DE202020005726U1

DE202020005726U1 - Bedienvorrichtung

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Publication number: DE202020005726U1
Application number: DE202020005726.6U
Authority: DE
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-03-09
Anticipated expiration: 2030-11-28

Abstract

Bedienvorrichtung, aufweisend:
eine Deckplatte (10) mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite (10a) und
einer einem Benutzer abgewandten Rückseite (10b), wobei die Deckplatte (10) ein Tastenfeld (12) aufweist, in dem sie durch eine Druckkraft von der Benutzerseite (10a) her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ist; und
eine Sensorvorrichtung (20-30) zum Erfassen eines Bedienungszustandes des Tastenfeldes (12), wobei die Sensorvorrichtung (20-30) aufweist:
einen taktilen Schalter (20), der hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) im Bereich des Tastenfeldes (12) angeordnet ist, wobei der taktile Schalter (20) aufweist:
einen Druckkopf (21) auf seiner der Deckplatte (10) zugewandten Seite,
wobei der Druckkopf (21) durch eine Druckkraft vom Tastenfeld (12) her in den taktilen Schalter (20) eindrückbar ist;
wenigstens einen mit dem Druckkopf (21) gekoppelten Detektoranschluss (24, 25);
eine Metallabdeckung (28) auf seiner der Deckplatte (10) zugewandten Seite; und
einen mit der Metallabdeckung (28) verbundenen Erdungsanschluss (29); und
eine Sensorschaltung (30), die mit dem wenigstens einen Detektoranschluss (24, 25) verbunden ist, um einen Betriebszustand des Druckkopfes (21) zu erfassen, und mit dem Erdungsanschluss (29) verbunden ist, um eine Kapazität zwischen der Metallabdeckung (28) und einem Betätigungselement (13) eines
Benutzers auf der Benutzerseite (10a) der Deckplatte (10) zu erfassen;
wobei die Bedienvorrichtung ferner eine Trägerplatte (16) aufweist, die hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) mit einem Abstand zur Deckplatte (10) angeordnet ist, wobei der taktile Schalter (20) auf der Trägerplatte (16) montiert ist;
die Bedienvorrichtung ferner einen Rahmenblock (36) aufweist, in dem der taktile Schalter (20) aufgenommen ist und der auf der Trägerplatte (16) montiert ist und der auf seiner der Trägerplatte (16) abgewandten Seite die Deckplatte (10) mit dem Tastenfeld (12) bildet;
die Deckplatte (10) im Bereich innerhalb des Tastenfeldes (12) und/oder um das Tastenfeld (12) zumindest teilweise lichtdurchlässig ist; und
die Bedienvorrichtung ferner wenigstens ein Leuchtmittel (34) aufweist, das hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) angeordnet ist;
und wobei der Rahmenblock (36) wenigstens einen Lichtleitabschnitt (38) aufweist, durch den Licht von dem wenigstens einen Leuchtmittel (34) zum Bereich des Tastenfeldes (12) geleitet werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung, insbesondere eine multifunktionale Bedienvorrichtung, insbesondere zur Verwendung für elektronische Haushaltsgeräte.
