(57)【要約】【課題】本発明は、家庭機器、好ましくは調理機器用の、少なくとも１つのユーザインタフェース（１０）を含む操作面（９）に関する。【解決手段】当該操作面は、外部領域（１９）に向かう支持体外面（１３．１）を有する、好ましくは平坦な支持体（１３）と、外部領域（１９）側の基板外面（１２．１）と、その反対側すなわち外部領域（１９）から離れて支持体外面（１３．１）に向かう側の基板内面（１２．２）とを有する、好ましくは平坦なガラス基板もしくはガラスセラミック基板（１２）と、情報を発光表示するために、支持体（１３）に固定された、好ましくは支持体外面（１３．１）に配置された、表示素子（１４）と、外部領域（１９）に存在するユーザとのインタラクションのための、基板内面（１２．２）に配置されかつそれぞれ少なくとも１つの電極（１６．１，１６．２；１６．３）を含む少なくとも２つのセンサ（１６）を含むセンサ装置とを含む。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭機器、好ましくは調理機器用の、少なくとも１つのユーザインタフェース（１０）を含む操作面（９）であって、
外部領域（１９）に向かう支持体外面（１３．１）を有する、好ましくは平坦な支持体（１３）と、
前記外部領域（１９）側の基板外面（１２．１）と、その反対側すなわち前記外部領域（１９）から離れて前記支持体外面（１３．１）に向かう側の基板内面（１２．２）と、を有する、好ましくは平坦な、ガラス基板もしくはガラスセラミック基板（１２）と、
情報を発光表示するために、前記支持体（１３）に固定された、好ましくは前記支持体外面（１３．１）に配置された、表示素子（１４）と、
前記外部領域（１９）に存在するユーザとのインタラクションのための、前記基板内面（１２．２）に配置されかつそれぞれ少なくとも１つの電極（１６．１，１６．２；１６．３）を含む少なくとも２つのセンサ（１６）を含むセンサ装置と、
を含む操作面（９）。
【請求項２】
センサ（１６）、好ましくは複数のセンサ（１６）は、第１の電極（１６．１）と、前記第１の電極（１６．１）に対して空隙（１６．４）によって横方向に間隔を置いて配置された第２の電極（１６．２）と、を含み、
特に好ましくは、１つのユーザインタフェース（１０）の各センサ（１６）は、同じ第１の電極（１６．１）を含む、
請求項１記載の操作面（９）。
【請求項３】
前記操作面（９）は複数のユーザインタフェース（１０）を含み、
少なくとも２つの前記第１の電極（１６．１）が相互に接続されている、
請求項２記載の操作面（９）。
【請求項４】
センサ信号を検出する検出装置（２２．１）が設けられており、
前記検出装置（２２．１）は、相互に接続された前記第１の電極（１６．１）を含む種々のユーザインタフェースのセンサ（１６）を時間間歇式に読み出すように構成されている、
請求項３記載の操作面（９）。
【請求項５】
ｘ個［ｘ≧１］の第１の電極１６．１．ｘ及びｎ個［ｎ≧２］の第２の電極１６．２．ｎのマトリクス接続によって、前記第１の電極と前記第２の電極とが、非導電性の空隙による間隔を置いてマトリクス状に相互に、好ましくは前記空隙を通る導電接続部を設けることなく正確に１つの導電層平面において交差なしに接続された状態で、配置されている、
請求項２から４までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項６】
前記センサ（１６）の複数の電極（１６．１，１６．２）が、２部グラフとして形成されたセンサマトリクスとして配置されており、
前記２部グラフは、好ましくは、１つのユーザインタフェースに対して１：Ｎグラフもしくは２：Ｎグラフであり、ユーザインタフェース（１０）の対に対して２：Ｎグラフであり、
前記第２の電極（１６．２）は、第２のノード集合のＮ個の第２のノードを形成し、前記第１の電極（１６．１）は、第１のノード集合の２つのノードを形成し、グラフのエッジは、前記第１の電極（１６．１）と前記第２の電極（１６．２）との間の空隙によって形成される、
請求項２から５までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項７】
センサ（１６）の装置の全ての導電性の面状素子の配置は、ｉ）各電子モジュール（１６．１２）の端子部（１６．１１）間、又は、ｉｉ）コンタクト点間（１６．７）間に、交差なしに、平坦な２部グラフＫｍ，ｎとして、好ましくは平坦かつ完全な２部グラフＫ２，Ｎとして、構成されている、
請求項２から６までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項８】
センサ（１６）の装置の全ての導電性の面状素子の配置は、ｉ）各モジュール（１６．１２）の端子部（１６．１１）間、又は、ｉｉ）コンタクト点間（１６．７）間に、ｉｉｉ）保護面、遮閉面もしくは潜在面を含めて交差なしに、平坦な分割グラフＫｍ，ｎもしくはＫｌ，ｍ，ｎとして構成されている、
請求項２から７までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項９】
（ｉ）電極１６．１．ｘと電極１６．２．ｎとが交互に単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、そのつど他方の電極セットが、好ましくは接続された遮閉電極として、特に好ましくは接続された保護電極として、駆動され、及び／又は、
（ｉｉ）電極１６．２．ｎが単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、電極１６．１．ｘが、ｚ回交互に、ｙ重に接続された保護電極として、又は、保護電極としてｙ重に接続され、かつ、好ましくはグラウンド電位に置かれた遮閉電極として（ｘ−ｙ）重に接続された状態で、駆動され、及び／又は、
（ｉｉｉ）電極１６．２．ｎが単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、電極１６．１．ｘが、好ましくは接続された保護電極として、駆動され、
交互にｙ重に接続された電極１６．１．ｘがｚ回交互に近接センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、この場合、他方の（ｘ−ｙ）個の電極１６．１．ｘ及び／又は電極１６．２．ｎは、好ましくは保護電極もしくは遮閉電極として好ましくは接続された状態で、駆動可能である、
請求項２から８までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１０】
・少なくとも１つのセンサ（１６）が前記表示素子（１４）の縁領域に配置された単電極（１６．３）を含む、
・単電極（１６．３）が、前記表示素子（１４）と、重なり領域において重なっている、
