電容式接近開關和帶有這種電容式接近開關的家用電器的製作方法

2023-10-04 18:50:44 2

專利名稱：電容式接近開關和帶有這種電容式接近開關的家用電器的製作方法
電容式接近開關和帶有這種電容式接近開關的家用電器
本發明涉及一種電容式接近開關，具有由電絕緣的蓋板所覆蓋的導電 的傳 面作為具有由於接近而改變的電容的電容器的一部分。
許多具有電容式傳感器或者開關的裝置已經公知。本發明涉及一種電 容式作用的開關的特定結構類型，其中導電的傳感器面被電絕緣的蓋板覆 蓋。這樣，用戶並不是直接接觸傳感器面，而是在接觸蓋板時僅僅接近傳 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於距 第二板(例如地)的距離，該距離例如由於用戶的手指的接近而被改變。
這種電容式接近開關已從DE 695 19 701 T2所公知。在那裡設置有半 導體開關，所述半導體開關的信號輸入端被供應有極化脈衝序列形式的輸 入信號並且所述半導體開關在靜止狀態中、即當接近開關不被操作時處於 截止狀態，使得在半導體開關的信號輸出端上不存在輸出信號。當然，這 種接近開關的缺點是，由於老化過程或者環境條件的改變而不能保證對通 過用戶的操作的可靠識別。
因此，本發明所基於的任務在於，提供一種改進的、低成本的電容式 接近開關。
上面所說明的任務在根據開頭所述類型的電容式接近開關方面根據本 發明通過以下方式來解決，即該接近開關具有用於產生參考信號以確定接 近開關的操作^R態的參考傳感器面，其中參考信號的信號分量與利用參考 傳感器面所構成的參考電容器的電容成比例，並且參考電容器的電容通過 傳感器面的環境條件來確定。這帶了如下優點，環境條件、例如溼度、溫 度或者時間溫度梯度對傳感器面的輸出信號的影響、而且由於老化弓跑的 材料改，傳感器面的輸出信號的影響通過參考信號來確定並且在分析輸 出信號時可以加以考慮，所述輸出信號與利用傳感器面所構成的電容器的 電容成比例。另一優點在於，在與電網開關連接的設備中ffiil參考信號己 經可以在接通時確定是否存在對接近開關的操作。總之，Mil參考信號可 以減小在分析輸出信號時的合理性詢問(Plausibilitaetsabfrage)。{ 地，參考傳感器面和傳 面布置在共同的載體上、尤其是布置 在載體的相同側上。M參考傳感器面與傳感器面在空間上的靠近而保證 參考信號^^(專麟面的幹擾電容。
根據一種優選的實施形式，該載體以與蓋板相間隔的方式布置，並且 在蓋板與載體之間布置有導電體，所述導電體跨接該距離並且與傳感器面 導電連接和/或至少利用其表面的一部分形成傳感器面的一部分。通過導電 體，傳感器面的靈敏的敏感器特性從載體移向蓋板的後側。參考傳感器面 通過載體與蓋板之間的空氣層而相對於尤其是在用戶接觸時在蓋板前側處 的電荷變化絕緣，使得防止用戶對參考傳感器面的有意或者無意的操作。
合乎目的地，在傳感器面上施加時鐘信號並且在參考傳感器面上施加 另一時鐘信號或者相同的時鐘信號。以這樣的方式，參考電容器的電容可 以類似於利用傳自面所構成的電容器的電容來確定並且參考信號可以類 似於其輸出信號被處理。尤其是由微處理器的輸出端(例如模擬輸出端或 者數字輸出端)所輸出的時鐘信號有利地是周期性時鐘信號、尤其是矩形
信號，並且具有 地在10至100千赫茲的範圍中的頻率。由此，保證了
通過傳感器面形成的電容器的電容的足夠的詢問頻率用以檢測接近開關的 操作。ltw卜，還可以省去用於產生時鐘信號的、昂貴的單獨的頻率發生器， 由此減小了所需部件的數目。
優選地，在傳感器面處和在參考傳感器面處以時分多路復用方法施加 時鐘信號。由於時鐘信號的高頻率，保證了通過傳感器面形成的電容器的 和參考電容器的電容的足夠的詢問頻率用以檢測接近開關的操作。{頓僅 一個時鐘信號具有如下優點，只需要一個時鐘信號發送器。在確定接近開 關的操作狀態時，參考信號以簡單的方式由微處理器的軟體禾聘加以考慮。
