Title:
Berührungsloser kapazitiver Sensor, Verfahren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils und Anordnung mit einem Sensor
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft einen berührungslosen kapazitiven Sensor zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode umgibt und wobei zwischen den beiden Elektroden ein elektrisch nichtleitender Zwischenbereich vorgesehen ist, wobei die erste Elektrode, der Zwischenbereich und die zweite Elektrode gemeinsam eine Sensoroberfläche bilden oder unterhalb der Sensoroberfläche angeordnet sind, mit einer Ansteuer- und Auswerteelektronik, die die zweite Elektrode mit einer im Wesentlichen starren Spannung und die erste Elektrode mit einer durch Annäherung eines Körperteils veränderbaren Spannung versorgt, und mit Mitteln zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche, wobei die Mittel auf der Sensoroberfläche im Bereich der zweiten Elektrode angeordnet sind.




Inventors:
Kelsch, Manuel (89073, Ulm, DE)
Wiest, Thomas (88416, Ochsenhausen, DE)
Werner, Markus (89233, Neu-Ulm, DE)
Application Number:
DE102016217545A
Publication Date:
03/15/2018
Filing Date:
09/14/2016
Assignee:
Mayser GmbH & Co. KG, 89073 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013013203A1N/A2015-02-12
DE102013013204A1N/A2015-02-12
DE102012003676A1N/A2013-08-08
DE102008035627A1N/A2010-02-11
DE60214690T2N/A2009-04-30



Foreign References:
EP14871042008-05-21
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner mbB, 70174, Stuttgart, DE
Claims:
1. Berührungsloser kapazitiver Sensor zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils mit einer ersten Elektrode (12; 32; 52; 72; 82; 92; 102; 112) und einer zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114), wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode umgibt und wobei zwischen den beiden Elektroden ein elektrisch nicht leitender Zwischenbereich (16) vorgesehen ist, wobei die erste Elektrode, der Zwischenbereich und die zweite Elektrode gemeinsam eine Sensoroberfläche (20) bilden oder unterhalb der Sensoroberfläche (20) angeordnet sind, mit einer Ansteuer- und Auswerteelektronik, die die zweite Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) mit einer im Wesentlichen stabilen Spannung und die erste Elektrode (12; 32; 52; 72; 82; 92; 102; 112) mit einer durch Annäherung eines Körperteils veränderbaren Spannung versorgt, und mit Mitteln zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche, wobei die Mittel auf der Sensoroberfläche (20) im Bereich der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) angeordnet sind.

2. Sensor nach Anspruch 1, wobei die Mittel wenigstens einen leistenartigen Vorsprung (18; 58; 76; 86; 96; 106; 116) aufweisen, der in einer Richtung senkrecht zur Sensoroberfläche (20) über die Sensoroberfläche (20) hinausragt.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mittel einen Ring bilden, der die erste Elektrode umgibt.

4. Sensor nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoroberfläche (20) gekrümmt und/oder abgewinkelt ist.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoroberfläche (20) im Bereich der zweiten Elektrode im Wesentlichen eben oder schwach gekrümmt ist.

6. Sensor nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche eine Scheibe oder Platte aufweisen, die auf der Sensoroberfläche angeordnet ist.

7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe oder Platte die erste Elektrode vollständig überdeckt.

8. Sensor nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode zwei zueinander im Wesentlichen parallele Sensoroberflächen auf der Vorderseite beziehungsweise Rückseite der ersten und zweiten Elektrode bilden oder die erste und die zweite Elektrode sind zwischen zwei zueinander im Wesentlichen parallelen Sensoroberflächen angeordnet.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuer- und Auswertelektronik ausgebildet ist, zwischen einer Annäherung von der Seite der ersten Sensoroberfläche her und einer Annäherung von der Seite der zweiten Sensoroberfläche her zu unterscheiden.

10. Verfahren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils mit einem kapazitiven berührungslosen Sensor (10; 30; 50; 70; 80; 90; 100; 110) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten Anlegen einer im wesentlichen stabilen Spannung an die zweite Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114), Anlegen einer durch Annäherung eines Körperteils veränderbaren Spannung an die erste Elektrode (12; 32; 52; 72; 82; 92; 102; 112) und, bei Auftreten eines Wasserfilms (26, 28) auf der Sensoroberfläche (20), Unterbrechen des Wasserfilms (26, 28) im Bereich der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114).

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Wasserfilm in einer Weise unterbrochen wird, dass ein erster Abschnitt (26) des Wasserfilms ausschließlich die Sensoroberfläche (20) im Bereich eines ersten Teils der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) überdeckt und dass ein zweiter Abschnitt (28) des Wasserfilms maximal die Sensoroberfläche (20) im Bereich eines zweiten Teils der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) und im Bereich der ersten Elektrode (12; 32; 52; 72; 82; 92; 102; 112) überdeckt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) einen kleineren Abschnitt der Sensoroberfläche (20) bildet als die erste Elektrode (12; 32; 52; 72; 82; 92; 102; 112).

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114) einen größeren Abschnitt der Sensoroberfläche (20) bildet als der zweite Teil der zweiten Elektrode (14; 34; 54; 74; 84; 94; 104; 114).

14. Anordnung mit wenigstens einem berührungslosen kapazitiven Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Trennscheibe oder Trennwand, insbesondere eine Trennscheibe einer fremdkraftbetätigten Tür, wobei der wenigstens eine Sensor an einer Innenseite der Trennscheibe oder Trennwand anliegt, so dass eine Sensoroberfläche durch die Außenseite der Trennscheibe oder Trennwand gebildet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine zweite Sensoroberfläche bilden oder hinter der zweiten Sensoroberfläche parallel und gegenüber der Außenseite der Trennscheibe oder Trennwand angeordnet ist.

