專利名稱：傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在開關(guān)區(qū)域發(fā)生變化和/或接觸時(shí)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的傳感器裝置。
背景技術(shù)：
DE3036050C2公開了一種具有介電板的電容系統(tǒng)，其中，傳感器具有一個(gè)位于該板的一側(cè)部上的電極，該電極蓋住兩個(gè)位于該板另一側(cè)上的電極的區(qū)域，這兩個(gè)電極中的一個(gè)環(huán)形地包圍另一個(gè)。
EP859467B1公開了一種具有由導(dǎo)電泡沫材料所形成的電容傳感件的傳感器裝置，該傳感件被壓緊在遮擋板的后側(cè)上。
DE20119700U1公開了一種傳感器裝置，在該裝置中，導(dǎo)電層設(shè)置在透明遮擋板的后側(cè)上，該導(dǎo)電層借助接觸件來接觸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種傳感器裝置，該裝置在布置通過接近或者接觸來驅(qū)動(dòng)的且被蓋住的結(jié)構(gòu)件時(shí)具有較大的自由性，并且在批量制造時(shí)費(fèi)用較低及易于安裝。
這個(gè)目的通過權(quán)利要求1實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利和優(yōu)選的布置是其它權(quán)利要求的主題，并且在下面更加詳細(xì)地解釋。權(quán)利要求的詞語通過自身表述的范圍來理解描述的意義。
在本發(fā)明中，在遮擋板的前側(cè)上，還例如在外側(cè)上或者在家用電器的外部上，不需要電極或者其它導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層尤其可以向外導(dǎo)電。遮擋板無需穿孔，并且可以只配置有用來標(biāo)志開關(guān)區(qū)域的標(biāo)記。導(dǎo)電場一方面布置在遮擋板的后側(cè)上，另一方面，它布置在轉(zhuǎn)向它的、電路板或者印出電路板的側(cè)部上，該導(dǎo)電場作為聚中開關(guān)信號(hào)的輸送中間環(huán)節(jié)進(jìn)行工作，該中間環(huán)節(jié)平面地限定出和限制出開關(guān)區(qū)域。它不與實(shí)際傳感器表面相電連接。而且，它布置在與開關(guān)件相電連接的、遠(yuǎn)離遮擋板的電路板后側(cè)上。
傳感件，例如可以與電子開關(guān)的接觸軌道結(jié)合一起的導(dǎo)電層，可以基本上小于與它相對(duì)置的電路板側(cè)部上的導(dǎo)電場，也可以具有完全不同的其它形狀和/或進(jìn)行平面移動(dòng)以進(jìn)行布置。這可以實(shí)現(xiàn)在電路板上布置開關(guān)件時(shí)具有大的自由度。通過快速地、直接地把電路板安裝在遮擋板的后側(cè)上，也可以節(jié)省空間，并且把所有電接觸開關(guān)件集中在電路板的側(cè)部上來實(shí)現(xiàn)它的制造和安裝。
通過把導(dǎo)電場用作接近時(shí)開關(guān)的電特性的集中器，形成它的、主要為層形或者薄膜形的結(jié)構(gòu)件可以具有任何形狀，例如也可以根據(jù)圖標(biāo)來形成，該圖標(biāo)表示開關(guān)用途。遮擋板前側(cè)上的標(biāo)記可以與這個(gè)相對(duì)應(yīng)。背離遮擋板的電路板側(cè)部上的實(shí)際傳感件仍然沒有這樣的形狀，因此例如印制電路板的標(biāo)準(zhǔn)形狀也可以用于開關(guān)區(qū)域的不同形狀。可以為遮擋板上的不同形狀區(qū)域設(shè)置共用電路板，或者它也可以把一些單獨(dú)的電路板布置在遮擋板上或者壓緊在它上。
導(dǎo)電場例如作為在基片加工中所蝕刻出的層、額外布置的板或者具有導(dǎo)電材料如含碳的材料、銀、銅等等的印制品(Bedruckung)直接布置在印制電路板上。把薄膜段或者具有導(dǎo)電場的介電膜的襯墊粘在電路板和遮擋板之間。特別優(yōu)選的是，在一種實(shí)施方式中，使用在兩側(cè)進(jìn)行粘貼的薄膜(雙粘貼帶)，該薄膜同時(shí)把導(dǎo)電場固定在印制電路板或者遮擋板上，另一方面也把電路板固定地粘貼在遮擋板上。有利的是，導(dǎo)電場和傳感件本身只形成為單獨(dú)的連接面，也不需要相互包圍的電極，其中這些電極應(yīng)該橋接起來。
