CN107147384B - 用于传感器开关按钮的具有符号照明的启动板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器开关按钮(1)的具有符号照明的启动板(10)。所述启动板包括具有其上施加有金属层(15)的第一表面(13)的支撑板(12)，其中由光散射材料形成的发光层(30)被施加在所述支撑板上并且至少部分地施加在所述金属层(15)上，并且其中在所述支撑板中设置有开口(14)，光导(20)的第一端(22)穿过所述开口突出，所述光导的第二端(23)光学地连接到光源(40)，所述发光层(30)邻近所述光导的所述第一端(22)。

Description

用于传感器开关按钮的具有符号照明的启动板

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆的开关装置中使用的传感器开关按钮的具有符号照明的启动板。

背景技术

近年来，通过用手指敲击来操作的开关用在车辆中。这些开关是非常有利的，因为它们不需要机械部件并且因此是非常坚固的。这些开关已经在车辆中用于切换各种功能。不幸的是，在车辆内部无人照看的情况下，使用身体部位例如膝盖或脚而无意地启动这种开关的儿童可能受伤。例如，如果电动滑动车顶由儿童用脚启动，而同时身体部分位于滑动车顶的开口中，则可能发生严重的伤害。这种情况需要开发检测物体的接触面积有多大的传感器。可以相对便宜地生产适合于区分指尖的尺寸与诸如例如手掌的圆形部位的较大身体部位的电容传感器。这样的传感器可以通过将市售的印刷电路板(PCB)的铜涂层分成适当的表面区域并通过窄间隙分离这些区域来制造。这些分离的区域电连接到电子评估单元。这些区域现在代表电容器极板。如果用户手指与其相互作用，则电容器的电容改变。根据表面区域的尺寸和分布以及电子评估单元的编程，可以识别不同尺寸的主体，甚至其运动方向。如果传感器表面和操作者手指之间只有小的距离(漆层)，则传感器的灵敏度尤其增加。如果这种传感器用于开关装置中，特别是在车辆中，则希望将开关设计为可照明的。在本领域中广泛使用的用于从内部照亮开关头的方法在这里不起作用。印刷电路板，特别是铜涂层是光学不透明的。解决这个问题的一个常见方法是使用丙烯酸玻璃窗格，其布置在传感器表面的前面，并且光横向耦合到该玻璃板中。由此使施加到窗格的符号在黑暗中可见。为了使该布置以可接受的方式起作用，丙烯酸玻璃窗格需要具有最小厚度。传感器表面和用户手指之间产生的较大距离导致较差的检测精度。另外，丙烯酸玻璃窗格和通常布置在丙烯酸玻璃窗格侧面的光源需要空间，使得相应的开关头可能需要具有最小尺寸。这种情况限制了车辆中的设计选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于具有高检测灵敏度和分辨率的具有照明能力的传感器开关按钮的启动板。

该目的通过如下主题，特别是通过用于传感器开关按钮的具有符号照明的启动板来实现，该启动板包括具有第一表面的支撑板，在该第一表面上施加有金属层。光散射材料的发光层被施加在支撑板上并且至少部分地施加在金属层上。在支撑板中设置有开口，光导的第一端通过该开口突出，光导的第二端光学地连接到光源，其中发光层邻近光导的第一端。

根据本发明的启动板本身是一个模块，其可以用于例如以最初描述的方式由相关联的控制单元进行电容检测。施加到支撑板的金属层用作传感器电极。为了获得启动板的高检测灵敏度和分辨率，金属层被施加在支撑板的整个表面上。为了保护金属层和出于美观的原因，启动器板设置有塑料涂层。也可以使用漆涂层来使层厚度保持更小。为发光层提供的面积不被涂覆。这里，应用由光散射材料形成的发光层。光散射材料在照明技术中是已知的。发光层可以例如具有窗格形状的设计或可以具有任何期望的形状。启动板具有开口，光导的端部通过该开口突出，发光层布置在支撑板上，使得来自光导的光可以耦合到发光层中。耦合意味着来自光导的光可以发射到发光层中。然后光漫射地分布在发光层中并且由操作者感觉为发光表面。光导的第二端连接到将光耦合到光导中的光源。目前，发光二极管由于其小的外形尺寸而主要用作光源。有利地，光源可以布置在支撑板的第二侧上，这导致特别紧凑的结构。然而，原则上可以使用所有类型的光源。为了获得特别有利的照明效果，光导的第二端布置在发光层的边缘区域中。这防止了发光层中间的光斑，这些光斑在外观上是不美观的。

在说明书和附图中提供了本发明的有利实施例。

根据实施例，开口贯穿金属层。根据金属表面在支撑板上的分布和发光层的期望位置，可能同样需要提供穿过金属表面的开口。由于开口相对于金属表面的面积小，所以传感器性能不受显著影响。

