[发明专利]电容式接近开关和带有这种电容式接近开关的家用电器

说明书

本发明涉及一种电容式接近开关，具有由电绝缘的盖板所覆盖的导电的传感器面作为具有由于接近而改变的电容的电容器的一部分。

许多具有电容式传感器或者开关的装置已经公知。本发明涉及一种电容式作用的开关的特定结构类型，其中导电的传感器面被电绝缘的盖板覆盖。这样，用户并不是直接接触传感器面，而是在接触盖板时仅仅接近传感器面。传感器面形成开放式电容器的一个板，该电容器的电容取决于距第二板(例如地)的距离，该距离例如由于用户的手指的接近而被改变。

这种电容式接近开关已从DE 695 19 701 T2所公知。在那里设置有半导体开关，所述半导体开关的信号输入端被供应有极化脉冲序列形式的输入信号并且所述半导体开关在静止状态中、即当接近开关不被操作时处于截止状态，使得在半导体开关的信号输出端上不存在输出信号。当然，这种接近开关的缺点是，由于老化过程或者环境条件的改变而不能保证对通过用户的操作的可靠识别。

因此，本发明所基于的任务在于，提供一种改进的、低成本的电容式接近开关。

上面所说明的任务在根据开头所述类型的电容式接近开关方面根据本发明通过以下方式来解决，即该接近开关具有用于产生参考信号以确定接近开关的操作状态的参考传感器面，其中参考信号的信号分量与利用参考传感器面所构成的参考电容器的电容成比例，并且参考电容器的电容通过传感器面的环境条件来确定。这带了如下优点，环境条件、例如湿度、温度或者时间温度梯度对传感器面的输出信号的影响、而且由于老化引起的材料改变对传感器面的输出信号的影响通过参考信号来确定并且在分析输出信号时可以加以考虑，所述输出信号与利用传感器面所构成的电容器的电容成比例。另一优点在于，在与电网开关连接的设备中通过参考信号已经可以在接通时确定是否存在对接近开关的操作。总之，通过参考信号可以减小在分析输出信号时的合理性询问(Plausibilitaetsabfrage)。

优选地，参考传感器面和传感器面布置在共同的载体上、尤其是布置在载体的相同侧上。通过参考传感器面与传感器面在空间上的靠近而保证参考信号代表传感器面的干扰电容。

根据一种优选的实施形式，该载体以与盖板相间隔的方式布置，并且在盖板与载体之间布置有导电体，所述导电体跨接该距离并且与传感器面导电连接和/或至少利用其表面的一部分形成传感器面的一部分。通过导电体，传感器面的灵敏的敏感器特性从载体移向盖板的后侧。参考传感器面通过载体与盖板之间的空气层而相对于尤其是在用户接触时在盖板前侧处的电荷变化绝缘，使得防止用户对参考传感器面的有意或者无意的操作。

合乎目的地，在传感器面上施加时钟信号并且在参考传感器面上施加另一时钟信号或者相同的时钟信号。以这样的方式，参考电容器的电容可以类似于利用传感器面所构成的电容器的电容来确定并且参考信号可以类似于其输出信号被处理。尤其是由微处理器的输出端(例如模拟输出端或者数字输出端)所输出的时钟信号有利地是周期性时钟信号、尤其是矩形信号，并且具有优选地在10至100千赫兹的范围中的频率。由此，保证了通过传感器面形成的电容器的电容的足够的询问频率用以检测接近开关的操作。此外，还可以省去用于产生时钟信号的、昂贵的单独的频率发生器，由此减小了所需部件的数目。

优选地，在传感器面处和在参考传感器面处以时分多路复用方法施加时钟信号。由于时钟信号的高频率，保证了通过传感器面形成的电容器的和参考电容器的电容的足够的询问频率用以检测接近开关的操作。使用仅一个时钟信号具有如下优点，只需要一个时钟信号发送器。在确定接近开关的操作状态时，参考信号以简单的方式由微处理器的软件程序加以考虑。

在优选的实施形式中，其中载体以与盖板相间隔的方式布置并且在盖板与载体之间布置有导电体，所述导电体跨接该距离并且与传感器面导电连接和/或至少利用其表面的一部分形成传感器的至少一部分，已证明特别有利的是，在载体上如此布置至少一个电子器件，使得其突出进空腔中，该空腔被导电体包围。导电体尤其与布置在电路板的后侧上的屏蔽面一起形成用于电子器件的一种法拉第笼，使得所述电子器件相对于周围环境的电磁干扰信号受屏蔽，其中导电体尤其是由伸展体盘绕的压力弹簧。优选地，半导体开关以这种方式被布置在载体上并且从电磁干扰信号被屏蔽，使得输出信号的质量得以改善。