CN111174247B - 用于设置在挡板后面的操作单元和具有这样的操作单元的操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于设置在例如灶台的挡板(10)后面的操作单元(12)，所述操作单元具有由玻璃材料制成的功能板(30)和在功能板的背离挡板的一侧上的印刷电路板(20)。功能板具有透光的显示面(35、36)和透光的由导电材料制成的传感器面(37)，所述显示面和传感器面彼此至少部分地重叠，以用于形成显示和操作区(32)。在印刷电路板上，至少一个光源(21)装配在显示和操作区(32)的区域中，并且印刷电路板具有接触面(24)，所述接触面与传感器面导电地处于接触中，并且还具有弹簧元件(16)，以用于使操作单元朝挡板的方向预紧并且使印刷电路板朝操作单元的功能板的方向预紧，弹簧元件(16)抵抗接触弹簧(23)的弹簧力。

Description

用于设置在挡板后面的操作单元和具有这样的操作单元的操 作装置
技术领域
本发明涉及一种用于设置在挡板后面的操作单元和具有这样的操作单元的操作装置、尤其是用于应用在电子的家用电器中和尤其是用于应用在高温应用中。
背景技术
在电子的家用电器中，总是更经常地使用操作装置，所述操作装置包含光学的显示区和接触和/或接近敏感的操作区。如果显示区和操作区应该设置在相同的位置上，则可以对于操作区使用例如由导电材料制成的透光的膜片或层。按照应用情况，这样的操作装置必须高温稳定地构成。此外，存在对简单可装配的且灵活可配置的操作装置的需要。
发明内容
本发明的任务是，提供一种高温稳定的操作单元，所述操作单元用于设置在具有组合的显示和操作区的挡板的后面。
该任务通过根据本发明的操作单元解决。
本发明涉及一种用于设置在挡板后面的操作单元，所述操作单元具有：
由玻璃材料制成的功能板；和
在功能板的背离挡板的一侧上的印刷电路板，其中，
功能板具有透光的显示面和透光的由导电材料制成的传感器面，所述显示面和传感器面彼此至少部分地重叠，以用于形成显示和操作区，
在印刷电路板上，至少一个光源装配在显示和操作区的区域中，
印刷电路板具有第一接触面，所述第一接触面通过接触弹簧与功能板的传感器面导电地处于接触中，并且
所述操作单元还具有至少一个弹簧元件，以用于使操作单元朝挡板的方向预紧并且使印刷电路板朝操作单元的功能板的方向预紧，其中，所述至少一个弹簧元件抵抗所述接触弹簧的弹簧力。
按照本发明的用于设置在挡板后面的操作单元具有由玻璃材料制成的功能板和在功能板的背离挡板的一侧上的印刷电路板，其中，功能板具有透光的显示面和透光的由导电材料制成的传感器面，所述显示面和传感器面彼此至少部分地重叠，以用于形成显示和操作区，其中，在印刷电路板上至少一个光源装配在显示和操作区的区域中，并且其中，印刷电路板具有接触面，所述接触面与传感器面导电地处于接触中。
本发明的可装配在挡板后面的操作单元形成结构单元，所述结构单元本身包含所有显示功能和所有传感器功能，从而挡板无须提供显示功能和/或传感器功能。以这种方式可以省去挡板与操作装置的不同的配置的适配。此外，如此地存在可能性，操作单元在例如电子的家用电器的最终制造商处才必须设置在挡板上。
本发明的操作单元为了提供显示功能和传感器功能使用由玻璃材料制成的功能板，所述功能板包括透光的显示面和透光的导电的传感器面。通过使用这样的由玻璃材料制成的功能板，操作单元高温稳定并且可以在挡板上省去对温度敏感的显示或传感器构件，从而操作单元并且因此由挡板和操作单元组成的整个操作装置简单地构造并且也可以使用在温度高的应用中、例如灶台中。
因为功能板的显示面和传感器面彼此重叠并且以这种方式形成组合的显示和操作区，可以改善用于操作装置的用户的操作舒适性。
本发明的操作单元与挡板一起形成接触和/或接近敏感的操作装置。
本发明的操作单元可以以有利的方式在电子的家用电器、尤其是在温度高的电子的家用电器、例如灶台中使用。
