CN103053113B - 光学操作元件、尤其是键控器或开关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学操作元件，尤其是键控器或开关，具有辐射光的光发送器、光学接收器、适于光导的棱镜和保护层，棱镜具有侧面，侧面是有源的传感器面，且棱镜布置在保护层下面，使得棱镜的有源的传感器面基本上平行于保护层的底侧对准。保护层具有传感器区域，该传感器区域是在有源的传感器面上面的保护层的区域，且具有最高99%、最高95%、最高90%、最高80%或最高50%的透射度。棱镜和光发送器布置为，使得由光发送器辐射的光通过棱镜被引导且穿过有源的传感器面和保护层。接收器布置为，使得所辐射的且在物体处反射的光穿过保护层的传感器区域和有源的传感器面，且通过棱镜引导到接收器，且反射的变化由分析电路识别并被解释为切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学操作元件、尤其是键控器或开关，所述光学操作元件具有光发送器、光学接收器、适用于光传导的棱镜和辐射无法透过的保护层以及至少一个出射孔。
背景技术
在例如移动电话、遥控器、家用电器设备、电梯的许多电子设备中以及在汽车工业中经常应用触摸式开关或键控器，所述触摸式开关或键控器通过使用者的触摸触发设备中的切换过程。在此已知电容式开关以及光学开关。在电容式触摸式开关的情况下，该触摸开关具有传感器面，所述传感器面作为电容式传感器元件的一部分与使用者共同形成电容，该电容通过触摸相应地改变。传感器面在此通常通过测量电极与向分析电路输送相应输出信号的电路装置相耦合。从输出信号可以确定，电容式触摸传感器是否被操纵。
然而，电容式的测量方法只具有小的作用范围并且主要受限于直接的触摸。如果传感器的作用范围应被提高，则传感器一般有错误地或至少不期望地对湿度、温度变化或电磁干扰辐射做出反应。除此以外，传感器不对周围的传导性的表面——如金属或金属化部——起作用。
除了电容式操作元件，已知的还有光学操作元件，在所述光学操作元件的情况下充分利用在可见或不可见范围、尤其是红外范围中的光的反射。因此可能的是，通过识别和分析所反射光的量的变化来不仅识别物体、例如手指的触摸，而且还识别该物体的靠近。通过对所反射的光的分析识别所反射的光的变化并且由此触发切换过程或相似的过程。虽然基于光学测量方法的操作元件具有更大的作用范围，然而该操作元件经常具有以下缺点，即其大多被外来光所干扰。除此以外，该操作元件在操作表面后面需要特定的结构空间，以便安置传感器（光电接收器）。该操作元件始终以如下操作表面为前提，该操作表面是光能透过的，使得可以辐射足够的光并且可以接收足够大份额的所反射的光并输送至光学传感器。
光学传感器优选地使用LED做为光源和光传感器。光电二极管或光电元件被用作为接收器。光电二极管针对经调制的光具有与绝对亮度相关的敏感性，即所谓的环境-光-效应。因此，反射光挡板的接收信号不仅与要测量的反射率有关，也与环境光有关。对接收信号的分析在强烈摇摆的环境光情况下无法再可靠地实现。JP2006-164672A示出了布置在反射镜后面的光学传感器。反射镜在其银箔中具有一些孔，在所述孔后面布置有用于光传导和传感器的照明的光学棱镜。光学传感器被布置为，使得光直接通过银箔的孔之一被辐射并且由接近的物体反射的光被直接安置于孔后面的接收器接收到。发送器和接收器直接并排布置，使得发生串扰并且传感器的灵敏度被强烈降低为，使得物体靠近传感器不能被可靠地识别。
从EP0706648B1已知一种测量方法，在所述测量方法中光电二极管的传输功能被排除。至少两个光源交替地向至少一个接收器发射光。所述光源被调节为，使得所述光源从接收器的视角来看一直以同样亮度发光。由此，光电二极管的接收信号对于两个信号是同样大的。如果两个光源发送反相的矩形形式的光信号，则通过调节测量路段得出为零的接收信号。这具有的结果是，接收器的放大可以被选择为几乎任意高的，因为只有带通滤波的接收信号被估算。如果光源中的一个过强，则这被后续电路识别到并且相应地再调节光源的强度，直到接收器处的两个光源的差信号再次等于零。
