WO2016177382A1 - Bedienvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches haushaltsgerät - Google Patents

Bedienvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches haushaltsgerät Download PDF

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WO2016177382A1
WO2016177382A1 PCT/EP2015/000899 EP2015000899W WO2016177382A1 WO 2016177382 A1 WO2016177382 A1 WO 2016177382A1 EP 2015000899 W EP2015000899 W EP 2015000899W WO 2016177382 A1 WO2016177382 A1 WO 2016177382A1
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WO
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radiation
cover plate
operating
diode element
receiving element
Prior art date
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PCT/EP2015/000899
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Frommelt
Ralph Stohr
Andreas Maigler
Original Assignee
Diehl Ako Stiftung & Co. Kg
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/9627Optical touch switches
    • H03K17/9631Optical touch switches using a light source as part of the switch
    • H03K17/9636Optical touch switches using a light source as part of the switch using a pulsed light source
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices

Definitions

  • the present invention relates to an operating device, in particular an operating device for electronic household appliances.
  • capacitive pushbuttons cf., for example, DE 10 201 1 121 897 A1
  • inductive pushbuttons cf., for example, EP 2 529 484 B1
  • piezoelectric pushbuttons cf. For example EP 2 063 533 B1
  • pushbuttons with optical sensor systems have recently been developed.
  • the operating device of the invention comprises a cover plate with a user-facing user side and an inner side facing away from the user, wherein the Cover plate defines an operating portion and in this operating section at least partially elastically deformable and / or designed movable, and an optical sensor for detecting a pressure actuation in the region of the operating portion of the cover plate.
  • the optical sensor has a diode element, which is arranged at a distance from the user side of the cover plate to this spaced and alternately as a radiation emission element and as a radiation receiving element is operable.
  • a control device is provided, which is designed to control the diode element alternately for operation as a radiation emission element and to operate as a radiation receiving element and to evaluate a received signal supplied by the diode element during operation as a radiation receiving element. Furthermore, a buffer device is provided, which is configured to buffer a radiation energy of an electromagnetic radiation emitted by the diode element during operation as a radiation emission element and to emit the buffered radiation energy as electromagnetic radiation during the operation of the diode element as radiation receiving element.
  • a diode element is operated alternately as a radiation emission element and as a radiation receiving element. It can therefore be dispensed with an additional receiving element and an optical separation between transmitting and receiving element. As a result, the number of components can be reduced and the structure of the operating device can be simplified.
  • the detection of a pressure actuation of the operating section of the operating device is made possible by the buffer device in this alternating use of the diode element as a radiation emission element and as a radiation receiving element.
  • the buffer device can receive and store radiation energy of the electromagnetic radiation emitted by the diode element.
  • the buffer device then emits the stored radiation energy as electromagnetic radiation over a certain period of time.
  • the received signal generated by the diode element during operation as a radiation receiving element due to the received electromagnetic radiation then depends in particular on whether or not there is a pressure actuation in the region of the operating section of the cover plate.
  • the cover plate may in principle be made of any material (e.g., transparent or opaque, electrically conductive or electrically non-conductive, etc.), of any dimension, and of any design.
  • the operating device according to the invention is particularly suitable for use with metallic cover plates.
  • the cover plate is preferably a control panel, for example, an electronic household appliance.
  • the operating section is preferably formed integrally with the cover plate, used as a separate component in the cover plate or connected as a separate component fixed to the cover plate.
  • the operating section defines for the user an operating element of the operating device which he must press to actuate. That the operating section forms a pushbutton which can be actuated by the action of force.
  • the operating section may preferably be additionally identified for the user, preferably by a special shaping of his user side (haptic identification), an identification with colors and / or symbols and the like.
  • the operating section is at least partially elastically deformable and / or movable by a force from the user side of the cover plate forth.
  • the elastic deformability is preferably achieved by a special choice of material and / or a special dimensioning (esp. In the thickness direction) of the operating section.
  • the elastic mobility can preferably be realized by a spring-mounted mounting of the operating section in an opening in the cover plate.
  • the electromagnetic radiation which can be emitted or detected by the diode element is preferably optical radiation, preferably in the visible or infrared wavelength range.
  • the diode element preferably has one or more diodes.
  • this at least one diode preferably functions as a light-emitting diode; during operation of the diode element as a radiation-receiving element, this at least one diode preferably functions as a photodiode.
  • the operating device of the invention in addition to the force-actuable pushbutton whose operation is detected by the optical sensor, optionally contain further operating elements with other functions. In particular, touch-sensitive and / or proximity-sensitive buttons can be used.
  • the buffer device can be configured and arranged such that the radiation emitted by the buffer device can be changed by a pressure actuation in the region of the operating section of the cover plate.
  • the change in the emitted radiation preferably relates to a change in the direction, the intensity and / or the wavelength of the radiation.
  • the buffer device can be designed and arranged such that a reflection of the radiation emitted by the buffer device on the inside of the cover plate can be changed by a pressure actuation in the region of the operating section of the cover plate.
