un aparato eléctrico con una pantalla de cristal líquido, donde esta pantalla de cristal líquido presenta al menos dos placas paralelas una sobre la otra, entre las cuales se disponen capas conductoras y capas provistas de conexiones, es decir, secciones de capa para la representación de segmentos individuales de la pantalla de cristal líquido. Entre las capas se encuentra un cristal líquido. En la placa delantera se fija ventajosamente un filtro de polarización. Debajo de la placa inferior se encuentran o bien una iluminación trasera y un filtro de polarización (tipo transmisor) o bien, una capa reflexiva (tipo reflexivo). A través de las conexiones, las capas conductoras para la representación de los segmentos se activan de manera habitual (el polo opuesto para la representación de un segmento mediante una superficie oscura).
Las pantallas de cristal líquido son utilizadas en muchas formas para mostrar informaciones, por ejemplo en formato pequeño en relojes o en formato grande en indicaciones de aparatos eléctricos o pantallas de ordenadores. En este caso la pantalla de cristal líquido indica por ejemplo un estado que es alterable por medio del interruptor o en el aparato, según se desee. El documento US-A-5 093 718 presenta una combinación entre un interruptor y una pantalla de cristal líquido.
Función y solución
La invención se basa en la función de crear un interruptor táctil del tipo mencionado inicialmente, que permita la combinación de una pantalla de cristal líquido con un interruptor táctil.
Este objeto es resuelto por un interruptor táctil con las características de la reivindicación 1. Las ventajas del invento son objeto de las siguientes reivindicaciones y se describen a continuación.
Según la invención, por lo menos, un elemento sensorial del interruptor táctil, donde el interruptor táctil se acciona tocando la superficie de la pantalla de cristal líquido por encima del elemento sensor, está dispuesto por debajo de la superficie de la pantalla de cristal líquido. Por consiguiente, permite por un lado, a través de un módulo de instalación único, que puede ser prefabricado, disponer tanto de un indicador como también de una unidad de interruptor. Además, tiene la ventaja de poder señalar la posición exacta del interruptor táctil por medio del indicador con los segmentos de la pantalla de cristal líquido, por ejemplo para los indicadores "+" o "-" o mediante el accionamiento directo de una zona "off". Los visualizadores de este tipo pueden ser incorporados en aparatos eléctricos y sirven tanto como señalizadores de funciones, como también de campos de accionamiento como interruptores. Otra ventaja es que pueden ser equipados con mandos a distancia o, a su vez, con visualizadores grandes, donde diferentes indicadores señalan los estados de función del aparato. Este estado de función puede ser modificado por accionamiento de los elementos sensoriales correspondientes o bien desde el interruptor táctil, apoyando el dedo sobre la superficie de la pantalla. Tanto los indicadores de los estados de función como también la función de conexión correspondiente pueden ser variables, por ejemplo subdivididos en varias subfunciones.
Según un posibilidad de realización, al menos un elemento sensorial puede estar dispuesto en la zona de los segmentos de la pantalla de cristal líquido. Especialmente es adecuada un área entre segmentos diferentes o dentro de un segmento abierto, que muestre por ejemplo, el campo táctil como un marco.
Es posible disponer al menos un elemento sensorial bajo la placa inferior. No obstante es preferiblemente formado separado de ésta y transportable de modo que se puedan usar componentes estándares.
Según una posibilidad, el interruptor táctil puede presentar una barrera fotoeléctrica como elemento sensorial, con un dispositivo emisor de luz y un dispositivo receptor de luz. En este caso, se puede colocar ventajosamente la barrera fotoeléctrica sin importar la disposición de las capas conductoras de la pantalla de cristal líquido. Se debe tener en cuenta únicamente si un segmento representado interfiere en el paso de luz, por lo que ningún segmento debería encontrarse en el paso de luz. El uso de luz infrarroja resulta particularmente apropiado. Para ahorrar energía y evitar alteraciones a causa de la luz dispersa de fuera, se puede accionar la barrera fotoeléctrica funcionando a intervalos, particularmente en este caso el dispositivo de emisión y el dispositivo receptor trabajan a intervalos.
Según otra posibilidad fundamental de realización, el elemento sensorial puede ser formado como elemento sensorial capacitivo. Este puede ser en forma de un cuerpo de plástico expandido conductor flexible, por ejemplo un cilindro de plástico expandido. Tal elemento sensorial se sitúa en un punto de la pantalla de cristal líquido sin segmentos, es decir, sin capa conductora. En la placa inferior de la pantalla, la superficie aplicada del cuerpo de plástico expandido actúa como una placa condensadora de un elemento sensor capacitivo. Estos elementos sensoriales son ampliamente conocidos por su modo de funcionamiento.
