具有至少一个用户界面的操作面板、家用电器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于家用电器、优选烹饪设备的具有至少一个用户界面的操作面板，包括：具有面对外部区域的外支撑表面的优选平面的支撑件；平面的玻璃衬底或玻璃陶瓷衬底，具有面对外部区域的外衬底表面和相对置的背离外部区域并面对外支撑表面的内衬底表面；固定在支撑件上、设置在外支撑表面上的显示元件，用于发光地展示信息；以及具有至少两个设置在内衬底表面上、分别包括至少一个电极的传感器的传感器构造，传感器用于与外部区域中的用户交互。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于家用电器、优选是烹饪设备的操作面板。本专利技术还涉及一种用于制造具有用户界面的操作面板的方法。
技术介绍
对于电器操作来说，触摸屏受到欢迎，这也因为与舒适度相关，能够实现通过拖动手势或类似操作模式来控制电器。在家用电器、特别是烹饪设备的领域中，至今很难在烹饪设备上集成触摸屏。此原因一方面在于，在烹饪设备中水平的操作面暴露于高温和润湿的液体。另一方面触摸屏提高了家用电器的成本。由EP2472186A2已知一种炉灶器具，其具有形成炉灶板的玻璃陶瓷单元。该炉灶器具设有操作单元，其包括具有触摸灵敏的电容传感元件的触摸灵敏的多个传感区域。在此，可以通过传感区域探测到用户的基本上平行于侧向方向进行的滑动接触的运动。另外，由DE102005027199A1已知一种玻璃陶瓷炉灶，其配有用于探测例如用户手指的接触位置的触摸灵敏的传感区域。根据探测到的接触或触摸位置的时间顺序能够确定产生控制信号的运动参数。在该技术方案中，仅能够探测沿预先确定方向的运动；并没有设置探测用户的沿任意方向进行的运动。由DE102010030315A1已知一种用于家用电器、例如洗衣机、洗碗机或烹饪器具的触摸灵敏的输入单元。该输入单元具有电绝缘的、由玻璃或玻璃陶瓷构成或者以有机玻璃板形式的覆盖层。为了操作该输入单元，用户的手指触摸有机玻璃板的外侧或靠近有机玻璃。然而在该文献中没有提供用户的特别沿任意方向进行的运动的探测。由US7821502B2已知一种二维的、触摸灵敏的电容位置传感器，其中在传感器上探测手指或笔的位置。位置传感器的探测区域是透明的并且能够在不影响显示屏展示的条件下设置在显示屏的前方。然而这种结构比较复杂。由US2008312857已知一种包括pcap传感器的双电极组件。另外，由CypressSemiconductor公司的文件“AN64846GettingStartedwith”已知一种固有电容结构，其具有单电极传感器和周围的作为遮蔽电极的电极面以及由WO12032432和DE102014219348已知的接地的周围的电极面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种成本有利并且同时灵活的用户界面，其实现了拖动手势、例如在用户表面上的拖动运动或者在用户表面上方临近区域中的手势的识别；或者实现了针对污染或电磁干扰信号而言改善的抗干扰性；并且优选适用于家用电器、例如烹饪设备。该目的通过独立权利要求的主体实现。有利的设计和扩展方案在从属权利要求中给出。只要技术上可行，扩展方案的特征能够相互组合以及与独立权利要求相组合。本专利技术的一个方面涉及一种用于家用电器、优选烹饪设备的具有用户界面的操作面板。具有至少一个用户界面或者优选具有多个、优选两个、三个或四个用户界面的用于家用电器、优选烹饪设备的操作面板包括：具有面对外部区域的外支撑表面的优选平面的支撑件；优选平面的衬底，其优选至少部分地由玻璃或玻璃陶瓷材料制成，任选地由塑料或层压材料制成，该衬底由面对外部区域的外衬底表面和相对的背向外部区域并且面对外支撑表面的内衬底表面组成；优选设置在外支撑表面上的显示元件，用来信息的发光标示；以及具有至少两个设置在内衬底表面上、分别包括至少一个电极的传感器的传感装置，以用于和位于外部区域中的用户交互，其中在至少一个显示元件上也能够设置具有一个电极的传感器。任选地，用户界面或每个用户界面能够具有至少一个显示元件或者具有优选两个、三个或者四个显示元件；以及具有每个具有至少两个电极的传感器。显示元件也能够设置在内衬底表面上。为了在支撑件上的触点和电极之间建立导电连接，或者通常为了使衬底和支撑件的导体结构电接触，设置相应适合的接触元件。该接触元件能够构造为不同形式，例如以弹簧接点的形式、由塑料制成的导电的柔性模制件的形式、导电的粘结形式或者也可以以电线连接的形式的元件。