  • a buffer device is to be understood as any type of device which is capable of absorbing electromagnetic radiation, converting it into any form of energy, storing the energy over a specific period of time, converting the stored energy back into electromagnetic radiation, and to release this electromagnetic radiation again.
  • a buffer device has at least one luminescent element.
  • the buffer device may have a luminescent layer, which is arranged in the region of the operating section on the inside of the cover plate. With a push-button operation in the area of the operating section also this luminescent layer elastically deformed or moved.
  • the electromagnetic radiation emitted by the luminescent layer thus preferably changes its direction and / or its intensity, which can be detected by the diode element operated as a radiation-receiving element and recognized by the control device as an actuation of the operating device.
  • control device can be designed to actuate the diode element in a predetermined cycle for operation as a radiation emission element and to operate as a radiation receiving element.
  • control device can be designed to detect whether a basic signal level of the received signal supplied by the diode element during operation as a radiation receiving element falls below a predetermined limit value. If the control device detects that the basic signal level of the received signal falls below the predetermined limit value, the control device can preferably drive the diode element again as a radiation emission element in order to recharge the buffer device. Alternatively or additionally, upon detection of a too low basic signal level of the received signal, the control device may conclude that the buffer device is no longer sufficiently functional.
  • the cover plate in the region of the operating section can be configured at least partially translucent.
  • the buffer device can also be used for backlighting or visual marking of the operating section for the user.
  • the invention also relates to an electronic household appliance with at least one operating device of the invention described above.
  • the electronic household appliance is preferably a laundry treatment appliance (washing machine, tumble dryer, etc.), a dishwasher, a refrigerator and / or freezer, a hob, a stove, a microwave oven, an extractor hood or the like.
  • Fig. 1 is a sectional view of an operating device according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2A is an illustration for illustrating the operation of the diode element as
  • 3A is a diagram illustrating the operation of the diode element as
  • Radiation receiving element if there is no pressure actuation in the area of the operating section; 3B is a waveform of a received signal from the diode element for the
  • 4A is a diagram illustrating the operation of the diode element as
  • 4B is a waveform of an activation signal to the diode element for the
  • FIG. 4A Operating state of Fig. 4A; Fig. 5A is an illustration for illustrating the operation of the diode element as
  • 5B is a waveform of a received signal from the diode element for the
  • the operating device has a Abdeckpiatte 10 in the form of a control panel.
  • the Abdeckpiatte 10 is made for example of metal (eg stainless steel sheet) or an opaque plastic material.
  • the Abdeckpiatte 10 has a user-facing user side 10a (top in Fig. 1), which corresponds to the outside of the control panel, and a user facing away from the inside 10b (bottom in Fig. 1).
  • the Abdeckpiatte 10 has an operating section 12, which defines a control for the user, he can operate.
  • the operating section 12 is integrated in the cover plate 10 or integrally formed therewith or inserted as a separate component in this and optionally connected to this.
  • the operating portion 12 is configured to be elastically deformable or movable by a force F from the user side 10a, for example with a user's finger. That After completion of the force F, the operating section 12 returns in each case back to the initial state shown in Fig. 1.
  • the operating device further has a carrier plate 14, for example in the form of a printed circuit board.
  • This support plate 14 is aligned substantially parallel to Abdeckpiatte 10 and on the side facing away from the user side 10a of Abdeckpiatte 10 spaced therefrom arranged.
  • On this support plate 14 is - in this embodiment on its Abdeckpiatte 10 side facing - arranged at a position corresponding to the operating section 12, a diode element 16 of an optical sensor.
  • the diode element 16 has one or more diodes.
  • the diode element 16 is connected to a control device 18 (conducted or wireless). This control device 18 may for example also be arranged on the carrier plate 14.
  • the diode element 16 is designed or connected in such a way in the optical sensor that it can optionally be operated as a radiation emission element for emitting electromagnetic radiation E or as a radiation receiving element for detecting electromagnetic radiation L.
  • the radiation is preferably radiation in the visible wavelength range or infrared radiation.
  • the controller 18 drives the diode element 16 by means of an activation signal A to operate as a radiation emission element or a radiation receiving element.
  • the controller 18 evaluates the received signal R relayed from the diode element 16 to determine whether or not a user operates the operating device.
  • a luminescent layer 20 is also arranged, for example glued or applied, in the region of the operating section 12 on the inner side 10b of the cover plate 10. This luminescent layer 20 is a luminescent element of a buffer device in the sense of the invention.
  • the combination of a single diode element which can be operated as a radiation emission element and as a radiation receiving element, and the buffer device can be dispensed with in contrast to conventional operating devices with optical sensors on a separate receiver and an optical separation between transmitter and receiver.
  • the operating device can therefore be constructed and mounted very simply with few components and thus cost-effectively.
  • the operation of this operating device will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 to 5.
  • the sub-figures A show in each case highly abstracted the operating device, while the sub-figures B each show the waveform of the activation signal A and the received signal R.
