CN101595642B - 用于电子技术设备的输入单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于电子技术设备的输入单元，这种输入单元的构造方式使它在技术上特别有效并且成本有利。此外无需太大的花费也可以设置有照明元件。这种输入单元为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位；并且直接在这个盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制。

Description

用于电子技术设备的输入单元
本发明涉及一种用于电子技术设备的输入单元。
用于电子技术设备的输入单元用于将数据信息输入到电子技术设备中，或者在其中触发所希望的功能。最后通过这样的输入单元对用于电子技术设备的输入信号进行控制。这些输入信号和相应的指令相一致，并且根据这些指令然后电子技术设备完成它的工作。
通常公开了输入单元。这些输入单元具有用人手指可操作的用于以机电方式和/或者电子方式产生输入信号的部件，然后借助这些输入信号受控地控制电子技术设备。
特别由DE 21 2004 000 044 U1已知一种电容式位置传感器，其用于电子技术设备。这种电容式位置传感器具有用人手指可操作的部件，以便以机电方式和/或电子方式产生输入信号，从而根据上述产生的输入信号受控地控制电子技术设备，其中为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位。直接在这个盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制。
由DE 103 08 514 A1已知一种接触传感器装置，其具有至少一个OLED(有机发光二极管)元件和开关元件。
本发明的任务是以本文开头所述类型的输入单元为依据，提供一种输入单元，它在技术上非常有效，并且成本有利；并且在费用不太大的情况下也能设置有照明元件。
这个任务根据本发明通过一种用于电子技术设备的输入单元得以完成，其具有用人手指可操作的部件，以便以机电方式和/或电子方式产生输入信号，从而根据上述产生的输入信号受控地控制电子技术设备，其中为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位，并且直接在该盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制，其中，所述输入单元安装在刚性的电路板上；所述传感器膜是透明的ITO膜；盖罩至少在选择出的部位处构造成透明的；在电路板上，在选择出的部位处设置有通过电路板上的电子装置可开关的开关式发光二极管；在传感器膜和电路板之间，在传感器膜下面设置有透明的按键垫，并且在按键垫下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜，所述金属凸膜或者聚酯凸膜的相应的凸起分别配属于电路板上的电触头，并且其相应的凸起分别通过盖罩可机械式地操作，使得当操作这种凸起时，电路板上的相应配属的电触头就被操作；并且在金属凸膜或者聚酯凸膜中设置有空隙，这些空隙配属于电路板上的相应的发光二极管，使得通过所述发光二极管，穿过透明的按键垫和透明的传感器膜保证了盖罩的选择出的透明部位的照明。
为此，所述输入单元安装在刚性的电路板上；所述传感器膜是透明的ITO膜；盖罩至少在选择出的部位处构造成透明的；在电路板上，在选择出的部位处设置有通过电路板上的电子装置可开关的开关式发光二极管；在传感器膜和电路板之间，在传感器膜下面设置有透明的按键垫，并且在按键垫下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜，其相应的凸起分别配属于电路板上的电触头。此外，相应的凸起分别通过盖罩可机械式地操作，例如通过手指在相关的部位处按压所述盖罩，使得当操作这种凸起时，电路板上的相应配属的电触头就被操作。在金属凸膜或者聚酯凸膜中设置有空隙，这些空隙配属于电路板上的相应的发光二极管，使得通过所述发光二极管，穿过透明的按键垫和透明的传感器膜保证了盖罩的选择出的透明部位的照明
