CN111082793A - 具有压电式传感器装置的操作装置 - Google Patents

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CN111082793A CN201910992140.4A CN201910992140A CN111082793A CN 111082793 A CN111082793 A CN 111082793A CN 201910992140 A CN201910992140 A CN 201910992140A CN 111082793 A CN111082793 A CN 111082793A
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Abstract

本发明涉及一种具有压电式传感器装置的操作装置，其包括：盖板，该盖板在朝向使用者的使用者侧上限定操作面；用于检测对操作装置的操纵的传感器装置，该传感器装置设置在盖板的背离所述使用者侧的侧上并且与盖板连接。传感器装置包含电路板元件和装配在该电路板元件上的压电式传感器元件，其中，压电式传感器元件包含由压电材料制成的压电片，通过到盖板的操作面上的压力将机械载荷施加到压电片上，从而在压电片的第一区段与压电片的第二区段之间产生电压。电路板元件具有留空部且压电式传感器元件被装入到留空部中，压电片的第一区段与电路板元件的朝向盖板的上部区域导电连接并且压电片的第二区段与电路板元件的背离盖板的下部区域导电连接。

Description

具有压电式传感器装置的操作装置
技术领域
本发明涉及一种操作装置、尤其是一种具有压电式传感器装置的操作装置并且尤其是一种用于电子家用电器的操作装置。
背景技术
例如在电子家用电器中在盖板(该盖板在朝向使用者的使用者侧上限定操作面)后面使用的压电式传感器装置通常具有设置在盖板的背离使用者侧的侧上的电路板以及装配在该电路板上的压电式传感器元件。通过操作面上的压力将机械载荷施加到压电式传感器元件上，从而在传感器元件的压电片的上侧与下侧之间产生电压。压电片的上侧和下侧分别与电路板导电连接，使得所述电压可以由电路板上的相应的传感器电路探测到，以便由此推断出操作面上的压力，这被评估为对相应操作元件的操纵。
这种压电式传感器装置例如由EP2583071B1或EP3018825A1已知。在这些常规的压电式传感器装置中在电路板中设置有留空部，压电式传感器元件通过所述留空部设置在盖板的后面。在此，压电式传感器元件的压电片的下侧与电路板的朝向盖板的铜层连接，并且压电片的上侧通过设置在盖板与电路板之间的导电薄膜与电路板连接。在EP2770638A1的情况中设置有两层的电路板，其中，传感器元件设置在上电路板中的留空部的上方。此外，EP2144372B1公开一种传感器装置，在该传感器装置中压电式传感器元件设置在电路板的背离盖板的背侧上。
发明内容
本发明的任务是，提供一种改进的具有压电式传感器装置的操作装置，该操作装置具有简单的构造并且能够实现简单的装配。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征的操作装置来解决。本发明的特别有利的设计方案和进一步改进方案是从属权利要求的主题。
本发明的操作装置包括：盖板，该盖板在朝向使用者的使用者侧上限定操作面；用于检测对操作装置的操纵的传感器装置，该传感器装置设置在盖板的背离使用者侧的侧上并且与盖板连接。所述传感器装置具有电路板元件和装配在该电路板元件上的压电式传感器元件。该压电式传感器元件包含由压电材料制成的压电片，通过到盖板的操作面上的压力将机械载荷施加到所述压电片上，从而在压电片的第一区段与压电片的第二区段之间产生电压，所述压电片的第一区段在所述压电片的朝向盖板的上部区域中或所述压电片的径向边缘区域中，所述压电片的第二区段在所述压电片的背离盖板的下部区域中或所述压电片的径向内部区域中。此外，所述电路板元件具有留空部并且压电式传感器元件被装入到所述留空部中。此外，压电片的第一区段与电路板元件的朝向盖板的上部区域导电连接，并且压电片的第二区段与电路板元件的背离盖板的下部区域导电连接。
