德国专利DE102004026836A1 Berührungsschalteinrichtung

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专利摘要:
Die Erfindung betrifft eine Berührungsschalteinrichtung mit mindestens einem kapazitiven Berührungs- oder Touchsensor (10.1; 10.2), der an der dem Bediener abgewandten Seite (12) einer durchgängigen, ein dielektrisches Trägermaterial (14) aufweisenden Bedienkonsole (16) angeordnet ist. Die Bedienkonsole (16) ist mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitenden Schicht (18) versehen, welche zumindest im Bereich des Touchsensors (10.1; 102) jeweils eine Aussparung (20.1; 20.2) aufweist, die eine geschlossene, den Touchsensor (10.1; 10.2) zumindest teilweise überdeckende, von der restlichen Schicht (18) elektrisch isolierte Schaltzone (22.1, 22.2) im Schichtmaterial definiert. DOLLAR A Verwendung bei Bedienblenden von elektronischen Geräten.
公开号:DE102004026836A1
申请号:DE200410026836
申请日:2004-05-28
公开日:2005-12-22
发明作者:Harry Engelmann；Gerold Ohl；Kurt Dr. Schaupert；Thomas Dr. Zenker
申请人:Schott AG；
IPC主号:F24C7-08

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft eine Berührungsschalteinrichtungmit mindestens einem kapazitiven Berührungs- oder Touchsensor, deran der dem Bediener abgewandten Seite einer durchgängigen,ein dielektrisches Trägermaterialaufweisenden Bedienkonsole angeordnet ist.
[0002] Ausdem Stand der Technik sind kapazitive Berührungsschalter bekannt. DerartigeBerührungsschalterwerden im allgemeinen eingesetzt, um Schaltvorgänge durch eine durchgängige Fläche aus Glasoder Kunststoff hindurch auslösenzu können. Dazuwerden die Berührungsschalterhinter der Fläche,die beispielsweise die Bedienflächefür einelektrisches oder elektronisch ansteuerbares Gerät, eine Glaskeramik-Kochfläche odereine sonstige Eingabeeinheit darstellt, angeordnet. Durch Berühren der Fläche im Bereichdes Berührungsschalterswird dann der Schaltvorgang ausgelöst, wobei die eigentliche Schaltfunktionvon elektronischen Schaltern oder Relais ausgeführt wird.
[0003] Diekapazitiven Berührungsschalterweisen zumindest eine aktive Elektrode auf, die hinter einer durchgängigen Abdeckungim Bereich der Schaltflächeangeordnet ist. Die Schaltfunktion wird ausgelöst, wenn sich ein ausreichendgroßer,leitfähiger Körper, beispielsweiseein menschlicher Finger in der Näheder Elektrode befindet.
[0004] Die DE 197 06 186 A1 beschreibtein derartiges kapazitives System, bei dem als Sensoren zum BeispielMetallfedern oder leitfähigeKunststofftasten von der dem Benutzer abgewandten Seite an die Bedienblendebzw. das Bedienfeld gedrücktsind.
[0005] Ausder EP 0 795 233 B1 istbekannt, flächigeSensorelemente direkt auf die die Elektronik tragende Leiterplatineaufzubringen, welche wiederum unmittelbar hinter der Bedienblendeangeordnet ist.
[0006] Ausder EP 0 042 167 B1 istbekannt, zwei Elektroden auf der dem Bediener abgewandten Seite derBedienblende anzuordnen. Auf der dem Bediener zugewandten Seiteist eine weitere Elektrode angeordnet, welche die beiden unterenElektroden überdeckt.Die beiden unteren Elektroden werden von einer Elektronik so angesteuert,dass sie als Reihenschaltung zweier Kapazitäten wirken. Die Kopplung erfolgtdabei überdie obere Elektrode. Berührt derBediener die obere Elektrode, wird diese auf Masse gelegt und dieKopplung des Signals wird stark geschwächt.
[0007] Ausder US 6 310 611 B1 isteine Anordnung von kapazitiven Berührungsschaltern bekannt, deren Nachweismethodeebenfalls mit mehr als einer Schaltelektrode arbeitet. Die beidenElektroden sind so angeordnet, dass die erste aktive Elektrode zentralangeordnet von der zweiten kapazitiv gekoppelten Elektrode zumindestteilweise umfasst ist. Die zweite Elektrode umfasst die erste etwaringförmig. Derartigekapazitive Schalter könnenbenachbart angeordnet und von einer elektrisch leitenden Schicht derart überdecktsein, dass mehrere zweite Elektroden von einer gemeinsamen elektrischleitenden Schicht zusammenhängend überdeckt,also kapazitiv gekoppelt sind. Um das Berühren im Bereich einer erstenElektrode nachweisen zu können,wird in der US 6 310611 B1 ein differenzielles Nachweisverfahren vorgeschlagen,bei dem im allgemeinen die äußere zweiteElektrode als Bezugspunkt zur inneren ersten Elektrode benutzt wird.
