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Die
Erfindung betrifft eine Berührungsschalteinrichtung
mit mindestens einem kapazitiven Berührungs- oder Touchsensor, der
an der dem Bediener abgewandten Seite einer durchgängigen,
ein dielektrisches Trägermaterial
aufweisenden Bedienkonsole angeordnet ist, wobei die Bedienkonsole
mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitenden Schicht versehen
ist, welche zumindest im Bereich des Touchsensors jeweils eine Aussparung
aufweist, die eine geschlossene, den Touchsensor zumindest teilweise überdeckende,
von der restlichen Schicht (18) elektrisch isolierte Schaltzone
im Schichtmaterial definiert, und wobei der Touchsensor zumindest
eine aktive erste Elektrode und eine dazu beabstandete zweite Elektrode
aufweist.
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Aus
dem Stand der Technik sind kapazitive Berührungsschalter bekannt. Derartige
Berührungsschalter
werden im Allgemeinen eingesetzt, um Schaltvorgänge durch eine durchgängige Fläche aus Glas
oder Kunststoff hindurch auslösen
zu können. Dazu
werden die Berührungsschalter
hinter der Fläche,
die beispielsweise die Bedienfläche
für ein
elektrisches oder elektronisch ansteuerbares Gerät, eine Glaskeramik-Kochfläche oder
eine sonstige Eingabeeinheit darstellt, angeordnet.
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Durch
Berühren
der Fläche
im Bereich des Berührungsschalters
wird dann der Schaltvorgang ausgelöst, wobei die eigentliche Schaltfunktion
von elektronischen Schaltern oder Relais ausgeführt wird.
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Die
kapazitiven Berührungsschalter
weisen zumindest eine aktive Elektrode auf, die hinter einer durchgängigen Abdeckung
im Bereich der Schaltfläche
angeordnet ist. Die Schaltfunktion wird ausgelöst, wenn sich ein ausreichend
großer,
leitfähiger Körper, beispielsweise
ein menschlicher Finger in der Nähe
der Elektrode befindet.
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Eine
solche Berührungseinrichtung
ist aus der
US 4,614,937 bekannt.
Dabei ist mindestens ein kapazitiver Berührungs- oder Touchsensor an
der Unterseite einer Bedienkonsole angeordnet.
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Die
Bedienkonsole ist mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitenden
Schicht versehen.
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Diese
elektrisch leitende Schicht weist im Bereich des Touchsensors jeweils
eine Aussparung auf, die eine geschlossene, den Touchsensor überdeckende,
von der restlichen Schicht elektrisch isolierte Schaltzone im Schichtmaterial
definiert.
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Bei
dieser Anordnung überdeckt
die elektrisch isolierte Schaltzone die beiden Elektroden gemeinsam,
wobei die Schaltzone der Kopplung des Signals von den Sendeleitungen
auf die Empfangsleitungen dient und die Schaltzone auf derselben
Seite des Trägermaterials
wie die Sendeleitung liegt. Sowohl die Sendeleitung, die Empfangsleitung
als auch die Schaltzone stellen daher aktive Teile bei der Signalübertragung
dar.
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Bei
diesem Aufbau ist nachteilhaft, dass drei aktive Komponenten für die Darstellung
der Schaltfunktionalität
notwendig sind. Dies erfordert einen schaltungstechnisch und auch
herstellungstechnisch nicht unerheblichen Aufwand.
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Die
DE 197 06 168 A1 beschreibt
ein kapazitives System, bei dem als Sensoren zum Beispiel Metallfedern
oder leitfähige
Kunststofftasten von der dem Benutzer abgewandten Seite an die Bedienblende
bzw. das Bedienfeld gedrückt
sind.
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Aus
der
EP 0 795 233 B1 ist
bekannt, flächige
Sensorelemente direkt auf die die Elektronik tragende Leiterplatine
aufzubringen, welche wiederum unmittelbar hinter der Bedienblende
angeordnet ist.