这种输入单元之所以特别有效，是因为对于这种效果至关重要的电阻结构最靠近盖罩面设置，并且手指接触盖罩表面直接对传感器膜的电阻结构施加技术影响。
此外，这种输入单元成本是有利的，因为这种传感器膜能以特别简单的方式制造，因此价格是便宜的。
最后也可以考虑照明元件，其用于使得输入单元更有效地作用。一方面可以用相应的连接措施将照明元件直接设在传感器膜上。另一方面也可以将照明元件例如设在传感器膜的覆盖区域下面，并且为透过光线以在希望的部位上照明盖罩表面，传感器膜可在相关的部位处例如被穿孔。
因此，输入单元总是要包括传感器按键，在必要时可附加地对其进行照明。
传感器膜例如可用双面的粘贴膜来粘接。它可以和相应的插头，例如本身已公开的ZIF插头或者板对板插头，和已设置有的电路板，例如基础电路板触通。
通过传感器膜上的专门的电阻结构能以电容方式求出盖罩上的手指位置。在此量取三个部位处的电阻。三个部位中的每个部位都通过导线通往所属的触通部位。通过已提到的相应插头，这些导线在相关的电路板敷设。在这个电路板上设有电子装置，这个电子装置设计成专门的传感器芯片形式，并且具有所属的控制硬件和软件。这个电子装置控制和求出信号。这些信号是通过盖罩上的手指接触产生的，并且将这些信号转换成对电子技术设备的相应反应。例如用它可控制显示屏的指针，或者可在运行的程序范围内由菜单转换到另一菜单。
据此盖罩可由硬罩构成。这个硬罩可和其它的部件分开设计。它例如可由对于电容场传输更为有利的材料制成，并作为输入单元要安装在其中的另一壳体。它是可以更换的，为的是在必要时也能事后实现不同的设计变型方案。
为了用手指头进行输入，可将盖罩的接触部位例如构造成直线的。因此例如可通过手指在接触部位上的滑动来控制输入。这种输入相当于直线的滑动调节器。通过和照明元件的组合，在接触部位上在视觉上显示出滑动调节器的当前位置。
除了输入单元的这种直线构造外，也可实现曲线或者圆环形的构造。
例如由于设计的原因可以选择曲线形构造。
例如由于模仿旋钮的原因，可以选择圆环形的构造。
特别是后者具有下述优点，即无需手指离开接触部位就可较长时间连续地继续已开始的输入。这种连续的继续输入可毫无困难地识别相应为此设计的软件，然后这个软件就负责也是连续地继续已开始的反应，直到最后手指至少短时地从接触表面抬起。
用于分析通过根据本发明的输入单元进行输入的电子装置例如设在刚性的基础电路板上。这个基础电路板也可同时用于将输入单元定位有其上。由此总共只需要一个唯一的刚性的电路板用作支架。
1.传感器膜可以是所谓的PET膜(Polyethylenterephthalat-Folie(聚对苯二甲酸乙二酯膜)；由选择聚酯族的热塑性塑料制成的膜)。它例如也可以是FPC膜(柔性印制电路；相当于柔性电路板的薄膜)。这两种膜是不透明的，这样在附加地使用照明装置时，这些照明元件例如应安装在这些薄膜上。
在本发明的另一种有利的方案中，所述传感器膜是一种透明的ITO膜(氧化铟锡膜)。
传感器膜上的电阻结构例如可以是碳印制或者是银印制，其很容易安装。也可以设想其它的实现方案。
如果同输入单元一起使用照明机构，则盖罩至少要在为此必需的部位上构造成透明的。实现这种部位在技术上没有问题。这些照明元件的电连接和相应受控的开关在技术上也是没有问题的。
在本发明的特别的方案中，在传感器膜和电路板之间，在传感器膜下方设置有按键垫，并且在该按键垫下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜。金属凸膜或者聚酯凸膜的相应的凸起分别配属于在刚性的电路板上的，例如上述的基础电路板上的电触头。在此可通过盖罩机械式地操作相应的凸起，确切在说是以下述方式操作，即在通过相应的手指按压盖罩或者接触表面上的相应部位操作凸起时，电路板或者基础电路板上的相应配属的电触头就被操作。
这是可能的，因为薄的且提供接触表面的盖罩是柔性的。按键垫也是柔性的。它由硅树脂制成。此外，金属凸膜或者聚酯凸膜的凸起也是柔性的，因为在按压下弯折并且进行电触通正是它们的任务。
