專利名稱:觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),具體地說(shuō),涉及用在家用電器的操作裝置中的這樣一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù):
這樣一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)的基本構(gòu)造和基本原理可從例如DE40 07 971Al得知。觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)具有發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器和接收電磁輻射的接收器,該發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器和接收電磁輻射的接收器布置在對(duì)于電磁輻射至少部分可透過(guò)的覆蓋物的后面。這樣的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)的一個(gè)便利用途是例如用在家用電器如蒸煮鍋、玻璃陶瓷架、微波爐等的操作裝置中,在該操作裝置中,瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)為了能以簡(jiǎn)單方式操作并且電器也可被清理,被容納在例如玻璃板或玻璃陶瓷板之類的覆蓋物后面。
此外,在本申請(qǐng)人名下的德國(guó)實(shí)用新型DE 202 15 326 Ul描述
了一種另外具有發(fā)信號(hào)發(fā)光體的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),該發(fā)信號(hào)發(fā)光體可向用戶指示操作準(zhǔn)備狀態(tài)或瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)的操作已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。
DE 10 2004 025 878 B4 乂>開(kāi)了 一種具有兩個(gè)光導(dǎo)元件的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)。所述光導(dǎo)元件將來(lái)自發(fā)射器的紅外輻射引導(dǎo)到反射區(qū)域和引導(dǎo)到接收器。另外,從信號(hào)元件發(fā)出的可見(jiàn)光被耦^^到兩個(gè)光導(dǎo)元件中,并且瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)被照射。由于每個(gè)瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)呈現(xiàn)兩個(gè)照射場(chǎng)并且分離線在兩個(gè)光導(dǎo)元件之間是可見(jiàn)的,所以操作人員的美感受到干擾并且這對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)是不愉快的。
DE 198 51 505 Al公開(kāi)了 一種只有單個(gè)光導(dǎo)元件的發(fā)信號(hào)發(fā)光體。可見(jiàn)和紅外光都輻射到光導(dǎo)元件中。然而,關(guān)于這種構(gòu)造不利的是,首先,只有非常小的場(chǎng)用可見(jiàn)光照射,并且其次,切換過(guò)程也可由紅外干擾輻射(例如錯(cuò)誤引導(dǎo)的反射)啟動(dòng),因此切換行為不可靠。
發(fā)明內(nèi)容
認(rèn)識(shí)到這些情況,本發(fā)明因此基于提供一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)和包括這樣一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)的操作裝置的問(wèn)題,該觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)首先具有單一、連續(xù)照射的操作區(qū)域,并且第二,保證不會(huì)由干擾信號(hào)啟動(dòng)的可靠切換行為。
首先提到的目的根據(jù)本發(fā)明借助于一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn),該觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)包括發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器和接收紅外輻射的接收器,并且包括至少一個(gè)發(fā)射可見(jiàn)光的信號(hào)元件,其中發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件輻射到單個(gè)光導(dǎo)元件中,其中由于光束引導(dǎo),在光導(dǎo)元件中發(fā)射通道和接收通道的分離被實(shí)現(xiàn)為使得在遠(yuǎn)離發(fā)射器和接收器的光導(dǎo)元件的頂側(cè)區(qū)域處,可由發(fā)射器照射的區(qū)和可由接收器探測(cè)的區(qū)的重疊僅在該區(qū)域的很小比例上產(chǎn)生。
