CN101013886B - 用于电气设备的操作装置以及具有该操作装置的电气设备 - Google Patents

Abstract

在具有液晶显示器(该液晶显示器有两个液晶显示器板)的炉灶的操作装置中，在两个液晶显示器板中的下部板的顶部直接施加有成半导体芯片形式的微控制器，例如使用COG技术。半导体芯片不仅控制液晶显示器，而且还具有位于所述液晶显示器上的电容传感器元件，且通过半导体芯片来进行估测，从而形成独立模块。该模块能够通过合适的电连接件而与炉灶连接，并能够至少部分地或完全地控制该炉灶。

Description

用于电气设备的操作装置以及具有该操作装置的电气设备

下面的说明书基于申请日为2006年1月30日的德国专利申请No.102006005667.9，该德国专利申请在此被本申请参引。

技术领域

本发明涉及一种用于电气设备的操作装置以及一种具有该操作装置的电气设备。

背景技术

由DE10011645A已知将所谓的接触开关或它们的传感器元件集成在液晶显示器中。这确实能够对部件或功能进行一定的集成。不过，当用于炉灶(hob)等时，通常更希望将显示器和操作元件布置在环绕炉灶的炉灶板的框架或框架区域中。

发明内容

本发明的问题是提供一种能够解决现有技术的问题和能够避免现有技术的缺点的操作装置和电气设备，特别是能够更灵活地将操作装置布置在电气设备上。

该问题通过根据权利要求1的操作装置以及根据权利要求13或14的具有该操作装置的电气设备来解决。本发明的优点的优选研制形式形成了其它权利要求的主题，并将在后面更详细地说明。

权利要求的措辞将形成说明书内容的一部分。

该液晶显示器有两个平行板，它们一个靠在另一个上面，或者具有有限的相互间隔，且各图块或符号可以以常规方式来表示或显示。该操作装置还有接触开关传感器元件，例如是由DE10011645A已知的电容传感器元件形式。根据本发明，在板的一侧上提供或固定电子电路或半导体芯片，使得液晶显示器和该电路形成一模块。所述电子电路或半导体芯片构成为用于例如这些功能：对液晶显示器和传感器元件的控制和/或对传感器元件的估测。因此，根据本发明，可以形成液晶显示器(该液晶显示器具有接触开关的传感器元件)与电子电路或半导体芯片一起的模块，该电子电路或半导体芯片例如是用于控制或估测目的的微控制器形式。通过这样的功能和部件的集成，例如就可以在传感器元件和估测装置之间形成非常短的信号通路，以便降低发生错误的可能性。还可以将具有其自身智能的操作装置形成为独立模块。电路或半导体芯片可以构成为用于其它任务，如后面更详细所述。

为了将半导体芯片布置或固定在液晶显示器上，根据本发明的变化形式，可以将它直接施加在一个板上。它能够粘接在板上，或者以芯片固定在玻璃上(chip-on-glass)的技术中已知的方式来施加。

根据本发明的另一变化形式，半导体芯片可以施加在薄的柔性支承件上，例如印刷电路板或箔片。该支承件再通过例如粘接或电接触与液晶显示器或一个板连接。这也可以提供所需的模块，特别是通过将半导体芯片施加在该支承件上，在特定情况下，可以独立于液晶显示器来进行技术上稍微困难的固定步骤。该支承件可以通过粘接或粘附而固定在液晶显示器上。优选是，该支承件与液晶显示器的板的一侧进行扁平连接或粘接。电导体等能够存在于该支承件上，并通向所述支承件上的触点排。这使得能够与电气设备的电接触装置进行连接。当半导体芯片直接施加至液晶显示器时，电导体状的导电轨迹等优选也直接施加至液晶显示器。

更好地利用半导体芯片的另一可能方式是使它构成为用于控制整个电气设备的一部分(例如各功能单元)或者甚至整个设备，例如成微控制器的形式。其优选是唯一的半导体芯片，这减小了成本。它可以控制该电气设备的功能单元，特别是当这些功能单元是由该操作装置来确定或触发时。

