WO2023147975A1 - Berührungs- und/oder annäherungsempfindliche berührungstaste - Google Patents

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WO2023147975A1
WO2023147975A1 PCT/EP2023/050634 EP2023050634W WO2023147975A1 WO 2023147975 A1 WO2023147975 A1 WO 2023147975A1 EP 2023050634 W EP2023050634 W EP 2023050634W WO 2023147975 A1 WO2023147975 A1 WO 2023147975A1
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touch
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sensor element
circuit board
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PCT/EP2023/050634
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Leslaw Rzadkowski
Marek Ligucki
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Diehl Ako Stiftung & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a touch and/or proximity-sensitive touch key, in particular with a capacitive sensor system, and an operating device with such a touch key.
  • touch keys In the case of touch keys, touching their control panel and/or approaching their control panel is often detected by a capacitive sensor system, with the control panel being provided by a dielectric cover plate.
  • the capacitance of a capacitor formed on the one hand by the finger and on the other hand by a sensor element spaced apart from the control panel changes.
  • the sensitivity of the capacitive sensor technology of the touch key depends on the material thickness, the dielectric permeability and the surface of the cover plate. In some applications, the layer thickness of the dielectric cover plate is important because of mechanical requirements, but the greater layer thickness of the dielectric cover plate reduces the sensitivity of the capacitive sensors. In the case of conventional touch keys with capacitive sensors, a reduced layer thickness of the cover plate was therefore often necessary, or the touch key had to be mechanically and/or electrically restructured.
  • the touch and/or proximity-sensitive touch key according to the invention for use in an operating device comprises a dielectric cover plate which provides a control panel on its front side facing a user; and a capacitive sensor element for detecting a touch on the control panel and/or an approach to the control panel, which is arranged in the area of the control panel behind the rear side of the cover plate facing away from the user and is connected to a control device.
  • an electrically conductive disk that is, a disk made of electrically conductive material
  • the capacitor whose capacitance changes when the panel of the touch key is touched or approached with a finger is constituted by this electrically conductive disk and the sensor element. Since the dielectric layer thickness of the cover plate in the area between the inserted pane and the sensor element is less than the entire layer thickness of the cover plate, the sensitivity of the capacitive sensor technology remains very effective and reliable even when cover plates with increased layer thicknesses are used, so that the layer thickness of the cover plate is not reduced must be and also the mechanical and the electrical structure of the touch key does not have to be modified.
  • the dielectric cover plate is made of glass, plexiglass, transparent ceramic, or plastic, for example.
  • the sensor element can optionally be arranged with or without a spacing from the back of the cover plate, which is more advantageous, for example depending on the layer thickness of the cover plate.
  • the electrically conductive disc inserted into the cover plate can be arranged either in the front side of the cover plate or at a certain distance from the front side of the cover plate.
  • the arrangement of the electrically conductive disc in the front of the cover plate, ie without being covered by the cover layer on the front side and providing the control panel through this disc, is particularly advantageous for detecting the touch by the capacitive sensors, since the user touches the control panel with his Finger contacts the inserted disc directly and thus the capacitance of the capacitor formed by the electrically conductive disc and the sensor element changes more.
  • the electrically conductive disk has a larger area than the sensor element. With conventional touch keys, the control panel is essentially generated by the surface of the sensor element.
  • control panel is generated by the surface of the electrically conductive disk inserted into the cover plate.
  • the control panel provided to the user can be enlarged by a larger pane in the cover plate without having to adapt the electrical structure of the touch button, ie in particular without having to use a larger sensor element.
  • the electrically conductive disc is equipped on its side facing the front of the cover plate with at least one first decorative element for optically identifying the control panel and/or at least one second decorative element for optically identifying the function of the touch key. Due to the electrically conductive disc inserted into the cover plate, no additional decorative elements have to be used.