換句話說(shuō),觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)具有單個(gè)光導(dǎo)元件,首先,由信號(hào)元件發(fā)射的可見(jiàn)光被輻射到該單個(gè)光導(dǎo)元件中,并且第二,由發(fā)射器發(fā)射的紅外輻射耦合到該單個(gè)光導(dǎo)元件中,該紅外輻射的反射分量在光導(dǎo)元件中被引導(dǎo)到接收紅外輻射的接收器。為了避免干擾信號(hào),光導(dǎo)元件由于光束引導(dǎo)具有發(fā)射通道和接收通道的分離。作為在光導(dǎo)元件中發(fā)射通道和接收通道的分離的結(jié)果,在遠(yuǎn)離發(fā)射器和接收器的光導(dǎo)元件的頂側(cè)區(qū)域上,發(fā)射通道和接收通道的重疊僅在該區(qū)域的很小比例上產(chǎn)生。
在一種有利的發(fā)展中,用于對(duì)發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件的光束引導(dǎo)的裝置在每種情況下由圓形的或多角的柱形成,該柱形成在面對(duì)發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件的光導(dǎo)元件的底側(cè)區(qū)域處。
用于光束引導(dǎo)的裝置提供在面對(duì)發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件的光導(dǎo)元件的底側(cè)區(qū)域處。用于光束引導(dǎo)的裝置在每種情況下是分配給發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件的柱,其中柱以圓形或多角方式構(gòu)造。在一個(gè)優(yōu)選變型中,用于光束引導(dǎo)的裝置被集成在光導(dǎo)元件中。這種措施導(dǎo)致特別強(qiáng)壯的光導(dǎo)元件。用于光束引導(dǎo)的裝置一方面可由光導(dǎo)元件包圍,并且另一方面可放置在光導(dǎo)元件上。以用來(lái)簡(jiǎn)化組裝復(fù)雜性和用來(lái)降低成本的特別有利方式,光導(dǎo)元件和用于光束引導(dǎo)的裝置被實(shí)施成一個(gè)元件。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中,在光導(dǎo)元件中用于光束引導(dǎo)的裝置由以環(huán)形方式圍繞光導(dǎo)元件中的信號(hào)元件的耦合輸入?yún)^(qū)域的凹槽形成,或者由在發(fā)射器和信號(hào)元件的耦合輸入?yún)^(qū)域之間的直的或彎曲的凹槽和由在信號(hào)元件和接收器的耦合輸入?yún)^(qū)域之間的直的或彎曲的凹槽形成。
在光導(dǎo)元件中用于光束引導(dǎo)的裝置能以環(huán)形凹槽的形式包圍信號(hào)元件的耦合輸入?yún)^(qū)域。關(guān)于這種構(gòu)造特別有利的是,相對(duì)于紅外輻射屏蔽信號(hào)元件的耦合輸入?yún)^(qū)域。作為可替換例,直的或彎曲的構(gòu)造的凹槽可在發(fā)射器和信號(hào)元件的耦合輸入?yún)^(qū)域之間延伸。除這個(gè)第一凹槽外,可在光導(dǎo)元件中在信號(hào)元件和接收器的耦合輸入?yún)^(qū)域之間存在第二直的或彎曲的凹槽。關(guān)于凹槽的不同構(gòu)造特別有利的是影響光束引導(dǎo)的可能性。
有利地,遠(yuǎn)離光導(dǎo)元件的中垂線的凹槽的側(cè)面以傾斜方式向中垂線延伸。關(guān)于遠(yuǎn)離光導(dǎo)元件的中垂線的凹槽的側(cè)面的傾斜特別有利的
節(jié)的
便利地,面對(duì)光導(dǎo)元件的中垂線的凹槽的側(cè)面以傾斜方式離開(kāi)中垂線延伸。面對(duì)光導(dǎo)元件的中垂線的凹槽的該側(cè)面離開(kāi)中垂線的傾斜保證,在光導(dǎo)元件中可見(jiàn)光的橫向傳播和因此由可見(jiàn)光照射的光導(dǎo)元件的區(qū)域范圍是可調(diào)節(jié)的。
在進(jìn)一步的構(gòu)造中,在光導(dǎo)元件外的光束引導(dǎo)通過(guò)將發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件布置在離光導(dǎo)元件的不同距離處實(shí)現(xiàn)。以有利方式,發(fā)射器、接收器及信號(hào)元件離光導(dǎo)元件的不同距離使得有可能建立輻射波瓣的不同直徑,并由此產(chǎn)生發(fā)射和接收通道的分離并且也產(chǎn)生光導(dǎo)元件的照射比例。