Description:

Die Erfindung betrifft einen berührungslosen kapazitiven Sensor, ein Verfahren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils, und eine Anordnung mit einem Sensor.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 013 204 A1 und der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 013 203 A1 sind bereits berührungslose kapazitive Sensoren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils bekannt, bei denen eine erste und eine zweite Elektrode vorgesehen sind, wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode umgibt und wobei zwischen den beiden Elektroden ein elektrisch nichtleitender Zwischenbereich vorgesehen ist. Die beiden Elektroden und der Zwischenbereich bilden gemeinsam eine Sensoroberfläche oder sind unterhalb der Sensoroberfläche angeordnet. Eine Auswerteelektronik ist so ausgebildet, dass die erste Elektrode hochohmig an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, was bedeutet, dass ein von der ersten Elektrode ausgesandtes Signal eine Veränderung zum Beispiel bei der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils erfährt. Die zweite Elektrode, die die erste Elektrode ringförmig umgibt, ist niederohmig an die Auswerteeinheit angeschlossen. Ein von dieser zweiten Elektrode ausgesendetes Signal zeigt dadurch praktisch keine Änderung bei Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils. Ohne Objektannäherung sind die beiden von der ersten Elektrode bzw. von der zweiten Elektrode ausgesendeten Signale nahezu gleich. Bei einer Objektannäherung erfolgt dann eine Änderung des Signals der ersten Elektrode, das mittels der Auswerteeinheit erfasst werden kann.

Mit der Erfindung soll ein berührungsloser kapazitiver Sensor und ein Verfahren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils mit einem kapazitiven berührungslosen Sensor hinsichtlich einer Funktionssicherheit beim Auftreten eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche verbessert werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Sensor mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 und eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 14 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Sensor ist als berührungsloser kapazitiver Sensor zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils ausgebildet und weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf, wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode umgibt und wobei zwischen den beiden Elektroden ein elektrisch nichtleitender Zwischenbereich vorgesehen ist. Die erste Elektrode, der Zwischenbereich und die zweite Elektrode bilden gemeinsam eine Sensoroberfläche oder sind unterhalb der Sensoroberfläche angeordnet. Es ist eine Ansteuer- und Auswerteelektronik vorgesehen, die die zweite Elektrode mit einer stabilen, insbesondere einer im Wesentlichen starren Wechselspannung und die erste Elektrode mit einer durch Annäherung eines Körperteils veränderbaren Wechselspannung versorgt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die erste Elektrode hochohmig an die Ansteuer- und Auswerteelektronik angeschlossen ist und die zweite Elektrode niederohmig an die Ansteuer- und Auswerteelektronik angeschlossen ist. Die Ansteuer- und Auswerteelektronik erzeugt ein Wechselstromsignal, das dann an die erste Elektrode bzw. die zweite Elektrode angelegt wird. Erfindungsgemäß sind Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche vorgesehen, wobei die Mittel auf der Sensoroberfläche im Bereich der zweiten Elektrode angeordnet sind. Die Spannungen an der ersten Elektrode und an der zweiten Elektrode sind ohne Vorhandensein eines zu detektierenden Körperteils im Wesentlichen gleich.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der praktischen Verwendung von berührungslosen kapazitiven Sensoren ein Wasserfilm auf der Sensoroberfläche zwar unerwünscht ist, da er die Messsignale zumindest verfälscht, dass ein solcher Wasserfilm aber in aller Regel nicht unter allen Umständen vermieden werden kann. Mit der Erfindung wird ein berührungsloser kapazitiver Sensor in sehr einfacher Weise dadurch verbessert, dass lediglich Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms vorgesehen sind. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die Anordnung solcher Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche im Bereich der zweiten Elektrode völlig ausreichend ist, um auch bei Vorhandensein eines Wasserfilms ein zuverlässiges Ansprechen des Sensors sicherzustellen. Der erfindungsgemäße Sensor arbeitet dabei berührungslos. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Sensors ist aber, dass er in gleicher Weise auch dann zuverlässig ein Signal auslöst, wenn ein menschliches oder tierisches Körperteil die Sensoroberfläche berührt. Der erfindungsgemäße Sensor ist beispielsweise in besonderer Weise für Auslösesensoren an Fußgängerampeln geeignet. Gerade bei Sensoren für Fußgängerampeln lässt sich die Bildung eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche in der Regel nicht vermeiden, da die Sensoren ungeschützt im Freien angeordnet sind. Die Unterbrechung des Wasserfilms im Bereich der zweiten Elektrode reicht erfindungsgemäß aus, um auch bei starkem Regen und infolgedessen bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche eine sichere Auslösung zu gewährleisten. Wie ausgeführt wurde, wird die Auslösung bereits berührungslos erzielt, also wenn sich eine menschliche Hand in geringer Höhe von beispielsweise 1 bis 2 cm über der Sensoroberfläche befindet. Die Auslösung erfolgt aber auch dann, wenn die menschliche Hand die Sensoroberfläche berührt. Der erfindungsgemäße Sensor kann beispielsweise an Parkautomaten, öffentlichen Toiletten, Verkehrsampeln, Anforderungstaster an Bussen und Bahnen und dergleichen eingesetzt werden.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel wenigstens einen leistenartigen Vorsprung auf, der in einer Richtung senkrecht zur Sensoroberfläche über die Sensoroberfläche hinausragt.

Ein solcher leistenartiger Vorsprung bildet eine Abreißkante für einen Wasserfilm, der auf der Sensoroberfläche vorhanden ist. Mittels einer solchen Abreißkante kann dann der Wasserfilm im Bereich der zweiten Elektrode unterbrochen werden.

In Weiterbildung der Erfindung bilden die Mittel einen Ring, der die erste Elektrode umgibt. Ein solcher Ring ist dann auf der Sensoroberfläche im Bereich der zweiten Elektrode angeordnet. Ein erster Abschnitt eines Wasserfilms kann dann beispielsweise die Sensoroberfläche außerhalb der einen Ring bildenden Mittel bedecken und zweiter Abschnitt des Wasserfilms kann die Sensoroberfläche innerhalb der einen Ring bildenden Mittel bedecken. Dennoch ist die zuverlässige Signalauslösung durch den erfindungsgemäßen Sensor bei Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils gewährleistet, solange der Wasserfilm zwischen erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt unterbrochen ist..

In Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoroberfläche gekrümmt und/oder abgewinkelt.

Beispielsweise kann die Sensoroberfläche sich von der Vorderseite eines kastenförmigen Bedienteils einer Fußgängerampel auch auf die Seitenflächen des kastenförmigen Bedienteils erstrecken.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoroberfläche im Bereich der ersten Elektrode im Wesentlichen eben oder schwach gekrümmt.

Die erste Elektrode ist flächenmäßig kleiner ausgeführt als die zweite Elektrode und hinsichtlich der Eindeutigkeit der Bedienung ist es sinnvoll, die Sensoroberfläche im Bereich der ersten Elektrode im Wesentlichen eben oder schwach gekrümmt auszuführen.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche eine Scheibe oder Platte auf, die auf der Sensoroberfläche angeordnet ist.

