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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung, insbesondere eine Bedienvorrichtung für elektronische Haushaltsgeräte.
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Für Bedienvorrichtungen sind verschiedene Arten von Bedienelementen mit unterschiedlichen Funktionsweisen bekannt. Bei den als Drucktasten ausgebildeten Bedienelementen kann man zum Beispiel zwischen berührungs- und/oder annäherungsempfindlichen Drucktasten (sog. „Touch Control”) und durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten differenzieren, die jeweils mit verschiedenen Aufbauten und Funktionsweisen realisierbar sind.
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In diesem Zusammenhang sind bei den durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten neben solchen mit einem mechanischen Betätigungselement insbesondere auch kapazitive Drucktasten (vgl. z. B.
DE 10 2011 121 897 A1 ), induktive Drucktasten (vgl. z. B.
EP 2 529 484 B1 ) und piezoelektrische Drucktasten (vgl. z. B.
EP 2 063 533 B1 ) bekannt. Diese speziellen Drucktasten erfordern im Allgemeinen eine hohe Fertigungs- und Montagegenauigkeit mit kleinen Toleranzbereichen.
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Berührungs- und annäherungsempfindliche Drucktasten besitzen häufig eine Sensorik, die auf einem kapazitiven oder induktiven Funktionsprinzip beruht. Im Fall von metallischen Bedienblenden müssen diese Drucktasten dann mit zusätzlichen Maßnahmen zur elektrischen Isolierung versehen werden. Andere berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Drucktasten mit einer optischen Sensorik (vgl. z. B.
DE 10 2006 004 979 B4 ) benötigen grundsätzlich eine Bedienblende aus einem transparenten Material oder mit Durchbrechungen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bedienvorrichtung mit einer durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktaste zu schaffen, welche eine zuverlässige Funktionsweise aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Bedienvorrichtung der Erfindung weist eine Abdeckplatte mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite und einer dem Benutzer abgewandten Innenseite sowie einen optischen Sensor mit einem Sender zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung und einem Empfänger zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung auf. Die Abdeckplatte definiert einen Bedienabschnitt und ist in diesem Bedienabschnitt durch eine Krafteinwirkung von der Benutzerseite her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ist; und der Empfänger des optischen Sensors ist derart ausgestaltet, dass er eine Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung erfassen kann. Außerdem ist eine Steuerelektronik zum Auswerten von vom Empfänger erzeugten Messsignalen vorgesehen, die ausgestaltet ist, eine Betätigung des Bedienabschnitts in Abhängigkeit von der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung zu detektieren.
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Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung genügen minimale Verformungen bzw. Bewegungshübe des Bedienabschnitts, um eine Betätigung durch den Benutzer erfassen zu können, da bereits bei sehr kleinen Veränderungen zwischen Sensor und Reflexionsort sehr unterschiedliche Ablenkungen der elektromagnetischen Strahlung bewirkt werden, was zu deutlichen Intensitätsunterschieden in der vom Empfänger erfassten Strahlung resultiert. Die Betätigung des Bedienabschnitts kann daher durch die Steuerelektronik sehr zuverlässig erkannt werden. Zudem können bei einer derart konzipierten Bedienvorrichtung die Toleranzen bei der Fertigung und der Montage der Bauteile im Vergleich zu herkömmlichen, durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten mit kapazitiver, induktiver oder piezoelektrischer Funktionsweise größer sein. Dies wird durch die bereits bei minimalen Veränderungen zwischen Sensor und Reflexion bewirkte, stark unterschiedliche Strahlungsintensität am Empfänger erreicht. Auch dies kann die Fehleranfälligkeit reduzieren und so die Zuverlässigkeit der Bedienvorrichtung erhöhen.
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Die Abdeckplatte kann in diesem Zusammenhang aus einem beliebigen Material, mit beliebigen Dimensionierungen und mit einem beliebigen Design gefertigt sein. Bei der Abdeckplatte handelt es sich vorzugsweise um eine Bedienblende zum Beispiel eines elektronischen Haushaltsgerätes.