Según otra posible forma de realización de un elemento sensor capacitivo, se puede disponer una capa sensitiva conductora, o bien, una sección de capa sensitiva entre las placas, o bien sobre una de las partes internas de las placas de la pantalla de cristal líquido como superficie sensitiva. Por consiguiente, el elemento sensorial está, no sólo de forma funcional sino completamente integrado en la pantalla de cristal líquido. Preferiblemente, la capa sensitiva se encuentra en el plano de una de ambas capas conductoras de la pantalla de cristal líquido. Puede tratarse de una capa aplicada por separado. Especialmente es preferible que la capa sensitiva o bien la sección de capa sensitiva, esté formada por una de ambas capas conductoras de la pantalla de cristal líquido, donde las zonas de capa necesarias están separadas eléctricamente para la representación de los segmentos.
En otra configuración de la invención, es posible que la capa sensitiva de una sección esté formada por lo menos de una de ambas capas conductoras en una zona, es decir, una sección utilizada para la representación del segmento. En este caso, se puede activar la pantalla de cristal líquido de forma alterna con al menos dos modos de operación. Las capas conductoras serán accionadas, por un lado, sobre las conexiones en el polo opuesto para la representación del segmento y, por otro lado, separadamente o ventajosamente cortocircuitadas como elemento sensorial. Es decir, se realiza una representación del segmento alternando con la función del elemento sensorial. El cambio debe ser tan rápido que el ojo humano capte una representación del segmento permanente, por ejemplo con una frecuencia por encima de 50 Hz hasta llegar a unos cientos de Hz. Las capas conductoras pueden ser accionadas con una corriente alterna, particularmente con una frecuencia de 30 kHz hasta 100 kHz para la función de elemento sensorial.
Estas y otras características derivan de las reivindicaciones, como también de las descripciones y los dibujos, donde se realizan las características individuales respectivamente solas o varias, formando combinaciones alternativas con una forma de realización de la invención y sobre otros campos, pudiendo representar construcciones ventajosa, para las que aquí se solicita protección. La subdivisión de la solicitud en secciones individuales, así como los títulos provisionales no limitan la validez general de las siguientes declaraciones.
Descripción breve de los dibujos
Los ejemplos de realización de la invención son representados en los dibujos y se describen a continuación. En los dibujos ilustran:
Fig. 1 Una sección a través de una pantalla de cristal líquido con un elemento sensorial de plástico expandido debajo y una barrera fotoeléctrica,
Fig. 2 Una vista desde arriba de una pantalla de cristal líquido según la Fig. 1,
Fig. 3 Una sección a través de una pantalla de cristal líquido con secciones de capa también como elemento sensorial accionadas para la representación del segmento y
Fig. 4 Una vista desde arriba de una pantalla de cristal líquido según la Fig. 3.
Descripción detallada de los ejemplos de realización
La Fig. 1 muestra una pantalla de cristal líquido 11 seccionada, presentando una placa de vidrio superior 12 y una placa de vidrio inferior 13. En vez de placas de vidrio pueden ser usados otros materiales transparentes, por ejemplo de plástico. Entre las placas de vidrio 12 y 13 se encuentran una capa conductora superior 15 y una capa conductora inferior 16, que son divididas en secciones individuales. Esta subdivisión corresponde a los perfiles de los símbolos de la pantalla de cristal líquido representados, véase Fig. 2. Las placas de vidrio 12 y 13 están unidas con una adhesión 17 lateralmente. Entre las placas de vidrio, también entre las capas 15 y 16, se encuentra un cristal líquido 18. Esencialmente, ésta es la estructura sustancial de una pantalla de cristal líquido.
La capa conductora inferior 16, puede ser mayor que la capa superior 15, respecto al contorno. Por un lado, cabe destacar, que por lo menos las secciones de la capa superior están cubiertas. Por otro lado, las conexiones para la capa superior no deben estar cubiertas. Se puede construir un esquema para ambas capas 15 y 16 similar al de los circuitos impresos.
Por regla general, en la parte frontal sobre la superficie 14 hay también un filtro de polarización, que aquí se excluye para mayor claridad. Además detrás de la placa de vidrio inferior 13, una pantalla de cristal líquido convencional presenta ya sea una capa reflectante o una iluminación interior y un filtro de polarización. También, se ha prescindido de ello en la representación.
