ES2318398T3 - Teclado y conjunto de teclado. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de teclado (200) incluyendo: un teclado (210) que tiene un panel de guía de luz (220), al menos un botón de tecla (245) dispuesto en la superficie superior (222) del panel de guía de luz (220), y al menos un dispositivo emisor de luz (290), y una placa de conmutación (250) que tiene al menos un interruptor (265, 275) formado en su superficie superior, que mira al teclado (210), caracterizado porque en el interior del panel de guía de luz (220) la luz se propaga a través de una superficie lateral del panel de guía de luz (220) a otra superficie lateral del panel de guía de luz (220) enfrente de la primera superficie lateral, se forma localmente al menos una configuración reflectora (230) en el panel de guía de luz (220) para reflejar una parte de la luz propagada hacia el botón de tecla (245); el al menos único dispositivo emisor de luz (290) se coloca mirando a la superficie lateral del panel de guía de luz (220) y adaptado para acoplar luz al interior del panel de guía de luz (220); y cuando se pulsa el botón de tecla (245), se deforma una porción del teclado (210) hacia la placa de conmutación (250) y activa el interruptor (265, 275).
Description
Teclado y conjunto de teclado.
La presente invención se refiere a un teclado
usado en un terminal portátil, y más en concreto a un teclado y un
conjunto de teclado que tiene un panel de guía de luz.
Un teclado usado en un terminal portátil incluye
típicamente una almohadilla elástica que tiene la forma de una
placa, una pluralidad de botones de tecla formados en la superficie
superior de la almohadilla elástica con caracteres impresos en su
superficie superior, respectivamente, y una pluralidad de salientes
(o accionadores) formados en la superficie inferior de la
almohadilla elástica y en el extremo opuesto de la superficie
superior de la almohadilla elástica. El terminal portátil está
provisto comúnmente de varios dispositivos emisores de luz, es
decir, 15-20, que sirven como una fuente de
retroiluminación del teclado.
La figura 1 es una vista en sección de un
conjunto de teclado según la técnica anterior. El conjunto de
teclado 100 incluye un teclado 110, una placa de conmutación 150, y
una pluralidad de diodos fotoemisores (LEDs) 170.
El teclado 110 incluye una almohadilla elástica
120, una pluralidad de botones de tecla 140 formados en la
superficie superior 122 de la almohadilla elástica 120 con sus
caracteres, etc, impresos, y una pluralidad de salientes 130
formados en la superficie inferior 124 de la almohadilla elástica
120, que está enfrente de la superficie superior 122 de la
almohadilla elástica 120. Cada uno de los salientes 130 está
alineado con el centro de los botones de tecla correspondientes
140. La almohadilla elástica 120 puede tener una pluralidad de
ranuras 126 formadas en su superficie inferior 124, y las ranuras
126 están colocadas alrededor de los respectivos salientes 130 para
evitar que los LEDs 170 interfieran con los salientes 130.
La placa de conmutación 150 tiene una PCB (placa
de circuitos impresos) en forma de placa 155 y una pluralidad de
conmutadores 160 formados en la superficie superior de la PCB 155
mirando al teclado 110. Cada interruptor 160 se compone de un
elemento de contacto conductor 162 y una cúpula conductora 164 que
cubre completamente el elemento de contacto 162.
Los múltiples LEDs 170 están montados en la
superficie superior de la PCB 155, y cada LED 170 se cubre por las
ranuras correspondientes 126 de la almohadilla elástica 120.
En la operación, si un usuario pulsa uno de los
botones de tecla 140, la porción del teclado 110 colocada debajo
del botón de tecla pulsado 140 se deforma hacia la placa de
conmutación 150. Como resultado, uno de los salientes 130
correspondiente a la porción deformada activa la cúpula
correspondiente 164, que, a su vez, hace un contacto eléctrico con
el elemento de contacto correspondiente 162.