  • Figs. 2 and 3 show a state of the operating device in which no pressing operation F is applied to the operating portion 12 of the cover plate 10, i. in which the operating device is not actuated.
  • FIG. 2B shows the activation of the diode element 16 by the control device 18 with the activation signal A.
  • the control device 18 alternately controls the diode element 16 as a radiation emission element (see Fig. 2A) and as a radiation receiving element (see Fig. 3A) .
  • the diode element transmits electromagnetic radiation E in the direction of Inside 10b of the cover 10 from.
  • the electromagnetic radiation E strikes the luminescent layer 20 and is absorbed by it by exciting the luminescent substance.
  • the luminescent layer 20 emits the stored radiation energy in the form of fluorescence radiation L again.
  • This electromagnetic radiation L can now be detected by the diode element 16 in operation as a radiation receiving element.
  • the corresponding received signal R which is supplied from the diode element 16 to the control device 18, thus decreases over time (see Fig. 3B).
  • the control device 18 evaluates this received signal R and detects on the basis of the gradual decrease of the received signal R over time that no pressure actuation of the operating section 12 has taken place.
  • control device 18 can optionally also monitor whether the signal level of the received signal R is above a predetermined basic signal level Rlimit. In one embodiment, the control of the diode element 16 takes place in a fixed predetermined clock. If the level of the received signal R falls below the limit value Rlimit, then it is assumed that a malfunction exists, for example in the radiation emission of the diode element, in a defect of the luminescent layer or in the radiation detection of the diode element 16.
  • control device 18 can also drive the diode element 16 variably. If the level of the received signal R falls below the limit value Rlimit, then the control device 18 again activates the diode element 16 as a radiation emission element in order to "recharge" the luminescent layer 20.
  • Figs. 4 and 5 show a state of the operating device at a press operation F on the operating portion 12 of the cover plate 10, i. upon actuation of the operating device.
  • FIG. 4A shows, analogously to FIG. 2B, the activation of the diode element 16 by the controller 18 with the activation signal A.
  • the activation signal A is of course unchanged regardless of an operation or non-operation of the operating device.
  • the storage of the radiation energy in the luminescent layer 20 also takes place independently of an actuation or non-actuation of the operating device.
  • the operating device has an opaque cover.
  • the cover 10 may be configured in the region of the operating section 12 but also at least partially translucent.
  • the luminescent layer 20 can emit the electromagnetic radiation L (in this case preferably in the visible wavelength range) also in the direction of the cover plate 10 and thus backlight the operating section 12.

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Abstract

Eine Bedienvorrichtung für ein elektronisches Haushaltsgerät enthält eine Abdeckplatte (10) mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite (10a) und einer dem Benutzer abgewandten Innenseite (10b), wobei die Abdeckplatte (10) einen Bedienabschnitt (12) definiert und in diesem Bedienabschnitt (12) zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ausgestaltet ist, und einen optischen Sensor zum Erfassen einer Druckbetätigung (F) im Bereich des Bedienabschnitts (12) der Abdeckplatte (10). Der optische Sensor weist seinerseits ein Diodenelement (16) auf, das auf einer der Benutzerseite (10a) abgewandten Seite der Abdeckplatte (10) zu dieser beabstandet angeordnet ist und abwechselnd als Strahlungsemissionselement und als Strahlungselement betreibbar ist. Eine Steuereinrichtung (18) steuert das Diodenelement (16) abwechselnd für den Betrieb als Strahlungsemissionselement und den Betrieb als Strahlungsempfangselement an und wertet ein vom Diodenelement (16) im Betrieb als Strahlungsempfangselement geliefertes Empfangssignal (R) aus. Es ist außerdem eine Puffereinrichtung vorgesehen, die eine Strahlungsenergie einer von dem Diodenelement (16) im Betrieb als Strahlungsemissionselement emittierten elektromagnetischen Strahlung zwischenspeichert und die zwischengespeicherte Strahlungsenergie während des Betriebs des Diodenelements (16) als Strahlungsempfangselement als elektromagnetische Strahlung (L) wieder abgibt.

Description

Bedienvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches Haushaltsgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung, insbesondere eine Bedienvor- richtung für elektronische Haushaltsgeräte.
Für Bedienvorrichtungen sind verschiedene Arten von Bedienelementen mit unterschiedlichen Funktionsweisen bekannt. Bei den als Drucktasten ausgebildeten Bedienelementen kann man zum Beispiel zwischen berührungs- und/oder annäherungsempfindlichen Drucktasten (sog.„Touch Control") und durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten differenzieren, die jeweils mit verschiedenen Aufbauten und Funktionsweisen realisierbar sind.
In diesem Zusammenhang sind bei den durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten neben solchen mit einem mechanischen Betätigungselement insbesondere auch kapazitive Drucktasten (vgl. z.B. DE 10 201 1 121 897 A1), induktive Drucktasten (vgl. z.B. EP 2 529 484 B1) und piezoelektrische Drucktasten (vgl. z.B. EP 2 063 533 B1) bekannt. Diese speziellen Drucktasten erfordern im Allgemeinen eine hohe Fertigungs- und onta- gegenauigkeit mit kleinen Toleranzbereichen. Darüber hinaus werden in letzter Zeit auch Drucktasten mit optischen Sensorsystemen entwickelt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bedienvorrichtung mit einer durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktaste zu schaffen, die einfach aufgebaut ist.