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Der Bedienabschnitt ist vorzugsweise einstückig mit der Abdeckplatte ausgebildet, als separate Komponente in die Abdeckplatte eingesetzt oder als separate Komponente mit der Abdeckplatte verbunden. Der Bedienabschnitt definiert für den Benutzer das Bedienelement der Bedienvorrichtung, das er/sie zum Betätigen drücken muss. Der Bedienabschnitt ist vorzugsweise für den Benutzer kenntlich gemacht, bevorzugt durch eine spezielle Formgebung seiner Benutzerseite (haptische Kennzeichnung), eine Kennzeichnung mit Farben und/oder Symbolen, eine Hinterleuchtung, eine erkennbare Abgrenzung zur übrigen Abdeckplatte und dergleichen.
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Der Bedienabschnitt ist durch eine Krafteinwirkung von der Benutzerseite der Abdeckplatte her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar. Die elastische Verformbarkeit wird vorzugsweise durch eine spezielle Materialauswahl und/oder eine spezielle Dimensionierung des Bedienabschnitts erzielt. Die elastische Bewegbarkeit kann vorzugsweise durch eine gefederte Lagerung des Bedienabschnitts in einer Durchbrechung in der Abdeckplatte realisiert werden.
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Bei der elektromagnetischen Strahlung, die von dem Sender emittiert und von dem Empfänger erfasst wird, handelt es sich vorzugsweise um optische Strahlung, bevorzugt im sichtbaren oder Infrarot-Wellenlängenbereich. Der Empfänger ist bezüglich der von ihm erfassbaren elektromagnetischen Strahlung auf die von dem Sender emittierte elektromagnetische Strahlung abgestimmt, bevorzugt stimmen die jeweiligen Wellenlängenbereiche im Wesentlichen überein oder haben einen signifikanten Überlappungsbereich.
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Bei dem Sender des optischen Sensors handelt es sich vorzugsweise um eine Leuchtdiode (LED), eine Laserdiode, eine Glühlampe, eine Halogenlampe oder dergleichen. Der Sender kann aber auch durch ein Umgebungslicht realisiert werden, das durch eine entsprechende Öffnung zum Beispiel im Gerätegehäuse oder in der Abdeckplatte auf die Innenseite des Bedienabschnitts gelangen kann. Bei dem Empfänger des optischen Sensors handelt es sich vorzugsweise um eine Photodiode oder dergleichen.
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Die Bedienvorrichtung der Erfindung kann trotz ihrer optischen Funktionsweise in vorteilhafter Weise auch bei – für die jeweilige elektromagnetische Strahlung – im Wesentlichen undurchlässigen Abdeckplatten eingesetzt werden. Insbesondere kann auch der Bedienabschnitt für die von dem Sender emittierte Strahlung im Wesentlichen undurchlässig ausgestaltet sein.
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Die Bedienvorrichtung kann neben dem durch eine Krafteinwirkung betätigbaren und optisch auswertbaren Bedienabschnitt weitere Bedienelemente mit anderen Funktionsweisen aufweisen. Dabei können insbesondere andere Drucktasten und berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Tasten zum Einsatz kommen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Trägerplatte vorgesehen, die auf einer der Benutzerseite abgewandten Seite der Abdeckplatte zu dieser beabstandet angeordnet ist; ist der optische Sensor auf der Trägerplatte angeordnet; und ist die Innenseite der Abdeckplatte im Bereich des Bedienabschnitts zumindest teilweise die elektromagnetische Strahlung reflektierend ausgestaltet.
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In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Trägerplatte vorgesehen, die auf einer der Benutzerseite abgewandten Seite der Abdeckplatte zu dieser beabstandet angeordnet ist; ist der optische Sensor an der Innenseite der Abdeckplatte angeordnet; und ist eine der Abdeckplatte zuwandte Seite der Trägerplatte im Bereich des Bedienabschnitts zumindest teilweise die elektromagnetische Strahlung reflektierend ausgestaltet.