通过将压电式传感器元件装入到电路板元件中的留空部中能够使将压电式传感器元件装配在电路板元件上并且因此整个传感器装置的组装得以简化。例如也可以省去电路板的铜层中的复杂的留空部。此外，通过将压电式传感器元件装入到电路板元件中的留空部中，以简单的方式并且在没有耗费的附加连接结构例如在盖板与电路板之间的导电薄膜的情况下可以将压电式传感器元件的压电片的第一区段与电路板元件的上部区域导电连接。这例如可以通过与电路板元件中的留空部中的铜面连接而发生。如果传感器装置具有多个这种压电式传感器元件，则通过压电片的第一区段与电路板元件的简单连接，由所述传感器元件构成的不同操作元件之间的较简单的差别也是可能的。
此外，操作装置的按照本发明的结构能够实现与操作装置无关地制造传感器装置。以这种方式，传感器装置能够较简单地生产并且较简单地适配于其它的操作装置。
将压电式传感器元件装入到电路板元件的留空部中应理解成，传感器元件至少部分地设置在空隙部(Auslassung)内并且因此至少部分地位于电路板元件的层厚度内。可选地，所述压电式传感器元件可以这样被装入到电路板元件的留空部内，使得传感器元件的上侧和电路板元件的上侧基本上处于一个平面内、也就是说传感器元件没有朝向盖板从电路板元件中伸出。所述将传感器元件装入到电路板元件的留空部中应该尤其是与将传感器元件设置在电路板元件中的空隙部上方不同，在将传感器元件设置在电路板元件中的空隙部上方的情况中传感器元件完全定位在电路板元件的上方。
在本发明的一种实施变型方案中，在盖板的背离操作面的侧上装配有中间板并且传感器装置与所述中间板连接。优选地，传感器装置与中间板可脱开地连接，使得所述两个构件例如出于修理或维修的目的能够简单地彼此分开。在所述实施变型方案中，所述中间板优选在其朝向传感器装置的侧上具有型材件(Profil)，以便使盖板在操作面的操作区段的区域中的变形集中到配设给所述操作区段的压电式传感器元件的区域上。
在本发明的另一种实施变型方案中，所述传感器装置在其朝向盖板的侧上具有中间板并且盖板与所述中间板连接。在所述实施变型方案中，压电式传感器元件在将传感器装置装配在盖板上之前由传感器装置上的中间板保护。
在本发明的又一种实施变形方案中，所述传感器装置与盖板直接连接。例如，电路板元件和/或装入到电路板元件中的压电式传感器元件可以与盖板通过粘接层连接。在所述实施变型方案中，到盖板的操作面上的压力可以直接传递到压电式传感器元件上。
在本发明的一种设计方案中，所述传感器装置还具有至少一个装配在电路板元件上的光源(例如LED)。借助所述光源可以例如以视觉的方式用信号向操作装置的使用者指示成功完成的操作。根据操作装置的实施变型方案，在所述设计方案中盖板、传感器装置的盖板和中间板或盖板和装配在盖板上的中间板相应地构造成至少部分透明的。就此而言，所述透明的设计方案可以包含(半)透明的材料和/或穿通部。
在本发明的一种实施形式中，所述电路板元件是多层的电路板元件，该电路板元件具有朝向盖板的上电路板和在上电路板的背离盖板的侧上的下电路板。在所述实施形式中，电路板元件的留空部优选在上电路板中具有穿通部，压电式传感器元件置入到该穿通部中，并且优选压电片的第一区段与上电路板导电连接并且压电片的第二区段与下电路板导电连接。优选地，所述多层电路板元件还具有在上电路板与下电路板之间的间隔保持件，在这种情况下多层电路板元件的留空部优选在间隔保持件中具有穿通部并且压电片的第二区段优选穿过间隔保持件中的穿通部与下电路板导电连接。
在本发明的另一种实施形式中，所述电路板元件是两侧式电路板，该电路板具有朝向盖板的上电路板侧和背离盖板的下电路板侧。在所述实施形式中，电路板元件的留空部优选是在两侧式电路板中的穿通部，压电式传感器元件置入到所述穿通部中，并且优选压电片的第一区段与两侧式电路板的上电路板侧导电连接并且压电片的第二区段与两侧式电路板的下电路板侧导电连接。