按照本发明的操作单元的功能板具有至少一个显示面和至少一个传感器面，以用于形成至少一个显示和操作区。优选地，本发明的操作单元包含多个显示和操作区，所述显示和操作区分别通过至少一个显示面和至少一个传感器面形成。与此对应地，在印刷电路板上优选设置用于多个显示面的多个光源。
在本发明的操作单元中，印刷电路板的接触面与功能板的传感器面导电地处于接触中。这就这点而言应该表示，接触面和传感器面直接相互连接或通过在其间的一个或多个元件相互导电连接。
所述至少一个光源发射在可见的波长范围中的光。所述至少一个光源优选是发光二极管。显示面和传感器面的透光性就这点而言应该描述对于光源的所述波长范围的透明度或至少部分的透明度。显示面和传感器面的该(部分)透明度优选通过材料、层厚度和/或空隙实现。功能板的玻璃材料同样关于光源的可见的波长范围是(部分)透明的。
本发明的操作单元优选结合挡板使用，所述挡板关于操作单元的光源的波长范围至少部分透明。
此外，本发明的操作单元优选结合挡板使用，所述挡板由电绝缘的材料制成，从而所述挡板形成用于包含传感器面的电容性的传感器的电介质。
在本发明的一种设计方案中，功能板具有在操作单元的装配状态中朝向挡板的上侧和在操作单元的装配状态中背离挡板的下侧，其中，显示面设置在功能板的上侧上并且传感器面设置在功能板的下侧上。
在本发明的一种设计方案中，显示面通过在功能板上的被掩盖的外观层形成。通过外观层的掩盖可以形成符号面和/或空白面，所述符号面用印刷电路板上的光源从后面照亮，通过所述空白面在印刷电路板上的显示器是可见的。优选地，所述外观层是印刷的外观层。
在本发明的一种设计中，传感器面通过在功能板上的导电层形成。导电层优选是功能板的ITO涂层。导电层优选被掩盖，以便将多个单独的传感器面形成在所述功能板上。导电层优选也被掩盖，以便在传感器面中对应于显示面提供空隙，由此可以穿过传感器面照亮所述显示面。优选地，所述层是印刷的层。
在本发明的一种设计中，印刷电路板的接触面通过接触弹簧与功能板的传感器面导电地处于接触中。接触弹簧优选由导电材料、优选金属制成，或以导电材料涂敷。除了接触弹簧之外，可选地也还可以将其他元件设置在接触面与传感器面之间，以便将所述接触面和传感器面导电地相互连接。尽管存在印刷电路板和功能板的尺寸、传感器面的定位、接触面的定位、印刷电路板相对于功能板的装配的可能的公差，接触弹簧的中间连接应该确保可靠的电连接。
在本发明的一种设计方案中，功能板在显示和操作区的区域之外具有接触面，所述接触面一方面通过连接导线与传感器面导电地处于接触中并且另一方面与印刷电路板的接触面导电地处于接触中。通过该措施，印刷电路板的接触面和功能板的传感器面之间的电连接、例如通过以上所述的接触弹簧的电连接相对于显示和操作区错开，从而需要的连接不干扰对功能板上的显示面的照亮并且对显示面的照亮通过在印刷电路板上的光源在没有中间连接光导体的情况下是可能的。
在该设计方案中，接触面和/或连接导线优选通过在功能板上的导电层形成。所述层优选同时是用于将传感器面形成在功能板上的层。
在本发明的一种设计方案中，操作单元还具有至少一个弹簧元件，以用于将操作单元朝挡板的方向预紧和/或将印刷电路板朝操作单元的功能板的方向预紧。
在本发明的一种设计方案中，操作单元还具有在印刷电路板和功能板之间的光导框架，其中，光导框架在显示和操作区的区域中具有穿透部。由所述至少一个光源发射的光通过在光导框架中的穿透部到达功能板上的显示面。应该利用所述光导框架阻止，由所述至少一个光源发射的光到达功能板的其他区域。光导框架的设置尤其是在具有多个显示和操作区的操作单元中是有利的。光导框架优选由耐高温的塑料材料形成。在光导框架中的穿透部的内壁优选光反射地设计。
如果为印刷电路板的接触面与功能板的传感器面之间的导电连接设置接触弹簧，则光导框架优选也具有穿透部，以用于引导该接触弹簧穿过。
