CN115668773A - 用于家用器具的操作单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于家用器具的操作单元，所述操作单元具有触摸感应单元和相对于该触摸感应单元在背侧定位的LED单元。按照本发明设置，所述触摸感应单元用扩散膜来形成，所述扩散膜的朝向操作者的上侧面设有印刷的字符层并且所述扩散膜的背离上侧面的下侧面设有印刷的功能层。由此产生所述具有减少的部件数量的操作单元的简化的结构，所述简化的结构实现成本优化的制造过程并且在降低不期望的反射效应的同时实现显示对比度的提高。

Description

用于家用器具的操作单元

技术领域

本发明涉及一种用于家用器具的操作单元，所述操作单元具有触摸感应单元以及相对于该触摸感应单元在背侧定位的LED单元。

背景技术

由现有技术已知大量用于家用器具的操作单元。在最简单的情况中，对于家用器具的操作借助于按钮或转动开关来进行，所述按钮或转动开关的位置借助于面板上的标记而可见。此外，已知比如基于微波的未被照亮的膜按键的使用。此外，已知围绕着小的LCD显示器分组的接触敏感的传感器按键，所述传感器按键的各自当前的功能以符号显示给使用者。

EP 3 280 053 A2公开了一种用于家用器具、尤其是灶台的操作模块。前面已知的操作模块具有被施加在基座的固定面上的符号膜，该符号膜具有至少一个接触敏感的键控区。所述至少一个固定面在至少一个键控区的下方拥有发光区域。所述至少一个键控区还分别具有金属层，所述金属层具有至少一个所掏制的留空部，所述留空部用于构造符号。此外，所述金属层与符号膜的电接头导电地连接。除其他外不利的是，除了所述符号膜之外还需要用于使照明均匀的扩散膜。

发明内容

本发明的任务是，说明一种操作单元，该操作单元具有与前面已知的解决方案相比得到简化的设计结构以及得到优化的可识别性。

开头所提到的任务按照权利要求1通过以下方式来解决，即：所述触摸感应单元用扩散膜来形成，所述扩散膜的朝向操作者的上侧面设有印刷的字符层并且所述扩散膜的背离上侧面的下侧面设有印刷的功能层。由此产生所述操作单元的在设计上得到简化的并且特别坚实的结构，该结构实现显著的成本降低。此外，由于基本上仅仅需要双面印刷的扩散膜来作为主要功能元件，所以尤其在困难的外部的光线条件下对使用者来说产生操作单元的得到改善的光学的可感知性。此外，所述扩散膜用于使由LED单元辐射出的光均匀，所述LED单元配备有多个离散的发光二极管。

优选所述扩散膜的字符层和功能层优选借助于丝网印刷来构造。因此，借助于经受验证的印刷技术在字符再现高的重复精度的同时来保证所述层的适合大批量的并且成本低廉的制造。

在一种在技术上有利的设计方案中，所述功能层具有多个电容式的键控电极，其分别被构造用于在操作者手指在空间上接近时产生可测评的电信号。因此，能够实现所述操作单元的舒适的、直观的并且人体工程学上的触摸功能。此外，在所述功能层中构造了大量导体电路，所述导体电路用于将各个电容式的键控电极电连接到所述操作单元的中心的电联接区上，所述中心的电联接区比如能够以多极的插塞连接的形式来制作。所述电容式的键控电极在正常条件下在手指的接近距离小于5mm时发出可测评的电信号。

优选所述电容式的键控电极的电信号能够经由分别配属于这些键控电极的印刷的导体电路传导给所述功能层的至少一个电联接区上。由此，所述操作单元能够容易地并且灵活地与家用器具的控制和/或调节单元电连接。所述扩散膜的在侧面引出的带状的区段在此同时能够充当柔性的电路板（FPC）。至少在所述带状的区段的自由的端部上优选构造了加固部，该加固部具有联接区、像比如多极的插塞连接器等等。

在另一种设计方案的情况中，所述字符层具有许多优选负片印刷的并且至少区域性透光的字符，其中，每个电容式的键控电极优选分别配属于字符层的一个字符。由于电容式的键控电极与被施加到字符层上的字符之间的一致性，产生由操作者或使用者所期望的并且有待触发的功能与相关的键控电极的明确的配属关系。