Auch mittels einer Scheibe oder Platte, die insbesondere transparent ausgeführt ist, kann der Wasserfilm wirkungsvoll unterbrochen werden.

In Weiterbildung der Erfindung überdeckt die Scheibe oder Platte die erste Elektrode vollständig.

Zweckmäßigerweise überdeckt die Scheibe oder Platte die erste Elektrode vollständig und erstreckt sich bis in den Bereich der zweiten Elektrode, die die erste Elektrode umgibt.

In Weiterbildung der Erfindung bilden die erste Elektrode und die zweite Elektrode zwei zueinander im Wesentlichen parallele Sensoroberflächen auf der Vorderseite bzw. Rückseite der ersten und zweiten Elektrode oder die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind zwischen zwei zueinander im Wesentlichen parallelen Sensoroberflächen angeordnet.

Auf diese Weise lässt sich der erfindungsgemäße Sensor von zwei Seiten her bedienen. Beispielsweise kann der Sensor in eine Trennwand eingebaut sein und von beiden Seiten der Trennwand her kann bei Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils ein Signal erzeugt werden. Am Beispiel einer Türe kann der Sensor dann einmal von innen und einmal von außen betätigbar sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Ansteuer- und Auswerteelektronik ausgebildet, zwischen einer Annäherung von der Seite der ersten Sensoroberfläche her und einer Annäherung von der Seite der zweiten Sensoroberfläche her zu unterscheiden.

Auf diese Weise können in Abhängigkeit der Richtung der Annäherung unterschiedliche Signale ausgegeben werden. Beispielsweise kann zwischen einer Annäherung von einer Außenseite der Türe her oder einer Innenseite der Türe her unterschieden werden und infolgedessen können dann unterschiedliche Steuersignale erzeugt werden. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass sich eine Tür von der Innenseite her immer öffnen lässt, von der Außenseite her aber nur zu bestimmten Tageszeiten. Bei einer Fahrzeugtür können unterschiedliche Betriebszustände unterschieden werden, zu denen sich die Türe von innen und/oder außen öffnen lassen soll.

Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Detektieren der Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils mit einem kapazitiven berührungslosen Sensor nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche bereitgestellt, wobei die Schritte des Anlegens einer im Wesentlichen starren Spannung an die erste Elektrode, des Anlegens einer durch die Annäherung eines Körperteils veränderbaren Spannung an die zweite Elektrode und, bei Auftreten eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche, des Unterbrechens des Wasserfilms im Bereich der zweiten Elektrode vorgesehen sind.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Wasserfilm in einer Weise unterbrochen, dass, bei Vorhandensein eines Wasserfilms, ein erster Abschnitt des Wasserfilms ausschließlich die Sensoroberfläche im Bereich des ersten Teils der zweiten Elektrode überdeckt und dass ein zweiter Abschnitt des Wasserfilms maximal die Sensoroberfläche im Bereich eines zweiten Teils der zweiten Elektrode und im Bereich der ersten Elektrode überdeckt.

Überraschenderweise wird die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Sensors auch bei Bedeckung mit einem Wasserfilm dadurch sichergestellt, dass der Wasserfilm im Bereich der zweiten Elektrode unterbrochen wird, so dass also ein zweiter Abschnitt des Wasserfilms sowohl den zweiten Teil der zweiten Elektrode als auch die vollständige erste Elektrode überdecken kann und dennoch eine zuverlässige Auslösung bei Annäherung eines Körperteils sichergestellt ist. Die Unterbrechung des Wasserfilms bewirkt dabei eine Unterbrechung einer elektrischen Verbindung zur Masse hin. Der Wasserfilm auf dem zweiten Teil der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode wird dadurch von der elektrischen Masse getrennt, so dass trotz des Wasserfilms immer noch die Annäherung eines Körperteils detektiert werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung bildet der zweite Teil der zweiten Elektrode einen kleineren Abschnitt der Sensoroberfläche als die erste Elektrode.

Durch eine solche Bemessung des zweiten Teils der zweiten Elektrode kann sichergestellt werden, dass das von der ersten Elektrode ausgesandte Signal bei Annäherung eines Körperteils immer noch verändert wird. Bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf dem zweiten Teil der zweiten Elektrode und auf der ersten Elektrode verringert sich dadurch die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Sensors, seine prinzipielle Funktionsfähigkeit ist dadurch aber nicht infrage gestellt. Beispielsweise löst der erfindungsgemäße Sensor bei Annäherung eines Körperteils ohne Vorhandensein eines Wasserfilms bei einem Abstand des Körperteils von der Sensoroberfläche von etwa 2 cm aus, bei Vorhandensein eines Wasserfilms wird hingegen ein Signal erst in einem Abstand von etwa 1 cm vor der Sensoroberfläche ausgelöst. Diese Reichweiten sind lediglich als Beispiel zu sehen. Die tatsächlich realisierten Reichweiten sind von der Elektrodengröße und dem umgebenden Bauraum abhängig.

In Weiterbildung der Erfindung bildet der erste Teil der zweiten Elektrode einen größeren Abschnitt der Sensoroberfläche als der zweite Teil der zweiten Elektrode.

Bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf dem ersten Teil der zweiten Elektrode wird dadurch sichergestellt, dass dieser Abschnitt des Wasserfilms sich auf im Wesentlichen demselben Potential wie das von der zweiten Elektrode ausgesandte Signal befindet. Auch wird sichergestellt, dass der Wasserfilm auf dem ersten Teil der zweiten Elektrode nicht das Bezugspotential, also beispielsweise 0 V, einnimmt. Auch bei Vorhandensein eines Wasserfilms kann dadurch die zuverlässige Auslösung eines Signals durch den erfindungsgemäßen Sensor bei Annäherung eines Körperteils sichergestellt werden. Durch das Einstellen eines Größenverhältnisses zwischen dem zweiten Teil der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode kann eine Empfindlichkeit des Sensors gegenüber der Bedeckung mit einem Wasserfilm eingestellt werden. Wird der Flächenanteil des zweiten Teils der zweiten Elektrode gegenüber dem Flächenanteil der ersten Elektrode größer gemacht, ist der Sensor gegenüber dem Vorhandensein eines Wasserfilms weniger empfindlich, seine Reichweite beim Detektieren eines Körperteils sinkt aber. Umgekehrt wird dann, wenn der Flächenanteil des zweiten Teils der zweiten Elektrode klein ist gegenüber dem Flächenanteil der ersten Elektrode, der Sensor gegenüber dem Vorhandensein eines Wasserfilms empfindlich, seine Reichweite beim Detektieren eines Körperteils steigt aber.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch eine Anordnung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen berührungslosen kapazitiven Sensor gelöst, wobei die Anordnung eine Trennscheibe oder Trennwand, insbesondere eine Trennscheibe einer fremdkraftbetätigten Türe, aufweist, wobei der wenigstens eine Sensor an einer Innenseite der Trennscheibe oder Trennwand anliegt, so dass eine Sensoroberfläche durch die Außenseite der Trennscheibe oder Trennwand gebildet ist.

Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Sensor geschützt an der Innenseite einer Trennscheibe, beispielsweise der Scheibe einer Türe, oder einer Trennwand angeordnet werden. Die Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind dann auf der Außenseite der Trennscheibe oder Trennwand, die ja die Sensoroberfläche bildet, angeordnet. Auf diese Weise ist für die Anordnung des Sensors kein Loch in der Trennscheibe oder Trennwand notwendig und die Trennscheibe oder Trennwand kann auf diese Weise robuster gegen Vandalismus und beispielsweise auch völlig problemlos wasserdicht ausgeführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung bilden die erste Elektrode und die zweite Elektrode neben der ersten Sensoroberfläche eine zweite Sensoroberfläche oder die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind hinter der zweiten Sensoroberfläche angeordnet, wobei die zweite Sensoroberfläche parallel und gegenüber der Außenseite der Trennscheibe oder der Trennwand angeordnet ist, die die erste Sensoroberfläche bildet.

Auf diese Weise kann ein von zwei Seiten her betätigbarer Sensor bereitgestellt werden. Auf beiden Sensoroberflächen sind dann Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms angeordnet. Die erfindungsgemäße Anordnung kann in besonders vorteilhafter Weise für die Betätigung von fremdkraftbetriebenen Türen eingesetzt werden. Die Türe kann dann sowohl von ihrer Außenseite als auch von der Innenseite her betätigt werden, ohne dass in der Türe selbst ein Loch für die Anordnung des Sensors vorgesehen sein muss. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Sensor an einer beliebigen Stelle auf die Trennwand oder Trennscheibe der Türe aufgeklebt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor gemäß einer ersten Ausführungsform,

2 eine schematische Schnittansicht des Sensors der 1,

3 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit mit dem erfindungsgemäßen Sensor der 1,

4 eine schematische Darstellung des Sensors der 1 bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche,

5 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

7 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

8 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

9 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

10 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

11 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,

12 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor gemäß einer weiteren Ausführungsform,

13 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor gemäß einer weiteren Ausführungsform,

14 eine Seitenansicht des Sensors der 13 und

15 eine erfindungsgemäße Anordnung mit dem Sensor der 13 und 14 in einer schematischen Seitenansicht.

Die schematische Darstellung der 1 zeigt in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Sensor 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Sensor 10 weist eine erste Elektrode 12 auf, die eine rechteckige Form hat. Weiter ist eine zweite Elektrode 14 vorgesehen, die in derselben Ebene wie die erste Elektrode 12 angeordnet ist und die die erste Elektrode 12 umgibt. Hierzu weist die zweite Elektrode 14 eine rechteckförmige Aussparung auf, die etwas größer ist als die Fläche der ersten Elektrode 12 und innerhalb der die erste Elektrode 12 angeordnet ist. Zwischen der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 ist somit ein nichtleitender Zwischenbereich 16 angeordnet. Die erste Elektrode 12 ist somit von dem nichtleitenden Zwischenbereich 16 umgeben. Auf den nichtleitenden Zwischenbereich 16 folgt die zweite Elektrode 14.

Im Bereich der zweiten Elektrode 14 ist ein Ring 18 vorgesehen, der über eine Sensoroberfläche hinausragt, wie dann in 2 zu erkennen ist. Der Ring 18 ist durch einen leistenartigen Vorsprung gebildet.

Anhand der Darstellung der 2 ist zu erkennen, dass die erste Elektrode 12 und die zweite Elektrode 14 unterhalb einer Sensoroberfläche 20 angeordnet sind. Senkrecht zur Sensoroberfläche 20 ragt der Ring 18 über die Sensoroberfläche 20 hinaus. Zwischen den beiden Elektroden 12, 14 und der Sensoroberfläche 20 ist eine elektrisch nichtleitende Schicht 22 angeordnet. Der Ring 18 besteht ebenfalls aus elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise Kunststoff.

Der Ring 18 bildet ein beispielhaftes Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche. Wenn sich auf der Sensoroberfläche 20 ein Wasserfilm bildet, beispielsweise dadurch, dass der Sensor 10 Regen ausgesetzt ist, so unterbricht der Ring 18 den Wasserfilm so, dass ein erster Abschnitt des Wasserfilms die Sensoroberfläche 20 lediglich im Bereich eines ersten Teils der zweiten Elektrode 14 bedeckt. Dieser erste Teil der zweiten Elektrode 14 liegt in radialer Richtung gesehen außerhalb des Rings 18. Ein zweiter Abschnitt des Wasserfilms liegt dann innerhalb des Rings 18. Der zweite Abschnitt des Wasserfilms bedeckt dann maximal die Sensoroberfläche 20 im Bereich eines zweiten Teils der zweiten Elektrode 14, wobei dieser zweite Teil der zweiten Elektrode innerhalb des Rings 18 liegt und im Bereich der ersten Elektrode 12. Durch den Ring 18 wird dadurch verhindert, dass sich auf der Sensoroberfläche 20 ein durchgehender Wasserfilm bildet, der dann einen Kurzschluß zum Bezugspotential oder Massepotential bildet. Erstreckt sich der Wasserfilm innerhalb des Rings 18, also maximal über die erste Elektrode 12 und einen zweiten Teil der zweiten Elektrode 14, wird das Potential der ersten Elektrode 12 lediglich stabilisiert aber ihr Potential wird nicht zur Masse hin abgeleitet. Wie anhand der 1 und 2 festzustellen ist, sind die Mittel zum Unterbrechen des Wasserfilms in Form des Rings 18 im Bereich der zweiten Elektrode 14 angeordnet. Der Ring 18 ist aber so angeordnet, dass der erste Teil der zweiten Elektrode 14, also der Teil der zweiten Elektrode, der radial außerhalb des Rings 18 liegt, einen größeren Abschnitt der Sensoroberfläche bildet als der zweite Teil der zweiten Elektrode 14, also der Teil der Elektrode 14, der innerhalb des Rings 18 liegt. Diese Größenverhältnisse des ersten Teils der zweiten Elektrode 14 außerhalb des Rings 18 und des zweiten Teils der zweiten Elektrode 14 innerhalb des Rings 18 sind in 1 besser zu erkennen als in 2. Durch die Bemessung der innerhalb des Rings liegenden Fläche der zweiten Elektrode 14 kann die Wasserempfindlichkeit des Sensors 10 beeinflusst werden. Wird der zweite Teil der zweiten Elektrode 14, der innerhalb des Rings 18 liegt, vergrößert, wird die Empfindlichkeit gegen Wasser verringert. Denn eine größere Bemessung des zweiten Teils der zweiten Elektrode 14 innerhalb des Rings 18 führt zu einer größeren Stabilisierung des Potentials der ersten Elektrode 12 beim Vorhandensein eines Wasserfilms. Durch Vergrößerung des zweiten Teils der zweiten Elektrode innerhalb des Rings 18 kann also die Empfindlichkeit gegenüber dem Einfluss eines Wasserfilms verringert werden. Allerdings sinkt im Gegenzug die Reichweite des Sensors 10, wenn ein Wasserfilm vorhanden ist.