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Je nach Ausgestaltung ist die Innenseite der Abdeckplatte oder die der Abdeckplatte zugewandte Seite der Trägerplatte im Bereich des Bedienabschnitts ist so ausgestaltet, dass sie die von dem Sender des optischen Sensors emittierte Strahlung zumindest teilweise reflektieren kann. Diese Reflexionseigenschaft wird vorzugsweise erreicht durch eine spezielle Materialauswahl, durch eine spezielle Oberflächenstruktur, durch eine spezielle Oberflächenbehandlung (bevorzugt Beschichtung, etc.) oder dergleichen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf einer der Benutzerseite abgewandten Seite der Abdeckplatte ein formstabiler Sensorrahmen vorgesehen, der den optischen Sensor umgibt. Der formstabile Sensorrahmen kann vorzugsweise der Abschirmung des optischen Sensors gegenüber seiner Umgebung dienen. Außerdem kann der formstabile Sensorrahmen vorzugsweise den Bedienabschnitt der Abdeckplatte hinsichtlich der elastischen Verformbarkeit und/oder Bewegbarkeit begrenzen helfen. Der formstabile Sensorrahmen ist bevorzugt für die vom optischen Sensor verwendete elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen undurchlässig ausgestaltet.
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Vorzugsweise ist der Sensorrahmen einteilig mit der Abdeckplatte ausgebildet. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Sensorrahmen auch einteilig mit der Trägerplatte ausgebildet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Abdeckplatte mehrere Bedienabschnitte auf, die jeweils durch eine Krafteinwirkung von der Benutzerseite der Abdeckplatte her elastisch verformbar und/oder bewegbar ausgestaltet sind. Die Bedienvorrichtung kann somit mehrere durch einen Benutzer betätigbare Bedienelemente aufweisen. Dabei können die mehreren Bedienabschnitte einzelne Bedienelemente bilden oder zu einer Art Schieberegler/Slider zusammengefasst sein.
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Bei dieser Ausgestaltung sind bevorzugt mehrere optische Sensoren mit jeweils einem Sender zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung und einem Empfänger zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung vorgesehen und ist auf einer der Benutzerseite abgewandten Seite der Abdeckplatte ein formstabiler Sensorrahmen vorgesehen, der die einzelnen optischen Sensoren umgibt und damit voneinander trennt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerelektronik ausgestaltet, in Abhängigkeit von der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung wenigstens zwei unterschiedliche Betätigungszustände des Bedienabschnitts zu detektieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerelektronik ausgestaltet, den optischen Sensor nachzukalibrieren. Ändert sich zum Beispiel ein Referenzsignal im unbetätigten Zustand des Bedienabschnitts beispielsweise durch äußere Einflüsse wie Temperatur und Feuchtigkeit, durch Alterungsprozesse der beteiligten Bauteile, durch sich ändernde Reflexionseigenschaften, etc., so kann die Steuerelektronik das Referenzsignal vorzugsweise nachführen und in einem vorbestimmten Intensitätsbereich halten. Das Nachführen des Referenzsignals erfolgt vorzugsweise durch eine Veränderung der vom Sender emittierten elektromagnetischen Strahlung. Das Nachkalibrieren des optischen Sensors durch die Steuerelektronik erfolgt vorzugsweise vollautomatisch.
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In einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine Lichtquelle vorgesehen und ist die Abdeckplatte zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine optische Kennzeichnung des Bedienabschnitts für den Benutzer und/oder ein optisches Feedback über einen Betriebszustand der Bedienvorrichtung oder zum Beispiel des elektronischen Haushaltsgeräts an den Benutzer.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Sender und dem Empfänger des optischen Sensors eine optische Barriere angeordnet. Die optische Barriere verhindert ein Überstrahlen bzw. Streulicht zwischen Sender und Empfänger, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert wird bzw. Störungen vermieden werden. Die optische Barriere ist opak für elektromagnetische Strahlung, bevorzugt ist die optische Barriere semitransparent für elektromagnetische Strahlung.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die optische Barriere (26) integral mit dem Sensorrahmen, der Trägerplatte, einer Verbindungseinrichtung oder der Abdeckplatte ausgebildet. Die einteilige Ausbildung von Sensorrahmen Trägerplatte, Verbindungseinrichtung oder Abdeckplatte einerseits und optischer Barriere andererseits ermöglicht eine einfache Montage. Die Verbindungseinrichtung kann vorteilhafter Weise eine Klebeschicht sein.