・単電極（１６．３）が、可視波長領域の光に対して少なくとも部分的な透過性を有し、好ましくは透明であるか又は開口を有することにより、表示素子（１４）が前記電極（１６．３）を通して可視となっている、
・前記センサ（１６）が容量性接触センサとして構成されており、好ましくは単電極（１６．３）が開放性コンデンサとして構成されている、
のうち少なくとも１つの特徴を有する、
請求項１記載の操作面（９）。
【請求項１１】
好ましくは全てのセンサ電極が、好ましくは４つの信号バスのうち少なくとも１つ、すなわち、送信バスＴｘ、受信バスＲｘ、自己インピーダンス（開放性コンデンサ）を評価するための信号バスＺ、及び、一定の電位、好ましくはグラウンド電位を有するバスＰのうち少なくとも１つに、交互にかつ時間間歇式に接続される、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１２】
各電極は、表示素子を基準として、前記表示素子の発光領域をユーザが指もしくはペンでスワイプすることによって、間隔を置いて配置された、好ましくは隣のセンサの信号を検出できるように配置されている、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１３】
複数のセンサ信号を検出及び評価するための検出装置（２２．１）が設けられており、
前記センサ装置の縁部に配置されたセンサ（１６）の信号が、前記センサ装置の別のセンサ、好ましくは縁部に配置された別のセンサの信号に対して時間ずれを有しており、
前記検出装置（２２．１）が、好ましくは表示素子（１４）を制御するために、前記時間ずれに応じて調整値を形成するもしくは変化させるように構成されている、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１４】
・前記支持体（１３）が回路板として構成されている、
・前記表示素子（１４）が、発光ピクトグラム又は英数字カウンタ表示又は発光直線セグメント又は発光曲線セグメント又は発光環セグメント又は光フィールド又はピクセルベースの表示素子（１４）を含む、
のうち少なくとも１つの特徴を有する、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１５】
・前記操作面（９）は、センサによって個別に操作可能でありかつ家庭機器の動作状態を表示する複数の表示素子（１４）を含む複数のユーザインタフェース（１０）を含み、
・各表示素子（１４）はそれぞれに対応するセンサによって個別に調整可能である、
のうち少なくとも１つの特徴を有する、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１６】
前記操作面（９）が複数のユーザインタフェースを含み、
前記複数のユーザインタフェース（１０）の装置のカバーが任意の四角形状を形成している、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１７】
ｉ）導電面１６．１から１６．７及び１６．９が、フィルム支持体上もしくはガラス支持体上に配置されているか、又は、ｉｉ）導電面１６．１から１６．７及び１６．９が、規則的なパターンでフィルム支持体上もしくはガラス支持体上に被着されており、
互いに重なって及び／又は各表示素子の縁領域に存在している各センサ電極（１６．１，１６．２；１６．３）が、各表示素子を含むユニットとして、１つのユーザインタフェース（１０）のモジュールと複数の表示素子（１４）とに割り当てられている、
請求項１から１６までのいずれか１項記載の操作面（９）。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項記載の操作面（９）を備えた家庭機器、好ましくは調理機器であって、前記操作面（９）は、好ましくは、前記調理機器の調理面の冷間領域に配置されている、家庭機器。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか１項記載の操作面（９）の製造方法であって、
好ましくは平坦な、透明の基板（１２）、好ましくはガラスもしくはガラスセラミックプレート上に、パターニングされた導電性コーティングを形成するステップであって、前記導電性コーティングにより、それぞれ少なくとも１つの電極（１６．１，１６．２；１６．３）を含む少なくとも２つのセンサ（１６）の電極（１６．１，１６．２；１６．３）を形成するステップと、
少なくとも１つの表示素子（１４）を、支持体（１３）、好ましくは前記支持体（１３）の、外部領域に向かう支持体外面に固定するステップと、
前記支持体（１３）を、前記基板（１２）の、前記電極（１６．１，１６．２）が配置された側に取り付けるステップであって、前記支持体（１３）のコンタクト素子により前記電極を前記支持体に接続するステップと、
を含む、方法。
【請求項２０】
・前記表示素子（１４）を、電子回路板に対する公知の実装方法によって、又は、粘着によって、又は、接着もしくはラミネーションもしくはボンディングによって、又は、プラグイン接続によって、前記支持体に取り付ける、
・前記支持体（１３）を、接着もしくはラミネーションもしくはボンディングによる粘着によって、及び／又は、圧着もしくは係止もしくはねじ止めにより機械的に、又は、粘着貼付によって、前記基板（１２）の下面（１２．２）側で前記基板（１２）に取り付けられた支承フレームに取り付ける、
・透明な導電性コーディングを形成するために、気相堆積法によって、金属、好ましくは銀もしくは銅もしくは金、及び／又は、透明な半導体、好ましくはインジウムガリウム亜鉛酸化物、又は、透明な導電性酸化物層、好ましくは錫ドープされたインジウム酸化物もしくはＩｎ２Ｏ３：Ｓｎ、フッ素ドープされた錫酸化物もしくはＳｎＯ２：Ｆ、アンチモンドープされた錫酸化物もしくはＳｎＯ２：Ｓｂ、アルミニウムドープされた亜鉛酸化物もしくはＺｎＯ：Ａｌ、ドープされたチタン酸化物を含む透明な薄層を堆積させる、
・特に印刷によって、透明な導電性コーティングを形成するために、導電性の添加物もしくは導電性のポリマー及び溶剤を含むインクを前記基板（１２）上に付着させ、好ましくは前記溶剤をインクの付着後に気化させる、
前記インクは、透明な導体面の、スクラッチ耐性もしくは湿分耐性に関する使用特性を改善するための母材を含むことができる、
パターニングされた不透明な導電性コーティングを形成するために、ナノスケールもしくはマイクロスケールの炭素類、例えばカーボンブラックもしくはＣＮＴもしくはフルレンもしくはグラファイトを基礎とした導電性添加物と、例えばポリアクリレートもしくはポリカーボネートもしくはポリウレタンもしくはポリエステル樹脂又はゾルゲルなどの結合剤とを含む材料を、印刷によって付着させるか、又は、銀もしくは金もしくは銅を含む材料を付着させる、
のうち少なくとも１つの特徴を有する、
