[发明专利]用于检测操作者身体部位在传感器表面上按压的传感器结构

说明书

本发明涉及一种用于检测操作者身体部位在传感器表面上按压的传感器结构。

这种传感器结构例如安装在汽车的一个操纵位置(按键)上，特别是在汽车门把手的操纵位置上。在那里它检测操作者身体部位-例如手或手指-的触摸或按压，以由此触发例如打开或关闭门锁的功能。为了触发打开或关闭门锁的功能，要求传感器结构短时间输出脉冲，此传感器结构可以通过短时间用手触摸而起作用。为了检测短时间的触摸或检测触摸的开始，传统的电容传感器或检测力或形变的压电传感器是适用的。电容传感器具有下述缺点：它们易受环境条件(污染或下雨)变化或外来物体(薄板，树枝)的接触的影响。这些影响导致传感器检测到电容的改变，它可能导致错误触发相应的功能。因此，例如专利申请DE 102004019571建议将检测操作者身体部位接近的电容传感器与机械的辅助传感器结合起来使用，其中机械的辅助传感器借助压电效应将操作者身体部位施加在操纵位置上的力转换为一个短时间的电脉冲。这个短时间电脉冲与电容传感器的输出信号结合来被评估。这样在检测开始触摸操纵位置时实现了更高的可靠性。触摸的持续时间仍然像以前一样由电容传感器的输出信号确定。

利用一个不仅能可靠检测短时间的触摸或长时间触摸的开始、而且也能在整个持续期间检测操作-即由操作者身体部位触摸操纵位置-和操作者身体部位离开的传感器，在已知的门把手结构的情况下可以起动所谓的舒适功能。例如为了触发门锁关闭而对操纵位置进行较长的操作，同时使得已放下的车窗玻璃向上运动、汽车顶盖关闭和/或侧镜折叠，其中当操作者身体部位从操纵位置离开时，这些功能在必要时应中断。

但在上述专利申请所公开的传感器结构中，精确检测操作者身体部位的离开不总是能够实现的。因此已提出了相应电路和方法，以使得可以借助于一个电容传感器和一个机械的辅助传感器在整个操作持续期间可靠地检测操作者身体部位的触摸。例如专利申请DE102005035479.3(尚未公开)建议了一种传感器评估电路，当机械的(压电的)辅助传感器的输出信号指示操作者身体部位的触摸开始时，得到一个几乎同时由电容性接近传感器给出的输出信号值，作为以后对该接近传感器的输出信号变化进行分析的参考值，从而能够可靠地检测操作信号的离去。在这种已知结构中缺点是构造费用相对较高。

本发明的目的在于给出一种用于检测操作者身体部位在传感器表面上按压的传感器结构，它可以在整个持续期间可靠地检测到按压。

根据本发明，上述任务由具有权利要求1所述特征的传感器结构来实现。本发明基于以下认识：压电效应不适合于这种操作者身体部位按压的持续检测，因为压电传感器的输出信号取决于力的变化，并且特别是在操作者身体部位按压压力不稳定时不能可靠地评估操作者身体部位按压的持续时间。本发明建议将一个压电振荡器与传感器表面相连接，把它耦合到一个振荡电路中并使其振荡，从而使操作者身体部位在传感器表面上的触摸或按压导致振荡状态的变化(由此使参与振荡的质量减小或增大)，并且这种变化可借助于一个与振荡电路相连接的评估电路被检测出来。这种由操作者身体部位的触摸而产生的振荡状态变化可以相对简单和可靠地被检测出来，从而可以获得一个时间上不受限制的操作信号。

在一个优选的实施方式中，所述压电振荡器被放置在一个固定的支架与一个塑料膜或塑料层之间，其中塑料膜的上侧面构成传感器表面。通过塑料膜或塑料层，放置在其上的操作者身体部位(例如一个手指)与压电振荡器相耦合。

本发明所述传感器结构的一个具有优点的改进方案的特征在于，还附带地设置有一个接近传感器，它检测身体部位对传感器表面的接近，并且所述接近传感器与一个用于激活振荡电路的电路相连接，使得该振荡电路仅在操作者身体部位接近传感器表面时才被激活并且引起压电振荡器振荡。通过这种改进方案可以明显减小传感器结构的能量消耗。

从属权利要求给出了本发明具有优点的和/或优选的改进方案。

下面借助附图所示优选实施例详细说明本发明。附图中：

图1是根据本发明的传感器结构的一个实施例中门把手的示意性纵剖面图，以及

图2是根据本发明的传感器结构的一个实施例的方框图。

图1示出汽车门把手1的示意性纵剖面图。汽车门把手1位于例如汽车的驾驶员车门或乘客车门上。它被安装在一个(图1中未示出的)支座上，所述支座位于车门内，即在车门板3的后面。门把手1例如在一侧通过一个接头可旋转地与支座相连接，并且在另一侧具有穿过车门板3的臂，当门把手1被摇动时这个臂以机械方式操纵门锁。