[0008] Ausdesignerischen Gründensind oftmals die Bedienflächeninsbesondere von elektronischen Geräten als metallische Flächen ausgebildet.Derartige Metalle sind im allgemeinen elektrisch leitend. Daherkönnendie nach Stand der Technik bekannten kapazitiven Berührungsschalternicht durch geschlossene metallische Flächen hindurch betätigt werden.Dies gilt auch fürmetallisierte Flächenaus Glas oder Kunststoff, welche ebenfalls elektrisch leitend sind.
[0009] Esist daher Aufgabe der Erfindung, eine Berührungsschalteinrichtung anzugeben,bei welchem die flächigeBedienblende eine metallische Anmutung besitzt und dennoch die Funktionder Berührungsschalteinrichtungnicht behindert wird.
[0010] DieAufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. VorteilhafteWeiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0011] Demgemäss ist dieBedienkonsole mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitendenSchicht versehen. Die elektrisch leitende Schicht weist zumindestim Bereich des Touchsensors jeweils eine Aussparung auf, die einegeschlossene, den Touchsensor zumindest teilweise überdeckende,von der restlichen Schicht elektrisch isolierte Schaltzone im Schichtmaterialdefiniert. Hinter einer derartigen separierten, elektrisch leitendenSchaltzone kann auf einfache Weise ein kapazitiver Einzelschalteroder eine aktive Elektrode eines kapazitiven Schalters mit mehrals einer Schaltelektrode angeordnet werden. Eine derartige Schaltzonelässt sichauf einfache Weise in einer gemeinsamen, großflächigen, elektrisch leitendenDekorschicht auf dem Trägermaterial derBedienkonsole einbetten.
[0012] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform bildetdie die Schaltzone definierende Aussparung eine ringförmige, rechteckigumlaufende oder dergleichen geschlossene Unterbrechung in der elektrischleitenden Schicht. Dabei ist die Schaltzone als eine entsprechendekreisrunde, rechteckige oder dergleichen ausgeformte Schichtanordnungausgebildet. Die Formgebung der Schaltzone hängt dabei im wesentlichen vonder Formgebung des unterhalb der Bedienkonsole angeordneten Touchsensorsbzw. der Sensoranordnung ab.
[0013] Gemäß einerAusführungsformkann der Touchsensor zumindest eine aktive Elektrode aufweisen,welche von der Schaltzone zumindest teilweise überdeckt ist. Die separierteSchaltzone kann dabei auf einfache Weise der Form der aktiven Elektrode angepasstsein. Dabei soll zwischen der Schaltzone und der aktiven Elektrodeeine Kapazität > 0,5 pF, vorzugsweiseeine Kapazitätzwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet sein.
[0014] Umeinen kapazitiven Kurzschluss zu vermeiden, überdeckt die restliche Schichtdie aktive Elektrode nicht oder nur geringfügig. Dabei kann zwischen derSchaltzone und der restlichen Schicht eine Kapazität < 1 pF ausgebildetsein.
[0015] Gemäß einerweiteren Ausführungsform kannder Touchsensor zumindest eine aktive erste Elektrode und eine zweiteElektrode aufweisen. In besonders praktikabler und vorteilhafterWeise kann die Aussparung im Schichtmaterial zumindest abschnittsweisein räumlicher Überdeckungzu der Beabstandung zwischen den beiden Elektroden angeordnet sein.Durch eine derartige Anordnung wird auch bei dieser Sensoranordnungein kapazitiver Kurzschluss sicher vermieden.
[0016] Dierestliche Schicht kann die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrodezumindest teilweise überdecken.Dabei kann zwischen der restlichen Schicht und der zweiten Elektrodeeine Kapazität > 0,5 pF, vorzugsweiseeine Kapazitätzwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet sein.
[0017] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsformkann eine Mehrzahl von Touchsensoren vorgesehen sein, welche jeweilszumindest eine aktive erste Elektrode und eine zweite Elektrodeaufweisen. Die Touchsensoren sind jeweils voneinander beabstandetan der Bedienkonsole angeordnet, wobei die aktiven ersten Elektrodender einzelnen Touchsensoren jeweils von separaten Schaltzonen zumindestteilweise überdecktund zumindest ein Teil der kapazitiv gekoppelten zweiten Elektrodender einzelnen Touchsensoren von der restlichen Schicht zusammen überdecktsind. Somit lassen sich durch die leitende Dekorschicht die zweitenElektroden von mehreren Einzelschaltern gemeinsam kapazitiv koppeln,indem die zweiten Elektroden zusammenhängend überdeckt sind. Die Ermittlungder Aktivierung derartiger Schalter ist insbesondere bei differenziellenNachweisverfahren leicht möglich.