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Aus
der
EP 0 042 167 B1 ist
bekannt, zwei Elektroden auf der dem Bediener abgewandten Seite der
Bedienblende anzuordnen. Auf der dem Bediener zugewandten Seite
ist eine weitere Elektrode angeordnet, welche die beiden unteren
Elektroden überdeckt.
Die beiden unteren Elektroden werden von einer Elektronik so angesteuert,
dass sie als Reihenschaltung zweier Kapazitäten wirken. Die Kopplung erfolgt
dabei über
die obere Elektrode. Berührt der
Bediener die obere Elektrode, wird diese auf Masse gelegt und die
Kopplung des Signals wird stark geschwächt.
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Aus
der
US 6 310 611 B1 ist
eine Anordnung von kapazitiven Berührungsschaltern bekannt, deren Nachweismethode
ebenfalls mit mehr als einer Schaltelektrode arbeitet. Die beiden
Elektroden sind so angeordnet, dass die erste aktive Elektrode zentral
angeordnet von der zweiten kapazitiv gekoppelten Elektrode zumindest
teilweise umfasst ist. Die zweite Elektrode umfasst die erste etwa
ringförmig. Derartige
kapazitive Schalter können
benachbart angeordnet und von einer elektrisch leitenden Schicht derart überdeckt
sein, dass mehrere zweite Elektroden von einer gemeinsamen elektrisch
leitenden Schicht zusammenhängend überdeckt,
also kapazitiv gekoppelt sind. Um das Berühren im Bereich einer ersten
Elektrode nachweisen zu können,
wird in der
US 6 310
611 B1 ein differenzielles Nachweisverfahren vorgeschlagen,
bei dem im allgemeinen die äußere zweite
Elektrode als Bezugspunkt zur inneren ersten Elektrode benutzt wird.
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Aus
designerischen Gründen
sind oftmals die Bedienflächen
insbesondere von elektronischen Geräten als metallische Flächen ausgebildet.
Derartige Metalle sind im Allgemeinen elektrisch leitend. Daher
können
die nach Stand der Technik bekannten kapazitiven Berührungsschalter
nicht durch geschlossene metallische Flächen hindurch betätigt werden.
Dies gilt auch für
metallisierte Flächen
aus Glas oder Kunststoff, welche ebenfalls elektrisch leitend sind.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Berührungsschalteinrichtungen schaltungstechnisch
zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, indem die Aussparung im
Schichtmaterial zumindest abschnittsweise in räumlicher Überdeckung zu der Beabstandung
zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, wobei die zumindest
eine aktive Elektrode von der Schaltzone überdeckt ist. Zusätzlich überdeckt
die restliche Schicht die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrode
zumindest teilweise.
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Die
erste Elektrode des einen Touchsensors dient als aktive Elektrode.
Dieser Touchsensor ist bereits allein mit diesen Komponenten funktionsfähig. Die
elektrisch leitfähige
Teilfläche
der elektrisch leitfähigen
Schicht ist lediglich eine die aktive Elektrode überdeckende elektrisch leitfähige Fläche, bei
deren Berührung
die Elektrode aktiviert wird.
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Zur
aktiven ersten Elektrode ist dazu beabstandet eine zweite Elektrode
angeordnet, die von der restlichen Schicht zumindest teilweise überdeckt ist
und im schaltungstechnischen Sinn ebenfalls als aktiv angesehen
werden kann.
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Somit
sind bei der vorliegenden Erfindung maximal zwei aktive Elektroden
notwendig.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform bildet
die die Schaltzone definierende Aussparung eine ringförmige, rechteckig
umlaufende oder dergleichen geschlossene Unterbrechung in der elektrisch
leitenden Schicht. Dabei ist die Schaltzone als eine entsprechende
kreisrunde, rechteckige oder dergleichen ausgeformte Schichtanordnung
ausgebildet. Die Formgebung der Schaltzone hängt dabei im Wesentlichen von
der Formgebung des unterhalb der Bedienkonsole angeordneten Touchsensors
bzw. der Sensoranordnung ab.