導(dǎo)電場也可以是彈性的，尤其是其的體積是彈性的，例如形成為導(dǎo)電泡沫，從而平衡與電路板相對(duì)的遮擋板的不平度或者彎曲度。
在沒有破壞遮擋板的情況下實(shí)現(xiàn)照明按鈕或者其它信號(hào)傳感器功能。因此，在轉(zhuǎn)向遮擋板的電路板側(cè)部上安裝發(fā)光二極管，或者為了不會(huì)電接觸印制電路板側(cè)部，安裝在另一側(cè)部上，并且通過印刷電路板中的穿孔透射遮擋板中的相應(yīng)透明平面。通過許多單獨(dú)的LED和平坦的光分布系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何照明效果。導(dǎo)電場也可以以格柵結(jié)構(gòu)等方式被開孔，例如被沖孔。在這種情況下，當(dāng)遮擋板相應(yīng)地形成光能通過時(shí)，直接的按鈕區(qū)域也可以通過場來照明。
在本發(fā)明的原則性的一些其它布置中，導(dǎo)電場分成兩個(gè)部分區(qū)域。這兩個(gè)部分區(qū)域相互離開地布置，并且通過連接區(qū)域相互連接起來，該連接區(qū)域例如具有橋接件的形狀。由于導(dǎo)電場具有這樣的任務(wù)，即使通過緊貼的手指所產(chǎn)生的、來自開關(guān)區(qū)域的接觸信號(hào)到達(dá)傳感件，因此這種傳輸在側(cè)部上運(yùn)動(dòng)，并且通過傳感件從開關(guān)區(qū)域中的第一部分區(qū)域到達(dá)第二部分區(qū)域中。因此，第二部分區(qū)域有利地與傳感件相對(duì)。在沒有與傳感件相疊置的情況下，第一導(dǎo)電部分區(qū)域特別有利地位于遠(yuǎn)處，該連接區(qū)域形成電連接。因此，兩個(gè)部分區(qū)域之間的距離也非常大，例如是傳感件或者第一部分區(qū)域的直徑的2到10倍。
在本發(fā)明的另一種布置中，第一部分區(qū)域限定出開關(guān)區(qū)域，因此在遮擋板上通過第一部分區(qū)域設(shè)置標(biāo)記。在開始時(shí)所述的布置中，產(chǎn)生了整個(gè)導(dǎo)電場。開關(guān)區(qū)域與第一部分區(qū)域一樣大。與傳感件相對(duì)的第二部分區(qū)域的尺寸大小大約與傳感件的尺寸大小相對(duì)應(yīng)，但是不必很大。
這兩個(gè)部分區(qū)域和連接區(qū)域有利地形成為具有不同寬度的或者具有相應(yīng)輪廓分布的單一層。特別有利的是，該層以單一的方法施加有相應(yīng)的輪廓。
在傳感器裝置中的優(yōu)選布置中，在電絕緣的印制電路板中具有許多導(dǎo)電場，這些導(dǎo)電場各自被分成不同的部分區(qū)域，即具有連接區(qū)域的部分區(qū)域。各自屬于導(dǎo)電場的傳感件因此遠(yuǎn)離具有第一部分區(qū)域的附屬開關(guān)區(qū)域。
在前面所描述的布置中，它是與權(quán)利要求1的總體發(fā)明構(gòu)思相對(duì)應(yīng)的布置，因?yàn)閷?dǎo)電場不僅處于開關(guān)區(qū)域而且處于傳感件中。當(dāng)然，作為特征，平坦的開關(guān)區(qū)域和場相互遠(yuǎn)離或者相互分開，并且不再疊置在層結(jié)構(gòu)上。通過分開，傳感器裝置的設(shè)計(jì)和布置、尤其在電子裝置的遮擋板中的設(shè)計(jì)和布置可以變化多樣。首先，實(shí)際的傳感件現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)地離開開關(guān)區(qū)域。
這些特征和其它特征來自權(quán)利要求書和說明書及附圖，各特征單獨(dú)地或者在許多情況下相結(jié)合地在本發(fā)明的實(shí)施例和其它領(lǐng)域中得以實(shí)現(xiàn)，并且為它有利地示出了要保護(hù)的實(shí)施方式，對(duì)其提出保護(hù)。在獨(dú)立章節(jié)和小標(biāo)題中的記載的部分沒有通用性地限定出它下面所給出的陳述。
在附圖中示意性地示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且在下面更加詳細(xì)地解釋地這些實(shí)施例。在附圖中圖1是通過傳感器裝置的示意性剖視圖；圖2是沿著圖1的箭頭II方向看去的正視圖；圖3是與圖1相對(duì)應(yīng)的、通過具有另一種固定的傳感器裝置的剖視圖；圖4示出了具有分開的導(dǎo)電場的、圖1的傳感器裝置的變形；及圖5是圖4的相應(yīng)變形的正視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2所示出的傳感器裝置11屬于電容接觸開關(guān)，借助電子控制器30或者轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換過程，該電容接觸開關(guān)估計(jì)出身體如使用者的手指接近或者接觸遮擋板12的開關(guān)區(qū)域23所產(chǎn)生的電容改變量。這種作用原理和轉(zhuǎn)換包括在開始時(shí)所提及的印刷品中。
