專利名稱：帶有接近傳感器的控制元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種控制元件，特別是用于機動車部件的控制元件，其具有移動地安置在支承元件中的操縱元件，該操縱元件尤其作用于開關(guān)元件上。
背景技術(shù)：
為了控制機動車部件，例如收音機、導(dǎo)航設(shè)備、車載電話、多媒體設(shè)備以及類似的設(shè)備，經(jīng)常使用控制裝置和顯示裝置，這些裝置以人體工程學(xué)的方式設(shè)置在機動車中。此時，顯示裝置應(yīng)該這樣地設(shè)置，即駕駛員能夠在獲取顯示信息的同時盡可能少地分散對路況交通的注意力。因此，顯示單元優(yōu)選地設(shè)置在儀表板區(qū)域中或設(shè)置在中間控制臺的上部區(qū)域中。控制單元優(yōu)選地這樣設(shè)置，即駕駛員可以不用較大幅度地移動手臂而利用手指就能夠觸及。然而，控制單元的這種布置存在缺點，即控制單元在視覺上很難被觀察到。因此，駕駛員經(jīng)常在看不到的情況下對控制單元的控制元件進(jìn)行觸摸和選擇。所以希望能檢測駕駛員的手接近控制元件，從而在操縱控制元件以及執(zhí)行與之關(guān)聯(lián)的動作之前，例如可以在顯示裝置中輸出控制元件類型的提示或者由此控制的功能的提示或者也輸出聲音響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是這樣的改進(jìn)控制元件，即對控制元件的接近進(jìn)行識別，然而同時也不損害控制元件尤其是按鈕的常規(guī)功能性。
本發(fā)明的目的利用具有以下特征的控制元件實現(xiàn)，其特征在于，電容式接近傳感器的導(dǎo)電傳感器元件設(shè)置在操縱元件中，該傳感器元件與印刷電路板導(dǎo)電連接。
電容式接近傳感器的導(dǎo)電傳感器元件(傳感器電極)設(shè)置在控制元件的操作元件中，該傳感器元件與印刷電路板導(dǎo)電連接。通過傳感器元件在操作元件中的布置，使操作人員看不到傳感器元件，并且決不會損害控制元件的視覺外觀。通過傳感器元件與印刷電路板相應(yīng)的導(dǎo)電連接，傳感器元件的傳感器信號能夠以簡單的方式傳送給信號處理元件，這些信號處理元件尤其是本身設(shè)置在印刷電路板上。通過傳感器元件在操作元件中適當(dāng)?shù)牟贾靡约芭c印刷電路板適當(dāng)?shù)倪B接，能夠使控制元件尤其是按鈕的常規(guī)功能性不受損害。
傳感器元件可以設(shè)計為彎成角度的彈性可變形的金屬元件或者金屬涂層的塑料元件，該金屬元件或金屬涂層的塑料元件具有第一和第二臂，其中，第一臂伸入到操縱元件中并且與之固定連接，第二臂支撐在印刷電路板的朝向操縱元件一側(cè)的印刷電路板的導(dǎo)電面上。借此確保傳感器元件與印刷電路板的可靠連接。甚至在操縱操縱元件，特別是在按壓按鈕的操縱元件時，通過金屬元件或者具有金屬涂層的塑料元件的彈性可變形的設(shè)計方案，確保在操縱控制元件的所有階段與印刷電路板的可靠連接。
傳感器元件可以設(shè)計為彎成角度的彈性可變形金屬元件，該金屬元件具有第一臂和第二臂，其中，第一臂與印刷電路板固定連接，第二臂作為彈簧元件作用在操縱元件的前側(cè)。在該布置中，傳感器元件同時起到將按鈕的操縱元件回復(fù)到靜止位置的作用，從而為此不再需要附加的部件例如彈簧或者橡膠彈性件?？傊?，控制元件很小的安裝空間可以通過傳感器元件與復(fù)位元件的結(jié)合特別有效地利用。
傳感器元件可以具有設(shè)置有金屬涂層的部分區(qū)域，該部分區(qū)域穿過印刷電路板伸出并且在按鈕的靜止位置上抵靠在印刷電路板的遠(yuǎn)離操縱元件一側(cè)的導(dǎo)電面上。傳感器元件和也許還有用于場取向的附加部件在此通過具有部分金屬涂層的雙組分操縱元件實現(xiàn)。在此，傳感器元件與印刷電路板的電連接同樣通過操縱元件的金屬涂層區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。因此，操縱元件和傳感器元件設(shè)計為一體的，從而不再需要附加的裝配費用。
傳感器元件可以作為金屬涂層涂敷到操縱元件的內(nèi)表面上，并且利用與印刷電路板固定連接的滑動接觸元件實現(xiàn)與印刷電路板的電連接。在這種情況下，按鈕的操縱元件設(shè)計為雙組分注塑部件。在此，其中一個組分被選擇為其表面可以被涂布有金屬導(dǎo)電涂層。在其上涂敷的金屬涂層是實際的傳感器元件。與印刷電路板的接觸通過滑動接觸元件實現(xiàn)，該滑動接觸元件與印刷電路板固定連接并且抵靠在操縱元件的金屬涂層上。因此，傳感器元件可以以復(fù)雜的幾何圖形來制造，該幾何圖形不可以通過例如用于金屬元件的沖壓方法實現(xiàn)。
傳感器元件可以與操縱元件固定連接，其中傳感器元件的一部分區(qū)域伸入到印刷電路板的金屬涂層的凹槽中，并且抵靠在該凹槽上。金屬涂層凹槽可以特別是印刷電路板的通孔敷鍍的開孔。在這里，在印刷電路板與傳感器元件之間的接觸也以滑動接觸的形式實現(xiàn)。傳感器元件本身也可以設(shè)計為分開的金屬元件或者設(shè)計為雙組分塑料按鍵的導(dǎo)電涂層。
在另一個設(shè)計方案中，開關(guān)元件可以包括一個在電路板上設(shè)置的開關(guān)墊，傳感器元件作為金屬涂層涂敷在操縱元件上并且開關(guān)墊具有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層不僅與操縱元件的導(dǎo)電涂層連接而且還與印刷電路板連接。通過使用可導(dǎo)電的塑料材料，該塑料材料用于操縱元件的部分區(qū)域，并且通過使用與其保持連接的作為開關(guān)元件的開關(guān)墊的導(dǎo)電涂層，可以以簡單的方法實現(xiàn)傳感器元件和印刷電路板之間的導(dǎo)電連接。尤其是在這種結(jié)構(gòu)中，操縱元件可以后嚙合于開關(guān)墊，其中，操縱元件的導(dǎo)電涂層在控制元件的靜止位置抵靠在開關(guān)墊的導(dǎo)電層上。開關(guān)墊在這里同時作為使操縱元件保持在靜止位置的停止件使用，其中利用其橡膠材料同時確保吸收在按鈕從操縱位置快速返回靜止位置時的噪音。


本發(fā)明接下來基于實施例和附圖進(jìn)一步說明。圖中示出圖1帶有設(shè)計為彎成角度的金屬元件的傳感器元件的按鈕的第一個設(shè)計方案，圖2帶有設(shè)計為彈簧元件和傳感器元件的金屬元件的按鈕的第二個設(shè)計方案，圖3按鈕的第三個設(shè)計方案，在該按鈕中，傳感器元件穿過印刷電路板伸出，圖4帶有金屬涂層和滑動接觸連接的按鈕的第四個設(shè)計方案，圖5帶有在印刷電路板的凹槽中滑動接觸連接的按鈕的第五個設(shè)計方案，圖6帶有具有涂層的開關(guān)墊的本發(fā)明的第六個設(shè)計方案，
圖7按鈕的第七個設(shè)計方案。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了帶有線性移動的操縱元件1的按鈕，該操縱元件以常規(guī)的方式線性移動地安置在支承元件(沒有示出)中。在按壓操縱元件1時，該操縱元件向著印刷電路板2運動。操縱部件1例如通過同樣未示出的彈簧元件回復(fù)到靜止位置上。操縱元件1具有內(nèi)腔3。彎成角度的彈性可變形的金屬元件5的第一臂4伸入到操縱元件1的內(nèi)腔3中。第一臂4與由塑料材料構(gòu)成的操縱元件1固定連接。第二臂6以略微大于90度的角度相對于第一臂4設(shè)置并且支撐在印刷電路板2的導(dǎo)電面7上。第二臂6利用卡鉤電連接到印刷電路板2上。
在按壓操縱元件1時，金屬元件5與該移動相匹配，也就說，第一臂4與第二臂6之間的角度將稍微變小。在釋放操縱元件1時，金屬元件5的彈動作用幫助操縱元件1返回到靜止位置。金屬元件5是電容式接近傳感器的傳感器元件，其中例如在手接近操縱元件1時，在傳感器元件(金屬元件5)和接地件之間的電容以已知方式出現(xiàn)改變，并在評估電路中評估。
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的按鈕的第二個設(shè)計方案。在此，傳感器元件被再一次設(shè)計為彎成角度的彈性可變形的金屬元件30，然而，第一臂8與印刷電路板固定連接，并且第二臂9作為彈簧元件作用在操縱元件1的前側(cè)10上。在圖2中不僅示出了第二臂9的靜止位置，還示出了第二臂的偏壓位置(以虛線示出)。在按壓操縱元件1時獲得偏壓位置。本結(jié)構(gòu)方案中不需要用于將操縱元件1從操縱位置復(fù)位到靜止位置的附加部件。