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Gemäß einer
bevorzugten Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass zwischen
der Schaltzone und der aktiven Elektrode eine Kapazität > 0,5 pF, vorzugsweise
eine Kapazität
zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet sein.
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Um
einen kapazitiven Kurzschluss zu vermeiden, überdeckt die restliche Schicht
die aktive Elektrode nicht oder nur geringfügig. Dabei kann zwischen der
Schaltzone und der restlichen Schicht eine Kapazität < 1 pF ausgebildet
sein.
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Die
restliche Schicht kann die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrode
zumindest teilweise überdecken.
Dabei kann zwischen der restlichen Schicht und der zweiten Elektrode
eine Kapazität > 0,5 pF, vorzugsweise
eine Kapazität
zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet sein.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann eine Mehrzahl von Touchsensoren vorgesehen sein, welche jeweils
zumindest eine aktive erste Elektrode und eine zweite Elektrode
aufweisen. Die Touchsensoren sind jeweils voneinander beabstandet
an der Bedienkonsole angeordnet, wobei die aktiven ersten Elektroden
der einzelnen Touchsensoren jeweils von separaten Schaltzonen zumindest
teilweise überdeckt
und zumindest ein Teil der kapazitiv gekoppelten zweiten Elektroden
der einzelnen Touchsensoren von der restlichen Schicht zusammen überdeckt
sind. Somit lassen sich durch die leitende Dekorschicht die zweiten
Elektroden von mehreren Einzelschaltern gemeinsam kapazitiv koppeln,
indem die zweiten Elektroden zusammenhängend überdeckt sind.
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Die
Ermittlung der Aktivierung derartiger Schalter ist insbesondere
bei differenziellen Nachweisverfahren leicht möglich.
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Gemäß noch einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umgreift die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrode die aktive erste
Elektrode jedes Touchsensors im Wesentlichen in einer Ebene parallel
zur Bedienkonsole. Dabei überdeckt
die Schaltzone die erste Elektrode zumindest teilweise. Eine derartige
Berührungsschalteinrichtung
ist besonders einfach an einer flächigen Bedienkonsole anzubringen.
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Um
eine möglichst
schmale, wenig sichtbare Trennlinie erzeugen zu können, beabstandet
die Aussparung die Schaltzone von der restlichen Schicht mit einem
Abstand von etwa 30 μm,
bevorzugt 50 μm.
Aber auch breitere Trennlinie bis zu 3 mm können beispielsweise für die Hinterleuchtungsmarkierung
des Schaltfeldes realisiert sein.
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Um
den designerischen Anforderungen gerecht zu werden, kann die an
der Bedienkonsole angebrachte Schicht eine durchgehende Metallfläche, eine
gerasterte Metallfläche
oder dergleichen elektrisch leitende metallisch anmutende Schicht
sein, in der die jeweiligen Schaltzonen aus demselben Material separiert
sind. Die Separation kann dabei durch Laserbearbeitung oder maskiertes
Beschichten erfolgen.
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Vorzugsweise
ist das Trägermaterial
der Bedienkonsole aus Glas, Kunststoff oder dergleichen dielektrischem
Material aufgebaut.
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Einerseits
ist es möglich,
die elektrisch leitende, metallisch anmutende Schicht an der dem
Bediener zugewandten Fläche
des Trägermaterials
anzuordnen. Insbesondere unter designerischen Aspekten kann eine
derartige Anordnung bevorzugt sein.
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Andererseits
jedoch kann die elektrisch leitende, metallisch anmutende Schicht
auch an der dem Bediener abgewandten Fläche des durchsichtigen Trägermaterials
angeordnet sein. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass das Trägermaterial
als durchgängige
ebene Fläche
auf der Oberseite der Bedienkonsole angeordnet ist, wodurch insbesondere
die Reinigung derselben verbessert ist. Bei einer derartigen Anordnung
ist zwischen der elektrisch leitenden Schicht und dem Touchsensor
eine zusätzliche
elektrisch nicht leitende Isolierschicht angeordnet. Dadurch wird
der modulare Aufbau zwischen Dekorträger und Touchsensor und eine definierte
kapazitive Ankopplung gewährleistet.
