专利名称：触敏瞬时接触开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的触敏瞬时接触开关，具体地说，涉及用在家用电器的操作装置中的这样一种触敏瞬时接触开关。
背景技术：
这样一种触敏瞬时接触开关的基本构造和基本原理可从例如DE40 07 971Al得知。触敏瞬时接触开关具有发射电磁辐射的发射器和接收电磁辐射的接收器，该发射电磁辐射的发射器和接收电磁辐射的接收器布置在对于电磁辐射至少部分可透过的覆盖物的后面。这样的触敏瞬时接触开关的一个便利用途是例如用在家用电器如蒸煮锅、玻璃陶瓷架、微波炉等的操作装置中，在该操作装置中，瞬时接触开关为了能以简单方式操作并且电器也可被清理，被容纳在例如玻璃板或玻璃陶瓷板之类的覆盖物后面。
此外，在本申请人名下的德国实用新型DE 202 15 326 Ul描述
了一种另外具有发信号发光体的触敏瞬时接触开关，该发信号发光体可向用户指示操作准备状态或瞬时接触开关的操作已经实现。
DE 10 2004 025 878 B4 乂>开了 一种具有两个光导元件的触敏瞬时接触开关。所述光导元件将来自发射器的红外辐射引导到反射区域和引导到接收器。另外，从信号元件发出的可见光被耦^^到两个光导元件中，并且瞬时接触开关被照射。由于每个瞬时接触开关呈现两个照射场并且分离线在两个光导元件之间是可见的，所以操作人员的美感受到干扰并且这对于操作人员来说是不愉快的。
DE 198 51 505 Al公开了 一种只有单个光导元件的发信号发光体。可见和红外光都辐射到光导元件中。然而，关于这种构造不利的是，首先，只有非常小的场用可见光照射，并且其次，切换过程也可由红外干扰辐射(例如错误引导的反射)启动，因此切换行为不可靠。
发明内容
认识到这些情况，本发明因此基于提供一种触敏瞬时接触开关和包括这样一种触敏瞬时接触开关的操作装置的问题，该触敏瞬时接触开关首先具有单一、连续照射的操作区域，并且第二，保证不会由干扰信号启动的可靠切换行为。
首先提到的目的根据本发明借助于一种触敏瞬时接触开关实现，该触敏瞬时接触开关包括发射红外辐射的发射器和接收红外辐射的接收器，并且包括至少一个发射可见光的信号元件，其中发射器、接收器及信号元件辐射到单个光导元件中，其中由于光束引导，在光导元件中发射通道和接收通道的分离被实现为使得在远离发射器和接收器的光导元件的顶侧区域处，可由发射器照射的区和可由接收器探测的区的重叠仅在该区域的很小比例上产生。
换句话说，触敏瞬时接触开关具有单个光导元件，首先，由信号元件发射的可见光被辐射到该单个光导元件中，并且第二，由发射器发射的红外辐射耦合到该单个光导元件中，该红外辐射的反射分量在光导元件中被引导到接收红外辐射的接收器。为了避免干扰信号，光导元件由于光束引导具有发射通道和接收通道的分离。作为在光导元件中发射通道和接收通道的分离的结果，在远离发射器和接收器的光导元件的顶侧区域上，发射通道和接收通道的重叠仅在该区域的很小比例上产生。
在一种有利的发展中，用于对发射器、接收器及信号元件的光束引导的装置在每种情况下由圆形的或多角的柱形成，该柱形成在面对发射器、接收器及信号元件的光导元件的底侧区域处。
用于光束引导的装置提供在面对发射器、接收器及信号元件的光导元件的底侧区域处。用于光束引导的装置在每种情况下是分配给发射器、接收器及信号元件的柱，其中柱以圓形或多角方式构造。在一个优选变型中，用于光束引导的装置被集成在光导元件中。这种措施导致特别强壮的光导元件。用于光束引导的装置一方面可由光导元件包围，并且另一方面可放置在光导元件上。以用来简化组装复杂性和用来降低成本的特别有利方式，光导元件和用于光束引导的装置被实施成一个元件。
