CN1980061A - 传感器装置 - Google Patents

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Abstract

一种通过手指靠近和/或接触开关区域(23)时产生开关信号的传感器装置(11)，它具有：与电控制器(30)相连接的电容传感件(15)；由塑料形成的遮挡板(12)；电绝缘的印制电路板(20)，传感件(15)和电控制器(30)布置在内侧(32)上；导电场(22)布置在印制电路板(20)的侧部(33)上，而不会与传感件相电连接；但是与之相对，导电场(22)限定出开关区域(23)。

Description

传感器装置
技术领域
本发明涉及在开关区域发生变化和/或接触时产生开关信号的传感器装置。
背景技术
DE3036050C2公开了一种具有介电板的电容***，其中，传感器具有一个位于该板的一侧部上的电极，该电极盖住两个位于该板另一侧上的电极的区域，这两个电极中的一个环形地包围另一个。
EP859467B1公开了一种具有由导电泡沫材料所形成的电容传感件的传感器装置，该传感件被压紧在遮挡板的后侧上。
DE20119700U1公开了一种传感器装置，在该装置中，导电层设置在透明遮挡板的后侧上，该导电层借助接触件来接触。
发明内容
本发明的目的是提供一种传感器装置，该装置在布置通过接近或者接触来驱动的且被盖住的结构件时具有较大的自由性，并且在批量制造时费用较低及易于安装。
这个目的通过权利要求1实现。本发明的有利和优选的布置是其它权利要求的主题，并且在下面更加详细地解释。权利要求的词语通过自身表述的范围来理解描述的意义。
在本发明中，在遮挡板的前侧上，还例如在外侧上或者在家用电器的外部上，不需要电极或者其它导电层，该导电层尤其可以向外导电。遮挡板无需穿孔，并且可以只配置有用来标志开关区域的标记。导电场一方面布置在遮挡板的后侧上，另一方面，它布置在转向它的、电路板或者印出电路板的侧部上，该导电场作为聚中开关信号的输送中间环节进行工作，该中间环节平面地限定出和限制出开关区域。它不与实际传感器表面相电连接。而且，它布置在与开关件相电连接的、远离遮挡板的电路板后侧上。
传感件，例如可以与电子开关的接触轨道结合一起的导电层，可以基本上小于与它相对置的电路板侧部上的导电场，也可以具有完全不同的其它形状和/或进行平面移动以进行布置。这可以实现在电路板上布置开关件时具有大的自由度。通过快速地、直接地把电路板安装在遮挡板的后侧上，也可以节省空间，并且把所有电接触开关件集中在电路板的侧部上来实现它的制造和安装。
通过把导电场用作接近时开关的电特性的集中器，形成它的、主要为层形或者薄膜形的结构件可以具有任何形状，例如也可以根据图标来形成，该图标表示开关用途。遮挡板前侧上的标记可以与这个相对应。背离遮挡板的电路板侧部上的实际传感件仍然没有这样的形状，因此例如印制电路板的标准形状也可以用于开关区域的不同形状。可以为遮挡板上的不同形状区域设置共用电路板，或者它也可以把一些单独的电路板布置在遮挡板上或者压紧在它上。
导电场例如作为在基片加工中所蚀刻出的层、额外布置的板或者具有导电材料如含碳的材料、银、铜等等的印制品(Bedruckung)直接布置在印制电路板上。把薄膜段或者具有导电场的介电膜的衬垫粘在电路板和遮挡板之间。特别优选的是，在一种实施方式中，使用在两侧进行粘贴的薄膜(双粘贴带)，该薄膜同时把导电场固定在印制电路板或者遮挡板上，另一方面也把电路板固定地粘贴在遮挡板上。有利的是，导电场和传感件本身只形成为单独的连接面，也不需要相互包围的电极，其中这些电极应该桥接起来。
导电场也可以是弹性的，尤其是其的体积是弹性的，例如形成为导电泡沫，从而平衡与电路板相对的遮挡板的不平度或者弯曲度。
在没有破坏遮挡板的情况下实现照明按钮或者其它信号传感器功能。因此，在转向遮挡板的电路板侧部上安装发光二极管，或者为了不会电接触印制电路板侧部，安装在另一侧部上，并且通过印刷电路板中的穿孔透射遮挡板中的相应透明平面。通过许多单独的LED和平坦的光分布***可以实现任何照明效果。导电场也可以以格栅结构等方式被开孔，例如被冲孔。在这种情况下，当遮挡板相应地形成光能通过时，直接的按钮区域也可以通过场来照明。