衬底至少在显示元件的区域中对于由显示元件发出的光来说是透明的，从而对于用户来说能够穿过衬底而看见显示元件上显示的信息。衬底优选为平面的。根据另一个实施方式，该衬底、特别是在操作区域中也能够是弯曲的。本专利技术的另一个方面涉及一种用于家用电器、优选烹饪设备的操作面板。该操作面板包括：至少一个所述的用户界面、优选多个用户界面；以及包括用于该一个或多个用户界面的控制装置。该控制装置能够作为电子线路而构造在电路板上或者构造在集成的电子芯片中，并且能够在空间上与用户界面分离地设置。本专利技术的另一个方面涉及一种家用电器，优选烹饪设备，其包括上述的操作面板。该操作面板能够优选设置在烹饪设备的炉灶面的加热区域之外的低温区域中。各个用户界面在操作面板中的设置可以是任意的，并且在炉灶面中仅受到加热区域之外的空间提供的限制。目前为止，在已知设计中的常规触摸显示界面作为具有一个显示单元和多个传感器的唯一用户界面显示烹饪设备的所有操作状态(除了必要时的开关)，这种触摸显示界面在空间要求方面通常局限于矩形。相反地，本专利技术的用户界面结构可以构成任意的多边形并且仅受到所述空间提供和烹饪设备尺寸的限制。外衬底表面面对外部区域和用户并且用户为了控制家用电器可触摸该外衬底表面，该外衬底表面是操作面。支撑件一方面能够构造成用于支撑或固定显示元件并且另一方面设置为用于电子构件的电路板，该电子构件例如属于用于用户界面或家用电器的控制装置。电极以此方式相对于显示元件设置，使得当操作人员用手指触摸或划过显示元件的发光区域时能够探测间隔的、优选相邻的传感器的信号。以这种方式，有利地通过操作面板经由拖动手势来实现家用电器的控制。对用户界面的操作可以通过触摸操作表面或者在操作面近场中(例如间隔≤50mm、≤30mm或者≤10mm)的拖动手势来进行。另外，可以这样调节信号识别，使得能够区分近场中的接近与操作表面上的触摸。由此例如能够在接近的情况下使得一个或一组用户界面的显示增亮和/或改变颜色和/或改变信息显示，从而更直观地支持用户的意图。在触摸的情况下则进行真正的操作过程。此外，能够这样通过控制装置评估来自用户界面装置的所有的、特别是在用户界面结构的边缘区域中的电极，使得通过电极信号的时间序列而识别操作者的接近或优选限制在＜300mm、＜200mm、或＜100mm的间距上的远场中的手势操作或设别在用户界面结构的整体或部分整体上的手势操作。这特别能够用于操作更高一级的功能，例如装置在操作者接近情况下视觉上的动画唤醒、快速关闭、选择烹饪区或者打开与烹饪设备联网的抽油烟机。为了更好地识别所述远场手势，能够大面积地构造各个电极，这些电极构成至少一个用户界面的独立的传感器或者传感器的一部分。为了近场和/或远场的识别，也能够按访问序列来互连各个电极，从而这些电极成为更大的相干的电极表面。在特别优选的第一个设计变体中，传感器(接下来也称为“双电极传感器”)可以包括第一电极和与第一电极横向间隔有空隙的第二电极。一个优选的设计为，在每个显示元件上设置至少两个传感器或者多达N个传感器。因此用户界面的传感器包括第一电极和与第一电极横向间隔有空隙的第二电极。在此，不需要将所有电极单独连接。而是可以优选用户界面的多个传感器、特别优选各个传感器都具有同一个第一电极。第一电极可以设置在显示元件的边缘区域中或者设置在显示元件的整个表面的上方或者设置在显示元件的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于家用电器、优选烹饪设备的具有至少一个用户界面(10)的操作面板(9)，包括：‑具有面对外部区域(19)的外支撑表面(13.1)的优选平面的支撑件(13)；‑优选平面的玻璃衬底或玻璃陶瓷衬底(12)，其具有面对所述外部区域(19)的外衬底表面(12.1)和相对置的背离所述外部区域(19)并面对所述外支撑表面(13.1)的内衬底表面(12.2)；‑固定在所述支撑件(13)上、优选设置在所述外支撑表面(13.1)上的显示元件(14)，用于发光显示信息；以及‑具有至少两个传感器(16)的传感器构造，用于与所述外部区域(19)中的用户交互，所述传感器(16)设置在所述内衬底表面(12.2)上，并且每个所述传感器(16)包括至少一个电极(16.1、16.2；16.3)。

【技术特征摘要】