EP1671160B1公开了一种用于确定和分析差分光学信号的方法。该方法基于EP0706648B1并附加地具有补偿光源，以便将所获得的调节参量再次引入到调节路段中。
基于反射的光学传感器始终以这样的传感器表面为前提，通过所述传感器表面可以有足够份额的光出射。在现有技术中对光学操作元件有很大的需求，在所述操作元件中充当功能或键盘面的传感器表面只具有非常小的透光度。这可以例如基于，使用具有低透射度的材料或具有高发散值的材料，使得在材料之外反射的光束无法再被分析。经常也由于美学的原因应使用具有压印或带有空隙的掩膜的传感器表面。例如使用由金属片、金属化箔构成的或具有金属镀膜的传感器表面，在所述传感器表面镂空出标记或符号。也有涂漆的表面并且在所述表面中符号可通过构成掩膜被识别。在不能透过的表面中的这些空隙或掩膜容许光的出射。但所述空隙或掩膜经常是很小的，使得无法使用常规的光学的基于反射的测量方法，因为传感器表面本身具有过高的衰减值。这种操作面原则上也经常不适合于电容式测量方法或其他的测量方法。此外，按键经常由光源从后面被照明，使得空隙的形状在表面上发光。
发明内容
由现有技术得出的任务是，实现改善的光学操作元件，所述操作元件基于反射测量方法并且具有带有小遮蔽的不透光的表面。
所述任务通过根据本发明的光学操作元件和根据本发明的方法来解决。
根据本发明的光学操作元件——其尤其可以是开关或键控器——具有辐射光的光发送器、光学接收器、适用于光导的棱镜以及保护层。所述棱镜具有侧面，所述侧面是有源的传感器面并且布置在保护层下面，使得棱镜的有源的传感器面基本上平行于保护层的底侧对准。布置在有源的传感器面上面并且与棱镜的有源的传感器面相对应的保护层的区域是保护层的传感器区域。保护层的该传感器区域具有最高为99%的透射度。优选地，透射度最高为95%或最高为90%，特别优选地最高为80%或最高为50%。
保护层本身优选地具有低的透射度，所述透射度最高为20%，最高为15%或最高为10%，优选地最高为5%或最高为2%。该保护层也可以基本上为辐射无法透过的并且由此优选地具有至少一个出射孔，使得保护层包括出射孔的总的透射度具有上述的值。光发送器可以是光源，例如可以是LED。光学接收器优选地是光传感器，例如光电二极管。光发送器和接收器利用可见或不可见范围、例如红外范围中的光工作。
应将概念“有源的传感器面”理解为用于光学分析的面。通过有源的传感器面发射测量光并且在要检测的物体处反射的测量光入射到棱镜中。优选地，棱镜的整个侧面是有源的传感器面。
概念“适用于光导的棱镜”一般被理解为在其内部适合于光传播的光学体。信号棱镜（棱镜）是非发散的，使得在棱镜内部输入耦合的光直线地从一个限制面引导到相对的限制面，并且在那里根据限制面上的入射角被反射或被透射。尤其是玻璃体或形状稳定的塑料体适合做为棱镜。
保护层由具有低的透射的材料组成，例如“黑色面板材料”或相应的塑料材料。也可以使用染色的材料或强发散的材料，所述材料只具有小的至可忽略的透射的部分。保护层优选地由辐射无法透过的材料构成，例如金属片、金属镀膜或金属化的箔或涂漆箔。优选地在保护层中引入至少一个出射孔，使得光能够通过保护层的所述出射孔出射。
棱镜布置在保护层下面，使得棱镜的限制面基本上平行于保护层分布。光发送器相对棱镜布置为，使得辐射的光通过棱镜被引导并且在与保护层相邻的限制面处出射，使得所述光可以通过保护层或——如果在优选的实施方式中存在的话——通过保护层的出射孔透射。
在操作元件以外，出射的光在物体、例如手指处被反射，使得反射的光份额通过保护层或出射孔被引导回棱镜中。接收器布置为，使得由在操作元件外部的物体反射的光穿过棱镜并且被输送给接收器。反射的变化在所连接的分析电路中被识别并且被解释为切换。
在此有利地，保护层本身可以具有希望的形式和光无法透过的表面。保护层可以是强发散的。然而重要的是，使用的棱镜是非发散的并且基本上直线地转发光束。
如果实现操作元件的背景照明，则光学操作元件具有用于使入射光发散的散射元件。因此确保了，保护层的全部出射孔尽可能均匀地被光照射到。通过这种方式可以对出射孔进行照明，使得按键或光学操作元件在黑暗中也可以被识别。
