DE102010050097B4

DE102010050097B4 - Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion

Info

Publication number: DE102010050097B4
Application number: DE102010050097A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2030-10-27
Also published as: DE102010050097A1

Abstract

Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion, mit – einer SMD-Infrarotdiode als Sendeeinheit (1) und einem SMD-Fototransistor als Empfangseinheit (2), die eine Reflexlichtschranke bilden, wobei die Signale der Lichtschranke pulsförmig sind und mit – einer sich mittig zwischen der Sende- und der Empfangseinheit befindlichen Anzeigeeinheit (3), die aus einer ein- oder mehrfarbigen SMD-Leuchtdiode besteht, wobei – die Sende-(1), Empfangs-(2) und Anzeigeeinheit (3) auf einer Leiterkarte (4) verlötet sind und die Position der Anzeigeeinheit (3) unterhalb des Schnittpunktes der optischen Achsen der Reflexlichtschranke liegt, – wobei die SMD-Leuchtdiode (3) zum einen der Anzeige des Berührungspunktes und zum Anderen der Anzeige von Zuständen über verschiedene Helligkeiten der SMD-Leuchtdiode (3) oder über verschiedene Farben der mehrfarbigen SMD-Leuchtdiode (3) dient, wobei – der optische Berührungssensor mit Anzeigefunktion ferner über eine Lochmaske (6) verfügt, die sich zwischen einer stark getönten Scheibe (5) und der Leiterkarte (4) befindet, – wobei sich die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Berührungssensor mit Anzeigefunktion. Im Besonderen für Geräte zur Steuerung und Visualisierung von Gebäuden, wie Dimmern, Heizungs- und Jalousiesteuerungen und Anzeigeelementen, bei denen die Funktion der Sensoreinheiten zuvor nicht bekannt ist. Aus DE 20008425 U1 ist eine Einrichtung bekannt, die in Glaskeramik-Kochplatten zum Einsatz kommt. Hier kommt eine Infrarot-Reflexlichtschranke zum Einsatz. Die Abschottung des Lichts wird durch eine Matte realisiert, die sich zwischen der Kochplatte und der Sende- und Empfangseinheit befindet. Die Symbole werden hier auf das Keramikkochfeld fest aufgedruckt. Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, dass die Symbole durch die Herstellung fest vorgegeben sind. Darüber hinaus sind die Schalter nicht beleuchtet. Hieraus resultiert eine aufwendige spezifische Bedruckung der Schalter im Bereich der Gebäudeautomation. Weiterhin ist es im Bereich der Gebäudeautomation erforderlich die Schalteinheiten auch im Dunklen bedienen zu können.
Druckschrift DE 103 20 555 A1 betrifft eine optische Schalteinrichtung mit einer flächigen Abdeckung. Die Schalteinrichtung weist an der Unterseite mindestens eine in Richtung auf die Oberseite gerichtete Strahlungsquelle sowie einen Sensor auf, so dass bei Annäherung eines Fingers des Bedieners ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Sensor- und Anzeigeeinheit zu schaffen, die die Nachteile des Stands der Technik aufhebt und insbesondere eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht. Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird mit den in den Schutzansprüchen aufgeführten Merkmalen gelöst. Insbesondere ist die Sensoreinheit mit einer Anzeigeeinheit (3) ausgestattet, die sich mittig zwischen der Sende-(1) und Empfangseinheit (2) befindet. Diese Anzeigeeinheit kann mit Symbolen versehen werden, die die Funktion des Tastsensors darstellen. Die Symbole können funktionsbezogen auf der Maske aufgeklebt oder aufgesteckt werden. Über verschiedene Farben oder Helligkeiten kann zwischen der Anzeige der Funktion und der Anzeige eines Zustandes umgeschaltet werden. Die Anzeigeeinheit zeigt dem Bediener dabei gleichzeitig den Berührungspunkt der Sensoreinheit an.