在进一步的实施例中，在光导元件中用于光束引导的装置由以环形方式围绕光导元件中的信号元件的耦合输入区域的凹槽形成，或者由在发射器和信号元件的耦合输入区域之间的直的或弯曲的凹槽和由在信号元件和接收器的耦合输入区域之间的直的或弯曲的凹槽形成。
在光导元件中用于光束引导的装置能以环形凹槽的形式包围信号元件的耦合输入区域。关于这种构造特别有利的是，相对于红外辐射屏蔽信号元件的耦合输入区域。作为可替换例，直的或弯曲的构造的凹槽可在发射器和信号元件的耦合输入区域之间延伸。除这个第一凹槽外，可在光导元件中在信号元件和接收器的耦合输入区域之间存在第二直的或弯曲的凹槽。关于凹槽的不同构造特别有利的是影响光束引导的可能性。
有利地，远离光导元件的中垂线的凹槽的侧面以倾斜方式向中垂线延伸。关于远离光导元件的中垂线的凹槽的侧面的倾斜特别有利的
节的
便利地，面对光导元件的中垂线的凹槽的侧面以倾斜方式离开中垂线延伸。面对光导元件的中垂线的凹槽的该侧面离开中垂线的倾斜保证，在光导元件中可见光的横向传播和因此由可见光照射的光导元件的区域范围是可调节的。
在进一步的构造中，在光导元件外的光束引导通过将发射器、接收器及信号元件布置在离光导元件的不同距离处实现。以有利方式，发射器、接收器及信号元件离光导元件的不同距离使得有可能建立辐射波瓣的不同直径，并由此产生发射和接收通道的分离并且也产生光导元件的照射比例。
有利地，光导元件具有多角或圓形横截面，并且锥形地或以楔形方式在底侧区域与顶侧区域之间延伸。在光导元件的多角或圆形横截面的情况下，在光导元件的底侧与顶侧区域之间的锥形或楔形构造保证在光导元件中有红外和可见光的均匀辐射分布。再者，锥形或楔形光导元件能以特别简单的方式组装，并且被可逆地固定在相应适当的保持框架中。
在特别有利的发展中，光导元件的在其上可由发射器照射的区和
可由接收器探测的区可能重叠的区域的比例在0和最大40%之间，优选地在0和最大20%之间。
如果发射和接收通道的重叠相对于光导元件的区域的比例在0和最大40%之间，则是非常有利的。这防止干扰信号被探测为切换事件。除此之外，如果光导元件的区域的重叠比例在0和最大20%之间，则信噪比被优化。光导元件的在其上存在发射和接收通道的重叠的区域的比例，如果所述比例在0和最大10%之间，则是最佳的。
关于设备的第二目的根据本发明借助于用于家用电器的操作装置实现，该操作装置包括至少一个根据权利要求1至9中任一项的触敏瞬时接触开关。
特别有利地，触敏瞬时接触开关布置在对于电磁辐射是至少部分透过的覆盖物后面，其中覆盖物被集成到操作隔膜中。瞬时接触开关由此被保护免受污染和机械损坏。单个光导元件借助于电路板上方的安装件以这样一种方式安装，以使得发射器、接收器及光信号元件可辐射到光导元件中。光导元件通过夹持、插入，借助于弹簧力或粘合剂粘结，可被可逆地或永久地安装在安装件中。首先，作为其结果保证更灵活的组装或更好的处置，并且其次，由此有可能对结构要求起作用。
下面参照附图和在下面的描述的基础上更详细地解释多个示范实施例。在附图中
图l表示安装的第一光导元件的横截面示意说明，
图2表示安装的第一光导元件的横截面示意说明，其中视图相对于图l;故转动过90。，
图3示意地表示在光导元件中发射和接收通道的分离，
图4表示第二光导元件的示意说明，及
图5表示第三光导元件的示意说明。
相同的附图标记在所有图中指示相同的元件。
具体实施例方式
图1以示意横截面的形式表示在电路板42上方的安装件40中安装的光导元件18。除另外的电子元件外，电路板42装有以SMD元件形式的发射器12、信号元件16及接收器14。发射器12将红外辐射经光导元件18的耦合输入区域辐射到光导元件18中，所述辐射经光导元件18的耦合输出区域被反射到接收器14。信号元件16，例如LED，将可见光辐射到光导元件18中。
