DISPOSITIVO SENSOR
Campo de aplicación y estado de la técnica La invención se refiere a un dispositivo sensor para producir una señal de conexión en caso de aproximación a y/o contacto con un área de conexión. El documento DE 30 36 050 C2 muestra un sistema capacitivo con una placa dieléctrica, siendo que el sensor comprende un electrodo colocado sobre un lado de la placa que en el aspecto del área cubre dos electrodos colocados sobre el- otro lado de la placa, de los cuales uno rodea al otro en forma de anillo. El documento EP 859 467 Bl describe un dispositivo sensor con un elemento sensor capacitivo que consta de material de espuma conductor que se aprieta contra la parte posterior de una pantalla. El documento DE 201 197 00 Ul describe un dispositivo sensor en el que sobre la parte posterior de una pantalla transparente se proporciona una capa eléctricamente conductora con la que se hace contacto mediante una parte de contacto . Objeto y solución La invención tiene por objeto crear un dispositivo sensor que permite una gran libertad de diseño de los componentes a ser activados mediante aproximación o contacto y a ser cubiertos, y que también se pueda producir en cantidades industriales y sea fácil de montar. Este problema se resuelve mediante las características de la reivindicación 1. Las configuraciones favorables y preferidas de la invención son objeto de las demás reivindicaciones y a continuación se explican con más detalle. Mediante referencia expresa el texto de las reivindicaciones se considera contenido de la descripción. En la invención no se necesita forzosamente sobre la parte anterior de la pantalla, o sea, por ejemplo en el lado exterior o respectivamente por fuera de un aparato doméstico, un electrodo u otra capa conductora que en particular es eléctricamente conductora hacia el exterior. La pantalla no necesita tener huecos y puede estar simplemente provista con una marca para distinguir el área de conexión. El campo conductor que por una parte se dispone sobre el lado posterior de la pantalla y por otra parte en el lado de la pletina o placa de circuito impreso orientado hacia aquel actúa como un miembro intermedio de transmisión y concentrador de la señal de transmisión que también define y limita la superficie del área de conexión. No está conectado eléctricamente con la superficie sensora propiamente dicha. Esta más bien puede estar dispuesta en la parte posterior de la pletina alejada de la pantalla, en conexión galvánica con los elementos de contacto.
Este elemento sensor, por ejemplo, también una capa conductora que se puede aplicar junto con las pistas de contacto de la conexión electrónica también puede ser sustancialmente menor que el campo conductor en el lado de la pletina opuesto a ella, puede tener una forma completamente diferente y/o también su área se puede encontrar superficialmente desplazada con respecto a ella. Esto permite una gran libertad en la disposición de los elementos de conexión sobre la pletina. Mediante la aplicación casi directa de la pletina a la parte posterior de la pantalla también se ahorra espacio, y la concentración de todos los elementos de conexión a ser contactados eléctricamente sobre un lado de la pletina facilita la fabricación y el montaje de los elementos. Debido al hecho de que el campo eléctricamente conductor sirve como concentrador para la propiedad eléctrica utilizada para la conexión en caso de aproximación, el componente que la constituye la mayoría de las veces en forma laminada o delgado como película puede tener cualesquiera forma a discreción, por ejemplo, también estar configurado a manera de un pictogra a que indica la finalidad de la conexión. La marca sobre la cara frontal de la pantalla puede entonces corresponder a esta. No obstante, el elemento sensor propiamente dicho sobre el lado de la pletina alejado de la pantalla no necesita tener esta forma, de manera que es posible usar, por ejemplo, una forma estándar de la placa de circuito impreso también para las más diversas formas del área de conexión. Para diferentes áreas de conexión sobre una pantalla se puede proporcionar una pletina común, o también se pueden aplicar pletinas individuales a la pantalla o apretarlas contra esta. El campo eléctricamente conductor se puede aplicar directamente sobre la placa de circuito impreso, por ejemplo, como capa al bajo relieve en el proceso negativo, como plaquita adicionalmente colocada o también como impresión con un material eléctricamente conductor, por ejemplo, un material que contiene carbono, plata, cobre o lo similar. También es posible la aplicación pegada de un recorte de película o de una capa intermedia de una hoja dieléctrica con campos conductores sobre ella entre la pletina y la pantalla. Se prefiere particularmente una realización en la que se usa una hoja adherible por ambos lados (cinta adhesiva doble) , la cual simultáneamente fija el campo eléctricamente conductor a la placa de circuito impreso o directamente a la pantalla y por otra parte también pega la pletina a la pantalla. Convenientemente se configura tanto el campo conductor como también el elemento sensor mismo sólo como superficie continua individual, es decir no necesita de electrodos que se rodean y que sería necesario puentear.