圖3示意性地示出了按鈕的另一個設(shè)計方案，其中，傳感器元件設(shè)計為操縱元件1的具有金屬涂層11的部分區(qū)域12。部分區(qū)域12穿過印刷電路板2的開口13伸出并且利用一個彎成角度的端部14抵靠在印刷電路板2的導(dǎo)電面7上，其中，導(dǎo)電面7設(shè)置在印刷電路板2遠(yuǎn)離操縱元件1的一側(cè)。因此，通過操縱元件1的部分區(qū)域12的導(dǎo)電涂層11，一方面實現(xiàn)傳感器元件本身的作用，另一方面也確保在操縱元件1的靜止位置中與印刷電路板2的導(dǎo)電面7的可靠接觸。相反在操縱元件1的操縱位置中，在傳感器元件和印刷電路板之間不產(chǎn)生接觸。因為在該時間點上不必探測接近行為，所以這也是不需要的。通過對不僅用于傳感器元件而且用于場取向的操縱元件1的部分金屬噴涂以及該種金屬噴涂表面的使用，可以非常節(jié)省空間地實現(xiàn)整個傳感器系統(tǒng)。尤其是在該種設(shè)計方案中，因為附加地安裝用于電容式接近傳感器的傳感器元件僅對內(nèi)腔3造成很小的消極影響，該內(nèi)腔因此毫不受影響地用于安置照明部件以及類似部件。
在圖4中示出了另一個設(shè)計方案，在該設(shè)計方案中，操縱元件1作為雙組分塑料部件實現(xiàn)。在此，第一按鍵組分15由一種不可金屬噴涂的塑料構(gòu)成，而第二按鍵組分16由一種可金屬噴涂的塑料構(gòu)成。在第二按鍵組分上涂敷有導(dǎo)電涂層17，其是電容式接近傳感器的實際傳感器元件?；瑒咏佑|元件18與印刷電路板2固定連接，其中，滑動接觸元件18附加地抵靠在導(dǎo)電涂層17上。在此，在導(dǎo)電涂層17與印刷電路板2之間通過滑動接觸元件18可靠連接的同時確保對按鍵的操縱。
在圖5中示出了按鈕的另一個設(shè)計方案，其中，操縱元件1在面板19中設(shè)置和導(dǎo)向。導(dǎo)電的傳感器元件20與操縱元件1內(nèi)側(cè)固定連接。傳感器元件20的部分區(qū)域21伸入到印刷電路板2的凹槽22中，其中凹槽22具有金屬涂層23。傳感器元件20可以設(shè)計為導(dǎo)電金屬元件或者設(shè)計為雙組分操縱元件的導(dǎo)電區(qū)域。
在圖6中示出了另一個實施例，在該實施例中，操縱元件1由兩個部分區(qū)域構(gòu)成，也就是不導(dǎo)電的部分區(qū)域24和導(dǎo)電的部分區(qū)域25。導(dǎo)電的部分區(qū)域25與開關(guān)墊26保持接觸，該開關(guān)墊設(shè)置在印刷電路板2上。在按壓操縱元件1時，利用開關(guān)墊26以已知的方式接通在印刷電路板2上的觸點。開關(guān)墊26具有導(dǎo)電表面涂層27，該導(dǎo)電涂層不僅與操縱元件1的導(dǎo)電的部分區(qū)域25連接而且與印刷電路板2連接。從而確保在作為傳感器元件起作用的導(dǎo)電的部分區(qū)域25與印刷電路板2之間的導(dǎo)電連接。在這里，因此實現(xiàn)從開關(guān)墊26的上側(cè)到開關(guān)墊的下側(cè)的接觸。此外，在該實施例中，在印刷電路板2上設(shè)置有一個用于照亮控制元件的發(fā)光二極管28。該種類型的發(fā)光二極管也可以配置在所有前面所述的實施例中。
在圖7中示出了另一個設(shè)計方案，在該設(shè)計方案中，操縱元件與根據(jù)圖6的設(shè)計方案一樣，具有不導(dǎo)電的部分區(qū)域24和導(dǎo)電的部分區(qū)域25。在印刷電路板2上設(shè)置有開關(guān)墊26，該開關(guān)墊在其朝向印刷電路板2的一側(cè)具有導(dǎo)電表面涂層27。操縱元件1的導(dǎo)電的部分區(qū)域25同樣抵靠在開關(guān)墊26的導(dǎo)電表面涂層27上，從而在操縱元件1的靜止位置上，通過開關(guān)墊26的導(dǎo)電表面涂層確保在作為傳感器元件起作用的操縱元件1的導(dǎo)電的部分區(qū)域25與印刷電路板2之間的接觸。在該實施例中，操縱元件1伸入到印刷電路板2的開口13中。利用安裝在印刷電路板2上的發(fā)光二極管28又可以對控制元件照明。
根據(jù)不同的實施例示出了通過操縱元件的導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成的電容式接近傳感器的傳感器元件可以如何與印刷電路板可靠地接觸，其中，傳感器元件同樣有利地設(shè)計為使其盡可能少地妨礙其他部件在操縱元件中的集成或者執(zhí)行按鈕的其他部件的功能。
權(quán)利要求
