專利名稱：電容式接近開關和具有這種接近開關的家用電器的制作方法
電容式接近開關和具有這種接近開關的家用電器本發明涉及一種電容式接近開關，具有由電絕緣蓋板襲蓋的導電 傳感器面作為具有可通過接近而改變的電容的電容器的一部分，已知眾多具有電容式傳感器或開關的裝置.本發明涉及電容式工 作的開關的特定結構形式，其中導電傳感器面被電絕緣蓋板復蓋.因 此用戶并不直接接觸傳感器面，而是在接觸蓋板時僅僅接近所述傳感 器面，傳感器面形成開放式電容器的一個板，該電容器的電容取決于 到第二板(例如地)的距離，該距離例如通過用戶手指的接近而改變.這種電容式接近開關已根據DE 695 19 701 T2所公知。在那里設有 半導體開關，該半導體開關的信號輸入端被供以極化脈沖序列形式的 輸入信號，并且在靜止狀態下、即當接近開關未被操作時處于截止狀 態，使得在半導體開關的信號輸出端處不施加輸出信號.但這種接近 開關具有如下缺點不能將用戶的搮作與例如由于蓋板的弄臟而引起 的誤操作明確地區分開.因此本發明所基于的任務在于，提供一種改進的、成本低廉的電 容式接近開關.根據本發明，就開頭部分所述類型的電容式接近開關而言，前述 任務通過如下方式得以解決，即傳感器面具有有源屏蔽.有源屏蔽由 屏蔽面構成，與傳感器面同時地在所述屏蔽面上施加時鐘信號.如果的時鐘信號，那么這將產生如下優點在傳感器面和屏蔽面之間不產 生電勢差，由此不出現電荷遷移，并因此不會造成對傳感器面的電容 式影響.這特別是對于利用傳感器面所構成的電容器的皮法拉 (Piko-Farad )數量級的電容來說是重要的，因為在所述范圍中甚至例 如線路、相鄰傳感器面或金屬外殼的小干擾電容影響對電容器的電容 的測量.通過借助有源屏蔽減小這種干擾電容對傳感器面的影響，可 以將接近開關布置在金屬的外殼部件的附近，即使這些外殼部件接地. 此外現在不再需要將傳感器面置于緊靠接近開關的電子分析裝置的附 近來減小干擾電容，而是可以將傳感器面與屏蔽面一起遠離電子分析 裝置來布置.由此可以將傳感器面和連接線路以價格低廉的敷銅的聚酯薄膜的形式來實施，所述聚酶薄膜具有至電子分析裝置的接線.優選地通過低歐姆電阻在屏蔽面上施加時鐘信號.通過這種方式 可以使屏蔽面上的時鐘信號的信號形式與傳感器面上的時鐘信號的信 號形式相適應.特別是由微處理器的模擬輸出端所輸出的時鐘信號有利地是周期性時鐘信號、特別是矩形信號，并且優選地具有在10至100千赫茲范閨內的頻率.由此確保利用傳感器面所構成的電容器的電容 的足夠的詢問頻率，用于檢測對接近開關的操作，此外可以放棄用于 產生時鐘信號的昂責的、單獨的頻率發生器，由此減少必需部件的數 量.根據一種優選的實施形式，為了施加外殼電勢，屏蔽面可通過開關接地。其中這里接地(Masse)系指固定的電勢、例如對地電勢或接 近開關的基準電勢.為了檢查接近開關的功能、即為了確定輸出信號 的參考值，可以使屏蔽面通過開關暫時與接地連接，由此使有源屏蔽 暫時失效，并對接近開關的操作進行仿真.通過這種方式可以檢查 在操作接近開關時是否存在榆出信號的足夠的信號偏移，或者是否可 能由于對蓋板的污染或使用、或由于接近開關的老化過程而存在誤動 作.通過這種方式可以避免接近開關的誤操作，由此改善接近開關的 功能可靠性.尤其，如果不再保證接近開關的可靠功能，則可以自動 切斷配備有本發明接近開關的設備.輸出信號的信號偏移可能通過時 鐘信號的高度變化而動態地被匹配，也就是說，接近開關能自動被校 準.