УСТРОЙСТВО ПОДСВЕТКИ СЕНСОРНОЙ ПАНЕЛИ ПРИБОРА

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности к электронных приборам с сенсорным вводом информации и может быть использована для подсветки сенсорной панели приборов, обеспечивающей равномерную подсветку нужной графической информации.
Из уровня техники известна кнопка емкостного сенсорного устройства (патент РФ на изобретение №2368071, МПК Н03К 17/955, опубл. 20.09.2009), содержащая чувствительные электроды, в которой светодиод расположен в прямоугольном вырезе обоих чувствительных электродов, под внешней приборной панелью кнопки из токонепроводящего материала.
Из уровня техники известен подвижный терминал и способ для работы его сенсорной клавиатуры (патент РФ на изобретение №2418376, МПК Н04М 1/00, опубл. 10.05.2011 г.). Сенсорная клавиатура подвижного терминала имеет множество клавиш для ввода информации и содержит блок светоизлучающих устройств, связанных с каждой из клавиш, причем светоизлучающие устройства расположены в выемках под клавишами ввода информации, таким образом, что свет от каждого светоизлучающего устройства попадает на связанную с ним одну из множества клавиш ввода, а также сенсорную клавиатурную панель, при этом в момент ввода загорается светодиод под нажатой клавишей и пользователь может распознать, какой из множества клавиш он коснулся.
К недостаткам этих технических решений, в которых светоизлучающий элемент расположен под каждой сенсорной клавишей, следует отнести отсутствие компактности, экономичности процесса изготовления и использования устройства, сложность в его обслуживании, невысокую ремонтопригодность.
Известна световая панель с торцевым вводом излучения (патент РФ на полезную модель №95886, МПК G09F 13/00, опубл. 10.07.2010 г. )., содержащая световодный панельный элемент, источник излучения, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через торец световодного панельного элемента и диффузно рассеивается на его тыльной поверхности, и диффузно-рассеивающую структуру на тыльной стороне световодного панельного элемента, выполненную путем а) приклеивания диффузно-рассеивающих порошкообразных материалов к полимерной или металлической сетке; и приклеивания упомянутой сетки с помощью оптически-прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента; или б) методом трафаретной печати из пасты, приготовленной на основе диффузно-рассеивающих порошкообразных материалов и оптически-прозрачного клея; при этом коэффициент преломления применяемого оптически-прозрачного клея больше коэффициента преломления световодного панельного элемента.
К достоинствам этого технического решения следует отнести вынос подсветки из плоскости панели в ее торец, что позволяет существенно уменьшить габариты устройства, повысить его экономичность, добиться равномерной подсветки поверхности. Однако к существенным недостаткам этого технического решения относится диффузно-рассеивающая структура на тыльной стороне из наносимых приклеиванием диффузно-рассеивающих порошкообразных материалов к полимерной или металлической сетке, так как требует применения сложного технологического оборудования и существенно удорожает изделие.
Известно устройство выделенной подсветки поверхности (патент РФ на изобретение №2532024, МПК F21V 13/00, В44С 5/08, G09F 13/08, опубл. 27.07.2014 г.), имеющее в своем составе: светопроводящий слой, слой, несущий изображение, и источник/источники света, направленный/ые на торец/торцы светопроводящего слоя, в котором имеется три слоя, расположенных в следующей последовательности: первый слой - основание, второй - светопроводящий, третий - светорассеивающий слой с изображением, при этом на верхней поверхности светопроводящего слоя выполнены углубления, фокусирующие и преломляющие лучи от источника/источников света, а основание выполнено непрозрачным, со светорассеивающим, предпочтительно белым, покрытием верхней стороны.
К достоинствам этого решения следует отнести создание дополнительной подсветки изображения в местах, требующих усиления освещенности. Однако изменение рельефа поверхности светопроводящего слоя путем создания углублений методом лазерной гравировки значительно усложняет и удорожает подсветку поверхностей.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, является устройство освещения с боковой подсветкой (патент РФ на изобретение №2271557, МПК G02B 27/00, G09F 13/18, F21V 8/00, опубл. 10.03.2006 г.), содержащее, по меньшей мере, один источник света, пропускающий свет элемент, поверхность вывода света у которого перпендикулярна поверхности ввода света от источника, причем поверхность вывода света имеет равномерную шероховатость по всей поверхности, а пропускающий элемент сохраняет равномерную толщину с увеличением расстояния от источника света, при этом шероховатость является в достаточной степени мелкой, обеспечивая среднюю величину Ra по поверхности менее 1,0 мкм/мм толщины. К недостаткам этого решения следует отнести достаточно жесткие требования к размерам шероховатости поверхности, а также ее равномерность по всей светящейся поверхности, т.е. отсутствие возможности выделения мест, требующих усиленной освещенности.
Основной задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств подсветки.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в реализации назначения заявленного решения.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство подсветки сенсорной панели прибора, содержащее, по меньшей мере, один источник света, пропускающий свет элемент равномерной толщины с шероховатостью, при этом поверхность ввода света от источника перпендикулярна поверхности вывода света пропускающего свет элемента, содержит пропускающий свет элемент, выполненный из лицевой и оборотной светопропускающих панелей, при этом с нижней стороны лицевой светопропускающей панели над контактными площадками сенсорных элементов панели прибора нанесены элементы графической информации, под которыми на оборотной светопропускающей панели выполнена шероховатость в виде участков округлой формы, а источник излучения выполнен из светодиодов, расположенных на сенсорной панели прибора вдоль боковых ее краев, с обеспечением возможности формирования потока излучения направленного в торцы нижней плоской светопропускающей панели с последующим его выводом на элементы графической информации лицевой светопропускающей панели.
