CN101986565A - 传感器元件器件 - Google Patents

Abstract

一种用于操作装置的电容式接近开关的传感器元件器件具有上侧和块状照明显示装置，该上侧用于接触该操作装置的操作面板的下侧，该照明显示装置的发光方向朝向该操作面板的下侧。作为传感器元件器件的照明显示装置在其侧部或面对该操作面板的上侧是导电的，从而形成传感器元件。该照明显示装置经由大体积的空间形状可变的弹性导电材料被安装在构件载体上，这种材料层提供所需的可变距离和作为触点的从上侧至下侧的电连接。

Description

传感器元件器件

技术领域

本发明涉及一种用于操作装置的电容式接近开关的传感器元件器件。

背景技术

EP859467A公开了一种传感器元件器件，其具有大体积且空间形状可变的塑胶体，该塑胶体呈在纵向上具有凹部的圆柱体形。在它的上侧设有塑胶盘，该塑胶盘具有标记形状的半透明部分，例如拉长的矩形。因此，在塑胶体的凹部中提供的LED具有产生照明标记显示的效能。作为宽圆环的该弹性塑胶体的上侧形成电容式接近开关器件的电容式传感器元件。

此外，EP1030536A1公开了如何提供一种以照明显示装置作为七段显示装置的全方位(all-round)金属框。该框延伸越过该照明显示装置且其侧部被支撑，因此使得产生具有照明显示装置的电容式接近开关。如果手指放在照明显示装置上，特别是操作面板介于它们之间，电容式接近开关能够检测这种情况并触发开关功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种前述类型的用于具有照明显示装置的电容式接近开关的传感器元件器件，利用其可以消除现有技术存在的问题，特别是电容式接近开关和照明显示装置的有利结合成为可能。

通过具有权利要求1的特征的传感器元件器件，该目的得以解决。本发明的优点和优选实施例形成其它权利要求的主题并在随后详细叙述。通过明确的引用，权利要求的表述成为说明书的内容的一部分。

提供传感器元件器件，其具有上侧，用于接触操作装置的操作面板的下侧。该传感器元件器件还具有带有框体的照明显示装置，特别是带有框架的光元件，其发光方向朝向操作面板的下侧。根据本发明，照明显示装置被设计作为传感器元件器件或形成传感器元件器件，因此，其至少在其侧面或朝向操作面板的上侧是导电的，从而形成用于电容式接近开关的平面传感器元件。这种传感器元件于是与操作面板的下侧接触，例如类似于前述EP1030536A1中全方位金属框那样。此外，通过大体积空间形状可变和/或导电材料的弹性层，将照明显示装置安装于构件载体上。因此，作为第一功能，这种材料层提供照明显示装置及由此传感器元件对操作面板下侧的弹性或挠性压靠。此外，照明显示装置具有从其上侧至其下侧的导电连接，以建立与材料层的接触。因此，作为第二功能，通过该材料层，照明显示装置被连接至构件载体上的电端口，构件载体可以通向控制和/或评估单元或通向通用控制单元。

因此，用于传感器元件器件的材料层执行两项功能，即，第一，传感器元件对操作面板下侧的挠性压靠以获得易于电地和技术上可控且明确的条件，第二，形成至传感器元件的电接触或电连接的至少一部分，优选形成整个电连接。

在本发明的一个实施例中，在照明显示装置的上侧的传感器元件可以被设计为至少全方位且框架状的，也可能全表面的。在几毫米框架宽度的足够宽的形式下，这对于电容式接近开关是足够的。根据本发明的一个实施例，传感器元件可以有利地覆盖照明显示装置的整个表面或通过照明显示装置的整个表面形成。有若干可能性来这样做，这在随后描述。因此，当然也必须确保：如果照明显示装置的中央区域必须是半透明的或要发射光，则传感器元件对光的发射没有负面影响。

在本发明的备选实施例中，传感器元件也可以被设计为框架状且全方位的，其中有利地，凹部设置在中部。该凹部可以小于照明显示装置的照明标记，特别在漫射光导材料情况下，或者有利地，至少与照明显示装置的显示标记一样大。因此，传感器元件可以毫无问题地被设计为不透明的或不再必须提供半透明部分。

