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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drückschalter,
der mit einem Kapazitätssensor ausgestattet ist, der eine
Funktion zum Feststellen einer Berührung auf einer Betätigungsfläche
durch einen menschlichen Körper (Finger) aufweist, sowie auf
eine Eingabevorrichtung, die eine Mehrzahl von mit Kapazitätssensor
ausgestatteten Drückschaltern in einer parallelen Anordnung
aufweist.
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Auf
Bedienungsfeldern von in Fahrzeugen angebrachten Steuerungen, beispielsweise
von Klimaanlagen, Audiosystemen und Navigationssystemen, sind häufig
leicht zu betätigende Drückschalter angeordnet.
Auf einem Bedienungsfeld dieses Typs ist typischerweise eine Mehrzahl
von Drückschaltern parallel zueinander angeordnet. Ein
Benutzer muss daher eine visuelle Bestätigung der Position
eines gewünschten Drückschalters vornehmen und
dann den Schalter drücken. Während der Fahrt muss
der Fahrer jedoch seine Augen von der vor ihm liegenden Straße
nehmen und zu seiner Hand blicken, um einen gewünschten
Drückschalter zu finden und einen Finger auf den Schalter
zu setzen. Nachteilig ist hierbei, dass der Benutzer tendenziell
seine Aufmerksamkeit von der vor ihm liegenden Straße nimmt.
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Es
ist bereits ein Drückschalter vorgeschlagen worden, der
mit einer Kapazitätssensorfunktion ausgestattet ist, um
auf der Basis einer Kapazitätsänderung, die bei
Berührung einer Betätigungsfläche durch
einen menschlichen Körper verursacht wird, festzustellen,
ob ein Finger eines Benutzers mit der Betätigungsfläche
in Berührung ist (siehe z. B. die ungeprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 2007-73506 ). Bei dem Drückschalter mit dem
Kapazitätssensor gemäß dem einschlägigen Stand
der Technik ist eine aus einer Metallplatte gebildete Detektionselektrode
in die rückwärtige Oberfläche einer Betätigungsfläche
eines Betätigungselements integriert. Wenn ein Finger eines
Benutzers die Betätigungsfläche berührt,
wird ein eine Kapazitätsänderung anzeigendes Detektionssignal
von der Detektionselektrode über ein Verdrahtungssubstrat zu
einer Steuereinrichtung geleitet. Das Betätigungselement
ist durch einen Träger derart gehaltert, dass das Betätigungselement
in der Richtung, in der das Betätigungselement mit Druck
beaufschlagt ist, nach unten und nach oben beweglich ist, wobei
diese Richtung im Folgenden als Drückrichtung bezeichnet wird.
Wenn der Benutzer das Betätigungselement drückt,
wird ein durch das Betätigungselement verlagerter beweglicher
Kontakt mit einem feststehenden Kontakt in Berührung gebracht,
so dass ein Einschaltsignal, das die elektrische Verbindung der
Kontakte anzeigt, über das Verdrahtungssubstrat zu der Steuereinrichtung
geleitet wird. Bei dem Drückschalter gemäß dem
einschlägigen Stand der Technik wird die Detektionselektrode
in integraler Weise mit dem Betätigungselement nach unten
oder nach oben bewegt. Daher wird das eine Ende einer elektrisch
leitfähigen Schraubenfeder in federnd nachgiebigen Kontakt
mit dem Verdrahtungssubstrat mit einem Verdrahtungsmuster oder dergleichen
gebracht, und das andere Ende der Schraubenfeder wird in federnd nachgiebigen
Kontakt mit der Detektionselektrode gebracht, so dass die elektrische
Verbindung zwischen der Detektionselektrode und dem Verdrahtungssubstrat
auch bei der Bewegung des Betätigungselements nach unten
und nach oben aufrechterhalten bleibt.
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Wenn
die mit Kapazitätssensor ausgestatteten Drückschalter
mit der schematischen Ausbildung gemäß der vorliegenden
Beschreibung als Betätigungsschalter einer in einem Fahrzeug
angebrachten Steuerung verwendet werden, kann eine Anzeige, wie
diese häufig an einer Stelle installiert ist, an der ein
Benutzer die Anzeige betrachten kann ohne seine Augen in nennenswerter
Weise von der vor ihm liegenden Straße zu nehmen, für
die Anzeige von Information verwendet werden, so dass der Benutzer unmittelbar
erkennen kann, welcher Drückschalter durch einen Finger
des Benutzers berührt wird. Als Ergebnis hiervon kann der
Benutzer einen gewünschten Drückschalter korrekt
auswählen, um einen Drückvorgang auszuführen,
ohne auf seine Hand zu blicken. Vorteilhafterweise kann der Benutzer
die in dem Fahrzeug angebrachte Steuerung in einfacher Weise betätigen,
ohne seine Aufmerksamkeit auf die vor ihm liegende Straße
zu vermindern, so dass sich erhebliche Verbesserungen bei der Sicherheit
und der Bedienbarkeit ergeben.
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In
manchen Fällen ist es schwierig, eine Eingabevorrichtung
mit einer Mehrzahl von parallel angeordneten Drückschaltern
in einem Bedienungsfeld derart auszubilden, dass Betätigungsflächen
der Schalter auf der gleichen Höhe bzw. dem gleichen Niveau
relativ zu einem Verdrahtungssubstrat angeordnet sind. Da es viele
Ausbildungs- und Platzeinschränkungen in einem Bedienungsfeld
einer in einem Fahrzeug angebrachten Steuerung gibt, müssen
z. B. die Betätigungsflächen der parallel angeordneten
Drückschalter in vielen Fällen auf unterschiedlichen
Höhen relativ zu dem Verdrahtungssubstrat platziert werden.
Unter der Annahme, dass die parallel angeordneten Drückschalter
jeweils eine Kapazitätssensorfunktion aufweisen, ist es
bei unterschiedlicher Ausbildung der Formgebungen der Betätigungselemente
der Drückschalter in diesem Fall schwierig, die Betätigungsflächen
der Drückschalter auf unterschiedlichen Höhen
relativ zu dem Verdrahtungssubstrat anzuordnen. Bisher variiert
daher die Länge in Ausfahr- und Zurückziehrichtung
(Drückrichtung) einer zwischen einer Detektionselektrode und
dem Verdrahtungssubstrat angeordneten Schraubenfeder von Schalter
zu Schalter.