在優選的實施形式中，其中載體以與蓋板相間隔的方式布置並且在蓋 板與載體之間布置有導電體，所述導電體跨接該距離並且與傳感器面導電 連接和/或至少利用其表面的一部分形成傳 的至少一部分，己證明特別 有利的是，在載體上如此布置至少一個電子器件，使得其突出進空腔中， 該空腔被導電體包圍。導電體尤其與布置在電路板的後側上的屏蔽面一起 形成用於電子器件的一種法拉第籠，使得所述電子器件相對於周圍環境的 電磁幹擾信號受屏蔽，其中導電體尤其是由伸展體盤繞的壓力彈簧。 地，半導體開關以這種方式被布置在載體上並且從電磁幹擾信號被屏蔽， 使得輸出信號的質量得以改善。有利地，在載體上以突出進由導電體包圍的空腔中的方式和/皿ilii傳自面所限定的區域內布置發光元件，例如LED、白熾燈或者光導體。 所述發光元件可以用於標識傳感器面或者用於用信號通知接近開關的不同 開關狀態。此外，為了對傳感器面進行位置標識，標記例如可以以壓印形 式被安置在蓋板的上側或者在透明的蓋板的情況下安置在蓋板的下側。 地，家用電器，譬如洗衣機、乾衣機、洗碗機、烹飪設備、抽菸 機、製冷設備、空調設備、熱水器或者吸塵器或者用於家用電器的輸入區 配備有至少一個根據本發明的接近開關。因此，家用電器可以配備有包括 輸入區的通常的隔板(Blende)，使得保護家用電器防止汙物或者溼氣的進 入。隔板在此對應於電絕緣的蓋板並且例如可以由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、 塑料、木材或者石頭製成。此外，通過根據本發明的接近開關保證了設備 安全性，因為當不再有接近開關的功能能力時家用電器自動地被關斷。根據一種 的實施形式，輸入區具有多個傳感器面，所述傳感器面 以矩陣形式連接用於以多路復用方法工作。此外，輸入區可以具有一個或 者多個參考傳感器面。由於時鐘信號的高頻率而保證了對M31傳感器面形 成的電容器的以及此外參考電容器的電容的足夠的詢問頻率用以確定通過 用戶的操作。使用僅一個時鐘信號的優點是，只需要一個時鐘信號發送器。在另一實施形式中，至少兩個傳感器面尤其在蓋板的後側或者在共同 的載體上以相鄰的方式來布置，並且一起形成位置傳感器。根據基於屬於 傳感器面的輸出信號在相對於傳感器面的哪個位置處檢測用戶的操作，可 以觸發不同的開關狀態。以這樣的方式，形成不具有在機械方面要移動的 元件的滑動開關，其方式是用戶例如用手指掠過蓋板或者隔板的分配給位 置傳 的區域。應指出的是，從屬權利要求的特徵在不偏離於根據本發明的構思的情 況下可以任意地彼此組合。下面根據附圖將更為詳細地闡述本發明。

圖1以示意性音曬圖的方式示出了具有隔板的家用電器的片段，該隔 板具有根據本發明的輸入區，圖2以示意性正視圖的方式示出了具有圍繞傳感器面的屏蔽面的傳感 器面的實施形式，圖3a、 3b示意性ite出了在用戶對根據本發明的電容式接近傳感器操 作盼瞎況下根據圖1的輸入區的片段，圖4示出了根據本發明的電容式接近開關的示意性電路的片段，圖5示出了根據本發明的具有有源屏蔽的接近開關的示意性電路的片段，圖6示出了根據圖1的具有多個以矩陣形式接線的本發明接近開關的 輸入區的示意性電路，圖7以示意性正視圖的方式示出了兩個傳自面的實施形式，所述兩 個傳麟面形成位置傳繊，圖8以示意性剖面圖的方式示出了具有根據圖4的電路的電子器件的、 根據圖1的輸入區的片段，所述電子器件突出進由壓力彈簧所包圍的空腔 中。在進一步探討附圖之前，應注意到，彼此相應的或者相同的元件或者 零件在根據本發明的電容式接近開關的不同實施形式中在所有附圖中通過 相同的參考標記5K示。如果在附圖中使用了相同類型的以不同方式參考 的多個元件或者零件，則對相應的參考標記的(多個)領先位置分別選擇 (多個)相同的數字。