2 stellt eine schematische Schnittdarstellung dar und es ist zu erkennen, dass der leistenförmige Vorsprung, der den Ring 18 bildet, eine Querschnittsform hat, die auf der Außenseite des Rings 18 eine konkave Fläche aufweist. Diese konkave Fläche soll den Wasserfilm zuverlässig unterbrechen und soll dann auch das Ablaufen des Wasserfilms begünstigen, so dass der Wasserfilm nicht höher wird als der Ring 18. Die konkave Fläche kann die Unterbrechung des Wasserfilms verbessern, ist aber nicht unbedingt erforderlich. Auch eine einfache Kante kann zur Unterbrechung ausreichen.

Auf der Innenseite des Rings ist eine geschwungene Oberfläche des leistenförmigen Vorsprungs vorgesehen. Es ist auch zu erkennen, dass der leistenförmige Vorsprung des Rings 18 in der Ebene der Sensoroberfläche 20 etwa so breit ist wie er hoch ist. Auch dadurch soll sichergestellt werden, dass der Ring 18 einen Wasserfilm sicher unterbrechen kann. Von der Innenseite des Rings her gesehen steigt der leistenförmige Vorsprung in einer S-Kurve bis zur höchsten Stelle des Rings an. Durch diese Formgebung soll erreicht werden, dass der Wasserfilm innerhalb des Rings 18 zum Innenraum des Rings hin abfließt. Wesentlich ist immer, dass der Ring 18 eine zuverlässige Unterbrechung des Wasserfilms gewährleistet. Auch aus diesem Grund geht die ansteigende Innenfläche des Rings 18 in die konkave Außenfläche des Rings 18 im Bereich einer umlaufenden, scharfen Kante über. Diese scharfe Kante soll eine Abreißkante bilden, die dann eben den Wasserfilm auf der Sensoroberfläche 20 zuverlässig in zwei Teile teilt, nämlich einmal außerhalb des Rings 18 und einmal innerhalb des Rings 18. Durch die schräg ansteigend verlaufende Innenfläche des Rings 18 wird auch erreicht, dass der leistenförmige Fortsatz, der den Ring 18 bildet, selbst nicht von dem Wasserfilm bedeckt ist, da dieser in aller Regel zum Innenraum des Rings hin abfließen wird. Dadurch liegt zwischen den beiden Abschnitten des Wasserfilms ein vergleichsweise großer Abstand und eine Koppelkapazität zwischen den beiden Abschnitten des Wasserfilms ist klein. Dies begünstigt das zuverlässige Detektieren von Körperteilen mit dem Sensor 10 auch bei Vorhandensein eines Wasserfilms, da der Wasserfilm innerhalb des Rings 18 von Massepotential getrennt ist.. Eine ähnliche Wirkung des Rings 18 kann auch mit einer Querschnittsform des leistenförmigen Vorsprungs erzielt werden, die in 4 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform weist der leistenförmige Vorsprung sowohl auf seiner Innenseite als auch auf seiner Außenseite eine konkav gekrümmte Fläche auf.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit für den Sensor 10. Der Auswerteeinheit wird an einem Punkt P0 ein Wechselspannungssignal zugeführt. Das Wechselspannungssignal wird in einen ersten Spannungsteiler mit den Impedanzen Z1 und Z2 eingespeist, wobei Z1 mit P0, Z1 mit Z2 und Z2 mit einem Bezugspotential, beispielsweise 0 V, verbunden ist. Die Wechselspannung wird auch einem zweiten Spannungsteiler mit den Impedanzen Z3 und Z4 zugeführt, wobei Z3 mit P0, Z3 mit Z4 und Z4 mit dem Bezugspotential verbunden ist. Die beiden Spannungsteiler Z1, Z2 sowie Z3, Z4 bilden somit eine Brückenschaltung. Die erste Elektrode 12 ist mit einem ersten Brückenpunkt P1 verbunden, der mit den Impedanzen Z3 und Z4 verbunden ist. Die zweite Elektrode 14 ist mit einem Brückenpunkt P2 verbunden, der mit Z1 und Z2 verbunden ist. Die Impedanzen sind so bemessen, dass die Summe der Impedanzen Z1 und Z2 kleiner ist als die Summe der Impedanzen Z3 und Z4. Es gilt also Z1 + Z2 < Z3 + Z4. Der Brückenpunkt P2 und damit die zweite Elektrode 14 sind damit niederohmig an die Spannungsversorgung am Punkt P0 angebunden und der Brückenpunkt P1 und die erste Elektrode 12 sind hochohmig an die Spannungsversorgung am Punkt P0 angebunden. Dies führt dazu, dass die zweite Elektrode 14 mit einer im Wesentlichen starren Spannung, entsprechend einem Sendesignal, das bei Annäherung eines Körperteils nicht oder nur unwesentlich verändert wird, beaufschlagt ist. Die erste Elektrode 12 ist hingegen mit einer Spannung, entsprechend einem Sendesignal, beaufschlagt, die durch Annäherung eines Körperteils veränderbar ist. Wenn kein Körperteil an den Sensor 10 angenähert ist, sind an der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 anliegenden Signale entweder gleich groß oder stehen in einem festen Verhältnis zueinander.

Die Auswerteeinheit weist einen Operationsverstärker 24 auf, wobei ein Eingang des Operationsverstärkers 24 mit dem Brückenpunkt P1 und ein weiterer Eingang des Operationsverstärkers 24 mit dem zweiten Brückenpunkt P2 verbunden ist. Die Darstellung des Operationsverstärkers 24 ist lediglich symbolisch und soll verdeutlichen, dass zur Auswertung des Signals des Sensors 10 eine Differenz zwischen der Spannung an der ersten Elektrode 12 und der Spannung an der zweiten Elektrode 14 ausgewertet wird.

Ist kein Körperteil an den Sensor 10 angenähert, so ist die Differenz zwischen den Wechselstromsignalen an der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 entweder Null oder weist einen konstanten Wert nahe Null auf. Wird ein Körperteil an den Sensor 10 angenähert, so verändert das Signal an der zweiten Elektrode 14 seinen Wert nicht oder nur unwesentlich. Durch die niederohmige Anbindung durch den Spannungsteiler Z1, Z2 hat die Kapazität zwischen der zweiten Elektrode 14 und dem Körperteil sowie die Kapazität zwischen dem Körperteil und dem Bezugspotential keinen oder nur einen unwesentlichen Einfluss auf das an der zweiten Elektrode 14 anliegende Signal.

Das an der ersten Elektrode 12 anliegende Signal verändert sich hingegen, da durch die hochohmige Anbindung über den Spannungsteiler Z3, Z4 die Kapazität an zwischen der ersten Elektrode 12 und dem Körperteil sowie zwischen dem Körperteil und dem Bezugspotential das Signal an der ersten Elektrode 12 beeinflussen.

Bei Annäherung eines Körperteils tritt dadurch gegenüber dem Zustand ohne ein angenähertes Körperteil eine Differenz oder eine Abweichung zwischen den Spannungen an der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 auf, das mit der Auswerteeinheit, beispielhaft dargestellt durch den Operationsverstärker 24, ausgewertet werden kann.

Der Ring 18 verhindert nun, dass sich auf der Sensoroberfläche 20 ein durchgehender Wasserfilm bildet.

Wäre ein solcher durchgehender Wasserfilm auf der Sensoroberfläche 20 vorhanden, so würde sich durch die Kapazität zwischen den Elektroden 12, 14 und dem durchgehenden Wasserfilm nicht nur ein über die Sensoroberfläche 20 gesehen konstantes Potential einstellen, sondern dieses Potential würde durch einen Kurzschluss des Wasserfilms gegen Masse auch auf das Massepotential gezogen werden. Dies zwangsläufig deshalb, da der Wasserfilm elektrisch leitfähig ist und somit über die gesamte Sensoroberfläche 20 im Wesentlichen dasselbe elektrische Potential einnehmen würde. Auch würde sich eine Kapazität gegen Masse ausbilden, die dem Effekt einer Detektion gleichkommt und das Detektieren eines Körperteils dadurch verhindern würde. Dadurch könnte aber bei Annäherung eines Körperteils zwischen dem Signal an der ersten Elektrode 12 und an der zweiten Elektrode 14 keine Differenz bzw. Abweichung mehr festgestellt werden, so dass der Sensor 10 nicht mehr funktionsfähig wäre.

Wird hingegen der Wasserfilm durch den Ring 18 unterbrochen, so nimmt ein erster Abschnitt des Wasserfilms radial außerhalb des Rings 18 ein Potential zwischen 0V und dem Potential der zweiten Elektrode 14 ein. Ein zweiter Abschnitt des Wasserfilms liegt radial innerhalb des Rings 18 und nimmt dann, wenn kein Körperteil angenähert ist, das Potential der ersten Elektrode 12 an. Der zweite Abschnitt des Wasserfilms innerhalb des Rings 18 bildet sauch eine Kapazität zu der zweiten Elektrode 14 aus. Die Beeinflussung des zweiten Abschnitts des Wasserfilms innerhalb des Rings 18 durch die zweite Elektrode 14 sorgt für eine Stabilisierung des Signals an der ersten Elektrode 12. Zwar ist die Empfindlichkeit des Sensors 10 bei Annäherung eines Körperteils dadurch gegenüber dem Zustand ohne Wasserfilm verringert, bei Annäherung eines Körperteils wird sich die an der ersten Elektrode 12 gemessene Spannung aber immer noch gegenüber der an der zweiten Elektrode 14 gemessenen Spannung verändern. Es ist dabei zu berücksichtigen, dass der Wasserfilm keinen direkten Kontakt zu den Elektroden 12, 14 hat, vergleiche 4. Vielmehr ist der Wasserfilm durch eine Isolierung unterhalb der Sensoroberfläche 20 von den Elektroden 12, 14 getrennt. Die Ausbildung von Kapazitäten zwischen dem Wasserfilm und den Elektroden 12, 14 bzw. dem Bezugspotential führt aber zu einer Beeinflussung der Potentiale an den Elektroden 12, 14 durch den Wasserfilm.

Wird, wie dies in 4 noch einmal schematisch dargestellt ist, der Ring 18 bzw. die Mittel zum Unterbrechen des Wasserfilms im Bereich der zweiten Elektrode angeordnet, so ist die Beeinflussung des zweiten Abschnitts des Wasserfilms, in 4 rechts des Rings 18, und des ersten Abschnitts des Wasserfilms, der je eine Kapazität zur Masse ausbildet, in 4 links des Rings 18, durch die Kapazität C3 nicht so groß, als dass dadurch die Empfindlichkeit des Sensors 10 zu stark reduziert würde. Wie bereits erläutert wurde und wie in 4 schematisch dargestellt ist, bildet sich zwischen der zweiten Elektrode 14 und dem ersten Abschnitt 26 des Wasserfilms eine Kapazität C2 aus. Das Potential des ersten Abschnitts 26 des Wasserfilms wird gegen das Massepotential gezogen. Zwischen dem ersten Abschnitt des Wasserfilms 18 und der zweiten Elektrode 14 bildet sich eine Kapazität C4 aus. Zwischen der ersten Elektrode 12 und dem zweiten Abschnitt 28 des Wasserfilms bildet sich eine Kapazität C6 aus. Dargestellt ist in 4 noch der Fall, dass der Wasserfilm nicht nur durch den Ring 18 unterbrochen wird, sondern dass der Wasserfilm auch im Bereich seines zweiten Abschnitts 22 unterbrochen ist. Dies ist durch eine Kapazität C5 dargestellt.

Darüber hinaus bildet der erste Abschnitt 26 des Wasserfilms mit dem Bezugspotential eine Kapazität C1, die das Potential des ersten Abschnitts 26 gegen das Bezugspotential oder Massepotential zieht.

Die Kapazität C3 und die Kapazität C4 sowie auch die Kapazität C6 sind nun so bemessen, dass bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche 20 die Empfindlichkeit des Sensors 10 zwar verringert ist, sich bei Annäherung eines Körperteils an die erste Elektrode 12 aber immer noch eine Differenz zwischen den Signalen an der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 ergibt, die dann ausgewertet werden kann, siehe auch 3. Wie erläutert wurde, ist es dabei für die Erfindung wesentlich, dass der Ring 18, mit anderen Worten die Mittel zur Unterbrechung des Wasserfilms, im Bereich der zweiten Elektrode 14 und nicht im Bereich des nichtleitenden Zwischenbereichs zwischen der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 angeordnet sind.

Die Darstellung der 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor 30 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der Sensor 30 weist eine rechteckförmige erste Elektrode 32 und eine zweite Elektrode 34 auf, die die erste Elektrode 32 ringförmig umgibt. Hierzu ist die zweite Elektrode 34 mit einer rechteckförmigen Aussparung 36 versehen, die geringfügig größer ist als die erste Elektrode 32 und innerhalb derer die erste Elektrode 32 angeordnet ist.

Mit der Bezugsziffer 40 sind Elektronikkomponenten bezeichnet, die in der Draufsicht der 5 an und für sich nicht zu erkennen und die daher gestrichelt dargestellt sind. Denn die Elektronikkomponenten 40 sind unterhalb eines starren Schaltungsträgers 42 angeordnet, dessen Umrisse in 5 angedeutet sind. Auf dem starren Schaltungsträger 42 sind die Elektronikkomponenten 40 angeordnet.

An den starren Schaltungsträger 42 schließt sich in radialer Richtung nach außen ein nicht-starrer Bereich der zweiten Elektrode 34 an. Dieser nicht-starre Bereich liegt außerhalb der gestrichelt angedeuteten Linie 44. Um diese gestrichelt angedeutete Linie 44 kann die zweite Elektrode 34 abgebogen werden. Hierzu ist die zweite Elektrode 34 in diesem Bereich auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet. Eine an der gestrichelt eingezeichnete Linie 44 nach dem Abbiegen vorhandene Kante bildet dadurch auch Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms. Denn im abgebogenen Zustand der zweiten Elektrode 34 würde die Kante, die dann entlang der gestrichelten Linie 44 verläuft, dafür sorgen, dass ein Wasserfilm an dieser dann umlaufenden Kante unterbrochen würde.

Die Darstellung der 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 50. Der Sensor 50 weist eine gestrichelt dargestellte erste Elektrode 52 und eine ebenfalls gestrichelt dargestellte zweite Elektrode 54 auf, wobei die erste Elektrode 52 eben ausgebildet ist und die zweite Elektrode 54 nicht nur eine Vorderseite eines quaderförmigen Grundkörpers 56, sondern auch dessen Seitenflächen überdeckt. Hierzu ist die zweite Elektrode 54, wie bereits anhand der 5 erläutert wurde, wenigstens abschnittsweise auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet. Die zweite Elektrode 54 umgibt die erste Elektrode 52 an vier Seiten, wobei die in 6 links angeordnete Seitenfläche des quaderförmigen Grundkörpers 56, auf der ebenfalls ein Abschnitt der zweiten Elektrode 54 angeordnet ist, in 6 nicht zu erkennen ist. Im Bereich der zweiten Elektrode 54 sind auf der Sensoroberfläche, nämlich im Bereich der Vorderfläche des quaderförmigen Grundkörpers 56, Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms in Form einer Abreißkante 58 angeordnet. Die Abreißkante 58 hat die Form einer Rinne, die in 6 nach rechts abfallend verläuft. Mittels der Abreißkante 58 kann dadurch auf den quaderförmigen Grundkörper 56 auftreffender Regen nach rechts abgeleitet werden, so dass gleichzeitig das Entstehen eines durchgehenden Wasserfilms auf der Vorderseite des quaderförmigen Grundkörpers 56 verhindert wird. Die Abreißkante 58 geht in einen quaderförmigen Abstandshalter 60 über, der sich über den gesamten Bereich der ersten Elektrode 52 erstreckt. Der Abstandskörper 60 ist mit einem Handsymbol 62 versehen. Dies soll einem Benutzer anzeigen, dass er den quaderförmigen Grundkörper 56 im Bereich des Handsymbols 62 berühren oder jedenfalls seine Hand im Abstand vom quaderförmigen Grundkörper 56 im Bereich des Handsymbols 62 anordnen soll. Unterhalb des Handsymbols 62 ist die erste Elektrode 52 angeordnet, so dass die Annäherung einer Hand dann auch ein Sensorsignal auslöst. Mit der Bezugsziffer 64 sind lediglich Abschnitte eines Wasserfilms auf der Vorderseite des Abstandskörpers 60 angedeutet. Es ist gut zu erkennen, dass die Abreißkante 58 und dann auch die untere Kante des Abstandskörpers 60 das Entstehen eines durchgehenden Wasserfilms auf der Sensoroberfläche verhindern, die bei der dargestellten Ausführungsform durch die Vorderfläche des Abstandskörpers 60 und die oberhalb bzw. unterhalb liegenden Abschnitte der Vorderseite des quaderförmigen Grundkörpers 56 sowie dessen Seitenflächen und dessen Oberseite und Unterseite gebildet ist.

Die Darstellungen der 7 bis 11 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Sensors.

7 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor 70. Der Sensor weist eine erste Elektrode 72 auf, die ringförmig von einer zweiten Elektrode 74 umgeben ist. Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind durch einen Ring 76 verwirklicht, der einen parallelogrammförmigen Umriss hat und der im Bereich der zweiten Elektrode 74 angeordnet ist.

8 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen weiteren erfindungsgemäßen Sensor 80 mit einer ersten Elektrode 82 und einer zweiten Elektrode 84, die die erste Elektrode 82 ringförmig umgibt. Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind in Form eines leistenförmigen Vorsprungs 86 realisiert, der die Umrisse einer menschlichen Hand nachbildet. Der leistenförmige Vorsprung 86 ist im Bereich der zweiten Elektrode 84 angeordnet.

9 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Sensor 90 mit einer ersten Elektrode 92 und einer zweiten Elektrode 94, die die erste Elektrode 92 ringförmig umgibt. Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind in Form eines leistenförmigen Vorsprungs 96 realisiert, der die Form eines Spitzbogens hat und der im Bereich der zweiten Elektrode 94 angeordnet ist. Es ist gut zu erkennen, dass auf die Sensoroberfläche auftreffendes Wasser durch den spitzbogenförmigen Vorsprung 96 seitlich abgeleitet wird. Der Vorsprung 96 verhindert dadurch, dass sich auf der Sensoroberfläche ein durchgehender Wasserfilm bildet.

10 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen erfindungsgemäßen Sensor 100 mit einer ersten Elektrode 102 und einer zweiten Elektrode 104, die die erste Elektrode 102 ringförmig umgibt. Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind in Form eines U-förmigen Bogens 106 realisiert, der im Bereich der zweiten Elektrode 104 angeordnet ist. Auf die Sensoroberfläche auftreffendes Wasser wird durch den Vorsprung 106 seitlich abgeleitet, so dass die Entstehung eines durchgehenden Wasserfilms auf der Sensoroberfläche verhindert wird.

11 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen erfindungsgemäßen Sensor 110 mit einer ersten Elektrode 112 und einer zweiten Elektrode 114, die die erste Elektrode 112 ringförmig umgibt. Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind in Form eines leistenförmigen Vorsprungs 116 realisiert, der im Bereich der zweiten Elektrode 114 angeordnet ist und der die Form eines Us mit einer geradlinigen Basis und zwei geradlinigen Schenkeln aufweist.

12 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor 120 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der Sensor 120 weist eine kreisscheibenförmig ausgebildete erste Elektrode 122 und eine zweite Elektrode 124 in Form eines Kreisrings auf, die die erste Elektrode 122 umgibt. Zwischen den beiden Elektroden 122, 124 ist ein nicht leitender Zwischenbereich 126 vorgesehen.

Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auf der Sensoroberfläche sind mittels eines Rings 128 auf der Sensoroberfläche vorgesehen, wobei der Ring 128 gleich zu dem Ring 18 der 1 und 2 ausgebildet ist.

13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 130. Der Sensor 130 weist die kreisscheibenförmige erste Elektrode 122 und die zweite Elektrode 124 in Form eines Kreisrings auf, die bereits anhand der Ausführungsform der 12 erläutert wurden. Die Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms sind in Form einer Kreisscheibe 138 vorgesehen, die auf die Sensoroberfläche aufgesetzt ist. Die Scheibe 138 ist transparent ausgebildet, so dass die erste Elektrode und ein Abschnitt der zweiten Elektrode 124 durch die Scheibe 138 hindurch erkennbar sind.

14 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht des Sensors 130 der 13. Zu erkennen ist die erste Elektrode 122 und die zweite Elektrode 124. Die beiden Elektroden 122, 124 sind in eine elektrisch nicht leitende Schicht 132 eingebettet, deren in 14 oben liegende Fläche eine erste Sensoroberfläche 20 bildet.

Die gegenüberliegende Unterseite der Schicht 132 bildet eine zweite Sensoroberfläche 140. Die beiden Sensoroberflächen 20, 140 sind parallel zueinander angeordnet. Auf der ersten Sensoroberfläche 20 ist die Scheibe 138 angeordnet, die die Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms bildet. Die Scheibe 138 ist als Kreisscheibe ausgeführt und überdeckt die erste Elektrode 122 vollständig. Der Radius der Kreisscheibe ist so groß gewählt, dass die Scheibe 138 noch etwa die Hälfte der zweiten Elektrode 124 überdeckt.

Die Darstellung der 15 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 150 mit dem Sensor 130 der 13 und 14. Die Anordnung 150 weist eine Trennscheibe 152 auf, beispielsweise die Trennscheibe einer elektromotorisch angetriebenen Türe, beispielsweise einer Fahrzeugtüre.

Der Sensor 130 ist auf eine Innenseite der Trennscheibe 152 aufgesetzt und mit der Trennscheibe 152 beispielsweise verklebt.

Die erste Sensoroberfläche 20 ist dadurch gegenüber der Darstellung der 13 und 14 unverändert und von der Innenseite der Trennscheibe 152 zugänglich. Eine zweite Sensoroberfläche 140 wird bei der Anordnung 150 in 15 durch die Außenseite der Trennscheibe 152 gebildet. Auf diese zweite Sensoroberfläche 140, also die Außenseite der Trennscheibe 152, ist eine weitere Scheibe 148 aufgeklebt, die identisch zur Scheibe 138 ausgebildet und auch fluchtend zur Scheibe 138 angeordnet ist.

Der Sensor 130 kann dadurch sowohl von der Innenseite der Trennscheibe 152 als auch von der Außenseite der Trennscheibe 152 her ausgelöst werden. Dabei ist die Auswerteelektronik des Sensors 130 geeignet ausgebildet, um zwischen einer Annäherung eines menschlichen oder tierischen Körperteils von der Innenseite her bzw. von der Außenseite her zu unterscheiden. Beispielsweise kann aber eine motorisch angetriebene Türe, die mit der Anordnung 150 versehen ist, berührungslos sowohl von der Innenseite als auch der Außenseite der Türe her betätigt werden. Der Sensor kann dadurch in völlig unproblematischer Weise wasserdicht und auch gegen Beschädigung geschützt angeordnet werden, da die Trennscheibe 152 keine Durchgangsöffnung mehr aufweisen muss.

Selbstverständlich kann anstelle der Scheiben 138, 148 als Mittel zum Unterbrechen eines Wasserfilms auch der Ring 128 der Ausführungsform der 12 oder ein sonstiges geeignetes Mittel zum Unterbrechen des Wasserfilms verwendet werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102013013204 A1 [0002]
  • DE 102013013203 A1 [0002]