有利地，为了最好地作为电容式接近开关，传感器元件与操作面板的下侧平面接触。特别地，通过其整个表面来接触，即，在框架状设计情况下通过框架区域，可选择地，通过其整个区域进行接触。

在本发明的一个实施例中，位于照明显示装置上侧的传感器元件至下侧的导电连接可以是导电漆，即，电传导漆，可选择地，是电传导涂层。在这种情况下，可以在照明显示装置的顶部提供区域，至少以前述传感器元件的形式，即，其中照明显示装置或传感器元件的上侧与操作面板的下侧接触。导电漆可以从照明显示装置的边缘延伸到其较低的区域或其下侧，即，延伸到与材料层的接触或碰触的表面。这样，建立了电接触。

在本发明另外的一个实施例中，前述导电漆可以是半透明的，有利地，基本是透明的。于是，其可以基本覆盖照明显示装置的整个表面，如以上已经描述的那样。

可选择地，导电漆可以是不透明的，例如银漆。那么，如前所述，其可以覆盖照明显示装置的上侧的全方位框架状区域并留下中央的照明区域不覆盖。照明显示装置的侧部的不透明部分是不透光的，因为不管怎样那里通常不需要照明。可能的是，侧部的照明仅通过这种类型的不透明导电漆来阻止，例如当整个元件的材料是半透明时。这种类型导电漆的施加可以例如通过浸没、喷涂或印刷实现。将被显示的照明标记形式的不透明导电漆的去除例如可以按DE102004040998A1或DE102009036161A1实现，这里清楚地引用它们。通过激光去除被认为是特别有利的。

作为提供导电漆同时作为传感器元件和从该传感器元件至材料层的电连接的替代，可以提供本身至少部分地且有利地是完全地由导电材料制成的照明显示装置。这种材料于是可以既形成在照明显示装置上侧的传感器元件，又形成所描述的在材料层上的导电连接。这可以有利地制作为环绕由半透明材料制成的导光体的导电塑胶的全方位框架部分。这种导光体例如也可以是已被设计为用于所需照明显示装置的标记形式。这种类型的导光体不需是导电的，因为用于电容式接近开关的框架状设计的传感器元件被认为是足够的，从而用于半透明塑胶的花费保持较低。还可能完全省却这种导光体且仅提供相应的凹部或贯通部作为光通道。因而，照明显示装置的导电塑胶以其上侧形成电容式传感器元件而以其下侧或较低区域形成与材料层的电接触。于是可以省却导电漆的昂贵施加。

作为电容式传感器元件的照明显示装置的上侧的导电漆，可选择的是，可以施加不同的导电涂层，甚至可能是金属性涂层或金属薄片或薄金属箔。有利地，后者可以被胶合以防止组装问题，其中导电粘合剂也能够有利地用于胶合步骤。在本发明的又一个实施例中，照明显示装置可以包括具有标记形状的凹部的导电金属部件，例如作为冲压件的厚金属片。

作为功能单元的框体或照明显示装置可以被设计为块状。对于传感器元件，形状尤其是上侧的设计也可以是圆形、椭圆形、三角形或多边形。

照明显示装置例如可以被设计为七段显示装置，其具有框体和相应的半透明材料的导光体或光通道，有利地，其数目为七个。然后，为每一个导光体提供光源或发光体。因此，有利地，光通道间的材料与框体的材料相同。

在本发明的另外一个实施例中，照明显示装置不仅仅简单地安置到材料层上并通过正连接使之紧固或定位在可能的位置，而是也可以提供导电结合。结果，照明显示装置和材料层可以用先前的胶合形成单一构件，该单一构件可以容易地被安装到构件载体上。材料层也可以用导电结合以相似的形式被紧固在构件载体上。

有利地，材料层可以包括导电和泡沫塑胶，例如上文的EP859467A2所描述的。材料层的高度可以是几毫米，优选在1mm和5mm之间，并且特别地，可以是在3mm和4mm之间，从而确保1或2mm的足够的弹性偏差。