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In einer vorteilhaften Alternative ist der Sensorrahmen durch eine Verbindungseinrichtung gebildet. Hierdurch wird eine einfache Montage mit weniger Komponenten ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein elektronisches Haushaltsgerät mit wenigstens einer oben beschriebenen Bedienvorrichtung der Erfindung. Bei dem elektronischen Haushaltsgerät handelt es sich vorzugsweise um ein Wäschebehandlungsgerät (Waschmaschine, Wäschetrockner, etc.), eine Spülmaschine, ein Kühl- und/oder Gefriergerät (Kühlschrank, Gefriertruhe, etc.), ein Kochfeld, einen Herd, einen Mikrowellenofen, einen Dunstabzug oder dergleichen.
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Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:
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1 eine perspektivische Teilansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 Darstellungen zur Erläuterung des Funktionsprinzips der vorliegenden Erfindung;
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3 Darstellungen zur Erläuterung einer Abwandlung des Funktionsprinzips der vorliegenden Erfindung;
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4 eine perspektivische Teilansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 eine perspektivische Teilansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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6 eine perspektivische Teilansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Anhand von 1 und 2 sollen der Aufbau und die Funktionsweise einer Bedienvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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Die Bedienvorrichtung weist eine Abdeckplatte 10 zum Beispiel in Form einer Bedienblende zum Beispiel eines elektronischen Haushaltsgerätes auf. Diese Abdeckplatte 10 hat eine einem Benutzer zugewandte Benutzerseite 10a (oben in 1), welche der Außenseite der Bedienblende bzw. des Gerätes entspricht, und eine einem Benutzer abgewandte Innenseite 10b (unten in 1), welche der Innenseite der Bedienblende bzw. des Gerätes entspricht. Die Abdeckplatte 10 ist beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt.
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Diese Abdeckplatte 10 weist mehrere Bedienabschnitte 12 auf, die jeweils für den Benutzer ein Bedienelement definiert, das der Benutzer betätigen kann. Die Bedienabschnitte 12 sind in die Abdeckplatte 10 integriert bzw. einteilig mit dieser ausgebildet oder als separate Komponente in diese eingesetzt und wahlweise mit dieser verbunden. Die Bedienabschnitte 12 sind jeweils durch eine Krafteinwirkung F von der Benutzerseite 10a her, zum Beispiel mit einem Finger des Benutzers, elastisch verformbar ausgestaltet (siehe Teilfigur 2B). D. h. nach Beendigung der Krafteinwirkung F kehrt der jeweilige Bedienabschnitt 12 wieder in seinen Ausgangszustand zurück, der in Teilfigur 2A veranschaulicht ist.
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Die Bedienabschnitte 12 sind vorzugsweise für den Benutzer gekennzeichnet, damit dieser sie leichter auffinden und ihre Funktionalitäten identifizieren kann. Hierzu können die Bedienabschnitte 12 oder ihre Außenseite selbst gekennzeichnet sein oder kann die Abdeckplatte 10 in der Nähe der Bedienabschnitte 12 gekennzeichnet sein. Die Kennzeichnung erfolgt zum Beispiel optisch durch Farben und/oder Symbole, haptisch durch Oberflächenstrukturen, elektrisch durch eine Hinterleuchtung oder Signallampen, oder dergleichen.
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Die Bedienvorrichtung weist ferner für jeden Bedienabschnitt 12 einen optischen Sensor auf. Ein optischer Sensor weist einen Sender 16 zum Beispiel in Form einer LED und einen Empfänger 18 zum Beispiel in Form einer Photodiode auf. Der Sender 16 emittiert elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Licht im sichtbaren oder Infrarot-Wellenlängenbereich, und der Empfänger 18 erfasst elektromagnetische Strahlung desselben Wellenlängenbereichs. Dabei ist der Empfänger 18 so ausgestaltet, dass er auch die Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung erfassen kann.