開關有利地具有與微處理器的控制信號輸出端相連接的控制信號 輸入端.特別地，開關是晶體管，例如PNP或NPN雙極晶體管，其基 極與微處理器的控制信號輸出端相連接.因此開關或晶體管可以以簡 單的方式通過軟件程序經由微處理器來切換，使得可以在預先給定的 時間點實現接近開關的自動功能檢查.視應用情況而定，屏蔽面和傳感器面可以以不同的方式來布置. 例如屏蔽面和傳感器面被安裝在蓋板的背面上，其中屏蔽面包閨傳感 器面.特別是可以將屏蔽面和傳感器面汽化滲鍍或粘合或印刷到蓋板 的背面上.作為替代方案，可以將屏蔽面和傳感器面布置在栽體的相 同側上，其中屏蔽面同樣包圍傳感器面.在另一實施形式中，傳感器面布置在栽體的正面上，屏蔽面至少在傳感器面的區域中布置在栽體的背面上.通過這種方式可以使傳感 器面相對于朝后布置的功率電子系統被屏蔽，特別是在家用電器中、 例如洗衣機、干衣機、洗碗機、煮設備、煙霧排除革、制冷設備、空 調設備、熱水器或吸塵器.特別地，栽體是印制電路板，該印制電路 板具有正面的部分區域作為傳感器面，并且其整個背面被構造為屏蔽 面.根據一種優選的實施形式，栽體與蓋板間隔地布置，并且在蓋板 和栽體之間設有導電體，所述導電體跨過該間隔且與傳感器面導電連 接和/或至少利用其表面的一部分構成傳感器面的至少一部分.通過該 導電體，傳感器面的傳感器特性從栽體轉移至蓋板的背面.屏蔽面通 過栽體和蓋板之間的空氣層特別是在由用戶接觸時相對于蓋板的正面 上的電荷變化被絕緣.在另一實施形式中，栽體是柔性印制電路板或敷銅的塑料膜.可 以使這種栽體與不同曲率的蓋板相匹配，使得傳感器面以形狀決定的 方式附在蓋板的背面上.特別地，可以將這種栽體壓緊到或粘結到蓋 板的背面上.在一種優選的實施形式中，其中栽體與蓋板間隔地布置并且在蓋 板和栽體之間設有導電體，所述導電體跨過該間隔且與傳感器面導電連接和/或至少利用其表面的一部分構成傳感器面的至少一部分，已經表明特別有益的是在栽體上這樣布置至少一個電子部件，使得該電 子部件伸入被導電體所包圍的空腔中.特別地，導電體(特別地是由 拉伸體繞制的壓力彈簧)與布置在印制電路板的背面上的屏蔽面一起 構成一種用于電子部件的法拉笫籠，使得該電子部件相對于周圍環境 的電磁干擾信號被屏蔽，優選地以這種方式將半導體開關布置在栽體 上并將其與電磁干擾信號屏蔽，使得改善輸出信號的質量.有利地，在栽體上以伸入到被導電體包圍的空腔中的方式和/或在 通過傳感器面所限定的區域內布置發光元件、例如LED、白熾燈或光 導。該發光元件可以用于標識傳感器面，或者用于用信號發送接近開 關的不同開關狀態.此外為了標識傳感器面的位置，可以在蓋板的上 面或者在透明蓋板的情況下在其下面設置例如印刷字樣形式的標記.優選地家用電器、例如洗衣機、干衣機、洗碗機、煮設備、煙霧 排除革、制冷設備、空調設備、熱水器或吸塵器、或者家用電器的輸入區配備有至少一個本發明接近開關.因此可以給家用電器配備包括 輸入區的通常的隔板，使得保護家用電器不變臟或潮濕.在此，隔板 相應于電絕緣蓋板，且例如可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、塑料、木頭 或石頭制成.此外通過本發明接近開關確保設備可靠性，原因在于， 如果不再存在接近開關的功能能力，那么家用電器自動地被切斷.根據一種優選的實施形式，輸入區具有多個傳感器面，所述傳感 器面以矩陣形式連接，用于以復用方法運行.