El campo eléctricamente conductor también podría ser elástico, en particular también de volumen elástico, por ejemplo, estar configurado como material de espuma eléctricamente conductor para compensar desniveles o curvas de la pantalla con relación a la pletina. Las teclas iluminadas u otras funciones emisoras de señal también se pueden realizar sin atravesar la pantalla. Así, en el lado de la pletina orientado hacia la pantalla se podría aplicar un diodo luminoso o, para no tener que hacer contacto eléctrico con este lado de la placa de circuito impreso estar aplicado sobre el otro lado y a través de un hueco en la placa de circuito impreso iluminar a través de una superficie transparente correspondiente en la pantalla. Mediante varios diodos emisores de luz individuales y una óptica de distribución de luz plana es posible obtener cualquier efecto de iluminación. El campo eléctricamente conductor también puede estar perforado, por ejemplo agujerado, en estructura de reja o lo similar. En este caso también es posible iluminar la región inmediata de teclas a través de este campo si la pantalla se configura correspondientemente translúcida . En una configuración adicional fundamentalmente algo diferente de la invención el campo conductor se subdivide en dos áreas parciales. Estas dos áreas parciales están a distancia una de otra y se conectan una con otra mediante una zona de conexión que puede tener, por ejemplo, la forma de un puente . En virtud de que el campo conductor tiene la función de, por así decir, transmitir al elemento sensor la señal de palpado de la zona de conexión con el dedo aplicado, esta transmisión se desplaza lateralmente, y específicamente desde la primer área parcial en la zona de conexión a la segunda área parcial a través del elemento sensor. La primera área parcial conductora se encuentra de manera particularmente favorable alejada sin traslape del elemento sensor, siendo que la zona de conexión constituye la conexión eléctrica. Por este motivo también es posible que la distancia entre ambas áreas parciales sea muy grande, por ejemplo, ser del doble a diez veces el diámetro del elemento sensor o de la primera área parcial. En otra realización de la invención la primera área parcial define la zona de conexión, para lo cual se proporciona una marca en la pantalla encima de la primera área parcial. En las configuraciones mencionadas al principio esto lo hacía la totalidad del campo conductor. El área de .conexión puede ser tan grande como la primera área parcial. El tamaño de la segunda área parcial con relación al elemento sensor debería corresponder aproximadamente al del elemento sensor, pero tampoco necesita ser mucho más grande . Ambas áreas parciales y la zona de conexión se configuran favorablemente como una sola capa con diferentes anchuras o respectivamente un desarrollo correspondiente del contorno. Esta capa se aplica de manera particularmente favorable en un solo proceso con el contorno correspondiente. En una configuración preferida del dispositivo sensor existe en la pretina eléctricamente aislante varios campos conductores que se subdividen en cada caso en diferentes áreas parciales, es decir, áreas parciales con zonas de conexión entre ellas. Un elemento sensor en cada caso asociado a un campo conductor se encuentra alejado de la zona de conexión asociada con la primera área parcial. En el caso de esta configuración precedentemente descrita se trata en cuanto a esto todavía de una configuración que corresponde a la idea general de la invención de la reivindicación 1, ya que el campo conductor se encuentra tanto en la zona de conexión como también en el elemento sensor. Sin embargo, como particularidad se alejaron uno de otro o distendieron precisamente la zona de conexión y el campo ya no se encuentran superpuestos en una estructura de capa. Mediante el distendido es posible variar de manera más considerable el diseño y la configuración del dispositivo sensor, en particular en pantallas de aparatos eléctricos. Ante todo es posible que ahora el elemento sensor propiamente dicho esté muy alejado de la zona de conexión. Las características precedentes y otras adicionales no sólo se desprenden de las reivindicaciones, sino que también de la descripción y de los dibujos, siendo que las características individuales . se pueden realizar en cada caso por sí solas o reunidas en forma de subcombinaciones en una forma de realización de la invención y en otros campos y pueden constituir realizaciones favorables que se pueden proteger individualmente, para las, que aquí se solicita protección. La subdivisión de la solicitud en secciones individuales así como títulos intermedios no limita la validez general de las exposiciones emitidas al amparo de estas . Breve descripción de los dibujos En los dibujos se representan esquemáticamente los ejemplos de realización de la invención, y a continuación se explican con mayor detalle. En