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9 veranschaulicht
einen Fall, in dem zwei Drückschalter 20 parallel
auf einem Verdrahtungssubstrat 30 angeordnet sind und ein
Betätigungselement 21 jedes Drückschalters 20 auf
einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 25 angebracht ist und
durch eine Halterung 26 derart abgestützt ist, dass
der Drückschalter 20 in 9 nach unten
und oben beweglich ist, wobei die Niveaus der Betätigungsflächen 21a der
Drückschalter 20 voneinander verschieden vorgesehen
sind. In diesem Fall sind Schraubenfedern 22 des linken
Drückschalters 20, dessen Betätigungsfläche 21a sich
auf einem niedrigeren Niveau befindet, derart in den Schalter integriert,
dass die Schraubenfedern 22 stärker zusammengedrückt
sind als die anderen Schraubenfedern 22 des rechten Drückschalters 20.
An der rückseitigen Oberfläche der Betätigungsfläche 21a des
Betätigungselements 21 jedes Drückschalters 20 ist
eine Detektionselektrode 23 befestigt. Die Distanz zwischen
der Detektionselektrode 23 und dem Verdrahtungssubstrat 30 ist
bei dem linken Drückschalter 20 kürzer
als bei dem rechten Drückschalter 20, da die Schraubenfedern 22 des
Drückschalters 20 in der Ausfahr-/Zurückziehrichtung
im unbetätigten Zustand eine andere Länge aufweisen
als die des anderen Drückschalters 20. Die Detektionselektroden 23 sind
zu jedem Zeitpunkt in einem mit dem Verdrahtungssubstrat 30 elektrisch
verbundenen Zustand gehalten, so dass die Kapazitätssensorfunktionen gewährleistet
sind. In 9 ist ein Halteelement 24 an
jedem Betätigungselement 21 derart festgelegt, dass
das Halteelement 24 im Inneren des Betätigungselements 21 platziert
ist. Da die Schraubenfedern 22 durch Durchgangsöffnungen 24a jedes
Halteelements 24 hindurchgeführt sind, kann die
Ausfahr-/Zurückziehrichtung der Schraubenfedern 22 identisch
mit der Drückrichtung ausgebildet werden, so dass die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung gewährleistet ist.
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In
dem Fall, in dem die Schraubenfedern 22 mit der gleichen
Länge und der gleichen Federkonstante in einer derartigen
Weise in die Drückschalter integriert sind, dass die Schraubenfedern
unterschiedliche zusammengedrückte Zustände aufweisen,
um die Niveaus der Betätigungsflächen 21a der parallel
angeordneten Drückschalter 20 voneinander verschieden
zu machen, ist jedoch eine durch die Schraubenfedern 22 verursachte
Reaktionskraft beim Drücken der Betätigungsfläche 21a des
Drückschalters 20 durch den Benutzer von Drückschalter 20 zu
Drückschalter 20 verschieden. Daraus ergibt sich
der Nachteil, dass eine Drückkraft von Drückschalter 20 zu
Drückschalter 20 variiert. Um eine Schwankung
bei der Drückkraft zu vermeiden, können verschiedene
Schraubenfedern 22 mit unterschiedlichen Längen
und Federkonstanten bereitgestellt werden. Dies ist jedoch nicht
bevorzugt, da die Kosten der Teile der Drückschalter 20 erheblich
gesteigert werden. Wenn die Drückschalter 20 unabhängig
von dem Niveau der Betätigungsfläche 21a mit
einer gleichmäßigen Distanz zwischen der Detektionselektrode 23 und
dem Verdrahtungssubstrat 30 vorgesehen sind, ist es nicht
notwendig, verschiedene Schraubenfedern 22 bereitzustellen.
Dies ist jedoch nicht wünschenswert, da die Distanz zwischen der
Betätigungsfläche 21a und der Detektionselektrode 23 von
Drückschalter 20 zu Drückschalter 20 variiert
und dies zu starken Schwankungen bei der Genauigkeit der Kapazitätsdetektion
führt.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten
Umstände des einschlägigen Standes der Technik
erfolgt. Die vorliegende Erfindung schafft einen mit einem Kapazitätssensor
ausgestatteten Drückschalter, der in der Lage ist, einer
Anzahl von verschiedenen Höhen in kostengünstiger
Weise Rechnung zu tragen und Schwankungen bei der Drückkraft
in einfacher Weise zu verhindern. Die vorliegende Erfindung schafft
ferner eine Eingabevorrichtung, die selbst dann, wenn Betätigungsflächen
einer Mehrzahl von mit Kapazitätssensor ausgestatteten
und parallel angeordneten Drückschaltern auf unterschiedlichen
Niveaus relativ zu einem Verdrahtungssubstrat angeordnet sind, eine
Betätigung der Drückschalter mit der gleichen
Drückkraft ermöglicht, wobei ferner eine gleiche
Ausbildung der Teile der jeweiligen Drückschalter in einfacher
Weise erzielt werden kann.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Drückschalter
geschaffen, der mit einem Kapazitätssensor ausgestattet
ist, wobei der Drückschalter folgende Elemente aufweist.
Ein Betätigungselement beinhaltet einen oberen Bereich, dessen
vordere Oberfläche als Betätigungsfläche dient.
Eine Detektionselektrode ist in Kontakt mit der rückseitigen
Oberfläche des oberen Bereichs angeordnet. Ein Halteelement
ist an dem Betätigungselement festgelegt und weist eine
Durchgangsöffnung auf, die der Detektionselektrode gegenüberliegt.
Eine leitfähige Schraubenfeder ist durch die Durchgangsöffnung
hindurchgeführt, wobei das eine Ende der Schraubenfeder
in federnd nachgiebigem Kontakt mit der Detektionselektrode steht.
Eine Halterung stützt das Betätigungselement derart
ab, dass das Betätigungselement vor und zurück
beweglich ist. Eine Drückeinrichtung nimmt eine elastische
Druckbeaufschlagung des Betätigungselements in Zurückbewegungsrichtung
vor. Ein Verdrahtungssubstrat ist mit einem Elektrodenbereich in
federnd nachgiebigem Kontakt mit dem anderen Ende der Schraubenfeder
vorgesehen. Ein Kontaktbereich erzeugt bei antriebsmäßiger
Betätigung des mit Druck beaufschlagten Betätigungselements
ein Einschaltsignal. Die Detektionselektrode erzeugt ein Detektionssignal auf
der Basis einer Kapazitätsänderung, die bei Berührung
der Betätigungsfläche durch einen menschlichen
Körper hervorgerufen wird. Das Betätigungselement
weist einen Aufnahmeraum zwischen der rückseitigen Oberfläche
des oberen Bereichs und dem Halteelement auf. Die Detektionselektrode
in Form einer plattenförmigen Feder, die widerstandsfähiger
gegen federnd nachgiebige Verformung ist als die Schraubenfeder,
ist in dem Aufnahmeraum aufgenommen. Die Detektionselektrode beinhaltet
einen Detektionsbereich in federnd nachgiebigem Kontakt mit der
rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs, eine
Basis in federnd nachgiebigem Kontakt mit dem einen Ende der Schraubenfeder
sowie einen Höhenjustierbereich, der den Detektionsbereich
mit der Basis koppelt. Das Kompressionsausmaß der Detektionselektrode
ist in Abhängigkeit von der Höhe des Aufnahmeraums
definiert.