Für Bedienvorrichtungen sind verschiedene Arten von Bedienelementen mit unterschiedlichen Funktionsweisen bekannt. Für elektronische Haushaltsgeräte sind zum Beispiel Bedienelemente in Form von berührungs- und/oder annäherungsempfindlichen Drucktasten (sog. „Touch Control“) und durch Krafteinwirkung betätigbare Drucktasten bekannt, die jeweils mit verschiedenen Aufbauten und Funktionsweisen realisierbar sind. Je nach Anwendungsfall kann es zudem vorteilhaft sein, eine multifunktionale Bedienvorrichtung einzusetzen, bei der mehrere unterschiedliche Bedienungszustände differenziert werden können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine multifunktionale Bedienvorrichtung mit einer möglichst einfachen Konstruktion und Herstellbarkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Bedienvorrichtung der Erfindung weist eine Deckplatte mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite und einer einem Benutzer abgewandten Rückseite sowie einem Tastenfeld, in dem sie durch eine Druckkraft von der Benutzerseite her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ist; und eine Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Bedienungszustandes des Tastenfeldes auf. Die Sensorvorrichtung weist einen taktilen Schalter aufweist, der hinter der Rückseite der Deckplatte im Bereich des Tastenfeldes angeordnet ist, wobei der taktile Schalter aufweist: einen Druckkopf auf seiner der Deckplatte zugewandten Seite, wobei der Druckkopf durch eine Druckkraft vom Tastenfeld her in den taktilen Schalter eindrückbar ist; wenigstens einen mit dem Druckkopf gekoppelten Detektoranschluss; eine Metallabdeckung auf seiner der Deckplatte zugewandten Seite; und einen mit der Metallabdeckung verbundenen Erdungsanschluss. Die Sensorvorrichtung weist zudem eine Sensorschaltung auf, die mit dem wenigstens einen Detektoranschluss verbunden ist, um einen Betriebszustand des Druckkopfes zu erfassen, und mit dem Erdungsanschluss verbunden ist, um eine Kapazität zwischen der Metallabdeckung und einem Betätigungselement (z.B. Benutzerfinger) eines Benutzers auf der Benutzerseite der Deckplatte zu erfassen.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, in der Bedienvorrichtung einen taktilen Schalter mit einer als EMV-Abschirmung dienenden Metallabdeckung zu verwenden. Solche taktilen Taster sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und in der Praxis erhältlich. Die Erfindung ist neben des Vorhandenseins der EMV-Abschirmung auf keine spezielle Konstruktion des taktilen Schalters beschränkt. Der Druckkopf des taktilen Schalters ist in der Ruhestellung (d.h. ohne Druckbetätigung des Tastenfeldes) bevorzugt in Kontakt mit dem Tastenfeld, es können in der Ruhestellung aber auch kleine Abstände vorhanden sein, die dann bei einer Druckbetätigung des Tastenfeldes schnell aufgehoben werden. Eine Druckbetätigung des Tastenfeldes bewirkt eine Druckkraft auf den Druckkopf des taktilen Schalters, sodass der Druckkopf in den taktilen Schalter eingedrückt wird, d.h. - je nach Ausführungsform des taktilen Schalters - zum Beispiel als fester Block eingeschoben, als fester Block eingekippt oder elastisch verformt wird. Der Druckkopf ist vorzugsweise in seine Ruhestellung vorgespannt, sodass er beim Beenden der Druckbetätigung wieder aus dem taktilen Schalter ausrückt. Der Erdungsanschluss der EMV-Abschirmung wird beim herkömmlichen Einsatz des taktilen Schalters zur Erdungsverbindung benutzt, weshalb dieser Begriff hier verwendet wird, auch wenn er beim erfindungsgemäßen Einsatz anders benutzt wird.
Der Betriebszustand des Druckkopfes kann grundsätzlich in der normalen Art und Weise des taktilen Schalters erfasst werden. Je nach Ausführungsform des taktilen Schalters kann dies zum Beispiel durch Schließen eines elektrischen Kreises, wenn der Druckkopf eingedrückt wird, und Öffnen einer Verbindung im elektrischen Kreis, wenn der Druckkopf wieder losgelassen wird, erfolgen. Der Erfinder hat herausgefunden, dass die als EMV-Abschirmung dienende Metallabdeckung des taktilen Schalters zusätzlich als Sensorelektrode eines kapazitiven Sensorsystems genutzt werden kann. Diese kapazitive Sensorsystem erfasst dann eine Kapazität zwischen der Metallabdeckung und einem Betätigungselement eines Benutzers, woraus auf eine Berührung und/oder eine Annäherung an das Tastenfeld geschlossen werden kann. Durch diesen speziellen Einsatz des taktilen Schalters kann so ohne zusätzliche Sensorkomponenten eine Multifunktionalität der Bedienvorrichtung geschaffen werden, mit der einerseits eine Berührung und/oder Annäherung an das Tastenfeld („Touch Control“) und andererseits eine Druckbetätigung des Tastenfeldes erkannt werden können. Die Sensorschaltung zum Erfassen der genannten Parameter kann zum Beispiel wenigstens zwei Sensorschaltungsteile aufweisen, die jeweils zum Erfassen eines der genannten Parameter vorgesehen sind.