遮擋板12(只示出了它的較小截面)由不是金屬的介電材料如塑料形成，該材料可以是不透明的或者是透明的，并且通常是熱塑性的。它不能導(dǎo)電，并且可以是電子裝置如洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、洗滌干燥器或者類似家用裝置的前部或者其它殼體件，或者可以是這里所使用的遮擋板。但是，本發(fā)明也可以用在其它裝置例如機(jī)床、配電板或者其它裝置中。遮擋板12具有一個(gè)轉(zhuǎn)向使用者的前側(cè)13和后側(cè)14，例如借助所示出的彈簧31把電路板20印制在后側(cè)14上，人們也可以把該電路板20稱為印制電路板。由電絕緣材料形成的電路板20具有一個(gè)支撐控制電子件30和SMD裝備中的單個(gè)元件的活動(dòng)側(cè)部32和未裝備的側(cè)部33，該側(cè)部33被轉(zhuǎn)向遮擋板12。轉(zhuǎn)向內(nèi)部的、未裝置的側(cè)部具有傳感件15，該傳感件15由導(dǎo)電平面形成，該導(dǎo)電平面例如通過普通的印制導(dǎo)線與控制器30相電連接。傳感件本身也可以由平面印刷導(dǎo)線段形成。電路板在本例子中無需斷開，因?yàn)橥ㄟ^SMD裝備既不需要固定孔也不需要完全接觸。它使得印制電路板的制造變得更加容易并且減少了制造費(fèi)用，及可以防止功能失效。
導(dǎo)電場22設(shè)置在電路板20的未安裝側(cè)33上。它位于設(shè)置在另一電路板側(cè)部32上的傳感元件15的區(qū)域中，但是如所公知的一樣，它一定不能位于中心，并且也不能具有相同的形狀和大小。而是，它基本上大于傳感件15。
場22可以以印制導(dǎo)線形式或者在其它任何方式中通過在電路板上粘貼導(dǎo)電材料、壓上導(dǎo)電材料或者其它技術(shù)來產(chǎn)生。它不僅平坦地布置在遮擋板的后側(cè)14上，而且也平坦地布置在電路板的未安裝側(cè)33上，并且由于它非常薄，因此也可以防止剩余的電路板段不能安裝在遮擋板12上。在附圖中，明顯加高地示出了厚度比率以便于識(shí)別。
導(dǎo)電場22限制出和限定出轉(zhuǎn)換區(qū)域，該轉(zhuǎn)換區(qū)域形成在遮擋板的主體側(cè)13上。它例如可以形成例如作為+或者0的圖標(biāo)或者標(biāo)志的形狀。合適的是，例如通過印刷在遮擋板的前側(cè)13上設(shè)置標(biāo)記34，該標(biāo)記的形狀和大小例如與導(dǎo)電場相對(duì)應(yīng)。在圖2中清楚地示出了，轉(zhuǎn)換區(qū)域23具有+的形狀。可以知道，標(biāo)記34大于后側(cè)上的場22，傳感件或者作為這種傳感件進(jìn)行工作的接觸面15基本上較小，并且可以偏心地布置，正如來自印刷電路板結(jié)構(gòu)和裝備是有利的那樣。
在主體接近轉(zhuǎn)換區(qū)域23時(shí)，由導(dǎo)電場22和傳感件15所形成的傳感器裝置的電容率被改變了，場22把電容的影響聚中地通過印刷電路板傳遞到傳感件15上。它也作為信號(hào)的集中器進(jìn)行工作。
圖3示出了實(shí)施方式，除了下面要解釋的不同點(diǎn)之外，該實(shí)施方式與在這方面所涉及的、圖1的實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。相同標(biāo)記表示相同或者功能相同的零件。
在圖3中，電路板20在遮擋板12上的固定發(fā)生在粘于雙側(cè)上的層或者層組35如雙粘合薄膜上。它被粘在電路板的未安裝側(cè)33上，并且把薄片例如薄膜落料作為導(dǎo)電場22粘在圖1所示的位置。在這種形狀中設(shè)置有可拆下的罩，那么用來安裝電子裝置的印制電路板屬于遮擋板12。它不僅在拆下沒有示出的蓋薄膜之后粘在遮擋板12的后側(cè)上，并因此把導(dǎo)電場以緊密接觸的方式固定到遮擋板12的后側(cè)13上。這種接觸是重要的，因?yàn)闅庀犊梢詫?dǎo)致電容性能的改變，并且因此產(chǎn)生了電子開關(guān)的開閉能力的誤差。
也可以在印制電路板和雙膠粘薄膜35之間固定地粘住導(dǎo)電場22，因此整個(gè)粘貼表面可以用來固定在遮擋板上。