在本发明的一种设计方案中，压电片的第二区段通过导电接触元件与电路板元件的下部区域导电连接，所述接触元件在电路板元件的厚度方向上至少部分地延伸穿过所述电路板元件。所述导电接触元件优选设计成弹性的接触元件、优选设计成例如由金属制成的接触弹簧。所述导电接触元件还优选设计成SMD接触元件(Surface-Mounted Device，表面安装器件)。在具有多层电路板元件的操作装置的实施形式中，所述SMD接触元件优选装配、例如固定焊接在下电路板上。在具有多层电路板元件的操作装置的实施形式中，接触元件和间隔保持件的高度优选这样相互协调，使得传感器元件和接触元件在没有压力的未负载的状态下已经轻微地接触到操作面上。
在本发明的一种设计方案中使用具有纵向效应的压电片。也就是说在将压力施加到盖板的操作面上对压电片施加机械载荷时，在压电片的朝向盖板的上部区域中的第一区段与在压电片的背离盖板的下部区域中的第二区段之间产生电压。在所述设计方案中，压电式传感器元件优选在压电片的朝向盖板的侧上具有金属盘，该金属盘使压电片的第一区段与电路板元件的上部区域(上电路板或者上电路板侧)导电连接。
在本发明的另一种设计方案中使用具有横向效应的压电片。也就是说在将压力施加到盖板的操作面上对压电片施加机械载荷时，在压电片的径向边缘区域中的第一区段与在压电片的径向内部区域中的第二区段之间产生电压。在所述设计方案中，压电式传感器元件优选在压电片的背离盖板的侧上具有金属盘，该金属盘构成用于与压电片的第二区段触点接通的电极。
按照本发明的操作装置的传感器装置也可以包含多个上述的压电式传感器元件。在所述情况下，所述多个压电式传感器元件优选装配在一个共同的盖板的后面的一个共同的电路板元件上。
按照本发明的操作装置能够以有利的方式被用于电子家用电器。电子家用电器例如是衣物处理器具、洗碗机、灶台、抽油烟机、炉灶、微波炉、冷却和/或冷冻器具或类似物。
附图说明
本发明的上述的以及其它的特征和优点可由优选的、非限制的实施例的接下来的说明借助附图更好地理解。其中部分示意性地示出：
图1示出根据本发明的操作装置的第一种实施例的剖面图；
图2示出图1的传感器装置的多层电路板元件的上电路板的上侧的俯视图；
图3示出图1的传感器装置的多层电路板元件的上电路板的下侧的俯视图；
图4示出根据本发明的操作装置的第二种实施例的剖面图；
图5示出根据本发明的操作装置的第三种实施例的剖面图；
图6示出根据本发明的操作装置的第四种实施例的剖面图；
图7示出根据本发明的操作装置的第五种实施例的剖面图；
图8示出根据本发明的操作装置的第六种实施例的剖面图；和
图9示出根据本发明的操作装置的第七种实施例的剖面图。
具体实施方式
参考图1至图3详细描述按照本发明的操作装置的第一种实施例，该操作装置具有多个接触敏感的操作元件。
所述操作装置具有(例如由铝制成的)盖板10，该盖板在其朝向使用者的使用者侧(图1中上面)上限定操作面11。该操作面11在所述情况中对应于随后描述的压电式传感器元件22构成用于使用者的接触敏感的操作元件区域。
所述操作装置还具有传感器装置20，该传感器装置设置在盖板10的背离操作面11的侧上。所述传感器装置20的重要组成部分是电路板元件21和一个或多个装配在该电路板元件21上的压电式传感器元件22。
在图1中示出具有两个传感器元件22的操作装置的一部分，而图2和图3分别示出三个传感器元件22。按照本发明的操作装置未限制于传感器装置20的特定数量的传感器元件22；也可以设置有仅仅一个传感器元件22或多于两个或三个传感器元件22。所述多个传感器元件22也不是必须沿一排设置。
在所述实施例中，电路板元件21是具有上电路板211和下电路板212的多层电路板。上电路板211与盖板10通过粘接层12连接。下电路板212和上电路板211通过电绝缘的间隔保持件214彼此间隔开。上电路板211与间隔保持件214通过粘接层216连接，并且下电路板212与间隔保持件214通过粘接层217连接。