Der Druckkopf des taktilen Schalters ist vorzugsweise zwischen der Metallabdeckung und der Rückseite der Deckplatte angeordnet und elektrisch nicht-leitend. Auf diese Weise kann der Druckkopf im kapazitiven Sensorsystem als Dielektrikum dienen, sodass die Deckplatte auch im Bereich des Tastenfeldes wahlweise elektrisch leitend sein kann, d.h. die Bedienvorrichtung der Erfindung auch in Kombination mit zum Beispiel einer metallischen Deckplatte eingesetzt werden kann. Falls hingegen der Druckkopf elektrisch leitend ist und so nicht als Dielektrikum fungiert, was im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich ist, sollte die Deckplatte zumindest im Bereich des Tastenfeldes wenigstens teilweise elektrisch nicht-leitend sein, sodass das Tastenfeld als Dielektrikum im kapazitiven Sensorsystem dient.
Die Bedienvorrichtung weist vorzugsweise ferner eine Steuereinheit zum Ansteuern der Sensorvorrichtung und Auswerten von Messsignalen der Sensorvorrichtung auf, wobei die Steuereinheit einerseits konfiguriert ist, um basierend auf dem von der Sensorschaltung über den wenigstens einen Detektoranschluss erfassten Betriebszustand des Druckkopfes eine Druckbetätigung des Tastenfeldes zu erkennen. Außerdem ist die Steuereinheit je nach Ausführungsform bzw. Anwendungsfall der Bedienvorrichtung (i) konfiguriert, um basierend auf der von der Sensorschaltung über den Erdungsanschluss erfassten Kapazität eine Berührung oder Annäherung des Betätigungselements an das Tastenfeld zu erkennen, oder (ii) konfiguriert, um basierend auf der von der Sensorschaltung über den Erdungsanschluss erfassten Kapazität eine Berührung des Betätigungselements an das Tastenfeld zu erkennen, oder (iii) konfiguriert, um basierend auf der von der Sensorschaltung über den Erdungsanschluss erfassten Kapazität eine Annäherung des Betätigungselements an das Tastenfeld zu erkennen. Die Steuereinheit und die Sensorschaltung können zum Beispiel als separate Komponenten miteinander verbunden sein oder in eine gemeinsame Komponente integriert sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Sensorschaltung in einem ersten Sensormodus zum Erfassen der Kapazität zwischen der Metallabdeckung und einem Betätigungselement eines Benutzers und einem zweiten Sensormodus zum Erfassen des Betriebszustandes des Druckkopfes betreibbar sein. In diesem Fall ist die Steuereinheit bevorzugt konfiguriert, um die Sensorschaltung zunächst im ersten Sensormodus zu betreiben und nach einem Erkennen einer Berührung oder Annäherung des Betätigungselements an das Tastenfeld im ersten Sensormodus in den zweiten Sensormodus umzuschalten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der taktile Schalter - wie für taktile Schalter üblich - ein haptisches Feedbackelement auf, das mit dem Druckkopf gekoppelt ist. Der Druckkopf steht dann vorzugsweise zumindest während einer Druckbetätigung des Tastenfeldes im Bereich des Tastenfeldes mit der Rückseite der Deckplatte in Kontakt. Als Folge entsteht im Tastenfeld der Deckplatte ein vom Benutzer spürbares haptisches Feedback, wenn der Benutzer eine Druckkraft auf das Tastenfeld ausübt. Der Benutzer kann auf diese Weise unmittelbar erkennen, dass er die Bedienvorrichtung richtig bedient hat.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bedienvorrichtung ferner eine Trägerplatte auf, die hinter der Rückseite der Deckplatte mit einem Abstand zur Deckplatte angeordnet ist, wobei der taktile Schalter (direkt oder indirekt) auf der Trägerplatte montiert ist. Die Trägerplatte ist vorzugsweise eine Leiterplatte. Die Sensorschaltung ist vorzugsweise ebenfalls an der Trägerplatte montiert.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Bedienvorrichtung ferner einen formstabilen Abstandhalter auf, der in einem Bereich außerhalb des Tastenfeldes zwischen der Deckplatte und der Trägerplatte angeordnet ist. Auf diese Weise kann die elastische Verformbarkeit / Bewegbarkeit der Deckplatte auf das Tastenfeld begrenzt und eine zu starke Druckbetätigung auf den Druckkopf des taktilen Schalters vermieden werden. Bei dieser Ausführungsform ist der taktile Schalter direkt auf der Trägerplatte montiert. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform die Deckplatte der Bedienvorrichtung zum Beispiel durch eine Bedienblende gebildet.