CN110637416A - 电容性接近开关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电容性接近开关装置(100)。电容性接近开关装置(100)具有纤维复合体(1)，其具有不导电的基质(2)和多个嵌入在基质(2)中的纤维(3，6)。电容性接近开关装置(100)还具有至少一个第一电容性接近传感器(4)、至少一个第二电容性接近传感器(7)以及一个或多个传感器评估装置(9)。第一电容性接近传感器(4)具有至少一个传感器电极(5)，其具有至少一个嵌入在基质(2)中的导电纤维(6)。第二电容性接近传感器(7)具有至少一个另外的传感器电极(8)，其具有至少一个嵌入在基质中的导电纤维(6)。第一电容性接近传感器(4)的传感器电极(5)和第二电容性接近传感器(7)的另外的传感器电极(8)分别与传感器评估装置(9)连接。还涉及用于机动车的内部和/或外部构件，其具有至少一个电容性接近开关装置(100)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容性接近开关装置。还涉及一种用于机动车的内部和/或外部构件，其具有至少一个电容性接近开关装置。
背景技术
在现有技术中已知，将车辆构件由纤维复合材料制造，所述纤维复合材料例如可以具有碳纤维，所述碳纤维嵌入到塑料基体中。碳纤维作为构件的加强纤维起作用，并且可进行沿力流线进行加强的设计。由碳纤维加强的塑料制成的构件的特征在于小的质量和同时高的刚度。
除了这些特性之外，由纤维复合材料制成的车辆构件通常不具有其他的功能。
用于物体到电容性接近传感器的无接触的接近探测，由现有技术已知不同的解决方案，这些解决方案以信号产生和测量的方式进行区分。
用于电容性接近探测的由现有技术已知的第一原理设置使用包括唯一电极的电容性接近传感器。在该测量原理中，关于电容性接近传感器的测量电子装置的接地电位而探测并且评估电极的电容。该测量原理也称为“加载(Loading)方法”。如果对象(例如用户)接近传感器电极，则传感器电极的电容改变，这可对应地被探测和评估。
另一个由现有技术已知的测量原理设置包括两个传感器电极的电容性接近传感器。在此，一个传感器电极作为发送电极并且另外的传感器电极作为接收电极运行。在发送电极上发出的交变电场耦入到接收电极中并且通过在接收电极上获取的电信号进行测量。该方法也称为“传输方法”，因为其测量在发送机和接收机之间的传输。在用户接近传感器电极时，在发送电极和接收电极之间构成的交变电场改变，这对应地可被测量和评估。
电容性接近开关通常作为印刷的导体电路在膜片上制造并且然后施加到构件上。印刷的导体电路通常是可见的。如果其应该不可见，则膜片必须施加到构件的后面，然而构件的材料不应当影响开关。
发明内容
至少一些实施形式的要解决的任务是，给出一种电容性接近开关装置，其中可放弃印上导体电路。另一个任务是，给出包括这样的电容性接近开关装置的用于机动车的内部和/或外部构件。
所述任务通过按照独立权利要求的主题解决。有利的实施形式和扩展方案还由从属的权利要求、后续的说明和附图得出。
在这里，按照至少一个实施形式，所述电容性接近开关装置具有纤维复合体，所述纤维复合体具有不导电的基质和多个嵌入在基质中的纤维。所述基质可以例如是塑料基体，所述塑料基体例如具有热塑性塑料或热固塑料或由其制成。替代地，所述基质可具有陶瓷材料或由其制成。
概念“接近开关”和“接近传感器”在这里和下文要不仅包括非接触式起作用的传感器、尤其是非接触式的电容性的传感器，而且包括接触式传感器，也就是说对接触反应的传感器，例如触觉的电容性的传感器。
此外，该电容性接近开关装置具有：至少一个第一电容性接近传感器，所述第一电容性接近传感器具有至少一个传感器电极；以及至少一个第二电容性接近传感器，所述第二电容性接近传感器具有至少一个另外的传感器电极。第一电容性接近传感器的所述传感器电极以及第二电容性接近传感器的所述另外的传感器电极分别具有至少一个分别嵌入在基质中的导电纤维。此外，所述传感器电极和所述另外的传感器电极可分别由导电纤维制成。
优选地，所述传感器电极和所述另外的传感器电极分别与传感器评估装置导电连接。传感器评估装置可以例如是分析处理电路。替代地，所述传感器电极可与第一分析处理电路连接，并且所述另外的传感器电极可与第二分析处理电路连接。第一电容性接近传感器、第二电容性接近传感器可例如分别具有自己的转换电路。优选地，各个电容性接近传感器设计为使得其可彼此独立地作为接近开关起作用。
基于多个电容性接近传感器(其可分别具有导电纤维作为传感器电极)，可在纤维复合体内实现非接触式的触摸板，借助其例如如在传感器基质中可实现2维或3维的操作表面。尤其是，可不只探测对象的接近，而是可进行准确的位置检测，从而例如可借助该电容性接近开关装置进行声强调节或非光强调节。
