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Mobile Leuchtkarte mit einer LED-Einheit

Die Erfindung betrifft eine mobile Leuchtkarte mit wenigstens

einer LED-Einheit.

Gattungsgemässe Leuchtkarten sind aus [1], WO 2006/034363 Al,

sowie aus [2], US 2003/0107884 Al, bekannt. 5

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In [1] ist beschrieben, dass bei Leuchtkarten dieser Art der

Schaltmechanismus, mittels dessen der Leuchtdiode elektrische

Energie zugeführt wird, oft Probleme verursacht. Insbesondere

bei Schaltmechanismen, bei denen ein Anschluss der

Leuchtdiode als Schaltkontakt verwendet wurde, traten nach

längerer Betriebsdauer Ermüdungserscheinungen und Schäden an

den betreffenden Vorrichtungsteilen auf.

Zur Vermeidung dieses Problems wird bei den in [1]

beschriebenen Leuchtkarten ein Schaltstab verwendet, der von

der Leuchtdiode unabhängig ist, so dass deren Anschlüsse

mechanisch nicht belastet werden.

In [2] wurde hingegen vorgeschlagen, für die Leuchtkarte

einen Plastikkörper zu verwenden, der mit einem flexiblen

Schaltarm versehen ist.

Bei beiden Lösungen wird durch eine Krafteinwirkung auf den

Schaltstab bzw. auf den Schaltarm der Stromkreis geschlossen

und die Leuchtdiode mit elektrischer Energie versorgt.

Trotz der erzielten Verbesserungen verbleiben auch bei den in

[1] und [2] beschriebenen Leuchtkarten wesentliche Nachteile.

Einerseits können bei der Lagerung der Leuchtkarte,

beispielsweise in einer Tasche des Anwenders, Kräfte auf

diese einwirken, durch die der beschriebene Schaltmechanismus

betätigt und die Leuchtkarte selbsttätig aktiviert wird. Bei

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diesen Vorrichtungen ist daher darauf zu achten, dass die bei

der Handhabung zu erwartenden Krafteinwirkungen nicht zu

einer Verbiegung der Leuchtkarte und zu einer unerwünschten

Aktivierung der Leuchtdiode führen. Der Körper der bekannten

Leuchtkarten ist daher eher starr auszubilden. Trotzdem ist

auch bei der Verwendung eines starren Körpers nicht

auszuschliessen, dass Kräfte direkt auf den Schaltkontakt

einwirken und den Stromkreis schliessen. Zudem führt die

starre Ausgestaltung des Körpers der Leuchtkarte zu einem

sperrigen Verhalten, das bei der Einführung in eine Öffnung

zum Beispiel einer Brieftasche unvorteilhaft auffällt. Damit

die Leuchtkarten nicht brechen können und gegen äussere

Einwirkungen geschützt sind, werden sie typischerweise in

einer Schutzhülle deponiert.

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Ferner ist von Nachteil, dass die in [1] und [2]

beschriebenen Schaltmechanismen aufwändig in der Herstellung

sind, da die entsprechenden Vorrichtungsteile einerseits mit

entsprechendem Aufwand gefertigt und andererseits in die

Leuchtkarte integriert werden müssen.

Ferner ist bei der Verwendung derartiger Schaltmechanismen

darauf zu achten, dass diese dicht abgeschlossen sind und

trotzdem die erforderliche Flexibilität aufweisen.

Weiterhin ist auch die Bedienung dieser Schaltmechanismen

eher unvorteilhaft, da der Anwender die Position des

Schaltkontakts zuerst ertasten und diesen anschliessend durch

Krafteinwirkung betätigen muss. Dabei ist damit zu rechnen,

dass mehrere Schaltversuche erforderlich sind, bevor der

gewünschte Erfolg eintritt. Die Bedienung dieser Karten ist

insbesondere dann schwierig, wenn die Leuchtkarte bei tiefen

Temperaturen zu bedienen ist, bei denen die manuelle

Geschicklichkeit reduziert ist.

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Weiterhin sind auch bei den in [1] und [2] beschriebenen

Schaltmechanismen Mängel nach einer entsprechenden Anzahl von

Schaltvorgängen zu erwarten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

eine verbesserte mobile Leuchtkarte mit wenigstens einer LED-

Einheit zu schaffen, welche nicht mit den oben beschriebenen

Nachteilen bekannter Lösungen behaftet ist.

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Insbesondere soll eine mobile Leuchtkarte geschaffen werden,

welche einfach bedient und gehandhabt werden kann.

Dabei soll die Aktivierung der Leuchtkarte für den Anwender

auch dann ohne mehrmalige Versuche problemlos möglich sein,

wenn der Anwender die Leuchtkarte in der Dunkelheit oder bei

tiefen Temperaturen betätigt, bei denen die manuelle

Geschicklichkeit eingeschränkt ist.

Ferner soll die Leuchtkarte ohne sperriges Verhalten leicht

in schmale Öffnungen beispielsweise einer Brieftasche

einführbar sein, die nicht ebenmässig ausgebildet sind.

Weiterhin soll eine unerwünschte selbsttätige Aktivierung der

Leuchtkarte auch dann vermieden werden, wenn erhebliche

äussere Kräfte, insbesondere Biegekräfte auf die Leuchtkarte

einwirken.

Weiterhin soll die Leuchtkarte für einen dauerhaften Betrieb

mit einer praktisch unbegrenzten Anzahl von Schaltvorgängen

ausgelegt sein. Insbesondere soll die Leuchtkarte optimal

gegen äussere Einflüsse geschützt sein, ohne dass diese in

einer Schutzhülle deponiert werden muss.