Debajo de la pantalla de cristal líquido 11 se representan, en la parte izquierda, dos elementos sensoriales de plástico expandido 19, hechos de plástico conductor, dispuestos en el lado inferior de la placa de vidrio inferior 13. Este tipo de elementos sensoriales de plástico expandido están descritos por ejemplo en DE 197 06 168. En la placa de vidrio, la superficie apoyada del elemento sensor 19 forma la superficie conductora común de un elemento sensor capacitivo. El accionamiento y método de valoración no están representados pero pueden ser tomados de la ya citada solicitud.
Ambos elementos sensoriales 19 son colocados de tal manera, que sobre ellos no se extienda ninguna sección de la capa conductora superior 15 ó 16. Esto pondría los elementos sensoriales capacitivos fuera de funcionamiento, ya que no pueden formar ninguna línea de campo eléctrica a través del elemento sensorial. Igualmente, los conductores eléctricos de conexión no pueden pasar por encima de las secciones de capa. Por regla general no interfiere ninguna capa reflexiva no metálica.
En el lado derecho, debajo de la pantalla de cristal líquido, están dispuestos un dispositivo emisor de luz 21 y un dispositivo receptor de luz 22, según el principio de una barrera fotoeléctrica. El dispositivo emisor de luz 21 emite luz, preferiblemente en la zona de infrarrojos. Al contacto con el dispositivo emisor, una parte de la luz se reflecta hacia abajo y el dispositivo receptor de luz 22 es considerado como disparo del interruptor táctil. La disposición de la barrera fotoeléctrica es fundamentalmente independiente de las capas conductoras, sin embargo, ningún símbolo de la pantalla de cristal líquido puede estar en el recorrido luminoso entre el dispositivo emisor y el dispositivo receptor.
Esto solo es posible cuando la luz pasa a través del símbolo de la pantalla de cristal líquido, por ejemplo con una longitud de onda apropiada.
La Fig. 2 muestra la pantalla de cristal líquido 11 de la Fig. 1 vista desde arriba. Se puede ver que bajo un campo de la pantalla de cristal líquido 24 se halla el elemento sensorial izquierdo 19. De este modo, el campo de la pantalla de cristal líquido 24 puede indicar, eventualmente, dependiendo de la situación al accionar este elemento sensor con el contacto de un dedo, la superficie 14 de la placa de vidrio superior 12. El elemento sensorial 19 derecho es colocado bajo una marca 20 aplicada en la superficie 14.
La barrera fotoeléctrica formada del dispositivo receptor y emisor 21 y 22 esta dispuesta transversalmente espaciada bajo un campo de la pantalla de cristal líquido 24 en forma de un signo de más. En el caso de que deba accionarse de forma más importante o de manera similar, se puede aplicar directamente el símbolo + 24, es decir, mediante el contacto digital. En medio se representa una cifra de pantalla de cristal líquido común, 25, cuyo valor, por ej., puede ser modificado por el símbolo más.
La Fig. 3 muestra una pantalla de cristal líquido 26 con dos placas de vidrio 12 y 13 y cristal líquido 18. Ambas placas de vidrio dividen en secciones parecidas a la Fig. 1 una capa conductora superior 27 y una capa conductora inferior 28, cuya forma se puede deducir de la Fig. 4. Las secciones individuales son provistas respectivamente de conexiones eléctricas 29, parecidas a las de los circuitos impresos de una pantalla de cristal líquido y de un microprocesador 30. Así, cada sección individual de las capas puede ser activada, renunciando a la representación de la guía de las conexiones 29. Se puede ver en la Fig. 4 cómo aparecen los campos individuales de la pantalla de cristal líquido 24 en el funcionamiento de la pantalla de cristal líquido.
La pantalla de cristal líquido 26 está diseñada para el funcionamiento a intervalos de las capas conductoras 27 y 28, así como pantalla de cristal líquido e interruptor táctil capacitivo. Por un lado, las secciones individuales de las capas 27 y 28 pueden ser activadas como una pantalla de cristal líquido a través de las conexiones eléctricas 29. Por lo tanto, las capas de los polos opuestos se activan como con una pantalla de cristal líquido normal.