多层电路板元件21根据操作元件的数量具有多个留空部210。这些留空部210分别由在上电路板211中的穿通部213和在间隔保持件214中的穿通部215构成，其中，所述粘接层216、217同样对应地留空。
在多层电路板元件21的这些留空部210中分别装入有一个压电式传感器元件22。在所述实施例中，压电式传感器元件22在其朝向盖板10的侧上具有金属盘(或金属膜片)221并且在其背离盖板10的侧上具有由压电陶瓷材料制成的压电片220。压电式传感器元件22的金属盘221在上电路板211的穿通部213中设置在上电路板211的层厚度内，使得传感器元件22朝向盖板10没有从电路板元件21中伸出。传感器元件22的金属盘221与盖板10通过粘接层12连接。
在图1至图3的实施例中使用具有纵向效应的压电式传感器元件22。也就是说在例如用手指将压力F施加到盖板10的操作面11上对压电片220施加机械载荷时，所述压力被传递到压电式传感器元件22上，使得在压电片220的朝向盖板10的上部区域中的第一区段224与在压电片220的背离盖板10的下部区域中的第二区段225之间产生电压。接触压电片220的第一区段224的金属盘221与上电路板211的导电的层211a直接例如通过各个焊接点223电连接，如在图2中所示的那样。在此，所述各个焊接点223(例如两个至四个)优选对称地沿金属盘221的周边设置。
如在图1和图3中示出的，传感器元件22的金属盘221具有比在电路板元件21的间隔保持件214中的穿通部215稍大的直径。与此对应地，在上电路板211中的穿通部213也至少超过上电路板的一部分层厚度地具有比在间隔保持件214中的穿通部215大的直径。传感器元件22的压电片220具有比金属盘221小的直径并且同样设置在上电路板211中的穿通部211a中，其中，压电片稍微伸入到间隔保持件214中的穿通部215中。
此外，在间隔保持件214中的穿通部215内设置有导电的接触弹簧23，该接触弹簧设计成SMD构件并且固定焊接在下电路板212上。所述接触弹簧23与传感器元件22的压电片220导电接触。在此，接触弹簧23和间隔保持件214的高度这样相互协调，使得传感器元件22的压电片220和接触弹簧23在装配时已经彼此轻微接触。
代替接触弹簧23，可选地也可以使用其他导电的、优选弹性的接触元件(例如由导电的塑料材料或橡胶材料制成)。
在压电片220中产生的电压可以通过在压电片220的上部区域中的第一区段224通过金属盘221与上电路板211的导电连接以及在压电片220的下部区域中的第二区段225通过接触元件23与下电路板212的导电连接来获取并且通过合适的传感器电路来评估。
如在图1中所示，在多个压电式传感器元件22的情况中，所述多个传感器元件22优选装配在一个共同的电路板元件21上并且设置在一个共同的盖板10的后面。
现在参照图4详细描述按照本发明的操作装置的第二种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在第一种实施例中相同的附图标记标示。
第二种实施例的操作装置与第一种实施例的操作装置的区别在于，传感器装置20在其朝向盖板10的侧上附加地具有中间板13。该中间板13例如由塑料材料制成。中间板13通过粘接层14与电路板元件21的上电路板211连接以及与装入到电路板元件21中的压电式传感器元件22的金属盘221连接。
上电路板211和传感器装置22在将传感器装置20装配在盖板10上之前由中间板13保护。因此传感器装置22例如可以被预备并且在随后的时间点才被装配在盖板10上。这简化了操作装置的整个装配过程。
可选地，中间板13也可以具有留空部/自由空间/型材件。通过所述中间板，到盖板10的操作面11上的压力F例如可以更好地传递到相应的传感器元件22上。
此外，图4的第二种实施例的构造和工作方式对应于图1至图3的第一种实施例的构造和工作方式。