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Bedienvorrichtung ferner einen Rahmenblock auf, in dem der taktile Schalter aufgenommen ist und der auf der Trägerplatte montiert ist und der auf seiner der Trägerplatte abgewandten Seite die Deckplatte mit dem Tastenfeld bildet. Bei dieser Ausführungsform ist der taktile Schalter über den Rahmenblock indirekt auf der Trägerplatte montiert. Außerdem kann bei dieser Ausführungsform der Rahmenblock beispielsweise in eine Öffnung in einer Bedienblende hineinragen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Deckplatte im Bereich innerhalb des Tastenfeldes und/oder um das Tastenfeld zumindest teilweise lichtdurchlässig sein. In diesem Fall weist die Bedienvorrichtung vorzugsweise ferner wenigstens ein Leuchtmittel auf, das hinter der Rückseite der Deckplatte (zum Beispiel auf der Trägerplatte, falls vorhanden) angeordnet ist. Das wenigstens eine Leuchtmittel kann vorzugsweise von der Steuereinheit angesteuert werden, bevorzugt in Abhängigkeit vom erkannten Bedienungszustand des Tastenfeldes. So kann das Tastenfeld zum Beispiel beim Annähern, beim Berühren und beim Drücken in unterschiedlichen Farben und/oder unterschiedlichen Lichtstärken hinterleuchtet werden, sodass der Benutzer über den erfassten Bedienungszustand informiert wird. Alternativ kann das Tastenfeld zum Beispiel nach dem Erkennen einer Annäherung angeleuchtet werden, damit der Benutzer das zu bedienende Tastenfeld besser erkennen kann. Im Fall der oben genannten Ausführungsform mit Rahmenblock kann bei dieser Ausgestaltung zum Beispiel der Rahmenblock wenigstens einen Lichtleitabschnitt aufweisen, durch den von dem wenigstens einen Leuchtmittel emittiertes Licht zum Bereich des Tastenfeldes geleitet werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektronisches Haushaltsgerät, das mit ein oder mehr oben beschriebenen Bedienvorrichtungen der Erfindung ausgestattet ist. Bei dem elektronischen Haushaltsgerät handelt es beispielsweise um ein Wäschebehandlungsgerät (Waschmaschine, Wäschetrockner, etc.), eine Spülmaschine, ein Kühl- und/oder Gefriergerät (Kühlschrank, Gefriertruhe, etc.), ein Kochfeld, einen Herd, einen Mikrowellenofen, eine Dunstabzugshaube oder dergleichen.
Die Bedienvorrichtung der Erfindung ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt. Die Bedienvorrichtung kann alternativ auch in anderen elektronischen Geräten wie beispielsweise Geräten in Fahrzeugen eingesetzt werden.
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:

1 eine Querschnittsansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Schaltplan der Sensorvorrichtung der Bedienvorrichtung von 1 oder 3; und
3 eine Querschnittsansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bezugnehmend auf 1 und 2 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung näher erläutert.
Die Bedienvorrichtung hat eine Deckplatte 10, die zum Beispiel von einer Bedienblende eines Geräts gebildet wird. Die Deckplatte 10 kann grundsätzlich aus einem beliebigen Material gefertigt sein. Deckplatte 10 hat eine einem Benutzer zugewandte Benutzerseite (bzw. Außenseite) 10a (oben in 1) und eine einem Benutzer abgewandte Rückseite (bzw. Innenseite) 10b (unten in 1). In der Deckplatte 10 ist außerdem ein Tastenfeld 12 zur Bedienung von einem Benutzer mit einem Betätigungselement (z.B. Benutzerfinger) 13 vorhanden. Die Deckplatte 10 ist im Bereich dieses Tastenfeldes 12 durch eine Druckkraft 14 von der Benutzerseite 10a her zumindest teilweise in Richtung zur Rückseite 10b (d.h. nach unten in 1) elastisch verformbar oder alternativ elastisch bewegbar.
Hinter der Rückseite 10b der Deckplatte 10 befindest sich mit Abstand zur Deckplatte 10 eine Trägerplatte 16. Die Trägerplatte ist bevorzugt eine Leiterplatte und ist bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Deckplatte 10 platziert. Im Bereich neben des Tastenfeldes 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel außerdem ein formstabiler Abstandhalter 18 zwischen der Deckplatte 10 und der Trägerplatte 16 angeordnet. Der Abstandhalter 18 ist zum Beispiel ringförmig um das Tastenfeld 12 ausgestaltet. Der Abstandhalter 18 begrenzt die Verformung der Deckplatte 10 bei einer Krafteinwirkung 14 von der Benutzerseite 10a her auf den Bereich des Tastenfeldes 12. Der Abstandhalter 18 kann zudem als Montageelement der Trägerplatte 16 hinter der Deckplatte 10 genutzt werden.