Por otro lado, las capas pueden ser puestas en cortocircuito a través de las conexiones 29, es decir, los campos de la capa superior 27 se activan como interruptor táctil capacitivo, es decir, como superficie sensitiva. Entonces, no puede ser representado ningún símbolo de la pantalla de cristal líquido. Especialmente ventajoso es implementar ambos modos de funcionamiento alternativamente en rápidos intervalos, siendo posible ambos en el resultado final. Por ejemplo, se puede cambiar de frecuencia por encima de 50 Hz, mejor por encima de 70 Hz tanto en el funcionamiento como pantalla de cristal líquido como en el funcionamiento a modo de interruptor táctil alternativamente. Por un lado, el símbolo de la pantalla de cristal líquido permanece visible para el usuario y por otro lado, el interruptor táctil queda activado casi de manera continua. Además es posible hacer los tiempos de permanencia diferentes, por ejemplo que el tiempo sea mayor en el funcionamiento de la pantalla de cristal líquido que en la puesta en servicio del interruptor táctil.
Una condición indispensable en este tipo de funcionamiento es que la sección de la capa, que es el elemento sensorial, no puede estar unida con las demás zonas de la capa, particularmente con la capa inferior. A través de esta sección tampoco puede pasar ningún conductor eléctrico para las conexiones 29. Si una sección de una capa es accionada como elemento sensorial, en la que una sección de otra capa se dispone para la representación con la pantalla de cristal líquido, entonces ambas secciones se ponen en cortocircuito mientras dure la función del elemento sensorial.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citada por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la conveniencia del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque esta lista de referencias se haya confeccionado con la mayor diligencia, la OEP no asume responsabilidad por eventuales errores u omisiones a este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet US 5093718 A [0002]
\bullet DE 19706168 [0017]

Claims (8)

1. Interruptor táctil, particularmente para un aparato eléctrico con una pantalla de cristal líquido (11, 26), donde la pantalla de cristal líquido presenta dos placas paralelas, una sobre la otra (12, 13), entre las cuales están dispuestas unas capas conductoras (15, 16, 27, 28) y provistas de conexiones (29) para la representación de segmentos individuales (24, 25) en la pantalla de cristal líquido, donde se dispone por lo menos un elemento sensorial (19, 21, 22, 27) del interruptor táctil debajo de la superficie (14) de la pantalla de cristal líquido, caracterizado por el hecho de que el interruptor táctil se acciona al contacto con la superficie de la pantalla de cristal líquido por encima del elemento sensor y donde el elemento sensorial (19, 27) se desarrolla como elemento sensorial capacitivo.
2. Interruptor táctil según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dispone por lo menos de un elemento sensorial (19, 21, 22) en el área de los segmentos (24, 25) de la pantalla de cristal líquido (11, 26), particularmente en una zona entre segmentos diferentes o dentro de un segmento abierto.
3. Interruptor táctil según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el elemento sensorial es un cuerpo de plástico expandido conductor flexible (19), donde el cuerpo de plástico expandido está dispuesto en un punto de la pantalla de cristal líquido (11) sin segmentos (24, 25) y/o capa conductora (15) y conexiones (29).
4. Interruptor táctil según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el elemento sensorial presenta una capa sensitiva conductora (27) entre las placas (12, 13) de la pantalla de cristal líquido (26) como superficie sensitiva.
5. Interruptor táctil según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que la capa sensitiva se encuentra en el plano de una de ambas capas conductoras (27, 28) de la pantalla de cristal líquido (26), preferiblemente en la capa superior (27).
6. Interruptor táctil según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por el hecho de que la capa sensitiva tiene la forma de, al menos, una de ambas capas conductoras (27, 28) de la pantalla de cristal líquido (26), donde dicha capa está separada eléctricamente de las secciones de capa necesarias, representando los segmentos (24, 25)
7. Interruptor táctil según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por el hecho de que la capa sensitiva está formada de, al menos, una de ambas capas conductoras (27, 28) en una sección, utilizable para la representación del segmento, donde la pantalla de cristal líquido (26) es activada en funcionamiento alterno y donde las capas conductoras son operadas a través de las conexiones (29) en dos modos de funcionamiento, por un lado, representando el segmento en el polo opuesto y por otro lado, poniendo en funcionamiento en cortocircuito el elemento sensorial.
8. Interruptor táctil según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que las capas conductoras (27, 28) se activan con una corriente alterna, particularmente con una frecuencia de 30 kHz hasta 100 kHz para la función del elemento sensorial, donde preferiblemente el cambio de frecuencia entre los modos de funcionamiento alcanza al menos 50 Hz.
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