  • the touch button also has a printed circuit board, which is arranged at a distance from the cover plate behind the back of the cover plate, and a coupling element for mounting the sensor element on the side of the printed circuit board facing the cover plate, the coupling element also being an electrical connection element to the Contains connecting the sensor element to the circuit board.
  • the touch button also has a carrier plate, which is arranged at a distance from the cover plate behind the back of the cover plate and on which the sensor element is mounted, and at least one electrical connection element for connecting the sensor element to a printed circuit board of the operating device.
  • the control device is connected or integrated, for example, to the printed circuit board of the touch button or to the printed circuit board of the operating device.
  • the cover plate of the touch key is designed to be at least partially translucent and the touch key has at least one light source (eg, a light-emitting diode) for illuminating the cover plate.
  • a light source e.g, a light-emitting diode
  • the cover plate can, for example, clearly mark the control panel for the user, optical feedback can be given when touching the control panel is detected and/or a status of the operating device or of the device coupled to the operating device can be communicated.
  • the invention also relates to an operating device that has at least one touch- and/or proximity-sensitive touch button according to the invention, as described above, and a control device for activating the touch button and evaluating the measurement signals generated by the capacitive sensor element of the touch button with regard to the touch of the control panel or the approach to the Has control panel by a user.
  • the control device can, for example, be connected to the circuit board of the touch button or mounted on a circuit board of the operating device to which the at least one electrical connection element is connected.
  • the at least one touch button can be used in particular in a control panel of the control device or of the device to which the control device is coupled.
  • touch button or operating device can be used preferably and advantageously for household appliances, for example (e.g. electric oven, microwave oven, dishwasher, washing machine, refrigerator, etc.).
  • household appliances for example (e.g. electric oven, microwave oven, dishwasher, washing machine, refrigerator, etc.).
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a touch key according to the invention
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a touch key according to the invention.
  • a first exemplary embodiment of a touch key according to the invention which can be used in an operating device for a household appliance, for example, is explained with reference to FIG. 1 .
  • the touch button can optionally be touch sensitive or proximity sensitive or both touch and proximity sensitive.
  • the touch button 10 has a dielectric cover plate 12, for example made of glass or a plastic material, with a user-facing front side 12a and a user-facing back side 12b.
  • the dielectric cover plate 12 can be formed, for example, by a control panel of the household appliance to be operated.
  • the cover plate 12 provides the user with a control panel 14 on its front side 12a which he can touch with his finger 15 or which he can bring his finger 15 close to.
  • the touch button 10 has a capacitive sensor system for detecting a touching or approaching of the control panel 14 of the cover plate 12 .
  • This capacitive sensor essentially has a capacitive sensor element 16 which is arranged in the area of the control panel 14 at some distance behind the back 12b of the cover plate 12 .
  • the sensor element 16 is mounted by a coupling element 18 on a side of the printed circuit board 21 which faces the cover plate 12 and is arranged at a distance from the cover plate 12 behind its rear side 12b.
  • the coupling element 18 also contains an electrical connection element 19 with which the sensor element 16 is electrically connected to the printed circuit board 21 in order to also be connected to a control device 22 of the associated operating device 20 in which the touch key 10 is installed.
  • the control device 22 of the operating device 20 is configured to control the touch button 10 and to evaluate the measurement signals generated by the capacitive sensor element 16 of the touch button 10 .
  • at least one light-emitting diode 23 can also be present on the circuit board 21 of the touch key 10 as a light source in order to illuminate the cover plate 12, the cover plate 12 then being at least partially translucent in this embodiment.
  • an electrically conductive disc 24 is also inserted in the cover plate 12 in the area of the control panel 14 .
  • this disk 24 is inserted directly into the front face 12a of the cover plate 12, so that the user can touch it directly with the finger 15.
  • the disc is 24 spaced from the back 12b of the cover plate 12 and thus also clearly spaced from the sensor element 16 behind the back 12b of the cover plate 12.