相應參考標記的後續位置用於區分相同鄉的元件或 者零件。在圖1中以示意性咅靦圖的方式示出了具有隔板2的家用電器1的片 段，該隔板具有根據本發明的輸入區3。隔板2被構造為電絕緣的蓋板，該 蓋板由電介質，譬如玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、塑料、木材或者石頭構成。 輸入區3包含多個結構相同的電容式接近開關4，其中僅僅示出了兩個並且在下面僅對其中一^a4亍描述。具有朝向隔板2的後側6的導電傳感器面7的電路板5以與隔板2相間隔的方式布置。電路板5可以是塑料板，該塑 料板在其板側中的至少一個上具有所駄的傳麟面7和必要時印製導線, 其中傳感器面7通31所述印製導線與接近開關4的電路14 (參見圖4、 5 和6)導電連接。傳皿面7的導電層可以構造成不同的形狀，例如圓形或 者有角的、全面的、格柵狀或者框架狀。在隔板2與電路板5之間布置有盤繞的壓力彈簧8形式的導電體，該 壓力彈簧 地由彈簧絲來構造。壓力彈簧8在其上端具有平坦的線圈調 節器(Windungsteller) 9，該線圈調節器由多個線圈構成，所述線圈由於壓 力彈簧8所處的壓應力而螺旋狀相互交錯並且皿配合地與隔板2的後側6 的略微拱起的形狀相匹配。壓力彈簧8在其下端具有下線圈9'，其中所述 壓力彈簧藉助所述下線圈平坦地緊貼在電路板5的傳感器面7上並且在那 裡與電路板5的傳自面7例如相焊接或者粘合，或者所述壓力彈簧藉助 所述下線圈僅在壓應力下而固定地緊貼在電路板5的傳自面7上，使得 在壓力彈簧8與電路板5的傳感器面7之間形成導電連接。通31i^種導電 連接，傳 面7的靈敏的敏感^#性從電路板5移向隔板2的後側6並 且壓力彈簧8現在在其側尤其是與其線圈調節器9、 9'一起構成傳感器面7 的至少一部分。代替作為盤繞的金屬壓力彈簧8，導電體也可以具有其他形 狀，譬如圓柱形、錐形或者長方體形，禾B/或由其他導電的材料構造，譬如 由導電的塑料或者由具有金屬鐵心的塑料構成。在傳 1面7所處於的、電路板5的相同側上、也即在電路板5的朝 向隔板2的後側6的前側上布置有導電的參考傳 面10。參考傳感器面 10類似於傳麟面7與接近開關4的電路14導電連接。可以為針傳繊 面7 ^S所屬的參考傳^I面10或者為多個或者所有傳感器面7設置一個 共同的參考傳感器面IO。不同於傳^面7，在參考傳感器面10中缺少導 電的壓力彈簧8，使得參考傳感器面10 M31電路板5與隔板2之間的空氣 層相對於在隔板2的前側處的電荷或電荷變化電絕緣。在電路板5 (Leit邵latte)的後側上，在傳繊面7或者參考傳繊面 10的位置處分別布置有導電的屏蔽面11，該屏蔽面的功能方式下面在圖5 中進一步予以描述。代#^傳感器面7或者每參考傳感器面10的M屏蔽 面ll，可以設置唯一的屏蔽面，該唯一的屏蔽面在電路板5的旨後側上 延伸或者至少在電路板5的後側上覆蓋包括傳 面7或者參考傳 面 10的區域。尤其，電路板5可以是柔性電路板或者敷銅的塑料膜。在圖2 中所示的另一可替代的實施形式中，在此被實施為圓形的傳 面7和屏 蔽面11兩者都位於電路板5的前側。屏蔽面11這裡3131導電層構成，該 導電層以框架狀形式包圍傳感器面7，其中該框架的皿與傳 面7的外部輪廓相匹配。接近開關4的電路14可以布置在電路板5的前側或者後側上或者布置 在制蟲的印製電路板上。此外，為多個或者所有接近開關4設置共同的電 路14。在圖1中所示的實施形式中，在電路板5的後面的區域中布置有電 子模±央12，該電子模塊具有印製電路板(Platine) 13，該印製電路板在其 朝向電路板5的前側上具有接近開關4的電路14並且在其後側裝配有家用 電器l的功率電子系統15。該印製電路板13與電路板5導電連接(未示出)。