在一个优选的实施方式中保护层具有多个出射孔。在此出射孔被选择为，使得所述出射孔的孔面积的总和明显低于光学操作元件的保护层的面积。由此所有出射孔的面积总和也明显小于棱镜的限制面（侧面）的面积，所述限制面与保护层相邻。优选地，出射孔的孔面积的总和最高是保护层或棱镜的限制面面积的百分之50，特别优选地最高为百分之30，最高为百分之20或最高为百分之10。
具有如下出射孔的实施方式同样是优选的，所述出射孔具有面积总和最高对应于保护层面积的百分之七。根据本发明的光学操作元件由此在出射孔的孔面积的总和对应于保护层面积的最高百分之5、优选地最高百分之3、非常优选地最高百分之2时也还可以可靠地工作。在特定的情况下，该比例也可以仅仅为最高百分之1或百分之0.5。
从保护层的基面为10mm×10mm(100mm2)出发，所有出射孔的总面积优选地为最高10mm2，7mm2，6mm2，5mm2，3mm2，2mm2或1mm2。根据本发明的操作元件在所述孔面积的情况下总是仍可靠地工作并且在任何情况下都可以识别直接接触的物体。在这种孔面积的情况下，保护层包括出射孔的总透射度处于最高20%至最高5%，部分也可以小一些，例如处于最高3%，2%或1%。根据本发明的操作元件于是也还可靠地工作。
保护层中的出射孔构成为，使得出射孔中的至少一个优选地具有符号、数字、字母或表形文字的形式。也可能的是多个出射孔共同构成符号、数字、字母或表形文字。同样可设想的是，通过单个或多个出射孔构成多个字母。例如在汽车领域中，在那里已有的表形文字或符号或如ABS、DTC、ESP的缩写等等可以通过单个或多个出射孔产生。
为了尤其是在汽车领域中对按键进行背景照明，出射孔通过散射元件照明。为此可以使用任一辐射光的光传感器，当所述光传感器在可见范围中发射光时。然而，光发送器一般在红外范围、至少在不可见的波长范围中工作，使得所述光发送器不适合于背景照明。在中情况下优选地设置另外的光源，所述另外的光源对散射元件进行照明，使得实现按键的背景照明。背景照明可以用颜色匹配客户愿望。也可能的是使用多个用于背景照明的光源。可设想的还有通过有针对性地操控来改变其颜色的光源。例如，按键的颜色可以在识别物体、例如手指靠近光学操作元件时改变。
在一个优选的实施方式中，散射元件被布置为，使得光传导的棱镜布置在保护层和散射元件之间。散射地由散射元件出射的光然后通过棱镜直线地被转发，其中确保对出射孔或所述符号的均匀照明。背景照明不干扰原来的测量。如上面提到的，所述背景照明甚至可以是测量信号或测量信号的一部分。
在一个优选的实施形式中棱镜构造为楔形的。例如可以将棱镜理解为几何体“棱镜”的光学特殊形式。其是带有三角形基面的直棱镜。可替换地并且同样优选地是具有楔形形状的棱镜。在此优选这样的棱镜，其中棱镜的两个限制面包围90度角。特别优选地，棱镜的基面是等腰直角三角形。
在楔形的棱镜中优选地平行于保护层布置限制面之一。棱镜的呈90度角连接在其上的第二限制面垂直于保护层远离地延伸。在该限制面处在侧面布置有发送器和/或接收器。优选地发送器和接收器都布置在该侧。优选地发送器和接收器并排或相叠地放置。这提供了可以将操作元件的结构深度保持得低的可能性，因为光学组件不必放置在出射孔下面。
在一个优选的实施方式中，光学操作元件具有补偿光源，所述补偿光源优选地实施为补偿LED。分析电路优选地包括补偿电路。在一个优选的实施方式中，补偿LED布置在棱镜的一侧上，该侧与保护层呈90度角布置以及与接收器和发送器相邻的限制面呈90度角布置。补偿光源相对于接收二极管（光电二极管）安置为，使得所述补偿光源间接地照射光电二极管。通过将由光发送器发射的并在物体处反射的光与从补偿光源接收到的光进行比较，可以进行调节，所述调节补偿并且调整光电二极管的传输函数。更详细的关于该方法的情况从EP1671160B1和EP706648B1已知。对此，该专利的内容称为该说明书的对象。
由于保护层中的少量出射孔，传感器的敏感性必须较大或包括光发送器和光电二极管的测量装置具有低的基础耦合。基础耦合应被理解为在操作元件外部不存在物体的情况下由光发送器返回光学接收器并在那里被接收和被分析的光的部分。因为光学测量信号（由发发器辐射的光）大部分还只分布在非发散的棱镜中并且不必穿过强发散的层——这在其他已知的解决方案中是这种情况，可以保持低的基础耦合。只有这样才能获得所要求的高灵敏度，以便在功能性的光信号中可以分辨最小的变化。
在本发明的范围中认识到，通过对保护层的内部背面——也就是保护层的与棱镜相邻的面——的相应处理，可以改善基础耦合。为此将该内部背面处理为，使得尽可能少地反射信号并传送回给光电二极管。全部用于测量的不穿过出射孔向外辐射的光应尽可能完全地被吸收或在任何情况下都不向光电二极管的方向反射。为此可以将保护层的背面粗糙化，加后衬，后粘合或刷漆。
附图说明
接下来根据在附图中所示出的特别的实施方式详细描述本发明。在那里示出的特殊性可以单独地或以组合方式被使用，以便实现本发明的优选设计。所描述的实施不对通过权利要求以其一般性定义的本发明进行限制。其中：
图1a-c示出具有棱镜和散射元件的操作元件的详细视图；
图2示出具有散射元件的操作元件的可替换实施方式；
图3示出光学操作元件的另一个可替换的实施方式；以及
图4示出具有总共4个按键的操作元件的实施方式，所述按键分别具有至少一个出射孔。
具体实施方式
图1a至c示出具有保护层2的光学操作元件100，该保护层根据图1c具有多个出射孔10。出射孔10构成了词ABS并且典型地用在汽车领域或汽车方面。
在保护层2的底侧11处布置有棱镜8，所述棱镜构造为信号棱镜。信号棱镜8是楔形的，其中其具有两个侧面12，这两个侧面构成直角。侧面12中的一个是有源的传感器面13。侧面12的整个面因此是有源的传感器面13。所述传感器面与保护层2相邻。该侧面12（有源的传感器面13）平行于保护层2的底侧11布置。优选地，保护层2的底侧与棱镜8的侧面12邻接。两个面因此相接触。与有源的传感器面13相对应的保护层的区域是保护层2的传感器区域2a。传感器区域2a的面积与有源的传感器面13的面积一样大。传感器区域2a用于光的发射以及用于接收被发射出的和在物体上反射的光。传感器区域2a因此是优选地与传感器面13的区域邻接。
在第二侧面12处布置有构造为发送器-LED的光发送器5以及构造为光电二极管的接收器6。由发送器LED5通过棱镜发射的光在界面3处被反射并在棱镜8中朝向保护层2的方向偏转。在保护层2处该光由出射孔10射出，所述出射孔优选地全部布置在保护层2的传感器区域2a中，并且所述光可以在布置在操作元件100以外的或接近的物体处反射。被反射的光通过保护层2的出射孔10射入到信号棱镜8的有源的传感器面13中，并且同样地在界面3处被反射为使得光朝向光电二极管6偏转。通过反射的变化在这里未示出的分析电路中识别出有物体接近，例如通过的方式是保护层2从外侧被触摸。该变化由分析电路解释并估算为对操作元件的操纵。根据操作元件的实施方式，所述操作元件可以作为键控器或开关工作。
实施为补偿LED的补偿光源7安置在楔形信号棱镜8的斜侧面之一处。补偿LED7发射光，所述光间接地（相应减弱地）被光电二极管6接收。以这种方式可能的是，通过对补偿-LED和发送器LED进行比较和对它们的操控进行调节，将合计的接收信号调节至零。在此，由补偿LED发射的光与由发送器-LED发射的光相比有180度相位差。以这种方式可能的是，对光电二极管6以及后续的、这里未示出的放大器和分析电路的传输函数进行补偿。
根据本发明的操作元件100具有的优点是，除了非发散的信号棱镜8以外还存在散射元件4，所述散射元件在图1所示的实施中构造为楔形的照明散射体4。作为光源的照明源1发送光到照明散射体4中，所述光以散射方式从有源的传感器面13和保护层2的出射孔10射出。由此整个出射孔面被均匀照明。以这种方式可能的是，产生照明按键，以便以符号或图标形式构造的出射孔10变得可见。
因为散射元件4布置在信号棱镜8下面，则由发射器-LED射出的测量光线的光学路径不会被发散介质妨碍。
图2示出操作元件100的横截面，该操作元件100具有楔形的信号棱镜8、带有传感器区域2a的保护层2以及散射元件4。保护层2以其传感器区域2a与形成有源的传感器面13的侧面12邻接。散射元件4在该情况下布置为平行的板（长方体）并且与信号棱镜8的界面3邻接。光源1布置在散射元件4的下面。通常，此种方式的散射元件足以均匀地在后面照明按键以及以出射孔10的形式施加在按键上的符号。当非楔形的散射元件4的情况下，优选同样为LED的光源1可以以节省空间的方式安置。
图3作为截面图示出图1中实施为键控器的操作元件100的扩展方案。操作元件100布置在封装200中，所述封装优选地具有向上开口的长方体或立方体的形式。在底侧设置有孔，通过该孔光可以从照明源1射入到散射体4中。在所述侧之一处设置有孔，在孔的后面布置有光发送器5和光学接收器6。光通过这些孔从发送器-LED5发射到信号棱镜8中并且所反射的光在相应孔后面的光电二极管6处被接收。在这里未示出的一侧处设置有另外的孔，在该孔后面安置补偿-LED7，以便光直接朝向光电二极管6发射。
图3中的操作元件100被以如下方式截断，即示出在出射孔10区域中的保护层2。可以清楚地看出各个出射孔10，这些出射孔在上侧构造图标、符号或一个或多个字母。
再次概括地示出要解决的技术任务和解决方案以及根据本发明的操作元件的各个优点。在此以所谓的HALIOS方法为参考，该方法描述了上述欧洲专利EP1671160B1以及EP706648B1。HALIOS方法包括用于对测量和补偿电路以及光电二极管的传输函数进行补偿的补偿方法。更详细的情况从相应的专利中获悉。概念HALIOS芯片是Elmos公司的电子组件，并以受保护的名称“HALIOS”销售。
本发明涉及对物体、尤其是手或手指在触摸传感器表面（按键）时进行识别以及在触摸之前、也就是说与传感器表面有较大间距时就已经识别。这被称为前区识别。因此可能的是，实现按键功能和如有可能（如有可能选择性地）控制背景照明。当手指接近按键时，例如背景照明的亮度可以升高或变暗。
在此，相关的功能或按键面的光透射是低至非常低的，这是由于在按键中总的来说采用了具有低测量光透射和/或高发散值和/或小透射（尤其是IR透明的）面（自由状态）的材料。传感器表面（或传感器保护层）可以配备压印或空隙/掩膜（字母，数字，符号…），其中尤其使用金属板、（金属化的）箔、金属镀膜、漆或也可以使用黑色面板材料，这些材料针对常规的光学测量方法具有过高的衰减值或原则上不适合于其它的测量原理（例如电容式的）。要获得的信息——即是否存在物体——是基于反射率的作用范围信息。当表面被从背面照明，该信息于是也保持正确获得。背景照明不干扰测量，背景照明甚至可以是测量信号或测量信号的一部分。此外可能的是，在（不同地形成的）区中布置或综合大量的按键，并且用唯一的HALIOS?芯片(如有可能连同HALIOS?前置放大器)同时运行所有的功能。
低的结构高度的高灵敏的背景照明的HALIOS符号按键：
所使用的为了光学反射、光学耦合以及散射的背景照明所需要的无源光学组件由透明的或染色的、无论如何是非发散的信号棱镜和照明散射体组成。在图1a-1c中，这是部件8或4。用于检测（测量功能）的组件根据HALIOS方法包括发送LED5、补偿LED7和接收二极管6。发送LED5和接收光电二极管6如简图中所示的那样布置在信号棱镜处，使得它们通过全反射所偏转的辐射/接收射束在完全在后侧照明的传感器表面或保护层2处实际上完全重叠。此外，补偿LED7通过在信号棱镜处的合适安置而在HALIOS调节回路中与适当的光学耦合相结合，以便（尤其是）确保传感器的必需的灵敏度（分辨率）。安装在信号棱镜下面的照明散射体（例如为楔形形式或板）被照明源1从背面照射，该照明通过（非发散的）信号棱镜8向表面（符号面）转发，以便该表面最终（以散射方式）被背景照明为可见的。照明散射体4和单独的“离散”光源1（可替换地也可以多个该光源）根据关于色彩、强度、在关断状态下的显现和一般的设计问题以及接通持续时间的要求也可以在唯一的大面积的发光元件中被实现，例如用合适的（已经由自身均匀发光）O-LED（有机的LED）。
根据本发明的操作元件的通过基础耦合的降低的高灵敏度：
由于光学测量信号大部分还只分布在（非发散的）信号棱镜中（并且不必再穿过强发散的层-如在其他解决方式中），则可以将基础耦合保持得低。这是对于力求的高灵敏度的决定性前提，以便可以分辨功能信号中的最小变化。对低的基础耦合的需求意味着，符号面的（内部）背面向光电二极管发回尽可能少的（基础耦合）信号。也就是说，所有发送的、不是通过符号面的出射孔向外渗透的测量光必须尽可能完全地被吸收或如有可能不向光电二极管的方向反射。为此必须对符号背面进行相应加工（粗糙化，后衬，后粘合，刷漆）。用背景光和测量光对符号面的足够均匀的照明是同样的。由此，较低的结构高度是可能的。通过将用于背景照明的部件与用于测量技术的部件在空间上分离，消除了在符号面（也就是没有信号棱镜）下面的所有部件的装置中产生的（几何）狭路。不同的组件会相互干扰、遮挡或甚至（光学地、电气地）互相影响并且不能被最优地安置。这些空间冲突只能通过较大的结构高度来缓解。较大的结构高度对其来说再次意味着通过发散介质的更长的光路和/或更不利的（由于基础耦合而产生的）角度等。
当保护层2包括多个分别具有至少一个出射孔的按键时，光可以从第一光发送器通过第一出射孔出射并且从第二光发送器通过第二出射孔出射。图4示出根据本发明的操作元件100的一个实施方式，该操作元件100具有带有总共4个按键的按键区。按键中的每一个可以在保护层2中具有一个或多个出射孔10，所述出射孔是符号、字母、字符、数字或表形文字。通过在单片的或模块化的光导结构30内的上述（单个）按键功能的多样的规定，形成按键区（开关列阵），所述按键区可以完全地并且同时地被（唯一的）HALIOS芯片分析。在此，发射LED5（以及背景照明源）的数量与按键功能的数量精确地相对应。光导结构30被构造为，使得在按键31下面分别布置有棱镜8，并且由发射LED5辐射的（可见或不可见的）光被引导向按键31或穿过相应按键保护层的出射孔10。在物体处反射的光线借助于棱镜8被馈入到光波导体30中，使得所述光朝向光电二极管6偏转。对每个（整个）按键区，光电二极管6、补偿LED7和HALIOS芯片只需一倍地存在。这里示例性地草绘的2x2按键的按键区可以在大的范围中变化。不同的按键布置是可能的，例如线形的、弯曲的、弧形的、不同构造的表面（保护层）或列阵等。根据所给的边界条件（几何结构、灵敏度、反应时间），可以通过发送通道的多路复用将由唯一的HALIOS芯片所分析的通道（按键）的数量提高到8个或12个，如有可能借助（HALIOS-）前置放大器。
Claims (25)
1.光学操作元件，具有辐射光的光发送器、接收器、适用于光导的棱镜以及保护层，其特征在于，
-棱镜（8）具有侧面（12），所述侧面是有源的传感器面（13），
-棱镜（8）布置在保护层（2）下面，使得棱镜（8）的有源的传感器面（13）基本上平行于保护层（2）的底侧对准，
-保护层（2）具有传感器区域（2a），所述传感器区域是在有源的传感器面（13）上面的保护层（2）的区域，并且具有最高99%、最高95%、最高90%、最高80%或最高50%的透射度，其中所述保护层由具有低的透射的材料组成，
-棱镜（8）和光发送器（5）布置为，使得由光发送器（5）辐射的光通过棱镜（8）被引导并且穿过有源的传感器面（13）和保护层（2），
-接收器（6）布置为，使得辐射的并且在物体处反射的光穿过保护层（2）的传感器区域（2a）和有源的传感器面（13），并且通过棱镜（8）被引导到接收器（6），并且反射的变化由分析电路识别并被解释为切换。
2.根据权利要求1的光学操作元件，其特征在于，保护层（2）是辐射无法透过的并且具有至少一个出射孔（10），所辐射的光可以穿过所述出射孔，其中保护层（2）的出射孔（10）具有与保护层（2）的面积相比至少小50%的孔面积，并且光发送器（5）和棱镜（8）布置为使得光从光发送器（5）通过所述至少一个出射孔（10）出射。
3.根据权利要求1的光学操作元件，其特征在于，所述光学操作元件是键控器或开关。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于用于对入射光进行发散的散射元件（4），其中入射到散射元件（4）的光经发散地通过保护层（2）的出射孔（10）出射并且实现光学操作元件（100）的背景照明。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于，保护层（2）具有多个出射孔（10）。
6.根据权利要求2所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之30。
7.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之20。