  • the disk 24 inserted into the cover plate 12 also defines the control panel 14 of the touch button 10.
  • the disk 24 inserted into the cover plate 12 also defines the control panel 14 of the touch button 10.
  • the dielectric cover plate 12 has a layer thickness 30 between the front side 12a and the back side 12b, the dielectric layer thickness 31 in the area of the control panel 14 between the inserted pane 24 and the back side 12b of the cover plate 12 being significantly smaller. Even with a cover plate 12 with a large layer thickness 12, which may be necessary for mechanical reasons, for example, the distance 32 between the pane 24 and the sensor element 16 is still not too large, so that the sensitivity of the capacitive sensor system for detecting touching or approaching the touch button panel 14 remains effective and reliable.
  • Fig. 2 shows a preferred variant of the disc 24 inserted into the cover plate 12.
  • the electrically conductive disc 24 has on its side facing the front side 12a of the cover plate 12 (top in Fig. 1) at least one first decorative element 25 for visual identification of the control panel 14 and at least one second decorative element 26 for visual identification the function of the touch key 10.
  • An additional decorative layer in front of or behind the cover plate 12 can be dispensed with in this way.
  • FIG. 3 a second embodiment of a touch key according to the invention will now be explained. Identical or analogous components are identified by the same reference numerals as in FIG.
  • This second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the electrically conductive disk 24 inserted into the cover plate 12 is arranged at some distance from the front side 12a of the cover plate 12, ie also on the Front 12a of the cover plate 12 is superimposed by the cover plate 12.
  • This second exemplary embodiment also differs from the first exemplary embodiment in that the sensor element 16 is arranged behind the rear side 12b of the cover plate 12 on a carrier plate 28 and is connected via an electrical connecting element 19 to a printed circuit board 29 of the operating device 20, on which the control device 22 of the Control device 20 is present, is connected.

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Abstract

Eine berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste (10) zur Verwendung in einer Bedienvorrichtung (20) umfasst eine dielektrische Deckplatte (12), die auf ihrer einem Benutzer zugewandten Vorderseite (12a) ein Bedienfeld (14) bereitstellt, und ein kapazitives Sensorelement (16) zum Erfassen einer Berührung des Bedienfeldes (14) und/oder einer Annäherung an das Bedienfeld (14), das im Bereich des Bedienfeldes (14) hinter der dem Benutzer abgewandten Rückseite (12b) der Deckplatte (12) angeordnet ist und mit einer Steuereinrichtung (22) verbunden ist. Zum Verbessern der Berührungsempfindlichkeit der Berührungstaste durch das kapazitive Sensorelement (16) ist in der Deckplatte (12) im Bereich des Bedienfeldes (14) mit Abstand (32) zum Sensorelement (16) außerdem eine elektrisch leitfähige Scheibe (24) eingefügt.

Description

Diehl AKO Stiftung & Co. KG, 88239 Wangen
Berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste
Die vorliegende Erfindung betrifft eine berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste, insbesondere mit kapazitiver Sensorik, und eine Bedienvorrichtung mit einer solchen Berührungstaste.