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 Abdeckplatte mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite und einer dem Benutzer abgewandten Innenseite, wobei die Abdeckplatte einen Bedienabschnitt definiert und in diesem Bedienabschnitt zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ausgestaltet ist, und einen optischen Sensor zum Erfassen einer Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts der Abdeckplatte auf. Der optische Sensor weist ein Diodenelement auf, das auf einer der Be- nutzerseite abgewandten Seite der Abdeckplatte zu dieser beabstandet angeordnet ist und abwechselnd als Strahlungsemissionselement und als Strahlungsempfangselement betreibbar ist. Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die ausgestaltet ist, um das Diodenelement abwechselnd für den Betrieb als Strahlungsemissionselement und den Betrieb als Strahlungsempfangselement anzusteuern und ein vom Diodenelement im Betrieb als Strahlungsempfangselement geliefertes Empfangssignal auszuwerten. Es ist ferner eine Puffereinrichtung vorgesehen, die ausgestaltet ist, um eine Strahlungsenergie einer von dem Diodenelement im Betrieb als Strahlungsemissionselement emittierten elektromagnetischen Strahlung zwischenzuspeichern und die zwischengespeicherte Strahlungsenergie während des Betriebs des Diodenelements als Strahlungsemp- fangselement als elektromagnetische Strahlung wieder abzugeben.
Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung wird ein Diodenelement abwechselnd als Strahlungsemissionselement und als Strahlungsempfangselement betrieben. Es kann deshalb auf ein zusätzliches Empfangselement und eine optische Trennung zwischen Sende- und Empfangselement verzichtet werden. Im Ergebnis kann die Anzahl an Bauteilen reduziert und der Aufbau der Bedienvorrichtung vereinfacht werden.
Die Erkennung einer Druckbetätigung des Bedienabschnitts der Bedienvorrichtung wird bei dieser abwechselnden Nutzung des Diodenelements als Strahlungsemissionsele- ment und als Strahlungsempfangselement ermöglicht durch die Puffereinrichtung. Während des Betriebs des Diodenelements als Strahlungsemissionselement kann die Puffereinrichtung Strahlungsenergie der vom Diodenelement emittierten elektromagnetischen Strahlung aufnehmen und speichern. Während des anschließenden Betriebs des Diodenelements als Strahlungsempfangs gibt die Puffereinrichtung dann die gespeicherte Strahlungsenergie als elektromagnetische Strahlung über eine gewisse Zeitdauer hinweg wieder ab. Das vom Diodenelement während des Betriebs als Strahlungsempfangselement aufgrund der empfangenen elektromagnetischen Strahlung erzeugte Empfangssignal hängt dann insbesondere davon ab, ob eine Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts der Abdeckplatte vorliegt oder nicht. Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung mit optischem Sensor genügen minimale Verformungen bzw. Bewegungshübe des Bedienabschnitts der Abdeckplatte, um eine Betätigung durch den Benutzer erfassen zu können, da bereits sehr kleine Veränderungen der Emissions- oder Reflexionsorte am Bedienabschnitt sehr unterschiedliche Rich- tungen oder Ablenkungen der elektromagnetischen Strahlung bewirken. Die Betätigung des Bedienabschnitts kann daher sehr zuverlässig erkannt werden. Zudem dürfen bei dieser Konstruktion die Toleranzen bei Fertigung und Montage der Bauteile im Vergleich zu herkömmlichen, durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktasten mit kapazitiver, induktiver oder piezoelektrischer Funktionsweise größer sein.
Die Abdeckplatte kann in diesem Zusammenhang grundsätzlich aus einem beliebigen Material (z.B. transparent oder lichtundurchlässig, elektrisch leitfähig oder elektrisch nicht leitend, etc.), mit beliebigen Dimensionierungen und mit einem beliebigen Design gefertigt sein. Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung ist aber insbesondere auch für die Anwendung bei metallischen Abdeckplatten geeignet. Bei der Abdeckplatte handelt es sich vorzugsweise um eine Bedienblende zum Beispiel eines elektronischen Haushaltsgeräts.
Der Bedienabschnitt ist vorzugsweise einstückig mit der Abdeckplatte ausgebildet, als separate Komponente in die Abdeckplatte eingesetzt oder als separate Komponente fest mit der Abdeckplatte verbunden. Der Bedienabschnitt definiert für den Benutzer ein Bedienelement der Bedienvorrichtung, das er zum Betätigen drücken muss. D.h. der Bedienabschnitt bildet eine durch Krafteinwirkung betätigbare Drucktaste. Der Bedienabschnitt kann vorzugsweise zusätzlich für den Benutzer kenntlich gemacht sein, bevorzugt durch eine spezielle Formgebung seiner Benutzerseite (haptische Kennzeichnung), eine Kennzeichnung mit Farben und/oder Symbolen und dergleichen.