优选所述字符层的每个字符能够优选单独地借助于至少一个布置在LED单元的电路板上的发光二极管来照亮。因此，字符比如能够在操纵配属于这个字符的电容电极之后通过使用者作为确认来短时间地或者持久地闪光。此外，所述字符的单独可照明性即使在困难的光线条件下、比如在强烈的太阳辐射下也允许舒适的操作。

在一种有利的改进方案中，所述LED单元的电路板具有用于将字符照亮的至少一个数字的或者字母数字的显示器。由此可以借助于所述LED单元将数字或者甚至完整的文字消息显示给使用者。

在一种在技术上有利的改进方案中，所述LED单元的每个发光二极管和每个数字的或字母数字的显示器具有作为光导引部的一部分的光竖井。由此避免紧密相邻的发光二极管或比如呈7段显示器、5×7点矩阵显示器等等的形式的字母数字的LED显示器的光学串扰（所谓的“Cross-Talking”）。所述光竖井能够具有至少区域性地镜面化的内表面。

优选印刷的功能层至少区域性地用保护层来覆盖。由此，所述在功能层的内部通过丝网印刷来形成的电容式的键控电极以及配设的电导体电路持久地得到保护，以防止有害的氧化的环境影响、比如湿气等等以及机械损坏。所述保护层比如能够用保护膜或保护漆来实现。

优选所述扩散膜被固定在平行区段的区域中并且在连接区段中至少区段性地能够灵活地弯曲和/或扭转。由此，能够在所述操作单元与可选的上级的电子的控制和/或调节单元之间进行在空间上灵活的电连接。在连接区段中，所述扩散膜优选借助于加固部来加固，以便能够插入到电连接器或者插槽等中。

在一种有利的技术上的改进方案中设置，所述电路板和光导引部与触摸感应单元固定地连接，以便提供所集成的操作单元。由此，所述LED单元和触摸感应单元形成一个在结构上紧凑的整体单元。所述连接能够借助于至少区域性地构造的胶粘层在保护层与光导引部之间进行。

优选所述字符层用透光的遮盖件来覆盖。因此排除了所述字符层的、比如由于因操作引起的磨损、通过掉下的物品引起的刮擦、脱色的太阳辐射等等引起的机械损坏。此外，防止湿气、异物颗粒等等挤入到所述操作单元中。对于所述操作单元用在灶台中的情况来说，所述透光的遮盖件优选以用于烹饪器具的玻璃的支承面来实现。

附图说明

下面借助于示意图对本发明的一种优选的实施例进行详细解释。其中：

图1示出了按本发明的操作单元的特别示意性的横截面，

图2示出了图1的操作单元的俯视图，该操作单元具有触摸感应单元及其扩散膜，所述扩散膜具有压印的字符层，并且

图3示出了图2的截取部分II的区域中的图2的操作单元的扩散膜的底视图，所述扩散膜具有压印的功能层。

具体实施方式

图1示出了按本发明的操作单元的特别示意性的横截面。用于未示出的家用器具、像比如灶台的操作单元100除其他外包括触摸感应单元106，该触摸感应单元具有透光的并且柔性的并且膜状的扩散膜116。所述扩散膜116的朝向未绘出的使用者或者操作者的上侧面118设有除了所压印的字符体系之外基本上透光的字符层120。所述扩散膜116的背离该扩散膜116的上侧面118的下侧面112设有同样印刷的功能层124，该功能层具有多个这里未示出的电导体电路和电容式的键控电极。所述功能层124同样除了印刷的导体电路和电容式的键控电极之外是透光的。所述字符层120的上侧面126用透光的遮盖件130来覆盖，该遮盖件比如能够用耐温的玻璃或者用透光的塑料来形成。所述扩散膜116的功能层124的下侧面132至少区域性地用薄的同样透光的保护层134来覆盖，以便保护扩散膜116的功能层124不受有害的环境影响、比如磨损、短路和腐蚀性的效应。所述保护层134比如能够用漆、层压的塑料膜等等来形成。在所述字符层120的内部，为了操作家用器具而必需的字符体系以大量字符的形式来构造。