Ferner soll die Leuchtkarte kostengünstig und mit einem

vorteilhaften Design herstellbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer mobilen

Leuchtkarte gemäss Patentanspruch 1.

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Die vorzugsweise im Format einer Kreditkarte vorliegende

mobile Leuchtkarte weist ein Gehäuse und eine elektrische

Schaltungsanordnung mit einer Schaltvorrichtung auf, mittels

der wenigstens eine Stromquelle mit wenigstens einer LED-

Einheit verbindbar ist. 5

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Erfindungsgemäss ist das vorzugsweise transparente Gehäuse

aus einem biegeelastischen Material gefertigt und mit

wenigstens einer Ausnehmung versehen, in der die auf einer

vorzugsweise flexiblen Leiterplatte angeordneten Elemente der

Schaltungsanordnung, die LED-Einheit und/oder die Stromquelle

aufgenommen sind. Vorzugsweise sind alle elektrischen

Bauteile der Leuchtkarte innerhalb der wenigstens einen

Ausnehmung angeordnet. Das Gehäuse ist an der Oberseite und

der Unterseite mittels dünnen, biegeelastischen Metallplatten

abgeschlossen, die mit der Schaltungsanordnung elektrisch

verbunden sind, welche ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines

von aussen an die beiden Metallplatten angelegten

Widerstands, die LED-Einheit mit der Stromquelle zu

verbinden.

Die Schaltungsanordnung ist dabei derart ausgelegt, dass der

durch die manuelle Berührung beider Metallplatten

resultierende Lastwiderstand detektierbar ist.

Die Schaltungsanordnung umfasst einen Verstärker, mittels

dessen vorzugsweise aus der Differenz zwischen einem

Referenzpotenzial und einem Messpotenzial, das vom manuellen

Lastwiderstand abhängig ist, ein dazu korrespondierendes

Ausgangssignal erzeugbar ist.

Das Ausgangssignal des Verstärkers wird einer gegebenenfalls

mit einem Komparator versehenen Schalteinheit zugeführt,

mittels der der Stromkreis, welcher die Stromquellen und die

wenigstens eine LED-Einheit miteinander verbindet, in

Abhängigkeit des Ausgangssignals schliessbar ist. In einer

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prinzipiellen Ausgestaltung umfasst die Schalteinheit einen

Schalttransistor.

Als Verstärker sind beispielsweise Differenzverstärker oder

mehrstufige Impedanzwandler geeignet, wie sie in [3], U.

Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, Springer

Verlag 1999, 11. Auflage, Seite 425, beschrieben sind.

Vorteilhaft sind auch Operationsverstärker einsetzbar, wie

sie in [3], Seiten 479 – 481 beschrieben sind.

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Mittels der Schaltungsanordnung gelingt es somit, die

beidseitige Berührung der Leuchtkarte, beispielsweise durch

Daumen und Zeigefinger des Anwenders, zu detektieren und die

Leuchtdiode entsprechend zu schalten. Ferner sind weitere

Funktionen realisierbar.

Der Schaltvorgang erfolgt somit ohne eine Krafteinwirkung auf

die Leuchtkarte. Der Anwender kann die Leuchtkarte durch

Berührung der relativ grossflächigen Metallplatten bequem und

sicher bedienen. Dabei spielt es keine Rolle, an welchen

Stellen der Anwender die Metallplatten berührt. Eine

mechanische Verbiegung eines Schaltelements, welches nach

einer bestimmten Anzahl von Schaltvorgängen ermüden könnte,

ist nicht erforderlich.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen werden die Leuchtkarten mit

einem Aufdruck, beispielsweise dem Logo eines

Kreditkartenunternehmens, bedruckt. Um auch in diesem Fall

die Betätigung der Leuchtkarte zu gewährleisten bzw. das

Anliegen der Hand an den Metallplatten detektieren zu können,

wird für den Aufdruck vorzugsweise elektrisch leitfähiges

Material verwendet. Ansonsten muss sichergestellt werden,

dass Oberflächenanteile der Metallplatten frei bleiben.

Das selbsttätige Einschalten der Leuchtkarte durch

typischerweise auftretende Krafteinwirkungen, beispielsweise

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bei der Lagerung der Leuchtkarte in einer Brieftasche oder

Hosentasche, wird vermieden. Die Leuchtkarte kann daher mit

einer hohen Biegbarkeit versehen werden, ohne dass die

bekannten Nachteile auftreten. Hingegen ergibt sich bei der

Ausgestaltung der Leuchtkarte mit einem biegeelastischen

Gehäuse und biegeelastischen Metallplatten der Vorteil, dass

die Leuchtkarte problemlos auch an solchen Stellen gelagert

werden kann, an denen Krafteinwirkungen auftreten, welche bei

starren Körpern zu einem Materialbruch führen könnten. Das

Einführen der biegeelastischen Leuchtkarte in schmale

Öffnungen, beispielsweise einer durch den Gebrauch leicht

deformierten Brieftasche, ist problemlos möglich.