有利地,光導(dǎo)元件具有多角或圓形橫截面,并且錐形地或以楔形方式在底側(cè)區(qū)域與頂側(cè)區(qū)域之間延伸。在光導(dǎo)元件的多角或圓形橫截面的情況下,在光導(dǎo)元件的底側(cè)與頂側(cè)區(qū)域之間的錐形或楔形構(gòu)造保證在光導(dǎo)元件中有紅外和可見(jiàn)光的均勻輻射分布。再者,錐形或楔形光導(dǎo)元件能以特別簡(jiǎn)單的方式組裝,并且被可逆地固定在相應(yīng)適當(dāng)?shù)谋3挚蚣苤小?br>
在特別有利的發(fā)展中,光導(dǎo)元件的在其上可由發(fā)射器照射的區(qū)和
可由接收器探測(cè)的區(qū)可能重疊的區(qū)域的比例在0和最大40%之間,優(yōu)選地在0和最大20%之間。
如果發(fā)射和接收通道的重疊相對(duì)于光導(dǎo)元件的區(qū)域的比例在0和最大40%之間,則是非常有利的。這防止干擾信號(hào)被探測(cè)為切換事件。除此之外,如果光導(dǎo)元件的區(qū)域的重疊比例在0和最大20%之間,則信噪比被優(yōu)化。光導(dǎo)元件的在其上存在發(fā)射和接收通道的重疊的區(qū)域的比例,如果所述比例在0和最大10%之間,則是最佳的。
關(guān)于設(shè)備的第二目的根據(jù)本發(fā)明借助于用于家用電器的操作裝置實(shí)現(xiàn),該操作裝置包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)。
特別有利地,觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)布置在對(duì)于電磁輻射是至少部分透過(guò)的覆蓋物后面,其中覆蓋物被集成到操作隔膜中。瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)由此被保護(hù)免受污染和機(jī)械損壞。單個(gè)光導(dǎo)元件借助于電路板上方的安裝件以這樣一種方式安裝,以使得發(fā)射器、接收器及光信號(hào)元件可輻射到光導(dǎo)元件中。光導(dǎo)元件通過(guò)夾持、插入,借助于彈簧力或粘合劑粘結(jié),可被可逆地或永久地安裝在安裝件中。首先,作為其結(jié)果保證更靈活的組裝或更好的處置,并且其次,由此有可能對(duì)結(jié)構(gòu)要求起作用。
下面參照附圖和在下面的描述的基礎(chǔ)上更詳細(xì)地解釋多個(gè)示范實(shí)施例。在附圖中
圖l表示安裝的第一光導(dǎo)元件的橫截面示意說(shuō)明,
圖2表示安裝的第一光導(dǎo)元件的橫截面示意說(shuō)明,其中視圖相對(duì)于圖l;故轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)90。,
圖3示意地表示在光導(dǎo)元件中發(fā)射和接收通道的分離,
圖4表示第二光導(dǎo)元件的示意說(shuō)明,及
圖5表示第三光導(dǎo)元件的示意說(shuō)明。
相同的附圖標(biāo)記在所有圖中指示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1以示意橫截面的形式表示在電路板42上方的安裝件40中安裝的光導(dǎo)元件18。除另外的電子元件外,電路板42裝有以SMD元件形式的發(fā)射器12、信號(hào)元件16及接收器14。發(fā)射器12將紅外輻射經(jīng)光導(dǎo)元件18的耦合輸入?yún)^(qū)域輻射到光導(dǎo)元件18中,所述輻射經(jīng)光導(dǎo)元件18的耦合輸出區(qū)域被反射到接收器14。信號(hào)元件16,例如LED,將可見(jiàn)光輻射到光導(dǎo)元件18中。
在這個(gè)第一示范實(shí)施例中,在光導(dǎo)元件18中繞信號(hào)元件16的耦合輸入?yún)^(qū)域的環(huán)形凹槽32形成用于光束引導(dǎo)的裝置。凹槽32的遠(yuǎn)離光導(dǎo)元件18的中垂線34的側(cè)面36向中垂線34傾斜。發(fā)射通道20與接收通道22的分離通過(guò)凹槽側(cè)面36的傾斜得到。凹槽側(cè)面36的傾斜角限定發(fā)射通道20和接收通道22在中垂線34的方向上的延伸。凹槽側(cè)面36的傾斜角形成得越淺,其中在遠(yuǎn)離發(fā)射器12和接收器14的光導(dǎo)元件18的頂側(cè)區(qū)域24上存在發(fā)射通道20和接收通道22的重疊26的區(qū)越大。
作為對(duì)于遠(yuǎn)離中垂線34的凹槽側(cè)面36的可替換例或除其之外,面對(duì)中垂線34的凹槽側(cè)面38可以以傾斜方式構(gòu)造。在這種情況下,凹槽側(cè)面38的傾斜優(yōu)選地離開(kāi)中垂線34傾斜,使得來(lái)自信號(hào)元件16的耦合輸入可見(jiàn)光的橫向傳播被預(yù)先確定。
環(huán)形凹槽32和直的或彎曲的凹槽46都可實(shí)施成在一側(cè)上傾斜或在兩側(cè)上傾斜,就是說(shuō),可具有v形。