在这个第一示范实施例中，在光导元件18中绕信号元件16的耦合输入区域的环形凹槽32形成用于光束引导的装置。凹槽32的远离光导元件18的中垂线34的侧面36向中垂线34倾斜。发射通道20与接收通道22的分离通过凹槽侧面36的倾斜得到。凹槽侧面36的倾斜角限定发射通道20和接收通道22在中垂线34的方向上的延伸。凹槽侧面36的倾斜角形成得越浅，其中在远离发射器12和接收器14的光导元件18的顶侧区域24上存在发射通道20和接收通道22的重叠26的区越大。
作为对于远离中垂线34的凹槽侧面36的可替换例或除其之外，面对中垂线34的凹槽侧面38可以以倾斜方式构造。在这种情况下，凹槽侧面38的倾斜优选地离开中垂线34倾斜，使得来自信号元件16的耦合输入可见光的横向传播被预先确定。
环形凹槽32和直的或弯曲的凹槽46都可实施成在一侧上倾斜或在两侧上倾斜，就是说，可具有v形。
安装件40能以各种方式构造。因而，安装件40可适应光导元件 18的外形，从而光导元件18被夹持在安装件40中并由此被固定。首 先，夹持使得能够实现简单组装，因为光导元件18被固定；其次， 这种类型的固定是可逆固定。进一步的可逆固定的可能状态是简单插 入安装件40中或借助于弹簧支撑。光导元件18的刚性固定可通过粘 合剂粘结实现。
图2表示穿过触敏瞬时接触开关10的示意横截面，这个横截面 与图1相比被转动90。。按照在图1中描述的元件，图2表示多角光 导元件18，该光导元件18以楔形方式在其底侧和其顶侧区域30、 24 之间延伸，并且借助于通过安装件40的夹持被安装。
图3示意地表示多角光导元件18,在图中指示出在光导元件18 的底侧区域30与顶侧区域24之间从发射器12延伸的发射通道20和 延伸到接收器14的接收通道22。在表明的示例情形下，光导元件18 的在其上有发射通道20和接收通道22的重叠26的区域的比例是0%。 发射通道20和接收通道22因此彼此完全分离。除发射通道20和接 收通道22之外，由信号元件16借助于可见光形成的照明锥44由虚 线表示。因此，在这种构造中，光导元件18的全部顶侧区域24将用 可见光照射。
图4示意地表示光导元件18的说明-同^~以一个零件构造-使具 有圆形横截面的三个柱28形成在面对发射器12、接收器14及信号元 件16的所述元件的底侧区域30处。柱28之一相应地分配给发射器 12、接收器14及信号元件16。在这种情况下，柱28代表用于发射器 12、接收器14及信号元件16的光束引导装置。柱28和光导元件18 可由一个零件形成。然而，柱28也可置于光导元件18的底侧区域30 上。还表示出发射通道20和接收通道22以及光锥44。
图5表示本发明的第三示范实施例。在这种情况下，用于发射器 12、接收器14及信号元件16的光束引导光学装置由发射器12、接收 器14及信号元件16被布置在电路板42上离光导元件18不同距离处的事实形成。由与信号元件16离光导元件18的距离相比发射器12 和接收器14离光导元件18的不同距离实现的是，如在图5中表明的 那样，分别发射的辐射的传播波瓣具有不同的宽度。以这种方式，例 如有可能为红外辐射设置窄的发射通道20并因而也设置窄的接收通 道22,借此两个通道20、 22彼此分离。与光导元件18进一步隔开的 信号元件16产生用于可见光的较大-直径发射波瓣，从而例如照射整 个顶部区域24。
对于每个实施例，在重叠的区域26在光导元件18的顶侧区域 24的比例为在0和最大40%之间的范围内，发射通道20和接收通道 22的重叠26是适当的。在一种优选构造中，光导元件18的在其上出 现发射通道20和接收通道22的重叠26的区域的比例是在0%和最大 20%之间。光导元件18的出现重叠26的区域的比例最佳地限制在0% 和最大10%之间。