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Da
bei dem Drückschalter mit der vorstehend beschriebenen
Konstruktion die Detektionselektrode in Form einer plattenförmigen
Feder in dem Aufnahmeraum des Betätigungselements aufgenommen
ist, detektiert der Detektionsbereich der Detektionselektrode eine
Kapazitätsänderung, die bei Berührung
der Betätigungsfläche durch einen menschlichen
Körper (einen Finger) hervorgerufen wird, und es wird ein
die Änderung anzeigendes Detektionssignal von dem Detektionsbereich über
den Höhenjustierbereich und die Basis der Detektionselektrode
sowie die Schraubenfeder an das Verdrahtungssubstrat abgegeben, so
dass der Drückschalter als Kapazitätssensor arbeiten
kann. Ferner kann dieser Drückschalter einer Spezifikation
Rechnung tragen, bei der die Niveaus der Betätigungsflächen
verschieden sind, indem die Größe des in dem Betätigungselements
ausgebildeten Aufnahmeraums in geeigneter Weise derart gewählt
wird, dass die Distanz zwischen der Basis der Detektionselektrode
und dem Verdrahtungssubstrat konstant gehalten wird. Im Spezielleren
wird dann, wenn die Detektionselektrode des Drückschalters
in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist, die Detektionselektrode in
Abhängigkeit von der Höhe des Aufnahmeraums zusammengedrückt.
Selbst wenn die Größe des Aufnahmeraums variiert,
können somit der Detektionsbereich und die Basis der Detektionselektrode
fest in federnd nachgiebigen Kontakt mit dem oberen Bereich des
Betätigungselements bzw. mit dem einen Ende der Schraubenfeder
gebracht werden. Dies verhindert Schwankungen bei der Detektionsgenauigkeit.
Somit kann eine Mehrzahl von Drückschaltern, die Schraubenfedern
mit der gleichen Länge und Federkonstante beinhalten, verschiedenen
Spezifikationen Rechnung tragen, bei denen die Niveaus der Betätigungsflächen
unterschiedlich sind. Vorteilhafterweise können Schwankungen
bei der Drückkraft verhindert werden, und die Detektionselektroden
und Halteelemente können in gleicher Ausführung
für die Drückschalter vorgesehen werden. Somit
kann der mit einem Kapazitätssensor ausgestattete Drückschalter
in kostengünstiger Weise verschiedenen Höhen Rechnung
tragen und stabile Betätigungseigenschaften aufweisen.
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Vorzugsweise
beinhaltet der mit einem Kapazitätssensor ausgestattete
Drückschalter mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
weiterhin einen Gummiflächenkörper, der auf dem
Verdrahtungssubstrat angebracht ist und eine Erhebung aufweist.
Die Erhebung dient als Drückeinrichtung. Ein für
das Innere der Erhebung vorgesehener beweglicher Kontakt ist einem
für das Verdrahtungssubstrat vorgesehenen feststehenden
Kontakt derart gegenüberliegend angeordnet, dass er mit
dem feststehenden Kontakt in Kontakt sowie von diesem weg beweglich
ist. Die Kombination aus dem beweglichen Kontakt und dem feststehenden
Kontakt dient als Kontaktbereich. Mit dieser Konstruktion kann die Drückeinrichtung,
die mit der Schraubenfeder zusammenwirkt, um eine Reaktionskraft
auf das Betätigungselement aufzubringen, in einfacher Weise
in den Drückschalter integriert werden, so dass sich die Montageeigenschaften
vereinfachen lassen. Da der Kontaktbereich in integraler Weise mit
dem Verdrahtungssubstrat und der Erhebung vorgesehen ist, kann die
Anzahl der Teile reduziert werden.
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Bei
dem mit einem Kapazitätssensor ausgestatteten Drückschalter
mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion beinhaltet die Detektionselektrode
vorzugsweise einen Befestigungsbereich, der in Eingriff mit dem
Halteelement befestigt ist, wobei der Höhenjustierbereich
im Inneren des Aufnahmeraums schräg zwischen dem Detektionsbereich
und der Basis verläuft. Wenn bei dieser Konstruktion das
Halteelement, das in Eingriff mit dem Befestigungsbereich der Detektionselektrode
befestigt ist, an einer vorbestimmten Position des Betätigungselements
angebracht ist, wird ein plattenförmiger Federbereich der Detektionselektrode
in Abhängigkeit von der Höhe des Aufnahmeraums
in einem angemessenen Ausmaß zusammengedrückt,
so dass der Detektionsbereich fest in federnd nachgiebigem Kontakt
mit der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs
steht. Auf diese Weise lassen sich die Montageeigenschaften in einfacher
Weise verbessern, und die Zuverlässigkeit des Drückschalters
lässt sich in einfacher Weise erhöhen.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Eingabevorrichtung mit
folgenden Elementen geschaffen. Diese beinhaltet eine Mehrzahl von
Drückschaltern mit unterschiedlichen Höhen in
einer parallelen Anordnung, wobei jede Höhe zwischen einem
Verdrahtungssubstrat und einer Betätigungsfläche
definiert ist. Einer Steuereinrichtung werden ein Detektionssignal
und ein Einschaltsignal von jedem Drückschalter zugeführt.
Die Drückschalter weisen jeweils die im Folgenden genannten
Elemente auf. Ein Betätigungselement beinhaltet einen oberen
Bereich, dessen vordere Oberfläche als Betätigungsfläche
dient. Eine Detektionselektrode steht in Kontakt mit der rückseitigen
Oberfläche des oberen Bereichs. Ein Halteelement ist an
dem Betätigungselement festgelegt und weist eine Durchgangsöffnung
auf, die der Detektionselektrode gegenüberliegt. Eine leitfähige
Schraubenfeder ist durch die Durchgangsöffnung hindurchgeführt,
wobei das eine Ende der Schraubenfeder in federnd nachgiebigem Kontakt
mit der Detektionselektrode steht. Eine Halterung stützt
das Betätigungselement derart ab, dass das Betätigungselement
vor und zurück beweglich ist. Eine Drückeinrichtung drückt
das Betätigungselement elastisch in Zurückbewegungsrichtung.
Das Verdrahtungssubstrat ist mit einem Elektrodenbereich in federnd
nachgiebigen Kontakt mit dem anderen Ende der Schraubenfeder versehen.
Ein Kontaktbereich erzeugt bei antriebsmäßiger
Betätigung des mit Druck beaufschlagten Betätigungselements
ein Einschaltsignal. Die Detektionselektrode ist in der Lage, das
Detektionssignal auf der Basis einer Kapazitätsänderung
zu erzeugen, die bei Berührung der Betätigungsfläche
durch einen menschlichen Körper hervorgerufen wird. Jeder
der Drückschalter ist folgendermaßen ausgebildet.
Das Betätigungselement besitzt einen Aufnahmeraum zwischen
der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs
und dem Halteelement, die Detektionselektrode in Form einer plattenförmigen
Feder, die widerstandsfähiger gegen federnd nachgiebige Verformung
ist als die Schraubenfeder, ist in dem Aufnahmeraum aufgenommen,
die Detektionselektrode beinhaltet einen Detektionsbereich in federnd nachgiebigem
Kontakt mit der rückseitigen Oberfläche des oberen
Bereichs, eine Basis in federnd nachgiebigem Kontakt mit dem einen
Ende der Schraubenfeder, sowie einen Höhenjustierbereich,
der den Detektionsbereich mit der Basis koppelt. Das Kompressionsausmaß der
Detektionselektrode ist in Abhängigkeit von der Höhe
des Aufnahmeraums definiert. Die Drückschalter weisen die
gleiche Distanz zwischen der Basis und dem Verdrahtungssubstrat auf.
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Da
bei jedem der Drückschalter der Eingabevorrichtung mit
der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Detektionselektrode
in Form der plattenförmigen Feder in dem Aufnahmeraum des
Betätigungselements aufgenommen ist, detektiert der Detektionsbereich
der Detektionselektrode eine Kapazitätsänderung,
die bei Berührung der Betätigungsfläche
durch einen menschlichen Körper (einen Finger) hervorgerufen
wird, und es wird ein die Kapazitätsänderung anzeigendes
Detektionssignal von dem Detektionsbereich durch den Höhenjustierbereich
und die Basis der Detektionselektrode sowie die Schraubenfeder an
das Verdrahtungssubstrat abgegeben, so dass der Drückschalter
als Kapazitätssensor arbeiten kann. Ferner sind die Drückschalter
derart vorgesehen, dass sie die gleiche Distanz zwischen der Basis
der Detektionselektrode und dem Verdrahtungssubstrat aufweisen,
indem die Größe des in jedem Betätigungselement
ausgebildeten Aufnahmeraums in angemessener Weise gewählt
ist. Genauer gesagt wird dann, wenn die Detektionselektrode jedes
Drückschalters in dem entsprechenden Aufnahmeraum aufgenommen
ist, die Detektionselektrode in Abhängigkeit von der Höhe
des Aufnahmeraums zusammengedrückt. Selbst wenn die Größe
des Aufnahmeraums variiert, können somit der Detektionsbereich
und die Basis der Detektionselektrode fest in federnd nachgiebigen
Kontakt mit dem oberen Bereich des Betätigungselements
bzw. mit dem einen Ende der Schraubenfeder gebracht werden. Dies verhindert
Schwankungen bei der Detektionsgenauigkeit. Somit können
Schraubenfedern mit der gleichen Länge und Federkonstante
bei einer Mehrzahl von Drückschaltern mit Betätigungsflächen
auf unterschiedlichen Niveaus verwendet werden. Darüber
hinaus können die Detektionselektroden und die Halteelemente
in gleicher Ausbildung für die Drückschalter vorgesehen
werden. Trotz der Tatsache, dass die Betätigungsflächen
der mit Kapazitätssensor ausgestatteten und parallel angeordneten
Drückschalter auf unterschiedlichen Niveaus relativ zu
dem Verdrahtungssubstrat vorgesehen sind, erlaubt die Eingabevorrichtung
somit eine Betätigung der Drückschalter mit der
gleichen Drückkraft, so dass sich die Bedienungseigenschaften
verbessern lassen. Da ferner eine gleiche Ausbildung von Teilen
innerhalb der einzelnen Drückschalter in einfacher Weise
erzielt werden kann, lassen sich die Herstellungskosten für
die Eingabevorrichtung reduzieren.
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Bei
der Eingabevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
weist vorzugsweise jeder der Drückschalter weiterhin einen
Gummiflächenkörper auf, der auf dem Verdrahtungssubstrat angebracht
ist und eine Erhebung aufweist, wobei die Erhebung als Drückeinrichtung
dient, wobei ein für das Innere der Erhebung vorgesehener
beweglicher Kontakt einem für das Verdrahtungssubstrat
vorgesehenen feststehenden Kontakt derart gegenüberliegt,
dass er in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt sowie von diesem
weg beweglich ist, wobei die Kombination aus dem beweglichen Kontakt
und dem feststehenden Kontakt als Kontaktbereich dient. Mit dieser
Konstruktion kann die in den Drückschaltern enthaltene
Drückeinrichtung zum Aufbringen einer Reaktionskraft auf
die Betätigungselemente während der Zusammenwirkung
mit den Schraubenfedern an einem einzelnen Gummiflächenkörper
vorgesehen werden. Zusätzlich dazu kann der Kontaktbereich
jedes Drückschalters in integraler Weise mit dem Verdrahtungssubstrat
und der Erhebung vorgesehen werden. Vorteilhafterweise lässt
sich dadurch die Anzahl von Teilen in bemerkenswerter Weise reduzieren,
so dass sich die Montage vereinfachen lässt.
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Bei
der Eingabevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
beinhaltet vorzugsweise die Detektionselektrode jedes Drückschalters
einen Befestigungsbereich, der in Eingriff mit dem Halteelement
befestigt ist, und verläuft der Höhenjustierbereich
im Inneren des Aufnahmeraums schräg zwischen dem Detektionsbereich
und der Basis. Wenn bei dieser Konstruktion das Halteelement, das
in Eingriff mit dem Befestigungsbereich der Detektionselektrode
befestigt ist, in einer vorbestimmten Position in dem Betätigungselement
angebracht ist, wird ein plattenförmiger Federbereich der
Detektionselektrode in Abhängigkeit von der Höhe
des Aufnahmeraums in einem geeigneten Ausmaß zusammengedrückt,
so dass der Detektionsbereich fest in federnd nachgiebigem Kontakt
mit der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs
stehen kann. Vorteilhafterweise kann somit die Montage weiter vereinfacht
werden, und die Zuverlässigkeit jedes Drückschalters
lässt sich in einfacher Weise erhöhen.
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Bei
dem mit einem Kapazitätssensor ausgestatteten Drückschalter
gemäß dem vorstehend geschilderten Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung ist die Detektionselektrode in Form der
plattenförmigen Feder in dem Aufnahmeraum aufgenommen,
der auf der Seite der rückseitigen Oberfläche des
oberen Bereichs des Betätigungselements angeordnet ist.