通過時鐘信號的高頻率， 確保對利用傳感器面所構成的電容器的電容的足夠詢問頻率，用于確定通過用戶的搮作，只使用一個時鐘信號的優點是只需一個時鐘信 號發生器.在另一實施形式中，至少兩個傳感器面特別是在蓋板的背面上、 或者在共同的栽體上以相鄰的方式布置，并且一起構成位置傳感器. 根據基于屬于傳感器面的輸出信號在相對于傳感器面的哪個位置來檢 測通過用戶的搮作，可以觸發不同的開關狀態.通過這種方式可以構 成不帶有可機械移動元件的滑動開關，其方式為用戶例如用手指劃 過蓋板或隔板的分配給位置傳感器的區域.注意，在不偏離本發明構思的情況下可以對從屬權利要求的特征 進行任意組合.下面根據附圖更詳細地說明本發明.困l示出帶有隔板的家用電器的片段的示意剖面圖，該隔板具有根 據本發明的輸入區；圖2示出傳感器面與包圍該傳感器面的屏蔽面的實施形式的示意 正視圖；圖3a、 3b示意性地示出根據圖l的輸入區的片段，其中由用戶搮作本發明的電容式接近傳感器；圖4示出本發明電容式接近開關的示意性電開關電路的片段； 圖5示出帶有有源屏蔽的本發明接近開關的示意性電開關電路的片段；圖6示出根據
圖1的輸入區的示意性開關電路，具有多個以矩陣形 式電路連接的本發明接近開關；圖7示出構成位置傳感器的兩個傳感器面的實施形式的示意正視圖；圖8示出根據困1的輸入區的片段的示意剖面困，具有根據圖4的開 關電路的伸入由壓力彈簧所包閨的空腔中的電子部件.在詳細說明附圖之前，需要注意，在根據本發明的電容式接近開 關的不同實施形式中彼此相應或相同的元件或零件在全部附困中都標 有相同的附圖標記，如果在附圖中應用以不同的方式所涉及的相同類 型的多個元件或零件，那么分別為相應附圖標記的(多個)領先位置 選取(多個)相同的數字.相應附圖標記的后面位置用于區分相同類 型的元件或零件.在圖1中示出了帶有隔板2的家用電器1的片段的示意性剖面圖，該 隔板具有根據本發明的輸入區3.隔板2被構造為由諸如玻璃、玻璃陶 瓷、陶瓷、塑料、木頭或石頭的電介質構成的電絕緣蓋板.輸入區3含 有多個結構相同的電容式接近開關4，其中這里只示出兩個，下面僅對 一個予以說明.與隔板2有一間隔地布置印制電路板5，該印制電路板 具有面向隔板2的背面6的導電傳感器面7.印制電路板5可以是塑料板， 所述印制電路板在其至少一個板面上具有所述的傳感器面7并且必要 時具有印制導線，傳感器面7通過這些印制導線與接近開關4的電開關 電路14(見圖4、 5和6)導電連接.傳感器面7的導電層可以以不同的 形狀來構造，例如為圃的或有角的、全面的、柵形或框形.在隔板2和印制電路板5之間布置繞制的壓力彈簧8形式的導電體， 該壓縮彈黃優選地由彈簧絲構造.壓縮彈簧8在其上端具有由多個線圍 組成的平線圍調節器9，所述線困由于壓縮彈簧8所處的壓縮應力而螺 旋狀地相互交織并以形狀決定的方式與隔板2的背面6的略微成拱形的 形狀相匹配.壓縮彈簧8在其下端具有下部線困9'，壓縮彈簧8通過所 述線團9'平坦地貼靠在印制電路板5的傳感器面7上并在那里與印制 電路板5的傳感器面7例如焊接或粘接在一起，或者壓縮彈簧8通過所述 線團9'僅僅在壓縮應力下固定地貼靠在印制電路板5的傳感器面7上， 使得在壓縮彈簧8和印制電路板的傳感器面7之間存在導電連接.通過 該導電連接，印制電路板5的傳感器面7的傳感特性轉移到隔板2的背面 6上，并且現在壓縮彈簧8在其側特別是通過其線團調節器9、 9'構成 傳感器面7的至少一部分.