操作装置、特别是用于电子家用设备的操作装置的制作方法

本发明涉及一种操作装置、特别是用于电子家用设备的操作装置。

背景技术

带有接触和/或接近灵敏的操作元件的操作装置通常具有刚性的覆盖板，该覆盖板限定操作区并且该覆盖板在该操作区中对于红外的或可见的辐射设计为至少部分可穿透的。光学传感器包含至少一个用于发射电磁辐射的发送器和至少一个用于检测电磁辐射的接收器，所述电磁辐射由该发送器发射、传播穿过操作区并且由操作元件、例如用户放到覆盖板的用户侧上的手指反射。接触和/或接近灵敏的结构型式的设计为滑动控制器或者滑动器的操作装置通常具有含面向用户的用户侧的覆盖板，其中，所述覆盖板具有一个含多个沿着操作线设置的操作区段的操作区。多个光学传感器设置在覆盖板的背离用户的背侧上，其中，所述多个操作区段中的每个操作区段都设有所述多个光学传感器的至少一个发送器和所述多个光学传感器的至少一个接收器。电子控制器件分析由所述多个光学传感器的所述至少一个接收器产生的测量信号。然而，这些传统的光学滑动控制器仅在覆盖板透光的情况下工作。

此外，例如由申请人的de102014007036a1已知一种操作装置，该操作装置具有一个或多个能通过力作用操纵的单独的压力按键，对所述压力按键的操纵可以借助于光学传感器检测。这种已知的操作装置尽管其光学的工作原理也可以在覆盖板不透光的情况下使用。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种改进的以滑动控制器型式的操作装置，在该操作装置中也可以使用覆盖板，所述覆盖板对于由光学传感器发射的辐射仅具有低的穿透性或完全不具有穿透性。

该任务通过具有权利要求1的特征的操作装置解决。本发明的特别优选的实施方案和进一步改进方案是从属权利要求的技术方案。

本发明的操作装置包括：覆盖板，该覆盖板具有面向用户的用户侧，其中，该覆盖板具有一个操作区，该操作区具有多个沿着一条操作线设置的操作区段；多个光学传感器，其中，所述多个操作区段中的每个操作区段都设有所述多个光学传感器的用于发射电磁辐射的至少一个发送器和所述多个光学传感器的用于检测电磁辐射的至少一个接收器；以及电子控制器件，用于分析由所述多个光学传感器的所述至少一个接收器产生的测量信号。根据本发明规定：所述覆盖板的操作区的多个操作区段分别这样设计，使得所述操作区段能通过来自覆盖板的用户侧的压力至少部分弹性地变形和/或运动；所述覆盖板的操作区的多个操作区段分别这样设计，使得所述操作区段至少部分地反射由与所述操作区段相配的发送器发射的辐射；所述至少一个接收器这样设置和/或设计，使得所述至少一个接收器能实现位置分辨地检测由操作区段反射的辐射，该操作区段与所述至少一个接收器相配；并且所述电子控制器件根据所反射的辐射在所述至少一个接收器上的检测位置来探测对操作区段的操纵，该操作区段与所述至少一个接收器相配。

按照本发明的操作装置是滑动控制器，该滑动控制器光学探测对其的操纵，其中，所述光学探测能与覆盖板的透光性无关地可靠地实现。在按照本发明的操作装置中特别是也可以使用由金属制成的覆盖板。

在按照本发明的操作装置中，操作区的所述多个操作区段中的每个操作区段都设有至少一个光学发送器和至少一个光学接收器。在一种实施方式中，所述多个光学传感器中的每个光学传感器都具有一个发送器和一个接收器，并且所述多个光学传感器中的每个光学传感器都与一个操作区段相配。在另一实施方式中，所述多个光学传感器中的每个光学传感器都具有一个与一个操作区段相配的发送器并且为多个光学传感器共同设置一个接收器；在又另一实施方式中，所述多个光学传感器中的每个光学传感器都具有一个与一个操作区段相配的接收器，并且为多个光学传感器共同设置一个发送器。

在按照本发明的操作装置中，所述操作区段的最小化的变形或者说运动行程足以能够检测由用户的操纵，因为在操作区段上的反射位置的改变非常小时就已经引起电磁辐射的非常不同的偏转。因此，对操作区段的操纵可以通过电子控制器件非常可靠地识别出。