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Zwischen dem Sender 16 und dem Empfänger 18 kann eine optische Barriere 26 angeordnet sein, durch die eine direkte Einwirkung des vom Sender 16 abgestrahlten Lichts auf den Empfänger 18 unterbunden wird. In den Teilfiguren 2A und 2B ist die optische Barriere 26 schematisch angedeutet. In analoger Weise ist diese Darstellung auf die übrigen Zeichnungsfiguren und Ausführungsbeispiele übertragbar.
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In dem Ausführungsbeispiel von 1 sind die optischen Sensoren auf einer Trägerplatte (z. B. Leiterplatte) 14 montiert, die auf der dem Benutzer abgewandten Seite der Abdeckplatte 10 mit einem Abstand und parallel zu dieser angeordnet ist. Außerdem ist die Innenseite 10b der Abdeckplatte 10 in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Bedienabschnitte 12 zumindest teilweise die elektromagnetische Strahlung der Sensoren reflektierend ausgestaltet (z. B. beschichtet).
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Die optischen Sensoren sind mit einer Steuerelektronik 20 verbunden. Die Steuerelektronik 20 weist zum Beispiel einen Mikrocontroller auf bzw. ist aus einem solchen gebildet. Die Steuerelektronik 20 steuert die Sender 16 an, d. h. schaltet diese im einfachsten Fall nur an und aus oder betreibt diese zum Beispiel getaktet oder mit veränderbaren Strahlungsintensitäten. Außerdem wertet die Steuerelektronik 20 die von den Empfängern 18 erzeugten Messsignale aus, um eine Betätigung der Bedienabschnitte 12 durch einen Benutzer detektieren zu können. Die Steuerelektronik 20 ist wahlweise auf der Trägerplatte 14 angeordnet.
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Wie in den Teilfiguren 2A und 2B veranschaulicht, trifft die von einem Sender 16 emittierte Strahlung E auf den Bedienabschnitt 12 bzw. seine Innenseite 10b und wird dort reflektiert. Die am Bedienabschnitt 12 reflektierte Strahlung R trifft dann auf den Empfänger 18 und wird von diesem erfasst. Der Empfänger 18 erzeugt entsprechende Messsignale, die an die Steuerelektronik 20 weitergeleitet und von dieser ausgewertet werden.
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Im Ausgangszustand von Teilfigur 2A, d. h. ohne Betätigung des Bedienabschnitts 12 durch den Benutzer, befindet sich der Bedienabschnitt 12 in seinem unverformten Ausgangszustand und reflektiert die Strahlung R1 zum Empfänger 18. Im Betätigungszustand von Teilfigur 2B, d. h. bei einer Krafteinwirkung F durch den Benutzer auf den Bedienabschnitt 12, ist der Bedienabschnitt 12 verformt und reflektiert die Strahlung R zum Empfänger 18. Aufgrund der Verformung des Bedienabschnitts und des damit verbundenen veränderten Reflexionsverhaltens verändert sich auch die Intensität der vom Empfänger erfassten reflektierten Strahlung R. Wie in Teilfigur 2C veranschaulicht, kann selbst bei einer relativ geringen Verformung des Bedienabschnitts 12 bereits eine sehr deutliche Veränderung der Intensität 1 der am Empfänger erfassten Strahlung R registriert werden. Diese relative Veränderung der vom Empfänger 18 erfassten Strahlungsintensität I kann von der Steuerelektronik 20 als eine Betätigung des Bedienabschnitts 12 interpretiert werden.
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Für die Auswertung durch die Steuerelektronik 20 genügt die Erfassung einer relativen Veränderung der Strahlungsintensität am Empfänger 18. Absolute Messwerte für die Veränderung sind nicht erforderlich. Die Erfassung nur der relativen Veränderung vermindert auch die Anforderungen an die Maß- und Positionsgenauigkeiten der einzelnen Komponenten bzw. vergrößert die erlaubten Toleranzbereiche in der Fertigung und bei der Montage dieser Komponenten.