Der Bedienabschnitt ist durch eine Krafteinwirkung von der Benutzerseite der Abdeckplatte her zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar. Die elastische Verformbarkeit wird vorzugsweise durch eine spezielle Materialwahl und/oder eine spezielle Dimensionierung (insbes. in Dickenrichtung) des Bedienabschnitts erzielt. Die elastische Bewegbarkeit kann vorzugsweise durch eine gefederte Lagerung des Bedienabschnitts in einer Durchbrechung in der Abdeckplatte realisiert werden. Bei der elektromagnetischen Strahlung, die vom Diodenelement emittierbar bzw. erfassbar ist, handelt es sich vorzugsweise um optische Strahlung, bevorzugt im sichtbaren oder Infrarot-Wellenlängenbereich. Das Diodenelement weist vorzugsweise eine oder mehrere Dioden auf. Im Betrieb des Diodenelements als Strahlungsemissionselement funktioniert diese wenigstens eine Diode bevorzugt als Leuchtdiode, im Betrieb des Diodenelements als Strahlungsempfangselement funktioniert diese wenigstens eine Diode bevorzugt als Photodiode. Die Bedienvorrichtung der Erfindung kann neben der durch Krafteinwirkung betätigbaren Drucktaste, deren Betätigung durch den optischen Sensor erfasst wird, optional weitere Bedienelemente mit anderen Funktionsweisen enthalten. Dabei können insbesondere berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Tasten zum Einsatz kommen. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Puffereinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass die von der Puffereinrichtung abgegebene Strahlung durch eine Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts der Abdeckplatte veränderbar ist. Die Veränderung der abgegebenen Strahlung bezieht sich dabei vorzugsweise auf eine Änderung der Richtung, der Intensität und/oder der Wellenlänge der Strahlung.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Puffereinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass eine Reflexion der von der Puffereinrichtung abgegebenen Strahlung an der Innenseite der Abdeckplatte durch eine Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts der Abdeckplatte veränderbar ist.
Im Rahmen der Erfindung soll unter einer Puffereinrichtung jede Art von Einrichtung verstanden werden, die in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung aufzunehmen, in irgendeine Energieform umzuwandeln, die Energie über einen bestimmten Zeitraum zu speichern, die gespeicherte Energie wieder in elektromagnetische Strahlung umzuwan- dein und diese elektromagnetische Strahlung wieder abzugeben. Vorzugsweise weist eine solche Puffereinrichtung wenigstens ein Lumineszenzelement auf.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Puffereinrichtung eine Lumineszenzschicht aufweisen, die im Bereich des Bedienabschnitts an der Innenseite der Abdeck- platte angeordnet ist. Bei einer Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts wird auch diese Lumineszenzschicht elastisch verformt oder bewegt. Die von der Lumineszenzschicht abgegebene elektromagnetische Strahlung verändert so vorzugsweise ihre Richtung und/oder ihre Intensität, was von dem als Strahlungsempfangselement betriebenen Diodenelement erfasst und von der Steuereinrichtung als eine Betätigung der Bedienvorrichtung erkannt werden kann.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuereinrichtung ausgestaltet sein, um das Diodenelement in einem vorgegebenen Takt für den Betrieb als Strahlungsemissi- onselement und den Betrieb als Strahlungsempfangselement anzusteuern.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuereinrichtung ausgestaltet sein, um zu erfassen, ob ein Grundsignalpegel des vom Diodenelement im Betrieb als Strahlungsempfangselement gelieferten Empfangssignals einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Wenn die Steuereinrichtung erkennt, dass der Grundsignalpegel des Empfangssignals den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, kann die Steuervorrichtung vorzugsweise das Diodenelement wieder als Strahlungsemissionselement ansteuern, um die Puffereinrichtung neu aufzuladen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung beim Erkennen eines zu niedrigen Grundsignalpegels des Empfangssignals darauf schließen, dass die Puffereinrichtung nicht mehr ausreichend funktionsfähig ist.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Abdeckplatte im Bereich des Bedienabschnitts zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet sein. Bei dieser Ausgestaltung kann die Puffereinrichtung auch zum Hinterleuchten oder optischen Kennzeichnen des Bedienabschnitts für den Benutzer eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektronisches Haushaltsgerät mit wenigstens einer oben beschriebenen Bedienvorrichtung der Erfindung. Bei dem elektronischen Haushaltsgerät handelt es sich vorzugsweise um ein Wäschebehandlungsgerät (Waschmaschine, Wäschetrockner, etc.), eine Spülmaschine, ein Kühl- und/oder Gefriergerät, ein Kochfeld, einen Herd, einen Mikrowellenofen, eine Dunstabzugshaube oder dergleichen. Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2A eine Darstellung zum Veranschaulichen des Betriebs des Diodenelements als
