CN105830346B - 接触和/或接近敏感的输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接触和/或接近敏感的输入装置，其包括：具有至少一个至少部分地透光的操作区段(14b)的盖板(14)，其中，所述操作区段(14b)面向所述输入装置的使用者并且形成用于使用者的操作区；具有至少一个电容传感器区(18)的、至少部分地透光的传感器膜(16)；和支撑板(26)，在所述支撑板上布置有至少一个照明器件(28)。该输入装置还包括具有至少一个装饰元件(23)的、至少部分地透光的装饰膜(22)，所述装饰膜相对于传感器膜(16)构造为单独的构件，从而装饰膜能够独立于传感器膜制造并且以该方式简单地适配于输入装置的希望的变型。所述支撑板(26)、装饰膜(22)、传感器膜(16)和盖板(14)前后相继地布置，从而由所述照明器件(28)发出的光穿透所述装饰膜(22)、传感器膜(16)和盖板(14)的操作区段(14b)。

Description

接触和/或接近敏感的输入装置

技术领域

本发明涉及一种接触和/或接近敏感的输入装置，尤其是具有电容工作原理并且尤其是用于电子家用器具。

背景技术

在很多电器或电子仪器中、尤其也在家用器具例如炉灶、灶台、微波炉、洗碗机、洗衣机、干洗机和类似电器中通常安装接触和/或接近敏感的按键开关或接触开关或接近开关，这些开关通过使用者的简单接触或接近例如触发确定的开关过程和/或改变仪器设置。

在电容开关的情况下，由导电材料制成的电容传感器元件与例如使用者的手指一起通过电介质(通常形式为由电绝缘材料制成的盖板)形成电容，该电容根据开关的操作，即配属于电容传感器元件的操作区的接触或非接触或者说接近或非接近而可变化。电容传感器元件的电容值的变化相应地影响传感器电路的输出信号，该输出信号可以被电子分析装置处理并且分析，以便在需要时解释电容开关的操作。

这样的电容的、接触和/或接近敏感的输入装置例如具有带有一个或多个电容传感器区的透光膜，其中，这些传感器区通过膜的导电压印或涂层形成。如例如在EP 1 629330 B1中公开那样，该膜此外可以被压印或涂覆符号，以便借助透射照明为使用者显示相应的符号，从而例如标识操作区及其功能。装饰元件和传感器膜因此被统一在一个构件中，这应当简化输入装置的组装。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种改进的接触和/或接近敏感的输入装置，它能够简单地适配于各种变型、尤其是设计变型。

该任务通过具有按照本发明的接触和/或接近敏感的输入装置解决。本发明的特别优选的设计构型和扩展构型是从属权利要求的主题。

接触和/或接近敏感的输入装置具有带有至少一个至少部分地透光的操作区段的盖板，其中，所述操作区段面向所述输入装置的使用者并且形成用于使用者的操作区；具有至少一个电容传感器区的、至少部分地透光的传感器膜；具有至少一个装饰元件的、至少部分地透光的装饰膜，所述装饰膜相对于传感器膜构造为单独的构件；和支撑板，在所述支撑板上布置有至少一个照明器件，其中，所述支撑板、装饰膜、传感器膜和盖板前后相继地布置，从而由所述照明器件发出的光穿透所述装饰膜、传感器膜和盖板的操作区段。

通过传感器膜和装饰膜作为单独构件的分开制造，装饰膜和由此整个输入装置能够以简单方式适配为输入装置的不同设计愿望。在此，这两个膜可以优选单独地被提供并且相对彼此分开地被继续处理。传感器膜与装饰膜相比在产品和产品系列方面通常仅有很小的变化。因此，传感器膜可以优选以更多数量并且由此成本更低廉地提供和制造。通过传感器膜和装饰膜的分开制造，这两个膜此外分别具有更小的复杂性并且更易于制造。传感器膜和装饰膜可以优选也相对彼此分开地组装在输入装置中的一个共同的载体或不同的载体上。