在本发明的原则性的一些其它布置中，导电场分成两个部分区域。这两个部分区域相互离开地布置，并且通过连接区域相互连接起来，该连接区域例如具有桥接件的形状。由于导电场具有这样的任务，即使通过紧贴的手指所产生的、来自开关区域的接触信号到达传感件，因此这种传输在侧部上运动，并且通过传感件从开关区域中的第一部分区域到达第二部分区域中。因此，第二部分区域有利地与传感件相对。在没有与传感件相叠置的情况下，第一导电部分区域特别有利地位于远处，该连接区域形成电连接。因此，两个部分区域之间的距离也非常大，例如是传感件或者第一部分区域的直径的2到10倍。
在本发明的另一种布置中，第一部分区域限定出开关区域，因此在遮挡板上通过第一部分区域设置标记。在开始时所述的布置中，产生了整个导电场。开关区域与第一部分区域一样大。与传感件相对的第二部分区域的尺寸大小大约与传感件的尺寸大小相对应，但是不必很大。
这两个部分区域和连接区域有利地形成为具有不同宽度的或者具有相应轮廓分布的单一层。特别有利的是，该层以单一的方法施加有相应的轮廓。
在传感器装置中的优选布置中，在电绝缘的印制电路板中具有许多导电场，这些导电场各自被分成不同的部分区域，即具有连接区域的部分区域。各自属于导电场的传感件因此远离具有第一部分区域的附属开关区域。
在前面所描述的布置中，它是与权利要求1的总体发明构思相对应的布置，因为导电场不仅处于开关区域而且处于传感件中。当然，作为特征，平坦的开关区域和场相互远离或者相互分开，并且不再叠置在层结构上。通过分开，传感器装置的设计和布置、尤其在电子装置的遮挡板中的设计和布置可以变化多样。首先，实际的传感件现在远远地离开开关区域。
这些特征和其它特征来自权利要求书和说明书及附图，各特征单独地或者在许多情况下相结合地在本发明的实施例和其它领域中得以实现，并且为它有利地示出了要保护的实施方式，对其提出保护。在独立章节和小标题中的记载的部分没有通用性地限定出它下面所给出的陈述。
附图说明
在附图中示意性地示出了本发明的实施例，并且在下面更加详细地解释地这些实施例。在附图中：
图1是通过传感器装置的示意性剖视图；
图2是沿着图1的箭头II方向看去的正视图；
图3是与图1相对应的、通过具有另一种固定的传感器装置的剖视图；
图4示出了具有分开的导电场的、图1的传感器装置的变形；及
图5是图4的相应变形的正视图。
具体实施方式
图1和图2所示出的传感器装置11属于电容接触开关，借助电子控制器30或者转换到转换过程，该电容接触开关估计出身体如使用者的手指接近或者接触遮挡板12的开关区域23所产生的电容改变量。这种作用原理和转换包括在开始时所提及的印刷品中。
遮挡板12(只示出了它的较小截面)由不是金属的介电材料如塑料形成，该材料可以是不透明的或者是透明的，并且通常是热塑性的。它不能导电，并且可以是电子装置如洗衣机、洗碗机、洗涤干燥器或者类似家用装置的前部或者其它壳体件，或者可以是这里所使用的遮挡板。但是，本发明也可以用在其它装置例如机床、配电板或者其它装置中。遮挡板12具有一个转向使用者的前侧13和后侧14，例如借助所示出的弹簧31把电路板20印制在后侧14上，人们也可以把该电路板20称为印制电路板。由电绝缘材料形成的电路板20具有一个支撑控制电子件30和SMD装备中的单个元件的活动侧部32和未装备的侧部33，该侧部33被转向遮挡板12。转向内部的、未装置的侧部具有传感件15，该传感件15由导电平面形成，该导电平面例如通过普通的印制导线与控制器30相电连接。传感件本身也可以由平面印刷导线段形成。电路板在本例子中无需断开，因为通过SMD装备既不需要固定孔也不需要完全接触。它使得印制电路板的制造变得更加容易并且减少了制造费用，及可以防止功能失效。
导电场22设置在电路板20的未安装侧33上。它位于设置在另一电路板侧部32上的传感元件15的区域中，但是如所公知的一样，它一定不能位于中心，并且也不能具有相同的形状和大小。而是，它基本上大于传感件15。
场22可以以印制导线形式或者在其它任何方式中通过在电路板上粘贴导电材料、压上导电材料或者其它技术来产生。它不仅平坦地布置在遮挡板的后侧14上，而且也平坦地布置在电路板的未安装侧33上，并且由于它非常薄，因此也可以防止剩余的电路板段不能安装在遮挡板12上。在附图中，明显加高地示出了厚度比率以便于识别。