Оптимально локальные участки шероховатости сформировать на верхней и\или нижней поверхностях оборотной светопропускающей панели.
Целесообразно выполнить лицевую и оборотную светопропускающие панели пропускающего свет элемента из поликарбоната толщиной 1-3 мм.
Рекомендуется графическую информацию на нижней стороне лицевой панели плоского светопропускающего элемента нанести черной краской негативным способом.
Оптимально на нижней стороне лицевой панели плоского светопропускающего элемента поверх слоя черной краски с графической информацией нанести тонкий равномерный слой белой матовой краски.
Целесообразно сформировать локальные участки шероховатости на поверхности оборотной светопропускающей панели с параметром шероховатости поверхности Ra больше 1,0.
Заявляемое техническое решение позволяет добиться высокой технологичности при изготовлении устройства, обеспечивает равномерную подсветку нужной графической информации, имеет малые габариты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - устройство подсветки сенсорной панели прибора, в котором локальные участки шероховатости сформированы на верхней стороне оборотной светопропускающей панели;
Фиг. 2 - устройство подсветки сенсорной панели, в котором локальные участки шероховатости сформированы на нижней стороне оборотной светопропускающей панели;
Фиг. 3 - устройство подсветки сенсорной панели в котором локальные участки шероховатости округлой формы сформированы на обеих сторонах оборотной светопропускающей панели;
Фиг. 4 - внешний вид кодовой сенсорной панели.
Устройство подсветки сенсорной панели прибора (фиг. 1-3) содержит плоский пропускающий свет элемент равномерной толщины, состоящий из лицевой светопропускающей панели 1 и оборотной светопропускающей панели 2, источники излучения 3, расположенные на печатной плате 4 с сенсорными элементами 5 и электронными компонентами 6. На нижней поверхности лицевой светопропускающей панели 1 нанесены слои черной 7 и белой краски 8, формирующие рисунок графической информации. На верхней и нижней поверхностях (фиг. 3) или на одной из них (фиг. 1, 2) оборотного светопропускающего элемента в местах предполагаемой подсветки графической информации, над сенсорными элементами 5 печатной платы 4 сформированы локальные участки шероховатостей 9 округлой формы с размером равным или немного больше области подсвечиваемой графической информации.
На Фиг. 1-3 стрелками показан ход оптических лучей. Оптические лучи, исходящие от источников излучения 3 попадают в торец оборотного светопропускающего элемента 2, претерпевают преломление и полное внутреннее отражение на верхней и нижней поверхностях оборотного светопропускающего элемента, а в местах шероховатостей меняют свое направление за счет рассеяния на неровностях поверхности и выводятся наружу, подсвечивая области с графическим изображением над сенсорными элементами.
Графическая информация на верхнем светопропускающем элементе с нижней стороны наносится черной краской методом шелкографии, тампопечати, ультрафиолетовой печати или аналогичной технологией, таким образом, чтобы фон был покрыт краской, а в местах наличия графической информации краска отсутствовала, так называемым негативным способом. Поверх слоя черной краски наносится тонкий равномерный слой белой матовой краски. Слой белой краски служит для отражения светового потока в неподсвечиваемых местах светопропускающего элемента и более равномерной подсветки графической информации, что приводит к равномерному и контрастному проявлению графической информации на всей площади лицевой светопропускающей панели.
Локальные участки шероховатости равные по размеру или больше области подсвечиваемой графической информации, выполнены с более грубой шероховатостью поверхности, чем сама поверхность оборотной светопропускающей панели и параметром шероховатости Ra>1. При формировании участков шероховатости в едином технологическом цикле с оборотной панелью светопропускающего элемента способом литья под давлением, существенным образом снижается себестоимость изготовления панели перед альтернативными технологическими процессами.
Размещение источников света - светодиодов, предназначенных для подсветки клавиатуры, сенсорных элементов и электронных компонентов на единой печатной плате также обеспечивает низкую себестоимость изделия и позволяет существенно уменьшить его габариты.
Данное техническое решение в совокупности всех его существенных признаков позволяет добиться равномерной подсветки нужной графической информации, уменьшения габаритов, и, соответственно, уменьшения себестоимости изделия. Пример практического исполнения.
Был изготовлен опытный образец кодовой сенсорной панели с двенадцатью сенсорными элементами (Фиг. 4).
Лицевая и оборотная панели были выполнены из поликарбоната толщиной 1 мм. С нижней стороны через трафарет лицевая панель была покрыта слоем черной матовой краски, а затем, после удаления трафарета, нижняя поверхность лицевой панели целиком была покрыта слоем белой матовой краски.
Области шероховатостей в виде отдельных участков округлой формы на нижней поверхности оборотной светопропускающей панели в местах, соответствующих кнопкам сенсорной клавиатуры, получали путем изменения шероховатости матрицы пресс-формы в соответствующих местах. Четыре светодиода, двенадцать сенсорных элементов, все электронные компоненты электронной схемы были размещены на одной печатной плате сенсорной панели прибора.
Заявляемое устройство может найти широкое применение в электронных приборах с сенсорным вводом информации для обеспечения равномерной подсветки требуемой графической информации.