Brevet FR2857501A1 — publié le 20050114

La présente invention concerne un clavier rétroéclairé, et notamment un clavier à touches jointives. Dans un tableau de bord de véhicule automobile, mais aussi dans d'autres applications, il est connu d'utiliser des claviers rétroéclairés. Un tel clavier comporte des touches sur chacune desquelles apparaît un pictogramme ou similaire. Selon l'effet esthétique que l'on souhaite donner, seul le pictogramme doit être éclairé et aucun éclairage n'est souhaité à la périphérie de la touche. Les touches du clavier sont généralement montées sur une façade. Lorsqu'une paroi de la façade sépare chaque touche des touches voisines, il est alors connu de piéger la lumière s'échappant éventuellement à la périphérie de la touche. Les figures 1 et 2 du document US-5,012,054 montrent un exemple de réalisation d'un montage de touches d'un clavier évitant la fuite de lumière à la périphérie des touches, lorsque les touches sont séparées par une paroi de la façade du clavier. Lorsque les touches du clavier sont jointives, il est plus difficile d'éviter des fuites de lumière à la périphérie de la touche. Le document US-5,012,054 précité propose une solution permettant d'éviter ces fuites. Ces dernières sont réduites de manière à être insensibles pour l'utilisateur du clavier grâce à des chicanes. L'inconvénient de la solution proposée et que les touches proposées sont de formes complexes et que leur montage est difficile. II faut notamment réaliser ce montage dans un ordre bien précis et une grande précision est demandée. Un autre problème évoqué également dans le brevet précité qui se présente notamment avec des touches jointives (sans paroi apparente de la façade entre les touches) concerne la maîtrise de la position relative de la touche par rapport à la façade selon les trois axes de l'espace. Il convient de réaliser également un bon guidage de la touche lors de son actionnement. Pour résoudre ces problèmes, il est connu de prévoir de petits ressorts en matière synthétique, issus de la façade ou de la touche, ces ressorts assurant le rappel de la touche vers le haut mais n'assurant que difficilement une pression sur toute la périphérie de la touche. Il est également connu de prévoir une pièce élastique montée par l'arrière qui assure le maintien des touches contre la façade mais qui ne résout nullement les problèmes de fuite de lumière. Enfin, il est avantageux, pour des raisons économiques, de pouvoir utiliser une même source lumineuse pour l'éclairage de plusieurs touches. Certaines conceptions de clavier à touches jointives de l'art antérieur nécessitent en effet une source lumineuse par touche à éclairer. La présente invention a pour but de fournir un clavier dans lequel aucune fuite de lumière à la périphérie des touches n'est possible. La solution proposée doit pouvoir s'adapter à des claviers à touches jointives. De préférence, un clavier selon l'invention permettra une bonne maîtrise du positionnement des touches par rapport à la façade du clavier, un bon guidage de ces touches et permettra de préférence en outre d'utiliser une même source lumineuse pour le rétroéclairage de plusieurs touches. A cet effet, elle propose un clavier à touches rétroéclairées comportant: - une façade présentant une face avant et une face arrière, - au moins une ouverture réalisée dans la façade entre sa face avant et sa face arrière, - un contact électrique monté sur un support disposé à l'arrière de la façade, - une touche faisant saillie sur la face avant de la façade, - une source lumineuse disposée à l'arrière de la façade, et - des moyens permettant de conduire la lumière émise par la source 20 lumineuse à travers l'ouverture de la façade jusqu'à la touche de manière à éclairer celle-ci, Selon l'invention, une membrane élastique est montée sur la face avant de la façade entre cette face et la touche, au contact de la périphérie de la touche. Cette membrane élastique permet ainsi de piéger la lumière qui fuit par la périphérie de la touche. Cette membrane est élastique pour pouvoir être comprimée lorsque la touche est enfoncée. Elle assure ainsi également le retour dans sa position de repos de la touche. Dans une forme de réalisation préférée, la touche présente à sa périphérie un rebord orienté vers la membrane élastique. La façade comporte avantageusement sur sa face avant un logement pour recevoir la membrane élastique. Cette dernière est ainsi noyée dans la façade. Dans ce cas, lorsque la touche présente à sa périphérie un rebord, ce dernier prend avantageusement également place dans le logement recevant la membrane élastique. Dans ce dernier cas de figure, le rebord de la touche affleure 2857501 3 de préférence sur toute sa périphérie soit le bord intérieur du logement recevant la membrane élastique soit le rebord d'une touche voisine. On réalise de la sorte un excellent piège pour la lumière. Pour piéger au mieux la lumière, on prévoit avantageusement que la 5 membrane élastique est de couleur noire. L'ouverture réalisée dans la façade peut se présenter sous la forme d'une cheminée permettant de réaliser le guidage de la touche. Suivant l'espace disponible, on peut prévoir un guidage plus ou moins long. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens permettant de conduire la lumière comportent un insert sur lequel est fixée la touche, l'ensemble formé par l'insert et la touche traversant l'ouverture de la façade. Dans cette dernière forme de réalisation, l'insert présente par exemple une zone déformable élastiquement, cette zone coopérant avec le contact électrique. Pour limiter la course de la touche lors du retour dans sa position de repos, l'ensemble formé par l'insert et la touche comporte une butée, par exemple une butée périphérique, coopérant avec le rebord arrière de la cheminée. Une forme de réalisation d'un clavier selon l'invention prévoit que la façade comporte plusieurs ouvertures, qu'à chacune ouverture de la façade correspond une touche, et qu'une membrane élastique est disposée entre chaque touche et la face avant de la façade. Une autre forme de réalisation d'un clavier selon l'invention prévoit que la façade comporte plusieurs ouvertures, qu'à chaque ouverture de la façade correspond une touche, et qu'une membrane élastique unique présentant autant d'ouvertures que la façade est disposée entre les touches et la face avant de la façade. Dans ces deux dernières formes de réalisation, les touches sont des touches jointives et/ou une même source lumineuse peut être utilisée pour l'éclairage de plusieurs touches. Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de 30 la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble de deux touches formant un clavier selon la présente invention, et La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de la figure 1 en position montée. La figure 1 représente un clavier comportant uniquement deux touches 2. Bien entendu, la présente invention peut s'appliquer à un clavier comportant un nombre différent de touches: soit une seule touche soit trois touches ou plus. Ces touches 2 servent d'interface entre un utilisateur et un dispositif électronique tel par exemple un autoradio, une commande de chauffage ou de climatisation, etc.... Ce dispositif prend alors place dans un boîtier non représenté au dessin. Le clavier décrit ci-après trouve par exemple son application sur un tableau de bord d'un véhicule automobile. Toutefois il peut trouver une application dans d'autres domaines: matériel hi-fi, vidéo, machine industrielle,.... De manière connue, le dispositif électronique commandé par les touches 2 présente un circuit imprimé 4 ou, en anglais Printed Circuit Board (PCB), qui porte des contacts électriques 6. Entre ces contacts 6, et sensiblement à égale distance de ceux-ci, se trouve un trou 8 dans le circuit imprimé 4. Face à ce trou 8 (figure 2), ou dans celui-ci vient prendre place une diode électroluminescente 10, appelée également Led. On suppose dans la suite de la description que le circuit imprimé 4 se trouve à l'arrière du clavier tandis que les touches 2 se trouvent à l'avant de celui-ci. Sur la figure 1, on remarque entre les touches 2 et les contacts électriques 6 du circuit imprimé 4 la présence de deux inserts 12, d'une façade 14 et d'une membrane élastique 16. La façade 14 est montée, éventuellement de façon amovible, sur le boîtier (non représenté) logeant le dispositif commandé par le clavier. Cette façade 14 présente deux ouvertures 18, chacune de ces ouvertures faisant face d'un côté à un contact électrique 6 et de l'autre côté à une touche 2. Cette ouverture 18 présente à sa périphérie une cheminée 20 s'étendant perpendiculairement au plan de l'ouverture 18 (figure 2). A chaque touche 2 correspond un insert 12. Lorsque le clavier est monté, chaque touche 2 est fixé sur son insert 12 correspondant pour former un seul ensemble monté coulissant dans la cheminée 20 correspondante. La touche 2 peut être fixée sur l'insert 12 par clipsage, collage, soudage ultra- sons, etc.... Les touches 2 ainsi que les inserts 12 sont réalisés dans une matière translucide, par exemple une matière synthétique. La face visible par l'utilisateur de chaque touche 2 est recouverte d'une peinture noire, ou similaire. Un symbole 22, 22' est 2857501 5 gravé au laser sur la face visible de chaque touche 2. Chaque touche 2 présente un chapeau 24 sensiblement plan et de forme rectangulaire. D'un côté de ce chapeau 24 s'étend perpendiculairement à celui-ci une jupe 26 tubulaire de section rectangulaire. Les dimensions extérieures de la jupe 26 correspondent aux dimensions intérieures de la cheminée 20 réalisée au niveau de l'ouverture 18 correspondante de la façade 14. Le chapeau 24 déborde sensiblement tout autour de la jupe 26. A la périphérie de ce chapeau 24 se trouve, du même côté que la jupe 26, un rebord périphérique 28 (figure 2). Chaque insert 12 comporte une tête 30 et un pied 32 (figure 2). La tête 30 est de forme adaptée pour venir se loger dans la jupe 26 d'une touche 2. Le pied 32 est destiné quant à lui à agir sur le contact électrique 6 correspondant et présente une zone d'appui déformable élastiquement. Pour