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Um
den einzelnen Schaltzonen auf besonders einfache Weise Markierungen
zuzuweisen, damit für
den Bediener beispielsweise die Funktion des jeweiligen Schalters
verdeutlicht ist, können
im Bereich der Schaltzone und/oder der restlichen Schicht Buchstaben,
Zahlen, Symbole oder dergleichen Kennzeichnungen ausgespart sein.
Diese können wiederum
durch Laserbearbeitung oder maskiertes Beschichten aufgebracht sein.
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Um
eine Hinterleuchtung der Bedienkonsole bzw. der einzelnen Schaltzonen
vorzusehen, kann an der dem Bediener abgewandten Seite der elektrisch leitenden
metallisch anmutenden Schicht eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen
sein. Die Beleuchtungseinrichtung kann einzeln oder zusammen ansteuerbare
Leuchtdioden (LEDs), organische Leuchtdioden (OLEDs) oder dergleichen
flächige Lichtquellen
aufweisen.
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Um
eine besonders einfache Herstellung einer erfindungsgemäßen Berührungsschalteinrichtung
bzw. deren Montage an der Bedienkonsole vorzusehen, kann jeder Touchsensor
und/oder deren erste Elektrode und/oder deren zweite Elektrode und/oder
die Beleuchtungseinrichtung auf einer an der dem Bediener abgewandten
Seite der Bedienkonsole angeordneten Elektronikleiterplatte angeordnet
sein. Auf dieser Elektronikleiterplatte kann weiterhin die für die Ansteuerung
der Elektroniken im elektrischen Gerät notwendige Schaltungsanordnung vorgesehen
sein.
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Gemäß noch eines
weiterführenden
Gedankens der Erfindung kann kapazitiven Kopplung durch das Trägermaterial
oder die elektrisch nichtleitenden Isolierschicht hindurch zu der
erste Elektrode und der zweite Elektrode durch eine direkte elektrische
Verbindung ersetzt sein. So kann zwischen der Schaltzone und der
ersten Elektrode und/oder zwischen der restlichen Schicht und der
zweiten Elektrode eine direkte elektrische Kontaktierung ausgebildet
sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1a in
schematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zwei
kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
bei welcher die elektrisch leitende Schicht direkt auf der dem Bediener
zugewandten Seite einer Bedienblende angebracht ist;
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1b in
schematischer Ansicht und im Schnitt gemäß der Schnittlinie IB-IB in 1a die
in 1a gezeigte Anordnung;
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2a in
schematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zwei
kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen
gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
bei welcher die elektrisch leitende Schicht auf der dem Bediener
abgewandten Seite einer durchsichtigen, dem Bediener zugewandten
Trägerschicht
angebracht ist;
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2b in
schematischer Ansicht und im Schnitt gemäß der Schnittlinie IIB-IIB in 2a die
in 2a gezeigte Anordnung; und
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3 in
schematischer Ansicht den Blick von unten auf eine Anordnung aus
zwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen
gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die die Touchsensoren tragende Elektronikleiterplatte zur
besseren Darstellbarkeit ausgelassen ist.
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1 zeigt in schematischer Ansicht und in Draufsicht
eine Anordnung aus zwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen an
einer flächigen
Bedienkonsole 16 eines elektronischen Gerätes. Auf der
Oberfläche
der Bedienkonsole 16 ist eine metallisch anmutende, elektrisch
leitende Schicht 18 aufgebracht. Diese kann mittels eines
geeigneten Bedampfungs- bzw. Beschichtungsverfahren aufgebracht
sein und beispielsweise eine durchgehende oder gerastete Metallfläche sein.