支撑板在上下文中优选是印刷电路板或塑料板。支撑板优选构造为稳定的板体，但是也能够仅以膜厚度存在。

构件的面向或背对使用者的侧在上下文中应表示这样的侧，该侧在输入装置的安装状态中(例如在电子的家用器具中)面向使用者(即指向外)或者背对使用者(即指向内)。

视传感器膜和传感器区的数量而定，输入装置可以在上下文中具有一个或多个电容的、接触和/或接近敏感的开关。

在本发明的输入装置中，支撑板、装饰膜、传感器膜和盖板前后相继地布置，从而由所述照明器件发出的光穿透所述装饰膜、传感器膜和盖板的操作区段。在此，装饰膜的装饰元件不是必须布置在传感器膜的传感器区后面，而是可以可选地也相对于传感器区错开地定位。同样照明器件不是必须在支撑板上布置在传感器膜的传感器区后面，而是可以可选地也相对于传感器区错开地定位。视用途而定，传感器区于是可以被从后方照明和/或用装饰元件标记和/或传感器区旁的区域被从后方照明和/或用装饰元件标记。术语装饰元件在上下文中应当不仅包括阳性装饰元件，而且应当包括阴性装饰元件以及这两种类型的组合，在阳性装饰元件中装饰元件可以被穿透照亮并且周围环境暗地保持，在阴性装饰元件中装饰元件暗地保持并且周围环境能被穿透照亮。此外，装饰元件可以被这样地设计，即装饰元件在照明器件不工作时对于观察者而言保持可识别或者不可识别。装饰元件在上下文中尤其是表示符号、数字、字母、区段、表形文字、条和这些元件的单倍或多倍组合。附加地或替代地，装饰元件可以是透明的彩色元件。

所述至少一个照明器件优选是发光二极管或发光二极管组。该照明器件可以优选在其运行方式(开/关、持续光、闪光等)上、其发光强度和/或其光颜色方面变化地控制。在多个照明器件的情况下，这些照明器件可以优选相互独立地被控制。

传感器膜和/或装饰膜优选基于透明的塑料膜。这些塑料膜优选由PET、PC或类似材料制成。传感器膜和/或装饰膜可以单层或多层地构成。传感器区优选压印或涂覆到传感器膜上(例如用导电的颜色、膏剂或墨水)。压印或涂覆优选单层或多层地实施。传感器膜和/或装饰膜优选具有最高0.5mm、优选最高0.3mm或更小的层厚。传感器膜优选实施为柔性的构件。

盖板或至少其操作区段优选由电绝缘的材料制成，从而盖板作为传感器区和使用者之间的电介质起作用。替代地，在盖板的面向使用者的侧附加地设有电绝缘的元件。盖板优选由塑料材料(例如PC、PMMA)、玻璃、玻璃陶瓷或类似材料制成。盖板及其操作区段优选基本上平地构成，但是也可以弧形地或弯曲地构成。

在本发明的一种优选设计方案中，传感器膜具有至少一个电接触区，所述电接触区与所述电容传感器区导电地连接；并且在所述支撑板上布置有至少一个电接触元件，所述电接触元件与所述传感器膜的电接触区导电地接触。电接触区优选压印或涂覆到传感器膜上并且通过压印或涂覆的带状导线与传感器区连接。

在本发明的一种优选设计方案中，在支撑板上也布置有一个电子分析装置，该电子分析装置与所述至少一个电接触元件导电地连接。与本发明结合，电子分析装置尤其是用于处理和分析在传感器膜的所述至少一个电容传感器区上检测的输出信号，以便确定开关的操作(通过接触或靠近盖板的操作区段的操作区)。例如家用器具的控制系统与该电子分析装置不同，本发明的输入装置可以安装到该控制系统中，电子分析装置与该输入装置连接并且该输入装置可以与电子分析装置一起布置在支撑板上或布置在家用器具中的另一个位置上。在一些应用中，电子分析装置也可以优选地集成到所述控制系统中。

在本发明的一种优选设计方案中，在所述支撑板的面向盖板的侧上设有至少一个间隔元件，以便使所述装饰膜、传感器膜和/或盖板与支撑板上的所述至少一个照明器件间隔开。该间隔元件优选牢固地与支撑板连接。

在本发明的一种进一步优选的设计方案中，传感器膜牢固地(持久地或可拆卸地)与该间隔元件连接，优选粘接。间隔元件在这种情况中形成传感器膜的载体。传感器膜可以在输入装置的组装中优选预装配在间隔元件上。在该设计方案中，装饰膜优选布置在传感器膜及其载体的面向使用者的侧上。