此外，在这样设计的操作装置中，与传统的具有电容式的、电感式的或者压电式的工作原理的能通过力作用操纵的压力按键相比，在制造和装配构件时的公差可以是更大的。这通过在操作区段上的反射位置的改变最小时就已经引起的在接收器上的强烈不同的检测位置来实现。这也可以减少易出错性并且因此提高操作装置的可靠性。

因为对于探测对操作区段的操纵来说，检测所反射的辐射在相应接收器上的检测位置的相对改变就足够(与检测绝对值不同)，所以在按照本发明的操作装置中也可以省去校准过程。

就此而言，覆盖板可以由任意的材料、以任意的规格并且以任意的设计制成。覆盖板优选是例如电子家用设备的操作面板。

操作区段优选与覆盖板构成一件式的、作为单独的部件嵌入到覆盖板中或者作为单独的部件与覆盖板连接。具有所述多个操作区段的操作区为用户限定操作装置的滑动控制器，他/她为了操纵可以使操作元件、例如手指在压力作用下沿着该滑动控制器运动。操作区优选对于用户是可辨识的，优选通过该操作区的用户侧的特殊造型(触觉标记)、具有颜色和/或符号的标记、背光灯、与覆盖板其余部分的可识别的边界和类似物。

操作区段能分别通过来自覆盖板的用户侧的力作用至少部分弹性地变形和/或运动。弹性的可变形性优选通过操作区段的特殊的材料选择和/或特殊的规格实现。弹性的可运动性优选可以通过将操作区段弹性地支承在覆盖板中的穿破部中实现。

由光学传感器发射且检测的电磁辐射优选是光学辐射、优选是在可见波长范围或者红外波长范围内的光学辐射。所述至少一个接收器在能由其检测的电磁辐射方面与由所述至少一个发送器发射的电磁辐射相协调、优选相应的波长范围基本上一致或具有显著的重叠范围。

光学传感器的发送器优选是发光二极管(led)、激光二极管、白炽灯、卤素灯或类似物。但是，发送器也可以通过环境光实现，该环境光可以通过例如设备壳体中的或覆盖板中的相应的开口到达操作区段的背侧上。

光学传感器的接收器能实现位置分辨地检测所反射的辐射。优选地，所述接收器分别由恰好一个具有位置分辨的工作原理的接收元件形成或分别由多个基本上并排设置的接收元件形成。与此相应地，接收元件优选从ccd芯片、有源像素传感器、光电二极管、光电晶体管、环境光传感器和类似物中选择。

操作区的操作区段分别这样设计，使得所述操作区段可以至少部分地反射由相应的发送器发射的辐射。操作区段的这种反射特性优选通过操作区段或者说操作区的特殊的材料选择、通过操作区段的背侧的特殊的表面结构、通过操作区段的背侧的特殊的表面处理(优选涂层等等)或者类似方式来实现。

除了能通过力作用操纵的且能光学分析的操作区之外，操作装置例如可以包括具有其他工作原理的另外的操作区。在此，特别是也可以使用单独的按键、其他压力按键和接触和/或接近灵敏的按键。

光学传感器优选装配在承载板上。所述承载板优选基本上平行于覆盖板设置并且例如构成为电路板。

在本发明的一种优选的实施方案中，操作区或者说操作区的操作区段对于由所述多个光学传感器的所述至少一个发送器发射的辐射是基本上不可穿透的。优选地，操作区以及优选还有覆盖板由金属制成。

在本发明的一种有利的实施方案中，在覆盖板的背离用户的背侧上在操作区的所述多个操作区段之间分别设有一个支撑件，该支撑件阻止覆盖板在所述多个操作区段之间由于来自覆盖板的用户侧的压力而弹性地变形或运动。借助于这些支撑件可以将操作区的各个操作区段彼此分开，从而每次仅恰好一个操作区段弹性地变形或运动，并且与此相应地也探测对仅一个操作区段的操纵。这能实现通过电子控制器件可靠地分析对滑动控制器的操纵。此外，当用户以压力拂过滑动控制器时，在从一个操作区段切换至下一个操作区段时这些支撑件给他/她一个触觉反馈。所述支撑件优选装配在承载板上，该承载板也承载光学传感器。