Im Bereich des Tastenfeldes 12 ist auf der Trägerplatte 16 ein taktiler Schalter 20 angeordnet. Der taktile Schalter 20 ist bevorzugt auf der Trägerplatte 16 montiert und befindet sich innerhalb des Abstandhalters 18. Bei dem taktilen Abstandhalter 20 handelt es sich um ein Standardprodukt eines taktilen Abstandhalters, das mit einer EMV-Abschirmung ausgestattet ist.
Wie in 1 dargestellt, weist der taktile Schalter 20 insbesondere einen Druckkopf 21 auf, der im Bereich des Tastenfeldes 12 direkt (d.h. vorzugsweise auch im Ruhezustand ohne Druckbetätigung des Tastenfeldes ohne Abstand zur Deckplatte) hinter der Rückseite 10b der Deckplatte 10 positioniert ist. Der Druckkopf 21 erfährt bei einer Druckkraft 14 auf die Benutzerseite 10a des Tastenfeldes 12 somit ebenfalls eine Druckkraft, wodurch er in den taktilen Schalter 20 eingedrückt wird. Je nach Ausführungsform des taktilen Schalters 20 kann der Druckkopf 21 zum Beispiel als fester Block eingeschoben werden, als fester Block eingekippt werden oder elastisch verformt werden. Der Druckkopf 21 steht mit einem Schaltelement 22 in Wirkverbindung, sodass dieses Schaltelement 22 durch den eingedrückten Druckkopf 21 betätigt wird. Wie in 2 veranschaulicht, kann das Schaltelement 22 beispielsweise eine Verbindung zwischen einem ersten Schaltkontakt 23a und einem zweiten Schaltkontakt 23b eines elektrischen Schaltkreises schließen oder öffnen.
Der taktile Schalter 20 weist ferner wenigstens einen Detektoranschluss 24, 25 auf, an dem ein Zustand des Schaltelements 22 und damit ein Betriebszustand des Druckkopfes 21 erfasst werden kann. Dieser wenigstens Detektoranschluss 24, 25 ist mit einer Sensorschaltung 30 bzw. einem ersten Sensorschaltungsteil 30a verbunden, damit dieses den Betriebszustand des Druckkopfes 21 erfassen kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Schaltkontakt 23a mit einem Detektorausgangsanschluss 24 verbunden und ist der zweite Schaltkontakt 23b mit einem Detektoreingangsanschluss 25 verbunden. Das erste Sensorschaltungsteil 30a kann erfassen, ob ein Stromfluss durch den Schaltkreis stattfindet, was vom Zustand des Schaltelements 22 abhängig ist. Bei einem Stromfluss vom Detektoreingangsanschluss 25 über die mittels des Schaltelements 22 elektrisch verbundenen Schaltkontakte 23a, 23b zum Detektorausgangsanschluss 24 kann das erste Sensorschaltungsteil 30a erfassen, dass der Druckkopf 21 eingedrückt ist. Bei einem nicht vorhandenen Stromfluss hingegen erfasst das erste Sensorschaltungsteil 30a erfassen, dass sich der Druckkopf 21 in seiner Ruhestellung befindet.
Wie in 1 angedeutet, enthält der taktile Schalter 20 außerdem standardgemäß ein haptisches Feedbackelement 26. Das haptische Feedbackelement 26 generiert ein haptisches Feedback am Druckkopf 21, wenn der Druckkopf 21 eingedrückt wird. Durch den Kontakt des Druckkopfes 21 mit dem Tastenfeld 12 wird dieses haptische Feedback auf das Tastenfeld 12 übertragen, sodass es vom Benutzer erfasst werden kann. Der Benutzer kann so eindeutig erkennen, dass er das Tastenfeld 12 richtig bedient / gedrückt hat.