在所述触摸感应单元106的下方存在LED单元136，该LED单元基本上具有刚性的电路板138或者PCB（“Printed Circuit Board”）、块状的光导引部140以及薄的透光的胶粘层142，该胶粘层用于将LED单元136与触摸感应单元106的功能层124的下侧面的保护层134材料锁合地连接起来。所述操作单元100的LED单元136主要用于从后面照亮所述扩散膜116的字符层120的字符体系或者单个的字符。

在所述LED单元136的电路板138上，在这里仅仅示例性地布置了至少一个LED150、数字的或字母数字的显示器152以及电联接区A₁。所述联接区A₁包括大量的电触头，在所述电触头中在这里用图仅仅示出并且标出代表所有另外的触头的触头A₂。所述数字的或字母数字的显示器152比如能够用7段显示器或者用5×7点矩阵显示器来实现。

所述胶粘层142、保护层134、功能层124、承载性的扩散膜116以及遮盖件130基本上分别是完全透光的并且具有膜状的柔性的特性。所述字符层120除了所压印的字符体系或者所述字符之外是不透光的，使得所述字符体系或者字符在激活LED单元150时对眼睛166来说显得是负像的或者倒转的。这意味着，所述字符在其余比如黑色印刷的字符层前显得充满亮光。

所述LED 150和数字的或字母数字的显示器152发射出光158、160或者光信号，用以从后面照亮字符层120的字符并且由此用于可视化家用器具的操作状态。所述光158、160分别穿过块状的光导引部140的内部的所配设的光竖井162、164、穿透胶粘层142、保护层134、扩散膜116、字符层120并且最后穿透遮盖件130并且直至到达配备有操作区100的家用器具的使用者或者操作者的眼睛166。通过所述彼此平行间隔开地并且由此在光学上彼此隔离地伸展的光竖井162、164，来避免由所述LED 150和/或7段显示器辐射出的光158、160或者光信号的串扰（所谓的“Cross Talking”）。此外，避免明亮的环境光朝所述LED单元136中的倾斜入射并且由此避免对于所述数字的或者字母数字的显示器152的过度辐射。

在所述光导引部140的区域中，所述触摸感应单元106和LED单元136在平行区段170中基本上彼此平行间隔开地在板状的透光的遮盖件130与LED单元150的同样刚性的电路板138之间伸展。

所述平行区段170在侧面转变为连接区段172和又与其毗连的自由的联接区段174，使得所述操作单元100比如能够在空间上灵活地与家用器具的电子的控制和/或调节单元相连接。所述扩散膜116的上侧面118在这里示例性地在联接区段174的区域中具有板状的加固部176，其中，在所述功能层124的背离加固部176的下侧面132上构造中心的电联接区180，该电联接区能够包括多个电触头，在所述电触头中在这里仅仅一个电触头182用图勾画出来并且代表所有其余的电触头而标出。在所述连接区段172的区域中，所述触摸感应单元106代表着柔性的电路板、所谓的“Flexible Printed Circuit”，而所述电路板138则具有连贯刚性的特性。

借助于所述柔性的连接区段172，所述触摸感应单元106借助于联接区180和连接区A₁的电触头A₂与LED单元136导电地连接。

所述触摸感应单元106的起光分布作用的扩散膜116除了用于实现接触敏感性的电功能层124之外也包括字符层120，该字符层具有对操作者引导来说必要的所压印的字符或者必要的字符体系，这与前面已知的解决方案相比实现了在设计上大为简化的、可以更加容易地制造的并且作为结果更加成本低廉的结构。此外，产生所述操作单元100的提高的光学性能，因为由于所述扩散膜116连同其三重功能（均匀的光分布、字符层和功能层）还仅仅需要减少的数目的膜和胶粘层，这能够减少不期望的光学的反射和损耗并且实现所述操作单元100的突出的显示对比度。

图2示出了图1的操作单元的俯视图，所述操作单元具有触摸感应单元及其扩散膜，所述扩散膜具有所压印的字符层。在所述操作单元100的LED单元136的刚性的电路板138的上方，伸展着所述扩散膜116的字符层120，该字符层具有多个以印网印刷的方法制造的字符190、192、194、196、198、200。所述字符190仅仅示例性地是纯粹的符号或者表形文字，所述字符192代表着不变的阿拉伯数字或者拉丁字母，所述字符194代表着在0与9之间可变的阿拉伯数字以及可能一些拉丁字母（7段显示器），并且所述字符196比如代表着可变的数字的钟面时间、定时器等等。原则上，所述扩散膜116的字符层120能够具有任意的字符、像比如固定的字母、固定的数字、特殊字符、表形文字、可变的7段数字或者可变的字母数字的5×7点矩阵字符，它们为了突显而优选能够借助于LED单元136单独地被照亮或者从后面照亮。