2015.07.28 DE 102015112317.71.一种用于家用电器、优选烹饪设备的具有至少一个用户界面(10)的操作面板(9)，包括：-具有面对外部区域(19)的外支撑表面(13.1)的优选平面的支撑件(13)；-优选平面的玻璃衬底或玻璃陶瓷衬底(12)，其具有面对所述外部区域(19)的外衬底表面(12.1)和相对置的背离所述外部区域(19)并面对所述外支撑表面(13.1)的内衬底表面(12.2)；-固定在所述支撑件(13)上、优选设置在所述外支撑表面(13.1)上的显示元件(14)，用于发光显示信息；以及-具有至少两个传感器(16)的传感器构造，用于与所述外部区域(19)中的用户交互，所述传感器(16)设置在所述内衬底表面(12.2)上，并且每个所述传感器(16)包括至少一个电极(16.1、16.2；16.3)。2.根据权利要求1所述的操作面板(9)，其特征在于，传感器(16)，优选多个传感器(16)，包括第一电极(16.1)和与所述第一电极(16.1)横向间隔有空隙(16.4)的第二电极(16.2)，其中特别优选地，用户界面(10)的每个所述传感器(16)包括同一个第一电极(16.1)；和/或所述操作面板具有多个用户界面(10)，其中至少两个第一电极(16.1)互连；和/或所述操作面板包括用于探测传感器信号的探测装置(22.1)，所述探测装置(22.1)构造成用于在时间上间歇性地读出具有互连的第一电极(16.1)的不同用户界面的所述传感器(16)。3.根据权利要求2所述的操作面板(9)，其特征在于，所述操作面板包括具有x个第一电极16.1.x和n个第二电极16.2.n的矩阵互连，其中x≥1，n≥2，并且所述第一和第二电极以矩阵形式经由不导电的空隙相互间隔地设置，优选在一个恰好导电的层平面中无交叉地互连，并且导电的连接不会通过间隔的空隙。4.根据权利要求2至3中任一项所述的操作面板(9)，其特征在于，所述传感器(16)的所述电极(16.1、16.2)设置在传感器矩阵中，所述传感器矩阵形成为二分图，其中所述二分图优选对于一个用户界面来说是1：N图或2：N图并且对于成对的用户界面(10)来说是2：N图，并且所述第二电极(16.2)形成第二节点组的N个第二节点，而且其中所述第一电极(16.1)形成第一节点组的2个节点，并且其中通过所述第一和第二电极(16.2)之间的所述空隙形成所述图的棱边。5.根据权利要求2至4中任一项所述的操作面板(9)，其特征在于，所述传感器(16)构造的所有导电表面元件的结构：i)在电子构件(16.12)的连接点(16.11)之间，或者ii)在接触点(16.7)之间，无交叉地设计为平面的二分图Km,n，优选设计为平面的、完整的二分图K2,N。6.根据权利要求2至5中任一项所述的操作面板(9)，其特征在于，所述传感器(16)构造的所有导电表面元件的结构i)在构件(16.12)的多个连接点(16.11)之间，或者ii)在多个接触点(16.7)之间，以及iii)包括屏蔽表面、遮蔽表面或电位表面无交叉地设计为平面的分图Km,n或Kl,m,n。7.根据权利要求2至6中任一项所述的操作面板(9)，其特征在于，(i)电极16.1.x和16.2.n交替地致动作为单电极传感器(开放式电容器)，其中相应其他电极组优选致动作为互连的遮蔽电极、更优选作为互连的屏蔽电极，和/或(ii)电极16.2.n致动作为单电极传感器(开放式电容器)，并且电极16.1.x以z次交替的形式致动作作为y次互连的屏蔽电极或者y次互连作为屏蔽电极或(x-y)次互连作为遮蔽电极，优选在接地电位上，和/或(iii)电极16.2.n致动作为单电极传感器(开放式电容器)并且电极16.1.x优选致动作为互连的屏蔽电极，交替y次互连的电极16.1.x致动z次交替作为接近传感器(开放式电容器)，其中，另外(x-y)个电极16.1.x和/或电极16.2.n优选能够致动作为屏蔽电极或遮蔽电极。8.根据权利要求1所述的操作面板(9)，其特征在于，所述操作面板具有至少一项以下特征：-至少一个传感器(16)包括设置在所述显示元件(14)的边缘区域中的单电极(16.3)；-所述单电极(16.3)在重叠区域与所述显示元件(14)重叠；-所述单电极(16.3)对于在可见波长范围内的光至少部分透明、优选透明、或者具有开孔，从而能够通过所述电极(16.3)看到所述显示元件(14)；-所述传感器(16)设计为电容性触摸传感器，其中优选地所述单电极(16.3)设计为开放式电容器。9.根据上述权利要求中任一项所述的操作面板(9)，其特征在于，优选每个所述传感器电极优选与四根信号总线中的至少一根...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·加布里埃尔，F·巴克，F·里斯穆勒，T·赞可尔，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE