CN104662801B - 用于电器的输入装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电器（1）的输入装置（10）在基体上具有至少一用于产生测量光线的光源（55）和至少一用于检测反射的测量光线的传感器（58），并且输入操纵器（20）包括许多用于反射测量光线到传感器（58）上的、分别具有至少一反射面（44,45）的反射体（42）。在此所述测量光线在反射体内部反射。

Description

用于电器的输入装置

技术领域

本发明涉及一种用于电器的输入装置。

背景技术

在电器上需要输入装置，用于给定电器的理论条件。在烤箱电器中属于理论条件的包括，烤箱的温度，选择烘烤条件如上加热、下加热、使用风扇和类似条件，在灶具中包括选择烹调区和其温度。

在电器中通常使用具有旋转轴的开关，其中操纵器固定在轴端部上，并且电器解释操纵器的旋转为输入命令。例如由DE 43 11 496DE也已知光学的转角传感器，它按照反射或光栅原理工作并且实现磁定位。由DE 10 2006 062 071 B4已知一个光学输入装置，它使由光源发出的光多次折射地偏转并且在操作面上读出手运动的输入。

发明内容

本发明的目的是，改进输入装置的已知实施例。在此要提供尽可能简单构造的系统，它可以方便地清洁并且它相对于污物是宽容的。此外使用者能够得到关于完成的输入的反馈。

这个目的通过权利要求1得以实现。有利的改进方案有从属权利要求给出。

一个用于电器的输入装置具有安置在电器上的基体和相对于基体运动的输入操纵器。在此，所述基体包括至少一用于产生测量光线的光源和至少一用于检测反射的测量光线的传感器，并且所述输入操纵器包括许多用于反射测量光线到传感器上的反射体，其中，每个反射体具有用于入射测量光线到反射体里面的入射面、至少一用于反射测量光线的反射面和用于从反射体射出测量光线的射出面。在棱镜内部的射线偏转理解为反射。尤其由这个结构给出，射线在反射时在材料内部导引并且这意味着，反射面的脏污不影响或者只减少地影响反射质量。

所述入射面和射出面优选这样对准，使测量光线基本垂直地进入入射面并且基本垂直于射出面离开反射体。已经认识到，当射线垂直地进入表面时，可以减少在测量射线入射时在接触面上不期望的反射。在脏污的情况下也更少地干扰光程，如果射线方向垂直于相应的表面对准的时候。

在优选的实施例中，所述入射面和射出面位于相同的平面里面，因为由此得到更大的公共的和平面的表面，它可以在唯一的公共工作步骤中清洁。此外由此减少拐角和棱边的数量并由此减少淀积脏污的可能性。

尤其所述反射体为了识别输入操纵器的旋转运动圆形地设置，因为由此实现没有起始且没有结束的运动轨迹，这例如对于增量传感器是有利的。

有利地将反射体组合在支架里面或者说连接成公共的反射环。这个反射环可以是成本有利的注塑件，由此保证，反射体总是精确且正确地相互定位。

所述基体还具有至少一磁铁并且所述输入操纵器具有许多金属段。为了通过输入装置输入定义金属段相对于磁铁的运动轨迹，并且引起用于产生类似定位锁的触摸反馈。

所述基体还具有在安装输入装置时指向电器外部方向的外观表面和相对于外观表面在电器内部方向上下降的用于输入操纵器的缺口。在此所述金属段完全容纳在缺口里面，并且反射体尤其至少60%且优选完全容纳在缺口里面。由此使输入操纵器尽可能组合到电器正面里面并且得到舒适的整体外观。

所述基体优选具有在安装输入装置时指向电器外部方向的外观表面，并且所述输入操纵器在其整体上在电器外部方向上位于不突出于外观表面10mm。由此也改善整体印象并且明显减少刮在突出部分上的隐患。

优选在两个相邻的金属段之间的空间里面设置至少一部分反射体且尤其在那里设置反射体的至少一部分反射面。因为反射面的数量与金属段的数量是一致的，因此通过这种方式可以更好地利用空间并且对于输入操纵器给出微小的结构高度。

所述输入装置还这样通过磁力固定在基体上，使输入装置可以仅仅通过克服磁固定力且无需松开其它固定部件地从基体上取下来，由此不仅方便清洁输入操纵器，而且方便清洁器容纳体。

附图说明

下面借助于优选的实施例附图示例地解释本发明。附图示出：

图1 具有输入装置的电器立体图，

图2 输入装置的横剖面图，

图3 输入装置的输入操纵器的分解图，

图4 反射环的立体图，

图5 输入装置的第二横剖面图。

具体实施方式

图1一般性地示出一电器1且尤其是烤炉。在向前指向的垂直面上安置输入装置10。图2示出烤炉正面的水平剖面图。在此电器具有正面板5，在其中加入输入装置10。输入装置10具有基体50，它位置固定地且持久地与正面板连接，例如螺栓连接或卡接。基体50具有圆形环绕的、U形横截面的缺口53。U形横截面具有底部，它平行于正面板5的外侧面且向着两个侧面由基本垂直的侧面限制，其中在过渡中设有半圆。在这个缺口53里面容纳输入操纵器20的绝大部分。

如图3所示，输入操纵器由四个部件组成，即反射环40、由铁磁材料制成的定位环30和具有外观挡板22的粘接层24。定位环30涂亚光黑漆或者阳极氧化，用于避免无意地反射光射线。

反射环40是由透明塑料制成的注塑件，例如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），PC（聚碳酸酯），PS（聚苯乙烯），COC（环烯烃复聚合物），COP（环烯烃聚合物）或者SAN（丙烯腈苯乙烯共聚物）。如同由图3和4看到的那样，反射环40具有环形的、平面的基面41，它们在其一个侧面上具有两个从侧面凸起的、环绕环的短的隆起，它们作为用于定位的接触面43并且作为沿着缺口53的滑动面。向着其另一侧面基面41具有位于内部的和位于外部的环形壁，它们负责，使反射体在横截面中具有U形轮廓。

这个U形轮廓用于容纳定位环30。这个定位环包括环形环绕的短臂，从所述短臂径向向外突出地且均布地露出许多金属段32。定位环是铁磁铁合金的平面冲压件，平均厚度约1mm。金属段约2mm宽，因此在金属段32之间的距离比金属段32本身略宽。如果定位环30敷设到反射环40的U形轮廓里面，则成形在反射环40上的反射体42位于上述的间隔里面。这些反射体具有径向对准的梯形轮廓，其中其倾斜的侧面与基面41处于45°角度。外观挡板是由特种钢、例如材料1.4305制成的车削的或深拉的环。备选地可以由高值的或金属覆层的塑料制成外观挡板。在外观挡板22与反射环40之间示出的粘接层24可以由双面粘接膜构成或者象征性地用于加入液体粘接剂到这个部位里面。也可以设想通过焊接塑料环与特种钢的粗糙表面形成环上部件与环下部件的不可拆卸的连接。

基体50作为两个磁铁60的载体，所述磁铁由缺口53从电器内侧设置，用于不仅与金属段32而且与环绕的定位环32短臂进入磁的功能接触。磁铁具有至少120℃的使用温度。在输入操纵器旋转时环绕30段32先后被磁铁牵引，这对于使用者起到触摸定位锁的印象，并由此使使用者得到反馈，已经输入。此外金属段与环绕的短臂相结合负责，使输入操纵器保留在缺口53里面。因为U形缺口53的侧面垂直于电器正面，因此磁铁无需吸持输入操纵器20的全部重力，而是输入操纵器可以平放在侧面上。而磁铁只需负责，使输入操纵器固定在缺口53的底面上。在使用两个磁铁时给出1N的抽出力，其中这个力通过强化的磁铁或增加磁铁数量可以加大。

如图5所示，基体50由用于两个电路板的载体构成，即，主电路板57和与其通过扁平电缆带48连接的显示板55。显示板通过相对较宽的表面简示并且含有标准的电路板作为载体和安置在其上的显示元件，例如LED或LCD显示器。主电路板作为光源55和传感器58的载体。光源55是LED，它以相对于其光轴60°的打开角射出光线。原则上不仅可以使用可见光、而且可以使用红外光。直接在光源55对面设置光导体56，它是注塑件并且具有略微锥形的形状。锥形的形状通过在注塑模具中的脱模斜面得到并且很少用于光射线集束。光导体用于使光从作为发射器的IR-LED光导引到反射环40。在反射环中为了反射使用射线在棱镜中偏转的原理，并且为此优选不使用成镜像的表面，其中也可以使用成镜像的表面。因此光学功能理解为棱镜偏转，它使发送的光偏转返回到作为接收器的光电晶体管。这样选择光导体的直径，使它们接收几乎100%辐射的光线并且导致棱镜偏转。在此理论上可以自由选择光导体长度，因为光导体本身通过全反射不产生光损失。在光导体和棱镜环的光学界面上、即光入射面上由于部分反射并且在棱镜偏转面上由于光损失产生光损失。

光导体措施以理想的方式分别正好设置在椭圆形棱镜、即弯曲的偏转面的椭圆焦点上，这在实践中由于存在误差是不可能的。因为椭圆具有两个焦点，因此发送光导体附设在一个焦点上，另一光导体作为接受光导体附设在对置的第二焦点上。在此焦点可以任意地交换，由此接收焦点也可以是发送焦点，反之亦然。为了补偿加工和装配误差这样形成棱镜结构，使得可以补偿直到约±0.6mm的误差。因此偏转面作为多次弯曲的表面在棱镜上构成，它们在误差范围上可靠地偏转光线。对于光导体用于耦入以及耦出点的平均点的理论上的准确位置，平面的45°偏转面就足够了。因此棱镜无需由椭圆构成，而是直线的、即在侧视图中矩形的光导体就足够了。光导体与缺口53的底面平齐地终结并且（棱镜环）反射环位于缺口底面的延长线上，并且（棱镜42）反射体54取决于反射环的角度方向。磁铁以金属段32为基准这样对准，它们使（棱镜）反射体根据磁力对准光源55和传感器56。

光源55的光线通过光导体56导引到缺口的底面并且从那里通过微小的气隙导引到反射体。在反射体内部光线导引到第一（90°偏转面）反射面44，在那里在材料内部以光偏转的形式使全反射这样偏转，使光线进入到第二（90°偏转面）反射面45。在那里光线同样在材料内部偏转，由此光线通过射出面46离开反射环40并且通过第二光导体56导引到传感器58。在此优选对于光射线的入射角和射出角，其中光线以与光轴成直角地不仅入射或射出光导体56，而且入射或射出各个（棱镜）反射体42或棱镜环或者反射环40，用于在那里尽可能少地阻碍或减小射线（部分）反射。

除了已经描述过的光源55、光导体56和传感器58以外，在主电路板57上还设有相应的这些元件的第二对，同时以角度n*h+1/3h相对于第一对错置，其中n是自然数，h是两个相邻的反射体42的距离或错位角。在这里也可以设想各种其它的非直线的分开。条件只是，偏转不会对于两个传感器副同时覆盖，用于保证评价旋转方向。这也适用于可能的一个传感器对另一传感器的过响应。为了排除这一点，传感器副尽可能相互远离地设置或者彼此反向地并排设置。在这里也能够实现传感器在时间上不同的节拍（乘法控制）。如果输入操纵器旋转，则传感器58分别时间错置地检测光射线。通过检测速度可以识别输入操纵器的转速，并且通过两个传感器的检测信号在时间上的错置可以识别旋转方向。因此例如可以对于电器给出提高温度的命令。组合到显示电路板54里面的显示器可以透过玻璃51看到，因此使用者通过提高或降低所示的理论温度得到关于输入的反馈。附加地使用者感觉到类似定位锁的磁铁阻力。

因为光导体56平齐且无缝隙地配合到缺口53里面并且必要时粘接在那里，因为对于磁铁定位无需中断缺口53，因此缺口形成环绕的无台阶的凹下，它在脏污的情况下可以容易地清洁。光射线在反射环40里面的入射面和从反射环40的射出面在同一平面里面，它可以方便地清洁。但是如果在光射线的光学路径部位中脏污，则这种脏污在所述的垂直取向上比以倾斜角反射时明显更少损害。因为输入操纵器只通过磁力固定在基体50上，因此它可以由使用者为了清洁容易地取下来。