[0018] Gemäß noch einerweiteren bevorzugten Ausführungsformumgreift die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrode die aktive ersteElektrode jedes Touchsensors im wesentlichen in einer Ebene parallelzur Bedienkonsole. Dabei überdecktdie Schaltzone die erste Elektrode. Die restliche Schicht überdecktdie zweite Elektrode zumindest teilweise. Eine derartige Berührungsschalteinrichtungist besonders einfach an einer flächigen Bedienkonsole anzubringen.
[0019] Umeine möglichstschmale, wenig sichtbare Trennlinie erzeugen zu können, beabstandetdie Aussparung die Schaltzone von der restlichen Schicht mit einemAbstand von etwa 30 μm,bevorzugt 50 μm.Aber auch breitere Trennlinie bis zu 3 mm können beispielsweise für die Hinterleuchtungsmarkierungdes Schaltfeldes realisiert sein.
[0020] Umden designerischen Anforderungen gerecht zu werden, kann die ander Bedienkonsole angebrachte Schicht eine durchgehende Metallfläche, einegerasterte Metallflächeoder dergleichen elektrisch leitende metallisch anmutende Schichtsein, in der die jeweiligen Schaltzonen aus demselben Material separiertsind. Die Separation kann dabei durch Laserbearbeitung oder maskiertesBeschichten erfolgen.
[0021] Vorzugsweiseist das Trägermaterialder Bedienkonsole aus Glas, Kunststoff oder dergleichen dielektrischemMaterial aufgebaut.
[0022] Einerseitsist es möglich,die elektrisch leitende, metallisch anmutende Schicht an der demBediener zugewandten Flächedes Trägermaterialsanzuordnen. Insbesondere unter designerischen Aspekten kann einederartige Anordnung bevorzugt sein.
[0023] Andererseitsjedoch kann die elektrisch leitende, metallisch anmutende Schichtauch an der dem Bediener abgewandten Fläche des durchsichtigen Trägermaterialsangeordnet sein. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass das Trägermaterialals durchgängigeebene Flächeauf der Oberseite der Bedienkonsole angeordnet ist, wodurch insbesonderedie Reinigung derselben verbessert ist. Bei einer derartigen Anordnungist zwischen der elektrisch leitenden Schicht und dem Touchsensoreine zusätzlicheelektrisch nicht leitende Isolierschicht angeordnet. Dadurch wirdder modulare Aufbau zwischen Dekorträger und Touchsensor und eine definiertekapazitive Ankopplung gewährleistet.
[0024] Umden einzelnen Schaltzonen auf besonders einfache Weise Markierungenzuzuweisen, damit fürden Bediener beispielsweise die Funktion des jeweiligen Schaltersverdeutlicht ist, könnenim Bereich der Schaltzone und/oder der restlichen Schicht Buchstaben,Zahlen, Symbole oder dergleichen Kennzeichnungen ausgespart sein.Diese können wiederumdurch Laserbearbeitung oder maskiertes Beschichten aufgebracht sein.
[0025] Umeine Hinterleuchtung der Bedienkonsole bzw. der einzelnen Schaltzonenvorzusehen, kann an der dem Bediener abgewandten Seite der elektrisch leitendenmetallisch anmutenden Schicht eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehensein. Die Beleuchtungseinrichtung kann einzeln oder zusammen ansteuerbareLeuchtdioden (LEDs), organische Leuchtdioden (OLEDs) oder dergleichenflächige Lichtquellenaufweisen.
[0026] Umeine besonders einfache Herstellung einer erfindungsgemäßen Berührungsschalteinrichtungbzw. deren Montage an der Bedienkonsole vorzusehen, kann jeder Touchsensorund/oder deren erste Elektrode und/oder deren zweite Elektrode und/oderdie Beleuchtungseinrichtung auf einer an der dem Bediener abgewandtenSeite der Bedienkonsole angeordneten Elektronikleiterplatte angeordnetsein. Auf dieser Elektronikleiterplatte kann weiterhin die für die Ansteuerungder Elektroniken im elektrischen Gerät notwendige Schaltungsanordnung vorgesehensein.
[0027] Gemäß noch einesweiterführendenGedankens der Erfindung kann kapazitiven Kopplung durch das Trägermaterialoder die elektrisch nichtleitenden Isolierschicht hindurch zu dererste Elektrode und der zweite Elektrode durch eine direkte elektrischeVerbindung ersetzt sein. So kann zwischen der Schaltzone und derersten Elektrode und/oder zwischen der restlichen Schicht und derzweiten Elektrode eine direkte elektrische Kontaktierung ausgebildetsein.
[0028] Nachfolgendwird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme aufdie beigefügtenZeichnungen nähererläutert.