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Die beiden mittels eines Klebstoffs mit dem Gehäuse

verbundenen Metallplatten bieten ferner einen ausgezeichneten

Schutz gegen chemische und mechanische Einwirkungen. Ferner

resultiert durch die vorzugsweise aus hochwertigem Metall

gefertigten Metallplatten, welche die Leuchtkarte beidseits

dicht abschliessen, ein vorteilhafter ästhetischer Eindruck.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen kann die wenigstens eine

Leuchtdiode ferner mit wenigstens einer der beiden

Metallplatten thermisch gekoppelt werden, so dass die

Metallplatten optional auch als Kühlkörper eingesetzt werden.

Weiterhin kann ein isoliertes Metallsubstrat (ISM) als

Leiterplatte verwendet werden. Dabei bildet vorzugsweise eine

der Metallplatten das Metallsubstrat der Leiterplatte. Durch

die Verwendung einer flexiblen Metallplatte und einer

flexiblen Isolationsschicht wird vorzugsweise eine flexible

Leiterplatte realisiert. Auf der Isolationsschicht sind

elektrische Leiterbahnen vorgesehen, welche mit den

elektrischen Bauteilen verbunden werden. Vorzugsweise werden

SMD bzw. oberflächenmontierbare Bauteile verwendet, welche

lötfähige Anschlussflächen aufweisen und mit Automaten

montiert werden können. Mit einem Metallsubstrat versehene

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Leiterplatten haben den Vorteil, dass die Verlustenergien von

den montierten Bauteilen direkt an den Metallkörper abgeführt

werden, weshalb insbesondere die Leuchtdioden effizienter und

schonender betrieben werden können.

Das Gehäuse weist vorzugsweise einen Gehäuserand auf, der

beidseits je einen Flansch zur Aufnahme der zugehörigen

Metallplatte bildet. Auf diese Weise können die Metallplatten

rasch und einfach montiert bzw. eingelegt und mittels einer

Klebstoffschlaufe verklebt werden.

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Die Bauhöhe zwischen der Unterseite und der Oberseite des

Gehäuses wird vorzugsweise so gering wie möglich gewählt.

Vorzugsweise wird die Bauhöhe des Gehäuses bis auf die

Bauhöhe der vorzugsweise in Knopfform vorliegenden Batterien

reduziert. Dies wird erreicht, indem eine der Metallplatten

zur Kontaktierung der Batterien verwendet wird.

Das Gehäuse wird vorzugsweise aus transparentem Kunststoff

gefertigt, so dass keine Öffnungen oder separate optische

Elemente für den Durchlass des von der wenigstens einen LED-

Einheit abgegebenen Lichts erforderlich sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist im

Gehäuserand oder daran angrenzend wenigstens eine optische

Linse einstückig angeformt, welche der Übertragung der von

der LED-Einheit abgegebenen Strahlung dient. Die mit

minimalem Aufwand realisierbaren optischen Linsen können der

Streuung oder Bündelung des Lichts dienen. Dabei ist

vorzugsweise jeder LED-Einheit, die eine einzelne oder ein

Bündel von ein- oder mehrfarbigen Leuchtdioden umfassen kann,

eine optische Linse zugeordnet. Vorzugsweise sind drei LED-

Einheiten vorgesehen, die vorzugsweise entlang der kürzeren

Seite der Leuchtkarte konzentriert oder gleichmässig verteilt

angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine hohe

Strahlungsintensität erzeugt.

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Die Leuchtkarte kann eine einzelne oder mehrere Stromquellen,

wie Batterien und Akkumulatoren aufweisen, die vorzugsweise

wieder aufladbar sind. Vorzugsweise werden zwei Stromquellen

verwendet, die in Serie geschaltet werden. Ferner können zwei

oder mehrere Serieschaltungen von je zwei oder mehreren

Stromquellen parallel geschaltet werden. Dazu wird

vorzugsweise mittels einer der Metallplatten ein Kontakt

zwischen zwei zueinander korrespondierenden Polen der

Stromquellen hergestellt. Auf diese Weise resultieren ein

entsprechend grosser Energiespeicher sowie ein geringer

Schaltungsaufwand.

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Und die gewünschte Biegbarkeit der Leuchtkarte nicht zu

beschränken, werden die Batterien vorzugsweise gleichmässig

über die Fläche des Gehäuses verteilt, so dass zwischen den

Stromquellen Biegezonen verbleiben, welche der Leuchtkarte

die gewünschte Elastizität verleihen.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung wird das

Ausgangssignal des Verstärkers einer Steuereinheit zugeführt,

mittels der der von der Betätigung durch den Anwender

beeinflusste Signalverlauf des Ausgangssignals ausgewertet

und die Funktionen der Leuchtkarte entsprechend gesteuert

werden. Mittels der Steuereinheit werden Sequenzen von

Impulsen ermittelt, die durch wiederholtes manuelles Berühren

der Metallplatten erzeugt werden. Dabei sind beliebige

Sequenzen programmierbar, denen bestimmte Funktionen

zugeordnet werden. Beispielsweise kann die individuelle

Ansteuerung der LED-Einheiten programmiert werden. Sofern der

Anwender nur wenig Licht benötigt, können mittels einer

entsprechenden Sequenz beispielsweise zwei von drei LED-

Einheiten abgeschaltet werden. Ferner können Sequenzen

programmiert werden, mittels derer farbige Leuchtdioden

entsprechend angesteuert werden, um eine bestimmte Farbe

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einzustellen. Eine LED-Einheit weist vorzugsweise mehrere

Leuchtdioden unterschiedlicher Farbe auf.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung weist die

Steuereinheit der Leuchtkarte die Funktionalität und die

Module eines Kreditkarten-Chips auf, so dass die Leuchtkarte

auch als Kreditkarte verwendbar ist. Insbesondere zu diesem

Zweck sind der Steuereinheit über einen optischen Sensor

Kommunikationssignale zuführbar und von der Steuereinheit

über die LED-Einheit Kommunikationssignale abgebbar. Die

resultierende optische Schnittstelle erlaubt der Leuchtkarte

daher, mit beliebigen weiteren Geräten, insbesondere

Kartenlesern, zu kommunizieren, die mit einem gleichen

Protokoll ebenfalls über eine solche Schnittstelle

kommunizieren.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher

erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Leuchtkarte 1;

Fig. 2 die Leuchtkarte 1 von Figur 1 in

Explosionsdarstellung;

Fig. 3 den in Figur 4 eingezeichneten und etwa um den

Faktor 5 vergrösserten Schnitt A-A durch die dort

gezeigte Leuchtkarte 1;

Fig. 4 eine Ansicht der Leuchtkarte 1 nach dem Entfernen

der oberen Metallplatte 131; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Leuchtkarte 1 mit

der darin vorgesehenen Schaltungsanordnung 120.

Figur 1 zeigt eine betriebsbereite erfindungsgemässe

Leuchtkarte 1, welche die Form einer Kreditkarte aufweist.

Von aussen sind nur eine obere erste und eine untere zweite

Metallplatte 131, 132 zugänglich, welche ein aus einem

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transparenten Material gefertigtes Gehäuse 11 dicht

abschliessen, dessen flanschartiger Rand 115 beide

Metallplatten 131, 132 stirnseitig überragt. In den

Metallplatten 131, 132 und dem Gehäuse 11 ist eine optionale

Durchtrittsöffnung 16 vorgesehen, die beispielsweise zur

Befestigung der Leuchtkarte 1 an einer Halteriemen oder

Metallring dient. Die Leuchtkarte 1 weist keine weiteren von

aussen erkennbaren Vorrichtungselemente auf und ist daher

ausserordentlich kompakt aufgebaut. Die Bauhöhe der

Leuchtkarte 1 ist soweit reduziert, wie dies die Bauhöhe der

eingesetzten Batterien erlaubt. Sofern die Leuchtkarte 1 mit

dem Label eines Kreditkartenunternehmens bedruckt ist,

entspricht das Erscheinungsbild der Leuchtkarte 1 einer

konventionellen Kreditkarte. Für den optional vorgesehenen

Aufdruck auf die Leuchtkarte 1 wird elektrisch leitfähiges

Druckmaterial 18 verwendet.

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Figur 2 zeigt die Leuchtkarte 1 von Figur 1 in

Explosionsdarstellung. Es ist gezeigt, dass zwischen den

beiden genannten Metallplatten 131, 132, eine flexible

Leiterplatte 12 mit einer darauf vorgesehenen

Schaltungsanordnung 120, das Gehäuse 11 sowie ein erstes und

ein zweites Paar von in Serie geschalteten Batterien 281A,

281B bzw. 282A, 282B vorgesehen sind.

Die beiden Metallplatten 131, 132 werden mittels je eines

Klebstoffstreifens 15, der entlang dem Gehäuserand 115

ringförmig ausgelegt ist, mit dem Gehäuse 11 verbunden. Das

Gehäuse 11 weist mehrere Ausnehmungen 111, 112, 113A, 113B, …

auf, in denen die vier „Knopf“-Batterien 281A, 281B bzw.

282A, 282B, drei LED-Einheiten 21A, 21B, 21C sowie weitere

elektrische Bauelemente aufgenommen werden. Dabei ist zu

beachten, dass die Bauhöhe der Leuchtkarte 1 im Wesentlichen

nur durch die Bauhöhe der „Knopf“-Batterien bestimmt ist, die

innerhalb des Gehäuses 11 gleichmässig mit möglichst grossem

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Abstand verteilt sind, so dass die Flexibilität der

Leuchtkarte 1 über die gesamte Fläche erhalten bleibt.

Weiter ist ersichtlich, dass jede der Batterien 281A, 281B,

282A, 282B, mit einem Pol an der oberen Metallplatte 131

anliegt, wodurch die Batterien jedes Paares 281A, 281B bzw.

282A, 282B in Serie und die Batterien-Paare 281A, 281B bzw.

282A, 282B mit der weiteren Beschaltung auf der flexiblen

Leiterplatte 12 parallel geschaltet werden.

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Die flexible Leiterplatte 12 ist unmittelbar oberhalb der

unteren Metallplatte 132 angeordnet und am linken Rand in

drei Zonen mit LED-Einheiten 21A, 21B, 21C sowie mit

Bausteinen der Mess- und Steuerelektronik 120 bestückt.

Weiterhin sind Kontaktkreuze 2810A, 2810B; 2820A, 2820B

gezeigt, an denen die zugewandten Pole der Batterien 281A,

281B, 282A, 282B anliegen. Die miteinander verbundenen

Kontaktkreuze 2810A, 2820A bilden den Minus-Pol und die

miteinander verbundenen Kontaktkreuze 2810B, 2820B bilden den

Pluspol der resultierenden Stromversorgungseinheit.

Die flexible Leiterplatte 12, die typischerweise aus einer

flexiblen Isolationsschicht umfasst, ist in einer

vorzugsweisen Ausgestaltung der Leuchtkarte 1 auf die untere

Metallplatte 132 aufgeklebt, wodurch ein isoliertes

Metallsubstrat 12, 132 gebildet wird, welches der optimalen

Ableitung der erzeugten Wärmeenergie dient, die im

Wesentlichen von den LED-Einheiten 21A, 21B, 21C herrührt.