Al diseñar los conmutadores 160, los LEDs 170 no
se deben colocar debajo de los botones de tecla correspondientes
140. La luz salida de los respectivos LEDs 170 pasa a través de la
almohadilla elástica 120 e ilumina los respectivos botones de tecla
140 en un ángulo oblicuo. Como resultado, los botones de tecla 140
se iluminan tenuemente de forma no uniforme. Así, el centro de cada
botón de tecla 140 parece más oscuro y su periferia parece más
brillante. Para resolver este problema, si se instalan más LEDs para
mejorar más uniformemente la iluminación de los botones de tecla
140, el resultado es un consumo de energía y un costo de fabricación
más altos.
US-A-5.568.367
describe un control remoto con iluminación de teclas, incluyendo un
panel de guía de luz, una pluralidad de botones de tecla dispuestos
en su superficie superior, un dispositivo emisor de luz y una placa
de circuitos con conmutadores. El dispositivo emisor de luz, sin
embargo, se coloca debajo del panel de guía de luz, que refracta la
luz hacia el saliente de presión del botón de tecla por medio de una
superficie biselada. Además, el panel de guía de luz no se puede
deformar para activación de los conmutadores. Así, se precisan
agujeros pasantes en el panel.
Consiguientemente, la presente invención se ha
realizado con el fin de resolver dichos problemas que tienen lugar
en la técnica anterior y proporciona ventajas adicionales,
proporcionando un teclado y un conjunto de teclado capaz de
realizar un brillo uniforme y alto, así como un consumo de energía y
costo de fabricación bajos.
Este objeto se logra con un teclado que tiene
las características de la reivindicación 1. Realizaciones preferidas
se describen en las reivindicaciones dependientes.
Las características anteriores y las ventajas de
la presente invención serán más evidentes por la descripción
detallada siguiente tomada en unión con los dibujos acompañantes, en
los que:
La figura 1 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según la técnica anterior.
La figura 2 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una primera realización de
la presente invención.
La figura 3a representa un ejemplo de un
saliente según la presente invención.
La figura 3b representa otro ejemplo de un
saliente según la presente invención.
La figura 4 representa las configuraciones
reflectoras representadas en la figura 2.
La figura 5a representa un ejemplo de la
construcción de un dispositivo emisor de luz según la presente
invención.
La figura 5b representa otro ejemplo de la
construcción de un dispositivo emisor de luz según la presente
invención.
La figura 5c representa otro ejemplo de la
construcción de un dispositivo emisor de luz según la presente
invención.
La figura 6 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una segunda realización de
la presente invención.
Y la figura 7 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una tercera realización de
la presente invención.
A continuación, se describirán realizaciones de
la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes.
Para mayor claridad y simplicidad, una descripción detallada de las
funciones y configuraciones conocidas aquí incorporadas se omite
para que la materia de la presente invención no quede sin
aclarar.
La figura 2 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una primera realización de
la presente invención. Como se representa, el conjunto de teclado
200 incluye un teclado 210, una placa de conmutación 250 mirando al
teclado 210, al menos un dispositivo emisor de luz 290, y una
segunda PCB 280.
El teclado 210 incluye un panel de guía de luz
220, una pluralidad de botones de tecla 245, una pluralidad de
salientes 240, y una pluralidad de configuraciones reflectoras 230
(indicadas por triángulos sólidos).
El panel de guía de luz 220 retiene la luz que
avanza en su interior. La luz acoplada se propaga desde una
superficie lateral del panel de guía de luz 220 a su extremo
superficial lateral opuesto. El panel de guía de luz 220 puede
tener cualquier forma, tal como cuadrada. La luz acoplada al
interior del panel de guía de luz 220 se propaga dentro del panel
de guía de luz 220 debido a una reflexión total, que tiene lugar en
la interface entre el panel de guía de luz 220 y la capa de aire
exterior. El panel de guía de luz 220 tiene elasticidad de modo que
los botones de tecla 245, cuando son pulsados, pueden volver a la
posición original. Es decir, el panel de guía de luz 220 tiene
propiedades de autorrestauración de modo que puede restablecer la
forma original después de deformación y, después de pulsar los
botones de tecla 245, los hace volver a la posición original.