Bei Berührungstasten wird die Berührung ihres Bedienfeldes und/oder die Annäherung an ihr Bedienfeld häufig durch eine kapazitive Sensorik erfasst, wobei das Bedienfeld durch eine dielektrische Deckplatte bereitgestellt wird. Wenn das Bedienfeld der Berührungstaste mit einem Finger berührt oder angenähert wird, ändert sich die Kapazität eines einerseits durch den Finger und andererseits durch ein vom Bedienfeld beabstandetes Sensorelement gebildeten Kondensators. Die Empfindlichkeit der kapazitiven Sensorik der Berührungstaste hängt von der Materialstärke, der dielektrischen Permeabilität und der Oberfläche der Deckplatte ab. In einigen Anwendungen ist die Schichtdicke der dielektrischen Deckplatte wegen mechanischer Anforderungen von Bedeutung, aber die größere Schichtdicke der dielektrischen Deckplatte verringert die Empfindlichkeit der kapazitiven Sensorik. Bei herkömmlichen Berührungstasten mit kapazitiver Sensorik war deshalb häufig eine reduzierte Schichtdicke der Deckplatte erforderlich oder musste eine mechanische und/oder elektrische Umstrukturierung der Berührungstaste vorgenommen werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Berührungstaste zur Verwendung in einer Bedienvorrichtung zu schaffen, bei der die Empfindlichkeit der kapazitiven Sensorik auch bei größeren Schichtdicken der dielektrischen Deckplatte effektiv und zuverlässig ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Berührungstaste zur Verwendung in einer Bedienvorrichtung, die im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Einige vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die erfindungsgemäße berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste zur Verwendung in einer Bedienvorrichtung umfasst eine dielektrische Deckplatte, die auf ihrer einem Benutzer zugewandten Vorderseite ein Bedienfeld bereitstellt; und ein kapazitives Sensorelement zum Erfassen einer Berührung des Bedienfeldes und/oder einer Annäherung an das Bedienfeld, das im Bereich des Bedienfeldes hinter der dem Benutzer abgewandten Rückseite der Deckplatte angeordnet ist und mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist außerdem in der Deckplatte im Bereich des Bedienfeldes mit Abstand zum Sensorelement eine elektrisch leitfähige Scheibe (d.h. Scheibe aus elektrisch leitfähigem Material) eingefügt.
Bei dieser Struktur der Deckplatte mit eingefügter elektrisch leitfähiger Scheibe wird der Kondensator, dessen Kapazität sich ändert, wenn das Bedienfeld der Berührungstaste mit einem Finger berührt oder angenähert wird, durch diese elektrisch leitfähige Scheibe und das Sensorelement gebildet. Da die dielektrische Schichtdicke der Deckplatte im Bereich zwischen der eingefügten Scheibe und des Sensorelements geringer ist als die gesamte Schichtdicke der Deckplatte, bleibt die Empfindlichkeit der kapazitiven Sensorik auch beim Einsatz von Deckplatten mit erhöhten Schichtdicken sehr effektiv und zuverlässig, sodass die Schichtdicke der Deckplatte nicht reduziert werden muss und auch die mechanische und die elektrische Struktur der Berührungstaste nicht modifiziert werden muss.
Die dielektrische Deckplatte ist zum Beispiel aus Glas, Plexiglas, transparenter Keramik oder Kunststoff gebildet. Das Sensorelement kann wahlweise mit oder ohne Abstand zur Rückseite der Deckplatte angeordnet sein, was zum Beispiel je nach Schichtdicke der Deckplatte vorteilhafter ist.