导电场22限制出和限定出转换区域，该转换区域形成在遮挡板的主体侧13上。它例如可以形成例如作为+或者0的图标或者标志的形状。合适的是，例如通过印刷在遮挡板的前侧13上设置标记34，该标记的形状和大小例如与导电场相对应。在图2中清楚地示出了，转换区域23具有+的形状。可以知道，标记34大于后侧上的场22，传感件或者作为这种传感件进行工作的接触面15基本上较小，并且可以偏心地布置，正如来自印刷电路板结构和装备是有利的那样。
在主体接近转换区域23时，由导电场22和传感件15所形成的传感器装置的电容率被改变了，场22把电容的影响聚中地通过印刷电路板传递到传感件15上。它也作为信号的集中器进行工作。
图3示出了实施方式，除了下面要解释的不同点之外，该实施方式与在这方面所涉及的、图1的实施方式相对应。相同标记表示相同或者功能相同的零件。
在图3中，电路板20在遮挡板12上的固定发生在粘于双侧上的层或者层组35如双粘合薄膜上。它被粘在电路板的未安装侧33上，并且把薄片例如薄膜落料作为导电场22粘在图1所示的位置。在这种形状中设置有可拆下的罩，那么用来安装电子装置的印制电路板属于遮挡板12。它不仅在拆下没有示出的盖薄膜之后粘在遮挡板12的后侧上，并因此把导电场以紧密接触的方式固定到遮挡板12的后侧13上。这种接触是重要的，因为气隙可以导致电容性能的改变，并且因此产生了电子开关的开闭能力的误差。
也可以在印制电路板和双胶粘薄膜35之间固定地粘住导电场22，因此整个粘贴表面可以用来固定在遮挡板上。
在图3的实施方式中，标记34通过提高遮挡板12来形成。还可以知道的是，通过位于导电场22和传感件15之间的垫来安装例如一个没有示出的中心键控照明装置，其中一个也未示出的发光二极管也固定在电路板20的安装活动侧32上，该二极管例如通过电路板中的孔和遮挡板的相应透明位置来示出开关功能。
在图4中以侧视图以及在图5中以俯视图示出的传感器装置11是图1和2中的一个变形。它也属于电容接触式开关，该开关通过使用者的手指或者电子控制器130来接近或者接触遮挡板112的开关区域123或者转换到开关过程来估计出电容改变量。工作原理和控制或者开关在前面已经描述过了。
与其它实施方式不同的是，在这里，场22被分成一个第一部分区域122a，该区域122a布置在开关区域123或者电路板120的未安装侧133的标记134的下方。第一部分区域122a超过连接区域122c，该连接区域122c形成为细长的、狭窄的，并且因此形成桥形，或者形成印制导线。该连接区域向左远离开关区域123，并且超过第二部分区域122b。该第二部分区域122b位于传感件115上，该传感件115另一方面如前面所述的那样形成并且与控制器130相连。三个区域122a、122b和122c只通过一个层来形成有图5的形状或者结构。
工作如下，这里，通过接触所产生的、来自开关区域123的信号或者信号变量在第一部分区域122a表现出。这里，来自第二连接区域122c的该信号或者信号变量传输到第二部分区域122b中。第二部分区域122b把电容作用又聚中地通过印刷电路板120输送到传感件115中。它也作为来自开关区域123的信号的集中器进行工作，如在前面的布置一样。它只在场122或者该部分区域内部把信号侧部远离开关区域122输送到布置在远方的传感件115中。前述传感器装置还通过场122和传感件115来形成，仅仅具有所谓的两个部分信号输送装置。尤其有利的是，具有许多开关区域123，或许这些区域在一起。如果它直接布置在开关区域的下方，那么可以产生许多结构空间来布置传感件。

Claims (15)

1.一种通过使用者的手指或者类似物在开关区域(23、123)发生变化和/或接触时产生开关信号的传感器装置(11、111)，它具有：
用于产生开关信号的电控制器(30、130)；
与电控制器(30、130)相电连接的电容传感件(15、115)；
遮挡板(12、112)，它由非金属材料形成，并且具有一个朝向使用者的前侧(13、113)和一个后侧(14、114)；