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Wie in 3 veranschaulicht, können in einer Abwandlung dieser Ausführungsform aber auch absolute Veränderungen der vom Empfänger 18 erfassten Strahlungsintensität 1 erfasst werden. Die Steuerelektronik 20 kann so zum Beispiel zwei oder mehr unterschiedliche Betätigungszustände eines Bedienelements unterschieden und diesen unterschiedlichen Betätigungszuständen verschiedene Funktionen oder Parameter zuordnen.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Bedienvorrichtung zudem einen Sensorrahmen 22 auf. Dieser Sensorrahmen 22 umgibt die einzelnen optischen Sensoren und trennt diese voneinander. Der Sensorrahmen 22 ist für die von den optischen Sensoren verwendete elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen undurchlässig.
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Der Sensorrahmen 22 ist außerdem formstabil, d. h. unter den üblichen Einsatzbedingungen der Bedienvorrichtung. Durch den formstabilen Sensorrahmen 22 kann die elastische Verformbarkeit der Abdeckplatte 10 auf deren Bedienabschnitte 12 begrenzt werden.
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In dem Ausführungsbeispiel von 1 ist der Sensorrahmen 22 einteilig mit der Abdeckplatte 10 ausgebildet, zum Beispiel mittels eines Spritzgießverfahrens. Außerdem ist der Sensorrahmen 22 mit der Trägerplatte 14 über eine Verbindungseinrichtung 24 in Form einer Klebeschicht verbunden. Andere Verbindungseinrichtungen können Schraubverbindungen, Rastverbindungen, Schnappverbindungen und dergleichen enthalten.
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In dem Ausführungsbeispiel von 1 weist die Bedienvorrichtung mehrere Bedienelemente auf, die jeweils einen Bedienabschnitt und einen optischen Sensor enthalten. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bedienvorrichtung auch nur ein Bedienelement enthalten.
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Im Fall von mehreren Bedienelementen können diese unabhängig voneinander ausgestaltet sein und ausgewertet werden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können auch mehrere Bedienelemente zu einem gemeinsamen Bedienelement kombiniert sein, um einen Schieberegler, Slider oder dergleichen zu bilden.
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Bezug nehmend auf 4 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung näher erläutert. Dabei sind gleiche bzw. entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie im ersten Ausführungsbeispiel gekennzeichnet.
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Das Ausführungsbeispiel von 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Abdeckplatte 10, der Sensorrahmen 22 und die Trägerplatte 14 einteilig ausgeführt sind. Dies kann zum Beispiel realisiert werden, indem die Bereiche der Bedienabschnitte 12 der Abdeckplatte 10 flexibel ausgeführt werden und die Bereiche des Sensorrahmens 22 formstabil ausgeführt werden. Diese unterschiedlichen Eigenschaften innerhalb einer Komponente lassen sich zum Beispiel durch unterschiedliche Materialien (z. B. im 2K-Spritzgießverfahren) und/oder durch unterschiedliche Geometrien erzielen. Da die Baugruppe als integrierter Schaltungsträger ausgeführt ist, können neben den optischen Sensoren auch andere elektronische Komponenten appliziert werden.
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Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
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Bezug nehmend auf 5 wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung näher erläutert. Dabei sind gleiche bzw. entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie in den obigen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet.
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Das Ausführungsbeispiel von 5 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Positionierung der optischen Sensoren. Im dritten Ausführungsbeispiel sind Sender 16 und Empfänger 18 der optischen Sensoren auf der der Abdeckplatte 10 abgewandten Seite der Trägerplatte 14 montiert.
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Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise jenen des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels.
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Bezug nehmend auf 6 wird nun ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung näher erläutert. Dabei sind gleiche bzw. entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie in den obigen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet.
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Das Ausführungsbeispiel von 6 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel von 1 durch die Positionierung der optischen Sensoren. Im vierten Ausführungsbeispiel sind Sender 16 und Empfänger 18 der optischen Sensoren an der Innenseite 10b der Abdeckplatte 10 montiert. Dementsprechend ist der Abdeckplatte 10 zugewandte Seite der Trägerplatte 14 die elektromagnetische Strahlung reflektierend ausgestaltet.
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Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
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In einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels kann dieses auch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel von 4 kombiniert werden. D. h. der Sensorrahmen 22 kann auch mit der Trägerplatte 14 einteilig ausgestaltet sein.