在本发明的另一种设计方案中，在印刷电路板上还装配显示器。在这种情况下，功能板在显示器的区域中优选具有作为透光的显示面的空白面。所述空白面例如是在功能板上的外观层中的空隙。
在本发明的另一种设计方案中，在印刷电路板上还装配控制电子装置，以用于操控光源和/或评估通过传感器面检测到的测量信号。
本发明的技术方案还是一种操作装置，所述操作装置具有透光的挡板以及在挡板的内侧上的本发明的上述操作单元，所述挡板具有朝向用户的用户侧和背离用户的内侧。
在本发明的一种设计方案中，操作单元至少部分地接纳在壳体中。所述壳体用于对操作单元的机械的和热的保护。所述壳体可选地也可以用于将操作单元紧固在挡板上。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征和优点由对优选的非限制的实施例的后续的说明借助附图较好地可理解。在此部分示意性地示出：
图1示出包括按照本发明的实施例的操作单元的操作装置的透视分解图；
图2示出按照本发明的第一实施例的操作单元的透视分解图；
图3示出图2的操作单元的功能板的上侧(部分图3A)和下侧(部分图3B)的俯视图；
图4示出按照本发明的第二实施例的操作单元的透视分解图；
图5示出图4的操作单元的透视剖视图；以及
图6示出图4的操作单元的功能板的上侧(部分图6A)和下侧(部分图6B)的俯视图。
具体实施方式
图1阐明用于电子的家用电器、例如灶台的操作装置的实施例的基本结构。
操作装置具有由透光的且电绝缘的材料、例如玻璃或玻璃陶瓷制成的挡板10。挡板10具有朝向用户的用户侧10a(图1中上侧)和背离用户的内侧10b(图1中下侧)。
在挡板10后面、即在挡板10的内侧10b设置有高温稳定的操作单元12。操作单元12优选接纳在壳体14的空腔15中。在操作单元12上优选设置多个弹簧元件16，所述弹簧元件支撑在壳体14的底部上并且将操作单元12的印刷电路板20朝向操作单元的功能板30的方向预紧。在印刷电路板20与功能板30之间，操作单元12还具有光导框架25。
操作单元12是可预装配的结构单元，所述结构单元在例如家用电器的最终制造商处才必须紧固在挡板10上。因为所有显示功能和所有操作功能由操作单元12提供，所以挡板10可以保持没有这样的功能性。
参考图2和图3，现在进一步说明操作单元12的第一实施例的结构和工作原理，所述操作单元在图1的操作装置中可以设置在挡板10后面。
操作单元12的主要部件是印刷电路板20、光导框架25和功能板30，其中，功能板30设置在操作单元12的朝向挡板10的一侧上并且光导框架25设置在功能板30与印刷电路板20之间。印刷电路板20提供操作单元12的电子装置；功能板30为用户提供多个显示和操作区32；并且光导框架25应该支持所述多个显示和操作区32的分开的照明。
功能板30具有朝向挡板10的上侧30a和背离挡板10的下侧30b。功能板30由玻璃材料(例如玻璃或玻璃陶瓷)制造并且因此透光并且高温稳定。
功能板30具有多个显示和操作区32。所述多个显示和操作区分别通过以符号面形式的显示面35或用于显示器以及传感器面37的以空白面形式的显示面36形成。显示面35、36通过在功能板30的上侧30a上的外观层34形成，所述外观层优选由被掩盖的层制成。传感器面37通过在功能板30的下侧30b上的被掩盖的ITO层形成。传感器面37具有对应于显示面35的符号的空隙40和/或由透光的材料形成。导电的传感器面37分别形成电容性的传感器的电极。挡板10形成用于该电容性的传感器的电介质。
在功能板30的外部区域中，在所述功能板的下侧30b上还设置有多个接触面38，所述接触面分别通过连接导线39与传感器面37之一连接。接触面38和连接导线39同样通过形成传感器面37的由导电材料制成的层形成。