安裝件40能以各種方式構(gòu)造。因而,安裝件40可適應(yīng)光導(dǎo)元件 18的外形,從而光導(dǎo)元件18被夾持在安裝件40中并由此被固定。首 先,夾持使得能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單組裝,因?yàn)楣鈱?dǎo)元件18被固定;其次, 這種類型的固定是可逆固定。進(jìn)一步的可逆固定的可能狀態(tài)是簡(jiǎn)單插 入安裝件40中或借助于彈簧支撐。光導(dǎo)元件18的剛性固定可通過(guò)粘 合劑粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。
圖2表示穿過(guò)觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)10的示意橫截面,這個(gè)橫截面 與圖1相比被轉(zhuǎn)動(dòng)90。。按照在圖1中描述的元件,圖2表示多角光 導(dǎo)元件18,該光導(dǎo)元件18以楔形方式在其底側(cè)和其頂側(cè)區(qū)域30、 24 之間延伸,并且借助于通過(guò)安裝件40的夾持被安裝。
圖3示意地表示多角光導(dǎo)元件18,在圖中指示出在光導(dǎo)元件18 的底側(cè)區(qū)域30與頂側(cè)區(qū)域24之間從發(fā)射器12延伸的發(fā)射通道20和 延伸到接收器14的接收通道22。在表明的示例情形下,光導(dǎo)元件18 的在其上有發(fā)射通道20和接收通道22的重疊26的區(qū)域的比例是0%。 發(fā)射通道20和接收通道22因此彼此完全分離。除發(fā)射通道20和接 收通道22之外,由信號(hào)元件16借助于可見(jiàn)光形成的照明錐44由虛 線表示。因此,在這種構(gòu)造中,光導(dǎo)元件18的全部頂側(cè)區(qū)域24將用 可見(jiàn)光照射。
圖4示意地表示光導(dǎo)元件18的說(shuō)明-同^~以一個(gè)零件構(gòu)造-使具 有圓形橫截面的三個(gè)柱28形成在面對(duì)發(fā)射器12、接收器14及信號(hào)元 件16的所述元件的底側(cè)區(qū)域30處。柱28之一相應(yīng)地分配給發(fā)射器 12、接收器14及信號(hào)元件16。在這種情況下,柱28代表用于發(fā)射器 12、接收器14及信號(hào)元件16的光束引導(dǎo)裝置。柱28和光導(dǎo)元件18 可由一個(gè)零件形成。然而,柱28也可置于光導(dǎo)元件18的底側(cè)區(qū)域30 上。還表示出發(fā)射通道20和接收通道22以及光錐44。
圖5表示本發(fā)明的第三示范實(shí)施例。在這種情況下,用于發(fā)射器 12、接收器14及信號(hào)元件16的光束引導(dǎo)光學(xué)裝置由發(fā)射器12、接收 器14及信號(hào)元件16被布置在電路板42上離光導(dǎo)元件18不同距離處的事實(shí)形成。由與信號(hào)元件16離光導(dǎo)元件18的距離相比發(fā)射器12 和接收器14離光導(dǎo)元件18的不同距離實(shí)現(xiàn)的是,如在圖5中表明的 那樣,分別發(fā)射的輻射的傳播波瓣具有不同的寬度。以這種方式,例 如有可能為紅外輻射設(shè)置窄的發(fā)射通道20并因而也設(shè)置窄的接收通 道22,借此兩個(gè)通道20、 22彼此分離。與光導(dǎo)元件18進(jìn)一步隔開(kāi)的 信號(hào)元件16產(chǎn)生用于可見(jiàn)光的較大-直徑發(fā)射波瓣,從而例如照射整 個(gè)頂部區(qū)域24。
對(duì)于每個(gè)實(shí)施例,在重疊的區(qū)域26在光導(dǎo)元件18的頂側(cè)區(qū)域 24的比例為在0和最大40%之間的范圍內(nèi),發(fā)射通道20和接收通道 22的重疊26是適當(dāng)?shù)摹T谝环N優(yōu)選構(gòu)造中,光導(dǎo)元件18的在其上出 現(xiàn)發(fā)射通道20和接收通道22的重疊26的區(qū)域的比例是在0%和最大 20%之間。光導(dǎo)元件18的出現(xiàn)重疊26的區(qū)域的比例最佳地限制在0% 和最大10%之間。
發(fā)射器12、接收器14及信號(hào)元件16優(yōu)選地是裝配在電路板42 上的SMD元件。信號(hào)元件16優(yōu)選地是LED。包括這種類型的瞬時(shí) 接觸開(kāi)關(guān)10的操作裝置適用于所有電子設(shè)備,但優(yōu)選地適用于家用 電器。
權(quán)利要求