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In einer weiteren Ausführungsvariante können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auch derart modifiziert werden, dass die Steuerelektronik 20 die optischen Sensoren automatisch nachkalibrieren kann.
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Wie oben erläutert, wird die elektromagnetische Strahlung E von einem Sender 16 über die Reflektion an einer Oberfläche (Innenseite 10b der Abdeckplatte 10, Seite der Trägerplatte 14) als reflektierte Strahlung R zum Empfänger 18 geleitet. Über den Empfänger 18 wird das Grundsignal ausgewertet und als Referenzsignal im unbetätigten Zustand ohne Krafteinwirkung F auf den Bedienabschnitt verwendet. Ändert sich dieses Referenzsignal durch äußere Einflüsse (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, etc.), sich verändernde Reflexionseigenschaften der jeweiligen Oberfläche (z. B. aufgrund Oxidation, Verschmutzung, Änderung des Abstandes der Sende/Empfangselemente zur Reflexionsoberfläche z. B. durch thermische Ausdehnung, Alterung der Verbindungselemente etc.), dann ändert sich das Referenzsignal. Dies kann dazu führen, dass das Referenzsignal nachgeführt werden muss.
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Eine solche Nachführung des Referenzsignals kann beispielsweise durch eine Änderung der vom Sender 18 emittierten elektromagnetischen Strahlung E über ein Stellglied (z. B. einen LED-Treiber) erfolgen. Gleichzeitig kann auch eine Alterung des Senders 16 und/oder des Empfängers 18 des optischen Sensors über eine Nachführung der Sendeleistung kompensiert werden, um das Referenzsignal in einem bestimmten Bereich zu halten.
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Obwohl nicht dargestellt, kann in weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung die Ausgestaltung des Bedienabschnitts 12 in der Abdeckplatte 10 abgewandelt werden. Während der Bedienabschnitt 12 in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils durch eine Krafteinwirkung F durch einen Benutzer elastisch verformbar ausgestaltet ist, kann der Bedienabschnitt 12 alternativ durch eine Krafteinwirkung F durch einen Benutzer bewegbar sein. Zu diesem Zweck ist der Bedienabschnitt 12 bevorzugt als eine von der Abdeckplatte 10 separate Komponente gefertigt und beweglich in einer Durchbrechung in der Abdeckplatte 10 gelagert. Bei einer Betätigung des Bedienabschnitts 12 wird dieser in die Abdeckplatte 10 hinein gedrückt und nach innen verschoben; nach Beendigung der Krafteinwirkung F kehrt der Bedienabschnitt 12 dann wieder in seine Ausgangsposition zurück. Dies geschieht zum Beispiel mit Hilfe eines elastischen Federelements, das den Bedienabschnitt 12 in seine Ausgangsposition vorspannt.
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Obwohl nicht dargestellt, können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele jeweils auch derart modifiziert werden, dass die Abdeckplatte 10 im Bereich und/oder in der Nähe des Bedienabschnitts 12 zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet ist und wenigstens eine Lichtquelle auf der Trägerplatte 14 montiert ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Bedienabschnitt 12 für den Benutzer optisch gekennzeichnet werden und/oder kann dem Benutzer ein Feedback über den Betriebszustand der Bedienvorrichtung bzw. des Geräts, in dem die Betriebsvorrichtung verbaut ist, gegeben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abdeckplatte, z. B. Bedienblende
- 10a
- Benutzerseite
- 10b
- Innenseite
- 12
- Bedienabschnitt
- 14
- Trägerplatte, z. B. Leiterplatte
- 16
- Sender
- 18
- Empfänger
- 20
- Steuerelektronik
- 22
- Sensorrahmen
- 24
- Verbindungseinrichtung, z. B. Klebeschicht
- 26
- Barriere
- E
- emittierter Strahl
- F
- Druckkraft
- I
- Strahlungsintensität
- R
- reflektierter Strahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011121897 A1 [0003]
- EP 2529484 B1 [0003]
- EP 2063533 B1 [0003]
- DE 102006004979 B4 [0004]