Wie bereits erwähnt, ist der taktile Schalter 21 mit einer EMV-Abschirmung ausgestattet. Diese EMV-Abschirmung ist durch eine Metallabdeckung 28 gebildet, die sich insbesondere auf der der Deckplatte 10 zugewandten Seite des taktilen Schalters 20 befindet. Diese Metallabdeckung 28 ist mit einem Erdungsanschluss 29 verbunden, über den sie bei einer üblichen Verwendung des taktilen Schalters 20 mit Masse verbunden wird, um die Abschirmwirkung zu erzielen. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des taktilen Schalters 20 dient die Metallabdeckung 28 aber als Sensorelektrode eines kapazitiven Sensorsystems und ist der Erdungsanschluss 29 mit der Sensorschaltung 30 bzw. einem zweiten Sensorschaltungsteil 30b verbunden. Das zweite Sensorschaltungsteil 30b kann so eine Kapazität zwischen der Metallabdeckung 28 und einem Betätigungselement 13 eines Benutzers auf der Benutzerseite 10a der Deckplatte 10 erfassen. Je nach Materialwahl dienen der Druckkopf 21 des taktilen Schalters 20 und/oder das Tastenfeld 12 der Deckplatte 10 als Dielektrikum zwischen der Metallabdeckung 28 und dem Betätigungselement (z.B. Benutzerfinger) 13. D.h. wenigstens ein Element der Metallabdeckung 28 und des Tastenfeldes 12 hat elektrisch nicht-leitend zu sein.
Wie in 1 angedeutet, ist die Sensorschaltung 30 bzw. sind die beiden Sensorschaltungsteile 30a, 30b mit einer Steuereinheit 32 verbunden. Diese Steuereinheit 32 steuert die Sensorschaltung 30 an und wertet die Messsignale von der Sensorschaltung 30 aus. Die Sensorschaltung 30 bzw. die Sensorschaltungsteile 30a, 30b können wahlweise in die Steuereinheit 32 integriert sein oder als separate Komponenten mit der Steuereinheit 32 verbunden sein. Die Sensorschaltung 30 bzw. die Sensorschaltungsteile 30a, 30b sind bevorzugt an der Trägerplatte 16 montiert; die Steuereinheit 32 kann ebenfalls an der Trägerplatte 16 montiert sein oder separat platziert sein.
Die Steuereinheit 32 ist konfiguriert, um basierend auf der vom ersten Sensorschaltungsteil 30a wie oben beschrieben erfassten Betriebszustand des Druckkopfes 21 eine Druckbetätigung des Tastenfeldes 12 zu erkennen. Die Steuereinheit 32 ist außerdem konfiguriert, um basierend auf der vom zweiten Sensorschaltungsteil 30b wie oben beschrieben erfassten Kapazität eine Berührung oder eine Annäherung eines Betätigungselements 13 an das Tastenfeld 12 zu erkennen. Die Steuereinheit 32 gibt diese Auswertungsergebnisse an eine Steuerung des Geräts weiter, in/an dem diese Bedienvorrichtung vorgesehen ist.
Die Bedienvorrichtung enthält so durch den Einsatz eines taktilen Schalters mit EMV-Abschirmung eine Kombination einer kapazitiven Touch Screen - Sensorik mit einer Druckknopfsensorik. Auf diese Weise wird eine multifunktionale Bedienvorrichtung geschaffen, bei der unterschiedliche Bedienungszustände (Annäherung, Berührung, Krafteinwirkung) differenziert werden können.
In einer Ausführungsvariante kann die Steuereinheit 32 beispielsweise die Sensorschaltung 30 wahlweise in einem ersten Sensormodus oder einem zweiten Sensormodus ansteuern. Im ersten Sensormodus betreibt die Steuereinheit 32 den zweiten Sensorschaltungsteil 30b zum Erfassen der Kapazität zwischen der Metallabdeckung 28 und einem Betätigungselement 13 eines Benutzers. Nach dem Erkennen einer Berührung oder Annäherung eines Betätigungselements 13 an das Tastenfeld 12 schaltet die Steuereinheit 32 dann in den zweiten Sensormodus um. Im zweiten Sensormodus betreibt die Steuereinheit 32 den ersten Sensorschaltungsteil 30a zum Erfassen des Betriebszustandes des Druckkopfes 21, um eine Druckbetätigung des Tastenfeldes 12 zu erkennen.
Wie in 1 dargestellt, enthält die Bedienvorrichtung ferner optional Leuchtmittel 34. Die Leuchtmittel 34 zum Beispiel in Form von LEDs sind beispielsweise neben dem taktilen Schalter 20 innerhalb des Abstandshalters 18 auf der Trägerplatte 16 montiert. Die Deckplatte 10 ist im Bereich innerhalb des Tastenfeldes 12 und/oder um das Tastenfeld 12 herum zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgebildet, sodass die Deckplatte 10 für den Benutzer ersichtlich hinterleuchtet werden kann. Die Leuchtmittel 34 werden bevorzugt von der Steuereinheit 32 angesteuert, vorzugsweise in Abhängigkeit vom erkannten Bedienungszustand des Tastenfeldes 12. Zum Beispiel können die Leuchtmittel 34 beim Erkennen einer Annäherung eines Betätigungselements 13 an das Tastenfeld 12 aktiviert werden und dann beim Erkennen einer Druckbetätigung des Tastenfeldes 12 in ihrer Farbe und/oder ihrer Lichtstärke verändert werden. Auf diese Weise kann der Benutzer beim Auffinden des zu bedienenden Tastenfeldes 12 und Erkennen seiner wirksamen Bedienung unterstützt werden. Über die Leuchtmittel 34 kann der Benutzer auch über einen Betriebszustand der Bedienvorrichtung oder des Geräts informiert werden.
Bezugnehmend auf 3 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Bedienvorrichtung näher erläutert. Der in 2 dargestellte Schaltkreis der Sensorvorrichtung passt auch zu diesem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der taktile Schalter 20 in einem Rahmenblock 36 aufgenommen. Der Rahmenblock 36 hat ein oder mehr Montagestäbe 37, mit denen er und damit indirekt auch der taktile Schalter 20 an der Trägerplatte 16 befestigt sind. Die der Trägerplatte 16 abgewandte Oberseite des Rahmenblocks 36 (oben in 3) bildet die Deckplatte 10 mit dem Tastenfeld 12. Der Rahmenblock 36 kann mit seiner Oberseite zum Beispiel in eine Öffnung einer Bedienblende hineinragen und damit von einem Benutzer zugänglich sein.
Die Sensorik dieser Bedienvorrichtung stimmt mit jener des ersten Ausführungsbeispiels überein. Dies betrifft insbesondere Aufbau und Funktionsweise der Sensorschaltung 30, der Steuereinheit 32, des Druckkopfes 21, der Metallabdeckung 28 und des Schaltkreises.
Auch 3 zeigt optional vorhandene Leuchtmittel 34. In dieser Ausführungsvariante weist der Rahmenblock 36 vorzugweise ferner Lichtleitabschnitte 38 auf, durch die das von den Leuchtmitteln 34 emittierte Licht in das Tastenfeld 12 und/oder in die Nähe des Tastenfeldes 12 geleitet werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Deckplatte
10a: Benutzerseite
10b: Rückseite
12: Tastenfeld
13: Betätigungselement (z.B. Finger)
14: Druckkraft
16: Trägerplatte, insbes. Leiterplatte
18: Abstandhalter
20: taktiler Schalter
21: Druckkopf
22: Schaltelement
23a: erster Schaltkontakt
23b: zweiter Schaltkontakt
24: Detektorausgangsanschluss
25: Detektoreingangsanschluss
26: haptisches Feedbackelement
28: Metallabdeckung als EMV-Abschirmung
29: Erdungsanschluss
30: Sensorschaltung
30a: erster Sensorschaltungsteil
30b: zweiter Sensorschaltungsteil
32: Steuereinheit
34: Leuchtmittel
36: Rahmenblock
37: Montagestab
38: Lichtleitabschnitt

Claims

Bedienvorrichtung, aufweisend: eine Deckplatte (10) mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite (10a) und einer einem Benutzer abgewandten Rückseite (10b), wobei die Deckplatte (10) ein Tastenfeld (12) aufweist, in dem sie durch eine Druckkraft von der Benutzerseite (10a) her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ist; und eine Sensorvorrichtung (20-30) zum Erfassen eines Bedienungszustandes des Tastenfeldes (12), wobei die Sensorvorrichtung (20-30) aufweist: einen taktilen Schalter (20), der hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) im Bereich des Tastenfeldes (12) angeordnet ist, wobei der taktile Schalter (20) aufweist: einen Druckkopf (21) auf seiner der Deckplatte (10) zugewandten Seite, wobei der Druckkopf (21) durch eine Druckkraft vom Tastenfeld (12) her in den taktilen Schalter (20) eindrückbar ist; wenigstens einen mit dem Druckkopf (21) gekoppelten Detektoranschluss (24, 25); eine Metallabdeckung (28) auf