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Die
in 1a gezeigte linke Berührungsschalteinrichtung weist
eine in der Ebene der elektrisch leitenden Schicht 18 angeordnete,
separierte Schaltzone 22.1 auf. Die Schaltzone 22.1 ist
mittels einer quadratisch umlaufenden Aussparung 20.1 von der
restlichen Schicht 18 separiert, so dass kein elektrischer
Kontakt zwischen der Schaltzone 22.1 und der restlichen
Schicht 18 besteht.
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Die
elektrisch leitende Schicht 18 ist auf einem Trägermaterial 14 der
Bedienkonsole 16 aufgebracht. Das Trägermaterial 14 ist
als ein dielektrisches Material ausgebildet, welches beispielsweise Glas
oder ein Kunststoffmaterial sein kann. Die die Schaltzone 22.1 umgebende
Aussparung 20.1 ist durch Laserbearbeitung der Schicht 18 ausgenommen
und beabstandet die Schaltzone 22.1 von der restlichen
Schicht 18 in einem Abstand von etwa 50 μm. Die Aussparung 20.1 gibt
in 1a den Blick auf das Trägermaterial 14 frei.
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Die
in 1a dargestellte rechte Berührungsschalteinrichtung weist ähnlich der
linken Berührungsschalteinrichtung
eine Schaltzone 22.2 auf, die mittels einer Aussparung 20.2 von
der restlichen Schicht 18 separiert ist. Die Ausnehmung 20.2 gibt
in 1a wiederum den Blick auf das Trägermaterial 14 frei.
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Die
in 1a gezeigte linke Berührungsschalteinrichtung weist
eine auf der ihr zugeordneten Schaltzone 22.1 angebrachte
Markierung 32.1 mit der Ziffer „1" auf. Eine derartige Markierung dient
der Zuordnung der Schaltfläche
zu einer bestimmten Schaltfunktion bzw. der Information des Bedieners. Die
in 1a gezeigte rechte Berührungsschalteinrichtung weist
an der ihr zugeordneten Schaltzone 22.2 eine ähnliche
Markierung 32.2 mit der Ziffer „2" auf.
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Die
Markierungen 32.1 und 32.2 auf der in 1 gezeigten linken bzw. rechten Berührungsschalteinrichtung
sind mittels Laserbearbeitung aus den Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 herausgearbeitet. So
geben auch die Markierungen 32.1 bzw. 32.2 den Blick
auf das freiliegende Trägermaterial 14 frei.
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Zwischen
den beiden in 1a gezeigten Berührungsschalteinrichtungen
ist in der Schicht 18 eine weitere Markierung 32.3 in
Form eines Pfeilelements angebracht. Diese Markierung 32.3 ist
ebenfalls mittels Laserbearbeitung aus der Schicht 18 ausgenommen
und gibt in 1a ebenfalls den Blick auf das
freiliegende Trägermaterial 14 frei.
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Das
in 1a gezeigte Trägermaterial 14 ist aus
einem durchsichtigen Glasmaterial aufgebaut, hinter welchem auf
der dem Bediener abgewandten Seite (nicht gezeigte) Beleuchtungseinrichtungen
angeordnet sind. Diese Beleuchtungseinrichtungen dienen der Hinterleuchtung
der Aussparungen 20.1 bzw. 20.2 oder der Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 der
linken bzw. der rechten Berührungsschalteinrichtung.
Auch können
mittels der Beleuchtungseinrichtung die Markierungen 32.1 bzw. 32.2 auf
den Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 als auch die Markierung 32.3 auf
der Schicht 18 hinterleuchtet werden. Dabei kann die Beleuchtungsschalteinrichtung
derart ausgeführt
sein, dass sie einzeln ansteuerbare Elemente, beispielsweise Leuchtdioden
(LEDs) oder organische Leuchtdioden (OLEDs) aufweist. Diese einzelnen
Beleuchtungselemente können
einzeln angesteuert werden, so dass entsprechend festgelegter Vorgaben
in der Beschaltung beispielsweise nur eine aktivierte Berührungsschalteinrichtung
hinterleuchtet wird.