在操作装置的上述两种实施例中，压电式传感器元件22的压电片220分别具有纵向效应。也就是说在对压电片220施加机械载荷时，在压电片220的朝向盖板10的上部区域中的第一区段224与在压电片220的背离盖板10的下部区域中的第二区段225之间产生电压。此外，在操作装置的上述两种实施例中，压电式传感器元件22在压电片220的朝向盖板10的侧上分别具有金属盘221，该金属盘使压电片220的第一区段224与多层电路板元件21的上电路板211导电连接。
替代地，对于本发明的操作装置也可以使用具有横向效应的压电片220。在这种情况下，当对压电片220施加机械载荷时，在压电片220的径向边缘区域中的第一区段227和在压电片220的径向内部区域中的第二区段228之间产生电压。在压电片220的径向边缘区域中的第一区段227与电路板元件21、21’的上部区域211、218导电连接。在压电片220的径向内部区域中的第二区段228优选在其背离盖板10的侧上设有金属盘226，该金属盘与电路板元件21、21’的下部区域212、219导电连接。
现在参照图5详细描述按照本发明的操作装置的第三种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在第一种实施例中相同的附图标记标示。
所述操作装置具有(例如由铝制成的)盖板10，该盖板在其朝向使用者的使用者侧(在图5中为上面)上限定操作面11。该操作面11在所述情况中对应于压电式传感器元件22构成用于使用者的接触敏感的操作元件区域。在背离操作面11的侧上，在盖板10上例如通过粘接层14安装有中间板13。
所述操作装置还具有传感器元件20，该传感器元件设置在盖板10的背离操作面11的侧上。所述传感器装置20的重要组成部分是电路板元件21和一个或多个装配在该电路板元件21上的压电式传感器元件22。
而在图5中示出具有两个传感器元件22的操作装置的一部分，按照本发明的操作装置未限制于传感器装置20的特定数量的传感器元件22。也可以设置有仅仅一个传感器元件22或多于两个传感器元件22。
在所述实施例中，电路板元件21是具有上电路板211和下电路板212的多层电路板。上电路板211与装配在盖板10上的中间板13通过粘接层12连接。下电路板212和上电路板211通过电绝缘的间隔保持件214彼此间隔开。上电路板211与间隔保持件214通过粘接层216连接，并且下电路板212与间隔保持件214通过粘接层217连接。
多层电路板元件21根据操作元件的数量具有多个留空部210。这些留空部210分别由在上电路板211中的穿通部213和在间隔保持件214中的穿通部215构成，其中，所述粘接层216、217同样对应地留空。
在多层电路板元件21的这些留空部210中分别装入有压电式传感器元件22。在所述实施例中，压电式传感器元件22在其朝向盖板10的侧上具有带有横向效应的压电片220并且在其背离盖板10的侧上具有金属盘226。压电片220利用其边缘区域放到上电路板211上，而金属盘221设置在上电路板211的层厚度内。替代地，在所述实施例中类似于图1和图4，传感器元件的压电片220也可以设置在穿通部213中并且因此在上电路板211的层厚度内。传感器元件22的传感器盘220与中间板13通过粘接层12连接。
压电片220在其径向边缘区域中的第一区段227与上电路板211的导电铜层211a直接电连接。在间隔保持件214中的穿通部215内设置有导电的接触弹簧23，该接触弹簧设计成SMD构件并且固定焊接在下电路板212上。所述接触弹簧23与传感器元件22的金属盘226在压电片221的第二区段228上导电接触。在此，接触弹簧23和间隔保持件214的高度这样相互协调，使得传感器元件22的金属盘226和接触弹簧23在装配时已经彼此轻微接触。
代替接触弹簧23，可选地也可以使用其他导电的、优选弹性的接触元件(例如由导电的塑料材料或橡胶材料制成)。
在压电片220中产生的电压可以通过在压电片220的径向边缘区域中的第一区段227与上电路板211的导电连接以及在压电片220的径向内部区域中的第二区段228通过金属盘226和接触元件23与下电路板212的导电连接来获取并且通过合适的传感器电路来评估。
