Beschreibung
Verfahren zur optischen Kennzeichnung eines Berührunqsschalters und ein solcher Berührungsschalter
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Kennzeichnung eines Berührungsschalters oder seines Betätigungszustandes durch ein Leuchtmittel sowie einen derartigen Berührungsschalter.
Die EP 859 467 A1 beschreibt einen kapazitiven Berührungsschalter, der unter einem Glaskeramik-Kochfeld angeordnet ist zu dessen Bedie¬ nung. Die Sensorfläche des Berührungsschalters wird von einem elasti¬ schen Kunststoffkörper gebildet, der elektrisch leitfähig ist und an die Unterseite des Glaskeramik-Kochfeldes angelegt ist. In einer zentralen Ausnehmung sitzt ein Leuchtmittel, mit welchem die Stelle markiert wer¬ den kann, an der der Berührungsschalter bzw. das Sensorelement an¬ gebracht ist. Dieses ist die Stelle, auf welcher ein Finger zur Betätigung gelegt werden muß.
Die DE 102 51 639 A1 und die DE 10 2004 038 872 beschreiben Berüh¬ rungsschalter, bei welchen ein Sensorelement bzw. mehrere Sensor¬ elemente direkt aneinander liegen und länglich ausgebildet sind. So können beispielsweise für eine Funktionseinheit eines Elektrogeräts, insbesondere eine Kochstelle eines Kochfeldes, verschiedene Leis¬ tungsstufen eingestellt und insbesondere erhöht oder herabgesetzt wer¬ den. Des weiteren können Einstellvorgänge wie Zeitvorgaben oder Ge¬ wichtsvorgaben oder dergleichen vorgenommen werden. Somit werden also mit einem solchen „Slider" insbesondere nicht nur reine EIN-/ AUS- Schaltvorgänge ausgelöst, sondern auch vor allem eine Verstellung ei¬ nes Wertes.
Solche Berührungsschalter weisen verschiedene Betätigungszustände auf. Entweder sind sie gar nicht betätigt. Will eine Bedienperson eine Betätigung vornehmen, so legt sie beispielsweise einen Finger auf eine entsprechende Berühroberfläche. Entweder erfolgt die vorschriftsmäßig, also korrekt, so dass es als gewollte korrekte Betätigung eindeutig er¬ kannt wird. Die entsprechende Funktion wird von dem Berührungsschal¬ ter ausgelöst. Oder die Betätigung war fehlerhaft, beispielsweise am Rand einer entsprechenden Berühroberfläche odgl. Dann registriert der Berührungsschalter zwar etwas, dies ist aber nicht vorschriftsmäßig bzw. korrekt. Dies wird als fehlerhaft betätigt erkannt und ausgewertet und die entsprechende Funktion wird von dem Berührungsschalter nicht ausgelöst.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Ver¬ fahren sowie einen eingangs genannten Berührungsschalter zu schaf¬ fen, mit denen die Probleme des Standes der Technik vermieden wer¬ den können und insbesondere die Bediensicherheit durch leichtes und instinktiv erfassbares Erkennen des Betätigungszustands des Berüh¬ rungsschalters und somit auch eines Elektrogeräts verbessert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Berührungsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfin¬ dung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im fol¬ genden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch aus¬ drückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Merk¬ male, die das Verfahren und den Berührungsschalter beschreiben, wer¬ den im folgenden nur einmal beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig
davon sowohl für das Verfahren als auch den Berührungsschalter gel¬ ten.