Strahlungsemissionselement, wenn keine Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts vorliegt;
Fig. 2B einen Signalverlauf eines Aktivierungssignals an das Diodenelement für den
Betriebszustand von Fig. 2A;
Fig. 3A eine Darstellung zum Veranschaulichen des Betriebs des Diodenelements als
Strahlungsempfangselement, wenn keine Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts vorliegt; Fig. 3B einen Signalverlauf eines Empfangssignals von dem Diodenelement für den
Betriebszustand von Fig. 3A;
Fig. 4A eine Darstellung zum Veranschaulichen des Betriebs des Diodenelements als
Strahlungsemissionselement bei einer Druckbetätigung im Bereich des Bedien- abschnitts;
Fig. 4B einen Signalverlauf eines Aktivierungssignals an das Diodenelement für den
Betriebszustand von Fig. 4A; Fig. 5A eine Darstellung zum Veranschaulichen des Betriebs des Diodenelements als
Strahlungsempfangselement bei einer Druckbetätigung im Bereich des Bedienabschnitts; und
Fig. 5B einen Signalverlauf eines Empfangssignals von dem Diodenelement für den
Betriebszustand von Fig. 5A. Bezug nehmend auf Fig. 1 wird zunächst der Aufbau einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Bedienvorrichtung weist eine Abdeckpiatte 10 in Form einer Bedienblende auf. Die Abdeckpiatte 10 ist beispielsweise aus Metall (z.B. Edelstahlblech) oder einem opaken Kunststoffmaterial gefertigt. Die Abdeckpiatte 10 hat eine dem Benutzer zugewandte Benutzerseite 10a (oben in Fig. 1), welche der Außenseite der Bedienblende entspricht, und eine dem Benutzer abgewandte Innenseite 10b (unten in Fig. 1).
Die Abdeckpiatte 10 weist einen Bedienabschnitt 12 auf, der für den Benutzer ein Bedienelement definiert, das er betätigen kann. Der Bedienabschnitt 12 ist in die Abdeckpiatte 10 integriert bzw. einteilig mit dieser ausgebildet oder als separate Komponente in diese eingesetzt und wahlweise mit dieser verbunden. Wie später unter Bezug auf Fig. 2 bis 5 veranschaulicht, ist der Bedienabschnitt 12 durch eine Krafteinwirkung F von der Benutzerseite 10a her, zum Beispiel mit einem Finger des Benutzers, elastisch verformbar oder bewegbar ausgestaltet. D.h. nach Beendigung der Krafteinwirkung F kehrt der Bedienabschnitt 12 jeweils wieder in den in Fig. 1 gezeigten Ausgangszustand zurück. Die Bedienvorrichtung weist ferner eine Trägerplatte 14 zum Beispiel in Form einer Leiterplatte auf. Diese Trägerplatte 14 ist im Wesentlichen parallel zur Abdeckpiatte 10 ausgerichtet und auf der der Benutzerseite 10a abgewandten Seite der Abdeckpiatte 10 beabstandet zu dieser angeordnet. Auf dieser Trägerplatte 14 ist - in diesem Ausführungsbeispiel auf ihrer der Abdeckpiatte 10 zugewandten Seite - an einer dem Bedien- abschnitt 12 entsprechenden Position ein Diodenelement 16 eines optischen Sensors angeordnet. Das Diodenelement 16 weist eine oder mehrere Dioden auf. Das Diodenelement 16 ist mit einer Steuereinrichtung 18 (leitungsgebunden oder drahtlos) verbunden. Diese Steuereinrichtung 18 kann zum Beispiel ebenfalls auf der Trägerplatte 14 angeordnet sein.
Das Diodenelement 16 ist derart ausgestaltet bzw. derart in dem optischen Sensor verschaltet, dass es wahlweise als Strahlungsemissionselement zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung E oder als Strahlungsempfangselement zum Erfassen elektromagnetischer Strahlung L betrieben werden kann. Bei der elektromagnetischen Strah- lung handelt es sich bevorzugt um Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich oder um Infrarot-Strahlung.
Die Steuereinrichtung 18 steuert das Diodenelement 16 mittels eines Aktivierungssignals A an, um als Strahlungsemissionselement oder als Strahlungsempfangselement betrieben zu werden. Außerdem wertet die Steuereinrichtung 18 das von dem Diodenelement 16 weitergeleitete Empfangssignal R aus, um festzustellen, ob ein Benutzer die Bedienvorrichtung betätigt oder nicht. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist im Bereich des Bedienabschnitts 12 an der Innenseite 10b der Abdeckplatte 10 zudem eine Lumineszenzschicht 20 angeordnet, zum Beispiel aufgeklebt oder aufgebracht. Diese Lumineszenzschicht 20 ist ein Lumineszenzelement einer Puffereinrichtung im Sinne der Erfindung. Durch die Kombination eines einzigen Diodenelements, das als Strahlungsemissionselement und als Strahlungsempfangselement betrieben werden kann, und die Puffereinrichtung kann im Gegensatz zu herkömmlichen Bedienvorrichtungen mit optischen Sensoren auf einen separaten Empfänger und eine optische Trennung zwischen Sender und Empfänger verzichtet werden. Die Bedienvorrichtung kann daher sehr ein- fach mit wenigen Bauteilen und damit kostengünstig aufgebaut und montiert werden.