Die Schaltungsanordnung 120 kann daher auf einem isolierten

Metallsubstrat (IMS) aufgebaut werden, welches separat

vorgefertigt wird. Dabei wird vorzugsweise vorgesehen, dass

die Körper der LED-Einheiten 21A, 21B, 21C mittels einer

thermischen Brücke 121 (siehe Figur 5) zumindest mit der

unteren Metallplatte 132 gekoppelt sind, die vorzugsweise als

Metallsubstrat der Leiterplatte 12 verwendet wird.

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Beispielsweise wird ein thermisch leitfähiger Klebstoff

verwendet, mittels dessen die LED-Einheiten 21A, 21B, 21C mit

der unteren Metallplatte 132 verbunden werden.

Bei der Verwendung der unteren Metallplatte 132 als

verbundenes Metallsubstrat der Leiterplatte 12 resultiert

ferner ein vereinfachter Zusammenbau der Leuchtkarte 1, da

die gesamte Schaltungsanordnung 120 gemeinsam mit der unteren

Metallplatte 132 in das Gehäuse 11 eingesetzt werden kann.

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Die gezeigte Leuchtkarte 1 weist keine beweglichen

mechanischen Elemente auf, welche ermüden und zu

Fehlfunktionen führen könnten. Hingegen ist die Leuchtkarte 1

kompakt aufgebaut, dicht verklebt und durch die beiden

Metallplatten 131, 132 optimal geschützt.

Figur 3 zeigt den in Figur 4 eingezeichneten und etwa um den

Faktor 5 vergrösserten Schnitt A-A durch die dort gezeigte

Leuchtkarte 1. Der Schnitt A-A verläuft durch den Gehäuserand

115 und eine an dessen Innenseite einstückig angeformte

optische Linse 110A, durch die daran anliegende LED-Einheit

21A, durch die Ausnehmung 113A, die flexible Leiterplatte 12,

die beiden Metallplatten 131, 132 sowie teilweise durch die

Knopfbatterie 282A. Es ist gezeigt, dass der Gehäuserand 115

beidseits einen Flansch 1151 aufweist, welcher den Rand der

zugehörigen Metallplatte 131 bzw. 132 stirnseitig überragt

und bündig zu deren Oberfläche ist.

In Figur 4 ist gezeigt, dass jeder der LED-Einheiten 21A,

21B, 21C eine an den Gehäuserand 115 angeformte optische

Linse 110A, 110B, 110C zugeordnet ist, die je in eine

zugehörige Ausnehmung 113A, 113B, 113C des Gehäuses 11

hineinragt. In der Ausnehmung 113B sind ferner die in Figur 5

gezeigten Bauteile 22, 23, 24, 25 der Schaltungsanordnung 120

angeordnet.

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An einer Ecke weist das Gehäuse 11 eine Verstärkung mit einer

Montageöffnung 16 auf, die der Anwender zur Durchführung

einer Schlaufe oder eines Ringes verwenden kann, mittels

derer die Leuchtkarte 1 getragen werden kann.

Die Funktionen der erfindungsgemässen Leuchtkarte 1 sowie

verschiedene vorzugsweise Ausgestaltungen werden nun anhand

des Ausführungsbeispiels von Figur 5 näher erläutert, in der

die Leuchtkarte 1 mit der darin vorgesehenen

Schaltungsanordnung 120 schematisch gezeigt ist.

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In das Gehäuse 11, das am Gehäuserand 115 mit

Flanschelementen 1151 versehen ist, sind die beiden

Metallplatten 131, 132 derart eingesetzt, dass deren äussere

Oberflächen bündig zu den Flanschelementen 1151 verlaufen.

Anschliessend an die Flanschelemente 1151 ist ein

Klebstoffring 15 gezeigt, mittels dessen die anliegende

Metallplatte 131 mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Dabei ist

ersichtlich, dass mittels des Klebstoffrings 15 die

Leuchtkarte 1 dicht abgeschlossen wird. Da die Metallplatten

131, 132 zwischen den Flanschelementen 1151 in das Gehäuse 11

eingesenkt sind und daher keine Angriffsflächen bieten,

anhand derer sie vom Gehäuse 11 gelöst werden könnten,

resultiert aus der Verbindung des Gehäuses 11 und der

Metallplatten 131, 132 eine robuste Einheit.

transparente Gehäuse 11, das am Gehäuserand 115 mit einer

optischen Linse 110

Das aus transparentem Material gefertigte Gehäuse 11 weist

eine in den Gehäuserand 115 integrierte optische Linse 110

auf, durch die die von der LED-Einheit 21 abgegebene

Strahlung mit einem gewünschten Öffnungswinkel nach aussen

übertragen wird. Diese optische Linse 110 kann in jeder

gewünschten Form vorgesehen und an die LED-Einheit 21

angepasst werden.

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Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert, weist das

Gehäuse 11 zudem mehrere Ausnehmungen 111, 112, 113 und 114

auf, die senkrecht zu den Metallplatten 131, 132 verlaufen.

In den Ausnehmungen 111, 112 sind zwei Batterien 281, 282

vorgesehen, die mit unterschiedlichen Polen einerseits an der

oberen Metallplatte 131 und andererseits an

Anschlusskontakten 2810A, 2810B anliegen, die auf der

flexiblen Leiterplatte 12 vorgesehen sind. Die beiden

Batterien 281, 282 sind daher mittels der oberen Metallplatte

131 in Serie geschaltet. Die Anschlusskontakte 2810A, 2810B,

an denen die resultierende Betriebsspannung anliegt, sind

über eine Schalteinheit 22 mit der LED-Einheit 21 verbunden.

