DE102008032850B4 - Operating element with capacitive proximity sensor - Google Patents
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Abstract
Bedienelement (1) mit kapazitiver Näherungssensorik, aufweisend eine Masse-Elektrode (2) und eine Sensorelektrode (3) sowie eine zwischen Masse-Elektrode (2) und Sensorelektrode (3) angeordnete Richtelektrode (4), wobei die Sensorelektrode (3) und die Richtelektrode (4) das gleiche Potential aufweisen, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Teil, wobei das erste gegenüber dem zweiten Teil beweglich angeordnet ist und die Sensorelektrode (3) und die Richtelektrode (4) am ersten Teil angeordnet sind und die Masse-Elektrode (2) am zweiten Teil angeordnet ist.Operating element (1) with capacitive proximity sensor, comprising a ground electrode (2) and a sensor electrode (3) and a between ground electrode (2) and sensor electrode (3) arranged directional electrode (4), wherein the sensor electrode (3) and the Directional electrode (4) have the same potential, characterized by a first and a second part, wherein the first is arranged to be movable relative to the second part and the sensor electrode (3) and the directional electrode (4) are arranged on the first part and the ground electrode (2) is arranged on the second part.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einer kapazitiven Näherungssensorik, aufweisend eine Sensorelektrode, eine Richtelektrode und eine Masse-Elektrode.The The present invention relates to a control element with a capacitive Proximity sensors, comprising a sensor electrode, a directional electrode and a ground electrode.
Bedienelemente,
insbesondere Taster, mit einer kapazitiven Näherungssensorik sind aus dem Stand
der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise eingesetzt, um bei
einer Annährung
an das Bedienelement die Funktion anzuzeigen, die bei der tatsachlichen
Betätigung
ausgeführt
wird, oder eine zweistufige Betätigung
zu ermöglichen.
So offenbart das Gebrauchsmuster
Ferner
offenbart die Offenlegungsschrift
Des
Weiteren zeigt die Druckschrift
Aus
der europäischen
Patentanmeldung
Ferner
offenbart die Druckschrift
Bei den bekannten Bedienelementen mit kapazitiver Näherungssensorik ist eine empfindliche Auswertungselektronik notwendig, um eine Änderung des elektrischen Feldes zwischen der Sensorelektrode und dem sich nähernden Objekt zu detektieren. Dies kann fälschlich zu einer Detektion führen, obwohl keine Annäherung stattgefunden hat. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement mit eine kapazitiven Näherungssensorik bereitzustellen, das eine einfachere und zuverlässigere Detektion ermöglicht.at the known controls with capacitive proximity sensors is a sensitive evaluation electronics necessary to make a change of the electric field between the sensor electrode and the itself approaching To detect object. This can falsely lead to a detection lead, though no approach took place. It is therefore the object of the present invention to provide a control with a capacitive proximity sensor, a simpler and more reliable one Detection enabled.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bedienelement nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.These Task is solved by an operating element according to claim 1. Advantageous embodiments are the dependent claims refer to.
Ein erfindungsgemäßes Bedienelement mit kapazitiver Näherungssensorik weist eine Masse-Elektrode und eine Sensorelektrode auf sowie eine zwischen Masse-Elektrode und Sensorelektrode angeordnete Richtelektrode, wobei die Sensorelektrode und die Richtelektrode derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass das elektrische Feld in eine Richtung fokussiert wird. Diese Richtung ist diejenige Richtung, aus der das Bedienelement betätigt wird, aus der also eine Annäherung stattfindet. Gleichzeitig erfolgt durch die Masse-Elektrode eine Abschirmung in die Gegenrichtung, also die Rückseite des Bedienelements.One Control element according to the invention with capacitive proximity sensor has a ground electrode and a sensor electrode and a between the ground electrode and sensor electrode arranged directional electrode, wherein the sensor electrode and the directional electrode configured and are arranged so that the electric field focused in one direction becomes. This direction is the direction from which the control element is pressed, from the so an approximation takes place. At the same time, a shielding takes place through the ground electrode in the opposite direction, so the back of the operating element.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „zwischen” je nach Verwendung in diesem Dokument zwei Bedeutungen hat. Bezogen auf die Elektroden handelt es sich um die geometrische Bedeutung, das heißt, dass die zwischen der Masse-Elektrode und der Sensorelektrode angeordnete Richtelektrode auf der Verbindung zwischen der Masse-Elektrode und der Sensorelektrode liegt. Die Richtelektrode schirmt, von der Sensorelektrode aus betrachtet, die Masse-Elektrode demnach ganz oder teilweise ab. Bezogen auf das elektrische Feld handelt es sich um eine umfassendere Bedeutung, da sich das elektrische Feld nicht nur im geometrischen Bereich zwischen der Masse-Elektrode und der Sensorelektrode ausbreitet, sondern auch als Streufeld außerhalb dieses Bereiches. Dieses Streufeld ist ebenfalls Bestandteil des elektrischen Feldes zwischen der Masse-Elektrode und der Sensorelektrode.It It should be noted that the term "between" depending on the use in this Document has two meanings. Related to the electrodes acts it is the geometric meaning, that is, that between the ground electrode and the sensor electrode arranged directional electrode on the connection between the ground electrode and the sensor electrode. The Directional electrode shields, viewed from the sensor electrode, Accordingly, the ground electrode completely or partially from. Related to the electric field is a broader meaning, because the electric field is not only in the geometric range propagates between the ground electrode and the sensor electrode, but also as a stray field outside this area. This stray field is also part of the electric field between the ground electrode and the sensor electrode.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weisen die Sensorelektrode und die Richtelektrode das gleiche Potential auf. Dadurch wird eine optimierte Verteilung des elektrischen Feldes zwischen der Masse-Elektrode und der Sensorelektrode erreicht. Außerdem muss nur ein Potential für die beiden Elektroden bereitgestellt werden.In In a preferred embodiment, the sensor electrode and the directional electrode has the same potential. This will be a optimized distribution of the electric field between the ground electrode and reaches the sensor electrode. Besides, there just has to be one potential for the be provided to both electrodes.