Die Funktionsweise dieser Bedienvorrichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert. Die Teilfiguren A zeigen dabei jeweils stark abstrahiert die Bedienvorrichtung, während die Teilfiguren B jeweils den Signalverlauf des Aktivierungssignals A bzw. des Empfangssignals R zeigen.
Fig. 2 und 3 zeigen einen Zustand der Bedienvorrichtung, in dem keine Druckbetätigung F auf den Bedienabschnitt 12 der Abdeckplatte 10 ausgeübt wird, d.h. in dem die Bedienvorrichtung nicht betätigt wird.
Fig. 2B zeigt die Ansteuerung des Diodenelements 16 durch die Steuereinrichtung 18 mit dem Aktivierungssignal A. Die Steuereinrichtung 18 steuert das Diodenelement 16 mit einem vorgegebenen Takt abwechselnd als Strahlungsemissionselement (vgl. Fig. 2A) und als Strahlungsempfangselement (vgl. Fig. 3A) an. Im Betrieb als Strahlungsemissi- onselement sendet das Diodenelement elektromagnetische Strahlung E in Richtung zur Innenseite 10b der Abdeckplatte 10 aus. Dabei trifft die elektromagnetische Strahlung E auf die Lumineszenzschicht 20 und wird von dieser absorbiert, indem der lumineszieren- de Stoff angeregt wird. Wechselt das Diodenelement 16 in den Betrieb als Strahlungsempfangselement, so gibt die Lumineszenzschicht 20 die gespeicherte Strahlungsenergie in Form von Fluoreszenzstrahlung L wieder ab. Diese elektromagnetische Strahlung L kann nun von dem Diodenelement 16 im Betrieb als Strahlungsempfangselement erfasst werden. Das entsprechende Empfangssignal R, das vom Diodenelement 16 an die Steuereinrichtung 18 geliefert wird, nimmt damit im Laufe der Zeit ab (vgl. Fig. 3B).
Die Steuereinrichtung 18 wertet dieses Empfangssignal R aus und erkennt anhand des allmählichen Abfalls des Empfangssignals R mit der Zeit, dass keine Druckbetätigung des Bedienabschnitts 12 erfolgt ist.
Zudem kann die Steuereinrichtung 18 optional auch überwachen, ob der Signalpegel des Empfangssignals R oberhalb eines vorgegebenen Grundsignalpegels Rlimit liegt. In einer Ausführungsform erfolgt die Ansteuerung des Diodenelements 16 in einem fest vorgegebenen Takt. Unterschreitet der Pegel des Empfangssignals R den Grenzwert Rlimit, so wird davon ausgegangen, dass eine Fehlfunktion vorliegt, zum Beispiel in der Strahlungsemission des Diodenelements, in einem Defekt der Lumineszenzschicht oder in der Strahlungserfassung des Diodenelements 16.
Alternativ kann die Steuereinrichtung 18 das Diodenelement 16 auch variabel ansteuern. Unterschreitet der Pegel des Empfangssignals R den Grenzwert Rlimit, so steuert die Steuereinrichtung 18 das Diodenelement 16 jeweils wieder als Strahlungsemissionsele- ment an, um die Lumineszenzschicht 20 wieder "aufzuladen".
Fig. 4 und 5 zeigen einen Zustand der Bedienvorrichtung bei einer Druckbetätigung F auf den Bedienabschnitt 12 der Abdeckplatte 10, d.h. bei einer Betätigung der Bedienvorrichtung.
Wie in Fig. 4A veranschaulicht, werden die Abdeckplatte 10 und die Lumineszenzschicht 20 im Bereich des Bedienabschnitts 12 durch die Krafteinwirkung F bei der Druckbetäti- gung verformt. Fig. 4B zeigt analog zu Fig. 2B die Ansteuerung des Diodenelements 16 durch die Steuereinrichtung 18 mit dem Aktivierungssignal A. Das Aktivierungssignal A ist natürlich unabhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung der Bedienvorrichtung unverändert. Das Speichern der Strahlungsenergie in der Lumineszenzschicht 20 erfolgt ebenso unabhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung der Bedienvor- richtung.
Wechselt das Diodenelement 16 nun in den Betrieb als Strahlungsempfangselement, so gibt die Lumineszenzschicht 20 auch in diesem Fall die gespeicherte Strahlungsenergie in Form von Fluoreszenzstrahlung L wieder ab. Aufgrund der Verformung der Lumines- zenzschicht 20 durch die Krafteinwirkung F wird allerdings diese Fluoreszenzstrahlung L verändert. Insbesondere wird die Richtung der Fluoreszenzstrahlung L verändert, wie in Fig. 5A beispielhaft dargestellt, sodass nur ein Teil dieser Fluoreszenzstrahlung auf das Diodenelement 16 trifft. Wie in Fig. 5B veranschaulicht, verändert sich das vom Diodenelement 16 erzeugte Empfangssignal R im Vergleich zum Zustand ohne Druckbetätigung (F=0). Die Steuereinrichtung 18 erkennt die (im Vergleich zum allmählichen Absinken aufgrund nachlassender Fluoreszenzstrahlung) größere Pegeländerung (F>0) im Empfangssignal R als eine Druckbetätigung des Bedienabschnitts 12.