現在如果如在圖3a中所示的那樣元件、譬如用戶的手指16 (所述元件 或者手指攜帶與傳感器面7的電勢不同的電勢、尤其是地電勢)接近隔板2 的與傳感器面7相對的表面區域和/或與其接觸，貝U由此引起由所涉及的元 件或者手指16、隔板2和傳感器面7或者傳自面7和壓力彈簧8 —起組 成的電容器17的電容變化(參見圖3b)。由於傳感器面7與接近開關4的 電路14導電連接，所以電容變化可以fflii電路14來確定並且進一步被分 析用以觸發開關信號，如下面進一步描述的那樣。此外，在電路板5上可 以在壓力彈簧8內的區域中設置光源35 (參見圖8)，譬如LED，以便標識 傳感器面7或者用信號通知接近開關4的不同的開關狀態。在圖4中示出了電路14的電路圖的片段。電路14具有PNP雙極晶體 管作為半導體開關18，其中傳感器面7通過限流電阻20與所述PNP雙極 電晶體的控制輸A^ 19、即與其基極相連。財卜，半導體開關18還具有 信號輸入端21、即PNP雙極電晶體的，極和信號輸出端22、即PNP雙 極電晶體的集電極，其中信號輸入端21通3iSM發射極電阻23與傳麟 面7相連。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 電晶體中的方式來實施。為了進一步處理輸出信號，半導體開關18的信號 輸出端22與公知鄉的採樣保f轉及24相連，M31所述採樣保持級可以提 供與輸出信號的脈衝峰值的幅度成比例的直流電壓信號並且該採樣保持級 在此不作進一步描述。對採樣保持級24可替代地，為了處理輸出信號，半 導體開關18的信號輸出端22可以與公知的積分器電路或者公知的峰值電 壓測量器相連(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相連，而半導體開關18的信號輸出端22通過採樣保 持級24與微處理器26的模擬信號輸入端27相連。代替一個微處理器26 ，也可以^ffl兩個不同的微處理器，其中一個與半導體開關18的信號輸A^ 21相連而另一個與半導體開關18的信號輸出端22相連。代替PNP雙極晶 體管也可以使用其他半導體開關18，譬如NPN雙極電晶體、場效應電晶體 或者通常所有的可控半導體元件。在半導體開關18的信號輸A^ 21處施加時鐘信號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是矩形的、周期 性電壓信號，該電壓信號被微處理器26有規律地在接地電勢、即低(LOW) 電平與接近開關4的電路14的工作電壓、即高(HIGH)電平之間切換， 其中接地電勢可以不同於用戶的地電勢。時州言號28的時鐘頻率雌地在 10至100千赫茲之間的範圍內。半導體開關18的信號輸出端22、即PNP 雙極電晶體的集電M^由另一電阻29 ，樣保持級24的參考電勢上。在 時鐘信號28的低電平時，半導體開關18的信號輸入端21和因此PNP雙 極電晶體的發射極E以及基極發射極電阻23被置於接地電勢。這導致傳感 器面7或者電容器17 Mil限流電阻20和基極鄉極電阻23放電。由此， PNP雙極電晶體的基極B相對於PNP雙極電晶體的劃付及E變為正並且 PNP雙極電晶體截止。在時鐘信號28的低電平之後的高電平時，傳 面 7和因此電容器17 i!31S極，極電阻23禾叩艮流電阻20被充電。在傳感 器面7或電容器17的充電時間期間，在基極^l寸極電阻23上存在電壓降。 由此，PNP雙極電晶體的基極B相對於發射極E為負並且PNP雙極電晶體 變為導通並且接通如此長的時間，直至傳感器面7或電容器17被充電為時 鍾信號28的高電平為止。在傳 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上施加有輸出信號，該輸出信號與傳感器面 7或者電容器17的電容成比例。