因此，使用根据本发明的输入单元使得附加的机械操作也成为可能。最后为了实现这种机械操作可以使用常规的结构，这种结构主要由柔性的按键垫和操作膜构成，柔性的按键垫在必要时在相应的按键点上配有硬罩，操作膜也被称为金属凸膜或者聚酯凸膜。此外在金属凸膜或者聚酯凸膜下方再定位有间隔膜，也叫做持距膜。
1.总之，提供了一种输入单元，这种输入单元采用传感器机械式并且在必要时用照明装置运行。此外，没有必要为照明设置传感器电路板。这大大地简化了照明装置，并且因此是很廉价的。在放弃按键照明时，也可以使用非安装的印制的PET膜。
传感器膜上的电阻结构可用装配上的电阻或者用印制上的电阻来实现。
对于圆环形的输入单元可用接触部位上的手指来检测所执行的圆形运动。
此外，对于这种输入单元，在圆形构造的接触部位的中心附加地设置有可机械操作的按压体。
为了检测在接触部位上的手指位置，将电阻结构划分成多个单个的部位。这些部位分别相当于绝对的位置。在这种情况中，根据相应的绝对的第一位置和相应的绝对的最后位置的电阻值，求出相应的属于当前手指接触的当前的电阻值。换句话说，电阻结构所起的作用在某种程度上如可调节的电位计，但具有电容值。量取相应当前调节的数值。然后根据这个当前数值例如对指针的位置进行控制。
根据本发明的输入单元可以特别有利的方式安装在电话机中。该电话机有计算机的功能，并且此外还有显示器，在这个显示器上根据这种计算机进行信息显示。
下面借助附图对本发明的实施例进行更加详细的说明。这些附图是：
图1：根据本发明的输入单元的截面图。
图2：图1的输入单元的最重要部件的三维分解图。
图3：图2的处于组合状态的部件的三维俯视图。
图4：图3的部件的三维俯视图，但拿掉了盖罩和传感器膜。
图5：在图4中拿掉了传感器膜和盖罩的仰视图。
图6：传感器膜在图1、2、3或5中如何使用的第一实施例。
图7：传感器膜在图1、2、3或5中如何使用的第二实施例。
图1示出固定的电路板或者基础电路板1，在其下侧面设置有发光二极管2形式的照明元件。这些发光二极管2安装在所述电路板1的下侧面上并且电连接，并且以下述方式穿过所述电路板1中的开口，即发光二极管1可向所述的电路板1上方发射它的光线。
在这个电路板1上除了下面还将详细说明的元件外，还至少设置有包括有硬件和软件的电子装置。这个电子装置允许对通过安装到电路板1上的输入单元所产生的输入信号进行分析，并且在显示器上或者在相应的功能执行中转换成相应的反应，例如相应的光标控制。
电路板1在上侧面上具有电触头3。在电触头3的区域上方设置有具有相应凸起5的金属凸膜或者聚酯凸膜4。金属凸膜或者聚酯凸膜4的单个的凸起5分别配属于电路板1上的电触头3，从而在操作凸起5时就接通了电路板1上的电触头3。
在金属凸膜或者聚酯凸膜4与电路板之间设置有分离膜6和间隔膜7(图2)，但是其在图1中看不见。
在金属凸膜或聚酯凸膜4上方设置有由硅树脂构成的按键垫8，该按键垫8具有按压体9和相应配属的推杆10，用于操作金属凸膜或者聚酯凸膜4的相应的凸起5。
上述电路板1上的电触头3、金属凸膜或者聚酯凸膜4、分离膜6、可能的间隔膜7(所谓的持距膜)和按键垫8所形成的结构为圆环形构造。在此，也给所述圆环形结构的中心配有电路板1上的电触头3、金属凸膜或者聚酯凸膜4的凸起5以及具有从属的推杆10的按键垫8的按压体9。
在圆环形的按键垫8上设置有相应为圆环形的传感器膜11。
在圆环形的传感器膜11上设置有相应为圆环形的盖罩12。在本实施例中该盖罩为圆环形的硬罩。
在所述圆环形结构的中心，在按键垫8的按压体9上设置有硬罩13。
在按键垫8和金属凸膜或聚酯凸膜4之间可以设置有双面的粘贴膜14(图2)。这个双面的粘贴膜在图1中也没有详细示出。
为了能够有效地通过发光二极管2实现照明，金属凸膜或者聚酯凸膜4在相应的部位上具有穿孔，这些穿孔例如可通过冲压孔实现。
此外，按键垫8和传感器膜11构造成透明的。最后，圆环形的硬罩12至少在应能视觉看到对电路板1上的电触头3实施按压操作的那些部位上也构造成透明的。
只要也使用了分离膜6、间隔膜7或者粘贴膜14，它们也可以构造成透明的或者具有相应的通孔，用于使相关的发光二极管2的光线在相应的部位上能够穿过。
在图2中详细地示出了给定的从上到下的结构顺序：圆环形的硬罩12、圆环形的传感器膜11连同触通部位15用于使布置在传感器膜11上的电阻结构16电触通、按键垫8连同硬罩13用于设在在中心的按压体9、粘贴膜14、金属凸膜或者聚酯凸膜4、间隔膜7以及分离膜6。
