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DE102016002445A1 - Display device for operating a button of an instrument or device - Google Patents

Display device for operating a button of an instrument or device Download PDF

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DE102016002445A1 DE102016002445.3A DE102016002445A DE102016002445A1 DE 102016002445 A1 DE102016002445 A1 DE 102016002445A1 DE 102016002445 A DE102016002445 A DE 102016002445A DE 102016002445 A1 DE102016002445 A1 DE 102016002445A1
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Abstract

Vorrichtung zur Anzeige für die Bedienung einer Taste eines Instruments oder Gerätes welches zusätzlich zur Anzeige der zu bedienenden Taste, insbesondere von Tastenmusikinstrumenten, gleichzeitig den dazu zu verwendenden Finger einer Hand signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige durch eine Lichtprojektion auf die zu bedienende Taste aus folgenden Eigenschaften besteht: a) Die Projektion wird durch eine, in einem einzelnen Gehäuse untergebrachten, dreifarbigen, Licht-Emissions-Diode (LED) und einer davor platzierten Lichtbrechenden Linse erzeugt. b) Die Projektion ist, basierend auf einem vorgegebenen Schema, eindeutig einem Finger einer Hand zuordenbar. c) Die Projektion besteht aus mindestens einem, höchstens drei Farbpunkten entsprechend der bauteilbedingten Grundfarben der verwendeten Leuchtquelle. d) Die Farbpunkte sind innerhalb der Projektionsfläche, welche die sichtbare projizierte Gehäuseumrandung der Leuchtquelle darstellt, fest und eindeutig einer räumlichen Position zuordenbar.Device for the display for the operation of a key of an instrument or device which in addition to the display of the button to be operated, in particular keyboard musical instruments, at the same time signaled to be used finger of a hand, characterized in that the display by a light projection on the button to be operated The following properties are present: a) The projection is generated by a tri-color light emitting diode (LED) housed in a single housing and a refractive lens placed in front of it. b) The projection can be uniquely assigned to a finger of a hand based on a given scheme. c) The projection consists of at least one, at most three color dots according to the component-related basic colors of the light source used. d) The color dots are firmly and unambiguously assignable to a spatial position within the projection surface, which represents the visible projected housing edge of the light source.

Description

Mehrfarbige LED Leuchtquellen werden schon seit vielen Jahren bei der farblich unterstützten Anzeige von Bedienungsinstrumenten verwendet. Diese Systeme bedienen sich der Möglichkeit mittels eines LED Bauelements mehrere Funktions- und Bedienungszustände, z. B. für Tasten oder Knöpfe, anzuzeigen und dem Nutzer somit bestmögliche Hilfestellung bei der Bedienung zu geben. Insbesondere Tastenmusikinstrumente mit einer, oder mehrerer, einfarbiger oder mehrfarbiger LEDs pro Taste (u. a. DE 000019780109 C2 , JP 7-261750 ) sind bereits viele Jahre Stand der Technik. Systeme mit mehrfarbigen LEDs ermöglichen je nach Ansteuerung der Leuchtkomponenten die Darstellung einer Vielzahl von Farben über das gesamte Spektrum des Regenbogens. Am häufigsten kommen hier sogenannte RGB (rot, grün, blau) LEDs zum Einsatz. Die Technik nutzt die optische Eigenschaft, dass das menschliche Auge die einzelnen Farben nicht ideal auftrennen kann und dadurch der Eindruck einer Mischfarbe entsteht. Ebenfalls gehören hier optische, lichtbrechende Linsensysteme zum Stand der Technik. Diese können die farbliche Darstellung positiv beeinflussen und das Licht zusätzlich streuen oder bündeln. Insbesondere für die Nutzung von Anzeigeelementen zur Bedienung von einzelnen Tasten ist die Kombination von LEDs und Linsen bereits lange Stand der Technik.Multi-colored LED light sources have been used for many years in the color-assisted display of control instruments. These systems make use of the possibility of an LED component several functional and operating states, eg. As for buttons or buttons, and thus give the user the best possible assistance in the operation. In particular, keyboard musical instruments with one or more, single-color or multi-color LEDs per key (ua DE 000019780109 C2 . JP 7-261750 ) are already many years state of the art. Systems with multicolor LEDs allow the display of a variety of colors over the entire spectrum of the rainbow depending on the control of the lighting components. Most commonly used are RGB (red, green, blue) LEDs. The technique uses the optical property that the human eye can not separate the individual colors ideally, creating the impression of a mixed color. Also included here optical, refractive lens systems to the prior art. These can have a positive effect on the color representation and additionally scatter or bundle the light. Especially for the use of display elements to operate individual keys, the combination of LEDs and lenses has long been state of the art.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass die bisherigen Lösungen je nach Gestaltung entweder pro Taste mehr als ein LED Element oder, bei dem Einsatz einer Mehrfarben-LED, mindestens fünf eindeutig darzustellende Farben für die Zuordnung zu den Fingern einer Hand benötigen. Der Einsatz von mehreren LED Elementen pro Taste ist sowohl durch die höhere Anzahl von Bauteilen als auch durch den dadurch erhöhten Konstruktions- und Herstellungsaufwand als kostenintensiver einzuschätzen.The indicated in claim 1 invention is based on the problem that the previous solutions depending on the design either per key more than one LED element or, when using a multi-color LED, at least five colors clearly to be displayed for the assignment to the fingers of one hand , The use of multiple LED elements per button is estimated to be more cost-intensive due to the higher number of components as well as the resulting increased design and manufacturing costs.