請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記センサ（１６）の各電極（１６．１，１６．２）を、前記各電極（１６．１，１６．２）が２部グラフのノードを形成し、第１の電極（１６．１）と第２の電極（１６．２）との間の空隙が前記２部グラフのエッジを形成するように、センサマトリクスとして配置する、
請求項１９又は２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭機器用、好ましくは調理機器用の操作面に関する。また、本発明は、ユーザインタフェースを含む操作面の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の操作に対して、接触操作面もしくはタッチパネルが大いに好まれているが、このことは、結局のところ、スワイプジェスチャ及びこれに類似の操作パターンによって機器の制御が可能になるという快適性に関連している。家庭機器、特に調理機器の分野では、接触操作面はこれまで設置するのが困難であった。その理由は、１つには、調理機器では水平方向の操作面が高温と流体による濡れとに曝されることによっており、もう１つには、接触操作面を家庭機器に設置するとコストが増大することによっている。
【０００３】
欧州特許出願公開２４７２１８６号明細書からは、クッキングプレートを形成するガラスセラミックユニットを備えた調理器が公知である。当該調理器には、複数の接触感応性の容量性センサエレメントを含む複数の接触感応性のセンサ領域を備えた操作ユニットが設けられている。この場合、ユーザがサイド方向に対してほぼ平行に動かしたスライドタッチ運動をセンサ領域によって検出できる。また、独国特許出願公開第１０２００５０２７１９９号明細書からは、例えばユーザの指の接触位置を検出する接触感応性のセンサ領域が割り当てられたガラスセラミック調理面が公知である。検出された複数の接触位置の時間シーケンスから運動特性量を求めることができ、ここから制御信号が形成される。ただし、こうした手段では、予め定められた方向の運動しか検出できない。ユーザが任意の方向に動かした運動の検出は想定されていない。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１００３０３１５号明細書からは、家庭機器用、例えば洗濯機、食器洗い機もしくは調理装置用の接触感応性の入力ユニットが公知である。当該入力ユニットは、ガラスもしくはガラスセラミックから成るか、又は、プレキシガラスプレートの形態の、電気絶縁性のカバー部を含む。入力ユニットの操作の際には、ユーザの指がプレキシガラスプレートの外面にタッチするか、又は、その近傍に近づけられる。ただし、ユーザが特に任意の方向に動かした運動の検出は、この文献では想定されていない。
【０００５】
米国特許第７８２１５０２号明細書からは、２次元の接触感応性の容量性位置センサが公知であり、ここでは、指もしくはペンの位置がセンサで検出される。位置センサの検出領域は透明であり、画面表示を損なうことなく画面の前方に配置可能である。ただし、こうした配置は比較的複雑である。
【０００６】
米国特許出願公開第２００８３１２８５７号明細書からは、ｐｃａｐセンサを含む複電極装置が公知である。
【０００７】
さらに、Cypress Semiconductor社の文献“AN64846 Getting Started with CapSense(R)”からは、単電極センサと保護電極としての周囲電極面とを含む自己キャパシタンス装置が公知であり、国際公開第１２０３２４３２号及び独国特許出願第１０２０１４２１９３４８号明細書からは、接地された周囲電極面が公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の基礎とする課題は、低コストかつフレキシブルなユーザインタフェースを提供することである。すなわち、スワイプジェスチャ、例えばユーザインタフェース上でのスワイプ運動もしくは操作面上方の近接領域でのジェスチャを識別でき、又は、汚れもしくは電磁障害信号に対する改善された障害耐性を達成でき、好ましくは家庭機器、例えば調理機器に適する、ユーザインタフェースを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、独立請求項の対象発明によって解決される。有利な構成及び発展形態は各従属請求項に記載されている。各発展形態の各特徴は、技術的に有意であれば、相互の組み合わせ及び独立請求項との組み合わせの双方が可能である。
【００１０】
本発明の一態様は、家庭機器用、好ましくは調理機器用のユーザインタフェースを含む操作面に関する。当該操作面は、家庭機器用、好ましくは調理機器用の、少なくとも１つもしくは複数、好ましくは２つもしくは３つもしくは４つのユーザインタフェースを含む。当該操作面は、
・外部領域に向かう支持体外面を有する、好ましくは平坦な支持体と、
・好ましくは少なくとも部分的にガラス材料もしくはガラスセラミック材料、場合によりプラスチックもしくはラミネートから成り、外部領域側の基板外面と、その反対側すなわち外部領域から離れて支持体外面へ向かう側の基板内面とを有する、好ましくは平坦な基板と、
・情報を発光表示するために、支持体に固定された、好ましくは支持体外面に配置された表示素子と、
・外部領域に存在するユーザとのインタラクションのための、基板内面に配置されかつそれぞれ少なくとも１つの電極を含む少なくとも２つのセンサを含むセンサ装置と
を含む。ここで、少なくとも１つの表示素子に、電極を含むセンサを配置してもよい。
【００１１】
場合により、１つもしくは全てのユーザインタフェースが、少なくとも１つ、又は、好ましくは２つもしくは３つもしくは４つの表示素子と、それぞれ少なくとも２つの電極を含む複数のセンサとを含むことができる。
【００１２】
表示素子は基板内面に配置することもできる。
【００１３】
支持体上の各コンタクト点と各電極との間の導電接続を形成するために、又は、広く基板の導体パターンと支持体の導体パターンとを電気的に接続するために、相応の適切なコンタクト素子が設けられる。当該コンタクト素子は、例えばばねコンタクト、プラスチックから成る導電性かつ可撓性の成形部材、導電性の接着剤、もしくは、ワイヤボンディングなどの形態でも、種々に構成可能である。
【００１４】
基板は、表示素子の情報表示がこの基板を通してユーザに識別可能となるよう、少なくとも表示素子の領域において、表示素子から放射される光に対して透明である。
【００１５】
基板は、好ましくは平坦である。別の実施形態によれば、基板は特に操作領域において湾曲させることもできる。
【００１６】
本発明の別の態様は、家庭機器用、好ましくは調理機器用の操作面に関する。当該操作面は、少なくとも１つの上述したユーザインタフェース、好ましくは複数のユーザインタフェースと、１つもしくは複数のユーザインタフェースに対する制御部とを含む。制御部は、電子回路として電子回路板上に構成可能であるか、又は、集積電子回路チップの形態で構成可能であり、ユーザインタフェースから空間的に離間させて配置可能である。