Los paneles convencionales de guía de luz se
fabrican por moldeo por inyección de policarbonato o resina a base
de acrilo que tiene alta transmitancia de rayos visibles. Sin
embargo, tienen un módulo elástico bajo, pobres propiedades de
restauración elástica, y alta dureza. Esto hace difícil obtener una
buena sensación de clic al pulsar los botones de tecla. Además,
cuando se pulsa un botón de tecla, los botones de tecla adyacentes
pueden ser accionados erróneamente conjuntamente (interferencia
entre botones de tecla). Además, una deformación permanente puede
tener lugar fácilmente en los paneles de guía de luz después de la
operación repetida durante un período de tiempo largo. Por lo
tanto, el panel de guía de luz 220 según la presente invención se
hace de un material elastomérico altamente transparente,
preferiblemente poliuretano o silicona, que tiene baja dureza, un
módulo elástico alto, excelentes propiedades de restauración
elástica, y transmitancia óptica alta, con el fin de proporcionar
una buena sensación de clic, suprimir la interferencia entre botones
de tecla 245, y evitar la deformación permanente incluso después de
la operación repetida.
La pluralidad de botones de tecla 245 están
formados en la superficie superior 222 del panel de guía de luz 220
y tienen caracteres, número, etc, impreso en su superficie superior,
respectivamente. Los botones de tecla 245 se pueden formar en una
pieza con el panel de guía de luz 220 usando un material idéntico o
diferente del del panel de guía de luz 220. Alternativamente, los
botones de tecla 245 se pueden formar por separado usando
policarbonato o resina a base de acrilo y unir a la superficie
superior 222 del panel de guía de luz 220. Cada botón de tecla 245
puede tener cualquier forma, tal como un poste circular o un poste
elíptico.
Los múltiples salientes 240 se forman en la
superficie inferior 224 del panel de guía de luz 220, que está
enfrente de la superficie superior 222 del panel de guía de luz 220.
Los salientes 240 se pueden formar en una pieza con el panel de
guía de luz 220 usando un material idéntico o diferente del del
panel de guía de luz 220. Alternativamente, los salientes 240 se
pueden formar por separado y unir a la superficie inferior 224 del
panel de guía de luz 220. Cada saliente 240 puede tener cualquier
forma, tal como un cono truncado o hexaedro trapezoidal. Cada
saliente 240 está alineado debajo del botón de tecla correspondiente
245 (en una dirección a lo largo del grosor del conjunto de teclado
200 o perpendicular a la superficie superior de la primera PCB
260).
Las figuras 3a y 3b muestran ejemplos de un
saliente según la presente invención. Específicamente, la figura 3a
representa un saliente 310 que tiene la forma de un cono truncado
incluyendo superficies elípticas superior e inferior 312 y 316 y
una superficie lateral inclinada 314. La figura 3b representa un
saliente 320 que tiene la forma de un hexaedro trapezoidal
incluyendo superficies rectangulares superior e inferior 322 y 326 y
cuatro superficies trapezoidales laterales 324.
El teclado 210 tiene una pluralidad de
configuraciones reflectoras 230 formadas en la superficie inferior
del panel de guía de luz 220 para reflejar una parte de luz, que se
propaga al panel de guía de luz 220, hacia los botones de tecla
correspondientes 245, respectivamente. Si es necesario, las
configuraciones reflectoras se pueden formar en la superficie
superior del panel de guía de luz 220. Cada configuración reflectora
230 se forma en y alrededor del saliente correspondiente 240
colocado justo debajo del botón de tecla correspondiente 245 para
iluminarlo uniformemente. En todo el teclado 210, la densidad o el
tamaño de las configuraciones reflectoras colocadas más próximas al
dispositivo emisor de luz 290 es diferente de la de las
configuraciones reflectoras colocadas más lejos del dispositivo
emisor de luz 290, con el fin de ajustar uniformemente la
distribución general de la cantidad de luz emergente del lado
superior del panel de guía de luz 220 independientemente de la
distancia del dispositivo emisor de luz 290. Por ejemplo, cuando la
cantidad de luz emergente de posiciones más próximas al dispositivo
emisor de luz 290 es más grande, la densidad de las configuraciones
reflectoras más próximas al dispositivo emisor de luz 290 se hace
menor. Cuando disminuye la cantidad de luz emergente de posiciones
más alejadas del dispositivo emisor de luz 290, la densidad de
configuraciones reflectoras más alejadas del dispositivo emisor de
luz se hace mayor. De esta manera, la distribución de la cantidad de
luz emergente, en particular la distribución de iluminación general
de los botones de tecla 245, puede ser uniforme y brillante.
