具有傳感器裝置的家具的制作方法

文檔序號：12504140閱讀：404來源：國知局

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的家具。

背景技術：

在家具制造領域中，已知以不同的實施形式使用傳感器裝置來控制家具的功能。相應的傳感器裝置例如可以與執行器、例如驅動單元電連接或電子連接。該執行器可以設置用于使可運動的家具部件例如門、抽屜或家具活板運動。傳感器裝置同樣可以提供用于操作鎖定裝置。在此通常為家具的單個家具部件設置傳感器裝置，該家具部件是可運動的或在其它方面可改變其狀態。然而也已知如下實施方案，其中為包括多個、通常相似的家具部件的組設置一個傳感器裝置，其中該傳感器裝置具有監控區域，該監控區域為了通過傳感器裝置進行監控可以被分為多個子區域，以便將每個子區域相應地分配給家具部件中的一個。傳感器裝置可以將致動行為、例如伸入到相應的子區域中的伸入行為，轉換為用于相關的家具部件的執行器的致動信號，以便致動該家具部件。這種致動可以是例如打開和關閉抽屜。

技術實現要素：

本發明的目的是，提供一種家具，該家具設計為以不引人注意的和節省空間的方式實現相對容易并尤其無接觸的致動。

上述目的通過具有權利要求1的特征的家具實現。

本發明的優選和有利的實施方案在從屬權利要求中說明。

本發明的出發點是一種具有傳感器裝置的家具。本發明的核心是，傳感器裝置包括電極布置結構，該電極布置結構如此設置在家具的家具部段上，使得通過接觸或不接觸該電極布置結構或家具，能利用該電極布置結構檢測位于家具一側的周圍區域中的電場的變化，該傳感器裝置包括檢測單元，利用該檢測單元借助于所檢測的電場變化能確定位于該家具的周圍區域中的物體的位置。該電極布置結構在此可以包括一個或多個由能導電的材料、例如金屬制成的電極。

該電極設計用于，當電介質物體移入或移出電極的周圍環境時，能檢測周圍區域中的電場的變化。本發明提供如下優點，可以對于尤其無接觸的致動實現簡單和節省空間的解決方案。

本發明所基于的認知是，人體由于其高的水分含量而可以在靜電場中相對容易地電極化。因此在被靜電場充斥的開放的空間區域中，人的身體部分可以以能測量或能檢測的方式改變靜電場分布。因此身體部分適合作為可極化的電介質物體，該物體在家具的周圍區域中的位置是可測量和可檢測的。在此電極布置結構優選如此構造幾何形狀，使得身體部分的多個不同的位置通過對電場分布的相應影響相互——在必要時參照電極布置結構——區分并尤其可以定量確定。因此根據本發明的家具可以有利地設計用于接觸的以及無接觸的致動。

對于無接觸的致動，可以在家具上提供電場分布，該電場分布以一場強從家具部段的外表面擴展到尤其位于家具外部的周圍區域中。因此由物體、例如由人的身體部分造成的場變化可以利用電極布置結構檢測，而不必接觸或伸入到家具上。

電場的相應變化可以在電極布置結構的一個或多個電極上產生電荷變化。利用檢測單元可以例如借助電流來測量或檢測一個或多個電極上的電荷狀態的變化。檢測單元優選如此設計，使得可以評估由此測得的電極布置結構的電極上的狀態變化、例如電極電荷的變化，該狀態變化可以例如以信號、尤其數字數據的形式傳輸到例如控制裝置或例如執行器(例如電驅動裝置)上。

電極布置結構的電極優選由能導電的材料制造，該材料例如可以是金屬、半導體、塑料或可能情況下也可以是多種不同導電材料的組合。該材料可以例如構造為結晶態的，或也可以是例如非結晶地排布的塑料材料。

電極布置結構的電極可以設置為采樣電極，用于檢測在周圍區域中的電場分布。為了相對精確地檢測電場分布和必要時檢測電場分布的變化，電極布置結構優選具有多個、尤其彼此分開地布置的采樣電極。