在圖3的實(shí)施方式中，標(biāo)記34通過提高遮擋板12來形成。還可以知道的是，通過位于導(dǎo)電場22和傳感件15之間的墊來安裝例如一個(gè)沒有示出的中心鍵控照明裝置，其中一個(gè)也未示出的發(fā)光二極管也固定在電路板20的安裝活動(dòng)側(cè)32上，該二極管例如通過電路板中的孔和遮擋板的相應(yīng)透明位置來示出開關(guān)功能。
在圖4中以側(cè)視圖以及在圖5中以俯視圖示出的傳感器裝置11是圖1和2中的一個(gè)變形。它也屬于電容接觸式開關(guān)，該開關(guān)通過使用者的手指或者電子控制器130來接近或者接觸遮擋板112的開關(guān)區(qū)域123或者轉(zhuǎn)換到開關(guān)過程來估計(jì)出電容改變量。工作原理和控制或者開關(guān)在前面已經(jīng)描述過了。
與其它實(shí)施方式不同的是，在這里，場22被分成一個(gè)第一部分區(qū)域122a，該區(qū)域122a布置在開關(guān)區(qū)域123或者電路板120的未安裝側(cè)133的標(biāo)記134的下方。第一部分區(qū)域122a超過連接區(qū)域122c，該連接區(qū)域122c形成為細(xì)長的、狹窄的，并且因此形成橋形，或者形成印制導(dǎo)線。該連接區(qū)域向左遠(yuǎn)離開關(guān)區(qū)域123，并且超過第二部分區(qū)域122b。該第二部分區(qū)域122b位于傳感件115上，該傳感件115另一方面如前面所述的那樣形成并且與控制器130相連。三個(gè)區(qū)域122a、122b和122c只通過一個(gè)層來形成有圖5的形狀或者結(jié)構(gòu)。
工作如下，這里，通過接觸所產(chǎn)生的、來自開關(guān)區(qū)域123的信號(hào)或者信號(hào)變量在第一部分區(qū)域122a表現(xiàn)出。這里，來自第二連接區(qū)域122c的該信號(hào)或者信號(hào)變量傳輸?shù)降诙糠謪^(qū)域122b中。第二部分區(qū)域122b把電容作用又聚中地通過印刷電路板120輸送到傳感件115中。它也作為來自開關(guān)區(qū)域123的信號(hào)的集中器進(jìn)行工作，如在前面的布置一樣。它只在場122或者該部分區(qū)域內(nèi)部把信號(hào)側(cè)部遠(yuǎn)離開關(guān)區(qū)域122輸送到布置在遠(yuǎn)方的傳感件115中。前述傳感器裝置還通過場122和傳感件115來形成，僅僅具有所謂的兩個(gè)部分信號(hào)輸送裝置。尤其有利的是，具有許多開關(guān)區(qū)域123，或許這些區(qū)域在一起。如果它直接布置在開關(guān)區(qū)域的下方，那么可以產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)空間來布置傳感件。
權(quán)利要求
1.一種通過使用者的手指或者類似物在開關(guān)區(qū)域(23、123)發(fā)生變化和/或接觸時(shí)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的傳感器裝置(11、111)，它具有用于產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的電控制器(30、130)；與電控制器(30、130)相電連接的電容傳感件(15、115)；遮擋板(12、112)，它由非金屬材料形成，并且具有一個(gè)朝向使用者的前側(cè)(13、113)和一個(gè)后側(cè)(14、114)；電絕緣的印制電路板(20、120)，傳感件(15、115)和電控制器(30、130)布置在該電路板上，而且布置在一個(gè)背離使用者和遮擋板(12、112)的印制電路板(20、120)的側(cè)部(32、132)上；及導(dǎo)電場(22、122)，該導(dǎo)電場布置在朝向遮擋板(12、112)的印制電路板(20、120)的側(cè)部(33、133)上，而不會(huì)與傳感件相電連接；印制電路板在與傳感件(15、115)對(duì)置的區(qū)域內(nèi)通過它的支承導(dǎo)電場(22、122)的側(cè)部(33、133)布置在遮擋板(12、112)的后側(cè)(13、113)上；及導(dǎo)電場(22、122)限定出開關(guān)區(qū)域(23、123)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，開關(guān)區(qū)域(23、123)和導(dǎo)電場(22、122)形成為不同于傳感件(15、115)。