具有觸控螢幕的操作裝置製造方法
2023-05-31 01:29:11 1
具有觸控螢幕的操作裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種操作裝置，其具有殼體（2），該殼體構造如下，即框架（3）在上側與安全玻璃（5）粘接，該安全玻璃在框架內部支承有傳感器件（6），利用該傳感器件可探測到對安全玻璃的觸摸。殼體在其下側設置有可拆卸地緊固在框架（3）上的封蓋（8）。這個封蓋支承顯示器（9），該顯示器與安全玻璃和傳感器件共同構成觸控螢幕。這樣的操作裝置可以構造成防水和防塵的並且易於清洗，這使它特別適用於食品加工設備。
【專利說明】具有觸控螢幕的操作裝置
[0001]同源申請的說明
[0002]本申請要求瑞士專利申請1172/11的優先權，該申請於2011年7月13日遞交並且就此援引其所有內容。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種操作裝置，其包括:殼體和用於輸入指令的觸控螢幕。另外本發明在另一方面涉及一種操作裝置，其包括:由玻璃或類似玻璃的材料構成的觸摸操作界面，該操作界面在背向操作的那側上具有傳感器件。
【背景技術】
[0004]具有觸控螢幕的操作裝置是已知的。這樣的操作裝置例如應用在自動取款機中。屏幕的玻璃由安全玻璃構成的「防惡意破壞的」構造是已知的。但是這種操作裝置並非構造為針對提高的防水要求或衛生要求，如它們例如在食品加工企業中所提出的那樣。
[0005]在具有旋鈕的操作裝置中，其設置有用於鈕軸的通孔。如果對防水性提出高要求，那麼這對旋鈕的構造提出特殊要求。
【發明內容】
[0006]本發明的第一方面的目的是:提供一種改進的具有觸控螢幕的操作裝置，該操作裝置提供防水性且適合應用在具有高的衛生要求和相應的清洗要求的領域。
[0007]這在文首述及類型的操作裝置中通過如下方式得以實現:殼體包括由金屬、特別是由不鏽鋼構成的框架，在該框架的操作側的上側上防水地緊固有構成屏幕操作表面的安全玻璃，該安全玻璃在其背側上支承用於探測觸摸的傳感器件，並且所述殼體在框架的下側上通過可拆卸地緊固在該框架上的殼體封蓋封閉、特別是防水地封閉，該殼體封蓋支承顯示器，該顯示器與安全玻璃和傳感器件共同構成屏幕。
[0008]通過這種構造獲得一種操作裝置，該操作裝置滿足對防水性和防塵性的很高的要求以及特別是能夠絕對滿足根據IP69K的對接觸密封性和防塵性和防水性的保護等級。獲得一種從其操作表面起顯示抗衝擊和耐劃的操作裝置。另外還可以戴著手套對它進行操作，這在必須戴勞動保護手套的作業環境中是重要的。可以通過用水噴射或者用高壓清洗裝置進行清洗。在操作裝置的由安全玻璃構成的上側面上沒有稜邊或坑窪，從而能夠無殘留地將汙物洗掉。此外，沒有設置貼膜且沒有磨損件。如果特別是U形框架的框架和構成殼體的外側壁的框架由不鏽鋼構成，那麼特別良好地適合於食品機械。根據操作裝置在設備上或者中的定位，殼體背側的封蓋也防水地設置在框架上並且必要時同樣由不鏽鋼構成。
[0009]在操作裝置的一種優選的實施方式中，安全玻璃以其端面齊平地設置在框架上或者與殼體的側壁齊平地設置。通過這種方式獲得操作裝置的完全平坦的、「無框架的」玻璃表面，這防止汙物以及由此細菌在操作裝置上的積聚或者能夠實現有效清洗。優選安全玻璃通過環繞的、連續的粘接而緊固在U形框架的正面上。這產生框架與安全玻璃的穩定的結合併且通過選擇持久的不受水侵蝕的粘結劑同時保障了玻璃與框架之間的防水性。也可以採用其它的緊固方式，但是通常需要設置單獨的密封件防止水浸入玻璃與框架之間。在一種優選的操作裝置中，用於顯示操作表面的顯示器直接位於安全玻璃後面，該安全玻璃在其背側上支承傳感器件。由此儘管有安全玻璃依然產生由顯示器顯示的操作表面的很好的可見度或者顯示，並且獲得操作裝置的緊湊的結構。