Die in die Deckplatte eingefügte elektrisch leitfähige Scheibe kann wahlweise in der Vorderseite der Deckplatte oder mit etwas Abstand zur Vorderseite der Deckplatte angeordnet sein. Die Anordnung der elektrisch leitfähigen Scheibe in der Vorderseite der Deckplatte, d.h. ohne Überdeckung durch die Deckschicht auf deren Vorderseite und Bereitstellen des Bedienfeldes durch diese Scheibe, ist insbesondere vorteilhaft zum Erfassen der Berührung durch die kapazitive Sensorik, da der Benutzer beim Berühren des Bedienfeldes mit seinem Finger die eingefügte Scheibe direkt kontaktiert und sich damit die Kapazität des durch die elektrisch leitfähige Scheibe und das Sensorelement gebildeten Kondensators stärker verändert. In einer Ausgestaltung der Erfindung hat die elektrisch leitfähige Scheibe eine größere Fläche als das Sensorelement. Bei herkömmlichen Berührungstasten wird das Bedienfeld im Wesentlichen durch die Fläche des Sensorelements generiert. Bei der erfindungsgemäßen Berührungstaste wird das Bedienfeld hingegen durch die Fläche der in die Deckplatte eingefügten elektrisch leitfähigen Scheibe generiert. Aus diesem Grund kann das dem Benutzer bereitgestellte Bedienfeld durch eine größere Scheibe in der Deckplatte vergrößert werden, ohne dass die elektrische Struktur der Berührungstaste angepasst werden muss, d.h. insbesondere kein größeres Sensorelement eingesetzt werden muss.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrisch leitfähige Scheibe auf ihrer der Vorderseite der Deckplatte zugewandten Seite mit wenigstens einem ersten Dekorationselement zum optischen Kennzeichnen des Bedienfeldes und/oder wenigstens einem zweiten Dekorationselement zum optischen Kennzeichnen der Funktion der Berührungstaste ausgestattet. Durch die in die Deckplatte eingefügte elektrisch leitfähige Scheibe müssen somit nicht zusätzliche Dekorationselemente eingesetzt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Berührungstaste ferner eine Leiterplatte auf, die mit Abstand zur Deckplatte hinter der Rückseite der Deckplatte angeordnet ist, und ein Kopplungselement zum Montieren des Sensorelements auf der der Deckplatte zugewandten Seite der Leiterplatte, wobei das Kopplungselement auch ein elektrisches Verbindungselement zum Verbinden des Sensorelements mit der Leiterplatte enthält. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Berührungstaste ferner eine Trägerplatte auf, die mit Abstand zur Deckplatte hinter der Rückseite der Deckplatte angeordnet ist und auf der das Sensorelement montiert ist, und wenigstens ein elektrisches Verbindungselement zum Verbinden des Sensorelements mit einer Leiterplatte der Bedienvorrichtung. Je nach Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung zum Beispiel mit der Leiterplatte der Berührungstaste oder mit der Leiterplatte der Bedienvorrichtung verbunden oder integriert.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Deckplatte der Berührungstaste zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet und weist die Berührungstaste wenigstens eine Lichtquelle (z.B. Leuchtdiode) zum Beleuchten der Deckplatte auf. Durch die Beleuchtung der Deckplatte kann dem Benutzer zum Beispiel das Bedienfeld deutlich gekennzeichnet werden, ein optisches Feedback beim Erfassen der Berührung des Bedienfeldes gegeben werden und/oder ein Status der Bedienvorrichtung bzw. des an die Bedienvorrichtung gekoppelten Gerätes mitgeteilt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Bedienvorrichtung, die wenigstens eine oben beschriebene berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste gemäß der Erfindung und eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Berührungstaste und Auswerten der vom kapazitiven Sensorelement der Berührungstaste erzeugten Messsignale bezüglich der Berührung des Bedienfeldes oder der Annäherung an das Bedienfeld durch einen Benutzer aufweist. Je nach Ausführungsform der Berührungstaste kann die Steuereinrichtung zum Beispiel mit der Leiterplatte der Berührungstaste verbunden sein oder auf einer Leiterplatte der Bedienvorrichtung, mit der das wenigstens eine elektrische Verbindungselement verbunden ist, montiert sein. Die wenigstens eine Berührungstaste kann insbesondere in einer Bedienblende der Bedienvorrichtung bzw. des Geräts, an das die Bedienvorrichtung angekoppelt ist, eingesetzt sein.
Die oben beschriebene Erfindung (Berührungstaste bzw. Bedienvorrichtung) ist bevorzugt und vorteilhaft anwendbar für zum Beispiel Haushaltsgeräte (z.B. elektrischer Ofen, Mikrowelle, Spülmaschine, Waschmaschine, Kühlschrank, etc.).