如在图5中所示，装配在盖板10上的中间板13在其背离盖板10的侧上设有型材件16，该型材件由中间板13中的留空部/自由空间构成。通过所述型材件16，盖板10的由操作面11上的压力F引起的变形从中间板13被集中到配属的传感器元件22的区域上。此外，通过所述型材件16，盖板10的由操作面11的操作区段上的压力F引起的变形从中间板13被集中到配属的传感器元件22的区域上并且同时与配属给其他的操作区段的传感器元件22的区域分离。
如在图5中所示，在多个压电式传感器元件22的情况下，所述多个传感器元件22优选装配在一个共同的电路板元件21上并且设置在一个共同的盖板10的后面。
现在参照图6详细描述按照本发明的操作装置的第四种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在第三种实施例中相同的附图标记标示。
第四种实施例的操作装置与第三种实施例的操作装置的区别在于将传感器装置20装配在盖板10上。如在图6中示出的，不是通过粘接层14而是通过例如呈卡锁凸起部、螺纹件或类似物形式的连接元件15装配在中间板13上，该连接元件接合到多层电路板元件21中的相应的穿通部或留空部中。
将传感器装置20通过这种连接元件15装配在盖板10上形成一种可脱开的连接。通过这种可脱开的连接，传感器装置在需要时例如出于维修或修理目的能够以简单的方式与盖板10分离。
此外，图6的第四种实施例的构造和工作方式对应于图5的第三种实施例的构造和工作方式。
现在参照图7详细描述按照本发明的操作装置的第五种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在第三种实施例中相同的附图标记标示。
第五种实施例的操作装置与第三种实施例的操作装置的区别在于，中间板构造成与盖板10集成。也就是说盖板10在其背离操作面11的侧上具有型材件16，该型材件用于更好地将力或者变形从盖板10传递到传感器元件22上。盖板10可以由塑料材料或金属(例如铝)制成。
此外，图7的第五种实施例的构造和工作方式对应于图5的第三种实施例的构造和工作方式。
现在参照图8详细描述按照本发明的操作装置的第六种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在第三种实施例中相同的附图标记标示。
第六种实施例的操作装置与第三种实施例的操作装置的区别在于，电路板元件21’是两层的电路板。与此对应地，两侧式电路板21’具有穿通部213’，传感器元件22被装入到该穿通部中。此外，压电片220在其径向边缘区域中的第一区段227与上电路板侧218的导电铜层218a直接导电连接，并且压电片220在其径向内部区域中的第二区段228通过金属盘226和接触元件23与下电路板侧219的导电铜层导电连接。
如在图8中示出的，传感器装置20在电路板元件21’的背离盖板10的侧上附加地具有壳体板27。该壳体板27与两侧式电路板21’的下电路板侧219例如通过粘接层28连接。壳体板27在其朝向电路板21’的侧上设有留空部，使得弹性的接触元件23可以从壳体板27被转向到下电路板侧219上。在此，接触弹簧23和壳体板27的高度这样相互协调，使得传感器元件22的金属盘226和接触弹簧23在装配时已经彼此轻微接触。
此外，图8的第七种实施例的构造和工作方式对应于图5的第三种实施例的构造和工作方式。
现在参照图9详细描述按照本发明的操作装置的第七种实施例。在此，相同的或相应的构件利用与在上述实施例中相同的附图标记标示。
第七种实施例的操作装置与第六种实施例的操作装置的区别在于，在电路板21’上附加地装配有呈发光二极管形式的光源26。设置在盖板10上的中间板13具有相应的用于容纳所述光源26的留空部。此外，盖板10和中间板13构造成至少部分透明的，使得由光源26发射出的光可以到达盖板10的操作面11并且因此例如可以用信号向使用者指示对操作装置的操作区的成功操作。在图9的实施例中，盖板10具有穿通部并且由透明材料制成的中间板13具有伸入到所述穿通部中的信号区段131。