[0010]在一種特別的實施方式中設置至少一個可以由手來機械操作的操作鈕，該操作鈕此外設置為用於觸摸式操作，因而操作人員通過觸摸觸控螢幕來實施一定的操作措施並且通過操作從屏幕表面凸起的操作鈕來實施至少一個另外的操作。但是在這種情況下應該保持上述防水性的優點。為此設置:通過在外部設置在玻璃的或玻璃陶瓷的背面上的或者背向操作的那側上的傳感器件可探測到多個彼此鄰接的傳感器區域。這些傳感器區域能夠實現應該藉助機械的鈕輸入的指令的輸入。在操作表面上，特別是由非導電材料構成的鈕架持久地緊固在這些區域上，但是在屏幕表面中或在安全玻璃中沒有通孔。由鈕架可操作地支承的操作鈕構造和設置如下:在操作該鈕的過程中，能夠選擇性地操作所述鈕架之下的或旁邊的傳感器區域。通過這種方式由於不需要用於機械地支承在操作表面上的操作鈕的穿孔而不損害操作裝置的防水性。該操作鈕藉助永久緊固的鈕架如此保持，使得它在操作方面相當於已知的通常的操作鈕並且由此僅僅實施一個旋轉運動或僅僅實施一個線性的移動。可以如下地進行設計，即，傳感器區域設置成基本上圓形的並且操作鈕是旋鈕。作為備選，通過這種方式可以提供一種可手動操作的移動調節機構，如果傳感器區域設置為基本上線性的並且操作鈕是滑鈕，該滑鈕可線性移動地緊固在鈕架上並且在沿著鈕架線性移動的過程中在傳感器區域上駛過。為了獲得儘可能逼真的、與機械的鈕開關相當的操作感覺和可靠的調節，優選操作鈕摩擦制動地和/或鎖定地設置在鈕架上，其中鎖定的位置和數量與傳感器區域的位置和數量相一致。
[0011]本發明的第二方面的目的是，提供一種改進的操作裝置，其具有觸摸玻璃表面或類似玻璃的表面、特別是玻璃陶瓷表面，該操作裝置提供一種在最佳防水性的情況下利用至少一種需機械操作的操作工具的操作可能性。這種操作裝置應該適合應用在具有高的衛生要求和相應的清洗要求的領域、例如廚房。
[0012]這個目的通過如下方式得以實現:構造有傳感器件，以便探測多個彼此鄰接的傳感器區域，在操作表面上，特別是由非導電材料構成的鈕架持久地緊固在這些區域上，並且設置有可操作地支承在所述鈕架上的操作鈕，該操作鈕如此構造和設置，從而在操作所述鈕的過程中能夠選擇性地操作傳感器區域。
[0013]因此在玻璃操作表面或者玻璃陶瓷操作表面之上設置至少一個可以由手來機械操作的操作鈕，該操作鈕此外特別設置為用於通過用手指觸摸或者敲擊操作表面來進行觸摸式操作(但是該操作鈕也可以沒有這樣的操作地設置為一種唯一的操作可能性)，這樣操作人員可以通過操作從表面凸起的操作鈕來實施至少一個儀器操作。但是在這種情況下應該保持上述防水性的優點。為此設置:在外部設置在玻璃的或玻璃陶瓷的背面上的或者背向操作的那側上的傳感器件能夠探測或者區分多個彼此鄰接的傳感器區域。這些彼此鄰接的傳感器區域能夠實現應該藉助機械的鈕輸入的指令的輸入。在操作表面上，鈕架特別是通過粘接緊固在這個區域之上，並且由此在構成玻璃表面的安全玻璃或玻璃陶瓷板中不需要通孔。可操作地支承在鈕架上的操作鈕如此構造和設置，即，在操作所述鈕的過程中能夠選擇性地操作傳感器區域。通過這種方式由於不需要用於機械地支承在操作表面上的操作鈕的穿孔而不損害操作裝置的防水性。該操作鈕藉助永久緊固的鈕架如此保持，使得它在操作方面相當於已知的通常的操作鈕並且由此僅僅實施一個旋轉運動或僅僅實施一個線性的移動。可以如下地進行設計，即，傳感器區域設置成基本上圓形的並且操作鈕是旋鈕。作為備選，通過這種方式可以提供一種可手動操作的移動調節機構，如果傳感器區域設置為基本上線性的並且操作鈕是滑鈕，該滑鈕可線性移動地緊固在鈕架上並且在沿著鈕架線性移動的過程中在傳感器區域上駛過。為了獲得儘可能逼真的、與機械的鈕開關相當的操作感覺和可靠的調節，優選操作鈕摩擦制動地和/或鎖定地設置在鈕架上，其中鎖定的位置和數量與傳感器區域的位置和數量相一致。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下文參照附圖來進一步闡述本發明的實施例。附圖中:
[0015]圖1為殼體封蓋打開的操作裝置的圖解視圖；
[0016]圖2為帶有設置在其上的傳感器件的安全玻璃的後視圖；
[0017]圖3為框架的以及尚未與其連接的安全玻璃的後視圖；
[0018]圖4為操作裝置與機器的控制裝置的連接視圖；
[0019]圖5為帶有設置成圓形的傳感器區域的玻璃板或玻璃陶瓷板的區段，用於說明本發明的第二方面；和
[0020]圖6為本發明的第二方面的鈕架和鈕的圖解視圖。
【具體實施方式】
[0021]在本申請中使用了安全玻璃的概念。在此是指專業人員已知的單層安全玻璃(ESG)或複合安全玻璃(VSG)。專業人員已知的玻璃陶瓷的概念是指由玻璃熔液通過受控的結晶而製成的材料。這個過程的結果是具有新的特性的類似玻璃的產物。玻璃陶瓷特別是應用在爐灶中。另外言及的是傳感器件，這些傳感器件可以設置在安全玻璃板的或類似玻璃的板的、特別是玻璃陶瓷的背側上並且可以測定安全玻璃板上的或者玻璃陶瓷上的正面的觸摸和這個觸摸的位置。由此是指所有類型的觸摸傳感器包括其分析處理電子裝置，這些觸摸傳感器可用於所謂的「touch-screen」(觸控螢幕)。特別是優選電容傳感器件和特別是這樣的具有在背側設置在玻璃板上的電極的X/Y網格(X/Y-Gitter)的電容傳感器。例
如由英國的Zytronic Display Ltd.公司以ZYBRID?的產品名稱經銷一種這樣的、也
可使用在安全玻璃後面的電容傳感器件並且適合於此處描述的傳感器件。
[0022]圖1至4示出的是用於說明本發明的第一方面的實施方式。在圖1中為了說明而圖解地且以打開的形式示出操作裝置I。在殼體的或者操作裝置的封閉的、可投入使用的形式中，封蓋緊固在框架上並且顯示器直接裝在安全玻璃構成的板後面或者直接裝在設置在板的背側的傳感器件後面。這為由操作者感知的操作表面提供良好的顯示質量。在圖1中可以看到，操作裝置I的殼體2包括框架3、前部安全玻璃板5和後部封蓋8。在圖1中可以從操作裝置的正面看到框架3和防水地緊固在該框架3上的安全玻璃板5，而在圖3中從其背側示出這個框架和與其分開的安全玻璃板5。在穿過框架邊的橫截面中看，框架優選成形為基本上U形(亦或L形)並且特別是由不鏽鋼板成形。框架可以構造成單部件式的或多部件式的。框架以其前部上側或者此處由U —邊4 (該U —邊在圖1中被安全玻璃覆蓋)構成的操作側的上側構成用於安全玻璃5的緊固表面。安全玻璃5在框架3上優選通過粘接而緊固在該框架的前部上側上或者U 一邊4上(或在L形的框架中緊固在其L 一邊上)。環繞整個框架實施這個粘接並且將安全玻璃5持久地、不受水侵蝕地且防水地緊固在框架3上。在此優選如此選擇安全玻璃5的尺寸，使其以其端面5'與框架3的側壁12齊平地緊固在這個框架上或者由此與殼體2的或者操作裝置I的側壁齊平。因此具有觸控螢幕10的或者具有由該屏幕構成的操作表面11的殼體2的整個正面由玻璃構成並且由此是完全平的且無凸肩的。但是如果玻璃緊固在框架內側上，那麼也可以選擇有凸肩的結構，這樣前部框架邊不被玻璃遮蓋。觸摸操作表面11之外的玻璃區域可以構造成不透明的，例如在玻璃的背面上塗不透明的層、例如黑色的層，而屏幕10在操作表面11的區域中是透明的。這允許觀察顯示器9上的圖像，該顯示器與安全玻璃5和傳感器件6共同構成觸控螢幕。這個屏幕具有所述及的觸摸操作表面11。