Wenn der Detektionsbereich der Detektionselektrode eine Kapazitätsänderung
detektiert, die bei Berührung der Betätigungsfläche
durch einen menschlichen Körper hervorgerufen wird, wird
ein die Änderung anzeigendes Detektionssignal von dem Detektionsbereich über
den Höhenjustierbereich und die Basis der Detektionselektrode
sowie die Schraubenfeder an das Verdrahtungssubstrat abgegeben, so
dass der Drückschalter als Kapazitätssensor arbeiten
kann. Darüber hinaus kann dieser Drückschalter
einer Spezifikation Rechnung tragen, bei der die Niveaus der Betätigungsflächen
unterschiedlich sind, indem die Größe des in dem
Betätigungselement ausgebildeten Aufnahmeraums in angemessener Weise
derart ausgewählt wird, dass die Distanz zwischen der Basis
der Detektionselektrode und dem Verdrahtungssubstrat konstant gehalten
bleibt. Insbesondere wird dann, wenn die Detektionselektrode des
Drückschalters in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist, die
Detektionselektrode in Abhängigkeit von der Höhe
des Aufnahmeraums zusammengedrückt. Selbst wenn die Größe
des Aufnahmeraums variiert, können somit der Detektionsbereich
und die Basis der Detektionselektrode fest in federnd nachgiebigen
Kontakt mit dem oberen Bereich des Betätigungselements
bzw. mit dem einen Ende der Schraubenfeder gebracht werden. Dadurch
sind Schwankungen bei der Detektionsgenauigkeit verhindert. Somit
können eine Mehrzahl von Drückschaltern, die Schraubenfedern
mit der gleichen Länge und Federkonstante beinhalten, verschiedenen
Spezifikationen Rechnung tragen, bei denen die Niveaus der Betätigungsflächen
verschieden sind. Vorteilhafterweise können Schwankungen
bei der Drückkraft verhindert werden, und die Detektionselektroden
sowie die Halteelemente können in der gleichen Ausführung
für die Drückschalter vorgesehen werden. Der vorliegende Drückschalter
kann somit verschiedenen Höhen in kostengünstiger
Weise Rechnung tragen und stabile Bedienungseigenschaften aufweisen.
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Bei
der Eingabevorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die unterschiedliche
Höhen aufweisenden Drückschalter parallel angeordnet,
wobei jede Höhe zwischen dem Verdrahtungssubstrat und der
Betätigungsfläche definiert ist. Bei jedem Drückschalter
ist der Aufnahmeraum auf der Seite der rückseitigen Oberfläche
des oberen Bereichs des Betätigungselements vorgesehen,
und die Detektionselektrode in Form der plattenförmigen
Feder ist in dem Aufnahmeraum aufgenommen. Wenn bei dem jeweiligen
Drückschalter der Detektionsbereich der Detektionselektrode
eine Kapazitätsänderung detektiert, die bei Berührung
der Betätigungsfläche durch einen menschlichen
Körper hervorgerufen wird, wird ein die Veränderung
anzeigendes Detektionssignal von dem Detektionsbereich über
den Höhenjustierbereich und die Basis der Detektionselektrode
sowie die Schraubenfeder an das Verdrahtungssubstrat abgegeben, so
dass der Drückschalter als Kapazitätssensor arbeiten
kann. Darüber hinaus sind die Drückschalter derart
vorgesehen, dass sie die gleiche Distanz zwischen der Basis der
Detektionselektrode und dem Verdrahtungssubstrat aufweisen, indem
die Größe des in jedem Betätigungselement
ausgebildeten Aufnahmeraums in geeigneter Weise gewählt
ist. Genauer gesagt wird dann, wenn die Detektionselektrode des
jeweiligen Drückschalters in dem entsprechenden Aufnahmeraum
aufgenommen ist, die Detektionselektrode in Abhängigkeit
von der Höhe des Aufnahmeraums zusammengedrückt.
Selbst wenn die Größe des Aufnahmeraums variiert,
können somit der Detektionsbereich und die Basis der Detektionselektrode
fest in federnd nachgiebigen Kontakt mit dem oberen Bereich des
Betätigungselements bzw. mit dem einen Ende der Schraubenfeder
gebracht werden. Dadurch sind Schwankungen bei der Detektionsgenauigkeit
verhindert. Somit können Schraubenfedern mit der gleichen
Länge und der gleichen Federkonstante bei einer Mehrzahl
von Drückschaltern verwendet werden, deren Betätigungsflächen
sich auf unterschiedlichen Niveaus befinden. Darüber hinaus
können die Detektionselektroden und die Halteelemente in
der gleichen Ausführung für die Drückschalter
vorgesehen werden. Trotz der Tatsache, dass die Betätigungsflächen
der parallel zueinander angeordneten und mit Kapazitätssensor
ausgestatteten Drückschalter auf unterschiedlichen Niveaus
relativ zu dem Verdrahtungssubstrat angeordnet sind, erlaubt somit
die Eingabevorrichtung eine Betätigung der Drückschalter
mit der gleichen Drückkraft, so dass die Bedienungseigenschaften
verbessert sind. Da ferner eine gleiche Ausführung von
Teilen innerhalb der Drückschalter in einfacher Weise erzielt
werden kann, lassen sich die Herstellungskosten der Eingabevorrichtung
reduzieren.
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Die
Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden
anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Eingabevorrichtung mit einer Mehrzahl von parallel
angeordneten und mit Kapazitätssensor ausgestatteten Drückschaltern
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, wobei ein Teil der Vorrichtung weggeschnitten ist;
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2 eine
Perspektivansicht von einem Drückschalter der 1,
wobei ein Betätigungselement von dem Drückschalter
entfernt dargestellt ist;
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3 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht des Drückschalters
der 2;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1;
-
5 eine
Längsschnittansicht entlang der Linie V-V in 1;
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6 eine
im Schnitt dargestellte Seitenaufrissansicht entlang der Linie VI-VI
in 1;
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7 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 1;
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8 ein
Blockdiagramm eines Steuersystems der Eingabevorrichtung gemäß dem
Ausführungsbeispiel; und
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9 eine
Schnittdarstellung von mit Kapazitätssensor ausgestatteten
Drückschaltern des Standes der Technik.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
In den Zeichnungen dargestellte Drückschalter 1 besitzen
jeweils eine Kapazitätssensorfunktion, mit der eine Berührung
auf einer Betätigungsfläche 2b durch
einen menschlichen Körper (Finger) festgestellt werden kann.
Wie in den 1 und 5 dargestellt
ist, sind die Drückschalter 1, die sich ein Verdrahtungssubstrat 6 teilen,
in einem Bedienungsfeld einer Eingabevorrichtung 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel ausgerichtet.