因此，在半導體開關18的信號輸出端22 上施加有輸出信號，該輸出信號跟隨時州言號28，並且其信號分量與傳感 器面7或者電容器17的電容成比例。該輸出信號藉助採樣保持級被轉換成直流電壓信號並且施加在微處理 器26的模擬信號輸入端27上。為了分析直流電壓信號的和從而輸出信號 的信號分量的時間變化，微處理器26例如藉助軟體，聘來構造。根據連續 時鐘周期的輸出信號的信號分量(譬如脈衝峰值的高度或者脈衝寬度)如 何快速地變化，由微處理器26識別接近開關4的操作。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，則這被識別為操作，如果信號分量較緩斷也變化，則不存在操作。以這樣的方式，對接近開關4 的操作的確定與輸出信號的絕對值無關，由此消除了例如由於老化過程弓I 起的其長期改變。在圖5中示出了根據本發明的具有有源屏蔽的接近開關4的電路14的 片段。該有源屏蔽艦屏蔽面11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A^ 21相連，並且在所鄉蔽面上與傳感器面7同 時iMl該低歐姆電阻30施加時鐘信號28。 M3S當;tte擇低歐姆電阻 30，可以使屏蔽面11處的時鐘信號28的信號糊犬與傳感器面7處的時鐘 信號28的信號皿相適應，使得在屏蔽面11與傳感器面7之間不出現電 勢差並且由此不出現電荷載流子的遷移，並且因此保證相對於幹擾電容通 過屏蔽面11對傳感器面7的屏蔽。為了施加接地電勢，屏蔽面ll經由開關31與地相連，該開關在這裡 所示的實施形式中是NPN雙極電晶體。開關31具有控制信號輸入端32、 即NPN雙極電晶體的Sfe該雙極電晶體與微處理器26的控制信號輸出 端33相連。因此，開關31或者NPN雙極電晶體可以以簡單的方式M51微 處理器26的軟體程序來開關。為了對接近開關4進行功能檢驗、即為了確 定輸出信號的參考值，屏蔽面11 il31開關31暫時與接地電勢相連，由此 使有源屏蔽暫時失效並皿接近開關4的操作進行仿真。以這樣的方式可 以檢驗，在操作接近開關4時是否存在輸出信號的足夠的信號偏移 (signalhub)，或者是否可能由於隔板2的汙染或者沾溼、由於如溫度或者溼 度的環境斜牛或者由於接近開關4的老化過程而存在誤動作。輸出信號的 信號偏移也許可以艦時鐘信號28的高度的改變而動態地被匹配，即接近 開關4可以自動地被校準，由此接近開關4的功能安全性得以改善。如果 由於例如變髒的隔板2而不再保證接近開關的可靠的功能時，家用電器1 被自動地關斷。參考傳 面10根據傳 面7來連接。參考傳感器面10與傳感器 面7鄰&t也布置，使得參考傳,面10的或者利用參考傳 |面10所構 成的開放式參考電容器的電容是用於傳感器面7的環境劍牛(也即幹擾電 容)的尺度，但也是用於由溫度、溼度或者由於老化引起的材料改變對輸出信號的影響的尺度。尤其是以時分多路OT方法在參考傳感器面10處施加與在傳自面7處相同的時鐘信號28。也就是說，給傳,面7和參考 傳,面10相繼地供應相同時鐘信號28的不同周期。對此可替代地，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到參考 傳 面10。由參考傳感器面10所產生的參考信號在分析由傳,面7 產生的輸出信號時在微處理器26中被考慮作為輸出信號的基本電平，並且 因此用於確定接近開關4的操作狀態。在與電網開關接通的家用電器1的 情況下，藉助參考信號已在接通時確定是否存在接近開關4的操作。在圖6中示出了輸入區3的示意性電路14，具有以3x3矩陣形式連接 的九個本發明接近開關4用於以時分多路復用方法工作。首先的三個接近 開關的傳 面711、 712、 713與微處理器26的第一信號輸出端251相連。 