La figura 4 representa configuraciones
reflectoras según la presente invención. La porción central 232 de
las configuraciones reflectoras 230 se forma en la superficie
inferior de un saliente 240 y su porción periférica 234 se forma
alrededor del saliente 240. Como se representa, la luz que se
propaga al panel de guía de luz 220 debido a reflexión total es
incidente en las configuraciones reflectoras 230. La mayor parte de
la luz difusa reflejada por las configuraciones reflectoras 230
hacia un botón de tecla 245 no puede cumplir la condición de
reflexión total (cuando el ángulo incidente es menor que el ángulo
crítico) y pasa a través del botón de tecla 245 al exterior.
Además, la luz que pasa a través de las configuraciones reflectoras
230 sin reflexión difusa y una parte de la luz difusa reflejada
cumplen la condición de reflexión total y se propagan de forma
continua dentro del panel de guía de luz 220, contribuyendo al mismo
tiempo a la iluminación de otros botones de tecla. De esta manera,
las configuraciones reflectoras 230 producen reflexión difusa y usan
solamente una parte de la luz incidente para iluminación del botón
de tecla 245 y el resto para iluminación de otros botones de tecla.
Además, las configuraciones reflectoras 230 realizan iluminación
uniforme del botón de tecla 245 por medio de reflexión difusa en
una dirección arbitraria. Preferiblemente, las configuraciones
reflectoras 230 se forman por rayado o impresión.
Como se representa en la figura 2, la porción
central 232' (indicada por triángulos huecos) de las configuraciones
reflectoras 230 se puede formar entre el panel de guía de luz 220 y
el saliente 240, no en la superficie inferior del saliente 240.
La placa de conmutación 250 incluye una primera
PCB 260 y una hoja cúpula 270.
La primera PCB 260 tiene una pluralidad de
elementos de contacto conductor 265 formados en su superficie
superior, que constituyen conmutadores 265 y 275 con juntamente con
las cúpulas correspondientes 275. Los conmutadores 265 y 275 están
alineados debajo de los salientes correspondientes 240.
La hoja cúpula 270 está acoplada a la superficie
superior de la primera PCB 260 e incluye una pluralidad de cúpulas
semiesféricas conductoras 275, que cubren completamente los
elementos de contacto correspondientes 265.
Cuando el usuario pulsa uno de los botones de
tecla 245, la porción del teclado 210 colocada debajo del botón de
tecla pulsado 245 se deforma hacia la placa de conmutación 250. Como
resultado, uno de los salientes 240 correspondiente a la porción
deformada presiona la cúpula correspondiente 275, que, a su vez,
produce un contacto eléctrico con el elemento de contacto
correspondiente 265.
La segunda PCB 280 está unida a la periferia de
la superficie inferior 224 del panel de guía de luz 220. El
dispositivo emisor de luz 290 está montado en la superficie superior
de la segunda PCB 280 con su superficie fotoemisora mirando a la
superficie lateral del panel de guía de luz 220. La luz emergente
del dispositivo emisor de luz 290 está acoplada al interior del
panel de guía de luz 220 mediante su superficie lateral. La segunda
PCB 280 se puede hacer de una PCB flexible convencional (FPCB) y el
dispositivo emisor de luz puede ser un LED convencional.