Die Projektion einer Mischfarbe, mit dem Ziel einen homogenen Farbpunkt zu erzeugen, bedarf eines komplexen Linsensystems und einer dadurch kostenintensiven Konstruktion. Dies begründet sich mit der Anforderung, dass das Licht für eine Identifikation der Zieltaste auf die maximale Tastenbreite gebündelt werden muss. Eine Bündelung des Lichts wird durch die bauartbedingte Anordnung der Leuchtelemente in einer Mehrfarben-LED insbesondere durch Verschiebungs- und Streueffekte erheblich erschwert. Eine zweite Möglichkeit des Einsatzes von Mischfarben besteht in der Realisierung einer durch den Nutzer in Draufsicht direkt erkennbaren, nicht projizierten, LED. Diese Option hat den Nachteil, dass die Anbringung der LED nur neben der zu bedienenden Taste möglich ist und den Nutzer dadurch vom eigentlichen Bedienungsvorgang ablenken kann. Eine dritte Möglichkeit der Mischfarbennutzung besteht im Einbau in eine lichtdurchlässige Taste. Diese Lösung fordert eine Integration des Leuchtelements in die Taste und setzt somit eine konstruktive Vorbereitung des Zielinstruments voraus.The projection of a mixed color, with the goal of producing a homogeneous color point, requires a complex lens system and therefore a cost-intensive construction. This is due to the requirement that the light for identification of the target key must be bundled to the maximum key width. A bundling of the light is considerably more difficult due to the design-related arrangement of the light-emitting elements in a multi-color LED, in particular due to displacement and scattering effects. A second possibility of using mixed colors consists of realizing a non-projected LED which can be directly recognized by the user in plan view. This option has the disadvantage that the attachment of the LED is only possible in addition to the button to be operated and thereby distract the user from the actual operation process. A third possibility of mixed color use consists in the installation in a translucent button. This solution requires an integration of the light element in the button and thus requires a constructive preparation of the target instrument.

Mischfarbenlösungen im Allgemeinen haben das grundsätzliche Problem, dass die erzeugten Farben von unterschiedlichen Nutzern nicht exakt gleich interpretiert werden und dadurch eine Eindeutigkeit der Interpretation verlorengeht. Personen die von einer Farbfehlsichtigkeit betroffen sind können diese Systeme unter Umständen überhaupt nicht verwenden.Mixed color solutions in general have the fundamental problem that the colors produced by different users are not interpreted exactly the same and thus a uniqueness of the interpretation is lost. People who are affected by color vision problems may not be able to use these systems at all.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben der Reduktion der Anzahl der Leuchtelemente auf nur ein einziges LED Bauelement pro Taste, insbesondere durch die eindeutig interpretierbare Anzeige-Projektion. Die Projektionsanordnung bietet sowohl die Möglichkeit der Interpretation durch eine farbliche Unterscheidung als auch durch eine räumliche Trennung der erzeugten Lichtpunkte. Beide Ansätze für sich genommen sind bereits eindeutig interpretierbar und in Kombination dadurch noch effizienter.The advantages achieved by the invention are in addition to the reduction of the number of light elements to only a single LED component per key, in particular by the uniquely interpretable display projection. The projection arrangement offers both the possibility of interpretation by a color distinction as well as by a spatial separation of the generated light spots. Both approaches taken individually are already clearly interpretable and, in combination, even more efficient.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die Möglichkeit einer gänzlich unabhängigen Entwicklung von Anzeigesystemen. Durch die Verwendung einer Projektion kann Zubehör für standardisierte Instrumente1