【００１７】
本発明の別の態様は、上述した操作面を含む家庭機器、好ましくは調理機器に関する。当該操作面は、好ましくは、調理機器の、加熱ゾーンから離れた調理面の冷間領域に配置できる。
【００１８】
操作面における個々のユーザインタフェースの配置は任意であってよく、調理面における加熱ゾーンの外側の提供スペースによって制限されるのみである。表示ユニット及び多重センサを含む唯一のユーザインタフェースとして調理機器の全ての操作（状況に応じてスイッチの入切を除く）の様態をマッピングする公知の構成としての、これまでの通常のタッチディスプレイインタフェースでは、必要スペースはふつう長方形状に制限されている。対して、本発明のユーザインタフェース装置は、任意の多角形状に構成可能であり、上述した提供スペースと調理機器の寸法とによる制限を受けるのみである。
【００１９】
基板外面、すなわち、外部領域及びユーザ側に位置し、ユーザのタッチによって家庭機器の制御を可能にする面が、操作面を形成する。
【００２０】
支持体は、一方では表示素子を支持もしくは支承するために、他方では例えばユーザインタフェース又は家庭機器の制御に関与する電子モジュール用の回路板として、構成可能である。
【００２１】
電極は、表示素子を基準として、ユーザが指で表示素子の発光領域にタッチするか又は発光領域の上方をスワイプすることによって、間隔を置いて配置された、好ましくは隣り合う複数のセンサの各信号を検出できるように配置されている。このようにすれば、操作面を介したスワイプジェスチャによる家庭機器の制御が可能となるので有利である。
【００２２】
ユーザインタフェースの操作は、操作面へのタッチ、又は、操作面の近接領域、例えば距離５０ｍｍ以内もしくは３０ｍｍ以内もしくは１０ｍｍ以内でのスワイプジェスチャによって行うことができる。また、信号検出を、近接領域への接近と操作面のタッチとが区別可能となるように設定可能である。これにより例えば、接近の際には、１つのユーザインタフェースもしくは１グループのユーザインタフェースの表示をライトアップしたり及び／又は色を変化させたり、及び／又は、ユーザガイドをより直感的にサポートするために情報表示を変更したりすることができる。なお、タッチの際には本来の操作過程が行われる。
【００２３】
さらに、ユーザインタフェースの全体から、複数の電極、特にユーザインタフェース装置の縁領域の電極を、制御部が評価できる。この評価は、電極信号の所定の時間シーケンスにわたって、ユーザの接近、又は、好ましくは距離３００ｍｍ未満もしくは２００ｍｍ未満もしくは１００ｍｍ未満に制限された遠隔領域でのジェスチャ操作が、ユーザインタフェース装置の全体もしくは一部の上方で識別されるように行われる。このことは特に、上位の機能の操作、例えば、ユーザが接近したときのビジュアルアニメーションによる機器のウェイクアップや、緊急遮断、調理ゾーンの選択、又は、当該調理機器にネットワーク接続されているレンジフードのスイッチオンなどのためにも利用される。上述した遠隔領域でのジェスチャの識別を改善するために、独立したセンサを形成する又は少なくとも１つのユーザインタフェースのセンサの一部を形成する個々の電極を大面積で構成できる。
【００２４】
近接領域及び／又は遠隔領域での識別のために、個々の電極を、組み合わせによって大きな電極面が形成されるように、１回の問合せシーケンスにおいて切り換えることもできる。
【００２５】
特に好ましい第１の実施形態では、センサ（以下では“複電極センサ”とも称する）は、第１の電極と、この第１の電極に対して空隙によって横方向に間隔を置いて配置された第２の電極とを含む。好ましい配置として、各表示素子に少なくとも２つのセンサ又はＮ個までのセンサが配置される。したがって、ユーザインタフェースのセンサは、第１の電極と、この第１の電極に対して空隙によって横方向に間隔を置いて配置された第２の電極とを含む。この場合、全ての電極を個々に接続する必要はない。むしろ、１つのユーザインタフェースの好ましくは複数のセンサ、特に好ましくは全てのセンサが、同じ第１の電極を含んでよい。
【００２６】
第１の電極は、表示素子の縁領域に、又は、表示素子上の全面にわたって、又は、表示素子の中央上方に、配置可能である。第２の電極は、表示素子の縁領域に、又は、表示素子の外側に、配置可能である。よって、複電極装置（複数の複電極センサを含むセンサ装置）の全ての複電極センサが、第１の電極に対応する１つの共通電極を有することができる。これにより、複電極装置は、表示素子において、１：Ｎマトリクスの構造、すなわち、第１の電極に複数の第２の電極が対応し、かつ、第１の電極がそれぞれの空隙によって第２の電極から分離されているという構造を有する。つまり、第１の電極を、空隙によって１つもしくは複数もしくは全ての第２の電極から分離することができる。
【００２７】
「表示素子の外側」「表示素子の縁領域」又は「横方向」などの位置の記載は、上方からの視界もしくは俯瞰視線を基礎としている。ここで「上方」とは、外部領域において、基板外面の上方、例えば基板外面をほぼ垂直に眺めたパースペクティブを意味すると理解されたい。
【００２８】
表示素子は好ましくはケーシングを含むモジュールである。ここでは、ケーシング表面の少なくとも一部が表示素子の発光領域を形成し、その発光面に情報を表示できる。発光領域の発光面は、分割可能もしくはセグメント化可能であり、又は、マスキングされた発光シンボルを表示可能である。
【００２９】
複電極センサの第１の電極は、重なり領域を上から見たとき、この重なり領域において、表示素子、好ましくは表示素子の発光領域と重なっていてよい。当該重なり領域は、ゼロ以上であってよく、特には表示素子の表面積の８０％未満、５０％未満、３０％未満もしくは１０％未満であってよい。重なり領域が０％であるとは、第１の電極が表示素子の外側に配置されることを意味し、重なり領域が１００％であるとは、第１の電極が表示素子の全面を覆うことを意味する。
【００３０】
第１の電極と表示素子とが重なる場合、第１の電極は透明であるか又は開口を有するように構成可能であり、これにより、表示素子に表示される情報が電極もしくは開口を通して外部領域にいるユーザに可視となる。
【００３１】
ユーザインタフェースは、入力装置と出力装置とが組み合わされた装置である。センサは、表示素子がユーザとセンサとのインタラクションを表示できるよう、表示素子と適宜に相互作用可能である。このために、センサは表示素子と電気的に接続できる。また、センサ及び表示素子は、ユーザインタフェース用もしくは家庭機器用の制御部にも電気的に接続可能である。
【００３２】