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1b zeigt
in schematischer Ansicht und im Schnitt entlang der Schnittlinie
IB-IB der 1a die
bereits anhand 1a in Draufsicht beschriebene
Anordnung aus einer linken und einer rechten Berührungsschalteinrichtung.
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Anhand 1b wird
der Schichtaufbau der Anordnung aus zwei Berührungsschalteinrichtungen deutlich.
Auf der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Bedienblende 16 ist
auf einem dielektrischen Trägermaterial 14,
im dargestellten Fall Glas, die im wesentlichen durchgängige elektrisch
leitende Schicht 18 aus einem Metallmaterial aufgebracht. Aus
der Metallschicht 18 sind die bereits anhand der 1a beschriebenen
Ausnehmungen 20.1 bzw. 20.2 mittels Laserbearbeitung
herausgearbeitet. In den Bereichen der Ausnehmungen 20.1 bzw. 20.2 ist das
Schichtmaterial der Schicht 18 entfernt, so dass in diesen
Bereichen das Trägermaterial 14 frei
liegt.
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Auf
der dem Bediener abgewandten Seite 12 der Bedienkonsole 16 ist
unterhalb des dielektrischen Trägermaterials 14 ein
der linken Berührungsschalteinrichtung
zugeordneter Berührungs-
bzw. Touchsensor 10.1 derart angeordnet, dass er auf der dem
Bediener zugewandten Seite 13 der Bedienkonsole 16 von
der Schaltzone 22.2 vollständig überdeckt wird.
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Weiterhin
ist an der dem Bediener abgewandten Seite 12 des dielektrischen
Trägermaterials 14 ein
der rechten Berührungsschalteinrichtung
zugeordneter Touchsensor 10.2 derart angeordnet, dass er
auf der dem Bediener zugewandten Seite der Bedienkonsole 16 von
der zugeordneten Schaltzone 22.2 vollständig überdeckt wird.
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Die
Touchsensoren 10.1 und 10.2 der linken bzw. rechten
Berührungsschalteinrichtung
sind auf einer Elektronikleiterplatte 34 angeordnet, welche sich
im wesentlichen parallel zur Bedienblende erstreckt.
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In
einer (nicht gezeigten) Ausführungsform können die
Touchsensoren 10.1 und 10.2 von den Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 nur
teilweise überdeckt sein.
Dabei werden die Touchsensoren 10.1 und 10.2 jedoch
nicht von der restlichen Schicht 18 überdeckt. In diesem Fall wäre nämlich die
Gefahr eines kapazitiven Kurzschlusses gegeben.
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Je
nach der Ausgestaltung der Touchsensoren 10.1 und 10.2 können die
Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 eine individuelle Formgebung
aufweisen. Dabei werden insbesondere kreisrunde und rechteckige bzw.
quadratische Schaltzonen bevorzugt, denn diese sind mittels Laserbearbeitung
besonders leicht herzustellen. Entsprechend umlaufen die Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 die
Aussparungen 20.1 bzw. 20.2 ringförmig, rechteckig
oder quadratisch.
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2a zeigt
in schematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zwei
kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen
gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
Die in 2a dargestellte Anordnung ist
der anhand der 1a bereits beschriebenen Anordnung ähnlich ausgebildet.
So zeigen in 2a dieselben Bezugszeichen wie
in 1a dieselben Komponenten bzw. Merkmale.
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Im
Folgenden sollen demnach nur die Unterschiede gegenüber der
bereits anhand von 1a beschriebenen Anordnung näher erläutert werden.
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Bei
der in 2a gezeigten Anordnung aus einer
linken und einer rechten Berührungsschalteinrichtung
ist an der Bedienkonsole 16 die elektrisch leitende Schicht 18 auf
der dem Bediener abgewandten Seite des auf der dem Bediener zugewandten Seite
der Bedienkonsole 16 angebrachten Trägermaterials 14 aufgebracht.