有利地，材料层具有切口，切口中可以布置用于照明显示装置的发光体。当其为LED时特别有利。可以在中央提供像这样的切口从而材料层可以被设计为全方位框架。它可以是朝向侧部不透明的，从而可以消除不想要的朝向侧部和朝向外部的光，即不是正好在照明显示装置的上侧的光。

这些和其它特征不仅可以从权利要求也可以从说明书及附图中得到，其中以单独和若干子组合的形式的各自特征可以在本发明的一个实施例以及其他领域中实现并且可以代表有利且可独立地保护的设计，这里要求保护这些设计。本申请细分为单独的部分和副标题决不限制其下作出的陈述的总体有效性。

附图说明

本发明的各实施例图示于附图中并在随后详细描述。各附图示出：

图1根据本发明的传感器元件器件倾斜视角的平面图，其具有照明显示装置以及紧固在弹性材料层上的标记，

图2图1的传感器元件器件的下侧的斜视图，

图3构件载体和操作面板之间的操作装置中的处于安装状态的图1的传感器元件器件，以及

图4类似于图2的经些微修改的传感器元件器件的截面。

具体实施方式

图1在斜视平面中示出了传感器元件器件11，其具有由塑胶制成的块状照明显示装置13。照明显示装置13包括由不透明塑胶制成的框体14。也可以使用导电金属部件代替塑胶。标记形状的导光体16被注模到框体14中以产生加号标记。这在两构件注模中容易做到。作为导光体的备选，整个部件也可以由半透明塑胶构成，而不透明导电漆可以被施加到上侧以利用标记切口产生标记。

如框体14的阴影所示，框体14被导电漆覆盖，特别是上侧15和其他侧部以及下侧。像这样的导电漆可以被设计为前述的银漆且不透明，而留下导光体16或标记不覆盖，或者半透明，从而整个上侧15，包括导光体16的上部，被涂漆并包覆。

照明显示装置13被紧固在厚材料层19上，厚材料层19非常厚或几乎为块状并包括上述的材料。它的设计也可以从图2的视图中了解。材料层19具有完全穿通它的中央凹部20。如随后详述的那样，发光体或LED可以被布置于其内，并从底部发光至导光体16中，因此照亮它的标记形状。照明显示装置13和材料层19的连接可以通过导电粘合剂实现。这使得该两个部件的电接触和机械连接两者形成一个结构单元。

图3示出了操作装置22，其中安装有根据图1和图2的传感器元件器件11。带有馈线26的大的接触面板25设置在构件载体24上，其有利地为标准PCB。传感器元件器件11以材料层19的下侧被放置在接触面板25上并被机械地保持。有利地，用导电粘合剂将其胶合上。

照明显示装置13和传感器元件器件11以上侧15接触操作面板28的下侧29。这里，图1中阴影所示的上侧15形成大面积的电容式传感器元件从而接触下侧29，这在电容式接近开关中是常见的。通过遍及框体14的侧部的导电涂层，上侧15的这种传感器元件被连接至其下侧并从而被连接至导电材料层19。从而，通过与接触面板25和馈线26的连接，材料层被连接至控制单元。结果，因为上侧15抵靠操作面板28的下侧29，平面传感器元件得以实现。后者以通过检测操作者的手指放置于传感器元件器件11或上侧15的上方的通常方式运行。

因此，利用本发明，由于材料层19的弹力的或弹性的易弯曲特性，当如上侧15的传感器元件压靠于操作面板28的下侧29时，能够保持照明显示装置13。这样，可能的移动和高度公差或组装公差均可以被补偿。总存在上侧15对于下侧29的明确的接触。此外，由于导电涂层和导电材料层19，实现如上侧15的传感器元件的连接是可能的。

传感器元件器件11的备选设计示于图4中，其中不提供照明显示装置113的导电涂层，而框体114包括导电塑胶。其也不必须被设计为半透明的或特殊地非半透明的。其封入导光体116，而导光体116不必须是导电的。框体114的上侧115足够作为全方位区域以便再次形成电容式传感器元件。