所述连接区段172在其自由的端部上具有联接区段174，该联接区段具有加固部176和中心的电联接区180或者插头，所述电联接区或者插头具有多个电触头，在所述电触头中仅仅一个电触头代表所有其余的触头而设有附图标记182。所述字符190、192、194以及196分别设计为透光的。比如，所述符号状的字符190能够分别用至少一个LED从后面照亮，所述LED按照图1的LED 150来制作。这同样适用于呈固定的阿拉伯数字或者拉丁字母的形式的字符192。所述呈可变的数字的形式的字符194比如能够分别借助于数字的显示器或者7段显示器按照图1的数字的显示器152从后面照亮。相同的考虑相应地适用于所述扩散膜124的字符层120中的其余字符194、196。

借助于所述电路板138的电联接区154、所述电联接区分别具有多个电触头、在所述电触头中仅仅分别一个电触头代表性地用附图标记156来表示，所述操作单元100比如能够与家用器具的未示出的电子的控制和/或调节单元或者另外的电部件电连接。

除了图1的至少一个LED 150和至少一个数字的或字母数字的显示器152之外，在所述操作单元100的刚性的电路板138上布置了多个另外的电子部件。

图3示出了图2的截取部分II的区域中的图2的操作单元的扩散膜的底视图，所述扩散膜具有所压印的功能层。所述扩散膜116在操作单元100的刚性的电路板138的上方伸展。所述连接区段172转变为具有加固部176和中心的电联接区180的联接区段174，所述联接区180具有代表所有其他电触头而标出的电触头182。在所述扩散膜116的电功能层124中或者在所述扩散膜116的下侧面122上，在这里仅仅示例性地优选以丝网印刷方法制造五个导电的电容式的键控电极220、222、224、226和228。

所述框架形的电容式的第一键控电极220布置在用虚线勾画出的字符192的区域中，该字符代表着阿拉伯数字“9”，其中，所述字符层120在这里被掩盖地在扩散膜116的下方伸展。所述框架形的电容式的键控电极222相应地是字符192，该字符代表着阿拉伯数字“8”。所述框架形的电容式的键控电极224包围着数字“7”的字符192。所述框架形的电容式的键控电极226包围着字符190，该字符在这里示例性地象征着模拟钟，并且所述框架形的电容式的键控电极228包围着呈数字钟或定时器的形式的字符194。

在操作者手指足够接近时，借助于所述电容式的键控电极220、222、224、226、228能够分别产生可以电子方式测评的电信号S_1,…,5。此外，在所述扩散膜116的电功能层124中或者在所述扩散膜116的下侧面122上伸展着多个同样以丝网印刷方法制造的导体电路，在所述导体电路中仅仅一根导体电路234代表所有其余的导体电路用附图标记234来标出。

借助于所述导体电路234，所述电容式的键控电极220、222、224、226、228的单个的电信号S_1,…,5在这里分别被转发给中心的电联接区180的所配设的电触头。由于操作者手指接近所述电容式的键控电极220、222、224、226或228之一而产生相应的电信号S_1,…,5，所述电信号借助于电导体电路234被转发给电联接区180。而后借助于未示出的控制和/或调节单元，能够触发与配属于相应的键控电极220、222、224、226、228的字符相对应的行动。

对于由操作者选择的行动的光学确认比如能够通过借助于所述LED单元的配设的LED或数字的或字母数字的显示器从后面照亮操作单元100的相关的符号来进行。比如，在激活所述电容式的键控电极226时、该键控电极具有配属于该键控电极的、呈模拟钟的形式的字符190，借助于控制和/或调节单元能够促成对于家用器具的内部钟的调整。