Der Erfindungsgegenstand ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, zum Teil schematisch:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Berührungstaste gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine besondere Ausführungsvariante der elektrisch leitfähigen Scheibe für die Berührungstaste gemäß der Erfindung; und
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Berührungstaste gemäß der Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungstaste erläutert, die in einer Bedienvorrichtung zum Beispiel für ein Haushaltsgerät verwendet werden kann. Die Berührungstaste kann optional berührungsempfindlich oder annäherungsempfindlich oder berührungs- und annäherungsempfindlich sein.
Die Berührungstaste 10 hat eine dielektrische Deckplatte 12, zum Beispiel aus Glas oder einem Kunststoffmaterial, mit einer einem Benutzer zugewandten Vorderseite 12a und einer dem Benutzer abgewandten Rückseite 12b. Die dielektrische Deckplatte 12 kann zum Beispiel durch eine Bedienblende des zu bedienenden Haushaltsgeräts gebildet sein. Die Deckplatte 12 stellt dem Benutzer auf ihrer Vorderseite 12a ein Bedienfeld 14 bereit, das er mit seinem Finger 15 berühren kann oder an das er seinen Finger 15 annähern kann.
Zum Erfassen eines Berührens oder Annäherns an das Bedienfeld 14 der Deckplatte 12 weist die Berührungstaste 10 eine kapazitive Sensorik auf. Diese kapazitive Sensorik weist im Wesentlichen ein kapazitives Sensorelement 16 auf, das im Bereich des Bedienfeldes 14 mit etwas Abstand hinter der Rückseite 12b der Deckplatte 12 angeordnet ist. Das Sensorelement 16 ist durch ein Kopplungselement 18 auf einer der Deckplatte 12 zugewandten Seite der Leiterplatte 21 montiert, die mit Abstand zur Deckplatte 12 hinter deren Rückseite 12b angeordnet ist. Das Kopplungselement 18 enthält auch ein elektrisches Verbindungselement 19, mit dem das Sensorelement 16 mit der Leiterplatte 21 elektrisch verbunden ist, um auch mit einer Steuereinrichtung 22 der zugehörigen Bedienvorrichtung 20 verbunden zu sein, in der die Berührungstaste 10 eingebaut ist. Die Steuereinrichtung 22 der Bedienvorrichtung 20 ist konfiguriert, um die Berührungstaste 10 anzusteuern und die vom kapazitiven Sensorelement 16 der Berührungstaste 10 erzeugten Messsignale auszuwerten. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann auf der Leiterplatte 21 der Berührungstaste 10 auch wenigstens eine Leuchtdiode 23 als Lichtquelle vorhanden sein, um die Deckplatte 12 zu beleuchten, wobei die Deckplatte 12 bei dieser Ausführungsform dann zumindest teilweise lichtdurchlässig ist.
Gemäß der Erfindung ist in der Deckplatte 12 im Bereich des Bedienfeldes 14 außerdem eine elektrisch leitfähige Scheibe 24 eingefügt. In diesem Ausführungsbeispiel ist diese Scheibe 24 direkt in der Vorderseite 12a der Deckplatte 12 eingefügt, sodass sie vom Benutzer mit dem Finger 15 direkt berührt werden kann. Andererseits ist die Scheibe 24 von der Rückseite 12b der Deckplatte 12 beabstandet und somit auch deutlich vom Sensorelement 16 hinter der Rückseite 12b der Deckplatte 12 beabstandet.
Die in die Deckplatte 12 eingefügte Scheibe 24 definiert auch das Bedienfeld 14 der Berührungstaste 10. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist die Fläche der Scheibe 24 etwas größer als die Fläche des Sensorelements 16, sodass das Bedienfeld 14 gegenüber dem Sensorelement 16 etwas erweitert ist.