In vorteilhafter Weise sind die Sensorelektrode und die Richtelektrode voneinander beabstandet angeordnet. Durch den Abstand wird eine optimierte Verteilung des elektrischen Feldes erreicht. Bevorzugt befindet sich ein Luftspalt zumindest teilweise zwischen der Sensorelektrode und der Richtelektrode.Advantageously, the sensor electrode and the directional electrode are arranged spaced from each other. The distance achieves an optimized distribution of the electric field. Preferably, an air gap is at least partially between the sensor electrode and the directional electrode.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Sensorelektrode und die Richtelektrode zueinander parallel. Das bedeutet, dass die einander zugewandten Seiten der Elektroden zueinander parallel sind. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des elektrischen Feldes. Optional ist auch die Masse-Elektrode parallel zu den beiden anderen Elektroden.In An embodiment of the invention are the sensor electrode and the directional electrode parallel to each other. That means the mutually facing sides of the electrodes are parallel to each other. this leads to to an even distribution of the electric field. Optionally, the ground electrode is parallel to the other two electrodes.
In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht die Sensorelektrode und/oder die Richtelektrode aus einem transparenten, leitfähigen Material. Dadurch kann eine Lichtquelle zur Ausleuchtung des Bedienelements vorgesehen sein, deren Licht durch die Elektrode von Innen auf eine Oberfläche des Bedienelements trifft, beispielsweise als Funktions- oder Suchbeleuchtung.In In another embodiment, the sensor electrode and / or the directional electrode of a transparent, conductive material. As a result, a light source for illuminating the operating element be provided, the light through the electrode from the inside to a surface the operating element meets, for example, as a function or search lighting.
Bevorzugt ist die Oberfläche der Richtelektrode größer als die Oberfläche der Sensorelektrode. Das bedeutet, dass die der Sensorelektrode zugewandte Fläche der Richtelektrode größer ist als die der Richtelektrode zugewandte Fläche der Sensorelektrode.Prefers is the surface the directional electrode greater than the surface the sensor electrode. That means that the sensor electrode facing surface the directional electrode is larger as the surface of the sensor electrode facing the directional electrode.
Dadurch wird eine besondere Fokussierung des elektrischen Felds auf den Erfassungsbereich der Näherungssensorik erzielt.Thereby will be a special focusing of the electric field on the Detection range of the proximity sensor achieved.
Weiterhin bevorzugt ist der Abstand der Richtelektrode von der Sensorelektrode kleiner als der Abstand der Richtelektrode von der Masse-Elektrode. Dadurch wird eine vorteilhafte Verteilung des elektrischen Feldes erreicht.Farther the distance between the directional electrode and the sensor electrode is preferred smaller than the distance of the directional electrode from the ground electrode. This results in an advantageous distribution of the electric field reached.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Bedienelement ein erstes Teil auf, das gegenüber einem zweiten Teil beweglich angeordnet ist, wobei die Sensorelektrode und die Richtelektrode am ersten Teil angeordnet sind und die Masse-Elektrode am zweiten Teil angeordnet ist. Somit ist eine flexible elektrische Kontaktierung nur für die Sensorelektrode und die Richtelektrode notwendig. Wenn die Sensorelektrode und die Richtelektrode das gleiche Potential aufweisen, reduziert sich die Kontaktierung auf eine einzige flexible Zuleitung. Durch die Anordnung der Elektroden auf den beiden Teilen des Bedienelements befinden sich die Sensorelektrode und die Richtelektrode nächstmöglich am Erfassungsbereich der Näherungssensorik, was eine sicherere und fehlerfreiere Detektion ermöglicht.In an embodiment of the invention, the operating element first part on that opposite a second part is movably arranged, wherein the sensor electrode and the directional electrode are disposed on the first part and the ground electrode is arranged on the second part. Thus, a flexible electrical Contacting only for the sensor electrode and the directional electrode necessary. When the sensor electrode and the directional electrode have the same potential, reduced Contacting a single flexible cable. By the arrangement of the electrodes on the two parts of the operating element the sensor electrode and the directional electrode are next on the Detection range of the proximity sensor, which allows a safer and error-free detection.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Elektroden auf einem flexiblen Träger angeordnet. Der flexible Träger ist beispielsweise eine Folie oder eine flexible Leiterplatte. Derartige Elektroden sind einfach herzustellen und flexibel verwendbar. Dabei sind alle drei Elektroden auf dem gleichen Träger angeordnet, jede Elektrode auf einem eigenen Träger oder zwei Elektroden auf einem ersten Träger und die dritte Elektrode auf einem zweiten Träger.In In one embodiment of the invention, the electrodes are on one flexible carrier arranged. The flexible carrier is for example a foil or a flexible printed circuit board. such Electrodes are easy to manufacture and flexible to use. there All three electrodes are arranged on the same carrier, each electrode on a separate carrier or two electrodes on a first carrier and the third electrode on a second carrier.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei zeigtThe Invention is based on embodiments described in more detail become. It shows
In
der
Die
Durch
die Form, die Größe und die
Anordnung der Elektroden
Die
Dargestellt
in der
Nähert sich
beispielsweise ein Finger einer Bedienperson dem Taster
Claims (8)
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