obtenir cette élasticité, on réalise dans le pied 32, à l'avant de cette zone, une fente 34 (figure 2). Le pied 32 forme sur la plus grande partie de la périphérie de l'insert 12 un épaulement périphérique 36. Chaque insert 12 présente également une visière 38 qui, lorsque le clavier est monté, s'étend en direction de la diode électroluminescente 10. La membrane élastique 16 est une membrane plane de forme sensiblement rectangulaire présentant deux ouvertures correspondant chacune à une cheminée 20. Cette membrane est par exemple réalisée en caoutchouc et est de préférence de couleur noire. Son contour extérieur est rectangulaire et correspond au contour extérieur des chapeaux 24 des deux touches 2 disposés côte à côte. Les ouvertures de la membrane 16 sont chacune assez grande pour permettre le passage d'une cheminée 20. La façade 14 présente autour des cheminées 20 un logement 40 pour recevoir la membrane élastique 16. Le contour extérieur de ce logement est prévu de préférence de manière à recevoir la membrane élastique 16 sans jeu. La profondeur de ce logement 40 est légèrement supérieure à l'épaisseur de la membrane élastique 16. Ainsi ce logement 40 peut recevoir, outre la membrane élastique 16, les rebords périphériques 28 des touches 2. Pour le montage du clavier, on vient mettre en place la membrane 16 dans son logement 40 sur la face avant de la façade 14. Les touches 2 sont alors introduites par l'avant dans les cheminées 20 et les inserts 12 viennent s'emboîter par l'arrière dans les jupes 26 des touches 2. La fixation des touches 2 sur les inserts 12 correspondants peut alors être réalisée, comme évoqué plus haut, par clipsage, collage ou soudage par ultrasons. Bien entendu, d'autres procédés peuvent également être utilisés ici pour solidariser ces deux pièces. La façade ainsi montée peut venir prendre place sur le boîtier du dispositif auquel le clavier est destiné. A l'état monté, l'épaulement 36 d'un insert 12 vient affleurer avec le bord arrière de la cheminée 20 correspondante. Le fonctionnement du dispositif est alors le suivant: lorsque la diode électroluminescente 10 est allumée à l'arrière du clavier, sa lumière traverse le trou 8 et est capturée par les visières 38 des inserts 12. Ces derniers servent alors de guide de lumière et amènent ainsi la lumière émise par la diode 10 jusqu'au chapeau 24 des touches 2. Cette lumière pourra "sortir" du clavier uniquement par la zone gravée des touches 2 portant les symboles 22, 22'. Toute fuite de lumière est ici impossible. En effet, la face extérieure des chapeaux hormis au niveau des symboles, est recouverte d'une peinture opaque. Le contour extérieur des rebords périphériques 28 est également peint. La lumière qui s'échappe par les sommets arrière des rebords 28 est piégée par la membrane élastique 16. Cette membrane élastique 16, ainsi placée, n'assure pas uniquement une étanchéité à la lumière. Elle permet également d'assurer le rappel de l'ensemble formé par la touche 2 et l'insert 12. En effet, il est prévu que le rebord 28 de chaque touche 2 soit en contact avec la membrane élastique 16 lorsque la touche 2 est au repos. En appuyant sur la touche 2 pour agir au niveau du contact électrique 6, la membrane élastique 16 est comprimée. Dès que la touche est relâchée, la membrane assure donc le retour de l'ensemble touchelinsert dans sa position de repos. La course de retour est limitée grâce à l'épaulement 36. La membrane élastique 16 assure également, grâce au contact permanent des rebords périphériques 28 avec elle, une étanchéité à la poussière. Le circuit imprimé 4 et les composants qu'il porte sont ainsi protégés. En outre, le contact permanent de la touche 2 avec la membrane élastique 16, de préférence avec une légère précontrainte, permet d'assurer une stabilité de la touche 2 par rapport à la façade sur tout son pourtour. Les touches sont alors bien maintenues et même en cas de vibration aucun bruit n'apparaît Alors que dans les claviers de l'art antérieur une membrane élastique était prévue à l'arrière de la façade, entre celle-ci et le circuit imprimé, l'invention propose donc de faire passer cette membrane vers la face avant de la façade. La membrane élastique sur la face arrière de la façade n'est plus nécessaire dans un clavier tel que décrit ci-dessus. Le nombre de pièces, par rapport à une architecture conventionnelle de clavier, n'est donc pas modifié. Le clavier décrit ci-dessus présente de par sa structure de nombreux 5 avantages. De par sa conception même les fuites de lumière sont évitées à 100%. Aucune mise au point ultérieure du clavier n'est à prévoir. La membrane élastique grâce à une légère précontrainte, permet d'exercer sur toute la périphérie de chacune des touches une pression homogène. On obtient ainsi un excellent positionnement de chaque touche par rapport à la façade. Comme évoqué déjà ci-dessus, la membrane élastique disposée sur la face avant de la façade permet de garantir une étanchéité à la lumière, à la poussière et assure la stabilité des touches ainsi que le rappel de celles-ci dans leur position de repos. Le module formé par les touches, la façade, la membrane élastique et les inserts est un module indépendant qui peut être transportable. On peut ainsi prévoir un tel clavier sur une façade amovible. Le montage du clavier décrit ci-dessus présente une chaîne de cotes réduite entre la face avant de la façade et le circuit imprimé. Ceci est bien entendu 20 avantageux pour la fabrication du clavier. Un clavier tel que décrit ci-dessus procure à l'utilisateur une sensation tactile identique quel que soit l'endroit où celui-ci pose son doigt sur la touche et quelle que soit la dimension de la touche. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation évoquées ci-dessus. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi par exemple on pourrait appliquer l'invention à un clavier présentant des touches non jointives. Le guidage de l'ensemble touchelinsert par rapport à la façade est assuré, dans la forme de réalisation représentée au dessin, par la touche. II est possible également de prévoir que l'insert réalise ce guidage. On a alors par exemple une jupe au niveau de l'insert et une tête destinée à coopérer avec cette jupe au niveau de la touche. On peut également envisager un guidage de la touche au niveau du rebord périphérique avec le contour extérieur du logement recevant la membrane élastique. D'autres guidages peuvent éventuellement être envisagés. Ce guidage peut être long (cas représenté sur le dessin) ou être plus court. Un guidage court permet de limiter l'encombrement du clavier et permet son intégration dans un volume plus restreint. 2857501 9 REVENDICATIONS 1. Clavier à touches rétroéclairées comportant: - une façade (14) présentant une face avant et une face arrière, - au moins une ouverture (18) réalisée dans la façade entre sa face 5 avant et sa face arrière, un contact électrique (6) monté sur un support (4) disposé à l'arrière de la façade (14), - une touche (2) faisant saillie sur la face avant de la façade (14), - une source lumineuse (10) disposée à l'arrière de la façade (14), et - des moyens (12) permettant de conduire la lumière émise par la source lumineuse (10) à travers l'ouverture (18) de la façade (14) jusqu'à la touche (2) de manière à éclairer celle-ci, caractérisé en ce qu'une membrane élastique (16) est montée sur la face avant de la façade (14) entre cette face et la touche, au contact de la 15 périphérie de la touche (2). 2. Clavier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la touche (2) présente à sa périphérie un rebord (28) orienté vers la membrane élastique (16). 3. Clavier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la façade (14) comporte sur sa face avant un logement (40) pour recevoir la membrane élastique (16). 4. Clavier selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le rebord (28) de la touche (2) prend place également dans le logement (40) recevant la membrane élastique (16). 5. Clavier selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rebord (28) de la touche (2) affleure sur toute sa périphérie soit le bord intérieur du logement (40) recevant la membrane élastique (16) soit le rebord d'une touche (2) voisine. 6. Clavier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la membrane élastique (16) est de couleur noire. 7. Clavier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 30 l'ouverture (18) réalisée dans la façade se présente sous la forme d'une cheminée (20) permettant de réaliser le guidage de la touche (2). 8. Clavier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens permettant de conduire la lumière comportent un insert (12) sur lequel est fixée la touche (2), l'ensemble formé par l'insert (12) et la touche (2) traversant 2857501 10 l'ouverture (18) de la façade (14). 9. Clavier selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'insert présente une zone déformable élastiquement, cette zone coopérant avec le contact électrique (6). 10. Clavier selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'insert (12) et la touche (2) comporte une butée (36), par exemple une butée périphérique, coopérant avec le rebord arrière de la cheminée (20). 11. Clavier selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la façade (14) comporte plusieurs ouvertures (18), en ce qu'à chacune ouverture (18) de la façade (14) correspond une touche (2), et en ce qu'une membrane élastique (16) est disposée entre chaque touche (2) et la face avant de la façade (14). 12. Clavier selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la façade (14) comporte plusieurs ouvertures (18), en ce qu'à chacune ouverture (18) de la façade (14) correspond une touche (2), et en ce qu'une membrane élastique (16) unique présentant autant d'ouvertures que la façade (14) est disposée entre les touches (2) et la face avant de la façade (14). 13. Clavier selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les touches (2) sont des touches jointives. 14. Clavier selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'une même source lumineuse (10) est utilisée pour l'éclairage de plusieurs touches (2).