Wie in Fig. 1 angedeutet, hat die dielektrische Deckplatte 12 eine Schichtdicke 30 zwischen der Vorderseite 12a und der Rückseite 12b, wobei die dielektrische Schichtdicke 31 im Bereich des Bedienfeldes 14 zwischen der eingefügten Scheibe 24 und der Rückseite 12b der Deckplatte 12 deutlich geringer ist. Selbst bei einer Deckplatte 12 mit großer Schichtdicke 12, was zum Beispiel aus mechanischen Gründen erforderlich sein kann, ist der Abstand 32 zwischen der Scheibe 24 und dem Sensorelement 16 trotzdem nicht zu groß, sodass die Empfindlichkeit der kapazitiven Sensorik zum Erfassen eines Berührens oder Annäherns an das Bedienfeld 14 der Berührungstaste effektiv und zuverlässig bleibt.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsvariante der in die Deckplatte 12 eingefügten Scheibe 24.
Wie in Fig. 2 angedeutet, hat die elektrisch leitfähige Scheibe 24 auf ihrer der Vorderseite 12a der Deckplatte 12 zugewandten Seite (oben in Fig. 1) wenigstens ein erstes Dekorationselement 25 zum optischen Kennzeichnen des Bedienfeldes 14 und wenigstens ein zweites Dekorationselement 26 zum optischen Kennzeichnen der Funktion der Berührungstaste 10. Auf eine zusätzliche Dekorationsschicht vor oder hinter der Deckplatte 12 kann auf diese Weise verzichtet werden.
Bezugnehmend auf Fig. 3 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Berührungstaste erläutert. Gleiche bzw. analoge Komponenten sind mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 gekennzeichnet.
Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die in die Deckplatte 12 eingefügte elektrisch leitfähige Scheibe 24 mit etwas Abstand zur Vorderseite 12a der Deckplatte 12 angeordnet ist, also auch auf der Vorderseite 12a der Deckplatte 12 von der Deckplatte 12 überlagert ist. Außerdem unterscheidet sich dieses zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die das Sensorelement 16 hinter der Rückseite 12b der Deckplatte 12 auf einer Trägerplatte 28 angeordnet ist und über ein elektrisches Verbindungselement 19 mit einer Leiterplatte 29 der Bedienvorrichtung 20, auf der auch die Steuereinrichtung 22 der Bedienvorrichtung 20 vorhanden ist, verbunden ist.
Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise dieser Berührungstaste von Fig. 3 jenen des ersten Ausführungsbeispiels von Fig. 1. Außerdem kann auch die anhand von Fig. 2 erläuterte Ausführungsvariante der elektrisch leitfähigen Scheibe 24 in der Berührungstaste von Fig. 3 verwendet werden.
Der Erfindungsgegenstand ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele dienen nur dem besseren Verständnis der Erfindung, sollen aber nicht den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich einschränken. Wie für den Fachmann ersichtlich, sind auch noch andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich, insbesondere durch Weglassen einzelner Merkmale aus den oder Hinzufügen zusätzlicher Merkmale in die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele und durch weitere (nicht explizit erwähnte) Merkmalskombinationen von zwei oder mehr der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele.
BEZUGSZIFFERNLISTE
10 Berührungstaste
12 dielektrische Deckplatte
12a Vorderseite der Deckplatte
12b Rückseite der Deckplatte
14 Bedienfeld
15 Finger
16 kapazitives Sensorelement
18 Kopplungselement
19 elektrisches Verbindungselement
20 Bedienvorrichtung
21 Leiterplatte der Berührungstaste
22 Steuereinrichtung
23 Leuchtdiode
24 elektrisch leitfähige Scheibe
25 erstes Dekorationselement (zum optischen Kennzeichnen des Bedienfeldes)
26 zweites Dekorationselement (zum optischen Kennzeichnen der Tastenfunktion)
28 T rägerplatte für Sensorelement
29 Leiterplatte der Bedienvorrichtung
30 Schichtdicke der Deckplatte zwischen 12a und 12b
31 Schichtdicke der Deckplatte zwischen 24 und 12b
32 Abstand zwischen Scheibe und Sensorelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste (10) zur Verwendung in einer Bedienvorrichtung (20), aufweisend eine dielektrische Deckplatte (12), die auf ihrer einem Benutzer zugewandten Vorderseite (12a) ein Bedienfeld (14) bereitstellt; und ein kapazitives Sensorelement (16) zum Erfassen einer Berührung des Bedienfeldes (14) und/oder einer Annäherung an das Bedienfeld (14), das im Bereich des Bedienfeldes (14) hinter der dem Benutzer abgewandten Rückseite (12b) der Deckplatte (12) angeordnet ist und mit einer Steuereinrichtung (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckplatte (12) im Bereich des Bedienfeldes (14) mit Abstand (32) zum Sensorelement (16) eine elektrisch leitfähige Scheibe (24) eingefügt ist.