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，開關(guān)區(qū)域(23、123)的尺寸大小基本上大于傳感件(15、115)的尺寸大小。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，導(dǎo)電場(22、122)的尺寸大小基本上大于傳感件(15、115)的尺寸大小。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，傳感件(15、115)與導(dǎo)電場(22、122)相對(duì)地可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在側(cè)部上。
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，設(shè)置許多相同的傳感件(15、115)來產(chǎn)生許多不同開關(guān)信號(hào)，這些傳感件(15、115)與形狀不同的導(dǎo)電場(22、122)共同作用。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，印制電路板(20、120)粘貼在遮擋板(12、112)的后側(cè)(14、114)上。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，導(dǎo)電場(22、122)粘貼在遮擋板(12、112)的后側(cè)(14、114)上。
9.如權(quán)利要求7或者8所述的傳感器裝置，其特征在于，導(dǎo)電場(22、122)和印制電路板(20、120)借助粘貼在兩側(cè)上的層或者膜(35、135)與遮擋板(12、112)粘貼在一起。
10.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，導(dǎo)電場(122)被分成至少兩個(gè)部分區(qū)域(122a、122b)，這兩個(gè)部分區(qū)域相互遠(yuǎn)離，并且通過連接區(qū)域(122c)相互連接起來。
11.如權(quán)利要求10所述的傳感器裝置，其特征在于，第二部分區(qū)域(122b)設(shè)置成與傳感件(115)相對(duì)，第一導(dǎo)電部分區(qū)域(122a)與傳感件(115)沒有疊置地設(shè)置在遠(yuǎn)方。
12.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，第一導(dǎo)電部分區(qū)域(122a)和傳感件(115)之間的距離是傳感件(115)或者第一部分區(qū)域(122a)的直徑的兩倍到十倍。
13.如權(quán)利要求10所述的傳感器裝置，其特征在于，第一部分區(qū)域(122a)限定出開關(guān)區(qū)域(123)并且在遮擋板(112)通過第一部分區(qū)域(122a)設(shè)置標(biāo)記(134)。
14.如權(quán)利要求10所述的傳感器裝置，其特征在于，兩個(gè)部分區(qū)域(122a、122b)和連接區(qū)域(122c)是具有不同輪廓分布的唯一層。
15.如權(quán)利要求10所述的傳感器裝置，其特征在于，在電絕緣的印制電路板(120)中具有許多開關(guān)區(qū)域(123)和導(dǎo)電場(122)，這些導(dǎo)電場(122)各自被分成不同的部分區(qū)域(122a、122b)，每個(gè)附屬的傳感件(115)設(shè)置成遠(yuǎn)離附屬的開關(guān)區(qū)域(123)。
全文摘要
一種通過手指靠近和/或接觸開關(guān)區(qū)域(23)時(shí)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的傳感器裝置(11)，它具有與電控制器(30)相連接的電容傳感件(15)；由塑料形成的遮擋板(12)；電絕緣的印制電路板(20)，傳感件(15)和電控制器(30)布置在內(nèi)側(cè)(32)上；導(dǎo)電場(22)布置在印制電路板(20)的側(cè)部(33)上，而不會(huì)與傳感件相電連接；但是與之相對(duì)，導(dǎo)電場(22)限定出開關(guān)區(qū)域(23)。
文檔編號(hào)H03K17/96GK1980061SQ20061017299
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者J·韋斯 申請(qǐng)人:E.G.O.控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司