ユーザインタフェースの表示素子は、ユーザへの光学的出力を可能にする。情報は、アナログ信号もしくはディジタル信号の形態で、ユーザインタフェースの外部領域、好ましくはユーザインタフェースの制御部から表示素子へ供給されうる。また、複電極装置は、データもしくは情報の入力を可能にする。すなわち、ユーザが複電極装置の所定の領域、特に複電極センサの電極間の空隙の領域において基板にタッチすることにより（又は、基板直上の近接領域で操作処理を行うことにより）、複電極センサが信号を形成できる。この信号は、ユーザインタフェースによって、好ましくはアナログ信号もしくはディジタル信号の形態で、ユーザインタフェースの制御部もしくは家庭機器の制御部へ供給される。
【００３３】
グラフ理論から、完全に接続された２：Ｎマトリクス構造を交差なしに表示できることが知られている。これは、実施形態の説明において後に詳述するように、完全な２部グラフＫ２，Ｎ［Ｎは任意］に相当する。当該グラフはまさしく平面状であり、このことは、電極及びそのリード並びに制御ユニットに通じるコンタクト面を含めたパターンが、交差なく一平面内に、すなわち、導電性の面状素子の一層内に表示できることを意味する。当該平面は、湾曲面であっても非湾曲面であってもよい。なお、完全な２部グラフＫ３，Ｎ［Ｎ＞２］は平坦ではない。
【００３４】
ただし、グラフＫＭ，Ｎ［Ｍ，Ｎ＞２］が完全でない場合には、これを交差なく表示することもできる。グラフ理論における完全性とは、全ノードＮがエッジによって全ノードＭに接続されていることを意味する。この場合、第１の電極が２部グラフの第１のノード集合に、第２の電極が２部グラフの第２のノード集合に対応する。第１のタイプの電極と第２のタイプの電極との間の空隙はグラフのエッジに対応する。「交差なく」とは、ここでは、センサの空隙を通してリードもしくは接続線路を案内する必要がないことを意味し、これにより個々のセンサ間の横断不感性（障害耐性）が改善される。
【００３５】
本発明の実施形態では、電極装置において平坦なＫＭ，Ｎ構造、好ましくはＫ２，Ｎ構造が実現されるように、有利に構成される。このために、好ましくは、それぞれＮ個の複電極センサを含む２つの表示素子（２つのユーザインタフェース）が、
ｉ）２つの表示素子のＮ個のセンサにそれぞれ１つずつ個別の第１の電極が割り当てられ、
ｉｉ）Ｎ個の第２の電極がそれぞれ２つの表示素子に共通に割り当てられ、これにより、
ｉｉｉ）Ｎ個の第２の電極が、空隙によって分離された２つの第１の電極とともに、２：Ｎ構造のそれぞれのセンサを形成する
ように、グループ化される。
【００３６】
以下では、２：Ｎマトリクス［Ｎ≧２］の構造を有する２Ｎ個のセンサの複電極装置を、後述するように、公知の２Ｎ×１：１マトリクス構造のセンサ装置に対比させて説明する。２Ｎ×１：１マトリクスでは、２Ｎ個のセンサは共通の電極を有さない。
【００３７】
機能的には、つまり、ユーザの操作パターンの検出、例えば指が１本か２本か、１本指のスワイプ運動か（３つのセンサでの）２本指のズームかなどの検出に関しては、上記の２つの構造はほぼ同値である。複電極装置の１：Ｎマトリクス［Ｎ≧２］の表示素子の構造は、複数の第２の電極を相互にかつ第１の電極に対して空間的に分離して配置することに基づき、
・操作面に対する１本もしくは複数本の指の種々の位置、又は、
・ユーザが任意の方向へ動かしたスライドタッチ運動、もしくは、操作面上方でのユーザのスワイプジェスチャ
を、識別もしくは検出もしくは分解するように構成されている。第２の電極の数Ｎが増大するにつれて、複電極装置の２Ｄ分解能も改善される。
【００３８】
構造的には、つまり、構造の組成及び複雑性に関しては、複電極装置の２：Ｎ構造は、複数の２Ｎ×１：１センサから成る公知の装置よりも格段に単純である。１：１構造を有する２Ｎセンサでの電極リード数は４Ｎであり、２：Ｎ構造を有する複電極装置の電極リード数Ｎ＋２の２倍を上回る。
【００３９】
したがって、２：Ｎの複電極装置の電気特性は、公知の２Ｎ×１：１の装置に比べて、例えば、ｉ）種々の電極対及びそのリードの信号の分離、ｉｉ）障害耐性、及び、ｉｉｉ）信号対雑音比、の点で著しい改善が見られる。また、複電極装置のコストは、単純な構造のために設計及びメンテナンスの手間が少なく、材料費用も低下するので、著しく小さくなる。
【００４０】
本明細書では、“ｘ：Ｎマトリクス”［ｘ＝１，２，３，…］の表現と“ｘ：Ｎ構造”［ｘ＝１，２，３，…］の表現とを同値のものとして用いる。一般に、１つの操作面に複数のユーザインタフェースが設けられる場合、少なくとも２つの第１の電極が相互に接続されるように構成すると、特段の利点が得られる。
【００４１】
好ましくは、相互接続部は対として構成される。この場合、特に簡単な電極の接続形態を達成するために、センサの各電極が２部グラフとして構成されたセンサマトリクスの形態で配置される。ここで、２部グラフは、好ましくは、１つのユーザインタフェースに対して１：Ｎグラフであり、ユーザインタフェース対に対して２：Ｎグラフである。さらに、第２の電極１６．２は、第２のノード集合のＮ個の第２のノードを形成し、第１の電極は第１のノード集合の２つのノードを形成し、第１の電極と第２の電極との間の空隙がグラフのエッジを形成する。
【００４２】
ユーザインタフェース、又は、当該ユーザインタフェースの電極の接続形態は、２：Ｎ／２グラフとしても形成でき、これにより、対となったユーザインタフェースが再び２：Ｎグラフを形成する。この場合にも、Ｎ個の第２の電極は、任意の対となった種々のユーザインタフェースに割り当てることができるので、ユーザインタフェースの全体に対して２：Ｎグラフが形成される。個々のユーザインタフェースを２：Ｎ／２グラフとして形成することにより、ユーザインタフェースの個数が奇数であっても完全な２部の２：ＮグラフＫ２，Ｎを形成できる。
【００４３】
実施形態の第２のバリエーションでは、センサ（以下では「単電極センサ」とする）は、表示素子の縁領域に配置された１つの単電極を含んでよい。「１つの」なる語は、ユーザインタフェースに設けられた複数のセンサの任意の１つ、すなわち、それぞれのセンサを指す。それぞれ単電極センサは、容量性接触センサとして構成可能であり、重なり領域において表示素子と重なる単電極を含んでよい。重なり領域はふつうゼロより大きい。
【００４４】
単電極装置の複数の電極は、遮閉電極及び／又は保護電極として構成された第２の電極セットによって包囲することができる。遮閉電極は、電磁障害を遮閉するために、固定の電位、好ましくはグラウンド電位で駆動される。保護電極は好ましくは同じセンサ交流電位で駆動され、この電位は高調波交流信号もしくはパルス交流信号もしくは一連の信号パルスである。単電極センサと保護電極との間には電位差がないので、寄生容量インピーダンスも生じない。これにより、ユーザのタッチによる、単電極センサでのタッチ信号の信号対雑音比が改善される。
【００４５】