Der Berührungsschalter weist eine Berührfläche zur Betätigung auf, wel¬ che länglich und insbesondere von einem oder mehreren einzelnen oder Teil-Berührungssensoren gebildet sein kann. Für den Berührungsschal¬ ter existieren die Betätigungszustände „Nicht betätigt", „Fehlerhaft betä¬ tigt" und „Korrekt betätigt". Diese können beispielsweise davon abhän¬ gen, ob eine Signaländerung richtig oder erwartet oder stark genug ist. Die Leuchtmittel können abhängig vom Betätigungszustand des Berüh¬ rungsschalters ihren Aktivierungszustand wechseln bzw. aktiviert oder deaktiviert werden. Auf diese Art und Weise kann zum einen allgemein nicht nur die Stelle des Berührungsschalters für eine Bedienperson an¬ gezeigt werden, sondern beispielsweise auch, ob der Berührungs¬ schalter überhaupt ansprechen kann oder derzeit aktiviert ist. Des weite¬ ren ist es beispielsweise möglich, die Leuchtmittel mit Betätigung des Berührungsschalters zu aktivieren, damit sie eben diese Betätigung als sofort erfassbare Rückmeldung an eine Bedienperson ausgeben. Hier ist es eine Möglichkeit, sie direkt einzuschalten, nachdem sie vorher ausgeschaltet waren. Dadurch erkennt eine Bedienperson, dass der Be¬ rührungsschalter bzw. das zugehörige Elektrogerät oder eine Steuerung auf das Auflegen eines Fingers bzw. die Betätigung angesprochen hat und diese im übrigen auch vorschriftsmäßig ist als „Korrekt betätigt". Des weiteren kann nach Abschluß der Betätigung mit „Nicht betätigt", insbesondere wenn ein Finger von der Berührfläche wieder weggenom¬ men wird, das Leuchtmittel ausgeschaltet werden zur entsprechenden Information an eine Bedienperson.
Anstelle eines einfachen Ein- und Ausschaltens der Leuchtmittel kann auch vorgesehen sein, die Lichtintensitäten oder eine Farbe zu wech¬ seln. Ebenso ist es möglich, zwischen einem kontinuierlichen Betrieb und einem Blinken zu wechseln oder bei einem Blinken die Frequenzen
zu ändern. So sind jeweils viele verschiedene Arten gegeben, durch den Aktivierungszustand der Leuchtmittel eine Bedienperson über den Betä¬ tigungszustand zu informieren. Unter Umständen ist es hier begleitend möglich, akustische Signale zu geben. Als Leuchtmittel eignen sich LED besonders gut.
In einer einfachen Version ist es auch möglich, dass die Leuchtmittel unabhängig von der Art der Betätigung stets auf dieselbe Art und Weise aktiviert bzw. deaktiviert werden. Dadurch kann beispielsweise lediglich die Position des Berührungsschalters angezeigt werden.
Ein Wechsel des Zustands bzw. der Betriebsart der Leuchtmittel kann vorteilhaft auch davon abhängen, ob die Betätigung zulässig bzw. vorge¬ sehen ist bzw. ob sie korrekt betätigt ist oder fehlerhaft betätigt. So er¬ kennt eine Bedienperson, wenn der Betätigungsvorgang nicht in Ord¬ nung war bzw. wiederholt werden muß.
Des weiteren ist es möglich, den Berührungsschalter bzw. den Berüh¬ rungssensor in verschiedene Bereiche zu unterteilen, also Teil-Bereiche bzw. Teil-Berührflächen. Durch eine solche Unterteilung des Berüh¬ rungsschalters, bei der die Teil-Bereiche direkt aneinander anschließen, kann die vorgenannte „Slider"-Funktion realisiert werden. Eine Deaktivie¬ rung oder Aktivierung der Leuchtmittel hängt vorteilhaft von der Position ab, an welcher ein Finger die Berührfläche berührt bzw. über welchem Teil-Bereich er sich befindet. Sind den Teil-Bereichen direkt verschiede¬ ne Leuchtmittel zugeordnet, so können zumindest diese den Zustand wechseln. Die übrigen Leuchtmittel können unverändert bleiben. Alter¬ nativ ist es beispielsweise möglich, nach Art eines Fortschritt-Balkens oder dergleichen bereits überstrichene Teil-Bereiche zu beleuchten, nicht überstrichene Teil-Bereiche dagegen nicht.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist es möglich, die Leuchtmittel in¬ nerhalb der Fläche der Teil-Bereiche anzuordnen. Dafür können diese entsprechende Ausnehmungen aufweisen. Die Teil-Bereiche bzw. die diese bildenden Bereiche eines Berührungssensors können metallisch sein oder aus einer dünnen Metallschicht bestehen. Durch die Ausneh¬ mungen hindurch können darunter angeordnete Leuchtmittel nach oben strahlen. Die Ausnehmungen können verteilt sein oder auch einen durchgehenden Schlitz bilden.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung sind die Leuchtmittel eben¬ falls innerhalb der Fläche der Teil-Bereiche vorgesehen, wobei aller¬ dings die Teil-Bereiche bzw. die Bereiche der Berührfläche elektrisch leitfähig sowie lichtdurchlässig ausgebildet sind. Für solche lichtdurch¬ lässigen Sensorflächen können Metalloxide wie Zinkoxid oder derglei¬ chen in so geringer Dicke verwendet werden, dass sie durchsichtig bzw. lichtdurchlässig sind. Des weiteren können entsprechende elektrisch leit¬ fähige und lichtdurchlässige Polymere verwendet werden.