本發明的一優選實施方案是，采樣電極中的多個為了分開地檢測而可以單個地連接在檢測單元上。由此可以提高位置確定的精確性。

電極、尤其采樣電極中的多個在此可以間接通過檢測單元與彼此接觸，其中每個電極單個地各自與檢測單元連接。

電極布置結構的電極可以如此適配于檢測單元的檢測接頭，使得該電極可以直接電連接在檢測單元上。電極布置結構的所有電極優選以這種方式設計。

電極布置結構的電極可以設計為相對薄的、尤其扁平伸展的元件，例如設計為板和尤其薄膜的形式。

此外優選的是，電極布置結構包括至少一個場電極，該場電極設置用于在家具旁的周圍區域中產生電場。利用場電極可以在家具的周圍環境中產生與參考電勢相關的電場，例如房間或建筑物的地電勢。在此可以提供多個場電極，該場電極在可能情況下被施加相同或不同的電勢。由此來自周圍環境的影響可以得到補償，該影響可能導致不利的電場分布。例如可以設置附加的場電極用于與地電勢連接。

場電極優選可以連接在檢測單元上用于充電。由此可以通過檢測單元設置以及例如控制或調節場強。

本發明的另一優選實施方案是，電極布置結構包括載體元件，采樣電極通過電絕緣的材料彼此分開地安置在該載體元件上。載體元件可以例如是板形的剛性體或例如是可彎的、可能情況下可彈性張緊的薄膜。電極可以單個地安置在載體元件上，或例如通過覆層涂覆在載體材料上。電極布置結構可以由此設計為組件或單個的構件，該構件可以相對簡單地裝配。場電極優選電絕緣地安置在載體元件上，以便避免采樣電極影響場電極。

本發明的尤其優選的實施方案是，電極布置結構形成在電路板上。由此可以相對成本低廉地并且薄地制造電極布置結構。

由用于通過電極布置結構進行監控的電場填充的周圍區域施加在家具的優選易于觸及的側上。在此電極布置結構可以布置在家具主體上。此外電極布置結構可以布置在可運動的家具部件上。此外電極布置結構可以布置在面板上。電極布置結構可以嵌入家具的扁平伸展的構件中，例如面板中、門中或側壁中。此外電極布置結構可以嵌入遮蓋板中。該遮蓋板可以例如是蓋板、底板、抽屜底部、可以水平抽出的板。

檢測單元可以包括微電子開關裝置，利用該開關裝置可以可靠地測量例如由于人的身體組織造成的場分布的相對弱的變化。尤其優選的是，檢測單元設計為內置的微電子構件，由此可以相對簡單和節省空間地為檢測單元屏蔽了外部的、尤其電磁的影響。在一相對簡單的實施方案中，檢測單元可以如此處理電極上的、尤其采樣電極上的變化，使得該變化可以以例如放大的和例如當量化/歸一化的信號的形式傳輸到另一電子單元上。檢測單元的根據現有技術的相對先進的實施方提供具有內置的信號處理單元的可編程的微控制器，利用該微控制器可以追蹤并附加地評估和處理通過電極布置結構檢測的物體的運動。

利用檢測單元優選可以給電介質物體在周圍區域中的一系列多個位置分配一個致動信號。該檢測單元優選評估物體這些位置相對彼此的位置，就是說并不是絕對位置，其中可以將物體的運動識別為具有多個不同的位置的姿態/手勢。該檢測單元優選設計為用于識別多個姿態，由此可以為多個、不同的致動功能中的各個致動功能相應分配用于該致動功能的觸發和控制的姿態。

本發明的一優選實施方案是，該家具包括執行器，該執行器與傳感器裝置連接用于致動。該執行器可以例如是用于使可運動的家具部件移位的驅動馬達、開門器或例如家具的鎖定裝置。對于一本身獨立的實施方案，傳感器裝置可以直接與一個執行器或與多個執行器連接，其中該傳感器裝置優選可以為了執行器的調節和控制形成有在必要時內置/集成的處理器單元，例如系統單芯片(SoC)。此外執行器可以通過控制裝置、例如單獨的計算單元間接與傳感器裝置連接，由此信號和可能的數據不僅能向一個執行器或致動功能或控制功能提供。

當可以借助于電極布置結構和檢測單元識別出相對大量的不同姿態時，使用單個的電極布置結構和單個的檢測單元就可以用于致動多個執行器以及尤其致動多個可運動的家具部件。

附圖說明

下面描述并借助于附圖詳細說明本發明的多個實施例。這些實施例在附圖中并不按比例示出。在附圖的所有圖示中統一使用附圖標記。

其中示出：

圖1示出根據本發明的家具的局部的示意性透視圖，

圖2示出根據本發明的家具的示意性側視圖，

圖3示出傳感器單元的示意性前視圖，

圖4示出電極布置結構的示意性側視圖和

圖5示出另一電極布置結構的示意性側視圖。

具體實施方式

在圖1中局部地示出根據本發明的家具1的一實施例。家具1的該局部示出家具格層2，抽屜3可移動地支承在該家具格層中用于打開和關閉。由壁元件2a、2b、2c和2d在側面限定該家具格層2。

除了抽屜3的后壁3c和側壁3b，還示出面板3a，該面板例如可以遮蓋住壁元件2a、2b、2c、2d的端側2e、2f、2g、2h。傳感器元件4安裝在壁元件2c上，該傳感器元件例如位于壁元件2a、2c的在前面的端側2g和2e的平面中。在傳感器元件4中安置有至少一個電極布置結構，利用該電極布置結構可以借助于傳感器元件4識別位于端側2g前方的檢測區域中的物體(未示出)。在此傳感器元件4可以包括例如微控制器形式的檢測單元，該微控制器在必要時與電極布置結構相協調。

在圖2中示出根據本發明的家具1的第二實施例。該家具1同樣包括具有多個側面元件2a、2b和2d的家具格層2，抽屜3支承在該家具格層中。抽屜3具有列A的面板，傳感器元件4安裝在面板的內側。該傳感器元件4包括至少一個電極布置結構6，如例如在圖3中示出的。通過將傳感器元件4安裝在面板3a上，傳感器元件4的檢測區域可以有利地隨著抽屜3一起運動。傳感器元件4優選安裝在面板3a的有特色的位置上，例如在角部的區域中或例如在面板3a內側的中心。由此傳感器元件4的檢測區域可以容易地想起。安置在傳感器元件4中的電極布置結構產生電場，該電場在圖2中借助于等勢線示意性示出。施加在電極布置結構6上的電壓在此優選產生如下電場，該電場的在位于面板3a前方距離A處的平面E中的變化可以被傳感器元件4檢測到。

當可電極化的物體(未示出)、例如電導體(未示出)或其材料具有相對高的介電常數的身體部分(未示出)被引入到例如通過等勢線5表示的電場的區域中時，電場的趨勢如此改變，使得可以在電極之間發生電荷轉移，該電荷轉移可以通過檢測單元(未示出)來測量。電介質物體可以例如是人的身體部分、例如手或手指。安置在傳感器元件4中的電極布置結構優選與這種身體部分的大小相協調，以便基本避免傳感器的錯誤地致動或觸發。

在圖3中詳細示出傳感器元件4。電極布置結構6在此安置在不導電的殼體(例如由塑料制成的殼體)7中。電極布置結構6優選是多層的電路板，該電路板具有多個、電絕緣的導體層，這些導體層例如由銅制成。