1.一種控制元件，尤其是用于機動車部件的控制元件，其具有移動地安置在支承元件中的操縱元件(1)，所述操縱元件尤其作用于開關(guān)元件，其特征在于，電容式接近傳感器的導(dǎo)電傳感器元件設(shè)置在所述操縱元件(1)中，所述傳感器元件與印刷電路板(2)導(dǎo)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述控制元件是按鈕，其中，所述操縱元件線性移動地安置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制元件，其特征在于，傳感器元件設(shè)計為彎成角度的彈性可變形的金屬元件(5)或者金屬涂層的塑料元件，所述金屬元件或者金屬涂層的塑料元件具有第一臂和第二臂(4，6)，其中，所述第一臂(4)伸入到所述操縱元件(1)中并且與之固定連接，所述第二臂(6)支撐在所述印刷電路板(2)的朝向所述操縱元件(1)一側(cè)的所述印刷電路板(2)的導(dǎo)電面(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制元件，其特征在于，所述傳感器元件設(shè)計為彎成角度的彈性可變形的金屬元件(30)，所述金屬元件具有第一臂和第二臂(8，9)，其中，所述第一臂(8)與印刷電路板(2)固定連接，所述第二臂(9)作為彈簧元件作用在所述操縱元件(1)的前側(cè)(10)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制元件，其特征在于，所述傳感器元件設(shè)計為所述操縱元件(1)的具有金屬涂層(11)的部分區(qū)域(12)，所述部分區(qū)域穿過所述印刷電路板(2)伸出并且在所述操縱元件的靜止位置中抵靠在所述印刷電路板(2)遠(yuǎn)離所述操縱元件(1)一側(cè)的導(dǎo)電面(7)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制元件，其特征在于，所述傳感器元件作為金屬涂層(17)涂敷在所述操縱元件(1)的內(nèi)側(cè)表面上，并且利用與所述印刷電路板(2)固定連接的滑動接觸元件(18)實現(xiàn)與所述印刷電路板(2)的電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制元件，其特征在于，所述傳感器元件(20)與所述操縱元件(1)固定連接，其中所述傳感器元件(20)的部分區(qū)域(21)伸入到所述印刷電路板(2)的金屬涂層的凹槽(22)中并且抵靠在該凹槽上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制元件，其特征在于，所述傳感器元件(20)設(shè)計為金屬元件或者金屬涂層的塑料元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制元件，其特征在于，開關(guān)元件包括在所述印刷電路板上設(shè)置的開關(guān)墊(26)，所述傳感器元件設(shè)計為所述操縱元件(1)的導(dǎo)電的部分區(qū)域(25)，所述開關(guān)墊(26)具有導(dǎo)電層(27)，該導(dǎo)電層不僅與所述操縱元件(1)的所述導(dǎo)電的部分區(qū)域(25)連接，而且還與所述印刷電路板(2)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制元件，其特征在于，所述操縱元件(1)后嚙合于所述開關(guān)墊(26)，并且所述操縱元件(1)的所述導(dǎo)電的部分區(qū)域(25)在所述控制元件的靜止位置上抵靠在所述開關(guān)墊(26)的所述導(dǎo)電層(27)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種用于機動車部件的控制元件，其具有移動地安置在支承元件中的操縱元件(1)，該操縱元件尤其作用于開關(guān)元件。電容式接近傳感器的導(dǎo)電傳感器元件(金屬元件5)設(shè)置在操縱元件中，該傳感器元件與印刷電路板(2)導(dǎo)電連接。
文檔編號H03K17/965GK1885719SQ200610090430
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者弗蘭克·博恩, 諾貝特·曼克爾, 約爾格·賴因哈特, 斯特凡·舍費爾, 迪爾克·維斯滕貝克爾 申請人:西門子公司