在该设计方案中，间隔元件优选具有触点接通区段，所述触点接通区段被设计用于将所述传感器膜的所述至少一个电接触区与所述支撑板上的所述至少一个电接触元件保持在导电接触中。触点接通区段优选牢固地或刚性地与间隔元件连接或与间隔元件一体地构成。触点接通区段优选可以构造为弹性的并且向着支撑板的方向被预紧。替换地，支撑板上的所述至少一个电接触元件可以弹性地设计和/或布置并且向着盖板的方向被预紧。

在本发明的另一种优选设计方案中，传感器膜牢固地与盖板的背对使用者的侧连接(持久地或可松开地)，优选粘接。盖板在这种情况下形成传感器膜的载体。传感器膜在输入装置的组装情况下优选预安装在盖板上。在这种设计方案中，装饰膜优选布置在传感器膜及其载体的背对使用者的侧上。可选地，但是装饰膜也可以布置在盖板的面向使用者的侧上。

在该设计方案中，盖板具有触点接通区段，该触点接通区段被设计用于将所述传感器膜的所述至少一个电接触区与所述支撑板上的所述至少一个电接触元件保持在导电接触中。触点接通区段优选牢固地或刚性地与盖板连接或与盖板一体地构成。触点接通区段可以优选弹性地构成并且向着支撑板的方向被预紧。替代地，支撑板上的所述至少一个电接触元件可以弹性地设计和/或安置并且向着盖板的方向被预紧。

在本发明的另一种优选的设计方案中，装饰膜牢固地(持久或可松开地)与传感器膜连接。优选装饰膜与传感器膜粘接或者层压到传感器膜上。

替代地或附加地，装饰膜可以优选牢固地(持久地或可松开地)与盖板或间隔元件连接。

在本发明的另一种优选的设计方案中，所述至少一个间隔元件被设计为用于将由所述至少一个照明器件发出的光引向所述盖板方向的光导元件。该光导元件可以优选具有至少一个带有反射侧壁或至少一个光导体的空心通道。

在本发明的另一种优选的设计方案中，所述传感器膜(至少在安装的状态中)这样地弯曲，使得所述至少一个电容传感器区和所述至少一个电接触区定位在两个不同的、基本上平行于所述支撑板的平面中。以该方式能够桥接在传感器膜和支撑板之间的通过间隔元件引起的间隔，而无需使用附加构件。

具有至少一个上述的本发明的接触和/或接近敏感的输入装置的电子家用器具也是本发明的主题。家用(大)电器优选是衣物处理装置(例如洗衣机、干洗机等)、洗碗机、灶台、炉灶、冷却和/或冻结装置或类似物。

在本发明的一种优选设计方案中，按照本发明的输入装置的盖板的操作区段布置在至少部分地透光的操作面板之后或者布置在操作面板的空隙中。

附图说明

本发明的上述的以及其它的特征和优点由参照附图对优选的、非限制性的实施例的以下描述更好地被理解。其中部分示意地示出：

图1示出按照本发明的第一实施例的输入装置的横截面图；

图2示出图1的输入装置的立体的分解视图；

图3示出用于图1的输入装置的预装配的结构单元的立体视图；

图4示出按照本发明的第二实施例的输入装置的立体的分解视图；

图5示出图4的输入装置的立体的局部剖视图；

图6示出用于图4的输入装置的预装配的结构单元的立体视图；和

图7示出在图4的输入装置的组装中一个另外的中间阶段的立体视图。

具体实施方式

参照图1至3现在详细描述接触和/或接近敏感的输入装置的第一实施例，如其可以例如在家用(大)电器例如洗衣机或洗碗机中使用那样。

该输入装置在例如由塑料制成的操作面板后面被安置到家用器具中。在该操作面板10中设有在此矩形的空隙12。取代空隙12，操作面板10也可以具有透明区域。面向使用者的(外)侧在图1至3中分别是上侧。

在操作面板10的背对使用者的侧上设置例如由透明的、电绝缘的塑料、玻璃或玻璃陶瓷材料制成的盖板14。该盖板14具有基本上平整的板区段14a。在该板区段14a的面向使用者的侧上，该盖板14具有基本上平整的操作区段14b。该操作区段14b按照操作面板10中的空隙12成型和确定尺寸，从而该操作区段伸入到该空隙12中并且基本上与操作面板10的外侧齐平(见图1)。盖板14与操作面板10例如粘接并且在操作区段14b和空隙12的边缘之间的可能的间隙优选被浇注或粘接。