按照另一种实施形式，所述传感器电极和/或所述另外的传感器电极具有一个或多个碳纤维或由一个或多个碳纤维制成。
按照另一种实施形式，所述传感器电极和/或所述另外的传感器电极具有一个或多个金属纤维或由一个或多个金属纤维制成。
按照另一种实施形式，该电容性接近开关装置具有多个非导电纤维，所述非导电纤维设置或嵌入在纤维复合体中。所述不导电纤维可以例如是玻璃纤维。借助不导电纤维可以例如在纺织品的制造过程中使导电纤维的分开变得容易。
按照另一种实施形式，第一电容性接近传感器和第二电容性接近传感器以加载方法的原理起作用。电容性接近传感器则例如除了所述传感器电极或所述另外的传感器电极之外不具有附加的传感器电极。替代地，第一电容性接近传感器、第二电容性接近传感器也能以传输方法的原理起作用并且具有附加的传感器电极，所述附加的传感器电极可例如也作为嵌入在基质中的导电纤维实现。例如电容性接近传感器可分别具有一个或多个参考电极、耦合电极或屏蔽电极，其例如可作为在嵌入基质中的纤维构成。
按照另一种实施形式，所述传感器电极的导电纤维和所述另外的传感器电极的导电纤维沿基本上相同的主传播方向延伸。例如，导电纤维可在基质内基本上平行地延伸。
按照另一种实施形式，所述传感器电极的导电纤维和所述另外的传感器电极的导电纤维沿不同的主传播方向延伸。所述导电纤维可例如基本上彼此垂直地延伸。
按照另一种实施形式，所述传感器电极的导电纤维和所述另外的传感器电极的导电纤维相对于该纤维复合体的一个表面而言具有基本上相同的距离。例如，导电纤维相对于该纤维复合体的可见表面或包含纤维复合体的构件的可见表面而言具有相同的距离。
按照另一种实施形式，所述传感器电极的导电纤维和所述另外的传感器电极的导电纤维在纤维复合体内在不同的平面中延伸。所述导电纤维可例如相对于纤维复合体的可见表面而言具有不同的距离。
按照另一种实施形式，所述传感器电极的导电纤维和/或所述另外的传感器电极的导电纤维以单向的纤维和/或作为连续纤维构造。此外，所述传感器电极的导电纤维和/或所述另外的传感器电极的导电纤维可分别是纤维束的部分。
按照另一种实施形式，纤维复合体还具有多个不导电纤维。不导电纤维可以例如是玻璃纤维。
按照另一种实施形式，纤维复合体的纤维作为纤维条、纤维纺织物、纤维编织物和/或作为纤维针织品实施。传感器电极的导电纤维和/或所述另外的传感器电极的导电纤维可分别是纤维条或纤维纺织物或纤维编织物或纤维针织品的部分。
按照另一种实施形式，电容性接近开关装置具有一个或多个另外的电容性接近传感器，所述另外的电容性接近传感器分别具有至少一个传感器电极，所述传感器电极分别具有至少一个嵌入在基质中的导电纤维。
此外，给出一种用于机动车的内部和/或外部构件。所述内部和/或外部构件具有至少一个按照上述实施形式之一的电容性接近开关装置。
附图说明
在这里所述照明装置的其他优点和有利实施形式接着结合图1直至所述实施形式得出。附图中：
图1示出按照一个实施例的电容性接近开关装置的示意图；
图2示出按照第一实施例的电容性接近开关装置的纤维复合体的示意图；以及
图3示出按照另一个实施例的电容性接近开关装置的纤维复合体的示意图。
具体实施方式
在所述实施例和图中，相同的或相同作用的组成部分可以分别设有相同的附图标记。示出的元件和其彼此的尺寸比例原则上不应作为符合比例看待。而是各个元件为了较好的可描述性和/或为了较好的理解可夸大地以厚的或大的尺寸示出。
图1示出按照一个实施例的电容性接近开关装置100的示意图。图2和3示出图1的电容性接近开关装置100的纤维复合体1的两个可行的实施例的示意图。
电容性接近开关装置100具有纤维复合体1，所述纤维复合体具有不导电的基质2和许多嵌入在基质中的纤维3，6。纤维3，6在示出的实施例中以单向的连续纤维构造。纤维3，6的一部分在此是不导电纤维3，其例如可以是玻璃纤维。纤维3，6的另一部分是导电纤维6，其可以例如是碳纤维或金属纤维。
此外，电容性接近开关装置100具有分别嵌入在纤维复合体1中的第一电容性接近传感器4和第二电容性接近传感器7。电容性接近传感器4，7分别与传感器评估装置9连接。替代地，电容性接近传感器4，7可以与不同的传感器评估装置连接。
第一电容性接近传感器4具有传感器电极5，所述传感器电极由嵌入在基质2中的导电纤维6之一形成。第二电容性接近传感器7具有另外的传感器电极8，其也由嵌入在基质2中的导电纤维6之一形成。优选地，传感器电极5，8分别与评估装置9导电连接。
在按照图2的实施例中，传感器电极5和另外的传感器电极8这样设置在纤维复合体1中，使得其基本上彼此平行地延伸并且相对于纤维复合体1的处于最近的表面而言具有基本上相同的距离。
在图3中示出另一个实施例，其中所述传感器电极5的导电纤维6和所述另外的传感器电极8的导电纤维6沿不同的主传播方向延伸。尤其是，所述另外的传感器电极8沿垂直于传感器电极5的方向延伸。