[0029] Eszeigen:
[0030] 1a inschematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zweikapazitiven Berührungsschalteinrichtungengemäß einerersten Ausführungsform,bei welcher die elektrisch leitende Schicht direkt auf der dem Bedienerzugewandten Seite einer Bedienblende angebracht ist;
[0031] 1b inschematischer Ansicht und im Schnitt gemäß der Schnittlinie IB-IB in 1a diein 1a gezeigte Anordnung;
[0032] 2a inschematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zweikapazitiven Berührungsschalteinrichtungengemäß einerweiteren Ausführungsform,bei welcher die elektrisch leitende Schicht auf der dem Bedienerabgewandten Seite einer durchsichtigen, dem Bediener zugewandtenTrägerschichtangebracht ist;
[0033] 2b inschematischer Ansicht und im Schnitt gemäß der Schnittlinie IIB-IIB in 2a diein 2a gezeigte Anordnung; und
[0034] 3 inschematischer Ansicht den Blick von unten auf eine Anordnung auszwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungengemäß einerweiteren Ausführungsform,wobei die die Touchsensoren tragende Elektronikleiterplatte zurbesseren Darstellbarkeit ausgelassen ist.
[0035] 1 zeigt in schematischer Ansicht und in Draufsichteine Anordnung aus zwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungen aneiner flächigenBedienkonsole 16 eines elektronischen Gerätes. Auf derOberflächeder Bedienkonsole 16 ist eine metallisch anmutende, elektrischleitende Schicht 18 aufgebracht. Diese kann mittels einesgeeigneten Bedampfungs- bzw. Beschichtungsverfahren aufgebrachtsein und beispielsweise eine durchgehende oder gerastete Metallfläche sein.
[0036] Diein 1a gezeigte linke Berührungsschalteinrichtung weisteine in der Ebene der elektrisch leitenden Schicht 18 angeordnete,separierte Schaltzone 22.1 auf. Die Schaltzone 22.1 istmittels einer quadratisch umlaufenden Aussparung 20.1 von derrestlichen Schicht 18 separiert, so dass kein elektrischerKontakt zwischen der Schaltzone 22.1 und der restlichenSchicht 18 besteht.
[0037] Dieelektrisch leitende Schicht 18 ist auf einem Trägermaterial 14 derBedienkonsole 16 aufgebracht. Das Trägermaterial 14 istals ein dielektrisches Material ausgebildet, welches beispielsweise Glasoder ein Kunststoffmaterial sein kann. Die die Schaltzone 22.1 umgebendeAussparung 20.1 ist durch Laserbearbeitung der Schicht 18 ausgenommenund beabstandet die Schaltzone 22.1 von der restlichenSchicht 18 in einem Abstand von etwa 50 μm. Die Aussparung 20.1 gibtin 1a den Blick auf das Trägermaterial 14 frei.
[0038] Diein 1a dargestellte rechte Berührungsschalteinrichtung weist ähnlich derlinken Berührungsschalteinrichtungeine Schaltzone 22.2 auf, die mittels einer Aussparung 20.2 vonder restlichen Schicht 18 separiert ist. Die Ausnehmung 20.2 gibtin 1a wiederum den Blick auf das Trägermaterial 14 frei.
[0039] Diein 1a gezeigte linke Berührungsschalteinrichtung weisteine auf der ihr zugeordneten Schaltzone 22.1 angebrachteMarkierung 32.1 mit der Ziffer „1" auf. Eine derartige Markierung dientder Zuordnung der Schaltflächezu einer bestimmten Schaltfunktion bzw. der Information des Bedieners. Diein 1a gezeigte rechte Berührungsschalteinrichtung weistan der ihr zugeordneten Schaltzone 22.2 eine ähnlicheMarkierung 32.2 mit der Ziffer „2" auf.
[0040] DieMarkierungen 32.1 und 32.2 auf der in 1 gezeigten linken bzw. rechten Berührungsschalteinrichtungsind mittels Laserbearbeitung aus den Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 herausgearbeitet. Sogeben auch die Markierungen 32.1 bzw. 32.2 den Blickauf das freiliegende Trägermaterial 14 frei.
[0041] Zwischenden beiden in 1a gezeigten Berührungsschalteinrichtungenist in der Schicht 18 eine weitere Markierung 32.3 inForm eines Pfeilelements angebracht. Diese Markierung 32.3 istebenfalls mittels Laserbearbeitung aus der Schicht 18 ausgenommenund gibt in 1a ebenfalls den Blick auf dasfreiliegende Trägermaterial 14 frei.
[0042] Dasin 1a gezeigte Trägermaterial 14 ist auseinem durchsichtigen Glasmaterial aufgebaut, hinter welchem aufder dem Bediener abgewandten Seite (nicht gezeigte) Beleuchtungseinrichtungenangeordnet sind. Diese Beleuchtungseinrichtungen dienen der Hinterleuchtungder Aussparungen 20.1 bzw. 20.2 oder der Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 derlinken bzw. der rechten Berührungsschalteinrichtung.Auch könnenmittels der Beleuchtungseinrichtung die Markierungen 32.1 bzw. 32.2 aufden Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 als auch die Markierung 32.3 aufder Schicht 18 hinterleuchtet werden. Dabei kann die Beleuchtungsschalteinrichtungderart ausgeführtsein, dass sie einzeln ansteuerbare Elemente, beispielsweise Leuchtdioden(LEDs) oder organische Leuchtdioden (OLEDs) aufweist. Diese einzelnenBeleuchtungselemente könneneinzeln angesteuert werden, so dass entsprechend festgelegter Vorgabenin der Beschaltung beispielsweise nur eine aktivierte Berührungsschalteinrichtunghinterleuchtet wird.
[0043] 1b zeigtin schematischer Ansicht und im Schnitt entlang der SchnittlinieIB- IB der 1a diebereits anhand 1a in Draufsicht beschriebeneAnordnung aus einer linken und einer rechten Berührungsschalteinrichtung.
[0044] Anhand 1b wirdder Schichtaufbau der Anordnung aus zwei Berührungsschalteinrichtungen deutlich.Auf der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Bedienblende 16 istauf einem dielektrischen Trägermaterial 14,im dargestellten Fall Glas, die im wesentlichen durchgängige elektrischleitende Schicht 18 aus einem Metallmaterial aufgebracht. Ausder Metallschicht 18 sind die bereits anhand der 1a beschriebenenAusnehmungen 20.1 bzw. 20.2 mittels Laserbearbeitungherausgearbeitet. In den Bereichen der Ausnehmungen 20.1 bzw. 20.2 ist dasSchichtmaterial der Schicht 18 entfernt, so dass in diesenBereichen das Trägermaterial 14 freiliegt.
[0045] Aufder dem Bediener abgewandten Seite 12 der Bedienkonsole 16 istunterhalb des dielektrischen Trägermaterials 14 einder linken Berührungsschalteinrichtungzugeordneter Berührungs-bzw. Touchsensor 10.1 derart angeordnet, dass er auf der demBediener zugewandten Seite 13 der Bedienkonsole 16 vonder Schaltzone 22.2 vollständig überdeckt wird.
[0046] Weiterhinist an der dem Bediener abgewandten Seite 12 des dielektrischenTrägermaterials 14 einder rechten Berührungsschalteinrichtungzugeordneter Touchsensor 10.2 derart angeordnet, dass erauf der dem Bediener zugewandten Seite der Bedienkonsole 16 vonder zugeordneten Schaltzone 22.2 vollständig überdeckt wird.
[0047] DieTouchsensoren 10.1 und 10.2 der linken bzw. rechtenBerührungsschalteinrichtungsind auf einer Elektronikleiterplatte 34 angeordnet, welche sichim wesentlichen parallel zur Bedienblende erstreckt.
[0048] Ineiner (nicht gezeigten) Ausführungsform können dieTouchsensoren 10.1 und 10.2 von den Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 nurteilweise überdeckt sein.Dabei werden die Touchsensoren 10.1 und 10.2 jedochnicht von der restlichen Schicht 18 überdeckt. In diesem Fall wäre nämlich dieGefahr eines kapazitiven Kurzschlusses gegeben.
[0049] Jenach der Ausgestaltung der Touchsensoren 10.1 und 10.2 können dieSchaltzonen 22.1 bzw. 22.2 eine individuelle Formgebungaufweisen. Dabei werden insbesondere kreisrunde und rechteckige bzw.quadratische Schaltzonen bevorzugt, denn diese sind mittels Laserbearbeitungbesonders leicht herzustellen. Entsprechend umlaufen die Schaltzonen 22.1 bzw. 22.2 dieAussparungen 20.1 bzw. 20.2 ringförmig, rechteckigoder quadratisch.
[0050] 2a zeigtin schematischer Ansicht und in Draufsicht eine Anordnung aus zweikapazitiven Berührungsschalteinrichtungengemäß einerweiteren Ausführungsform.Die in 2a dargestellte Anordnung istder anhand der 1a bereits beschriebenen Anordnung ähnlich ausgebildet.So zeigen in 2a dieselben Bezugszeichen wiein 1a dieselben Komponenten bzw. Merkmale.
[0051] ImFolgenden sollen demnach nur die Unterschiede gegenüber derbereits anhand von 1a beschriebenen Anordnung näher erläutert werden.
[0052] Beider in 2a gezeigten Anordnung aus einerlinken und einer rechten Berührungsschalteinrichtungist an der Bedienkonsole 16 die elektrisch leitende Schicht 18 aufder dem Bediener abgewandten Seite des auf der dem Bediener zugewandten Seiteder Bedienkonsole 16 angebrachten Trägermaterials 14 aufgebracht.Das Trägermaterial 14 istaus einem durchsichtigen Glasmaterial aufgebaut, so dass der Blickdes Betrachters in 2a durch das Trägermaterial 14 hindurchauf die dahinter befindliche Schicht 18 fällt. Ausder Schicht 18 sind wiederum die der linken Schalteinrichtungzugeordnete Schaltzone 22.1 mittels der Ausnehmung 20.1 und dieder rechten Schalteinrichtung zugeordnete Schaltzone 22.2 mittelsder Ausnehmung 20.2 von der restlichen Schicht 18 separiert.