単電極装置（複数の単電極センサを含むセンサ装置）の単電極センサは、表示素子上方でのスワイプジェスチャ操作を可能にするために、単電極センサどうしを結ぶ接続線が一般的に表示素子と交差するように、相互に横方向に間隔を置いて配置される。単電極装置の中間空間は、遮閉電極及び／又は保護電極によって少なくとも部分的に充填可能である。
【００４６】
ｘ：ｎ、好ましくは２：ｎの平坦なマトリクス接続では、電極対ａ：ｂを以下に説明する“自己キャパシタンス”駆動方法にしたがって個別にもしくは組み合わせて正確に１つのセンサＳｅｎｓｏｒａｂに一義的に割り当てることにより、１回のタッチ動作を正確に１つのセンサに一義的に対応づけることができる。
【００４７】
ｘ個の第１の電極１６．１．ｘとｎ個の第２の電極１６．２．ｎとを用いて、第１の電極及び第２の電極を相互に間隔を置いてマトリクス状に配置した平坦なマトリクス接続は、単電極センサマトリクスとして駆動される。ここで、
（ｉ）第１の電極と第２の電極とが交互に単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、そのつど他方の電極セット、すなわち、第２の電極が駆動される際の第１の電極又は第１の電極が駆動される際の第２の電極が、好ましくは接続された遮閉電極として、特に好ましくは接続された保護電極として駆動され、又は、
（ｉｉ）一方の電極セットの電極が単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、そのつど他方の電極セットの電極が、ｚ回交互に、ｙ重に接続された保護電極として、又は、ｙ重に保護電極として接続され、かつ、好ましくはグラウンド電位に置かれ、（ｘ−ｙ）重に遮閉電極として接続された状態で、駆動され、又は、
（ｉｉｉ）タッチの識別及び近接領域の識別のために、一方の電極セットの電極が単電極センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、そのつど他方の電極セットの電極が、遠隔領域の識別のために、好ましくは接続された保護電極及び／又は遮閉電極として駆動され、さらに、交互にｙ重に接続された電極がｚ回交互に近接センサ（開放性コンデンサ）として駆動され、この場合、他方の（ｘ−ｙ）個の第１の電極及び／又は第２の電極は、好ましくは保護電極及び／又は遮閉電極として駆動可能である。
【００４８】
複電極の構成とは異なり、単電極の構成は、そのセンシング作用が各単電極センサ又は各単電極とは別に用意され、狭い空隙を有する複電極装置（ここではセンシング作用が複電極間の容量性の空隙に依存する装置）を必要としないという利点を有する。また、複電極センサが１センサ当たり２つのリードを要するのに対し、単電極センサは１センサ当たり１つのリードしか要さない。ただし、このことは見かけ上の利点でしかない。というのは、複電極の構成においては電極をマトリクス構造としてしか接続できないので、リードの全体数を単電極装置のリードの数よりも有利に低減できるからである。表示素子を含む少なくとも１つのユーザインタフェースを含む複電極装置又は単電極装置は、基板に配置されたＭ個のセンサ、少なくとも２つのセンサを含む。つまり、必要な個数Ｍによって、スワイプジェスチャの様態にしたがい、検出可能な指の運動の方向が定められる。例えば、２Ｌ個の表示素子（ユーザインタフェース）の全てがＭ個のセンサを含む場合、単電極の構成では、２ＭＬ個のセンサ、すなわち、２ＭＬ個の電極と２ＭＬ個のリードとが生じる。さらに、複電極センサの構成でも、２ＭＬ個のセンサ、すなわち、単電極装置のケースよりも少ない、２つの第１の電極とＭＬ個の第２の電極と２＋ＭＬ個のリードとが生じる。
【００４９】
各センサに正確に１つずつの電極対を一義的に割り当てることのできる好ましくは２：Ｎ接続の、上述した２部のＭ：Ｎセンサマトリクスは、（単電極センサでは）第１の電極もしくは第２の電極の固有インピーダンスの変化によって、又は、（複電極センサでは）相互インピーダンスによって、評価可能である。このために、各電極を種々の信号バスに種々に接続する必要がある。すなわち、各電極を、ｐｃａｐ動作では、送信信号と受信チャネルとに接続し、単電極動作では、保護電極のための送信信号と、単電極もしくは監視電極の固有インピーダンスを評価するための信号バスと、固定の電位、特に遮閉電極に対するグラウンド電位に置かれたバス線路とに接続する。こうした機能性電極は、通常、２層以上の導電層の積層構造体として形成され、例えば、単電極センサは保護電極もしくは遮閉電極によって包囲され、各単電極に接続されるリードは、保護層もしくは遮閉層の下方の第２の層へ導通される。
【００５０】
平坦な接続形態、好ましくは２：Ｎマトリクスでは、好ましくはセンサ電極のそれぞれが、４つの信号バスの好ましくは少なくとも１つ、すなわち、送信バスＴｘ、受信バスＲｘ、固有インピーダンスを評価するための信号バスＺ、又は、固定の電位、好ましくはグラウンド電位を有するバスＰに、交互にかつ時間間歇式に接続される。信号バスは、物理的には、４つの個別の信号バス線路として、又は、３つ以下の個別の物理線路として構成可能であり、ここで、個別の信号バス線路は、制御部によって、時間間歇式に種々のバス信号で駆動可能である。
【００５１】
１つのセンサの個々のセンサ電極は、時間間歇式に、センサバス信号Ｔｘ，ＲｘもしくはＺに接続可能であり、その一方で、１つのセンサの問合せ時点では、周囲の他の電極は、保護又は遮閉のためにバス信号ＴｘもしくはＰに接続することができる。さらに、センサ電極のグループは、近接領域もしくは遠隔領域の識別のために相互に接続可能である。したがって、機能性電極は、平坦で交差のない層構造体として表現することができる。
【００５２】
本発明のユーザインタフェース装置のカバーは、任意の四角形状に構成可能である。四角形状の構成では、接続されるセンサ電極は、好ましくは２つの、特に好ましくは組み合わせて正確に１つの平坦なマトリクス接続Ｍ：Ｎ［Ｍ≧１，Ｎ≧２］を形成する。
【００５３】
好ましくは、センサは、容量性の作用を有するセンサエレメントとして構成される。ただし、基本的には、抵抗性もしくは誘導性もしくは圧電性のセンサエレメント、又は、熱電効果を有するセンサエレメント、又は、ＳＡＷもしくはＩＲを用いて実現されるセンサエレメント、又は、複数のセンサが使用される場合には上述した各作動方式のセンサエレメントの組み合わせも使用可能である。
【００５４】
本発明の別の態様は、本発明のユーザインタフェースを含む操作面を製造する方法に関する。当該操作面を製造する方法は、
・好ましくは平坦な、少なくとも部分的に透明な基板１２上、好ましくはガラスもしくはガラスセラミックプレート上に、パターニングされた導電性コーティングを形成するステップであって、この導電性コーティングは、それぞれ少なくとも１つの電極を含む少なくとも２つのセンサのための電極と、付加的な電極リード及び付加的なコンタクト位置とを形成するステップと、
・少なくとも１つの表示素子を、支持体、好ましくは外部領域に向かう支持体外面に固定するステップと、