代替繞制的金屬壓縮彈簧8，導電體也可以 具有其它形狀，例如圃柱形、錐形或長方體形，和/或由另一導電材料 構成，例如由導電塑料或者由帶有金屬核心的塑料構成.在印制電路板5的有傳感器面7所在的相同側上，亦即在印制電路 板5的面向隔板2的背面6的正面上，布置有導電的參考傳感器面IO.與 傳感器面7類似地，參考傳感器面10與接近開關4的開關電路14導電連 接.可以為每個傳感器面7都設有所屬的參考傳感器面10，或者為多個 或所有的傳感器面7設有共同的參考傳感器面10.與傳感器面7不同， 在參考傳感器面10處沒有導電壓縮彈簧8，使得參考傳感器面10通過印 制電路板5和隔板2之間的空氣層相對于隔板2的正面上的電荷或電荷 變化被電絕緣.在印制電路板5的背面上，在傳感器面7或參考傳感器面10的位置 上分別布置導電的屏蔽面ll，下面將在圖5中繼續說明其功能方式.代 替每個傳感器面7或基準傳感器面10單獨的屏蔽面11，可以設置一個唯 一的屏蔽面，該唯一的屏蔽面在印制電路板5的整個背面上延伸或者至 少在印制電路板5的背面上覆蓋包括傳感器面7或參考傳感器面10的區 域.特別地，印制電路板5可以是柔性印制電路板或敷銅的塑料膜.在 圖2所示的另一種替代的實施形式中，這里被實施為圃形的傳感器面7 和屏蔽面11兩者都位于印制電路板5的正面上.這里，屏蔽面ll由導電 層構成，所述導電層框形地包圍傳感器面7，其中該框的形狀與傳感器 面7的外輪廊相匹配.接近開關4的電開關電路14可以被布置在印制電路板5的正面或背 面或者被布置在單獨的印制線路板上.此外可以為多個或所有接近開 關4設置共同的開關電路14.在圖l所示的實施形式中，在印制電路板5 的后面的區域中布置有具有印制線路板13的電子系統模塊12，所述印 制線路板13在其面向印制電路板5的正面上具有接近開關4的開關電路 14并在其背面上裝配有家用電器1的功率電子系統15.該印制線路板13 與印制電路板5導電連接(未示出).現在如在圖3a中所示，如果元件、例如用戶的手指16 (該元件或 手指持有與傳感器面7的電勢不同的電勢、特別是對地電勢)靠近隔板 2的與傳感器面7相對的表面區域和/或與該表面區域相接觸，那么由此 引起電容器17的電容變化，該電容器17由相關的元件或者手指16、隔 板2和傳感器面7或者傳感器面7與壓縮彈簧8—起組成(參見圖3b). 因為傳感器面7與接近開關4的開關電路14導電連接，所以可以通過開 關電路14來確定電容變化，并為了觸發開關信號而進一步分析該電容變化，這將在下面繼續予以說明.此外可以在印制電路板5上在壓縮彈 簧8內部的區域中設有光源35 (參見圖8)、例如LED，以便標識傳感 器面7或者用信號發送接近開關4的不同的開關狀態。在圖4中示出了電開關電路14的電路困的片段.開關電路14具有作 為半導體開關18的PNP雙極晶體管，傳感器面7通過限流電阻20與該半 導體開關的控制輸入端19、即PNP雙極晶體管的基極相連接.此外半 導體開關18具有信號輸入端21、即PNP雙極晶體管的發射極、和信號輸 出端22、即PNP雙極晶體管的集電極，其中信號輸入端21通過基極發射 極電阻23與傳感器面7連接.限流電阻20和基極發射極電阻23可以以已 經集成在PNP雙極晶體管中的方式來實施.為了繼續處理輸出信號， 半導體開關18的信號輸出端22與已知類型的采樣和保持級24連接，通 過該采樣和保持級可以提供與輸出信號的脈沖尖峰的幅度成比例的直 流電壓信號，這里不繼續對該采樣和保持級予以說明.