[0053] Dieum die Schaltzonen 22.1 und 22.2 herum verlaufendenAusnehmungen 20.1 und 20.2 geben den Blick freiauf die unterhalb der Schicht 18 angeordnete elektrischnicht leitende Isolierungsschicht 30. Auch die aus denSchaltzonen 22.1 und 22.2 ausgenommenen Kennzeichnungen 32.1 und 32.2 gebenden Blick auf die Isolierschicht 30 frei. Das gleiche giltfür diein der Schicht 18 separierte Markierung 32.3.
[0054] 2b zeigtin schematischer Ansicht und im Schnitt entlang der SchnittlinieIIB- IIB in 2a denAufbau der Anordnung bestehend aus den zwei Berührungsschalteinrichtungen gemäß der 2a.
[0055] Aufder dem Bediener zugewandten Seite 13 der Bedienkonsole 16 istdie aus einem dielektrischen, durchsichtigen Glasmaterial aufgebauteTrägerschicht 14 angeordnet.Auf der dem Bediener abgewandten Seite der Trägerschicht 14 istdie elektrisch leitende Schicht 18 aufgebracht, in derdurch die umlaufenden Ausnehmungen 20.1 und 20.2 die derlinken Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Schaltzone 22.1 und die der rechten Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Schaltzone 22.2 separiert sind. Unterhalb derelektrisch leitenden Schicht 18 bzw. der Schaltzonen 22.1 und 22.2 istdie elektrisch nicht leitende Isolierschicht 30 angeordnet. DieIsolierschicht 30 ist in der in 2b gezeigten Ausführungsformdie Materialträgerschichtder Bedienkonsole 16.
[0056] Aufder dem Bediener abgewandten Seite 12 der Isolierschicht 30 istan dieser flächigangrenzend der der linken Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.1 derart angeordnet, dass er aufder dem Bediener zugewandten Seite 13 der Isolierschicht 30 vonder dort angeordneten Schaltzone 22.1 überdeckt ist. Ebenso ist ander dem Bediener abgewandten Seite 12 der Isolierschicht 30 derder rechten Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.2 derart angeordnet, dass erauf der dem Bediener zugewandten Seite 13 der Isolierschicht 30 vonder Schaltzone 22.2 überdecktwird.
[0057] DieTouchsensoren 10.1 und 10.2 sind auf der Elektronikleiterplatte 34 zusammenmit der (nicht gezeigten) Schaltelektronik aufgebracht. Weiterhin istauf der Elektronikleiterplatte 34 die (nicht gezeigte)Beleuchtungseinrichtung angeordnet.
[0058] 3 zeigtin schematischer Ansicht den Blick von unten auf eine Anordnungaus zwei kapazitiven Berührungsschalteinrichtungengemäß einer weiterenAusführungsform.Die bereits in den 1a bis 2b verwendetenBezugszeichen kennzeichnen gleiche oder ähnliche Komponenten oder Merkmale.
[0059] DieElektronikleiterplatte, wie sie beispielsweise anhand der 1b und 2b mitden Bezugszeichen 34 versehen dargestellt ist, ist nunmehr in 3 derDeutlichkeit halber ausgelassen. Die in 3 gezeigtenElektronikkomponenten sind jedoch auch auf einer derartigen Elektronikleiterplatteaufgebracht.
[0060] 3 zeigtden Blick von unten auf die Rückseiteeiner Bedienkonsole 16 die auf der dem Bediener zugewandtenSeite mit einer elektrisch leitenden Metallschicht 18 versehenist. Die Schicht 18 ist auf einem in 3 nichtdarstellba ren, weil durchsichtigen Trägermaterial 14 aufgebracht.Der Blick des Betrachters fälltdemnach in 3 durch das durchsichtige, dielektrischeTrägermaterialhindurch auf die Metallschicht 18. Auf der dem Bedienerabgewandten Seite der Bedienkonsole ist der der in 3 dargestelltenlinken Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.1 und der der in 3 dargestelltenrechten Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.2 angebracht.
[0061] DerTouchsensor 10.1 der linken Berührungsschalteinrichtung weisteine aktive Elektrode 24.1 auf, welche an der dem Bedienerzugewandten Seite der Bedienkonsole 16 von der durch dieAusnehmung 20.1 aus der Metallschicht 18 separierten Schaltzone 22.1 vollständig überdecktist. Die aktive Elektrode 24.1 ist in der in 3 gezeigtenAusführungsformals eine flächigeAnordnung, welche eine zur Elektronikleiterplatte geführte Kontaktierungaufweist, gebildet.