电绝缘的印制电路板(20、120)，传感件(15、115)和电控制器(30、130)布置在该电路板上，而且布置在一个背离使用者和遮挡板(12、112)的印制电路板(20、120)的侧部(32、132)上；
及导电场(22、122)，该导电场布置在朝向遮挡板(12、112)的印制电路板(20、120)的侧部(33、133)上，而不会与传感件相电连接；
印制电路板在与传感件(15、115)对置的区域内通过它的支承导电场(22、122)的侧部(33、133)布置在遮挡板(12、112)的后侧(13、113)上；
及导电场(22、122)限定出开关区域(23、123)。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，开关区域(23、123)和导电场(22、122)形成为不同于传感件(15、115)。
3.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，开关区域(23、123)的尺寸大小基本上大于传感件(15、115)的尺寸大小。
4.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，导电场(22、122)的尺寸大小基本上大于传感件(15、115)的尺寸大小。
5.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，传感件(15、115)与导电场(22、122)相对地可运动地设置在侧部上。
6.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，设置许多相同的传感件(15、115)来产生许多不同开关信号，这些传感件(15、115)与形状不同的导电场(22、122)共同作用。
7.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，印制电路板(20、120)粘贴在遮挡板(12、112)的后侧(14、114)上。
8.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，导电场(22、122)粘贴在遮挡板(12、112)的后侧(14、114)上。
9.如权利要求7或者8所述的传感器装置，其特征在于，导电场(22、122)和印制电路板(20、120)借助粘贴在两侧上的层或者膜(35、135)与遮挡板(12、112)粘贴在一起。
10.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，导电场(122)被分成至少两个部分区域(122a、122b)，这两个部分区域相互远离，并且通过连接区域(122c)相互连接起来。
11.如权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，第二部分区域(122b)设置成与传感件(115)相对，第一导电部分区域(122a)与传感件(115)没有叠置地设置在远方。
12.如权利要求11所述的传感器装置，其特征在于，第一导电部分区域(122a)和传感件(115)之间的距离是传感件(115)或者第一部分区域(122a)的直径的两倍到十倍。
13.如权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，第一部分区域(122a)限定出开关区域(123)并且在遮挡板(112)通过第一部分区域(122a)设置标记(134)。
14.如权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，两个部分区域(122a、122b)和连接区域(122c)是具有不同轮廓分布的唯一层。
15.如权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，在电绝缘的印制电路板(120)中具有许多开关区域(123)和导电场(122)，这些导电场(122)各自被分成不同的部分区域(122a、122b)，每个附属的传感件(115)设置成远离附属的开关区域(123)。
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