seiner der Deckplatte (10) zugewandten Seite; und einen mit der Metallabdeckung (28) verbundenen Erdungsanschluss (29); und eine Sensorschaltung (30), die mit dem wenigstens einen Detektoranschluss (24, 25) verbunden ist, um einen Betriebszustand des Druckkopfes (21) zu erfassen, und mit dem Erdungsanschluss (29) verbunden ist, um eine Kapazität zwischen der Metallabdeckung (28) und einem Betätigungselement (13) eines Benutzers auf der Benutzerseite (10a) der Deckplatte (10) zu erfassen; wobei die Bedienvorrichtung ferner eine Trägerplatte (16) aufweist, die hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) mit einem Abstand zur Deckplatte (10) angeordnet ist, wobei der taktile Schalter (20) auf der Trägerplatte (16) montiert ist; die Bedienvorrichtung ferner einen Rahmenblock (36) aufweist, in dem der taktile Schalter (20) aufgenommen ist und der auf der Trägerplatte (16) montiert ist und der auf seiner der Trägerplatte (16) abgewandten Seite die Deckplatte (10) mit dem Tastenfeld (12) bildet; die Deckplatte (10) im Bereich innerhalb des Tastenfeldes (12) und/oder um das Tastenfeld (12) zumindest teilweise lichtdurchlässig ist; und die Bedienvorrichtung ferner wenigstens ein Leuchtmittel (34) aufweist, das hinter der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) angeordnet ist; und wobei der Rahmenblock (36) wenigstens einen Lichtleitabschnitt (38) aufweist, durch den Licht von dem wenigstens einen Leuchtmittel (34) zum Bereich des Tastenfeldes (12) geleitet werden kann.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Steuereinheit (32) zum Ansteuern der Sensorvorrichtung (20-30) und Auswerten von Messsignalen der Sensorvorrichtung (20-30), wobei die Steuereinheit (32) konfiguriert ist, um basierend auf der von der Sensorschaltung (30) über den Erdungsanschluss (29) erfassten Kapazität eine Berührung oder Annäherung des Betätigungselements (13) an das Tastenfeld (12) zu erkennen, oder konfiguriert ist, um basierend auf der von der Sensorschaltung (30) über den Erdungsanschluss (29) erfassten Kapazität eine Berührung des Betätigungselements (13) an das Tastenfeld (12) zu erkennen, oder konfiguriert ist, um basierend auf der von der Sensorschaltung (30) über den Erdungsanschluss (29) erfassten Kapazität eine Annäherung des Betätigungselements (13) an das Tastenfeld (12) zu erkennen; und die Steuereinheit (32) konfiguriert ist, um basierend auf dem von der Sensorschaltung (30) über den wenigstens einen Detektoranschluss (24, 25) erfassten Betriebszustand des Druckkopfes (21) eine Druckbetätigung des Tastenfeldes (12) zu erkennen.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Sensorschaltung (30) in einem ersten Sensormodus zum Erfassen der Kapazität zwischen der Metallabdeckung (28) und einem Betätigungselement (13) eines Benutzers und einem zweiten Sensormodus zum Erfassen des Betriebszustandes des Druckkopfes (21) betreibbar ist; und die Steuereinheit (32) konfiguriert ist, um die Sensorschaltung (30) zunächst im ersten Sensormodus zu betreiben und nach einem Erkennen einer Berührung oder Annäherung des Betätigungselements (13) an das Tastenfeld (12) im ersten Sensormodus in den zweiten Sensormodus umzuschalten.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Druckkopf (21) des taktilen Schalters (20) zwischen der Metallabdeckung (28) und der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) angeordnet ist und elektrisch nicht-leitend ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der taktile Schalter (20) ein haptisches Feedbackelement (26) aufweist, das mit dem Druckkopf (21) gekoppelt ist, wobei der Druckkopf (21) zumindest während einer Druckbetätigung des Tastenfeldes (12) im Bereich des Tastenfeldes (12) mit der Rückseite (10b) der Deckplatte (10) in Kontakt steht.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen formstabilen Abstandhalter (18), der in einem Bereich außerhalb des Tastenfeldes (12) zwischen der Deckplatte (10) und der Trägerplatte (16) angeordnet ist.
Elektronisches Haushaltsgerät mit wenigstens einer Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.