此外，所述电容性接近开关装置100可以具有一个或多个另外的电容性接近传感器，它们分别具有以导电纤维构造的传感器电极，所述传感器电极嵌入在纤维复合体1的基质2中。电容性接近开关装置100可以例如具有触摸板功能性，通过所述触摸板功能性，如在传感器基质中，可以进行对所述装置(例如机动车的操作装置)的操作。例如用户可以实施在纤维复合体附近或直接在其上的掠过运动或手势运动，由此然后借助传感器评估装置可以将信号传输给控制装置。所述控制装置可以与输出装置连接，所述输出装置接着产生光学的、声学的和/或触觉的输出。
在示出的实施例中所描述的特征按照另外的实施例也可以相互组合。替代或附加地，在图中示出的实施例可以具有按照总体说明的实施形式的另外的特征。
附图标记列表
1 纤维复合体
2 基质
3 不导电纤维
4 第一电容性接近传感器
5 传感器电极
6 导电纤维
7 第二电容性接近传感器
8 另外的传感器电极
9 传感器评估装置
100 电容性接近开关装置
Claims (14)
1.电容性接近开关装置(100)，其具有：
-纤维复合体(1)，其具有不导电的基质(2)和多个嵌入在基质(2)中的纤维(3，6)，
-至少一个第一电容性接近传感器(4)，其具有至少一个传感器电极(5)，其中，传感器电极(5)具有至少一个嵌入在基质(2)中的导电纤维(6)，
-至少一个第二电容性接近传感器(7)，其具有至少一个另外的传感器电极(8)，其中，所述另外的传感器电极(8)具有至少一个嵌入在基质中的导电纤维(6)，
-一个或多个传感器评估装置(9)，第一电容性接近传感器(4)的所述传感器电极(5)和第二电容性接近传感器(7)的所述另外的传感器电极(8)与所述传感器评估装置连接。
2.按照权利要求1所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)和/或所述另外的传感器电极(8)具有一个或多个碳纤维。
3.按照权利要求1所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)和/或所述另外的传感器电极(8)具有一个或多个金属纤维。
4.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)基本上沿相同的主传播方向延伸。
5.按照权利要求1至3之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)沿不同的主传播方向延伸。
6.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)相对于该纤维复合体(1)的一个表面而言具有基本上相同的距离。
7.按照权利要求1至5之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)在纤维复合体(1)内在不同的平面中延伸。
8.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和/或所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)以单向的纤维和/或以连续纤维构造。
9.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，该纤维复合体(1)具有多个不导电纤维(3)。
10.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和/或所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)分别是纤维束的部分。
11.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其中，该纤维复合体(1)的纤维作为纤维条、纤维纺织物、纤维编织物和/或纤维针织物实施。
12.按照权利要求11所述的电容性接近开关装置，其中，所述传感器电极(5)的导电纤维(6)和所述另外的传感器电极(8)的导电纤维(6)分别是纤维条、纤维纺织物、纤维编织物和/或纤维针织物的部分。
13.按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置，其具有一个或多个另外的电容性接近传感器，所述另外的电容性接近传感器分别具有至少一个传感器电极，所述传感器电极分别具有至少一个嵌入在基质中的导电纤维。
14.用于机动车的内部和/或外部构件，其具有至少一个按照上述权利要求之一所述的电容性接近开关装置(100)。
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