Das Trägermaterial 14 ist
aus einem durchsichtigen Glasmaterial aufgebaut, so dass der Blick
des Betrachters in 2a durch das Trägermaterial 14 hindurch
auf die dahinter befindliche Schicht 18 fällt. Aus
der Schicht 18 sind wiederum die der linken Schalteinrichtung
zugeordnete Schaltzone 22.1 mittels der Ausnehmung 20.1 und die
der rechten Schalteinrichtung zugeordnete Schaltzone 22.2 mittels
der Ausnehmung 20.2 von der restlichen Schicht 18 separiert.
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Die
um die Schaltzonen 22.1 und 22.2 herum verlaufenden
Ausnehmungen 20.1 und 20.2 geben den Blick frei
auf die unterhalb der Schicht 18 angeordnete elektrisch
nicht leitende Isolierungsschicht 30. Auch die aus den
Schaltzonen 22.1 und 22.2 ausgenommenen Kennzeichnungen 32.1 und 32.2 geben
den Blick auf die Isolierschicht 30 frei. Das gleiche gilt
für die
in der Schicht 18 separierte Markierung 32.3.
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2b zeigt
in schematischer Ansicht und im Schnitt entlang der Schnittlinie
IIB-IIB in 2a den
Aufbau der Anordnung bestehend aus den zwei Berührungsschalteinrichtungen gemäß der 2a.
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Auf
der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Bedienkonsole 16 ist
die aus einem dielektrischen, durchsichtigen Glasmaterial aufgebaute
Trägerschicht 14 angeordnet.
Auf der dem Bediener abgewandten Seite der Trägerschicht 14 ist
die elektrisch leitende Schicht 18 aufgebracht, in der
durch die umlaufenden Ausnehmungen 20.1 und 20.2 die der
linken Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Schaltzone 22.1 und die der rechten Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Schaltzone 22.2 separiert sind. Unterhalb der
elektrisch leitenden Schicht 18 bzw. der Schaltzonen 22.1 und 22.2 ist
die elektrisch nicht leitende Isolierschicht 30 angeordnet. Die
Isolierschicht 30 ist in der in 2b gezeigten Ausführungsform
die Materialträgerschicht
der Bedienkonsole 16.
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Auf
der dem Bediener abgewandten Seite 12 der Isolierschicht 30 ist
an dieser flächig
angrenzend der der linken Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.1 derart angeordnet, dass er auf
der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Isolierschicht 30 von
der dort angeordneten Schaltzone 22.1 überdeckt ist. Ebenso ist an
der dem Bediener abgewandten Seite 12 der Isolierschicht 30 der
der rechten Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.2 derart angeordnet, dass er
auf der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Isolierschicht 30 von
der Schaltzone 22.2 überdeckt
wird.
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Die
Touchsensoren 10.1 und 10.2 sind auf der Elektronikleiterplatte 34 zusammen
mit der (nicht gezeigten) Schaltelektronik aufgebracht. Weiterhin ist
auf der Elektronikleiterplatte 34 die (nicht gezeigte)
Beleuchtungseinrichtung angeordnet.
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3 zeigt
in schematischer Ansicht den Blick von unten auf eine Anordnung
aus zwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen
gemäß einer weiteren
Ausführungsform.
Die bereits in den 1a bis 2b verwendeten
Bezugszeichen kennzeichnen gleiche oder ähnliche Komponenten oder Merkmale.
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Die
Elektronikleiterplatte, wie sie beispielsweise anhand der 1b und 2b mit
den Bezugszeichen 34 versehen dargestellt ist, ist nunmehr in 3 der
Deutlichkeit halber ausgelassen. Die in 3 gezeigten
Elektronikkomponenten sind jedoch auch auf einer derartigen Elektronikleiterplatte
aufgebracht.
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3 zeigt
den Blick von unten auf die Rückseite
einer Bedienkonsole 16 die auf der dem Bediener zugewandten
Seite mit einer elektrisch leitenden Metallschicht 18 versehen
ist. Die Schicht 18 ist auf einem in 3 nicht
darstellba ren, weil durchsichtigen Trägermaterial 14 aufgebracht.