[0023]操作裝置的殼體2在其背側被封蓋8封閉，該封蓋緊固在框架3上。在U形框架中，封蓋特別是優選同樣防水地緊固在其背側的框架邊7上。為此可以設置環繞的密封件14，該密封件保護殼體防止水從背側浸入。例如可以以所示出的方式利用框架3上的螺栓29和相應地設置在封蓋8上的孔18對封蓋進行緊固，通過這種方式可以利用螺母將封蓋擰緊在螺栓29上。封蓋8支承顯示器9或者這個顯示器以任意的方式緊固在該封蓋的內側上。可以通過防水的接線盒16 (圖1)或如在圖3中所示出的那樣通過防水的電纜套管17來完成操作裝置I到控制系統20、特別是工業用計算機的電連接。
[0024]在玻璃5的背向操作的那側15上，透明的傳感器件6安置在玻璃是透明的且顯示器9以其圖像顯示面9'處於其內的區域中。在圖4中僅僅示意性地且為了更好的示出而以過大的厚度示出該傳感器件。在圖2中可以看到傳感器件作為薄的透明層，該層通過柔性的電纜而與分析處理電子裝置26連接。具有插頭27的電纜從該分析處理電子裝置引向計算機。這樣的傳感器件對於專業人員來說是已知的並且特別是使用文首述及的商業上慣用的傳感器件。通過所述傳感器件可確定:在X/Y坐標系中看，在屏幕的哪個位置上發生對操作表面11的觸摸。傳感器件包括所提到的專用的分析處理電子裝置26並且特別是通過USB接口而與計算機20連接。這個計算機另一方面具有到顯示器9的輸出端、特別是數位訊號(DVI)輸出端，該輸出端通過線路21而連接在顯示器的DVI輸入端上。到計算機的USB接口和到顯示器的DVI輸出端通過所述接線盒16或直接用穿過電纜套管17的電纜被引導。藉助專業人員已知的和商業上慣用的在計算機20上運行的軟體，一方面在操作裝置I的屏幕9、10上生成顯示，確切地說是根據通過操作表面11的必要的操作內容。另一方面計算機或者控制裝置20根據通過操作表面11輸入的指令對設備進行控制，操作裝置I屬於該設備。在作為工業用計算機20的構造中，計算機為此具有相應的輸出模塊20'。這種類型的控制裝置對於專業人員來說是已知的並且因此在此不再贅述。藉助具有平滑無凸肩的、由安全玻璃5構成的表面的操作裝置I的所述構造產生文首述及的優點，這些優點特別是在食品加工設備中起決定性作用，在該設備中非常頻繁地用水和/或蒸汽和洗滌劑進行清洗。在這種情況下，將安全玻璃環繞不間斷地粘接在框架上產生極好的防水性。在所示出的玻璃5的端面5'與框架的側壁12或者與殼體側壁齊平的優選的構造中，去掉了操作裝置的正面上的每個可能導致汙物積聚的凸肩。安全玻璃在操作表面11的區域內提供例如3至4毫米厚的、耐劃且抗衝擊的表面。環繞操作表面11的周圍區域也具有這種特性並且由此操作裝置I的整個殼體表面由金屬和玻璃這樣構成。操作表面11以外的區域的優選的不透明性可以通過在安全玻璃的背側上的層得以實現，該層也受到這個安全玻璃的保護。當然，操作表面11也可以構造得更大，這樣它包括了整個框架開口(Rahmenoeffnung)。