Obwohl die Drückschalter 1 im Großen
und Ganzen die gleiche Ausbildung aufweisen, sind die Niveaus der
Betätigungsflächen 2b der Drückschalter 1,
aufgrund von Ausbildungs- und Platzeinschränkungen geringfügig voneinander
verschieden vorgesehen. Unter Bezugnahme auf 8 wird ein
von einem jeweiligen Drückschalter 1 generiertes
Signal zu einer Steuereinrichtung 11 der Eingabevorrichtung 10 übertragen und
von dieser verarbeitet. Im Anschluss daran gibt die Steuereinrichtung 11 ein
vorbestimmtes Steuersignal an eine zu steuernde externe Vorrichtung 12 oder
an eine Anzeige 13 ab, die Information anzeigt, die z.
B. Steuerbeschreibungen darstellt.
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Im
Folgenden wird die Ausbildung eines jeweiligen Drückschalters 1 beschrieben.
Der mit einem Kapazitätssensor ausgestattete Drückschalter 1 beinhaltet
in erster Linie ein Betätigungselement 2, ein
Halteelement 3 mit einem Paar Durchgangsöffnungen 3a,
ein Paar leitfähige Schraubenfedern 4, die durch
die jeweiligen Durchgangsöffnungen 3a hindurchgeführt
sind, eine Detektionselektrode 5, das Verdrahtungssubstrat 6,
einen Gummiflächenkörper 7 sowie eine
in integraler Weise mit dem Verdrahtungssubstrat 6 ausgebildete
Halterung 8. Das Betätigungselement 2 beinhaltet
einen oberen Bereich 2a, dessen vordere Oberfläche
als Betätigungsfläche 2b dient. An dem
Halteelement 3 ist das Betätigungselement 2 festgelegt.
Die Detektionselektrode 5 ist mit dem Halteelement 3 zusammenwirkend
befestigt und steht in federnd nachgiebigem Kontakt mit der rückwärtigen
Oberfläche des oberen Bereichs 2a. Das Verdrahtungssubstrat 6 ist
mit Elektrodenbereichen 6a, feststehenden Kontakten 6b und
einer LED 6c versehen. Der Gummiflächenkörper 7,
der Erhebungen 7a aufweist, ist an dem Verdrahtungssubstrat 6 angebracht.
Die Halterung 8 haltert das Betätigungselement 2 in
hin und her oder vor (nach unten) und zurück (nach oben)
beweglicher Weise. Das Betätigungselement 2 jedes
Drückschalters 1 ist auf der entsprechenden Erhebung 7a des
Gummiflächenkörpers 7 angebracht. Das
Verdrahtungssubstrat 6, der Gummiflächenkörper 7 und
die Halterung 8 sind derart vorgesehen, dass sie von den
Drückschaltern 1 gemeinsam genutzt werden.
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Das
Betätigungselement 2 ist folgendermaßen
ausgebildet. Wenn ein Benutzer die Betätigungsfläche 2 mit
einem Finger drückt oder einen Drückvorgang auf
der Betätigungsfläche 2b ausführt,
wird das Betätigungselement 2 zu dem Verdrahtungssubstrat 6 hin
verschoben, so dass die Erhebung 7a mit Druck beaufschlagt
und verlagert wird und die Schraubenfedern 4 zusammengedrückt
werden. Wenn eine solche Betätigungskraft aufgehoben wird, wird
das Betätigungselement durch eine von der Erhebung 7a und
den Schraubenfedern 4 veranlasste Reaktionskraft auf das
ursprüngliche Niveau zurückgeführt. Das
Betätigungselement 2 besitzt einen Aufnahmeraum 2c zwischen
der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs 2a und
dem Halteelement 3. Plattenförmige Federbereiche
der Detektionselektrode 5 sind in dem Aufnahmeraum 2c aufgenommen.
Zwei Eingriffsvorsprünge 2d ragen von zwei äußeren
Seitenwänden des Betätigungselements 2 jeweils
nach außen. In dem unbetätigten Zustand ist jeder
Eingriffsvorsprung 2d in Berührung mit einem Anschlagbereich 8a der
Halterung 8 derart abgestützt, dass der Eingriffsvorsprung 2d mit
dem Anschlagbereich 8a zusammenwirkt. Das Betätigungselement 2 beinhaltet
ferner ein Paar Drückbereiche 2e zum Ausüben
von Axialdruck und zum Biegen der Erhebung 7a des Gummiflächenkörpers 7 bei
einer Drückbetätigung.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 bis 4 und 6 ragt
eine Mehrzahl von Verankerungsvorsprüngen 3b von
unteren Teilen von äußeren Seitenwänden
des Halteelements 3 nach außen. Diese Verankerungsvorsprünge 3b sind
in Einschnappeingriff mit jeweiligen Eingriffsöffnungen 2f des
Betätigungselements 2 vorgesehen, so dass das
Halteelement 3 in einer vorbestimmten Position in dem Betätigungselement 2 festgelegt
ist. Das Halteelement 3 ist auf diese Weise an dem Betätigungselement 2 angebracht,
so dass der Aufnahmeraum 2c zwischen dem Halteelement 3 und
dem oberen Bereich 2a gebildet ist und die Durchgangsöffnungen 3a in
dem Aufnahmeraum 2c positioniert sind. Unter Bezugnahme
auf die 4 bis 6 sind die
durch die Durchgangsöffnungen 3a des Halteelements 3 hindurchgeführten Schraubenfedern 4 an
den jeweiligen Elektrodenbereichen 6a des Verdrahtungssubstrats 6 angebracht. Die
Enden jeder Schraubenfeder 4 stehen in federnd nachgiebigem
Kontakt mit der Detektionselektrode 5 bzw. dem Elektrodenbereich 6a.
Das Halteelement 3 besitzt in seiner Mitte eine Öffnung 3c.
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Obwohl
unter Bezugnahme auf 5 die Halteelemente 3 der
Drückschalter 1 auf der gleichen Höhe
bzw. dem gleichen Niveau von dem Verdrahtungssubstrat 6 angeordnet
sind, sind die Aufnahmeräume 2c der Drückschalter 1 in
ihrer Höhe voneinander verschieden. Im Spezielleren sind
die Drückschalter 1 derart ausgebildet, dass das
Niveau der Betätigungsfläche 2b des Drückschalters 1 um
so höher ist, desto größer die Höhe
des Aufnahmeraums 2c des Drückschalters 1 ist.
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Die
Detektionselektrode 5 ist dadurch gebildet, dass eine Platte
aus leitfähigem Metall in eine Formgebung gebracht ist,
wie diese in den 2 und 3 dargestellt
ist. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beinhaltet
die Detektionselektrode 5 eine ebene Basis 5b mit
einer Öffnung 5a, ein Paar Höhenjustierbereiche 5c,
die sich von umgebogenen Teilen an dem einen Ende der Basis 5b schräg
nach oben erstrecken, ein Paar Detektionsbereiche 5d, die sich
von umgebogenen Teilen an den oberen Enden der Höhenjustierbereiche 5c schräg
nach oben erstrecken, sowie eine Mehrzahl von Befestigungsbereichen 5e,
die sich von dem anderen Ende der Basis 5b nach unten erstrecken.