如在图1和2中所示，盖板14此外具有触点接通区段14c，该触点接通区段与板区段14a通过多次弯曲的连接区段14d连接。如在图1中可见，盖板4的板区段14a和触点接通区段14c在不同的、基本上平行于操作面板10的平面A或B中延伸。盖板14以其各种区段14a-d优选一体地构成。此外触点接通区段14c优选刚性地与板区段14a连接，从而接触平面B定位成与传感器平面A间隔预给定的和固定的距离。

在该实施例中，所述的盖板14用作传感器膜16的载体。传感器膜16设计为柔性的构件并且与盖板14的背离使用者的侧牢固地连接，例如借助透明的粘接剂粘接。

传感器膜16基本上由透明的塑料膜(例如PET或PC)制成。传感器膜此外被压印导电结构，这些导电结构尤其形成电容传感器区18、电接触区20和它们之间的电连接结构。电容传感器区18在传感器平面A中定位在盖板14的操作区段14b的区域中，而电接触区20在接触平面B中设置在盖板14的触点接通区段14c的区域中。通常各一个传感器区18与一个接触区20导电地连接。视用途而定，可以设置一个或多个传感器区18，以便给使用者提供一个或多个操作元件。

每个电容传感器区18与例如使用者的一个手指一起通过作为电介质的盖板14形成一个电容，该电容根据输入装置的操作、即盖板14的操作区段14b的接触或非接触或者说接近或非接近而变化。电容传感器区18的电容值的变化可以在传感器膜16的与该传感器区18连接的接触区20上量取并且通过适当的电子分析装置处理和分析。

该输入装置此外包含装饰膜22、间隔元件24和支撑板26，它们可以作为预装配的结构单元存在，如在图3中所示。

装饰膜22像传感器膜16那样基本上由透明的塑料膜(例如PET或PC)制成。该装饰膜此外设有一个或多个形式为符号、数字、字母、区段、表形文字、条等或这些元件的单倍或多倍组合的装饰元件，这些元件可以被设计为阳性或阴性元件和/或可选地设计为彩色的。装饰元件23例如压印到装饰膜22上。

在支撑板26上布置有多个形式为发光二极管或发光二极管组的照明器件28以及多个形式为接触弹簧的电接触元件30。形式为所谓的灯箱的间隔元件24定位在支撑板(印刷电路板或简单的塑料板)26的面向使用者的侧上。该灯箱24一方面负责使装饰膜22、传感器膜16和盖板14与支撑板26上的照明器件28间隔距离并且另一方面负责装饰膜22、传感器膜16和盖板14的操作区段14b的各个区域的单独的背后照明或穿透照明。灯箱24的壁为此目的优选被构造为反射的。

如在图3中所示，装饰膜22粘贴到间隔元件24上，该间隔元件可以在它这边牢固地与支撑板26连接(例如通过粘接、夹紧或类似方式)。

如在图2中可见，装饰膜22的装饰元件23不是必须直接地定位在传感器膜22的传感器区18后面，而是可以可选地也相对于传感器区错开。通过将装饰膜22的制造与传感器膜16的制造分开，可以使装饰膜22简单地并且灵活地适配输入装置的不同变型，而在此也不必改变传感器膜16。

在输入装置的组装好的状态中(见图1)，传感器膜16的电接触区20与支撑板26上的电接触元件30导电地接触。为此目的，传感器膜16的接触区20借助盖板14的触点接通区段14c向着支撑板26方向被挤压并且支撑板26上的接触元件30被设计为弹性的接触弹簧，这些接触弹簧向着盖板14的方向被预紧。

支撑板26上的接触元件30与电子分析装置(未示出)导电地连接，该电子分析装置优选同样布置在支撑板26上(例如布置在支撑板的背对使用者的下侧上)。该电子分析装置又与设备控制系统连接或者集成在设备控制系统中。

一方面支撑板26(带有灯箱24和装饰膜222)和另一方面盖板14(带有传感器膜16)的相对彼此的定位可以例如通过这些部件相互的直接连接或者通过这些部件分别与操作面板10或者家用器具的另一个构件的连接实现。

参照图4至7现在详细描述接触和/或接近敏感的输入装置的第二实施例，如其可以例如在家用(大)电器例如洗衣机或洗碗机中使用那样。在此，相同的或相应的部件设有与在第一实施例中相同的附图标记。