在所述的实施例中输入操纵器的大部分与外观表面52在电器内部方向上错开。实际上只一部分外观挡板作为输入方法相对于外观表面52突出。由此实现吸引人的外观。

因为在反射体42的体内部发生反射并且反射侧面44和45的外表面附加地位于封闭的空间内部，该空间由此形成，使反射环40与输入操纵器20粘接，因此在反射面44和45的外表面上不会聚集污物，并因此总是与脏污无关地实现在这些表面上的反射。在边界面过渡中的良好反射和低的光功率损失是必需的，用于在传感器上得到足够的光量并因此可以可靠地识别输入操纵器20的运动。

附加地在输入装置中设有输入键（未示出），通过它们可以执行通过输入操纵器20进行的输入，或者通过它们可以选择在显示器上显示的使用者索引的专用菜单点。

输入操纵器的外径为60mm±10mm并且具有15mm±5mm的宽度，因此使用者可以舒服地通过手指通过与外观挡板22接触旋转输入操纵器。在此外观挡板具有环绕的边缘，它大于缺口53的外径，由此使用者看不到缺口与反射环40之间的缝隙，并且防止污物挤入到这个缝隙里面。

至此已经描述了具有两个光源传感器副的优选实施例，通过传感器以增量传感器的形式可以识别旋转和旋转方向。如果光源传感器副的数量显著加大例如到8或10个，并且按照给定逻辑省去在反射环上的部分反射体42，则得到绝对值传感器，其中识别输入操纵器的精确或绝对的角位。前面已经描述了环形的输入操纵器。所述的本发明原理能够相应地应用于直线的输入操纵器上，它沿着直线轨迹导引。

Claims (12)

1.一种用于电器（1）的输入装置（10），具有安置在电器上的基体（50）和相对于基体运动的输入操纵器（20），其中所述基体具有至少一用于产生测量光线的光源（55）和至少一用于检测反射的测量光线的传感器（58），并且所述输入操纵器（20）包括许多用于偏转测量光线到传感器（58）上的反射体（42），其中，每个反射体（42）具有用于入射测量光线到反射体（42）里面的入射面（43）、至少一用于反射测量光线的反射面（44,45）和用于从反射体（42）射出测量光线的射出面（46），其中，所述输入操纵器（20）还包括反射环（40）、由铁磁材料制成的定位环（30）和具有外观挡板（22）的粘接层（24）。

2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述入射面（43）和射出面（46）对准，使得测量光线基本垂直地进入入射面（43）并且基本垂直于射出面（46）离开反射体。

3.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述入射面（43）和射出面（46）位于相同的平面里面。

4.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述反射体（42）为了识别输入操纵器（20）的旋转运动圆形地设置。

5.如权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，许多反射体（42）一体地组合在支架里面。

6.如权利要求1或2所述的输入装置，其中，所述基体（50）具有至少一磁铁（60）并且所述输入操纵器（20）包括许多金属段（32），并且为了通过输入装置（10）执行输入，设定金属段相对于磁铁（60）的运动轨迹，用于产生定位锁类型的触摸反馈。

7.如权利要求6所述的输入装置，其中，所述基体（50）具有在安装输入装置时指向电器外部方向的外观表面（52）和相对于外观表面（52）在电器内部方向上下降的用于输入操纵器（20）的缺口（53），其中金属段（32）完整地容纳在缺口（53）里面并且反射体（42）至少60%容纳在缺口（53）里面。

8.如权利要求7所述的输入装置，其中，所述反射体（42）完全容纳在所述缺口（53）里面。

9.如权利要求6所述的输入装置，其中，在两个相邻的金属段之间的空间里面设置至少一部分反射体。

10.如权利要求9所述的输入装置，其中，在两个相邻的金属段之间的空间里面设置至少一部分反射体的反射面。

11.如权利要求1或2所述的输入装置（10），其中，所述基体（50）具有在安装输入装置时指向电器外部方向的外观表面（52），并且所述输入操纵器（20）完整地在电器外部方向上位于不突出于外观表面10mm。

12.如权利要求1或2所述的输入装置，其中，所述输入装置（10）通过磁力固定在基体（50）上，使得输入装置能够仅仅通过克服磁固定力且无需松开其它固定部件地从基体上取下来。