Die Höhenjustierbereiche 5c und die Detektionsbereiche 5d dienen
als plattenförmige Federbereiche, die sich derart zusammendrücken
lassen, dass sie zusammengefaltet sind. Die Befestigungsbereiche 5e weisen
jeweils eine Eingriffsöffnung 5f auf. Von oberen
Teilen der Seitenwände des Halteelements 3 nach
außen wegragende Vorsprünge 3d sind jeweils
in Eingriff mit den Eingriffsöffnungen 5f eingeschnappt,
so dass die Befestigungsbereiche 5e der Detektionselektrode 5 in
Eingriff mit dem Halteelement 3 befestigt sind. Das Halteelement 3 ist
an einer vorbestimmten Position in dem Betätigungselement 2 angebracht,
so dass die plattenförmigen Federbereiche der Detektionselektrode 5 in
Abhängigkeit von der Höhe des Aufnahmeraums 2c in
einem geeigneten Ausmaß zusammengedrückt sind
und die Detektionsbereiche 5d in federnd nachgiebigem Kontakt
mit der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs 2a gebracht
sind, wie dies in den 4 und 6 dargestellt
ist. Nachdem das Halteelement 3 und die Detektionselektrode 5 in
der vorstehend beschriebenen Weise in das Betätigungselement 2 integriert
sind, wird das Betätigungselement 2 auf einer
Erhebung 7a des Gummiflächenkörpers 7 angebracht,
wobei die Schraubenfedern 4 durch die Durchgangsöffnungen 3a des
Halteelements 3 hindurchgeführt werden, und wird
durch die Halterung 8 in hin und her beweglicher Weise
abgestützt. Somit befinden sich die Enden jeder Schraubenfeder 4 in
federnd nachgiebigem Kontakt mit der Basis 5b der Detektionselektrode 5 bzw.
mit dem Elektrodenbereich 6a. Da die plattenförmigen Federbereiche
der Detektionselektrode 5 extrem widerstandsfähiger
gegen federnd nachgiebige Verformung sind als die Schraubenfedern 4,
ist die Detektionselektrode 5 kaum Axialdruck und Biegung
ausgesetzt, selbst wenn die Schraubenfedern 4 bei einer Drückbetätigung
zusammengedrückt werden.
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Die
Erhebungen 7a des Gummiflächenkörpers 7 erstrecken
sich jeweils zwischen zwei Schraubenfedern 4. Unter Bezugnahme
auf 7 sind bewegliche Kontakte 9 jeweils
an den beiden inneren Enden der Erhebung 7a in Längsrichtung
von dieser angeordnet. Diese beweglichen Kontakte 9 sind
jeweils über dem Paar der feststehenden Kontakte 6a angeordnet,
die für das Verdrahtungssubstrat 6 vorgesehen
sind. Wenn die Drückbereiche 2e des Betätigungselements 2 bei
einer Drückbetätigung Axialdruck ausüben
und die Erhebung 7a verbiegen, werden die beweglichen Kontakte 9 mit
den feststehenden Kontakten 6b direkt unter den beweglichen
Kontakten 9 in Kontakt gebracht. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist
in dem Gummiflächenkörper 7 ein Paar
kreisförmiger Öffnungen 7b für
jeden Drückschalter derart vorgesehen, dass die unteren Enden
der Schraubenfedern 4 jeweils durch die kreisförmigen Öffnungen
hindurchgeführt sind. Wenn der Gummiflächenkörper 7 auf
dem Verdrahtungssubstrat 6 platziert wird, tritt das Paar
der Elektrodenbereiche 6a jeweils in den kreisförmigen Öffnungen 7b in
Erscheinung. Als Ergebnis hiervon sind die unteren Enden der Schraubenfedern 4 durch
den Gummiflächenkörper 7 positioniert,
ohne dass sie von den Elektrodenbereichen 6a verlagert
werden. Die Erhebung 7a überdeckt die LED 6c,
so dass von der LED 6c ausgesendetes Licht durch einen
dünnen Bereich (s. 7) an der
Oberseite der Erhebung 7a hindurchgeht und weiter durch
die Öffnung 3c des Halteelements 3 sowie
die Öffnung 5a der Detektionselektrode 5 hindurchgeht,
um einen Buchstaben oder ein Symbol an dem oberen Bereich 2a zu
beleuchten.
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Im
Folgenden wird eine Betätigung des Drückschalters 1 mit
der vorstehend beschriebenen Konstruktion erläutert. Es
sei angenommen, dass der Benutzer einen beliebigen Drückschalter 1 aus
den in den 1 und 5 dargestellten
Drückschaltern 1 auswählt und den ausgewählten
Schalter betätigt.
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Wenn
ein Benutzer mit einem Finger die Betätigungsfläche 2b eines
Drückschalters 1 berührt, detektiert
der Detektionsbereich 5d der Detektionselektrode 5 des
Drückschalters 1 eine Kapazitätsänderung,
und ein die Änderung anzeigendes Detektionssignal wird
von den Detektionsbereichen 5d an die Steuereinrichtung 11 über
einen Signalweg abgegeben, der die Höhenjustierbereiche 5c,
die Basis 5b, die Schraubenfedern 4 und die Elektrodenbereiche 6a beinhaltet.
Die Steuereinrichtung 11 gibt ein Steuersignal auf der
Basis des Detektionssignals an die Anzeige 13 ab. Als Ergebnis
hiervon werden z. B. die Art des von dem Benutzer mit dem Finger
berührten Drückschalters 1 sowie Beschreibungen
eines ausführbaren Vorgangs auf der Anzeige 13 angezeigt.
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Wenn
der Benutzer die Betätigungsfläche 2b des
einen Drückschalters 1 mit Druck beaufschlagt, veranlassen
die Drückbereiche 2e des Betätigungselements 2 des
Drückschalters 1 die Ausübung von Axialdruck,
ein Verbiegen sowie ein Einknicken der Erhebung 7a des
Gummiflächenkörpers 7. Als Ergebnis hiervon
werden die beweglichen Kontakte 9 mit den feststehenden
Kontakten 6b in Kontakt gebracht, so dass ein Einschaltsignal,
welches eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 9 und 6b anzeigt,
an die Steuereinrichtung 11 abgegeben wird. Die Steuereinrichtung 11 gibt
ein Steuersignal auf der Basis des Einschaltsignals an die externe
Vorrichtung 12 als Steuerzielobjekt aus, so dass die externe
Vorrichtung 12 nach Maßgabe von dem Steuersignal
gesteuert wird.