los dibujos muestran: Figura 1 una sección esquemática a través de un dispositivo sensor, . Figura 2 una vista en planta superior, vista en la dirección de la flecha II en la figura 1, Figura 3 una sección correspondiente a la figura 1, a través de un dispositivo sensor con otro tipo de dispositivo de fijación, Figura 4 una variación del dispositivo sensor de la figura 1 con campo conductor distendido, y Figura 5 - la vista en planta superior sobre la variación correspondiente de la figura 4. . Descripción detallada de los ejemplos de realización El dispositivo 11 sensor que se representa en las figuras 1 y 2 corresponde a un interruptor de contacto capacitivo que mediante un control o conexión 30 electrónico utiliza la variación de la capacidad debida a la aproximación o el palpado de un área 23 de conmutación de una pantalla 12 mediante un cuerpo,' como un dedo de un usuario, - para obtener una operación de conmutación. El principio de funcionamiento y la conexión están contenidos en los documentos mencionados en la introducción, a los que se hace referencia en este documento. La pantalla 12 de la que únicamente se representa un pequeño recorte está constituida de material dieléctrico no metálico, por ejemplo, plástico que puede ser opaco o translúcido y la mayoría de las veces es de termoplástico. No es eléctricamente conductora, y puede ser o bien el frente u otra parte del alojamiento de un aparato eléctrico como una máquina lavadora, una máquina lavaplatos, una secadora de ropa u otro aparato doméstico similar, o una pantalla insertada en este. Pero la invención también es útil en otros aparatos, por ejemplo, máquinas herramienta, tableros de instrumentos y otros aparatos. La pantalla 12 tiene una cara 13 frontal orientada hacia el usuario y una cara 14 posterior en contra de la cual se encuentra apretada una pletina 20, por ejemplo, mediante resortes 31 esbozados, la cual también se puede designar como placa de circuito impreso. La pletina 20 que está constituida de material eléctricamente aislante tiene un lado 32 activo portador de la electrónica 30 de mando y sus elementos individuales en equipamiento SMD, y un lado 33 no equipado, orientado hacia la pantalla 12. El lado no equipado orientado al interior comprende un elemento 15 sensor que consta de una superficie eléctricamente conductora que está en contacto galvánico con el control 30, por ejemplo, a través de conductores 36 usuales. El elemento sensor mismo puede asimismo estar constituido de una sección de conductor plana. En el ejemplo presente no es necesario que la pletina esté atravesada, ya que mediante el equipamiento SMD no se requiere ni perforaciones de perforación ni contactos pasantes. Esto facilita y abarata la fabricación de la placa de circuito impreso y la vuelve más insensible contra fallas de funcionamiento. Sobre el lado 33 no equipado de la pletina 20 se proporciona un campo 22 eléctricamente conductor. Se encuentra en la región del elemento 15 sensor que se proporciona en el otro lado 32 de la pletina, pero sin embargo no es necesario, como se puede apreciar, que se encuentre centrado con relación a este, y tampoco necesita tener la misma forma y tamaño. Más bien puede ser sustancialmente más grande que el elemento 15 sensor. El campo 22 se puede aplicar sobre la pletina como material conductor en forma de un conductor o de cualquier otra manera, mediante adhesión, apretura u otras técnicas. Se ciñe superficialmente tanto a la parte 40 posterior de la pantalla como también al lado 33 sin equipar de la pletina y, en virtud de que puede ser muy delgado tampoco evita el contacto de las secciones de pletina restantes con la pantalla 12. Para fácil identificación, en los dibujos las relaciones de grosor se representan muy exageradas . El campo 22 conductor delimita y define el área de conmutación que mediante esto se forma sobre el lado 13 del cuerpo de la pantalla. Puede tener, por ejemplo, la forma de un pictograma o símbolo, por ejemplo estar formado como "+" ó "0". Es sensato proporcionar en la cara 13 frontal de la pantalla una marca 34, por ejemplo, mediante impresión que en forma y tamaño corresponde aproximadamente al campo conductor. Esto se indica en la figura 2, en donde el área 23 de conmutación tiene la forma de un "+" . Se puede apreciar que la marca 34 es un poco más grande que el campo 22 que se encuentra en la parte posterior, y que el elemento sensor o respectivamente la superficie 15 de contacto que actúa como tal es sustancialmente menor y se puede encontrar excéntrica con respecto a esta, como es favorable desde el punto de vista de la estructura y equipamiento de la placa de circuito impreso. Al aproximarse un cuerpo al área 23 de conmutación varían las relaciones de capacidad de la unidad sensora que consta del campo 22 eléctricamente conductor y el elemento 15 sensor, siendo que el campo 22 transmite el efecto de capacidad en forma concentrada a través de la placa de circuito impreso al elemento 15 sensor. 