1. 一種觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)(10),包括發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器(12)和接收紅外輻射的接收器(14),并且包括至少一個(gè)發(fā)射可見(jiàn)光的信號(hào)元件(16),其中發(fā)射器(12)、接收器(14)及信號(hào)元件(16)輻射到單個(gè)光導(dǎo)元件(18)中,其特征在于由于光束引導(dǎo),在光導(dǎo)元件(18)中發(fā)射通道(20)和接收通道(22)被分離為使得在光導(dǎo)元件(18)的遠(yuǎn)離發(fā)射器(12)和接收器(14)的頂側(cè)區(qū)域(24)處可由發(fā)射器(12)照射的區(qū)和可由接收器(14)探測(cè)的區(qū)的重疊(26)僅在該區(qū)域的很小比例上產(chǎn)生。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 用于發(fā)射器(12)、接收器(14)及信號(hào)元件(16)的光束引導(dǎo)裝置在每種情況下是圓的或多角的柱(28),該柱(28)形成在光導(dǎo) 元件(18)的面對(duì)發(fā)射器(12)、接收器(14)及信號(hào)元件(16)的 底側(cè)區(qū)域(30)處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 光束引導(dǎo)裝置被集成在光導(dǎo)元件(18)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 在光導(dǎo)元件(18)中光束引導(dǎo)裝置由以環(huán)形方式圍繞光導(dǎo)元件(18)的信號(hào)元件(16)的耦合輸入?yún)^(qū)域的凹槽(32)形成,或者由 在發(fā)射器(12)和信號(hào)元件(16)的耦合輸入?yún)^(qū)域之間的直的或彎曲 的凹槽(46)和由在信號(hào)元件(16)和接收器(14)的耦合輸入?yún)^(qū)域 之間的直的或彎曲的凹槽(46)形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于遠(yuǎn)離光導(dǎo)元件(18 )的中垂線(34 )的凹槽(32、 46 )的側(cè)面(36 ) 以傾斜方式向中垂線(34)延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 面對(duì)光導(dǎo)元件(18 )的中垂線(34 )的凹槽(32、 46 )的側(cè)面(38 )以傾斜方式延伸離開(kāi)中垂線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 在光導(dǎo)元件(18 )外的光束引導(dǎo)通過(guò)將發(fā)射器(12 )、接收器(14 )及信號(hào)元件(16)布置在離光導(dǎo)元件(18)的不同距離處來(lái)實(shí)現(xiàn)。
8. 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 光導(dǎo)元件(18)具有多角或圓形橫截面,并且錐形地或以楔形方式在底側(cè)區(qū)域(30)與頂側(cè)區(qū)域(24)之間延伸。
9. 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān),其特征在于 光導(dǎo)元件(18 )的在其上可由發(fā)射器(12 )照射的區(qū)和可由接收器(14 )探測(cè)的區(qū)可能重疊(26)的區(qū)域的比例在0和最大40%之間, 優(yōu)選地在0和最大20%之間。
10. —種用于家用電器的操作裝置,包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1 至9中任一項(xiàng)的觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)(10)。
全文摘要
觸敏瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)(10),包括發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器(12)和接收紅外輻射的接收器(14),并且包括至少一個(gè)發(fā)射可見(jiàn)光的信號(hào)元件(16),其中發(fā)射器(12)、接收器(14)及信號(hào)元件(16)輻射到單個(gè)光導(dǎo)元件(18)中,其中由于光束引導(dǎo),在光導(dǎo)元件(18)中發(fā)射通道(20)和接收通道(22)被分離為使得在光導(dǎo)元件(18)的遠(yuǎn)離發(fā)射器(12)和接收器(14)的頂側(cè)區(qū)域(24)處,可由發(fā)射器(12)照射的區(qū)和可由接收器(14)探測(cè)的區(qū)的重疊(26)僅在該區(qū)域的很小比例上產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H03K17/96GK101459422SQ20081018462
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者G·阿爾諾德, J·沃爾夫 申請(qǐng)人:迪爾阿扣基金兩合公司