在图3中特别是可以看到硬罩12。传感器膜11设在硬罩12下方。此外还可以看到传感器膜11的触通部位15。在传感器膜11下面设置有按键垫8。在圆环形的硬罩12的中心设置有另一硬罩13。
在图4可以看到设在中心的硬罩13，硬罩13在中心设在按键垫8上。在按键垫8下方设置有带有凸起5的金属凸膜或聚酯凸膜4。在本实施例中，将金属凸膜或聚酯凸膜4减小到如此程度，即实际上只有凸起5彼此连接。按照这种方式，必要时就不再需要为使发光二极管2的光线透射而额外地设置穿孔。
在图5中可以看到传感器膜11。在传感器膜11的下侧面一方面设置有电阻结构16并且穿过透明的传感器膜11发光，并且另一方面设置有圆环形的硬罩12。在传感器膜11的舌簧形的突起上可以看到传感器膜11的触通部位15。
在图6和图7中可以分别看到传感器膜11的各一个实例，它具有触通部位15和相应的电阻结构16。
在图6中，电阻结构16在圆中具有并排的单个部位17。这些单个部位全部都一起电耦合并与触通部位15之一电连接。这些单个部位17分别表示一个相应绝对的位置。此外，电阻结构16的绝对的第一位置和触通部位15中的另一触通部位电连接。
最后，电阻结构16的绝对的最后一个位置和触通部位15中的再一个触通部位连接。这些相应的绝对的位置和单个部位17彼此间以下述方式电物理彼此连接，即在这些触通部位15上可量取电容电阻。
图7中相应的部分与图6中相同，然而其电阻结构16具有手指式彼此啮合的部位，并且不是如图6中的碳印制的，而是金属式实现的。

Claims (12)

1.用于电子技术设备的输入单元，具有用人手指可操作的部件，以便以机电方式和/或电子方式产生输入信号，从而根据上述产生的输入信号受控地控制电子技术设备，其中为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位，并且直接在该盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制，其特征在于，所述输入单元安装在刚性的电路板(1)上；所述传感器膜(11)是透明的ITO膜；盖罩(12)至少在选择出的部位处构造成透明的；在电路板(1)上，在选择出的部位处设置有通过电路板(1)上的电子装置可开关的开关式发光二极管(2)；在传感器膜(11)和电路板(1)之间，在传感器膜(11)下面设置有透明的按键垫(8)，并且在按键垫(8)下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜(4)，所述金属凸膜或者聚酯凸膜的相应的凸起(5)分别配属于电路板(1)上的电触头(3)，并且其相应的凸起(5)分别通过盖罩(12)可机械式地操作，使得当操作这种凸起(5)时，电路板(1)上的相应配属的电触头(3)就被操作；并且在金属凸膜或者聚酯凸膜(4)中设置有空隙，这些空隙配属于电路板(1)上的相应的发光二极管(2)，使得通过所述发光二极管(2)，穿过透明的按键垫(8)和透明的传感器膜保证了盖罩(12；13)的选择出的透明部位的照明。
2.用于电子技术设备的输入单元，具有用人手指可操作的部件，以便以机电方式和/或电子方式产生输入信号，从而根据上述产生的输入信号受控地控制电子技术设备，其中为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位，并且直接在该盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制，其特征在于，所述输入单元安装在刚性的电路板(1)上；所述传感器膜(11)是PET膜，该传感器膜在相应的部位处被穿孔以使光线穿过从而在规定的部位处照明盖罩；在电路板(1)上，在选择出的部位处设置有通过电路板(1)上的电子装置可开关的开关式发光二极管(2)；在传感器膜(11)和电路板(1)之间，在传感器膜(11)下面设置有透明的按键垫(8)，并且在按键垫(8)下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜(4)，所述金属凸膜或者聚酯凸膜的相应的凸起(5)分别配属于电路板(1)上的电触头(3)，并且其相应的凸起(5)分别通过盖罩(12)可机械式地操作，使得当操作这种凸起(5)时，电路板(1)上的相应配属的电触头(3)就被操作；并且在金属凸膜或者聚酯凸膜(4)中设置有空隙，这些空隙配属于电路板(1)上的相应的发光二极管(2)，使得通过所述发光二极管(2)，穿过透明的按键垫(8)和穿孔的传感器膜保证了盖罩(12；13)的选择出的透明部位的照明。