0 sea que actúa como concentrador para la señal. La figura 3 muestra una realización que, a excepción de las diferencias que se explican a continuación corresponde a la realización según la figura 1, a la cual se hace referencia en cuanto a esto. Los mismos símbolos de referencia designan partes iguales o de igual funcionamiento . La fijación de la pletina 20 a la pantalla 12 ocurre en la figura 3 mediante una capa o grupo 35 de capas de adhesión bilateral, por ejemplo, una película de doble adhesión. Está pegada sobre el lado 33 sin equipar de la pletina y, en la posición descrita de acuerdo a la figura 1 se encuentra allí pegada una plaquita, por ejemplo, un recorte de hoja como campo 22 eléctricamente conductor. En esta forma, provista con una cubierta retráctil es posible suministrar la placa de circuito impresa para el montaje del aparato eléctrico al que pertenece la pantalla 12. Entonces sólo se necesita pegar a la parte posterior de la pantalla 12 después de haber desprendido la película de cubierta no representada, y con ello también fija el campo conductor para contacto íntimo con la parte 13 posterior de la pantalla 12. Este contacto es importante en virtud de que los entrehierros podrían provocar un cambio de las propiedades de capacidad y con ello imprecisiones en el comportamiento de respuesta del interruptor electrónico. También es posible pegar él campo 22 conductor entre la placa de circuito integrado y la hoja 35 doblemente adhesiva, de manera que la totalidad de la superficie adhesiva puede servir para la fijación a la pantalla. En la realización de acuerdo a la figura 3 la marca 34 está formada por una elevación de la pantalla 12. También se puede reconocer que mediante el desplazamiento entre el campo 2 conductor y el elemento 15 sensor es posible colocar una iluminación central de las teclas no representada al poder allí estar aplicada también en el lado 32 activo equipado de la pletina 20 un diodo emisor de luz asimismo no representado que indica la función de conmutación, por ejemplo, a través de un agujero en la placa de circuito integrado y un sitio transparente correspondiente de la pantalla. El dispositivo 111 sensor que en la figura 4 se ilustra en vista en alzado lateral y en la figura 5 en vista en planta superior es una variación de aquella de las figuras 1 y 2. También ella pertenece a un conmutador de contacto capacitivo que con un control 130 o circuito electrónico utiliza la variación de la capacidad debida a la aproximación o el palpado de un área 123 de conmutación de una pantalla 112 mediante un dedo de un usuario o lo similar para obtener una operación de conmutación. El principio de funcionamiento y el control o respectivamente circuito se explicaron con anterioridad. A diferencia de la otra realización, aquí el campo 22 está subdividido en una primera área parcial 122a aplicada debajo del área 123 de conmutación o respectivamente de la marca 134 sobre el lado 133 no equipado de la pletina. La primera área parcial 122a se transforma en la zona 122c de conexión que se configura alargada, angosta y por lo tanto a manera de puente o respectivamente como un conductor. La zona de conexión se aleja del área 123 de conmutación hacia la izquierda y se transforma en la segunda área parcial 122b. Esta segunda área parcial 122b se encuentra por encima del elemento 115 sensor, que a su vez está configurado y conectado con el control 130 como se describió en lo precedente. Las tres áreas 122a, 122b y 122c están formadas mediante una sola capa y con una forma o respectivamente contorno de acuerdo a la figura 5. Con respecto a la función hay que decir que aquí la señal o respectivamente el cambio de señal del área 123 de conmutación producido mediante palpado se transmite a la primera área parcial 122a. Allí la señal o respectivamente el cambio de señal se transmite por la zona de conexión 122c a la segunda área parcial 122b. La segunda área parcial 122b transmite el efecto capacitivo entonces a su vez concentrado a través de la placa 120 de circuito integrado al elemento 115 sensor. O sea que también actúa como un concentrador del área de conmutación 123 como en la realización precedente. Simplemente la señal se transmite dentro del campo 122 o respectivamente las áreas parciales alejándola lateralmente del área 123 de conmutación al elemento 115 sensor que se encuentra dispuesto a distancia. La unidad sensora precedentemente mencionada sigue estando constituida por el campo 122 y el elemento 115 sensor, sólo que con por así decir dos transmisiones de señal parciales. Esta posibilidad es particularmente conveniente si existen varias áreas 123 de conmutación, eventualmente próximamente adyacentes. Entonces hay más campo libre de configuración para disponer los elementos sensores cuando no deben estar dispuestos directamente debajo de las áreas de conmutación.