照明显示装置113以框体114的下侧位于材料层119的上侧。材料层19根据先前的附图设计，即，导电且有弹性。然而，这里，框体114具有在下侧突出的环状凸缘117以改善该两部件之间的结合并从上方接合进入到材料层119的中央凹部120中。这样，确定了精确的居中或分配。此外，实现了可靠的保持效果。因此，可能省却两部件的胶合，这对于机械保持和利用导电粘合剂的导电连接均被认为是有利的。

此外，图4也示出LED 131作为发光体，其延伸进入中央凹部120并从底部发光至导光体116中并且照射到具有其标记形状或任何所需形状的顶部。这种类型的LED也可以被设置在根据图3的操作装置22的接触面板25的中央，而LED电连接可以通过接触面板25的表面内的直接接触而连接。

因此，在处理和制造操作装置过程中的一个优点是，与规定塑胶的材料层一起的照明显示装置可以被预先制成为一个结构单元或传感器元件器件。这意味着构件安装非常容易。例如，在连接该两部件之后，在材料层的下侧提供确保电传导率的粘性胶带以形成一个结构单元。因此，这种结构单元可以用自动SMD机安装到构件载体或PCB上。此外，这样可以实现更高的构件密度，因为例如与EP1030536A1公布的解决方案相比，在侧部比照明显示装置本身更大的传感器元件器件不是必需的。

Claims (18)

1.用于具有操作面板的操作装置的电容式接近开关的传感器元件器件，其中，所述传感器元件器件具有上侧和带有框体的照明显示装置，所述上侧用于接触所述操作面板的下侧，所述照明显示装置的发光方向朝向所述操作面板的所述下侧，其特征在于，作为传感器元件器件的所述照明显示装置至少在其面对所述操作面板的侧部或上侧是导电的，从而形成传感器元件以与所述操作面板的下侧接触，其中，所述照明显示装置经由大体积的空间形状可变的导电材料层而被安装在构件载体上，其中所述照明显示装置具有从上侧至其下侧的导电连接以建立至所述材料层的接触并通过所述材料层被连接至位于所述构件载体上的电端口，以连接至控制单元。

2.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，在所述照明显示装置的上侧的所述传感器元件至少被设计为全方位的且为框架状。

3.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述传感器元件覆盖所述照明显示装置的整个表面。

4.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述传感器元件具有约为所述照明显示装置的显示标记的尺寸的凹部。

5.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述传感器元件以整个表面与所述操作面板的下侧平面接触。

6.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述导电连接是导电漆，所述导电漆被平坦地提供于所述照明显示装置的顶部的至少以所述传感器元件的一部分接触所述操作面板的所述下侧并从所述照明显示装置的边缘延伸至其较低的区域或其下侧从而至所述材料层的区域。

7.根据权利要求6的传感器元件器件，其特征在于，所述导电漆是半透明的。

8.根据权利要求7的传感器元件器件，其特征在于，所述导电漆基本覆盖所述照明显示装置的整个上侧。

9.根据权利要求6的传感器元件器件，其特征在于，所述导电漆是不透明的。

10.根据权利要求6的传感器元件器件，其特征在于，所述导电漆覆盖所述照明显示装置的上侧的全方位的框架状区域。

11.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述照明显示装置包括至少部分导电的材料并形成位于所述照明显示装置的上侧的传感器元件和所述材料层上的所述导电连接两者。

12.根据权利要求11的传感器元件器件，其特征在于，所述导电材料层是导电塑胶。

13.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述照明显示装置或所述框体被设计为块状。

14.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述照明显示装置被设计为带有框体和半透明材料的导光体或光通道的七段显示装置。

15.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述照明显示装置通过导电结合被紧固到所述材料层。

16.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述材料层包括导电的、泡沫的和挠性的塑胶。

17.根据权利要求1的传感器元件器件，其特征在于，所述材料层具有切口，在所述切口内布置用于所述照明显示装置的发光体。

18.根据权利要求17的传感器元件器件，其特征在于，所述切口居中，而所述材料层被设计为全方位框架且特别在侧部是不透明的。

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