2. Berührungstaste (10) nach Anspruch 1, bei welcher die elektrisch leitfähige Scheibe (24) in der Vorderseite (12a) der Deckplatte (12) oder mit etwas Abstand zur Vorderseite (12a) der Deckplatte (12) angeordnet ist.
3. Berührungstaste (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die elektrisch leitfähige Scheibe (24) eine größere Fläche als das Sensorelement (16) hat.
4. Berührungstaste (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die elektrisch leitfähige Scheibe (24) auf ihrer der Vorderseite (12a) der Deckplatte (12) zugewandten Seite mit wenigstens einem ersten Dekorationselement (25) zum optischen Kennzeichnen des Bedienfeldes (14) und/oder wenigstens einem zweiten Dekorationselement (26) zum optischen Kennzeichnen der Funktion der Berührungstaste (10) ausgestattet ist.
5. Berührungstaste (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Sensorelement (16) mit Abstand zur Rückseite (12b) der Deckplatte (12) angeordnet ist. Berührungstaste (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine Leiterplatte (21), die mit Abstand zur Deckplatte (12) hinter der Rückseite (12b) der Deckplatte (12) angeordnet ist, und ein Kopplungselement (18) zum Montieren des Sensorelements (16) auf der Leiterplatte (21), wobei das Kopplungselement (18) ein elektrisches Verbindungselement (19) zum Verbinden des Sensorelements (16) mit der Leiterplatte (21) enthält. Berührungstaste (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine Trägerplatte (28), die mit Abstand zur Deckplatte (12) hinter der Rückseite (12b) der Deckplatte (12) angeordnet ist und auf der das Sensorelement (16) montiert ist, und wenigstens ein elektrisches Verbindungselement (19) zum Verbinden des Sensorelements (16) mit einer Leiterplatte (29) der Bedienvorrichtung (20). Berührungstaste (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Deckplatte (12) zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet ist und die Berührungstaste (10) wenigstens eine Leuchtdiode (23) zum Beleuchten der Deckplatte (12) aufweist. Bedienvorrichtung (20), aufweisend wenigstens eine berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Berührungstaste (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und eine Steuereinrichtung (22) zum Ansteuern der Berührungstaste (10) und Auswerten der vom kapazitiven Sensorelement (16) der Berührungstaste (10) erzeugten Messsignale bezüglich der Berührung des Bedienfeldes (14) oder der Annäherung an das Bedienfeld (14) durch einen Benutzer. Bedienvorrichtung (20) nach Anspruch 9, bei welcher die Steuereinrichtung (22) mit der Leiterplatte (21) der Berührungstaste (10) verbunden ist oder auf einer Leiterplatte (29) der Bedienvorrichtung (20), mit der das wenigstens eine elektrische Verbindungselement (19) verbunden ist, montiert ist.
PCT/EP2023/050634 2022-02-01 2023-01-12 Berührungs- und/oder annäherungsempfindliche berührungstaste WO2023147975A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2053745A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-29 Diehl AKO Stiftung & Co. KG Kapazitiver Berührungsschalter
WO2010037758A1 (de) * 2008-10-01 2010-04-08 Ident Technology Ag Einrichtung und verfahren zur berührungs- und näherungsdetektion

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