电容式的键控电极的功能在此对从事电子领域的专业人员来说由现有技术已足够熟悉，因而在此为了简明扼要的目的而不需要对其详细的功能进行进一步的解释。

所述按本发明的操作单元100具有简化的结构，该结构实现更加成本低廉的制造过程并且同时实现光学的显示品质的改善。

本发明涉及一种用于家用器具的操作单元100，该操作单元具有触摸感应单元106和相对于该触摸感应单元在背侧定位的LED单元136。按照本发明设置，所述触摸感应单元106用扩散膜116来形成，该扩散膜的朝向操作者的上侧面118设有印刷的字符层120并且该扩散膜的背离上侧面的下侧面122设有印刷的功能层124。由此产生所述具有减小的部件数量的操作单元100的简化的结构，该结构实现成本优化的制造过程并且同时在减少不期望的反射效应的同时实现显示对比度的提高。

附图标记列表：

100 操作单元

106 触摸感应单元

116 扩散膜

118 上侧面（扩散膜）

120 字符层（扩散膜）

122 下侧面（扩散膜）

124 功能层

126 上侧面（字符层）

130 遮盖件

132 下侧面（功能层）

134 保护层（扩散膜）

136 LED单元

138 刚性的电路板

140 光导引部

142 胶粘层（LED单元）

150 LED

152 数字的或字母数字的显示器

154 电联接区

156 电触头

158 光

160 光

162 光竖井

164 光竖井

166 人眼

170 平行区段

172 连接区段

174 联接区段

176 加固部

180 电联接区

182 电触头

190 字符（符号）

192 字符（固定的阿拉伯数字）

194 字符（7段显示器）

196 字符（钟面时间或定时器）

210 电子部件

220 电容式的键控电极

222 电容式的键控电极

224 电容式的键控电极

226 电容式的键控电极

228 电容式的键控电极

234 电导体电路

S_1,…5 电信号（电容式的键控电极）

A₁ 电联接区

A₂ 电触头。

Claims (12)

1.一种用于家用器具的操作单元（100），所述操作单元具有触摸感应单元（106）和相对于该触摸感应单元在背侧定位的LED单元（136），其特征在于，所述触摸感应单元（106）用扩散膜（116）来形成，所述扩散膜的朝向操作者的上侧面（118）设有印刷的字符层（120）并且所述扩散膜的背离上侧面的下侧面（122）设有印刷的功能层（124）。

2.根据权利要求1所述的操作单元（100），其特征在于，所述扩散膜（116）的字符层（120）和功能层（124）优选借助于丝网印刷来构造。

3.根据权利要求1或2所述的操作单元（100），其特征在于，所述功能层（124）具有多个电容式的键控电极（220、222、224、226、228），所述电容式的键控电极分别被构造用于在操作者手指在空间上接近时产生能测评的电信号（S_1,…5）。

4.根据权利要求1、2或3所述的操作单元（100），其特征在于，所述电容式的键控电极（220、222、224、226、228）的电信号（S_1,…5）能经由分别配属于所述电容式的键控电极的印刷的导体电路（234）传导到所述功能层（124）的至少一个电联接区（180）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述字符层（120）具有多个优选负片印刷的并且至少区域性地透光的字符（190、192、194、196），其中，每个电容式的键控电极（220、222、224、226、228）优选分别配属于所述字符层（120）的字符（190、192、194、196）。

6.根据权利要求5所述的操作单元（100），其特征在于，优选所述字符层（120）的每个字符（190、192、194、196）能够单独地借助于至少一个布置在所述LED单元（136）的电路板（138）上的发光二极管（150）来照亮。

7.根据权利要求5或6所述的操作单元（100），其特征在于，所述LED单元（136）的电路板（138）具有用于将字符（194）照亮的至少一个数字的或者字母数字的显示器（152）。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述LED单元的每个发光二极管（150）和每个数字的或字母数字的显示器（152）具有光竖井（162、164）作为光导引部（140）的一部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述印刷的功能层（124）至少区域性地用保护层（134）来覆盖。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述扩散膜（116）被固定在平行区段（170）的范围中并且在连接区段（172）中至少区段性地能够灵活地弯曲和/或扭转。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述电路板（138）和所述光导引部（140）与所述触摸感应单元（106）固定地连接，以形成整体式的操作单元（100）。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的操作单元（100），其特征在于，所述字符层（120）用透光的遮盖件（130）来覆盖。

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