此外，图9的第七种实施例的构造和工作方式对应于图8的第六种实施例的构造和工作方式。
上述实施例的特征几乎可以以任意的方式互相组合作为本发明的其它实施例。
因此，例如在图9的实施例中存在的光源26也可以用在所有其它的实施例中。例如设置在盖板10上的中间板13也可用在图1至图4的实施例中。在传感器装置20与盖板10之间的可脱开的连接也可以类似于图6的实施例用于所有其它的实施例中。具有纵向效应的压电片220也可以同样结合两侧式电路板21’使用。本领域技术人员没有问题地识别出其它的组合可能性。
附图标记列表
10 盖板
11 操作面
12 粘接层
13 中间板
131 信号区段
14 粘接层
15 连接元件
16 13中的型材件
20 传感器装置
21 多层的电路板元件
21’ 两侧式电路板作为电路板元件
210 留空部
211 上电路板
211a 上电路板的导电层
211b 上电路板的绝缘层
212 下电路板
213 211中的穿通部
213’ 21’中的穿通部
214 间隔保持件
215 214中的穿通部
216 粘接层
217 粘接层
218 上电路板侧
218a 上电路板侧的导电层
219 下电路板侧
22 压电式传感器元件
220 压电片
221 金属盘
222 221的轮廓
223 电连接部、尤其是焊接点
224 在220的上部区域中的第一区段
225 在220的下部区域中的第二区段
226 金属盘
227 在220的径向边缘区域中的第一区段
228 在220的径向内部区域中的第二区段
23 接触元件、尤其是接触弹簧
24 中间板
25 粘接层
26 光源
27 壳体板
28 粘接层
F 11上的压力

Claims (14)

1.操作装置，其包括：
盖板(10)，该盖板在朝向使用者的使用者侧上限定操作面(11)，以及
传感器装置(20)，该传感器装置用于检测对操作装置的操纵，该传感器装置设置在所述盖板(10)的背离所述使用者侧的侧上并且与盖板(10)连接，
其中，所述传感器装置(20)具有电路板元件(21、21’)以及装配在该电路板元件(21、21’)上的压电式传感器元件(22)，
其中，所述压电式传感器元件(22)包含由压电材料制成的压电片(220)，通过到盖板(10)的操作面(11)上的压力(F)将机械载荷施加到该压电片上，从而在压电片(220)的第一区段(224、227)与压电片(220)的第二区段(225、228)之间产生电压，所述压电片的第一区段在所述压电片的朝向盖板(10)的上部区域中或所述压电片的径向边缘区域中，所述压电片的第二区段在所述压电片的背离盖板(10)的下部区域中或所述压电片的径向内部区域中，
其中，所述电路板元件(21、21’)具有留空部(210)并且压电式传感器元件(22)被装入到所述留空部(210)中，并且
其中，压电片(220)的所述第一区段(224、227)与电路板元件(21、21’)的朝向盖板(10)的上部区域(211、218)导电连接并且压电片(220)的第二区段(225、228)与电路板元件(21、21’)的背离盖板(10)的下部区域(212、219)导电连接。
2.根据权利要求1所述的操作装置，其中，在盖板(20)的背离操作面(11)的侧上装配有中间板(13)并且传感器装置(20)与所述中间板(13)连接。
3.根据权利要求2所述的操作装置，其中，所述中间板(13)在其朝向传感器装置(20)的侧上具有型材件(16)，以便使盖板(10)在操作面(11)的操作区段的区域中的变形集中到配设给所述操作区段的压电式传感器元件(22)的区域上。
4.根据权利要求1所述的操作装置，其中，所述传感器装置(20)在其朝向所述盖板(10)的侧上具有中间板(24)并且所述盖板(10)与所述中间板(24)连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的操作装置，其中，所述传感器装置(20)还具有至少一个装配在电路板元件(21、21’)上的光源(26)，并且盖板(10)和传感器装置(20)的中间板(24)或盖板(10)和装配在盖板上的中间板(13)相应地构造成至少部分透明的。
