Eine schlecht konstruierte Hinterleuchtung kann ein Medizin- oder Industriegerät im Wert von $10,000 wie ein billiges Spielzeug aussehen lassen. Bei kundenspezifischen HMI-Konstruktionen sind zwei optische Fehler für fast alle Ablehnungen von Prototypen beleuchteter Bedienfelder verantwortlich: (1) grelle, blendende LED-Hotspots direkt über dem Diodenemitter mit starkem Helligkeitsabfall an den Rändern der Tastenbeschriftung und (2) Lichtdurchscheinen (optisches Übersprechen) in benachbarte, nicht beleuchtete Statusanzeigen oder durch die dunkle Hintergrundblende.
Da der Schichtaufbau einer Standard-Folientastatur nur 0.80 mm bis 1.30 mm dick ist, steht einer nach oben abstrahlenden SMD-LED (Abstrahlwinkel von 120°) praktisch kein vertikaler Luftraum zur Verfügung, in dem sich ihr Licht vor dem Auftreffen auf die Dekorfolie natürlich streuen könnte. So entwickelt JASPER gleichmäßig ausgeleuchtete, vollständig gegen Lichtdurchscheinen abgeschirmte hinterleuchtete Folientastaturen und Dead-Front-Dekorfolien für Nachtbetrieb, Dunkelräume und chirurgische Umgebungen.
1. Vergleich der drei Hinterleuchtungsarchitekturen: LGF gegenüber direkten SMD-LEDs gegenüber EL
Die Wahl der richtigen Beleuchtungstechnologie hängt davon ab, ob Sie einzelne punktförmige Statusanzeigen oder Tastenbeschriftungen über die gesamte Bedienfläche und umlaufende Leuchthöfe beleuchten möchten:
|
Optische und elektrische Parameter |
1. Optische Lichtleiterfolie (LGF + seitlich abstrahlende LEDs) |
2. Direkt integrierte, nach oben abstrahlende SMD-LEDs (0603 / 0805) |
3. Elektrolumineszierende (EL) Phosphor-Leuchtschicht |
|
Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung |
Hervorragend (Gleichmäßigkeit |
Nur Punktlichtquelle (Lichtfleck von |
100% gleichmäßiges Flächenleuchten |
|
Betriebsspannung und Treiber |
Niederspannungs-Gleichstrom ( |
Niederspannungs-Gleichstrom ( |
Erfordert Hochspannungs-Wechselrichter ( |
|
Betriebs-Halbwertszeit ( |
|
|
|
|
Kompatibilität mit taktilen Schnappscheiben |
100% kompatibel |
Vom Zentrum der Schnappscheibe getrennt |
Kompatibel (liegt unterhalb oder oberhalb der Schnappscheibenschicht). |
|
Optimaler Anwendungsfall |
Hinterleuchtung der Beschriftung der gesamten Tastatur, mehrzonige Statusleisten mit Farbwechsel sowie medizinische und maritime Bedienfelder für den Nachtbetrieb. |
Einzelne Statusanzeigen (POWER, FAULT, RUN) neben den Tasten. |
Ersatzlösungen für ältere Militär- und Luftfahrtsysteme, in denen bereits ein AC-EL-Wechselrichter vorhanden ist. |
2. So verhindern Sie Lichtdurchscheinen (optisches Übersprechen) zwischen benachbarten Symbolen
Wenn sich eine rote FAULT-Anzeige nur 4.0 mm neben einer grünen READY-Anzeige befindet, breitet sich das Licht der roten SMD-LED durch das transparente Polyester-Trägermaterial der Dekorfolie und den lichtdurchlässigen Acrylklebstoff mittels Totalreflexion (TIR) seitlich aus – wodurch das unbeleuchtete READY-Symbol rosa aufleuchtet! Bei JASPER verhindern wir optisches Übersprechen durch einen vierteiligen optischen Sperrschichtaufbau:
- Zweifacher Auftrag deckender schwarzer Sperrfarbe + metallisches Silber (
OD > 3.5): Auf der Rückseite der Dekorfolie siebdrucken wir zunächst eine hochdichte, metallisch-silberne lichtreflektierende Schicht und danach zwei Schichten aus deckender, lichtsperrender Rußschwarzfarbe auf alle Bereiche außerhalb der beleuchteten Symbolkonturen. 0.20 mmoptische Sperrüberlappung gegen Lichtdurchscheinen: Wir lassen die deckende schwarze Sperrfarbe um 0.20 mm in den lichtdurchlässigen farbigen Symbolrand hineinragen, sodass die Passertoleranzen (±0.15 mm) niemals einen unbedeckten transparenten Spalt am Symbolumfang entstehen lassen.- Schwarze Lichtschott-Abstandshalterkammern (schwarzes PET / schwarze Schaumstoffblenden): Anstelle transparenter doppelseitiger Klebeabstandshalter um die LEDs stanzen wir um jede einzelne LED-Kammer abgeschottete Lichtbarrieren aus deckendem schwarzem Polyester oder schwarzem geschlossenzelligem Poron-Schaumstoff, damit Streulichtphotonen nicht seitlich zwischen den Anzeigen wandern können.
- Weiße Diffusorfarbe über den LED-Emittern: Bei direkt nach oben abstrahlenden SMD-LEDs drucken wir zwei Schichten einer lichtdurchlässigen optischen Diffusorfarbe aus Titandioxid (TiO2) mit einer Transmission von 40%–55% auf die Fensterunterseite, um das scharf abgegrenzte Bild des Diodenchips in ein weiches, gleichmäßiges Leuchten zu streuen.