在该实施方案中，所述多个支撑件优选对于由所述多个光学传感器的所述至少一个发送器发射的辐射是基本上不可穿透的。因此，所述支撑件同时也用作传感器框架，并且阻止相邻的光学传感器之间的串扰。

在本发明的进一步有利的实施方案中，在覆盖板的背离用户的背侧上在操作区之外设有框架，该框架阻止覆盖板在操作区之外由于来自覆盖板的用户侧的压力而弹性地变形或运动。借助于该框架可以将操作区域与覆盖板其余部分分开，从而每次仅操作区的一个操作区段弹性地变形或运动。这能实现：通过电子控制器件可靠地分析对滑动控制器的操纵。所述框架优选装配在承载板上，该承载板也承载光学传感器。

在该实施方案中，所述框架优选对于由所述多个光学传感器的所述至少一个发送器发射的辐射是基本上不可穿透的。因此，所述框架例如可以阻止与相邻的另外的按键的光学传感器或类似物的串扰。

在本发明的一种有利的实施方案中，多个操作区段分别设有一个接收器并且所述多个操作区段的接收器由电子控制器件时钟驱动地运行。该实施方案的优点特别是在于，多个操作区段设有一个共同的发送器。以这种方式，尽管共同使用发送器，必要时仍可以相互区分对不同操作区段的操纵。

在本发明的一种有利的实施方案中，多个操作区段分别设有一个发送器并且所述多个操作区段的发送器由电子控制器件时钟驱动地运行。该实施方案的优点特别是在于，多个操作区段设有一个共同的接收器。以这种方式，尽管共同使用接收器，必要时仍可以相互区分对不同操作区段的操纵。

此外，本发明的技术方案是一种电子家用设备，其具有本发明的至少一个上述的操作装置。

所述电子家用设备优选是衣物处理设备(洗衣机、衣物干燥机等等)、洗碗机、冷藏和/或冷冻设备(冰箱、冷冻箱等等)、烹调区、灶、微波炉、排气装置或类似物。

附图说明

本发明的上述以及另外的特征和优点由借助于附图对优选的、非限制性的实施例的以下说明变得更好理解。其中，唯一的图1示出本发明的操作装置的一种实施例的示意性的横剖视图。

具体实施方式

操作装置具有例如以例如电子家用设备的操作面板形式的覆盖板10。所述覆盖板10具有面向用户的用户侧10a(在图1中上方)和背离用户的背侧10b(在图1中下方)，该用户侧对应于操作板的或者设备的外侧，该背侧对应于操作板的或者设备的内侧。覆盖板10例如由塑料或者金属制成。

所述覆盖板10具有操作区12，该操作区为用户限定可以由其操纵的滑动控制器。操作区12包含多个操作区段12a至12f，这些操作区段沿着一条(例如直线形的、弧形的、圆形的等等)操作线设置。操作区段12a至12f集成到覆盖板10中或者说与该覆盖板构成为一件式的或者分别作为分开的部件嵌入到该覆盖板中并且可选地与该覆盖板连接。如在图1中的第一操作区段12a的区域中表明的那样，操作区段12a至12f分别设计成能通过来自用户侧10a的压力28、例如利用用户的手指24而弹性变形。亦即，在结束力作用28之后，操作区段12a至12f重新返回其初始状态中，所述初始状态在图1的其他操作区段12b至12f的区域中示出。

操作区12优选对于用户是标记的，以便该用户可以更轻易地找出该操作区并且辨识该操作区的功能性。为此，操作区12或其外侧10a自身可以是标记的或者覆盖板10在操作区12附近可以是标记的。所述标记例如通过颜色和/或符号视觉地进行、通过表面结构触觉地进行、通过背光灯或者信号灯电学地进行、或者以类似方式进行。操作区的各个操作区段12a至12f也可以是不同标记的，以便向用户说明滑动控制器的功能性。

在覆盖板10之后，基本上平行地且与该覆盖板间隔开间距地设有以电路板形式的承载板14。在该承载板14上可以设有电子控制器件30，该电子控制器件与家用设备的控制装置连接。电子控制器件30也可以可选地与承载板14分开地定位。