6.根据权利要求1所述的操作装置，其中，所述传感器装置(20)与盖板(10)直接连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置，其中，所述电路板元件(21)是多层电路板元件，所述多层电路板元件具有朝向盖板(10)的上电路板(211)和在上电路板(211)的背离盖板(10)的侧上的下电路板(212)，电路板元件(21)的留空部(210)在上电路板(211)中具有穿通部(213)并且压电式传感器元件(22)被置入到上电路板(211)中的穿通部(213)内，并且压电片(220)的第一区段(224、227)与上电路板(211)导电连接并且压电片(220)的第二区段(225、228)与下电路板(212)导电连接。
8.根据权利要求7所述的操作装置，其中，所述多层电路板元件(21)还具有在上电路板(211)与下电路板(212)之间的间隔保持件(214)，多层电路板元件(21)的留空部(210)在间隔保持件(214)中具有穿通部(215)，并且压电片(220)的第二区段(225、228)穿过间隔保持件(214)中的穿通部(215)与下电路板(212)导电连接。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置，其中，所述电路板元件(21’)是两侧式电路板，所述两侧式电路板具有朝向盖板(10)的上电路板侧(218)和背离盖板(10)的下电路板侧(219)，电路板元件(21’)的留空部(210)是所述两侧式电路板中的穿通部(213’)并且压电式传感器元件(22)被置入到所述两侧式电路板的穿通部(213’)中，并且压电片(220)的第一区段(224、227)与所述两侧式电路板的上电路板侧(218)导电连接并且压电片(220)的第二区段(225、228)与所述两侧式电路板的下电路板侧(219)导电连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，压电片(220)的第二区段(225、228)通过导电接触元件(23)与电路板元件(21、21’)的下部区域(212、219)导电连接，所述导电接触元件在电路板元件(21、21’)的厚度方向上至少部分地延伸穿过所述电路板元件。
11.根据上述权利要求1至10中任一项所述的操作装置，其中，在对压电片(220)施加机械载荷时，在压电片(220)的朝向盖板(10)的上部区域中的第一区段(224)与在压电片(220)的背离盖板(10)的下部区域中的第二区段(225)之间产生电压，并且所述压电式传感器元件(22)在压电片(220)的朝向盖板(10)的侧上具有金属盘(221)，该金属盘使压电片(220)的第一区段(224)与电路板元件(21、21’)的上部区域(211、218)导电连接。
12.根据上述权利要求1至10中任一项所述的操作装置，其中，在对压电片(220)施加机械载荷时，在压电片(220)的径向边缘区域中的第一区段(227)与在压电片(220)的径向内部区域中的第二区段(228)之间产生电压，并且压电式传感器元件(22)在压电片(220)的背离盖板(10)的侧上具有金属盘(226)，该金属盘构成用于与压电片(220)的第二区段(228)触点接通的电极。
13.根据上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，所述传感器装置(20)具有多个压电式传感器元件(22)，所述多个压电式传感器元件装配在一个共同的盖板(10)后面的一个共同的电路板元件(21、21’)上。
14.根据上述权利要求中任一项所述的操作装置的用于电子家用电器的应用。
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