・支持体を、基板の、電極が配置された側の面に取り付けるステップであって、支持体のコンタクト素子により各電極を支持体に接続するステップと
を含む。
【００５５】
上記の方法は、
ａ）印刷、スプレー、ロールコーティング、回転コーティング、スリットコーティング、物理気相成長法もしくは化学気相成長法、接着もしくはラミネーションもしくはボンディングを含むプロセスのうち少なくとも１つのプロセスを用いて、パターニングされた透明な導電性コーティングを形成するか、又は、導電性パターニングされているコーティングを形成するか、又は、全面にわたるコーティングを形成した後に（例えばレーザーを用いて）パターニングするか、又は、導電性パターンを有するポリマーフィルムもしくはガラス支持体を透明な基板、好ましくはガラスプレートもしくはガラスセラミックプレートに被着するステップと、
ｂ）ステップａなどのプロセス後に、パターニングされた不透明な導電性コーティングを付加的に被着するステップと、
ｃ）別の装飾層（例えば、不透明色層、半透明色層）及び／又は保護層（例えば封止層、光学補償コーティング層、バリア層）を、完全面としてもしくはパターニングされた状態でもしくは切り欠かれた状態で形成するステップと、
ｄ）少なくとも１つの表示素子を、外部領域に面した支持体の外面上の制御回路に形成もしくは配置するステップと、
ｅ）コンタクト素子によって基板上の電極リードが支持体上の制御回路に接続されるよう、支持体を、基板の、電極が配置された側の面に取り付けるステップと
を含む。
【００５６】
ここで、ステップａ），ｂ），ｃ）の順序は固定的なものではない。表示素子は、電子回路板に対する公知の実装手法によって、又は粘着によって、又は、接着もしくはラミネーションもしくはボンディングによって、又は、プラグイン接続によって、支持体に取り付け可能である。
【００５７】
支持体は、接着もしくはラミネーションもしくはボンディングによって粘着式に、及び／又は、圧着によって機械的に直接に、又は、係止もしくはねじ止めもしくは粘着貼付によって間接的に、基板１２の下面１２．２に取り付けられた支承フレームに取り付けることができる。
【００５８】
印刷、スプレー、ロールコーティング、回転コーティング、スリットコーティングのいずれかのプロセスを用いた、基板上のコーティングの形成ステップは、コーティングの乾燥ステップ、及び、ＵＶ光もしくは熱処理による硬化ステップを含むことができる。熱処理は、好ましくは、１５０℃から５００℃の温度範囲、１０分から３時間までの時間で行われる。
【００５９】
公知の確実な種々のプロセスがそれぞれ使用されている各ステップにおいて上記方法を実行することにより、ユーザインタフェースのコスト効率の高い製造が問題なく可能となる。
【００６０】
一実施形態によれば、第１の電極といずれかの第２の電極との間の空隙は、ほぼ直線状もしくはメアンダ状の形状特性を有することができる。メアンダとはジグザグ状もしくは波状もしくは蛇行状であってよい。メアンダ状特性は、電極間に存在する容量を増大する作用を有する。したがって、空隙の狭さ及び長さが増大するにつれて信号対雑音比が改善される。狭い空隙幅とは５μｍから２００μｍの値であってよい。
【００６１】
また有利には、基板を通して操作面までいっそう強い電場のパンチスルーを形成するために、空隙幅を基板厚さのオーダーで形成することもできる。好ましくは、空隙幅ｄは、基板厚さＤを基準として、１／４Ｄ＜ｄ＜２Ｄ又は１／２Ｄ＜ｄ＜Ｄである。これにより、操作面での操作又は操作面上方の近接領域での操作に対する信号対雑音比をいっそう改善できる。
【００６２】
操作面上のセンサゾーンもしくは操作面上方の近接領域のセンサゾーンにタッチがなされると、相互容量ひいてはセンサの複電極間の基本信号が弱まる。なぜなら、信号流の一部が、接地している指もしくは接地している接触対象物を介して、グラウンドへ導かれるからである（センサ空隙の相互容量がタッチの際に低減される）。
【００６３】
単電極センサを用いる別の実施形態では、固有容量ひいては信号流がタッチの際に増大する。信号流の変化及びこれに関連する電荷移動量を、制御部によって接触過程として識別できる。センサ電極は、有利には、交流信号もしくはパルス信号によって駆動される。したがって、容量性のインピーダンス変化を検出できる。その際に、個々の交流電流周期もしくは個々の信号パルスエッジの電流信号は、電流ディジタル変換器においてディジタルで計数可能な信号へ変換される。また、電流信号からの電荷をまず検出コンデンサで収集し、収集後にディジタル化することもできる。
【００６４】
空隙は、その形状特性に沿って、ほぼ均等な幅を有することができる。この場合、形状特性とは、空隙の長さに応じた形態もしくは曲線形状を意味する。
【００６５】
空隙は、基板表面に対して横方向の広がりを有することができる。相応に、基板表面に対して垂直な方向から見て、複数の第２の電極は第１の電極に並ぶように配置される。場合によっては、空隙が基板表面に対して垂直な広がりを有してもよい。この場合、基板表面に対して垂直な方向から見て、複数の第２の電極は、電気的に絶縁された状態で、第１の電極の上方もしくは下方に配置される。
【００６６】
複電極センサは、投影型静電容量式タッチパネル（ＰＣＴもしくはＰＣＡＰ）技術として実現可能である。単電極センサは、開放コンデンサ（自己キャパシタンス）として形成可能である。「１つの」なる語は、ユーザインタフェースに設けられた複数のセンサのうち任意の１つ、すなわち、各センサを指す。開放コンデンサは、従来のコンデンサに設けられるような二線素子に代えて、電荷の導入及び導出のための唯一の線路素子を含む。
【００６７】
複電極センサは、例えば電磁放射の入射又はリード領域でのタッチに起因する障害信号に対して比較的不感である。なぜなら、センサ空隙のみが活性のセンサ面となっているからである。このことは、調理機器での適用時に、特に単層の層構造体で重要となりうる。センサが単電極センサ（開放コンデンサ）と複電極センサ（ｐｃａｐ）との間で交互に駆動される場合、例えば流体に起因する障害信号を良好に区別できる。これは、２つのセンサ方式において、操作部と流体との間の信号比が種々に異なるからである。なお、このことは、調理機器の水平の操作面に適用される際にも重要となりうる。
【００６８】
電極、好ましくは複電極装置の第１の電極もしくは単電極センサの電極と、表示素子との間の重なり領域を、表示素子の縁領域に設けることができる。したがって、重なり領域は表示素子の縁部の条片状の領域であってよい。
【００６９】
電極は、基板内面に配置された導電性の面状素子として構成可能である。
【００７０】
電極は、リードを介して家庭機器の制御部に接続可能である。当該リードは、基板内面に配置された導電性の面状素子として構成可能である。リードと制御ユニットとの間のコンタクトゾーンは、ユーザインタフェースの活性の操作領域の外側の端子領域において、好ましくは基板内面上に、構成可能である。この場合、基板表面のうち、操作面に対応する領域を活性の操作領域と見なすことができる。