電極布置結構6具有多個采樣電極8a、8b、8c、8d，這些采樣電極彼此分開地布置。采樣電極優選在最上方的導體層中通過例如蝕刻或通過例如銑削尤其形成為條帶狀，并彼此絕緣。采樣電極8a、8b、8c、8d優選圍繞中央的面區域9布置，其中尤其采樣電極8a、8b、8c、8d中的每兩個相應成對地關于中央的面區域9彼此相對而置。在采樣電極8a、8b、8c、8d背面后方的平面中布置有場電極11，該場電極作為背景與采樣電極8a、8b、8c、8d之間的中央面區域9重疊。

當采樣電極8a–8d例如形成在單層式的電路板上時，中央的面區域9可例如尤其以方形窗的形式從電路板中切出。場電極則能以節省材料的形式設計為導電地彼此交織的導體絲或導體帶11a和11b的網。

采樣電極8a–8d的尺寸以及彼此之間的距離優選與物體、尤其身體部分相協調，該身體部分設置為用于致動傳感器元件4。例如在圖1和圖2中示出的傳感器元件4規定用于通過手指、尤其指尖致動。指尖尤其可以在面板3a的表面上靠近傳感器元件4運動，其中在可能情況下由場電極11在面板3a前方的空間中產生的電場強度足夠強，以便可以避免接觸面板3a。通過指形物體的端部可以如此改變電場，使得電場強度可不均勻地分布。該不均勻的場分布可以在采樣電極8a–8d之間導致電荷轉移，該電荷轉移能以電流的形式被檢測單元(未示出)測量出。相比之下，尤其具有彼此靠近的手指的整個手雖然可以作為整體影響場變化，但是由于相對于例如手指的尺寸比例而不能或幾乎不能引起在采樣電極8a–8d之間的電場分布的不均勻的變化。

可以例如借助于檢測單元(未示出)對場電極11施加電勢，該電勢在家具1外部產生可檢測的電場。通過由場電極11產生的電勢，在采樣電極8a至8d中通過感應感生出電荷轉移，該電荷轉移依賴于由場電極11產生的電場強度的場分布。采樣電極8a至8d中的每一個優選與其余采樣電極分開地與檢測單元連接，并如此連接在檢測單元上，使得在采樣電極8a至8d的每個上的荷電狀態的變化可以單獨地檢測出。

當電介質物體進入檢測區域中或從檢測區域中離開時，電荷狀態的變化可以在此通過檢測區域中的電場變化而產生。在采樣電極8a至8d之一中感生出的電荷的變化與電流相聯系，該電流例如可在檢測單元中測量，并且該電流的時間變化在可能情況下可以追蹤電介質物體在檢測區域中的運動。

在圖4中詳細示出電極布置結構6，該電極布置結構優選由電路板制成。在載體層12的上側有多個、彼此電絕緣的、例如銅制的采樣電極，其中在附圖中示出采樣電極8b、8c、8d。場電極11形成在載體層12的下側。場電極11可以包括兩個彼此電絕緣的層(未示出)，其中上方的層位于產生場的、增高的電勢上并進而相對于第二層具有電壓。第二層例如可以與供電網的地電勢連接。通過示出的等勢線5可看到，利用這種兩層的和兩極的場電極11，基本上僅在載體層12的上側有電場在電極布置結構的周圍區域中延伸。在此距離A標識出一邊界，從電極布置結構6的表面出發直到該邊界提供有電場，利用該電場可以例如通過手指或例如通過手進行致動。在電極布置結構6的下側可通過接地屏蔽對電場進行屏蔽。其提供如下優點，即，可以屏蔽布置在被屏蔽的區域中的電子電路、例如微電子構件免受電子布置結構6的EMV影響，并因此保護這些電子電路免受損壞或故障。

在圖5中詳細示出第二電極布置結構6，其中場電極11僅提供單一的靜電電勢。

附圖標記列表：

1 家具

2 家具格層(在家具的前側上開口)

2a 壁元件

2b 壁元件

2c 壁元件

2d 壁元件

2e 端側

2f 端側

2g 端側

2h 端側