Las figuras 5a, 5b, y 5c muestran ejemplos de la
construcción de un dispositivo emisor de luz según la presente
invención. En particular, la figura 5a es una vista frontal que
representa un dispositivo emisor de luz 410 colocado en el centro
de una superficie lateral de un panel de guía de luz 401. La figura
5b es una vista frontal que representa un dispositivo emisor de luz
420 colocado en una esquina de un panel de guía de luz 402. La
figura 5c es una vista frontal que representa dispositivos emisores
de luz primero y segundo 430 y 435 colocados en una superficie
lateral de un panel de guía de luz 403 con una espaciación y un
número de botones de tecla unidos al panel de guía de luz 403.
Como se representa, el número y la posición del
dispositivo emisor de luz según la presente invención se puede
determinar selectivamente.
La figura 6 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una segunda realización de
la presente invención. El conjunto de teclado 200' tiene una
construcción similar a la del conjunto de teclado 200 representado
en la figura 2, excepto en lo que se refiere a la forma del panel de
guía de luz 220' y la posición del dispositivo emisor de luz 290'.
Por lo tanto, los mismos componentes reciben los mismos números de
referencia y se omitirá la repetición de su descripción para evitar
redundancia.
El panel de guía de luz 220' tiene generalmente
la forma de una placa cuadrada y guía luz acoplada a su interior.
Una porción periférica 226 del panel de guía de luz 220' se extiende
con una inclinación a la superficie superior de la PCB 260.
Al menos un dispositivo emisor de luz 290' está
montado en la superficie superior de la PCB 260 con su superficie
fotoemisora mirando a la superficie lateral de la porción inclinada
226 del panel de guía de luz 220'. La luz emergente del dispositivo
emisor de luz 290' se acopla al interior del panel de guía de luz
220' mediante su superficie lateral.
En comparación con dicha primera realización, la
segunda realización es ventajosa porque la forma del panel de guía
de luz 220' se ha modificado de manera que no se necesita una PCB
flexible para el cableado del dispositivo emisor de luz 290' y el
conjunto de teclado 200' se puede hacer de manera más económica.
La figura 7 es una vista en sección que
representa un conjunto de teclado según una tercera realización de
la presente invención. El conjunto de teclado 200'' tiene una
construcción similar a la del conjunto de teclado 200' representado
en la figura 6, excepto en lo que se refiere a la forma del panel de
guía de luz 220''. Por lo tanto, los mismos componentes reciben los
mismos números de referencia y se omitirá la repetición de su
descripción para evitar redundancia.
El panel de guía de luz 220'' tiene la forma de
una placa cuadrada con un grosor constante y luz acoplada a su
interior. Una porción periférica 226' del panel de guía de luz 220''
se curva de tal manera que se extienda a la superficie superior de
la PCB 260. En particular, la porción periférica 226' del panel de
guía de luz 220'', que se puede hacer de un material elastomérico,
tal como silicona, puede estar curvado en un ángulo como se
representa en el dibujo para conexión óptica entre el panel de guía
de luz 220'' y el dispositivo emisor de luz 290', que están en
posiciones verticales diferentes.
El dispositivo emisor de luz 290' está montado
en la superficie superior de la PCB 260 con su superficie
fotoemisora mirando a la superficie lateral de la porción periférica
226' del panel de guía de luz 220''. La luz emergente del
dispositivo emisor de luz 290' está acoplada al interior del panel
de guía de luz 220'' mediante su superficie lateral.
Como se ha mencionado anteriormente, el teclado
y el conjunto de teclado según la presente invención son ventajosos
porque el panel elástico de guía de luz colocado entre los botones
de tecla, y la forma y el diseño de salientes hace posible iluminar
los botones de tecla uniformemente y brillantemente y reducir el
número de dispositivos emisores de luz necesarios, el consumo de
potencia y el costo de fabricación.
Aunque la invención se ha representado y
descrito con referencia a algunas de sus realizaciones preferidas,
los expertos en la técnica entenderán que se puede hacer varios
cambios en la forma y los detalles sin apartarse del alcance de la
invención definido por las reivindicaciones anexas.