优选是将半导体芯片施加在操作装置工作时的下部板或非外部板的顶部。因此可以保护它以及它的机械固定，防止损坏。

优选是，前述传感器元件施加在与该电路或半导体芯片相同的表面上。因此，特别是对于半导体芯片在支承件上(该支承件再固定在一个板上)的前述结构，这些传感器元件也可以布置在该位置。特别是，还有电容传感器元件，该电容传感器元件优选是为扁平。本领域专家例如由DE-A-10326684和DE-A-102004043415可知若干不同的传感器元件，因此，它们的实施不会引起问题。

在本发明的范围中可以将操作装置构成为可独立操作的模块，只有用于供给电压的连接件或端子作为与电气设备的电连接件，例如接地连接件和用于串联总线的连接件。所述串联总线能够与电气设备进行随机数据连接，例如电气设备的电力部分可以通过由操作装置输入的指令来控制。

根据本发明的另一研制形式，该半导体芯片是用于整个电气设备的仅有一个，除了某些情况下的on-off开关，该电气设备没有其它传感器元件或操作元件。这简化了电气设备的结构。这也能够快速和容易地更换有故障的操作装置。最后，利用设备和变化的多样性，可以通过不同操作装置(例如不同设计的程序)而在类似或相同的基本设备上提供不同功能。

优选是，该操作装置制成为相对较薄，使其也可以布置在电气设备的表面上。例如，对于炉灶，它可以处于边缘区域中、在炉灶板表面上或者炉灶的横向侧面或前面。

还可以将传感器元件布置在又一板上或又一支承件上，而不是在与液晶显示器上的半导体芯片相同的板上或大致相同的平面中。为了控制和/或估测目的而与半导体芯片的连接可以通过相应导体(例如成多个扁平电缆或箔片导体形式的柔性导体)来进行。具有传感器元件的所述板或所述支承件能够布置在液晶显示器的上方或顶部。当传感器元件必须布置成尽可能靠近该操作装置的接触或操作表面时，这特别有利。传感器元件还可以布置在板内或板之间，例如如DE10011645A中所述的那样。

根据又一研制形式，该液晶显示器可以有背景光，使得该显示器能够很好地看见。它还可以是彩色的，使得信息显示能够以舒适和变化的方式来进行。还可以使用其它的液晶显示变化。

由权利要求、说明书和附图中可以得出这些和其它特征，且各特征能够在本发明实施例和其它领域中以单独或子集的形式来实施，并能够表现出优点，而与这里要求保护的可保护结构无关。将申请细分成各个部分和小标题决不是局限下面所述的有效范围。

附图说明

下面将参考实施例和附图更详细地介绍本发明，附图中：

图1是穿过液晶显示器或操作装置的剖视图，其中，传感器元件和半导体芯片装配在下部板的顶部。

图2是一种将半导体芯片装配到液晶显示器和电气设备之间的箔片导体上的可选装配方式。

图3示出图1的液晶显示器处于炉灶前面，它作为该炉灶的操作装置和控制器。

具体实施方式

图1表示了具有上部板12和下部板13的操作装置或液晶显示器11的剖视图。代替玻璃板，这些板也可以使用其它透明材料，例如塑料。详细情况将参考前述的DE10011645A1，该文献的相关内容作为本说明书内容的一部分。

在板12和13之间，上部导体层15和下部导体层16设在各个相对应的部分中。它们与位于玻璃板12和13之间的液晶18一起用于显示符号，这是普遍公知的。

为了装配接触开关的传感器元件(特别是电容传感器元件)，给出了若干示例。首先，扁平形传感器元件能够由功能层15或16的独立的可控部分来形成，特别是形成为电容传感器元件或具有电容耦合的传感器元件。其它传感器元件20和21能够独立于功能层15和16而布置在玻璃板12和13之间，例如布置在下部板13的顶部以及上部板12的底部。最后，还有可能将传感器元件布置在上部玻璃板12上面并且在盖23下面。