Die Ausführung der Erfindung wird anhand der 1 bis 4 erläutert.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Berührungssensors in der Seitenansicht, der sich unterhalb einer Scheibe (5) befindet. Die Reflexlichtschranke, bestehend aus Sender (1) und Empfänger (2) und die Anzeigeeinheit (3) befinden sich auf einer Leiterkarte (4). Die Maske (6), zur Abschottung von Streulicht, mit den Löchern (8) für die Reflexlichtschranke und die Anzeigeeinheit ist unterhalb der Scheibe (5) zu sehen. Auf der unteren Seite der Maske (6) befindet sich ein dünnwandiger rechteckiger Hohlkörper (7), der mit der Maske fest verbunden ist. Dieser reicht über die Anzeigeeinheit (3) hinaus. Oberhalb der Maske ist die Folie (11), die ein Symbol trägt, zu erkennen. Diese befindet sich in einer Vertiefung der Maske zur Scheibe (5) hin.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maske in der Ansicht von unten, zur Reflexlichtschranke und Anzeigeeinheit hin. Hier ist der dünnwandige rechteckige Hohlkörper (7) zu erkennen. Dieser umschließt die gesamte Anzeigeeinheit (3). Weiterhin sind die länglichen Löcher (8) für die Reflexlichtschranke und das runde Loch für die Anzeigeeinheit zu erkennen. Die länglichen Löcher der Reflexlichtschranke sind zur Anzeigeeinheit hin verschoben. Die Kreuze zeigen die Zentren der darunter befindlichen Einheiten (1, 2, 3). Der Diffuser (10), der sich innerhalb des Hohlkörpers (7) befindet, ist ebenfalls aufgeführt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen transparenten, transluzenten oder blickdichten Folie (11) oberhalb der Maske (6) zur Scheibe (5) hin. Im Falle der transparenten oder transluzenten Folie (11) ist, abgesehen vom Symbol (12) die gesamte Folie mit einem blickdichten Material bedruckt. Das Symbol (12) selbst ist lichtdurchlässig (transparent) bzw. teilweise lichtdurchlässig (transluzent). Im Falle der blickdichten Folie (11) wird das Symbol (12) aus der Folie ausgestanzt oder ausgeschnitten.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen transparenten oder transluzenten Folie (11) oberhalb der Maske zur Scheibe (5) hin. Hier wird das Symbol (12) invers auf die Folie aufgedruckt.
Der vorgeschlagene Berührungssensor besteht aus einer optischen Sende-(Infrarot-SMD-Diode) (1) und einer optischen Empfangseinrichtung (Infrarot-SMD-Fototransistor) (2). Die beiden Baugruppen 1 und 2 bilden dabei eine Reflexlichtschranke, die pulsförmig betrieben wird. Zwischen den beiden Einrichtungen 1 und 2 befindet sich eine SMD-Leuchtdiode (3) als Lichtquelle, die zum einen den Berührungspunkt visualisiert, zum anderen die Möglichkeit der Anzeige von Zuständen über verschiedene Helligkeiten oder Farben ermöglicht. Die Einrichtungen 1–3 werden auf einer Leiterkarte (4) verlötet.
Die Leiterkarte mit der Sensorik und Anzeigeeinheit befindet sich hinter einer getönten Scheibe, mit geringem Transmissionsgrad, die aus Glas, Plexiglas etc. (5) besteht, aber dennoch genügend Licht für den Betrieb der Reflexlichtschranke (1, 2) und Anzeigeeinheit (3) durchlässt. Zwischen der Scheibe und den Einrichtungen (1–3) wird eine Maske (6) angebracht, die zur Abschottung von Streulicht dient. Die Maske ist im Bereich der Sende-(1), Empfangs-(2) und Anzeigeeinrichtung (3) mit Löchern (8) versehen. Die Löcher der Reflexlichtschranke sind länglich und zur Anzeigeeinheit (3) so verschoben, dass auch bei Auflegen des Fingers auf die Scheibe (5) eine direkte Reflexion des Strahls der Sendeeinheit (1) zur Empfangseinheit (2) möglich ist. Die Maske weist im Bereich der Anzeigeeinrichtung einen rechteckigen Hohlkörper (7) auf, der die Anzeigeeinrichtung zur Leiterkarte hin komplett umschließt. Dieser Hohlkörper (7) reicht über die Anzeigeeinheit (3) hinaus. Hierdurch wird verhindert, dass das Licht der Anzeigeeinheit durch die Löcher im Bereich der Reflexlichtschranke austreten kann. Innerhalb dieses Hohlkörpers (7) kann sich ein Diffuser (9) befinden, durch den eine homogene Ausleuchtung des Symbols erfolgt. Dieser wird von unten in den Hohlkörper eingebracht.
Die Maske (6) hat auf der Oberseite zur Scheibe hin eine Vertiefung in die die Folie (11) eingelassen wird, so dass diese nicht übersteht. Diese Folie (11) wird aufgesteckt oder aufgeklebt. Das Symbol (12) wird auf die transparente Folie gedruckt oder aus der blickdichten Folie ausgestanzt. Die Folie befindet sich außerhalb des optischen Weges der Reflexlichtschranke. Das Symbol (12) liegt dabei unterhalb des Schnittpunktes der optischen Achsen der Reflexlichtschranke und zeigt dem Bediener somit den Berührungspunkt des Sensors an. Über verschiede Helligkeiten oder Farben kann ein Zustand des mit dem Sensor verbundenen Aktors visualisiert werden (z. B. Schaltzustand EIN/AUS).