作為對采樣和 保持級的替代方案，為了處理輸出信號，半導體開關18的信號輸出端 22可以與已知的積分器電路或已知的尖峰電壓表連接(未示出).半 導體開關18的信號輸入端21與微處理器26的模擬信號輸出端25連接， 半導體開關18的信號輸出端22通過采樣和保持級24與微處理器26的模 擬信號輸入端27連接。代替一個微處理器26，也可以使用兩個不同的 微處理器，其中一個與半導體開關18的信號輸入端21連接，另一個與 半導體開關18的信號輸出端22連接。代替PNP雙極晶體管，也可以使用 其它半導體開關18,例如NPN雙極晶體管、場效應晶體管或通常所有 的可控半導體元件.在半導體開關18的信號輸入端21上施加時鐘信號28，該時鐘信號 例如由微處理器26的模擬信號輸出端25提供。時鐘信號28是矩形周期 性電壓信號，其被微處理器26定期地在接地電勢、即低電平和接近開 關4的開關電路14的工作電壓、即高電平之間切換，其中接地電勢可以 不同于用戶的對地電勢.時鐘信號28的時鐘頻率優選地處于10和100千 赫茲之間的范圍內，半導體開關18的信號輸出端22、即PNP雙極晶體管 的集電極通過另一電阻29處于采樣和保持級24的基準電勢.通過時鐘 信號28的低電平，半導體開關18的信號榆入端21并從而PNP雙極晶體管 的發射極E以及基極發射極電阻23被置于接地電勢。這導致傳感器面7 或電容器17通過限流電阻20和基極發射極電阻23放電.由此，PNP雙極晶體管的基極B相對于PNP雙極晶體管的發射極E變為正的，并且PNP 雙極晶體管截止.通過時鐘信號28的跟隨在低電平之后的高電平，傳 感器面7并從而電容器17通過基極發射極電阻23和限流電阻20充電.在 傳感器面7或電容器17的所述充電時間期間，在基極發射極電阻23上產 生電壓降.由此PNP雙極晶體管的基極B相對于發射極E變為負的，并 且PNP雙極晶體管導通且一直接通，直至傳感器面7或電容器17被充電 到時鐘信號28的高電平.在傳感器面7或電容器17通過時鐘信號28的該 充電時間間隔期間，在電阻29上施加與傳感器面7或電容器17的電容成 比例的輸出信號.因此在半導體開關18的信號輸出端22上施加輸出信 號，該輸出信號跟隨時鐘信號28且其信號分量與傳感器面7或電容器17 的電容成比例.所述輸出信號借助于采樣和保持級被轉換成直流電壓信號，并施 加在微處理器26的模擬信號輸入端27上.微處理器26被構造用于例如 借助于軟件程序來分析直流電壓信號的信號分量的時間變化并由此分 析輸出信號的信號分量的時間變化.根據輸出信號的信號分量(例如 相繼的時鐘周期的脈沖尖峰的高度或脈沖寬度)如何快速地變化，由 微處理器26識別接近開關4的動作.也就是說，如果信號分量在預先給 定的例如一秒的時間間隔內變化，那么這被識別為動作；如果信號分 量變化較緩慢，則不存在動作.通過這種方式，對接近開關4的動作的 確定獨立于輸出信號的絕對大小，由此消除了例如由老化過程而引起 的輸出信號的長期變化.在圖5中示出了具有有源屏蔽的本發明接近開關4的電開關電路H 的片段.有源屏蔽由屏蔽面ll構成，該屏蔽面通過低歐姆電阻30與半 導體開關18的信號輸入端21連接，時鐘信號28通過該低歐姆電阻30與 傳感器面7同時地施加在該屏蔽面上.通過適當地選擇低歐姆電阻30, 可以使時鐘信號28在屏蔽面11上的信號形式與時鐘信號28在傳感器面 7上的信號形式相適應，使得在屏蔽面11和傳感器面7之間不出現電勢 差并不出現栽流子遷移，因此通過屏蔽面ll相對于干擾電容確保對傳 感器面7的屏蔽.為了施加接地電勢，屏蔽面11通過開關31 (其在這里所示的實施 形式中是NPN雙極晶體管)接地.開關31具有與微處理器26的控制信 號輸出端33相連接的控制信號輸入端32、即NPN雙極晶體管的基極.因此開關31或NPN雙極晶體管可以以簡單的方式通過微處理器26的軟 件程序來切換.為了對接近開關4進行功能檢查、也即為了確定輸出信 號的參考值，使屏蔽面11通過開關31暫時與接地電勢連接，由此使有 源屏蔽暫時不起作用，并仿真接近開關4的動作.通過這種方式可以檢 查在接近開關4動作時是否存在輸出信號的足夠的信號偏移，或者是 否可能由于對隔板2的污染或使用、或由于環境條件(例如溫度和濕度) 或由于接近開關4的老化過程而存在誤動作.輸出信號的信號偏移也許 可能由于時鐘信號28的高度變化而動態地被匹配，也就是說，接近開 關4可以自動地被校準，由此改善了接近開關4的功能可靠性，如果例 如由于隔板2的弄臟而不再保證接近開關的可靠功能，那么家用電器l 自動地被切斷。參考傳感器面10相應于傳感器面7電路連接。參考傳感器面10以與 傳感器面7相鄰的方式布置，使得參考傳感器面10的或利用參考傳感器 面10構成的開放式參考電容器的電容是傳感器面7的環境條件、即干擾 電容的尺度，但也是溫度、濕度或由老化引起的材料變化對輸出信號 的影響的尺度.特別是在時間復用方法中，在參考傳感器面10上施加 與在傳感器面7上相同的時鐘信號28.也就是說，傳感器面7和參考傳 感器面10被先后供以相同時鐘信號28的不同周期.作為替代方案，也 可以將來自微處理器26的另一模擬信號輸出端的另一時鐘信號施加在 參考傳感器面10上。當在微處理器26中分析由傳感器面7產生的輸出信 號時，由參考傳感器面10產生的參考信號被考慮為輸出信號的地電平， 并且因此用于確定接近開關4的動作狀態。在利用電源總開關接通的家 用電器l的情況下，在接通時借助于參考信號就已經確定是否存在接近 開關4的動作.在圖6中示出了輸入區3的示意性開關電路14，具有九個以三x三 矩陣形式連接的用于以時間復用法運行的本發明接近開關4。首先三個 接近開關的傳感器面7U、 712、 713與微處理器26的第一信號榆出端251 連接。其次三個接近開關的傳感器面721、 722、 723與微處理器26的第 二信號輸出端252連接.再次三個接近開關的傳感器面731、 732、 733 與微處理器26的笫三信號輸出端253連接.傳感器面711、 721和731通 過分別屬于其的半導體開關和笫一采樣和保持級與微處理器26的第一 信號輸入端271連接.傳感器面712、 722和732通過分別屬于其的半導體開關和笫二采樣和保持級與微處理器26的第二信號輸入端272連接. 傳感器面713、 723和733通過分別屬于其的半導體開關和第三采樣和保 持級與微處理器26的第三信號輸入端273連接.時鐘信號28分別由微處理器26的三個信號輸出端251 、 252和253之 一輸出一段預定的持續時間、也即預定數量的時鐘周期.在此信號輸 出端251、 252和253依次交替，周而復始.在時鐘信號28由三個信號輸 出端251、 252和253之一輸出的該持續時間內，分別對微處理器26的所 有三個信號輸入端271、 272和273進行分析。