3. Entwicklung von ‘Dead-Front’-Warnanzeigen (erst bei Beleuchtung sichtbar)
Moderne medizinische Monitore, Fahrzeugarmaturenbretter und industrielle HMIs verwenden zunehmend Dead-Front-Grafiken – Statussymbole (LOW BATTERY, OCCLUSION, HIGH TEMP), die bei ausgeschalteter Beleuchtung vollständig mattschwarz und unsichtbar wirken und erst beim Einschalten der rückseitigen LED deutlich rot, bernsteinfarben, grün oder weiß erscheinen.
Für einen echten Dead-Front-Effekt muss die optische Transmission zwischen 10% und 18% liegen. Ist die getönte Fensterfarbe zu transparent (>25%), bleibt die weiße Symbolbeschriftung bei Raumbeleuchtung als geisterhafter Umriss sichtbar; ist sie zu dicht (<8%), erscheint die LED bei Tageslicht schwach. Wir kalibrieren Dead-Front-Fenster, indem wir auf der Rückseite eine lichtdurchlässige weiße Beschriftung + Farbfilter aufdrucken, die hinter einer präzise formulierten neutraldichten, rauchgetönten, samtmatten Fensterfarbe verborgen ist, welche auf das schwarze Pantone der umliegenden Blende abgestimmt wird.
|
DFM-Checkliste vor der RFQ: 4 optische Konstruktionsregeln für hinterleuchtete Folientastaturen • [ ] Für alle Neuentwicklungen LGF statt EL-Lampen wählen: Die optische Lichtleiterfolie (LGF) bietet eine 10× längere Lebensdauer (50,000 Stunden), keinerlei EMI-Störungen durch Hochspannungs-AC-Wechselrichter und eine mühelose Farbtrennung zwischen mehreren Zonen (z. B. weiße Tasten + roter Leuchthof um den Not-Aus). • [ ] Nach oben abstrahlende SMD-LEDs mindestens 3.5 mm von den Rändern der Metallschnappscheiben entfernt halten: Beim Drücken einer Metallschnappscheibe neben einer nicht isolierten SMD-LED biegt sich die Dekorfolie nach unten; ein Abstand von 3.5 mm verhindert, dass der Bediener den starren LED-Körper von 0.6 mm mit dem Finger spürt. • [ ] Eine lichtundurchlässige Wandbreite von >= 3.0 mm zwischen benachbarten beleuchteten Fenstern einhalten: Sehen Sie für unsere gestanzte schwarze Lichtschottschicht zwischen einer roten und einer grünen Anzeige mindestens 3.0 mm durchgehende Stegbreite vor, um jegliches Farbüberstrahlen garantiert zu verhindern. • [ ] PWM-Dimmbereich für Nachtsicht-Bedienfelder festlegen: Steuern Sie bei Monitoren auf Schiffsbrücken, in Cockpits oder am Bett auf Intensivstationen die seitlichen LGF-LEDs über einen PWM-Kanal mit 1 kHz+ an, damit Bediener die Hinterleuchtung flimmerfrei bis auf einen Tastgrad von 2% dimmen können. |
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Q1: Kann eine einzelne Lichtleiterfolie (LGF) unterschiedliche Tasten in verschiedenen Farben beleuchten?
Ja! Wir schneiden per Laser optische Isolationsgräben (mit deckenden schwarzen Klebeblenden gefüllte Luftspalte) in die LGF-Folie, um ein einzelnes Bedienfeld in unabhängige optische Zonen zu unterteilen, sodass die numerischen Haupttasten kaltweiß, die START-Taste grün und die STOP-Taste rot leuchten können oder sich die Farben mit zweifarbigen/RGB-LEDs mit seitlicher Abstrahlung sogar dynamisch wechseln lassen.
Q2: Sollten die Strombegrenzungswiderstände für integrierte LEDs auf der Folientastatur oder auf unserer Hauptleiterplatte sitzen?
Die Strombegrenzungswiderstände auf der Hauptleiterplatte Ihres Geräts unterzubringen, ist immer vorzuziehen: So entstehen weniger Bauteilerhebungen innerhalb des Folienlaminats, die Wärmeabgabe innerhalb der dünnen Folie entfällt und Ihre Stückkosten für die Folientastatur sinken. Ist die Pinzahl am ZIF-Anschlussende jedoch streng begrenzt, können wir SMD-Widerstände der Baugröße 0603 direkt in die Schaltungslage der Folientastatur integrieren.
Q3: Wann sollte ich statt einer hinterleuchteten Folientastatur eine hinterleuchtete Silikontastatur einsetzen?
Wählen Sie unsere hinterleuchteten Folientastaturen, wenn Sie eine elegante, dünne (<1.2 mm) Vorderseite wünschen, die sich einfach abwischen lässt. Wählen Sie unsere lasergravierten hinterleuchteten Silikontastaturen, wenn Bediener ausgeprägte Tasten mit 2.0–3.0 mm tiefem 3D-Profil benötigen, die sie selbst bei völliger Dunkelheit ertasten können.
Erleben Sie, wie Ihre hinterleuchteten und Dead-Front-Symbole lebendig werden
Möchten Sie Hotspots und Lichtdurchscheinen bei Ihrem nächsten beleuchteten HMI vermeiden? Besuchen Sie unsere Seite zu hinterleuchteten Folientastaturen oder senden Sie Ihre Grafikvorlagen über Angebot anfordern an unser Team für optische Entwicklung.
Bereit für Ihr Projekt?
Beschreiben Sie Ihre Anforderungen an Folienschalter, Tastaturen oder Grafikfolien. Unser Engineering-Team prüft Ihre Spezifikationen und erstellt ein detailliertes Angebot.