其次的三個接近開關的傳^l面721、 722和723與微處理器26的第二信 號輸出端252相連。再次的三個接近開關的傳感器面731、 732和733與微 ，器26的第三信號輸出端253相連。傳,面711、 721和731 ffiil其 分別所屬的半導體開關和第一採樣保持級與微處理器26的第一f言號輸A^ 271相連。傳繊面712、 722和732艦其分別所屬的半導體開關和第二 採樣保持級與微處理器26的第二信號輸入端272相連。傳感器面713、 723 和733 M其分別所屬的半導體開關和第三採樣保持級與微處理器26的第 三信號輸A^273相連。分別對於預先給定的持續時間、即對於預先給定數量的時鐘周期，由 微處理器26的三個信號輸出端251 、 252和253之一輸出時鐘信號28。在 此，信號輸出端251、 252和253相繼地交替，這以循環的方式被重複。在 由三個信號輸出端251、 252和253之一輸出時鐘信號28的持續時間中， 微M器26的所有三個信號輸入端271、 272和273分別被分析。以這樣 的方式，藉助僅僅一個電路可以如下相繼地檢驗所有九個傳感器面711、 712、 713、 721、 722、 723、 731、 732和733:是否存在M)1用戶對相應接 近開關的操作。在圖7中以示意性正視圖的方式示出了兩個傳 面71和72的實施 形式，所述傳感器面一起構成了位置傳感器。傳感器面71和72以直角三 角形的形狀來構造並且相鄰地布置在共同的載體5上或隔板2的後側上，其中傳感器面71和72利用其相應的斜邊相對。傳感器面71和72由共同 的屏蔽面ll圍繞，該屏蔽面在傳 面71、 72之間沿著三角形的斜邊延 伸。根據M31用戶在傳繊面71、 72的和從而位置傳麟的區域中接觸隔 板2而在相對於傳感器面71 、72的橫向伸展的明I5個位置上由用戶進行操作， 由於傳感器面71、 72的三角形微，禾,傳麟面71、 72構成的電容器 的電容不同。因此，根據屬於傳感器面71、 72的輸出信號可以確定操作的 位置並且由此觸發對應於或者分配給該位置的開關狀態。在通過例如用戶 將其手指在隔板2上移動而改變或者偏移操作位置的情況下，該變化同樣 被檢測並且必要時對應於新位置的開關狀態被觸發。以這樣的方式，位置 傳感器形成了不具有在機械方面要移動的元件的滑動開關，通過所述滑動 元件例如可以在灶臺、空調或者製冷設備情況下調節溫度或者功率。在圖8中以示意性剖面圖的方式示出了根據圖1的輸入區的片段。在 電路板5上施加焊環(L6tnng) 7'，由盤繞的壓力彈簧8的兩個下線圈構成 的線圈調節器9'藉助所述焊環與電路板5相焊接並且以這樣的方式與電路 14相連。壓力彈簧8用其線圈包圍空腔34。在電路板5上，在焊環7'內在 電路14的電子器件的朝向蓋板2的側上布置有具有其對及，極電阻23 和其限流電阻20的半導體開關18的PNP雙極電晶體以及發光二極體35， 其突出進壓力彈簧8所包圍的空腔34內。為了育灘實5J^/ 述電子器件與電 路14的其它器件電連接，焊環7'不是完全封閉的環，而是在側面是中斷的 (未示出)。對此可替代地，也可以穿過電路板5來實現電連接。壓力彈簧8 與布置在電路板5的後側上的屏蔽面11 一起形成用於布置在壓力彈簧8的 內部區域34中的電子器件的法拉第籠，使得所述電子器件相對於環境的電 磁場被屏蔽。參考標記列表 1家用電器2隔板 3輸入區 鬥接近開關 5電路板 6隔板的後側 7傳繊面 7,焊環 8壓力彈簧9上線圈的線圈調節器9'下線圈的線圈調節器10參考傳繊面11屏蔽面12電子模塊13印製電路板14接近開關的電路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A^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 S^及發身訴及電阻 24採樣保織25微處理器的模擬信號輸出端 26微處理器