[0062] Weiterhinweist der Touchsensor 10.1 eine die erste aktive Elektrode 24.1 umfassendezweite kapazitiv gekoppelte Elektrode 26.1 auf. Die zweite Elektrode 26.1 istnahe der ersten Elektrode 22.1 angeordnet. Die zweite Elektrode 26.1 wirdauf der dem Bediener zugewandten Seite von der restlichen Schicht 18 überdeckt.Dabei ist die Aussparung 20.1 zwischen der Schaltzone 22.1 undder restlichen Schicht 18 so angeordnet, dass sie die Beabstandungzwischen der ersten Elektrode 24.1 und der zweiten Elektrode 26.1 überdeckt.Somit ist sichergestellt, dass die erste Elektrode 24.1 nurvon der Schaltzone 22.1 überdeckt und die zweite Elektrode 26.1 vonder restlichen Schicht 18 überdeckt ist. Damit wird einkapazitiver Kurzschluss vermieden. Zwischen der Schaltzone 22.1 undder restlichen Schicht 18 ist eine Kapazität < 1 pF ausgebildet.Zwischen der Schaltzone 22.1 und der aktiven Elektrode 24.1 isteine Kapazitätvorzugsweise zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet.
[0063] Derder rechten Berührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.2 ist gleich dem der linkenBerührungsschalteinrichtungzugeordnete Touchsensor 10.1 aufgebaut. So umfasst einezweite Elektrode 26.2 die erste aktive Elektrode 24.2,wobei die erste aktive Elektrode 24.2 von der durch dieAussparung 20.2 aus der elektrisch leitenden Schicht 18 separiertenSchaltzone 22.2 überdecktwird, wohingegen die zweite Elektrode 26.2 von der restlichen Schicht 18 überdecktist. Zwischen der Schaltzone 22.2 und der restlichen Schicht 18 isteine Kapazität < 1 pF ausgebildet.Zwischen der Schaltzone 22.2 und der aktiven Elektrode 24.2 isteine Kapazitätvorzugsweise zwischen 1 pF und 10 pF ausgebildet.
[0064] Anhandvon 3 wird deutlich, dass die restliche Schicht 18 sowohldie zweite Elektrode 26.1 der linken Berührungsschaltanordnungals auch die zweite Elektrode 26.2 der rechten Berührungsschaltanordnungzusammen überdeckt.Dabei stellt die Überdeckungzwischen den kapazitiv gekoppelten zweiten Elektroden 26.1 und 26.2 derbeiden gezeigten Touchsensoren 10.1 und 10.2 einekapazitive Verbindung mit einer Kapazität von vorzugsweise 1 bis 10pF Farad dar.
[0065] Ineiner (nicht gezeigten) weiteren Ausführungsform kann zwischen denin 3 gezeigten Schaltzonen 22.1 und 22.2 undden ersten Elektroden 24.1 bzw. 24.2 eine direkteelektrische Kontaktierung ausgebildet sein. Auch kann zwischen derrestlichen Schicht 18 und den zweiten Elektroden 26.1 und 26.2 einedirekte elektrische Kontaktierung ausgebildet sein.

权利要求:
Claims (24)
[1] Berührungsschalteinrichtungmit mindestens einem kapazitiven Berührungs- oder Touchsensor (10.1; 10.2),der an der dem Bediener abgewandten Seite (12) einer durchgängigen,ein dielektrisches Trägermaterial(14) aufweisenden Bedienkonsole (16) angeordnetist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienkonsole (16)mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitenden Schicht (18)versehen ist, welche zumindest im Bereich des Touchsensors (10.1; 10.2)jeweils eine Aussparung (20.1; 20.2) aufweist,die eine geschlossene, den Touchsensor (10.1; 10.2)zumindest teilweise überdeckende,von der restlichen Schicht (18) elektrisch isolierte Schaltzone(22.1, 22.2) im Schichtmaterial definiert.
[2] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schaltzone (22.1; 22.2)definierende Aussparung (20.1; 20.2) eine ringförmige, rechteckigumlaufende oder dergleichen geschlossene Unterbrechung in der elektrischleitenden Schicht (18) bildet, wobei die Schaltzone (22.1; 22.2)eine entsprechende kreisrunde, rechteckige oder dergleichen ausgeformteSchichtanordnung bildet.
[3] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchsensor(10.1; 10.2) zumindest eine aktive Elektrode (24.1; 24.2)aufweist, welche von der Schaltzone (22.1; 22.2)zumindest teilweise überdecktist.
[4] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Schicht(18) die aktive Elektrode (24.1; 24.2)nicht überdeckt.
[5] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Schicht(18) die aktive Elektrode (24.1; 24.2)geringfügig überdeckt.
[6] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltzone(22.1; 22.2) und der restlichen Schicht (18)eine Kapazität < 1 pF ausgebildetist.