液晶显示器11上的该盖23可以是玻璃板等，并且，作为透明盖，它不仅覆盖液晶显示器11的一定区域，而是覆盖该液晶显示器11的大部分区域或全部。因此，盖23特别能够用作液晶显示器的机械性保护，因为通常该上部板12的构造对于其作为日常的具有接触开关的操作装置来说并不足够坚固。

该透明盖23可以是相对稳定的玻璃板，厚度为几毫米，例如由非常硬和/或非常抗拉伸的玻璃制成。在某些情况下，也可以通过与剩余传感器元件类似的工序而将另外的传感器元件施加在该盖的底侧。

半导体芯片30施加在下部板13的顶部。当下部板13由玻璃制成时，为此目的，可以使用将芯片固定在玻璃上的工序或COG工序。这本身是已知的，并例如也记载在DE10200400422A1中，在这里参考该申请。

导电轨迹31沿下部板13的顶部从半导体芯片30向左和向右延伸，或者沿所有方向延伸。它们用于将半导体芯片电连接至其它功能装置，正如后面更详细解释的那样。例如，通向左侧的导电轨迹31延伸至左手侧触点排33，该触点排33例如为在下部玻璃板13的顶部上的金属涂层的形式。通过柔性导体34′，连接件通向在印刷电路板37上的左下侧触点排38。该柔性导体34′优选是为箔片形式的箔片导体，它具有导电轨迹，且某些情况下具有相应的多芯线或电缆。印刷电路板37可以是电气设备(例如电加热设备)的一部分，该电气设备通过操作装置11或液晶显示器来操作，且该电气设备在该操作装置或液晶显示器上显示它的信息。还可以通过未示出的插头或复接插头(该插头构成电连接件)而连接至电气设备的印刷电路板37或其它装置上。

通过电连接件31、33、34和34′，可以使电路30与印刷电路板37和半导体芯片30或电气设备连接，这样，对于后者，其承担的功能与在其它方式中由专门提供的另外电路或半导体芯片(用于控制目的)所实现的功能相同。因此，半导体芯片30能够承担对电气设备的整个控制，并且在电气设备上仅提供一电路作为串联总线的接收器，而不是提供整个控制装置。

传感器元件20通过导电轨迹31而与半导体芯片30连接，该导电轨迹或电连接件31在液晶显示器外部通行或在板之间空间的外部通行。位于上部板13上的传感器元件21通过以虚线表示的柔性导体34而与用于控制和估测目的的半导体芯片30进行连接。这些接触装置的设计有多种可能性，其选择对于本领域专家来说不是问题。

因此，图1表示了操作装置11或液晶显示器如何能够与半导体芯片30一起设计为独立模块，该半导体芯片30可以说是该操作装置的智能。优选是，向外引出的箔片导体34′形成为该独立模块的一部分。该独立模块可以已经有盖23，或者能够提供有盖23。与相关电气设备的电连接可以通过使用导电轨迹31、柔性导体34、34′以及用于复接插头接触的触点排33的各种电连接装置来实现。该电连接件例如可以只提供用于向半导体芯片30供给电压的连接件、提供接地连接件以及提供用于串联总线的连接件。当该电气设备只有一个用于其电功能装置的电力部分时，它的控制优选是通过所述操作装置11或半导体芯片30来进行。

图2表示了本发明又一可能实施方式的变化。其中，半导体芯片130并不直接处在或固定在液晶显示器的下部板113的顶部。而是它直接施加在专用箔片导体134′上，该箔片导体134′类似于图1中的箔片导体34′。它可以直接施加在箔片导体134′上，或者可以提供合适的中间层。能够利用将芯片固定在箔片上(chip-on-foil)的技术或COF技术来进行该固定。与半导体芯片130的电接触能够通过已经布置在箔片导体134′上的导电轨迹来进行。箔片导体134′在板113上的触点排133和印刷电路板137上的触点排138之间延伸。因此，在半导体芯片130与这里未示出的传感器元件之间的信号线也在箔片导体134′上延伸。半导体芯片130的这种装配方式保证它与液晶显示器上的传感器元件形成一模块。