操作区12的各个操作区段12a至12f通过多个在覆盖板10的背侧上的以支撑条形式的支撑件22相互分开。这些支撑件22分别阻止覆盖板10在操作区段12a至12f之间的区域中弹性变形。此外，操作区12在覆盖板10的背侧10b上由框架20围绕，该框架阻止覆盖板10在操作区12之外弹性变形。框架20和支撑件22优选设计成不可穿透的，从而所述框架和支撑件形成用于随后描述的光学传感器的传感器框架，该传感器框架也可以阻止相邻的传感器之间的串扰以及与操作装置的另外的光学的按键的串扰。框架20和支撑件22例如紧固在承载板14上。

该实施例的操作装置针对每个操作区段12a至12f都具有一个光学传感器，该光学传感器具有例如以led形式的发送器16a至16f和例如以ccd芯片形式的接收器18a至18f。发送器16a至16f发射电磁辐射、优选在可见波长范围或者红外波长范围内的光，而接收器18a至18f可以检测同一波长范围的电磁辐射。在此，接收器18a至18f分别这样设计，使得所述接收器位置分辨地检测辐射。这意味着：一个单独的接收器元件拥有这样的能力(例如ccd芯片、传感器阵列等等)或多个接收器元件(例如光电二极管、光电晶体管等等)并排地设置且被一起分析。发送器和接收器例如沿着操作区段12a至12f的操作线相继地设置，如在图1中示出的那样。备选地，发送器和接收器也可以关于操作线并排地设置或者相互位错。

光学传感器分别定位在支撑件22之间。发送器16a至16f以及接收器18a至18f都与电子控制器件30连接。电子控制器件30例如具有微控制器或者说由这样的微控制器形成。电子控制器件30操控发送器16a至16f，亦即，在最简单的情况下仅接通和切断这些发送器或者例如时钟驱动地运行这些发送器。此外，电子控制器件30分析由接收器18a至18f产生的测量信号，以便可以探测用户对操作区段12a至12f的操纵。在此，电子控制器件30也可以分析在手指24运动26时对不同的操作区段12a至12f的操纵的时间上的顺序。

在此，光学传感器特别是如下地工作。由发送器16a至16f发射的辐射碰撞到操作区段12a至12f上或者说碰撞到所述操作区段的背侧上并且在那里被反射。在操作区段12a至12f上反射的辐射然后碰撞到所属的接收器18a至18f上并且被该接收器检测，该接收器产生相应的测量信号，该测量信号由电子控制器件30分析。在初始状态下(参看图1的操作区段12b至12f)，亦即在用户没有操纵相应的操作区段12a至12f的情况下，操作区段12a至12f处于其未变形的初始状态下并且将辐射反射至接收器18a至18f。在操纵状态下(参看图1的操作区段12a)，亦即在通过用户的手指24对操作区段12a至12f进行力作用28时，操作区段12a至12f变形并且将辐射反射至接收器18a至18f。甚至在操作区段12a至12f的变形相对小时，在所反射的辐射的检测位置方面也非常明显地改变。检测位置的这种相对的改变由位置分辨的接收器18a至18f检测，从而电子控制器件30可以检测对相应的操作区段12a至12f的操纵。仅对相对改变的检测也减少了对各个部件的尺寸和位置精度的要求，或者说扩大了在制造和装配这些部件时的允许的公差范围。

因此，除了沿着由操作区12预先确定的操作线的运动26之外，由用户对滑动控制器的操纵还要求对覆盖板10的压力操纵28，从而操作区的个别操作区段12a至12f被依次操纵。在此，可以(根据电子控制器件30的分析算法)可选地识别出用户在特定的操作区段12a至12f上的绝对输入和/或用户跨越多个操作区段12a至12f的相对输入。

所述滑动控制器的光学传感器的工作原理原则上对应于在de102014007036a1中描述的操作装置的光学传感器的工作原理。因此，在实施方案的工作原理和变型方面完全参照所述文献。利用上面借助于图1描述的操作装置将能通过力作用操纵的压力按键的由de102014007036a1已知的设计拓展到滑动控制器。

附图标记列表

10覆盖板、例如操作面板

10a10的用户侧

10b10的背侧

12操作区

12a至12f操作区段

14承载板、例如电路板

16a至16f发送器

18a至18f接收器

20框架

22支撑件、例如支撑条

24操作元件、例如手指

26滑动运动

28压力

30电子控制器件