Durch Betätigung der Schalteinheit 22 kann die LED-Einheit 21

daher wahlweise aktiviert werden.

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Die Betätigung der Schalteinheit 22 erfolgt erfindungsgemäss

dadurch, dass die beiden Metallplatten 131, 132 je mit

wenigstens einem Finger einer Hand berührt werden. Dadurch

resultiert zwischen den beiden Metallplatten 131, 132 ein

Lastwiderstand 240, der durch die Schaltungsanordnung 120

detektiert wird. In Abhängigkeit der Detektion des Anliegens

dieses hoch-ohmigen Lastwiderstandes 240 wird in der Folge

die Schalteinheit 22 betätigt.

Die Detektion des Lastwiderstandes 240 kann anhand

unterschiedlicher Messschaltungen erfolgen. Beispielsweise

wird der Lastwiderstand 240 als Zweig in eine Messbrücke

integriert, deren Balance von der zu Schaltung des

Lastwiderstands 240 abhängig ist. Messschaltungen sind

beispielsweise in [3], Kapitel 22, Seiten 1189 ff

beschrieben.

In der vorliegenden Schaltungsanordnung bildet der

Lastwiderstand 240 zusammen mit einem auf der flexiblen

Leiterplatte 12 angeordneten weiteren Widerstand 24 einen

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Spannungsteiler, an dem die Spannung der zweiten Batterie

281B anliegt.

Der Kopplungspunkt beider Widerstände 24, 240 ist mit dem

invertierenden ersten Eingang INV eines Operationsverstärkers

23 verbunden, dessen zweiter Eingang, ebenso wie der weitere

Widerstand 24 und der Minuspol der zweiten Batterie 281B, an

einem gemeinsamen Potential (Erdpotential, Ground) anliegt.

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Sofern zwischen den beiden Metallplatten 131, 132 kein

Lastwiderstand 240 anliegt, so weisen beide Eingänge des

Operationsverstärkers 23 dasselbe Potential auf. Die

Differenzspannung uD zwischen den beiden Eingängen ist in

diesem Fall gleich null.

Sofern der Lastwiderstand 240 hingegen anliegt, resultiert am

invertierenden Eingang INV des Operationsverstärkers 23 ein

Anstieg der Differenzspannung uD, die in Abhängigkeit der

Grösse eines Gegenkopplungswiderstandes 230, der den Ausgang

des Operationsverstärkers 23 und den invertierenden Eingang

INV miteinander verbindet, verstärkt wird. Am Ausgang des

Operationsverstärkers 23 resultiert somit eine

Ausgangspannung uA, mittels der die Schalteinheit 22 betätigt

werden kann.

Nach dem Entfernen des Lastwiderstandes 240 wird die Spannung

am invertierenden Eingang INV des Operationsverstärkers 23

und somit auch die Ausgangspannung uA wieder abgebaut, die

Schalteinheit 22 zurückgesetzt und die Leuchtdiode 21

abgeschaltet.

Vorzugsweise ist in der Schalteinheit 22 ein Komparator

vorgesehen, welcher die Ausgangspannung uA mit einem

Schwellwert vergleicht, wonach der Stromkreis jeweils nur

dann geschlossen wird, wenn die Ausgangspannung uA diesen

Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise wird

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sichergestellt, dass die Leuchtkarte 1 nur dann betätigt

wird, wenn der durch die manuelle Berührung resultierende

Lastwiderstand 240 an den Metallplatten 131, 132 anliegt.

Dadurch wird verhindert, dass Widerstände, die durch

anliegende Materialien wie Stoffe oder Leder gebildet werden,

zur Betätigung der Leuchtkarte 1 führen.

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Vorzugsweise wird ein Fenster mit zwei Schwellwerten

vorgesehen, durch das festgestellt wird, ob der

Lastwiderstand 240 zwischen einem oberen und einem unteren

Grenzwert im Bereich des Widerstandswertes der Hand des

Anwenders liegt. Dadurch wird bewirkt, dass die Leuchtkarte 1

nur betätigt wird, wenn die Hand des Anwenders an den

Metallplatten 131, 132 anliegt. Sofern ein geringerer

Widerstand, detektiert wird, erfolgt daher keine unerwünschte

Aktivierung der Leuchtkarte 1. Sofern beispielsweise

Schokoladefolie in der Tasche liegt, in der auch die

Leuchtkarte 1 mitgeführt wird, so erfolgt durch den möglichen

Kurzschluss der Metallplatten 131, 132 keine selbsttätige

Aktivierung der Leuchtkarte 1, die zur vollständigen

Entladung der Batterien 281A, 281B führen könnte. Sofern die

Leuchtkarte 1 bedruckt werden soll, so ist vorzugsweise

elektrisch leitfähiges Druckmaterial zu verwenden.

Gegebenenfalls sind die genannten Grenzwerte anzupassen

Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgangspannung uA auch

einer Steuereinheit 25 zugeführt werden, welche die LED-

Einheiten 21; 21A, 21B, … in Abhängigkeit davon betätigt.