通過這種方式可以利用僅 一個開關電路先后對所有九個傳感器面711、 712、 713、 721、 722、 723、 731、 732和733如下進行檢查是否存在通過用戶對相應接近開關的搮 作.在圖7中示出了兩個傳感器面71和72的實施形式的示意正視圖，這 兩個傳感器面共同構成位置傳感器.傳感器面71和72均以直角三角形 的形狀來構造，且相鄰地布置在共同的栽體5上或者布置在隔板2的背 面上，其中傳感器面71和72以其相應的斜邊彼此相對.傳感器面71和 72被共同的屏蔽面11圍繞，該屏蔽面11在傳感器面71、 72之間沿著三 角形的斜邊伸展.根據由用戶在相對于傳感器面71、 72的橫向擴展的 哪個位置上進行搮作，其方式是，用戶在傳感器面71、 72的并從而位 置傳感器的區域中接觸隔板2，由于傳感器面71、 72的三角形形狀，利 用傳感器面71、 72構成的電容器的電容是不同的.因此可以借助屬于 傳感器面71、 72的輸出信號來確定操作的位置，并從而觸發相應于或 配屬于該位置的開關狀態，在由于例如用戶在隔板2上移動其手指而引 起操作位置變化或推移時，該變化同樣被檢測并且必要時對應于新位 置的開關狀態被觸發.通過這種方式，位置傳感器構成不帶有可機械 移動的元件的滑動開關，通過所述滑動開關例如可以調定蒸煮區、空 調設備或制冷設備的溫度或功率.在圖8中示出了根據困1的輸入區的片段的示意剖面圖，在印制電 路板5上安裝有焊接環7'，由繞制的壓縮彈簧8的下面兩匝線困構成的 線困調節器9'通過該焊接環與印制電路板5焊接在一起并通過這種方 式與電開關電路14連接.壓縮彈簧8以其線閨包閨空腔34.在印制電路 板5上，在焊接環7'內部，在電開關電路14的電子部件的面向蓋板2的 一側，布置半導體開關18的具有其基極發射極電阻23及其限流電阻20的PNP雙極晶體管以及伸入到由壓縮彈黃8包閨的空腔34中的發光二極 管35.為了能夠實現這些電子部件與電開關電路14的其它部件的電連 接，焊接環7'不是完全封閉的環，而是在旁側斷開(未示出).作為 替代方案，也可以穿過印制電路板5實現電連接.壓縮彈簧8與布置在 印制電路板5背面上的屏蔽面11一起構成用于布置在壓縮彈黃8的內部 區域34中的電子部件的法拉第籠，使得這些電子部件相對于周圍的電 磁場被屏蔽.附圖標記列表1 家用電器2 隔板3 輸入區4 接近開關5 印制電路板6 隔板的背面7 傳感器面 7' 焊接環8 壓縮彈黃10 參考傳感器面11 屏蔽面12 電子系統模塊13 印制線路板14 接近開關的開關電路15 功率電子系統16 用戶的手指17 電容器18 半導體開關19 半導體開關的控制輸入端20 限流電阻21 半導體開關的信號輸入端22 半導體開關的信號輸出端23 基極發射極電阻24 采樣和保持級25 微處理器的模擬信號輸出端26 微處理器27 微處理器的模擬信號輸入端28 時鐘信號29 電阻30 低歐姆電阻31 開關32 開關的控制信號輸入端33 微處理器的控制信號輸出端34 由壓縮彈簧包圍的空腔35 發光二極管
權利要求
1.電容式接近開關，具有由電絕緣蓋板(2)覆蓋的導電傳感器面(7)，該傳感器面作為具有可通過接近而改變的電容的電容器(17)的一部分，其特征在于，所述傳感器面(7)具有有源屏蔽，并且所述有源屏蔽由屏蔽面(11)構成，與所述傳感器面(7)同時地在所述屏蔽面上施加時鐘信號(28)。
2. 如權利要求1所述的接近開關，其特征在于，所述時鐘信號(28) 通過低歐姆電阻(30)施加在所述屏蔽面(11)上.