Im obigen Ausführungsbeispiel hat die Bedienvorrichtung eine lichtundurchlässige Abdeckung. In anderen Ausführungsformen kann die Abdeckung 10 im Bereich des Bedienabschnitts 12 aber auch zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet sein. In diesem Fall kann die Lumineszenzschicht 20 die elektromagnetische Strahlung L (in diesem Fall bevorzugt im sichtbaren Wellenlängenbereich) auch in Richtung zur Abdeckplatte 10 aussenden und den Bedienabschnitt 12 so hinterleuchten.
BEZUGSZIFFERNLISTE
10 Abdeckplatte
10a Benutzerseite
10b Innenseite
12 Bedienabschnitt
14 Trägerplatte
16 Diodenelement
18 Steuereinrichtung
20 Lumineszenzschicht
A Aktivierungssignal an 16
E von 16 emittierte elektromagnetische Strahlung
F Krafteinwirkung
L von 20 abgegebene elektromagnetische Strahlung
R Empfangssignal von 16

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Bedienvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches Haushaltsgerät, aufweisend:
eine Abdeckplatte (10) mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite (10a) und einer dem Benutzer abgewandten Innenseite (10b), wobei die Abdeckplatte (10) einen Bedienabschnitt (12) definiert und in diesem Bedienabschnitt (12) zumindest teilweise elastisch verformbar und/oder bewegbar ausgestaltet ist; und einen optischen Sensor zum Erfassen einer Druckbetätigung (F) im Bereich des Bedienabschnitts (12) der Abdeckplatte (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
der optische Sensor ein Diodenelement (16) aufweist, das auf einer der Benutzerseite (10a) abgewandten Seite der Abdeckplatte (10) zu dieser beabstandet angeordnet ist und abwechselnd als Strahlungsemissionselement und als Strahlungsempfangselement betreibbar ist;
eine Steuereinrichtung (18) vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, um das Diodenelement (16) abwechselnd für den Betrieb als Strahlungsemissionselement und den Betrieb als Strahlungsempfangselement anzusteuern und ein vom Diodenelement (16) im Betrieb als Strahlungsempfangselement geliefertes Empfangssignal (R) auszuwerten; und
eine Puffereinrichtung vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, um eine Strahlungsenergie einer von dem Diodenelement (16) im Betrieb als Strahlungsemissionselement emittierten elektromagnetischen Strahlung zwischenzuspeichern und die zwischengespeicherte Strahlungsenergie während des Betriebs des Diodenelements (16) als Strahlungsempfangselement als elektromagnetische Strahlung (L) wieder abzugeben.
2. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher
die Puffereinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass die von der Puffereinrichtung abgegebene Strahlung (L) durch eine Druckbetätigung (F) im Bereich des Bedienabschnitts (12) der Abdeckplatte (10) veränderbar ist.
3. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher
die Puffereinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine Reflexion der von der Puffereinrichtung abgegebenen Strahlung an der Innenseite (10b) der Abdeckplatte (10) durch eine Druckbetätigung (F) im Bereich des Bedienabschnitts (12) der Abdeckplatte (10) veränderbar ist.
4. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher
die Puffereinrichtung ein Lumineszenzelement aufweist.
5. Bedienvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher
die Puffereinrichtung eine Lumineszenzschicht (20) aufweist, die im Bereich des Bedienabschnitts (12) an der Innenseite (10b) der Abdeckplatte (10) angeordnet ist.
6. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher
die Steuereinrichtung (18) ausgestaltet ist, um das Diodenelement (16) in einem vorgegebenen Takt für den Betrieb als Strahlungsemissionselement und den Betrieb als Strahlungsempfangselement anzusteuern.
7. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher
die Steuereinrichtung (18) ausgestaltet ist, um zu erfassen, ob ein Grundsignalpegel des vom Diodenelement (16) im Betrieb als Strahlungsempfangselement gelieferten Empfangssignals (R) einen vorgegebenen Grenzwert (Rlimit) unterschreitet.
8. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher
die Abdeckplatte (10) im Bereich des Bedienabschnitts (12) zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet ist. Elektronisches Haushaltsgerät mit wenigstens einer Bedienvorrichtung nach der vorhergehenden Ansprüche.
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EP0558871A1 (de) * 1992-03-03 1993-09-08 Elma Electronic Ag Taste aufgebaut in Schichten aus Folien
CN202978880U (zh) * 2012-11-19 2013-06-05 珠海市魅族科技有限公司 一种触控按键及使用该触控按键的终端设备

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