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Solange
die mit Kapazitätssensor ausgestatteten Drückschalter 1 in
dem Bedienungsfeld parallel angeordnet sind und die Anzeige 13 anzeigen
kann, welcher Drückschalter 1 von dem Finger eines
Benutzers berührt wird, kann bei Verwendung der Drückschalter 1 als
Betätigungsschalter einer in einem Fahrzeug angebrachten
Steuerung der Benutzer einen gewünschten Drückschalter 1 korrekt
auswählen und den Schalter drücken, ohne auf seine Hand
zu blicken. Somit kann der Benutzer die in dem Fahrzeug angebrachte
Steuerung in einfacher Weise betätigen, ohne dass er seine
Aufmerksamkeit für die vor ihm liegende Straße
vernachlässigt, so dass die Sicherheit und die Bedienbarkeit
in bemerkenswerter Weise verbessert werden.
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Obwohl
die Eingabevorrichtungen 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet sind,
dass die Niveaus der Betätigungsflächen 2b der
parallel zueinander angeordneten Drückschalter 1 aufgrund
von Ausbildungs- und Platzbeschränkungen voneinander verschieden
sind, sind die Höhen der Aufnahmeräume 2c in
den Betätigungselementen 2 in angemessener Weise
gewählt, so dass die Halteelemente 3 der Drückschalter 1 auf einer
vorbestimmten Höhe relativ zu dem Verdrahtungssubstrat 6 platziert
sind. Obwohl die Drückschalter 1 mit den Betätigungsflächen 2b auf
unterschiedlichen Niveaus unterschiedlich dimensionierte Aufnahmeräume 2c aufweisen,
weisen diese Schalter dennoch die gleiche Distanz zwischen der Basis 5b der
Detektionselektrode 5 und dem Verdrahtungssubstrat 6 auf.
Bei Aufnahme in dem Aufnahmeraum 2c wird die Detektionselektrode 5 jedes
Drückschalters 1 ferner in Abhängigkeit
von der Höhe des Aufnahmeraums 2c zusammengedrückt.
Selbst wenn sich die Aufnahmeräume 2c in ihrer
Größe voneinander unterscheiden, können
somit die Detektionsbereiche 5d und die Basis 5b jeder
Detektionselektrode 5 fest in federnd nachgiebigen Kontakt
mit der rückseitigen Oberfläche des oberen Bereichs 2a bzw.
den Enden der Schraubenfedern 4 gebracht werden. Es besteht
keine Gefahr, dass die Detektionsgenauigkeit von Drückschalter 1 zu
Drückschalter 1 variiert. Bei der Eingabevorrichtung 10 können
somit Schraubenfedern 4 mit der gleichen Länge
und Federkonstante in den Drückschaltern 1 vorgesehen
sein, während die Betätigungsflächen 2b in
ihrem Niveau verschieden sind. Darüber hinaus können
die Detektionselektroden 5 und die Halteelemente 3 für
die Drückschalter 1 gleich ausgeführt
sein. Somit können die Drückschalter 1 mit
der gleichen Drückkraft betätigt werden, so dass
sich die Bedienbarkeit verbessern lässt. Da ferner die
gleiche Ausführung von Teilen in einfacher Weise erzielt
werden kann, können die Drückschalter 1 kostengünstig
hergestellt werden.
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Obwohl
sich die Betätigungsflächen 2b der Drückschalter 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel in ihrem Niveau voneinander
unterscheiden, können die Drückschalter 1 Schraubenfedern 4 mit
der gleichen Länge und Federkonstante beinhalten, und die
Detektionselektroden 5 sowie die Halteelemente 3 können
für die Drückschalter 1 gleich ausgeführt
werden. Vorteilhafterweise kann somit eine Schwankung bei der Drückkraft
verhindert werden, und die Herstellungskosten lassen sich in einfacher
Weise reduzieren. Auf diese Weise kann der vorliegende Drückschalter 1 einer
Anzahl verschiedener Höhen in kostengünstiger
Weise Rechnung tragen sowie stabile Bedienungseigenschaften aufweisen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beaufschlagt jede
Erhebung 7a des auf dem Verdrahtungssubstrats 6 angebrachten
Gummiflächenkörpers 7 das entsprechende
Betätigungselement 2 elastisch in Zurückbewegungsrichtung
(entgegengesetzt zu der Drückrichtung), und die an der
Innenseite der Erhebung 7a vorgesehenen beweglichen Kontakte
sind den feststehenden Kontakten 6b auf dem Verdrahtungssubstrat 6 derart
zugewandt gegenüberliegend angeordnet, dass sie mit den
feststehenden Kontakten 6b in Kontakt gebracht oder von
diesen weg bewegt werden. Somit lässt sich eine Drückeinrichtung
(Erhebung 7a) zum Aufbringen einer Reaktionskraft auf das
Betätigungselement 2 während der Zusammenwirkung
mit den Schraubenfedern 4 in einfacher Weise in den Drückschalter 1 integrieren. Darüber
hinaus können die Erhebungen 7a der Drückschalter 1 an
dem einzelnen Gummiflächenkörper 7 vorgesehen
werden. Bei jedem Drückschalter 1 sind Kontaktbereiche
(die feststehenden Kontakte 6b und die beweglichen Kontakte 9)
in integraler Weise mit dem Verdrahtungssubstrat 6 und
der Erhebung 7a vorgesehen. In vorteilhafter Weise kann
somit die Anzahl der Teile beträchtlich reduziert werden,
so dass sich wiederum die Montage vereinfachen lässt.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet jede Detektionselektrode 5 die
Befestigungsbereiche 5e, die in Eingriff mit dem Halteelement 3 befestigt
sind, sowie die Höhenjustierbereiche 5c, die sich
im inneren des Aufnahmeraums 2c schräg von der
Basis 5b weg zu den Detektionsbereichen 5d erstrecken.
Wenn das in Eingriff mit den Befestigungsbereichen 5e der
Detektionselektrode 5 befestigte Halteelement 3 in
einer vorbestimmten Position in dem Betätigungselement 2 angebracht
ist, werden somit die plattenförmigen Federbereiche der Detektionselektrode 5 in
Abhängigkeit von der Höhe des Aufnahmeraums 2c in
einem angemessenen Ausmaß zusammengedrückt, so
dass die Detektionsbereiche 5d fest in federnd nachgiebigem
Kontakt mit der rückseitigen Oberfläche des oberen
Bereichs 2a gebracht werden können. Auf diese
Weise lässt sich die Montage weiter vereinfachen und die Zuverlässigkeit
der jeweiligen Drückschalter 1 lässt sich
in einfacher Weise erhöhen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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