Claims

Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion, mit – einer SMD-Infrarotdiode als Sendeeinheit (1) und einem SMD-Fototransistor als Empfangseinheit (2), die eine Reflexlichtschranke bilden, wobei die Signale der Lichtschranke pulsförmig sind und mit – einer sich mittig zwischen der Sende- und der Empfangseinheit befindlichen Anzeigeeinheit (3), die aus einer ein- oder mehrfarbigen SMD-Leuchtdiode besteht, wobei – die Sende-(1), Empfangs-(2) und Anzeigeeinheit (3) auf einer Leiterkarte (4) verlötet sind und die Position der Anzeigeeinheit (3) unterhalb des Schnittpunktes der optischen Achsen der Reflexlichtschranke liegt, – wobei die SMD-Leuchtdiode (3) zum einen der Anzeige des Berührungspunktes und zum Anderen der Anzeige von Zuständen über verschiedene Helligkeiten der SMD-Leuchtdiode (3) oder über verschiedene Farben der mehrfarbigen SMD-Leuchtdiode (3) dient, wobei – der optische Berührungssensor mit Anzeigefunktion ferner über eine Lochmaske (6) verfügt, die sich zwischen einer stark getönten Scheibe (5) und der Leiterkarte (4) befindet, – wobei sich die Löcher der Maske im Bereich der Sende-(1), Empfangs-(2) und Anzeigeeinheit (3) befinden, – wobei im Bereich der Sendeeinheit (1) und der Empfangseinheit (2) die Löcher länglich sind und so in Richtung Anzeigeeinheit (3) verschoben sind, dass auch beim Kontakt eines Fingers mit der Scheibe (5) eine direkte Reflexion des Infrarotsignals am Finger zur Empfangseinheit (2) möglich ist, – wobei ferner die Lochmaske (6) einen Hohlkörper aufweist, der die Anzeigeeinheit (3) komplett umschließt, wobei innerhalb dieses Hohlkörpers sich ein Diffuser (9) befinden kann, und – wobei die Lochmaske (6) auf der Oberseite zur Scheibe (5) hin eine Vertiefung aufweist, in die eine optische Symboleinheit (11) eingesetzt ist.
Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion nach Anspruch 1, wobei die optische Symboleinheit (11) oberhalb der Anzeigeeinheit (3) auf der Lochmaske (6) befestigt wird und sich unterhalb der Scheibe (5) und unterhalb des Schnittpunktes der optischen Achse der Reflexlichtschranke befindet.
Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion nach Anspruch 2, wobei die Symboleinheit (11) aus einer transparenten oder transluzenten Folie besteht, wobei der Bereich um ein Symbol herum mit einem blickdichten Druck versehen ist und das Symbol (12) selbst dabei ebenfalls ein transluzenter Druck sein kann, wobei das Symbol auch invers dargestellt werden kann, in dem das Symbol selbst mit einem blickdichten Druck aufgetragen wird und der Bereich um das Symbol herum nicht bedruckt oder mit einem transluzenten Druck versehen wird, wobei die Symboleinheit (11) außerhalb des optischen Weges der Reflexlichtschranke (1, 2) liegt oder in diesem Bereich transparent ist.
Optischer Berührungssensor mit Anzeigefunktion nach Anspruch 2, wobei die Symboleinheit (11) aus einer blickdichten Folie besteht aus der das Symbol (12) ausgestanzt oder ausgeschnitten wird und die Symboleinheit (11) außerhalb des optischen Weges der Reflexlichtschranke (1, 2) liegt.