[0025]圖5和6示出的是本發明的另一方面。這一方面可以與前述第一方面組合，因而所有前述特徵和結構也可以與第二方面相關聯地設置並且這些特徵和結構在此通過參閱而採納。所介紹的鈕架則設置在操作表面11上或者在安全玻璃5上，並且傳感器件6檢測如下文介紹的那樣設置在所述鈕架上的操作鈕的位置。與此相反，在圖5和6中示出的實施方式構造如下:示出的是(僅僅部分地示出的)玻璃陶瓷板25 (或玻璃板)，其用作至少部分為觸摸式的操作表面。為了這個目的，在玻璃陶瓷板下至少在一定區域內設置傳感器件6，該傳感器件對觸摸玻璃陶瓷板的上側做出反應。這樣的構造特別是由爐灶為眾人所知。傳感器件可以是上述的商業上慣用的傳感器件。在本發明的這個方面中設置有傳感器件的鄰接的傳感器區域30。如在圖5中示出的那樣，這些傳感器區域例如可以設置成圓形的。在這種情況下，每個傳感器區域30可以通過觸摸來進行單獨感應並且引起儀器的功能，玻璃陶瓷板25屬於該儀器。在與本發明的前述第一方面的組合中，這些單獨的區域由具有其X/Y 一控制器26和計算機的傳感器件6構成，所述計算機以下文敘述的方式將由操作鈕在屏幕10上或者在觸摸表面11上觸摸的相應的X/Y坐標系配置給事先確定的區域。按照本發明的第二方面，鈕架永久地緊固在觸摸區域(構造成限定的X/Y坐標系或專用的各個傳感器區域30)的上方。圖6示出的是鈕架的一個實施例。特別是鈕架31可以通過粘接而持久且不受水侵蝕地緊固在玻璃陶瓷板25的上側上。在根據本發明的第一方面的實施形式的情況中，鈕架31緊固在操作表面11上，同樣優選通過粘接。優選鈕架31由非金屬材料構成，例如由塑料構成。它一方面具有凹槽32，該凹槽與觸摸區域30的設置相適配。在示出的例子中，這是半圓形的凹槽32。另外鈕架31如此構造，使得操作鈕35能夠可旋轉地緊固在該鈕架上。為此設置有柱形的軸33，該軸配合插入到操作鈕35的相應的凹槽33'中。保持件34將套裝到軸33上的鈕保持在該軸上。鈕具有接觸件36，該接觸件插入凹槽36並且由此用於操縱觸摸表面或者板25的區域30或此外操作表面11。鈕和接觸件36優選由金屬構成。因此隨著操作人員的手指旋轉鈕35，場30通過接觸件36被激活。在X/Y坐標系的情況下鈕的或者接觸件的位置通過這種方式得以識別。鈕架和鈕37優選具有鎖定，該鎖定形成與相應的區域30相一致的或者與事先限定的X/Y坐標系相一致的限定的鈕位置，因而計算機可以該鈕的鎖定位置配置給確定的鈕位置或者配置給藉助鈕的輸入值的調節值(Einstellung)。作為鎖定件例如可以在鈕中設置磁體37並且可以在此外由塑料構成的鈕架31中設置金屬制的嵌件37。也可以設置其它已知的機械類型的鎖定件。優選在鈕架與鈕之間設置產生限定的摩擦的裝置，這樣需要用於旋轉所述鈕的限定的操縱力，以便給操作人員一種接近機械的調節鈕的操縱感覺。也可以設置可線性移動的調節鈕來代替旋鈕。鈕架則例如構造成軌道的形式並且傳感區域30設置成線性的或者X/Y坐標系由計算機20識別為沿線性的鈕行程的鈕位置。也可以為這種情況設置鎖定位置並且鈕運動可以通過摩擦或必要時通過磁性來制動。
【權利要求】
1.操作裝置(1)，其包括:殼體(2)和用於輸入指令的觸控螢幕(6，9，10)，其特徵在於:殼體(2)包括金屬制的、特別是不鏽鋼製的框架(3)，在該框架的操作側的上側(4)上防水地緊固有殼體(2)的構成屏幕操作表面(11)的安全玻璃(5)，該安全玻璃在其背側上支承有傳感器件(6 )用於探測對觸控螢幕的觸摸，並且殼體(2 )在框架(3 )的下側(7 )上通過可拆卸地緊固在所述框架上的殼體封蓋(8)封閉，該殼體封蓋支承顯示器(9)，該顯示器與殼體的安全玻璃(5)和傳感器件(6)共同構成觸控螢幕。