8.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之10。
9.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之7。
10.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之5。
11.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之3。
12.根据权利要求6所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为保护层（2）的面积的百分之2。
13.根据权利要求2所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）的孔面积的总和最大为10mm2，7mm2，5mm2，3mm2或2mm2。
14.根据权利要求2所述的光学操作元件，其特征在于，出射孔（10）中的至少一个具有符号、数字、字母或表形文字的形式。
15.根据权利要求2所述的光学操作元件，其特征在于，至少两个出射孔（10）共同表示符号、字母、数字或表形文字。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于用于照明光学操作元件（100）的另外的光源（1），其中光源（1）布置为使得所述光源所辐射的光在散射元件（4）中散射地被发散，并且接着通过棱镜（8）引导到保护层（2）的出射孔（10）。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于，辐射光的光源（1）用于光学操作元件（100）的背景照明，其中在光的经发散的部分通过保护层（2）的出射孔（10）出射之前，光发送器（5）的所辐射的光的一部分在散射元件（4）中散射地被发散。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于，棱镜（8）布置为楔形的，其中侧面（12）之一基本上平行于保护层（2）布置，并且光发送器（5）和/或接收器（6）布置在楔形棱镜（8）的其中一侧处。
19.根据权利要求18的光学操作元件，其特征在于，棱镜（8）是具有三角形基面的直棱镜（8），其中两个侧面（12）围成直角并且所述侧面中的一个侧面平行于保护层（2）布置，并且在所述侧面中的另一个侧面处布置光发送器（5）和/或接收器（6）。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于，所述光学操作元件包括补偿光源（7），所述补偿光源构造为LED，并且光通过棱镜（8）发送到接收器（6）。
21.根据权利要求20的光学操作元件，其特征在于，分析电路包括补偿电路，所述补偿电路允许识别在保护层（2）的出射孔（10）附近的物体的位置和/或运动。
22.根据权利要求1-3中任一项所述的光学操作元件，其特征在于，所述光学操作元件包括多个辐射光的光发送器（5）。
23.根据权利要求22的光学操作元件，其特征在于，保护层（2）包含多个出射孔（10），并且光从第一光发送器（5）通过第一出射孔（10）出射并且光从第二光发送器（5）通过第二出射孔（10）出射。
24.根据权利要求23的光学操作元件，其特征在于，保护层（2）的透射度最高为20%，最高为15%，最高为10%，最高为5%或最高为2%。
25.利用根据前述权利要求之一的光学操作元件（100）来以光电子方式识别物体的运动和/或位置的方法，包括以下步骤：
-通过至少一个光发送器（5）发射光束，
-引导所辐射的光通过棱镜（8）和保护层（2）的出射孔（10），其中光从出射孔（10）穿过，
-接收由于在光学操作元件（100）以外在出射孔（10）附近运动或安置的物体而通过出射孔（10）射回的光，
-通过棱镜（8）将反射的辐射引导到接收器（6），
-借助于用于确定物体的运动和/或位置的分析电路来分析接收器（6）处的光学输入信号。
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