优选地，发光层具有1-2mm的层厚度。发光层需要具有一定的层厚度以确保漫射材料中可接受的光分布。

根据另一实施例，发光层具有圆形周边，其中发光层的层厚度是发光层的直径的十分之一。如果发光层设置有圆形或椭圆形周边，则可以设想根据所提出的比率的结构产生良好的照明结果。

优选地，支撑板在发光层邻近金属层和/或支撑板的区域中没有开口。启动板还需要在发光层的区域中起作用，使得人们可以在黑暗中可靠地启动开关。在该区域中没有开口的情况下，可以具有最大的传感器面积。

根据另一实施例，光源附接到第二表面，使得发射的光直接发射到开口中。当使用(反向鸥翼(reverse gullwing))LED时，它照亮其所附接的印刷电路板。如果LED位于开口上方，则其通过开口发光。由于光导位于开口中，所以光被引导，这提高了效率。开口基本上垂直于支撑板延伸。垂直钻孔是生产中最容易生产的。然而，如果需要，也可以设置倾斜的孔，其中耦合表面应保持平行于光源。

优选地，发光层布置为与支撑板的边缘间隔开。通常，符号照明被居中地布置在开关上，以在黑暗中将操作者快速引导到启动点。

根据另一实施例，发光层从支撑板圆锥形地或弯曲地扩展。在该实施例中，发光层具有面向支撑板的较小表面和面向使用者的较大表面。这种结构的优点在于，当发光层作为插入件而设置时，该部分可以在安装启动板期间容易地定位和固定在塑料涂层中的相应碗状容纳部中。此外，光导的端部可以更适应于倾斜边缘区域。

优选地，光导的第一端具有与发光层的侧壁互补的去耦合表面。这里，术语互补应被理解为表面这样设置，使得当连接时，它们具有尽可能大的连接面积，其中分离气隙应当尽可能小。一些例子：

-发光层的边缘区域具有平坦表面，并且光导的第一端也具有平坦表面，两个平坦表面具有基本上相同的尺寸。

-发光层的边缘区域具有弯曲部分(在圆柱形发光层的情况下)，并且光导的第一端具有邻接弯曲部分的凹部。

-发光层的边缘区域具有凹陷(在圆柱形发光层的情况下)，并且光导的第一端具有邻接凹陷的弯曲部分。

-发光层以45度的角度从支撑板平面延伸到边缘，并且光导的第一端为45度的角度。这种结构使得可以将光导的第一端定位在发光层的边缘，使得当表面互补时实现最大耦合面积。

有利地，光导具有多个第一端，其沿着发光层的圆周布置。为了实现发光层的均匀照明，有利的是提供多个耦合位置。如果将光提供给沿着发光层的圆周的多个位置，则实现显著的符号照明。

优选地，发光层包含适合于从较高能量的光产生白光的发光材料。在一些应用中，可以更容易地传输UV光或蓝光通过光导，然后将光在发光层中转换成白光。然后漫射材料或漫射器材料必须设置有本领域已知的相应部件。

优选地，支撑板是印刷电路板，其具有大半地覆盖第一表面的多个紧密间隔的导体表面，形成电容传感器的传感器表面。如果使用市售的具有铜层压的印刷电路板作为支撑板，则可以制造低成本的启动板。传感器的电容器板由铜表面形成。根据要求，可以为导体表面的分布创建不同的布局。

优选地，开口的横截面面积基本上小于电容传感器的导电表面的表面面积。传感器表面应当尽可能均匀，使得启动板尽可能最好地起作用。如果要提供用于符号照明的开口，则应当尽可能小。开口不应超过1.5mm的直径。对于非圆形开口，开口的表面积应低于2mm²。

有利地，启动板布置为可移动，并且光导由至少一个聚合物光纤形成。启动板可以集成到提供机械开关功能的开关中。为向用户提示启动开关的触觉感觉，开关需要是可移动的。根据空间条件，可能需要将用于符号照明的光源定位在远程或静止。然而，通过聚合物光纤，可移动启动板可以被供应光。所需的柔性由聚合物光纤提供。

发光层和盖可以通过符号化方法设置有装饰层。这些方法使用漆层，其中通过激光印刻符号。

本发明还涉及包括启动板的传感器开关按钮。

附图说明

在下文中，仅通过参考附图的示例的方式，通过有利的实施例描述本发明，其中：

图1示出了具有集成的启动板和符号照明的传感器开关按钮的剖视图。

图2示出启动板的俯视图。

图3示出具有符号照明的启动板结构的剖视图。

图4示出具有启动板和符号照明的传感器开关按钮的替代结构。

图5示出启动板的俯视图。

图6示出光导的第一端和发光层的相邻区域。

具体实施方式

图1示出了具有集成启动板10和符号照明的传感器开关按钮1。启动板10的第一表面13由盖17覆盖。盖17用于保护传感器表面并且将启动板10保持在开关的壳体2上。盖17在表面的中间区域中具有凹陷，发光层30嵌入到凹陷中。光导20从附接到第二印刷电路板的光源40沿启动板10的方向延伸。光导20在第二表面13b处到达启动板10。在该实施例中，启动板10可移动地连接到壳体2。这里，光导20由柔性聚合物光纤形成。