显然，对于液晶显示器的显示特性来说，还有其它的可能性。因此，可以提供未示出的背景光或照明，这以常规方式来进行。当然，液晶显示器也可以为彩色的，以便能够显示更多信息，且在光学上还显得更有吸引力。

液晶显示器11或操作装置能够同时为一种具有控制装置和集成显示器的操作装置类型，它还有成接触开关形式的输入或操作元件，如图3中所示。通过相应电连接，这样一种操作装置能够很容易地布置在电气设备的任意位置，例如在炉灶43前面的操作面板等上。与炉灶的电连接能够再次通过图1的箔片导体34′或图2的箔片导体134′来进行。优选是，操作装置11非常靠近炉灶，使得箔片导体34′并不暴露，从而将保护它免受损害。其它措施(例如盖等)也证明是很充分的。这里，半导体芯片(即图1或2的半导体芯片)的装配位置并不特别重要。

操作装置11是长型的，以便容纳所需的传感器元件20。炉灶43有炉灶板44和四个热板45a至45d。操作装置11与半导体芯片30一起形成炉灶43的整个控制装置或智能。然后，这只需要电力模块或电力继电器，以便将半导体芯片30为热板45提供的电力产生信号转变成对该热板45的电力供给。因此，炉灶43并不需要控制或它自身的人工智能。

操作装置11能够可选地装配在顶部和直接装在炉灶43上，优选是沿前边缘或侧边缘。其它部分对应于结合图3所述情况。

Claims (9)

1.一种炉灶(43)，其具有操作装置，所述操作装置具有液晶显示器(11)，该液晶显示器有两个平行且重叠的板(12，113)，并构成为用于显示各图块或符号，并且该操作装置具有接触开关传感器元件(20，21)，其中，半导体芯片(130)布置在一个板(113)的一个侧面上，并构成为用于控制液晶显示器、控制传感器元件和/或估测传感器元件(20，21)，该液晶显示器(11)和半导体芯片(130)形成一模块单元，其特征在于：该半导体芯片(130)以将芯片固定在箔片上的技术施加至薄的柔性支承件(134’)上，该支承件与液晶显示器或板(113)连接，该支承件是有导电轨迹的薄且柔性的箔片(134’)，借助该导电轨迹产生与该半导体芯片(130)的电接触，所述操作装置(11)沿炉灶(43)的前边缘或侧边缘布置。

2.根据权利要求1所述的炉灶，其中：该支承件(134’)与液晶显示器的板(113)的一个侧面进行扁平连接，并且，在该支承件上敷设电导体通向接触装置(138)，作为能够与炉灶的电接触装置连接的连接件。

3.根据权利要求1所述的炉灶，其中：该半导体芯片(130)也被构造用于控制所述炉灶(43)。

4.根据权利要求3所述的炉灶，其中：该半导体芯片(130)被构成为唯一的控制装置或唯一的半导体芯片或微控制器。

5.根据权利要求1所述的炉灶，其中：对于连接至炉灶的电连接件(134’)，该操作装置仅具有用于供给电压的连接件、用于接地的连接件和用于串联总线的连接件，以便通过该半导体芯片(130)来控制该炉灶的电力部分，其中，炉灶(43)的所有操作元件都布置在该操作装置上。

6.根据权利要求1所述的炉灶，其中：有与液晶显示器(11)连接又一板(23)，它位于所述液晶显示器(11)的上面。

7.根据权利要求1所述的炉灶，其中：该传感器元件(20，21)位于这些板(12，113)中。

8.根据权利要求1所述的炉灶，其中：在下部板(113)的顶面上设置了至少一个传感器元件(20)。

9.根据权利要求1所述的炉灶，其中：液晶显示器(11)具有背景光。

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