1
Standardisierte Tastenanordnungen basierend auf Normen. Beispiele hierfür sind eine 88 Tasten Klaviatur oder eine Schreibmaschinentastatur.
herstellerunabhängig entwickelt und vertrieben werden. Dem Endverbraucher bietet sich somit auch die Möglichkeit ein derartig ausgestattetes, auf den Normen des Zielsystems basierendes, System unabhängig auszuwählen und ggf. nur temporär zu verwenden. Die Auswahl des Ziel-Instruments wird dadurch nicht beeinträchtigt und kann entsprechend seiner eigentlichen Qualifikationsmerkmale erfolgen.A further advantageous embodiment of the invention is the possibility of a completely independent development of display systems. By using a projection, accessories for standardized instruments 1
1
Standardized key arrangements based on standards. Examples include an 88-key keyboard or a typewriter keyboard.
independently developed and distributed. The end user thus also has the opportunity to independently select a system equipped in this way and based on the standards of the target system, and possibly to use it only temporarily. The selection of the target instrument is not affected by this and can be done according to its actual qualifications.

Zeichnungen (Fig. 1–Fig. 7)Drawings (Figures 1-7)

1 Zeigt eine schematisierte Anordnung einer möglichen dreifarbigen LED welche in einem einzelnen Gehäusebauteil (1), drei verschiedenfarbige, in einer Reihe angeordnete, Lichtquellen (2, 3, 4) enthält. 1 Shows a schematic arrangement of a possible tricolor LED which in a single housing component ( 1 ), three different colored, arranged in a row, light sources ( 2 . 3 . 4 ) contains.

2 Zeigt eine schematisierte Anordnung einer möglichen dreifarbigen LED welche in einem einzelnen Gehäusebauteil (5), drei verschiedenfarbige, in einem Dreieck angeordnete, Lichtquellen (6, 7, 8) enthält. 2 Shows a schematic arrangement of a possible tricolor LED which in a single housing component ( 5 ), three different colored, arranged in a triangle, light sources ( 6 . 7 . 8th ) contains.

3 Zeigt eine mögliche Projektion unter Verwendung einer LED wie in 1. Der Projektionsumriss (9) entspricht der projizierten Gehäuseinnenumrandung, die einzelnen, deutlich voneinander unterscheidbaren, Lichtpunkte (10, 11, 12) sind Abbildungen der jeweiligen im Gehäuse enthaltenen Lichtquellen. 3 Shows a possible projection using an LED as in 1 , Of the Projection outline ( 9 ) corresponds to the projected housing inner border, the individual, clearly distinguishable, light points ( 10 . 11 . 12 ) are illustrations of the respective light sources contained in the housing.

4 Zeigt einen möglichen Drei-Punkte-Projektionsalgorithmus unter Verwendung einer LED wie in 1 in Reihenanordnung (13). Für die eindeutige Zuordnung zu den Fingern einer Hand (19) können dadurch Zuordnungsvarianten bestehend aus den Projektionen (14, 15, 16, 17, 18) erzeugt werden. 4 Shows a possible three-point projection algorithm using an LED as in 1 in series arrangement ( 13 ). For clear assignment to the fingers of one hand ( 19 ) can thus be assigned to the assignment variants consisting of the projections ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 ) be generated.

5 Zeigt gemäß dem Beispiel aus 4 die Projektionen (14, 15, 16, 17, 18) mit Leuchtquellen bestehend aus rot, grün und blau für eine Zuordnung auf eine rechte Hand (r. H.). 5 Shows according to the example 4 the projections ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 ) with light sources consisting of red, green and blue for assignment to a right hand (r. H.).

6 Zeigt die schematische Anordnung einer möglichen LED (20) und einer Linse (21) mit der daraus resultierenden Projektion (22). 6 Shows the schematic arrangement of a possible LED ( 20 ) and a lens ( 21 ) with the resulting projection ( 22 ).

7 Zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung anhand der schematischen Darstellung zweier Tasten (26, 30) eines standardisierten Klaviers mit beispielsweise 88 Tasten und wird im Folgenden näher beschrieben. 7 Shows an embodiment for the application of the invention with reference to the schematic representation of two buttons ( 26 . 30 ) of a standard piano with, for example, 88 keys and will be described in more detail below.