3.用于电子技术设备的输入单元，具有用人手指可操作的部件，以便以机电方式和/或电子方式产生输入信号，从而根据上述产生的输入信号受控地控制电子技术设备，其中为手指接触设置有适用于电容场传输的盖罩，该盖罩具有用于在多于一个唯一的部位上进行接触的接触部位，并且直接在该盖罩下方设置有传感器膜，该传感器膜具有通过三个触通部位可电触通的电阻结构，上述电阻结构根据人手指在盖罩上接触的瞬时位置连续地在电容上做出反应，并且调节各个相应的可在所述三个触通部位处量取的电阻值，并且将该电阻值用于产生用于电子技术设备的各个所属的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制，其特征在于，所述输入单元安装在刚性的电路板(1)上；所述传感器膜(11)是FPC膜，该传感器膜在相应的部位处被穿孔以使光线穿过从而在规定的部位处照明盖罩；在电路板(1)上，在选择出的部位处设置有通过电路板(1)上的电子装置可开关的开关式发光二极管(2)；在传感器膜(11)和电路板(1)之间，在传感器膜(11)下面设置有透明的按键垫(8)，并且在按键垫(8)下面设置有金属凸膜或者聚酯凸膜(4)，所述金属凸膜或者聚酯凸膜的相应的凸起(5)分别配属于电路板(1)上的电触头(3)，并且其相应的凸起(5)分别通过盖罩(12)可机械式地操作，使得当操作这种凸起(5)时，电路板(1)上的相应配属的电触头(3)就被操作；并且在金属凸膜或者聚酯凸膜(4)中设置有空隙，这些空隙配属于电路板(1)上的相应的发光二极管(2)，使得通过所述发光二极管(2)，穿过透明的按键垫(8)和穿孔的传感器膜保证了盖罩(12；13)的选择出的透明部位的照明。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述盖罩(12)是硬罩。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述接触部位构造成直线的。
6.按照权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述接触部位构造成曲线的。
7.按照权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述接触部位构造成圆环形的。
8.按照权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，在电路板(1)上定位有电子装置，该电子装置和传感器膜(11)的三个触通部位(15)连接，并通过该电子装置，根据由传感器膜(11)连续地调节的电阻值产生用于电子技术设备的各个相应的输入信号以对电子技术设备分别进行相应的控制。
9.按照前述权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述电阻结构(16)是碳印制或者银印制的。
10.按照权利要求7所述的输入单元，其特征在于，在构造成圆环形的接触部位的中心设置有可机械式操作的压力开关。
11.按照前述权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，电阻结构分成多个单个的分别与绝对的位置对应的部位(17)，并且根据相应的绝对的第一位置的电阻值和相应的绝对的最后位置的电阻值，求出相应的属于当前的手指接触的当前电阻值。
12.按照前述权利要求1至3中任一项所述的输入单元，其特征在于，所述输入单元能够与电话机的所有技术元件相组合。
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