图2示出了启动板10的第一表面13的俯视图。多个金属层15被施加到支撑板12，它们通过窄区域彼此分离。这里，金属层15被示出为一系列条带。这些导体表面16形成电容传感器的传感器元件。发光层30示出在第一表面13的中心并且与支撑板12的边缘11间隔开。光发射层30的边缘处示出了光导20的多个第一端22。第一端22沿着发光层30的圆周均匀分布。

图3示出了具有符号照明的启动板10的基本结构的截面图。发光层30附接到支撑板12的第一表面13。优选地，发光层30位于支撑板12上和/或金属层上。边缘区域35沿着发光层30的与支撑板12相邻的圆周延伸。在发光层30的边缘区域35附近，在支撑板12中设置有开口14，光导20的第一端22通过开口突出。光导20的第一端22和发光层30的侧壁32形成为使得光导20的第一端22邻接侧壁32。光导20的第二端23被光学地连接到光源40。

图4示出了具有启动板10和符号照明的传感器开关按钮1的可选结构的剖视图。为了改善符号照明的照明，这里示出了具有光导20的两个第一端22的结构。光导20的第一端22附接到发光层30的相对侧壁。光导组合到光导20并形成单个第二光导端23。第二光导端光学地连接到光源40。围绕发光层30的盖17在位于发光层30外部区域中设置在第一表面13上，用于保护第一表面。盖17的层厚度与发光层30的层厚度31匹配。

图5示出了启动板10的俯视图。在启动板10的第一表面13的该俯视图中，开口14被示出为没有光导20的第一端22。导体表面16几乎覆盖支撑板12的整个第一表面13。开口14延伸穿过支撑板12并且另外在区域中延伸穿过导体表面16。导体表面16占据比开口14大得多的面积。

图6示出了光导20的第一端22和发光层30的邻近区域。光导20的第一端22被制备成对应于发光层30的侧壁32。这意味着最大可能的光量从光导20的第一端22的去耦合表面25传输到发光层30的耦合表面34。这里，第一光导端22以一定角度设置有平坦表面。发光层30的侧壁32在对应位置处设置有平坦表面，其以相应的角度设置。如果这两个表面彼此相邻布置，则最大量的光被传输。

Claims (14)

1.一种用于传感器开关按钮(1)的具有符号照明的启动板(10)，所述启动板包括具有第一表面(13)的支撑板(12)，在所述第一表面上施加有金属层(15)，其中由光散射材料形成的发光层(30)施加在所述支撑板(12)的所述第一表面(13)上且至少部分地施加在所述金属层(15)上，并且其中在所述支撑板中设置有开口(14)，一光导(20)的第一端(22)穿过所述开口突出，所述光导的第二端(23)光学地连接到光源(40)，所述发光层(30)邻近于所述光导的第一端(22)，并且

其中，所述光导的所述第一端(22)以一定角度设置有平坦表面，并且所述发光层(30)的侧壁以相应的角度设置有平坦表面，并且

其中，所述光导的所述第一端在所述发光层的边缘区域中通过所述开口突出，使得所述第一端的所述平坦表面与所述发光层的所述侧壁的所述平坦表面邻接。

2.根据权利要求1所述的启动板(10)，其特征在于，所述开口(14)贯穿所述金属层(15)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的启动板(10)，其特征在于，所述发光层(30)具有1至2mm的层厚度(31)。

4.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述发光层(30)具有圆形周边，其中所述发光层(30)的层厚度(31)是所述发光层的直径的十分之一。

5.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述支撑板(12)在所述发光层(30)邻近所述金属层(15)和/或邻近所述支撑板的区域中没有开口。

6.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述发光层(30)与所述支撑板(12)的边缘(11)间隔开。

7.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述发光层(30)从所述支撑板(12)呈锥形或弯曲地扩展。

8.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述光导的所述第一端(22)具有形成为与所述发光层(30)的侧壁(32)互补的去耦表面(25)。

9.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述光导(20)具有沿所述发光层(30)的圆周布置的多个第一端(22)。

10.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述发光层(30)包含适于从更高能量的光产生白光的发光材料。

11.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述支撑板(12)是印刷电路板并且形成电容传感器的传感器表面，所述支撑板具有大半地覆盖所述第一表面(13)的多个紧密间隔的导体表面(16)。

12.根据权利要求11所述的启动板(10)，其特征在于，所述开口(14)的横截面积(A14)显著小于所述电容传感器的所述导体表面(16)的表面积(A16)。

13.根据权利要求1或2所述的启动板(10)，其特征在于，所述启动板(10)以可移动的方式布置，并且所述光导体(20)由至少一个聚合物光纤形成。

14.一种传感器开关按钮(1)，所述传感器开关按钮包括根据前述权利要求中任一项所述的启动板(10)。

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