Vorzugsweise weist die Steuereinheit 25 ein Modul mit einem

Prozessor, einer Speichereinheit sowie einer

Schnittstellenschaltung auf, durch das die Ausgangspannung uA

gegebenenfalls auch anhand von Schwellwerten ausgewertet und

die LED-Einheiten 21; 21A, 21B, … oder die Schalteinheit 22

betätigt werden können.

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Vorzugsweise wird der durch den Anwender beeinflusste

Signalverlauf des Ausgangssignals uA ausgewertet und die

Leuchtkarte 1 entsprechend gesteuert. Beispielsweise ist in

der Steuereinheit ein Timer vorgesehen, mittels dessen vom

Anwender bewirkte Signalsequenzen detektiert werden. Der

Anwender kann daher den Daumen z.B. an die untere

Metallplatte 132 anlegen und mit dem Mittelfinger mehrfach

auf die obere Metallplatte 131 aufschlagen, wodurch innerhalb

eines Zeitfensters eine entsprechende Sequenz erzeugt wird,

mittels der eine bestimmte Funktion ausgelöst werden kann.

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Die realisierbaren Funktionen sind praktisch unbeschränkt. Es

ist möglich, einzelne LED-Einheiten 21A, 21B, … zu- oder

abzuschalten, die Farbe der abgegebenen Strahlung zu

verändern oder bestimmte, regelmässige oder unregelmässige,

Signalfolgen abzugeben.

Beispielsweise kann der Anwender die Helligkeit bedarfsweise

einstellen oder die Leuchtkarte 1 als Signalgeber verwenden.

Ein Radfahrer kann beispielsweise durch 2-faches Antippen die

maximale Leuchtstärke, durch 3-faches Antippen

intermittierendes, stromsparendes Leuchten und durch 4-faches

Antippen die Farbe „rot“ einstellen. Einfacher ist die

Bedienung hingegen in der Art, in der eine zyklische

Präsentation der Funktionen beispielsweise durch 3-faches

Antippen gestartet und durch einfaches Antippen bei der

gewünschten Funktion gestoppt wird.

Der Fahrradfahrer kann die Leuchtkarte beispielsweise als

Rücklicht verwenden. Dazu oder auch für andere Zwecke kann

die Leuchtkarte 1 mit einem Montageelement, beispielsweise

einem entsprechend dimensionierten Haltebügel, versehen sein.

In einer vorzugsweisen Ausgestaltung kann die Steuereinheit

zusammen mit der LED-Einheit 21 und einem optional

vorgesehenen Lichtsensor, beispielsweise der in Figur 5

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gezeigten lichtempfindlichen Diode 29, eine optische

Schnittstelle bilden, über die eine Kommunikation mit einem

weiteren Gerät möglich ist. Die Leuchtkarte 1 kann daher auch

als Datenträger, insbesondere als Kreditkarte dienen.

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Literaturverzeichnis

[1] WO 2006/034363 Al

[2] US 2003/0107884 Al

[3] U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungs-

technik, Springer Verlag 1999, 11. Auflage 5

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Bezugszeichenliste

1 Leuchtkarte

11 Gehäuse

110; 110A, … optische Linse, im Gehäuse 11 integriert

111, 112 Ausnehmungen für die Stromquellen 281, 282

113; 113, … Ausnehmung für die Schaltungsanordnung 120

114 weitere Ausnehmung

115 Gehäuserand

1151 Flansch am Gehäuserand

12 flexible Leiterplatte

120 elektrische Schaltungsanordnung

121 thermisch leitende Verbindung

131 erste elastische Metallplatte

132 zweite elastische Metallplatte

15 Klebstoffring

16 Montageöffnung

18 elektrisch leitfähiges Druckmaterial

21; 21A, … LED-Einheit

22 Schalteinheit

23 Differenzverstärker, Operationsverstärker

230 Gegenkopplungswiderstand

24 Referenzwiderstand

240 Lastwiderstand

25 Steuereinheit, Chip (optional)

281, 282;

281A, … Stromquellen, Batterien

2810A, 2810B Anschlusskontakte

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Patentansprüche

1. Mobile Leuchtkarte (1), insbesondere im Format einer

zumindest annähernd rechteckigen Kreditkarte, mit einem

Gehäuse (11) und einer elektrischen Schaltungsanordnung

mit einer Schaltvorrichtung (120), mittels der

wenigstens eine Stromquelle (281) mit wenigstens einer

LED-Einheit (21) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gehäuse (11) mit wenigstens einer Ausnehmung

(111, 112, 113) versehen, in der die Elemente (21, 22,

23, 24, 25) der Schaltungsanordnung (120), die LED-

Einheit (21) und/oder die Stromquelle (281) aufgenommen

sind, und das an der Oberseite und der Unterseite

mittels Metallplatten (131, 132) abgeschlossen ist, die

mit der Schaltungsanordnung (120) elektrisch verbunden

sind, welche ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines von

aussen an die beiden Metallplatten (131, 132) angelegten

manuellen Lastwiderstands (240), die LED-Einheit (21)

mit der Stromquelle (281) zu verbinden.

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2. Mobile Leuchtkarte (1) nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus einem

biegeelastischen Material gefertigt, die dünnen

Metallplatten (131, 132) biegeelastisch ausgestaltet und

die Elemente (21, 22, 23, 24, 25) der Schaltungs-

anordnung (120), vorzugsweise in SMD-Technik auf einer

flexiblen Leiterplatte (12) angeordnet sind.