Claims (17)
1. Un conjunto de teclado (200) incluyendo:
un teclado (210) que tiene un panel de guía de
luz (220), al menos un botón de tecla (245) dispuesto en la
superficie superior (222) del panel de guía de luz (220), y
al menos un dispositivo emisor de luz (290),
y
una placa de conmutación (250) que tiene al
menos un interruptor (265, 275) formado en su superficie superior,
que mira al teclado (210),
caracterizado porque
en el interior del panel de guía de luz (220) la
luz se propaga a través de una superficie lateral del panel de guía
de luz (220) a otra superficie lateral del panel de guía de luz
(220) enfrente de la primera superficie lateral,
se forma localmente al menos una configuración
reflectora (230) en el panel de guía de luz (220) para reflejar una
parte de la luz propagada hacia el botón de tecla (245);
el al menos único dispositivo emisor de luz
(290) se coloca mirando a la superficie lateral del panel de guía
de luz (220) y adaptado para acoplar luz al interior del panel de
guía de luz (220); y
cuando se pulsa el botón de tecla (245), se
deforma una porción del teclado (210) hacia la placa de conmutación
(250) y activa el interruptor (265, 275).
2. El conjunto de teclado según la
reivindicación 1, donde el dispositivo emisor de luz (290) está
montado en la superficie superior de la placa de conmutación (250)
con su superficie fotoemisora mirando a la superficie lateral del
panel de guía de luz (220).
3. El conjunto de teclado según la
reivindicación 1 o 2, donde el interruptor incluye un elemento de
contacto conductor (265) y una cúpula conductora (275) que cubre el
elemento de contacto (265).
4. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, donde el teclado (220) tiene al menos
un saliente (240) formado en la superficie inferior (224) del panel
de guía de luz (220).
5. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, donde la configuración reflectora (230)
se ha formado en la superficie inferior (224) del panel de guía de
luz (220), que está enfrente de la superficie superior (222) del
panel de guía de luz (220).
6. El conjunto de teclado reivindicado en 4,
donde la configuración reflectora (230) se ha formado en la
superficie inferior (224) del panel de guía de luz (220), que está
enfrente de la superficie superior (222) del panel de guía de luz
(220), en y alrededor del saliente (240).
7. El conjunto de teclado según la
reivindicación 4, donde la configuración reflectora (232') se ha
formado en la superficie inferior (224) del panel de guía de luz
(220), entre el panel de guía de luz (220) y el saliente (240).
8. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, donde la configuración reflectora se ha
formado en la superficie superior (222) del panel de guía de luz
(220).
9. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, donde la configuración reflectora (230)
está adaptada para producir reflexión difusa.
10. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, donde el panel de guía de luz (220)
tiene propiedades de autorrestauración de modo que pueda restablecer
la forma original después de la deformación.
11. El conjunto de teclado reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el panel de guía
de luz (220) se hace de un material elastomérico transparente.
12. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, donde el panel de guía de luz (220) se
hace de poliuretano o silicona.
13. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 10, donde el botón de tecla (245) se hace
de policarbonato o resina a base de acrilo.
14. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, donde una placa de circuitos impresos
(280) está acoplada a una periferia de la superficie inferior (224)
del panel de guía de luz (220).
15. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, donde una porción periférica del panel
de guía de luz (220) se extiende en un ángulo de inclinación a la
superficie superior de la placa de conmutación (250) y el
dispositivo emisor de luz (290) está montado en la superficie
superior de la placa de conmutación (250).
16. El conjunto de teclado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 15, donde la densidad de configuraciones
reflectoras más próximas al dispositivo emisor de luz (290) se hace
menor y la densidad de configuraciones reflectoras más lejos del
dispositivo emisor de luz se hace mayor para ajustar uniformemente
la distribución general de cantidad de luz emergente del lado
superior del panel de guía de luz (220).
17. Un terminal portátil incluyendo un conjunto
de teclado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
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