Auf jede einzelne der 88 schwarzen und weißen Tasten wird mittels einer dreifarbigen LED (1, 2) und einer entsprechend platzierten lichtbrechenden Sammellinse (21, 24, 28), eine die Maße der zu bedienenden Taste nicht überschreitende Projektion (3, 22, 25, 29) mit, je nach in der LED aktivierten Leuchtelementen, mindestens einem, höchstens drei, Leuchtpunkten und der Gehäuseinnenumrandung. Durch die spezielle Platzierung der Linse entspricht die Projektion einem gespiegelten Abbild der Anordnung der Leuchtquellen innerhalb des Gehäusekörpers. Anhand eines vorgegebenen Algorithmus (4, 5) ist dadurch die zu bedienende Taste identifizierbar und eindeutig einem dazu zu verwendenden Finger zuordenbar. Die Anwendung kann beispielsweise in einem sogenannten elektronischen Tutor-System zur Unterstützung beim Erlernen des Klavierspiels eingesetzt werden.Each of the 88 black and white buttons is illuminated by a tri-color LED ( 1 . 2 ) and a correspondingly placed refractive collimating lens ( 21 . 24 . 28 ), a projection not exceeding the dimensions of the button to be operated ( 3 . 22 . 25 . 29 ) with, depending on the light elements activated in the LED, at least one, at most three, luminous points and the housing inner border. Due to the special placement of the lens, the projection corresponds to a mirrored image of the arrangement of the light sources within the housing body. Based on a given algorithm ( 4 . 5 ), the key to be used can be identified and unambiguously assigned to a finger to be used for this purpose. The application can be used, for example, in a so-called electronic tutoring system to assist in learning the piano playing.

Ein zweites Ausführungsbeispiel (nicht zeichnerisch dargestellt) besteht in der Anwendung der in (1–6) beschriebenen Vorrichtung auf eine standardisierte Computer/Schreibmaschinentastatur. Die Funktionsweise ist analog der Beschreibungen identisch und kann für das Erlernen von standardisierten Schreibsystemen angewendet werden.A second embodiment (not shown in the drawing) consists in the application of 1 - 6 ) on a standardized computer / typewriter keyboard. The functionality is identical to the descriptions and can be used for learning standardized writing systems.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 000019780109 C2 [0001] DE 000019780109 C2 [0001]
  • JP 7-261750 [0001] JP 7-261750 [0001]

Claims (2)

Vorrichtung zur Anzeige für die Bedienung einer Taste eines Instruments oder Gerätes welches zusätzlich zur Anzeige der zu bedienenden Taste, insbesondere von Tastenmusikinstrumenten, gleichzeitig den dazu zu verwendenden Finger einer Hand signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige durch eine Lichtprojektion auf die zu bedienende Taste aus folgenden Eigenschaften besteht: a) Die Projektion wird durch eine, in einem einzelnen Gehäuse untergebrachten, dreifarbigen, Licht-Emissions-Diode (LED) und einer davor platzierten Lichtbrechenden Linse erzeugt. b) Die Projektion ist, basierend auf einem vorgegebenen Schema, eindeutig einem Finger einer Hand zuordenbar. c) Die Projektion besteht aus mindestens einem, höchstens drei Farbpunkten entsprechend der bauteilbedingten Grundfarben der verwendeten Leuchtquelle. d) Die Farbpunkte sind innerhalb der Projektionsfläche, welche die sichtbare projizierte Gehäuseumrandung der Leuchtquelle darstellt, fest und eindeutig einer räumlichen Position zuordenbar.Device for the display for the operation of a key of an instrument or device which in addition to the display of the button to be operated, in particular keyboard musical instruments, at the same time signaled to be used finger of a hand, characterized in that the display by a light projection on the button to be operated The following properties are present: a) The projection is generated by a tri-color light emitting diode (LED) housed in a single housing and a refractive lens placed in front of it. b) The projection can be uniquely assigned to a finger of a hand based on a given scheme. c) The projection consists of at least one, at most three color dots according to the component-related basic colors of the light source used. d) The color dots are firmly and unambiguously assignable to a spatial position within the projection surface, which represents the visible projected housing edge of the light source. Vorrichtung zur Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Projektion auf, eine über der Taste angebrachten, Projektionsfläche erzeugt wird.Display device according to Claim 1, characterized in that the projection is produced on a projection surface mounted above the button.
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