在印刷电路板20上装配有多个以发光二极管形式的光源21，其中，功能板30的每个显示和操作区32配置有至少一个光源21。在该实施例中，在印刷电路板20上还装配有显示器22。印刷电路板20此外具有多个接触面24，在所述多个接触面上分别装配一个由金属制成的接触弹簧23。接触面24和接触弹簧23对应于在功能板30上的接触面38定位，从而接触弹簧23将在功能板30上的接触面38与印刷电路板20的接触面24导电连接。作为结果，在功能板30上的传感器面37与印刷电路板20的接触面24导电连接。在印刷电路板20的接触面24上检测的测量信号可以通过控制电子装置评估，所述控制电子装置可以同样装配在操作单元12的印刷电路板20上，以便识别在操作单元12的功能板30的显示和操作区32的区域中对挡板10的接触。
光导框架25例如由高温稳定的塑料材料制成。光导框架25具有多个穿透部26，所述穿透部对应于功能板30的显示和操作区32定位并且所述穿透部的内壁优选光反射地设计。由在印刷电路板20上的光源21发射出的光通过这些穿透部26到达功能板30并且照亮对应的显示面35。在该实施例中，光导框架25还具有穿透部27，所述穿透部对应于显示器22定位并且显示器22伸入所述穿透部中。
光导框架25及其穿透部26用于尽可能均匀地照明各个传感器面35或其符号并且同时阻止在相邻的显示和操作区32之间的照明的串扰。
此外光导框架25具有多个穿透部28，所述多个穿透部对应于在功能板30上的接触面38或印刷电路板20的接触面24定位。接触弹簧23延伸通过这些穿透部26，以便将接触面24、38相互连接。
印刷电路板20和功能板30与光导框架25固定连接、例如借助卡锁连接或胶粘层固定连接。
如在图1和2中示出的那样，光导框架25在其背离功能板30的一侧上具有多个支撑脚29，所述光导框架利用所述支撑脚支撑在壳体14的底部上。支撑脚29还用作为用于弹簧元件16的导向元件，利用所述弹簧元件，当壳体14紧固在挡板10上时，一方面整个操作单元12朝挡板10的方向被挤压并且另一方面印刷电路板20朝操作单元12的功能板30的方向被预紧。在此，弹簧元件16抵抗接触弹簧23的弹簧力。
参考图4至图6，现在进一步说明操作单元12的第二实施例的构造和工作原理，所述操作单元在图1的操作装置中可以设置在挡板10后面。在此，相同的或对应的部件以如在图2和3中的第一实施例的相同的附图标记表征。
操作单元12的第二实施例尤其是通过如下方式不同于第一实施例：在印刷电路板20上没有装配显示器22，而是七分段式显示器通过在印刷电路板20上的多个光源21、在光导框架25中的多个穿透部26和具有对应的符号的显示面35形成。
在其他方面，图4至图6的操作单元12的第二实施例对应于图2和图3的第一实施例。
在图5的剖视图中尤其是可看出，在接触面24、38之间的通过接触弹簧23的导电连接以及光源21在印刷电路板20上的定位和在光导框架25中的穿透部26相对于功能板30的显示和操作区32的定位。图5的图也能以类似的方式转用到操作单元12的第一实施例。
附图标记列表
10 挡板
10a 挡板的用户侧
10b 挡板的内侧
12 操作单元
14 壳体
15 空腔
16 弹簧元件
20 印刷电路板
21 光源、尤其是LED
22 显示器
23 接触弹簧
24 印刷电路板的接触面
25 光导框架
26 用于光源的光的穿透部
27 用于显示器的穿透部
28 用于接触弹簧的穿透部
29 支撑脚
30 功能板
30a 功能板的上侧
30b 功能板的下侧
32 显示和操作区
34 外观层
35 以符号面形式的显示面
36 用于显示器的以空白面形式的显示面
37 传感器面
38 接触面
39 连接导线
40 在传感器面中的空隙

Claims (14)

1.一种用于设置在挡板(10)后面的操作单元(12)，所述操作单元具有：
由玻璃材料制成的功能板(30)；和
在功能板(30)的背离挡板(10)的一侧上的印刷电路板(20)，其中，