发射器12、接收器14及信号元件16优选地是装配在电路板42 上的SMD元件。信号元件16优选地是LED。包括这种类型的瞬时 接触开关10的操作装置适用于所有电子设备，但优选地适用于家用 电器。
权利要求
1. 一种触敏瞬时接触开关(10)，包括发射红外辐射的发射器(12)和接收红外辐射的接收器(14)，并且包括至少一个发射可见光的信号元件(16)，其中发射器(12)、接收器(14)及信号元件(16)辐射到单个光导元件(18)中，其特征在于由于光束引导，在光导元件(18)中发射通道(20)和接收通道(22)被分离为使得在光导元件(18)的远离发射器(12)和接收器(14)的顶侧区域(24)处可由发射器(12)照射的区和可由接收器(14)探测的区的重叠(26)仅在该区域的很小比例上产生。
2. 根据权利要求1所述的瞬时接触开关，其特征在于 用于发射器(12)、接收器(14)及信号元件(16)的光束引导装置在每种情况下是圆的或多角的柱(28)，该柱(28)形成在光导 元件(18)的面对发射器(12)、接收器(14)及信号元件(16)的 底侧区域(30)处。
3. 根据权利要求1或2所述的瞬时接触开关，其特征在于 光束引导装置被集成在光导元件(18)中。
4. 根据权利要求3所述的瞬时接触开关，其特征在于 在光导元件(18)中光束引导装置由以环形方式围绕光导元件(18)的信号元件(16)的耦合输入区域的凹槽(32)形成，或者由 在发射器(12)和信号元件(16)的耦合输入区域之间的直的或弯曲 的凹槽(46)和由在信号元件(16)和接收器(14)的耦合输入区域 之间的直的或弯曲的凹槽(46)形成。
5. 根据权利要求4所述的瞬时接触开关，其特征在于远离光导元件(18 )的中垂线(34 )的凹槽(32、 46 )的侧面(36 ) 以倾斜方式向中垂线(34)延伸。
6. 根据权利要求4或5所述的瞬时接触开关，其特征在于 面对光导元件(18 )的中垂线(34 )的凹槽(32、 46 )的侧面(38 )以倾斜方式延伸离开中垂线。
7. 根据权利要求1所述的瞬时接触开关，其特征在于 在光导元件(18 )外的光束引导通过将发射器(12 )、接收器(14 )及信号元件(16)布置在离光导元件(18)的不同距离处来实现。
8. 根据上述任一项权利要求所述的瞬时接触开关，其特征在于 光导元件(18)具有多角或圆形横截面，并且锥形地或以楔形方式在底侧区域(30)与顶侧区域(24)之间延伸。
9. 根据上述任一项权利要求所述的瞬时接触开关，其特征在于 光导元件(18 )的在其上可由发射器(12 )照射的区和可由接收器(14 )探测的区可能重叠(26)的区域的比例在0和最大40%之间， 优选地在0和最大20%之间。
10. —种用于家用电器的操作装置，包括至少一个根据权利要求1 至9中任一项的触敏瞬时接触开关(10)。
全文摘要
触敏瞬时接触开关(10)，包括发射红外辐射的发射器(12)和接收红外辐射的接收器(14)，并且包括至少一个发射可见光的信号元件(16)，其中发射器(12)、接收器(14)及信号元件(16)辐射到单个光导元件(18)中，其中由于光束引导，在光导元件(18)中发射通道(20)和接收通道(22)被分离为使得在光导元件(18)的远离发射器(12)和接收器(14)的顶侧区域(24)处，可由发射器(12)照射的区和可由接收器(14)探测的区的重叠(26)仅在该区域的很小比例上产生。
文档编号H03K17/96GK101459422SQ20081018462
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月12日
发明者G·阿尔诺德, J·沃尔夫 申请人:迪尔阿扣基金两合公司