3. 如權利要求1或2所述的接近開關，其特征在于，所述屏蔽面 (11)可通過開關(31)接地用于施加接地電勢.
4. 如權利要求3所述的接近開關，其特征在于，所述開關(31) 具有與微處理器(26)的控制信號輸出端(33)連接的控制信號輸入 端(32).
5. 如權利要求3或4所述的接近開關，其特征在于，所述開關(31) 是晶體管。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的接近開關，其特征在于，所 述屏蔽面(11)和所述傳感器面(7)安裝在所述蓋板(2)的背面(6) 上，并且所述屏蔽面(11)包圍所述傳感器面(7).
7. 如權利要求1至5中任一項所述的接近開關，其特征在于，所 述屏蔽面(11)和所述傳感器面(7)布置在栽體(5)的相同側，并 且所述屏蔽面(11)包圍所述傳感器面(7).
8. 如權利要求1至5中任一項所述的接近開關，其特征在于，所 述傳感器面(7)布置在栽體(5)的正面上，所述屏蔽面(11)至少 在所述傳感器面(7)的區域中布置在所迷栽體(5)的背面上.
9. 如權利要求7或8所述的接近開關，其特征在于，所述栽體(5) 以與所述蓋板(2)相間隔的方式布置，并且在蓋板(2)和栽體(5) 之間布置導電體(8)，該導電體跨過所述間隔且與所述傳感器面(7) 導電連接和/或至少利用其表面的一部分構成所述傳感器面(7)的至少 一部分.
10. 如權利要求7或8所述的接近開關，其特征在于，所述栽體(5 ) 是柔性印制電路板或敷銅的塑料膜.
11. 如權利要求9所述的接近開關，其特征在于，在所述栽體(5)上如此布置至少一個電子部件(18,20,23,35),使得該電子部件伸入到 由所述導電體(8)包圍的空腔中.
12. 如權利要求11所述的接近開關，其特征在于，所述電子部件 是半導體開關(18,20,23)和/或發光元件(35).
13. 如權利要求11或12所迷的接近開關，其特征在于，所述導電 體(8)是由拉伸體繞制成的壓縮彈簧.
14. 用于家用電器的輸入區，具有至少一個如權利要求1至13中 任一項所述的接近開關(4).
15. 如權利要求14所述的輸入區，其特征在于，多個傳感器面 (711，712，713，721，722，723，731，732，733)以矩陣形式連接，用于以復用方法運行.
16. 如權利要求14或15所述的輸入區，其特征在于，至少兩個傳 感器面(71，72)以相鄰的方式布置并且一起構成位置傳感器.
17. 家用電器，具有如權利要求14至16中任一項所述的輸入區。
全文摘要
本發明涉及一種電容式接近開關(4)，具有由電絕緣蓋板(2)覆蓋的導電傳感器面(7)，該傳感器面作為具有可通過接近而改變的電容的電容器(17)的一部分，本發明還涉及一種具有這種接近開關(4)的家用電器。所述傳感器面(7)具有有源屏蔽，所述有源屏蔽由屏蔽面(11)構成，與所述傳感器面(7)同時地在所述屏蔽面上施加時鐘信號(28)。
文檔編號H03K17/955GK101253687SQ200680031909
公開日2008年8月27日 申請日期2006年8月17日 優先權日2005年8月30日
發明者B·賴因克, H·-J·羅馬諾夫斯基, J·格羅澤爾, W·克羅普菲爾 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司