功能板(30)具有透光的显示面(35、36)和透光的由导电材料制成的传感器面(37)，所述显示面和传感器面彼此至少部分地重叠，以用于形成显示和操作区(32)，
在印刷电路板(20)上，至少一个光源(21)装配在显示和操作区(32)的区域中，
印刷电路板(20)具有第一接触面(24)，所述第一接触面通过接触弹簧(23)与功能板(30)的传感器面(37)导电地处于接触中，并且
所述操作单元(12)还具有至少一个弹簧元件(16)，以用于使操作单元(12)朝挡板(10)的方向预紧并且使印刷电路板(20)朝操作单元(12)的功能板(30)的方向预紧，其中，所述至少一个弹簧元件(16)抵抗所述接触弹簧(23)的弹簧力。
2.按照权利要求1所述的操作单元，其中，所述功能板(30)具有在操作单元(12)的装配状态中朝向挡板(10)的上侧(30a)和在操作单元(12)的装配状态中背离挡板(10)的下侧(30b)，并且显示面(35、36)设置在功能板(30)的上侧(30a)上，而传感器面(37)设置在功能板(30)的下侧(30b)上。
3.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，所述显示面(35)通过在功能板(30)上的被掩盖的外观层(34)形成。
4.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，所述传感器面(37)通过在功能板(30)上的导电层形成。
5.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，所述功能板(30)在显示和操作区(32)的区域之外具有第二接触面(38)，所述第二接触面一方面通过连接导线(39)与传感器面(37)导电地处于接触中并且另一方面与印刷电路板(20)的第一接触面(24)导电地处于接触中。
6.按照权利要求5所述的操作单元，其中，所述第二接触面(38)和/或连接导线(39)通过在功能板(30)上的导电层形成。
7.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，所述操作单元还具有在印刷电路板(20)与功能板(30)之间的光导框架(25)，其中，光导框架(25)在显示和操作区(32)的区域中具有穿透部(26)。
8.按照权利要求7所述的操作单元，其中，所述光导框架(25)具有用于引导接触弹簧(23)穿过的穿透部(28)。
9.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，在印刷电路板(20)上还装配有显示器(22)，并且功能板(30)在显示器(22)的区域中具有作为透光的显示面的空白面(36)。
10.按照权利要求1或2所述的操作单元，其中，在印刷电路板(20)上还装配有控制电子装置，以用于操控光源(21)和/或评估通过传感器面(37)检测到的测量信号。
11.一种操作装置，所述操作装置具有：
透光的挡板(10)，所述挡板具有朝向用户的用户侧(10a)和背离用户的内侧(10b)；以及
设置在挡板(10)的内侧(10b)上的按照权利要求1至10之一所述的操作单元(12)。
12.按照权利要求11所述的操作装置，其中，所述操作单元(12)至少部分地被接纳在壳体(14)中。
13.一种按照权利要求1至10之一所述的操作单元或按照权利要求11或12所述的操作装置的用于电子的家用电器的应用。
14.按照权利要求13所述的应用，其中，所述家用电器是灶台。
CN201911008740.9A 2018-11-10 2019-10-23 用于设置在挡板后面的操作单元和具有这样的操作单元的操作装置 Active CN111174247B (zh)

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