2.如權利要求1所述的操作裝置，其特徵在於:安全玻璃(5)平放在框架(3)的外側上並且以其端面(5')與框架側壁(12)齊平。
3.如權利要求1或2所述的操作裝置，其特徵在於:安全玻璃(5)通過粘接而緊固在框架上。
4.如權利要求1所述的操作裝置，其特徵在於:安全玻璃(5)嵌入到框架中。
5.如權利要求1至4之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:顯示器(9)直接設置在由安全玻璃(5)構成的板後面。
6.如權利要求1至5之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:該操作裝置包括與傳感器件(6)和顯示器(9)連接的計算機(20)。
7.如權利要求1至6之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:通過傳感器件(6)能夠區分多個直接彼此鄰接的傳感區域(30)，在操作表面(11)上，鈕架(31)持久地緊固在這些區域之上，並且設置有可操作 地支承在所述鈕架上的操作鈕(35)，該操作鈕如此構造和設置，使得在操作該鈕時傳感區域能夠選擇性地感應。
8.如權利要求7所述的操作裝置，其特徵在於:操作鈕為旋鈕(35)，該旋鈕包括從該鈕凸起的接觸件(36)，該接觸件向操作表面(11)的方向穿過鈕架(31)，為此在鈕架中設置有凹槽(32)。
9.如權利要求7所述的操作裝置，其特徵在於:傳感區域設置為基本上線性的並且操作鈕為能夠線性移動的滑鈕。
10.如權利要求7至9之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:操作鈕摩擦制動地和/或鎖定地設置在鈕架上。
11.如權利要求7至10之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:鈕架(31)通過粘接而緊固在操作表面(11)上。
12.操作裝置，其包括由玻璃或玻璃陶瓷(25)構成的觸摸操作表面，該操作裝置在背向操作的那側上支承有傳感器件(6)，其特徵在於:傳感器件構成多個彼此鄰接的傳感區域(30)，在操作表面上在這些區域之上緊固有鈕架(31)，並且設置有可操作地支承在所述鈕架上的操作鈕(35)，該操作鈕如此構造和設置，使得在操作所述鈕時能夠選擇性地操作傳感區域(30)。
13.如權利要求12所述的操作裝置，其特徵在於:傳感區域(30)設置成基本上圓形的並且操作鈕為旋鈕(35)。
14.如權利要求13所述的操作裝置，其特徵在於:該操作裝置包括從所述鈕凸起的接觸件(36)，該接觸件向操作表面(11)的方向穿過鈕架(31)，為此在鈕架中設置有弧形的凹槽(32)。
15.如權利要求12所述的操作裝置，其特徵在於:傳感區域設置成基本上線性的並且操作鈕為滑鈕。
16.如權利要求12至15之任一項所述的操作裝置，其特徵在於:操作鈕摩擦制動地和/或鎖定地設置在鈕架上，其中，鎖定的位置和數量與傳感區域的位置和數量相一致。
17.用於食品加工的設備，其包括如權利要求1至11之任一項所述的操作裝置。
18.家用電器，特別是玻璃陶瓷爐灶，其包括如權利要求12至16之任一項所述的操作裝置。
【文檔編號】G06F3/033GK103782256SQ201280041043
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年7月4日 優先權日:2011年7月13日
【發明者】D·塔科維克 申請人:體魄綑紮阿爾皮納有限公司