27微鵬器的模擬信號輸A^
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由壓力彈簧所包圍的空腔 35發光二極體
權利要求
1. 電容式接近開關，具有由電絕緣的蓋板(2)所覆蓋的導電的傳感器面(7)作為具有由於接近而可改變的電容的電容器(17)的部分，其特徵在於，所述接近開關(4)具有用於產生參考信號以確定接近開關(4)的操作狀態的參考傳感器面(10)，參考信號的信號分量與利用參考傳感器面(10)構成的參考電容器的電容成比例，並且參考電容器的電容通過傳感器面(7)的環境條件來確定。
2. 根據t又利要求1所述的接近開關，其特徵在於，參考傳 1面(10) 和傳感器面(7)布置在共同的載體(5)上。
3. 根據權利要求2所述的接近開關，其特徵在於，參考傳繊面(10) 和傳感器面(7)布置在載體(5)的相同側上。
4. 根據權利要求2或者3所述的接近開關，其特徵在於，載體(5)以與 蓋板(2)相間隔的方式布置，並且在蓋板(2)和載體(5)之間布置有導電 體(8)，所述導電體跨接該間隔並且與傳感器面(7)導電連接和/或至少利用 其表面的一部分形成傳自面(7)的至少一部分。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的接近開關，其特徵在於，在傳感 器面(7)處施加時鐘信號(28)並且在參考傳感器面(10)處施加另一時鐘 信號或者相同的時鐘信號(28)。
6. 根據木又利要求1至4中任一項所述的接近開關，其特徵在於，在傳感 器面(7)處和在參考傳感器面(10)處以時分多路復用方法施加時鐘信號(28)。
7. 根據禾又利要求4所述的接近開關，其特徵在於，在載體(5)上如此布 置至少一個電子器件(18， 20， 23， 25)，使得所述電子器件突出進空腔中， 所述空腔由導電體(8)包圍。
8. 根據豐又利要求7所述的接近開關，其特徵在於，電子器件是半導體開 關(18， 20， 23)禾口/戱光元件(35)。
9. 根據權利要求7或者8所述的接近開關，其特徵在於，導電體(8)是 由伸展體盤繞的壓力彈簧。
10. 用於家用電器的輸入區，具有至少一個根據權利要求1至9中任一項 所述的接近開關(4)。
11. 根據權利要求10所述的輸入區，其特徵在於，多個傳繊面(711、 712、 713、 721、 722、 723、 731、 732、 733)以矩陣形式連接用於以多路復用 方法工作。
12. 根據權利要求10或者11所述的輸入區，其特徵在於，至少兩^M專感 器面(71， 72)相鄰地布置並且一起形成位置傳感器。
13. 家用電器，具有根據權利要求10至12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)，具有由電絕緣的蓋板(2)所覆蓋的導電的傳感器面(7)作為具有由於接近而可改變的電容的電容器(17)的部分。該接近開關(4)具有用於產生參考信號以確定接近開關(4)的操作狀態的參考傳感器面(10)，其中參考信號的信號分量與利用參考傳感器面構成的參考電容器的電容成比例，並且其中參考電容器的電容通過傳感器面(7)的環境條件來確定。
文檔編號H03K17/955GK101283508SQ200680031724
公開日2008年10月8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·雷因克, H·-J·羅馬諾夫斯基, J·格羅瑟, W·克洛普弗 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司