Alternativ können die Leuchtmittel außerhalb der Teil-Bereiche vorgese¬ hen sein, insbesondere an einer Außenbegrenzung des Berührungs¬ schalters bzw. der Berührfläche. Dazu können sie an einer oder zwei Längsseiten vorgesehen sein, so dass sie anzeigen können, an welcher Stelle der Berührfläche sich ein Finger befindet bzw. die Berührung er¬ kannt worden ist. Alternativ können die Leuchtmittel die gesamte Berühr¬ fläche umrahmen.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unter¬ kombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf ande¬ ren Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähi¬ ge Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwi- schen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussa¬ gen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schema¬ tisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeich¬ nungen zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Berührungsschalter mit einer Be¬ rührfläche und darunter angeordneten Teil-Sensorelement,
Figur 2 verschiedene Möglichkeiten, bei einem Berührungsschalter gemäß Figur 1 Leuchtmittel vorzusehen,
Figur 3 den Berührungsschalter gemäß Figur 2 in Seitenansicht,
Figur 4 verschiedene Betriebszustände des Berührungsschalters, die durch unterschiedliche Leuchtmittel angezeigt werden und
Figur 5 verschiedene Betriebszustände eines Berührungsschalters ähnlich Figur 2, bei denen durch nicht bestimmungsgemäße Betätigung die Leuchtmittel deaktiviert sind.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Berührungsschalter 11 darge¬ stellt, der an einer Oberfläche bzw. einer Abdeckung 12 vorgesehen ist, beispielsweise ein Gehäuse eines Elektrogeräts oder eine Glaskeramik- Kochplatte eines Elektrokochfeldes. Der Berührungsschalter 11 ist durch eine Begrenzung 14 dargestellt, beispielsweise als optische Markierung in Form eines mit dünner Linie aufgedruckten Rechtecks auf der Abde¬ ckung 12. Der Berührungsschalter 11 ist des weiteren insbesondere als sogenannter „Slider" ausgebildet, wie er zuvor beschrieben worden ist.
Dies bedeutet, dass er beispielsweise mit einem Finger 26 an einer Stel¬ le berührt wird und die Betätigung durch Verschieben des Fingers 26 erfolgt.
Der Berührungsschalter 11 weist also Sensorelemente 16 auf, die durch Teil-Berührflächen 17 gebildet sind. Diese liegen relativ eng beieinander und ermöglichen es, eine Stelle einer Betätigung durch einen aufgeleg¬ ten Finger 26 auf der Fläche des Berührungsschalters 11 zu ermitteln. Sie können beispielsweise durch kleine Metallflächen gebildet sein, e- benso durch sonstige elektrisch leitfähige Materialien. Des weiteren können sie als separate Bauteile vorgesehen sein oder auch eine ge¬ meinsame Baueinheit bilden. Sie können auch vollflächig und gleichzei¬ tig lichtdurchlässig ausgebildet sein.
In Figur 2 ist dargestellt, dass in den Teil-Berührflächen 17 Ausnehmun¬ gen 19 in verschiedener Ausbildung vorgesehen sind. Ganz links ist eine Ausnehmung 19a in Kreisform vorgesehen, die in der Mitte der entspre¬ chenden Teil-Berührfläche 17 angeordnet ist.
Etwas weiter rechts davon sind innerhalb einer Teil-Berührfläche 17 zwei Ausnehmungen 19b übereinander angeordnet. Wieder ein Stück rechts davon ist eine Ausnehmung 19c in Schlitzform vorgesehen. Der Schlitz 19c geht dabei durchgängig durch die Teil-Berührflächen 17. Rechts daneben sind relativ große Ausnehmungen 19d vorgesehen. Hier ist es bereits von Vorteil, wenn die Flächen der Ausnehmungen 19d entweder mit einer durchsichtigen elektrisch leitfähigen Schicht überzo¬ gen sind oder aber beispielsweise mit einem feinen leitfähigen Gitter o- der dergleichen.
Bei der Teil-Berührfläche 17 ganz rechts an dem Berührungsschalter 11 sind gar keine Ausnehmungen vorgesehen. Hier sind die LED 21 ober-
halb und unterhalb der Teil-Berührfläche 17 angeordnet. Darauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen.
In den Ausnehmungen 19a bis 19c sind jeweils runde LED 21 als Leuchtmittel angeordnet. Insbesondere füllen sie die Ausnehmungen 19 im wesentlichen aus bzw. bilden eine möglichst flächige Beleuchtung. Des weiteren können in den Ausnehmungen 19d sogenannte Leuchtflä¬ chen 22 oder ähnliche flächige Leuchtelemente vorgesehen sein. Dies können auch LED-Bauteile sein, die jedoch mehrere LED in einem Ge¬ häuse enthalten oder auf andere Art und Weise eine relativ großflächige Beleuchtung darstellen.
Die verschiedenen Darstellungen von Ausnehmungen 19 sowie Leucht¬ mitteln 21 und 22 aus Figur 2 sind jeweils beispielhaft und sollten mit einer der dargestellten Ausführungen gleichartig an dem gesamten Be¬ rührungsschalter 11 vorgesehen sein. So wird ein einheitliches Bild für eine Bedienperson dargestellt, und der Berührungsschalter 11 ist auch insbesondere hinsichtlich seiner Funktionalität und Rückmeldung be¬ sonders einfach und sicher bedienbar. Ebenso können vor allem durch außerhalb des Berührungsschalters 11 angeordnete LED oder sonstige Leuchtmittel auch Fehlerzustände der Betätigung des Berührungsschal¬ ters 11 dargestellt werden. Dies wird im nachfolgenden noch näher er¬ läutert.
In der Seitenansicht gemäß Figur 3 ist zu erkennen, wie die Sensorele¬ mente 16 bzw. die Teil-Berührflächen 17 an der Unterseite einer Abde¬ ckung 12, beispielsweise als Glaskeramikplatte, anliegen. LED 21 oder sonstige Leuchtmittel sind entweder am Rand außerhalb angeordnet oder darunter. Alternativ können sie in entsprechende Ausnehmungen 19 hineinragen. Anstelle der vorgenannten Ausnehmungen 19 ist es auch möglich, die Teil-Berührflächen lichtdurchlässig auszubilden, bei¬ spielsweise durch lichtdurchlässige Metalloxidschichten, insbesondere
Zinkoxid oder auch lichtdurchlässige elektrisch leitfähige Polymere. In diesem Fall können die Leuchtmittel unter den Teil-Berührflächen ange¬ ordnet sein. Dies bietet sich vor allem bei den Ausnehmungen 19d an.
Der Berührungsschalter 11 ist als kapazitiver Berührungsschalter aus¬ gebildet. Für die Funktionsweise wird auf die vorgenannten DE 102 51 639 A1 und DE 10 2004 038 872 verwiesen und deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Funktion
In Figur 4 ist dargestellt, wie ein Finger 26 zur Betätigung des Berüh¬ rungsschalters 11 benutzt wird. Dieser ist im übrigen auch durch die strichlierten Kreise 26' in der Anfangsposition und 26" in einer Zwi¬ schen- oder Endposition vereinfacht dargestellt. Sobald er auf den Be¬ rührungsschalter 11 in vorschriftsmäßiger Art und Weise aufgelegt wird als korrekte Betätigung können beispielsweise die LED 21 bzw. entspre¬ chende Leuchtmittel aktiviert werden. Dies kann beispielsweise so erfol¬ gen, dass um den Berührungsschalter 11 herum eine Beleuchtung er¬ folgt, quasi als Rahmen außerhalb oder an der Begrenzung 14. Dadurch wird einer Bedienperson angezeigt, dass nach korrektem Auflegen des Fingers 26 der Berührungsschalter aktiviert ist und das Auflegen bereits vorschriftsmäßig erfolgt ist. Nun kann der Finger 26 im aufgelegten Zu¬ stand bewegt werden, insbesondere nach rechts gezogen werden. Dies ist durch den Bewegungspfeil veranschaulicht. Bei der mittleren darge¬ stellten Position des Fingers 26" ist es beispielsweise möglich, die ge¬ samte Teil-Berührfläche 17, welcher die Position 26" entspricht, zu be¬ leuchten. Eine solche positionsgebundene Beleuchtung kann unabhän¬ gig oder alternativ zu einer rahmenartigen Beleuchtung des gesamten Berührungsschalters vorgesehen sein. Jede der Positionen 26" auf dem Berührungsschalter 11 bzw. der Berühroberfläche 12 wird genau einer Teil-Berührfläche 17 zugeordnet und diese entsprechend beleuchtet.