3. Mobile Leuchtkarte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) einen Gehäuserand

(115) aufweist, der beidseits je einen Flansch zur

Aufnahme einer der Metallplatten (131; 132) bildet

und/oder dass die Bauhöhe zwischen der Unterseite und

der Oberseite des Gehäuses (11) etwa der Bauhöhe der

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vorzugsweise in Knopfform vorliegenden Stromquelle (281)

entspricht.

4. Mobile Leuchtkarte (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus einem

transparenten Material gefertigt ist oder dass das

Gehäuse (11) aus einem transparenten Material gefertigt

oder dass in dem aus transparentem Kunststoff

gefertigten Gehäuse (11) im Gehäuserand (115) oder daran

angrenzend wenigstens eine optische Linse einstückig

angeformt ist, welche der Übertragung der von der LED-

Einheit (21) abgegebenen Strahlung dient.

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5. Mobile Leuchtkarte (1) nach einem der Ansprüche 1 - 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine LED-

Einheit (21) als SMD-Baustein auf der flexiblen

Leiterplatte (12) angeordnet und/oder thermisch mit

wenigstens einer der Metallplatten (131, 132) gekoppelt

ist.


dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Leiterplatte

(12) ein mit einer Isolationsschicht versehenes

Metallsubstrat (121) aufweist, mit dem die LED-Einheit

(21) verbunden ist und/oder welches mit wenigstens einer

der Metallplatten (131; 132) gekoppelt ist oder eine der

Metallplatten (131; 132) bildet.


dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) beidseits

mittels je einer Klebstoffschicht (15) mit den

vorzugsweise aus Edelmetall gefertigten Metallplatten

(131; 132) verbunden ist.


dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung

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(120) einen Verstärker (25), insbesondere einen

Differenzverstärker umfasst, mittels dessen aus der

Differenz zwischen einem Referenzpotenzial und einem

Messpotenzial, das von dem durch die Hand des Anwenders

an die Metallplatten (131, 132) angelegten

Lastwiderstand (240) abhängig ist, ein dazu

korrespondierendes Ausgangssignal erzeugbar ist.

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dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar oder mehrere Paare

von Stromquellen (281, 282; 281A, 281B; 282A, 282B)

vorgesehen sind, die über eine der Metallplatten (131;

132) in Serie und/oder parallel geschaltet sind.

10. Mobile Leuchtkarte (1) nach einem der Ansprüche 1-9,

dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder mehrere

LED-Einheiten (21) entlang einer Seite des Gehäuses (11)

in gleichmässig verteilt angeordnet sind und/oder dass

die Stromquellen (281, 282; 281A, 281B; 282A, 282B), die

vorzugsweise in Knopfform vorliegen, über die Fläche des

Gehäuses (11) gleichmässig verteilt angeordnet sind.


dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal uA des

Verstärkers (23) einer gegebenenfalls mit einem

Komparator versehenen Schalteinheit (22) zuführbar ist,

mittels der der Stromkreis, welcher die Stromquellen

(281, 282; 281A, 281B; 282A, 282B) und die wenigstens

eine LED-Einheit (21) miteinander verbindet, in

Abhängigkeit des Ausgangssignals uA schliessbar ist.


dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal uA des

Differenzverstärkers (23) einer Steuereinheit (25)

zuführbar ist, mittels der der Signalverlauf des

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Ausgangssignals uA auswertbar und die Funktionen der

Leuchtkarte (1) entsprechend steuerbar sind.

13. Mobile Leuchtkarte (1) nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinheit (25) die

Betriebsart der Leuchtkarte (1) einstellbar ist und/oder

dass die Steuereinheit (25) die Funktionalität und die

Module eines Kreditkarten-Chips aufweist.

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14. Mobile Leuchtkarte (1) nach Anspruch 12 oder 13,

gekennzeichnet, dass der Steuereinheit (25) über einen

optischen Sensor 29 Kommunikationssignale zuführbar sind

und von der Steuereinheit (25) über die LED-Einheit (21)

Kommunikationssignale abgebbar sind, so dass eine

optische Schnittstelle resultiert über die die

Leuchtkarte (1) mit weiteren Geräten, insbesondere

Kartenlesern kommunizieren kann.


dadurch gekennzeichnet, dass auf die Leuchtkarte

elektrisch leitfähiges Material (18) aufgedruckt ist.

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Zusammenfassung

Die vorzugsweise im Format einer Kreditkarte vorliegende

mobile Leuchtkarte (1) weist ein Gehäuse (11) und eine

elektrische Schaltungsanordnung mit einer Schaltvorrichtung

(120) auf, mittels der wenigstens eine Stromquelle (281) mit

wenigstens einer LED-Einheit (21) verbindbar ist.

Erfindungsgemäss ist das Gehäuse (11) aus einem vorzugsweise

biegeelastischen Material gefertigt und mit wenigstens einer

Ausnehmung (111, 112, 113) versehen, in der die auf einer

flexiblen Leiterplatte (12) angeordneten Elemente der

Schaltungsanordnung (120), die LED-Einheit (21) sowie die

Stromquelle (281) aufgenommen sind. Das Gehäuse (11) ist an

der Oberseite und der Unterseite mittels dünnen,

biegeelastischen Metallplatten (131, 132) abgeschlossen, die

mit der Schaltungsanordnung (120) elektrisch verbunden sind,

welche ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines von aussen an die

beiden Metallplatten (131, 132) angelegten Lastwiderstands

(240), die LED-Einheit (21) mit der Stromquelle (281) zu

verbinden.

(Fig. 5)

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P 1044 EP V1