在该实施例中，设计为灯箱的间隔元件24用作传感器膜16的载体。即，传感器膜16粘贴在灯箱24的面向使用者的上侧上。为了保持电接触区20与支撑板26上的接触弹簧30的导电接触，在该实施例中，灯箱24设有触点接通区段25或者刚性地与该触点接通区段连接。如在图5和7中所示，传感器膜16例如“穿过”灯箱24的触点接通区段25中的开口直到其面向支撑板26的下侧。在输入装置的该设计方案中，盖板14上的触点接通区段14c可以相应地省去。

带有装饰元件23的装饰膜22可以例如层压到传感器膜16上，如在图6中所示，并且然后与传感器膜一起被粘贴到灯箱24上。可选地，装饰膜22也可以与盖板14的背对使用者的底侧粘接。

此外，图4至7的输入装置的部件对应于第一实施例的部件。

尽管没有示出，但是在这两个实施例中也可能的是，将装饰膜22粘贴在盖板14的操作区段14b的面向使用者的外侧上。

附图标记清单

10 操作面板

12 空隙

14 盖板

14a 板区段

14b 操作区段

14c 触点接通区段

14d 连接区段

16 传感器膜

18 电容传感器区

20 电接触区

22 装饰膜

23 装饰元件

24 间隔元件

25 触点接通区段

26 支撑板

28 照明器件

30 电接触元件

A 传感器层

B 接触层

Claims (9)

1.接触和/或接近敏感的输入装置，其包括：

具有触点接通区段(14c)和平整的板区段(14a)的盖板(14)，至少一个至少部分地透光的操作区段(14b)处于所述板区段上，其中，所述操作区段(14b)面向所述输入装置的使用者并且形成用于使用者的操作区，其中，触点接通区段(14c)与板区段(14a)通过多次弯曲的连接区段(14d)刚性地连接，其中，盖板(14)的板区段(14a)和触点接通区段(14c)在不同平面内延伸；

具有至少一个电容传感器区(18)的、至少部分地透光的传感器膜(16)；

具有至少一个装饰元件(23)的、至少部分地透光的装饰膜(22)，所述装饰膜相对于传感器膜(16)构造为单独的构件；和

支撑板(26)，在所述支撑板上布置有至少一个照明器件(28)，其中，所述支撑板(26)、装饰膜(22)、传感器膜(16)和盖板(14)前后相继地布置，从而由所述照明器件(28)发出的光穿透所述装饰膜(22)、传感器膜(16)和盖板(14)的操作区段(14b)，

在所述支撑板(26)的面向盖板(14)的侧上设有至少一个间隔元件(24)，以便使所述装饰膜(22)、传感器膜(16)和/或盖板(14)与支撑板(26)上的所述至少一个照明器件(28)间隔开，所述传感器膜(16)牢固地与所述间隔元件(24)连接，

其中，所述传感器膜(16)具有至少一个电接触区(20)，所述电接触区与所述电容传感器区(18)导电地连接；并且在所述支撑板(26)上布置有至少一个电接触元件(30)，所述电接触元件与所述传感器膜(16)的电接触区(20)导电地接触，其中，电容传感器区(18)在传感器平面(A)中定位在盖板(14)的操作区段(14b)的区域中，而电接触区(20)在接触平面(B)中设置在盖板(14)的触点接通区段(14c)的区域中，传感器膜(16)的电接触区(20)借助盖板(14)的触点接通区段(14c)向着支撑板(26)方向被挤压。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述间隔元件(24)具有触点接通区段(25)，所述触点接通区段被构成用于将所述传感器膜(16)的所述至少一个电接触区(20)与所述支撑板(26)上的所述至少一个电接触元件(30)保持在导电接触中。

3.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述装饰膜(22)牢固地与所述传感器膜(16)连接。

4.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述装饰膜(22)牢固地与所述盖板(14)或所述间隔元件(24)连接。

5.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述至少一个间隔元件(24)被构成为用于将由所述至少一个照明器件(28)发出的光引向所述盖板(14)方向的光导元件。

6.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，所述传感器膜(16)弯曲，使得所述至少一个电容传感器区(18)和所述至少一个电接触区(20)定位在两个不同的、基本上平行于所述支撑板(26)的平面中。

7.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述输入装置用于电子的家用器具。

8.电子家用器具，其包括至少一个根据权利要求1至7之一所述的接触和/或接近敏感的输入装置。

9.根据权利要求8所述的电子家用器具，其特征在于，所述输入装置的盖板(14)的操作区段(14b)布置在至少部分地透光的操作面板(10)之后或者布置在操作面板(10)的空隙(12)中。