Anstelle einer Beleuchtung der gesamten Teil-Berührfläche 17 können auch einzelne LED 21 innerhalb oder außerhalb der Begrenzung 14 ge¬ nau diese Position anzeigen. Links davon liegende Leuchtmittel bzw. LED 21 können entweder ebenfalls leuchten, unter Umständen auch et¬ was schwächer oder blinken, um den bisherigen zurückgelegten Weg zu veranschaulichen. Alternativ dazu kann nur an der Stelle der Betätigung 26" selber ein anzeigendes Leuchten vorgesehen sein.
Ganz rechts in Figur 4 ist dargestellt, wie die Stelle einer Betätigung 26" durch außerhalb der Begrenzung 14 angeordnete LED 21 angezeigt wird.
In Figur 5 sind verschiedene Betätigungszustände oder Positionen des Fingers 26 dargestellt, welche nicht vorschriftsmäßig bzw. fehlerhaft sind. So ist beispielsweise ausgehend von einer anfänglichen Berühr¬ stelle 26' ganz links, die im wesentlichen derjenigen in Figur 4 ent¬ spricht, der Finger 26 nach rechts und gleichzeitig außerhalb der Be¬ grenzung 14 bewegt worden. Während anfangs noch eine Beleuchtung des Berührungsschalters angezeigt wurde, ist spätestens in der darge¬ stellten Position des Fingers 26" die Beleuchtung deaktiviert., da dort eine fehlerhafte Betätigung vorliegt. Dies wird in Figur 5 dadurch veran¬ schaulicht, dass keine leuchtenden bzw. strahlenden LED 21 oder sons¬ tige Leuchtmittel dargestellt sind.
Weitere fehlerhafte Positionen 26" eines Fingers sind ganz rechts und rechts unten an dem Berührungsschalter 11 dargestellt. Hier überragt der Finger 26" mit seiner Fläche jeweils mit mehr als der Hälfte die Be¬ grenzung 14 nach außen, was die Teil-Berührflächen 17 bzw. der Be¬ rührungsschalter 11 als fehlerhaft erkennen und auswerten. Durch das Deaktivieren der Leuchtmittel 21 wird einer Bedienperson angezeigt,
dass sie den Finger 26 außerhalb der Begrenzung 14 des Berührungs¬ schalters 11 gesetzt hat bzw. eine fehlerhafte Betätigung vorliegt.
Alternativ kann eine solche fehlerhafte Betätigung auch durch Blinken bereits leuchtender Leuchtmittel dargestellt werden, welches instinktiv als Fehler oder Störzustand erkannt werden kann. Ebenso kann ein Farbwechsel stattfinden, beispielsweise zur Farbe rot bei einer Fehlbetä¬ tigung, wodurch diese ebenfalls deutlich verständlich signalisiert werden kann. Zusätzlich können noch akustische Signalgeber oder dergleichen eine Fehlbetätigung anzeigen.
Im Rahmen der Erfindung sind auch noch weitere gemischte Möglichkei¬ ten der vorbeschriebenen grundsätzlichen Möglichkeiten vorstellbar, welche in sämtlichen Einzelheiten hier nicht aufgezählt werden.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, dass ein Berührungsschal¬ ter, insbesondere ein länglicher Berührungsschalter mit mehreren Teil- Berührflächen, zugeordnete Leuchtmittel aufweist, um einer Bedienper¬ son den Betätigungszustand und vorteilhaft auch die Betätigungsstelle anzuzeigen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Leuchtmittel einzelnen Teil-Berührflächen direkt zugeordnet sind bzw. den Bewe¬ gungsfortgang für eine Bedienung des Berührungsschalters durch Auf¬ legen eines Fingers und Entlangziehen an einer Berührfläche in etwa positionsgetreu anzeigen können. Des weiteren können Fehlbetätigun¬ gen angezeigt werden, wenn eine Betätigung fehlerhaft erfolgt ist.