Der Blick des Betrachters fällt
demnach in 3 durch das durchsichtige, dielektrische
Trägermaterial
hindurch auf die Metallschicht 18. Auf der dem Bediener
abgewandten Seite der Bedienkonsole ist der der in 3 dargestellten
linken Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.1 und der der in 3 dargestellten
rechten Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.2 angebracht.
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Der
Touchsensor 10.1 der linken Berührungsschalteinrichtung weist
eine aktive Elektrode 24.1 auf, welche an der dem Bediener
zugewandten Seite der Bedienkonsole 16 von der durch die
Ausnehmung 20.1 aus der Metallschicht 18 separierten Schaltzone 22.1 vollständig überdeckt
ist. Die aktive Elektrode 24.1 ist in der in 3 gezeigten
Ausführungsform
als eine flächige
Anordnung, welche eine zur Elektronikleiterplatte geführte Kontaktierung
aufweist, gebildet.
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Weiterhin
weist der Touchsensor 10.1 eine die erste aktive Elektrode 24.1 umfassende
zweite kapazitiv gekoppelte Elektrode 26.1 auf. Die zweite Elektrode 26.1 ist
nahe der ersten Elektrode 22.1 angeordnet. Die zweite Elektrode 26.1 wird
auf der dem Bediener zugewandten Seite von der restlichen Schicht 18 überdeckt.
Dabei ist die Aussparung 20.1 zwischen der Schaltzone 22.1 und
der restlichen Schicht 18 so angeordnet, dass sie die Beabstandung
zwischen der ersten Elektrode 24.1 und der zweiten Elektrode 26.1 überdeckt.
Somit ist sichergestellt, dass die erste Elektrode 24.1 nur
von der Schaltzone 22.1 überdeckt und die zweite Elektrode 26.1 von
der restlichen Schicht 18 überdeckt ist. Damit wird ein
kapazitiver Kurzschluss vermieden. Zwischen der Schaltzone 22.1 und
der restlichen Schicht 18 ist eine Kapazität < 1 pF ausgebildet.
Zwischen der Schaltzone 22.1 und der aktiven Elektrode 24.1 ist
eine Kapazität
vorzugsweise zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet.
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Der
der rechten Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.2 ist gleich dem der linken
Berührungsschalteinrichtung
zugeordnete Touchsensor 10.1 aufgebaut. So umfasst eine
zweite Elektrode 26.2 die erste aktive Elektrode 24.2,
wobei die erste aktive Elektrode 24.2 von der durch die
Aussparung 20.2 aus der elektrisch leitenden Schicht 18 separierten
Schaltzone 22.2 überdeckt
wird, wohingegen die zweite Elektrode 26.2 von der restlichen Schicht 18 überdeckt
ist. Zwischen der Schaltzone 22.2 und der restlichen Schicht 18 ist
eine Kapazität < 1 pF ausgebildet.
Zwischen der Schaltzone 22.2 und der aktiven Elektrode 24.2 ist
eine Kapazität
vorzugsweise zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet.
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Anhand
von 3 wird deutlich, dass die restliche Schicht 18 sowohl
die zweite Elektrode 26.1 der linken Berührungsschaltanordnung
als auch die zweite Elektrode 26.2 der rechten Berührungsschaltanordnung
zusammen überdeckt.
Dabei stellt die Überdeckung
zwischen den kapazitiv gekoppelten zweiten Elektroden 26.1 und 26.2 der
beiden gezeigten Touchsensoren 10.1 und 10.2 eine
kapazitive Verbindung mit einer Kapazität von vorzugsweise 1 bis 10
pF Farad dar.
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In
einer (nicht gezeigten) weiteren Ausführungsform kann zwischen den
in 3 gezeigten Schaltzonen 22.1 und 22.2 und
den ersten Elektroden 24.1 bzw. 24.2 eine direkte
elektrische Kontaktierung ausgebildet sein. Auch kann zwischen der
restlichen Schicht 18 und den zweiten Elektroden 26.1 und 26.2 eine
direkte elektrische Kontaktierung ausgebildet sein.