[7] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchsensor (10.1; 10.2)zumindest eine aktiven erste Elektrode (24.1; 24.2)und eine zweite Elektrode (26.1; 26.2) aufweist,wobei die Aussparung (20.1; 20.2) im Schichtmaterialzumindest abschnittsweise in räumlicher Überdeckungzu der Beabstandung zwischen den beiden Elektroden (24.1; 24.2 und 26.1; 26.2)angeordnet ist.
[8] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Schicht(18) die kapazitiv gekoppelte zweite Elektrode (26.1; 26.2)zumindest teilweise überdeckt.
[9] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltzone (22.1; 22.2)und der aktiven Elektrode (24.1; 24.2) eine Kapazität > 0,5 pF ausgebildetist.
[10] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltzone (22.1; 22.2)und der aktiven Elektrode (24.1; 24.2) eine Kapazität zwischen1 pF und 10 pF ausgebildet ist.
[11] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Touchsensoren(10.1; 10.2) mit jeweils zumindest einer aktivenersten Elektrode (24.1; 24.2) und einer zweitenElektrode (26.1; 26.2) voneinander beabstandetan der Bedienkonsole (16) angeordnet ist, wobei die aktivenersten Elektroden (24.1; 24.2) der einzelnen Touchsensoren(10.1; 10.2) jeweils von separaten Schaltzonen(22.1; 22.2) zumindest teilweise überdecktund zumindest ein Teil der zweiten Elektroden (26.1; 26.2)der einzelnen Touchsensoren (10.1; 10.2) von derrestlichen Schicht (18) zusammen überdeckt sind.
[12] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltzone(22.1; 22.2) und der restlichen Schicht (18)sowie zwischen der aktiven ersten Elektrode ≤ 1 pF (24.1; 24.2)und der zweiten Elektrode (26.1; 26.2) jeweilseine Kapazität1 bis 10 pF ausgebildet ist.
[13] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (26.1; 26.2)die aktive erste Elektrode (24.1; 24.2) jedesTouchsensors (10.1; 10.2) im wesentlichen in einerEbene parallel zur Bedienkonsole (16) zumindest teilweiseumgreift, wobei die Schaltzone (22.1; 22.2) dieerste Elektrode (24.1; 24.2) und die restlicheSchicht (18) die zweite Elektrode (26.1; 26.2)zumindest teilweise überdeckt.
[14] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (20.1; 20.2)die Schaltzone (22.1; 22.2) von der restlicheSchicht (18) mit einem Abstand von vorzugsweise 30 μm bis 3 mmbeabstandet.
[15] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Bedienkonsole(16) angebrachte Schicht (18) eine durchgehendeMetallfläche,eine gerasterte Metallflächeoder dergleichen elektrisch leitende, metallisch anmutende Schichtist, in der die jeweiligen Schaltzonen (22.1; 22.2)aus demselben Material separiert sind.
[16] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (14) derBedienkonsole (16) aus Glas, Kunststoff oder dergleichendielektrischem Material aufgebaut ist.
[17] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch leitende, metallischanmutende Schicht (18) an der dem Bediener zugewandtenFläche(13) des Trägermaterials(14) angeordnet ist.
[18] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch leitende, metallischanmutende Schicht (18) an der dem Bedie ner abgewandtenFläche(12) des durchsichtigen Trägermaterials (14)angeordnet ist, wobei zwischen der elektrisch leitenden Schicht (18)und dem Touchsensor (10.1; 10.2) eine elektrischnichtleitende Isolierschicht (30) angeordnet ist.
[19] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schaltzone(22.1; 22.2) und/oder der restlichen Schicht (18)Buchstaben, Zahlen, Symbole oder dergleichen Kennzeichnungen (32.1, 32.2, 32.3)ausgespart sind.
[20] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Bediener abgewandtenSeite (12) der elektrisch leitenden, metallisch anmutendenSchicht (18) eine Beleuchtungseinrichtung zur Hinterleuchtungder Bedienkonsole angeordnet ist.
[21] Berührungsschalteinrichtungnach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtungeinzeln oder zusammen ansteuerbare Leuchtdioden (LEDs), organischeLeuchtdioden (OLEDs) oder dergleichen flächig Lichtquellen aufweist.
[22] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder jeder Touchsensor(10.1; 10.2) und/oder deren erste Elektrode (24.1; 24.2)und/oder deren zweite Elektrode (26.1; 26.2) und/oderdie Beleuchtungseinrichtung auf einer an der dem Bediener abgewandtenSeite (12) der Bedienkonsole (16) angeordnetenElektronikleiterplatte (34) angeordnet sind.
[23] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche7 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltzone (22.1; 22.2)und der ersten Elektrode (24.1; 24.2) eine direkteelektrische Kontaktierung ausgebildet ist.
[24] Berührungsschalteinrichtungnach einem der Ansprüche7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der restlichen Schicht(18) und der zweiten Elektrode (26.1; 26.2)eine direkte elektrische Kontaktierung ausgebildet ist.

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