【００７１】
好ましくは、導電性の面状素子は可視光に対して透明であってよい。これにより、当該面状素子が表示素子とユーザの存在する外部領域との間に配置される場合、ユーザが面状素子を通して表示素子の観察を障害もしくは妨害なく行える。ただし、表示素子が伝達する画像印象の減衰もしくは変化が許容されうる場合には、面状素子を部分透明もしくは不透明に構成してもよい。
【００７２】
導電性の面状素子が表示素子との重なり領域を有さない場合、この面状素子は不透明であってもよい。
【００７３】
ユーザインタフェースの全ての電極を導電性の面状素子として基板内面に構成できることにより、面状素子についての構成は、第１の電極及び第２の電極及び単電極を含めた各電極についても当てはまる。
【００７４】
好ましくは、センサは基板内面に直接もしくは間接に配置される。表示素子は、支持体外面に配置されるので、表示素子とセンサとの間に重なり領域が存在している場合には、基板内面と表示素子との間にセンサを配置可能である。
【００７５】
表示素子は、発光手段（例えばＬＥＤチップ）、ライトガイド（例えばリフレクタ）、散乱層（例えば白色コーティング）、及び、散乱層の領域のマスクから形成可能である。マスクは、発光面の形状（例えばセグメント表示の発光セグメント又はシンボルの発光セグメント）を定める。表示素子の一部は基板内面に配置可能であり、別の一部は基板外面に配置可能である。例えば、排他的な構成ではないが、マスクを、光を覆う色層の形態で構成してもよいし、発光手段及びライトガイド及び散乱層の形態のライトガイドカバーを基板支持体の外面に被着してもよい。
【００７６】
基板内面での、表示素子の一部及び導電性の面状素子の配置順序は任意である。例えば、最初にマスク及び表示素子の散乱層を基板内面に被着し、その上に例えば透明な導電性の面状素子を被着することができる。また、導電性の面状素子を例えば第１の層として設けることもできる。
【００７７】
基板は、プラスチック、ガラス、ガラスセラミックなどの材料、又は、これらの材料の化合物などのうちいずれかを含むことができる。当該基板は、透明もしくは色付き透明であってよく、又は、透光性を有していてもよい。ガラスとして、好ましくは、次の種類のガラス、例えばアルカリフリーガラス及びアルカリ含有ガラス、シリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、亜鉛ケイ酸ガラス、亜鉛ホウケイ酸ガラス、ビスマスホウケイ酸ガラス、ビスマスケイ酸ガラス、アルモシリケートガラス、リチウムアルモシリケートガラス、石灰ナトロンシリケートガラスなどが用いられる。また、基板には、例えば化学的又は熱的に予めテンションをかけておくことができる。
【００７８】
特に好ましくは、リチウムアルミノシリケートガラスセラミック（ＬＡＳガラスセラミック）が基板として用いられる。こうしたガラスセラミックは、例えば商標名ＣＥＲＡＮ（登録商標）で販売されている。ガラスセラミックは、色づけされていなくてもよいし、金属酸化物及び／又は熱プロセスで色づけされた色付き透明のものであってもよい。こうしたガラスセラミックは、調理面にもユーザインタフェース用の基板としての使用にも特に良好に適する。この場合、特に、ガラスセラミックの典型的には７．８から８．２までの比較的高い誘電定数（比誘電率εｒ）が有効である。ガラスセラミックはきわめて熱透過性が高く熱に対して安定であり、＋７５０℃までの範囲の急な熱衝撃にも損傷なしに耐えることができ、さらに機械的負荷にもきわめて良く耐えることができる。
【００７９】
基板は、好ましくは０．３ｍｍから６．０ｍｍの範囲の厚さを有し、好ましくは２．８ｍｍから４．２ｍｍ又は３．８ｍｍから４．２ｍｍ又は２．８ｍｍから３．２ｍｍの厚さを有する。
【００８０】
ユーザインタフェースのための透明な導電層は、好ましくは基板内面１２．２に装飾層、色づけ層、マスク層、バリア層及び封止層を形成した後に、完全面として及び／又は（例えばレーザーを用いて）パターニングされた状態及び／又は切り欠かれた状態で、調理面用基板の上に形成することができる。なお、これは、
ｉ）色付きのガラスセラミック材料及び／又は色付きのガラス材料から形成される基板では、好ましくは、光学マスク層及び／又はフィルタ層及び／又は補償層、バリア層及び／又は封止層を付加的に形成した後に、
ｉｉ）色付きでないガラスセラミック材料及び／又は色付きでないガラス材料から形成される基板では、好ましくは、装飾層、色づけ層、光学フィルタ層、補償層、バリア層及び封止層を付加的に形成した後に、
行うことができる。
【００８１】
例えば装飾層及び／又は封止層が導電層の後方に形成され、
ｉ）この導電層が別の層の形成前にパターニングされるか、及び／又は、完全面として及び／又は切り欠かれた状態で形成される；及び／又は
ｉｉ）層構造体の全体もしくは一部が後から（例えばレーザーを用いて）パターニングされる；
という層構造体の積層順序も可能である。不透明な導電層は、どちらのケースにおいても、透明な導電層を形成する前もしくは形成した後に形成可能である。基板が色付きでないガラスセラミック材料もしくは色付きでないガラス材料から形成されるケースで不透明な導電層を外部領域において不可視にする場合には、導電層に上面装飾がコーティングされていないかぎり、これを色づけコーティングの後方に被着することができる。また、不透明もしくは透明な導電性コーティング上に、このコーティングを保護するための封止層を設けることもできる。導電層と装飾層及び保護層を上述したように組み合わせると、印刷された層の縁領域にそれぞれ重なりが生じるので、均質な移行部を保証できる。
【００８２】
表示素子は、発光ピクトグラム、又は、英数字カウンタ表示、特に発光直線セグメント列（いわゆるスライダ）もしくは発光曲線セグメント列もしくは発光環セグメント（リングスライダ）、又は、光フィールド、又は、ピクセルベースの表示素子を含むことができる。発光ピクトグラムは、例えば、スイッチボタン、プラスマイナスキーもしくはバーコードスイッチなどを表すことができる。英数字カウンタ表示は７セグメント表示を含むことができる。発光直線セグメント列もしくは発光曲線セグメント列は、例えば調理面の出力設定部などの設定領域を表示する１つもしくは複数の発光面から成る。表示素子はＬＥＤ光源もしくはＯＬＥＤ光源を基礎とすることができる。設定領域のディスプレイとして、英数字もしくは任意に選択可能なシンボルを表すピクセルベースの表示モジュールを使用でき、これは例えばバックライトを備えたＬＣＤマトリクス又は光点マトリクス又はＯＬＥＤマトリクスであってよい。
【００８３】
基板は、基板外面の表示素子の領域（それぞれ）に、指当て部、又は、直線状もしくは曲線状の指ガイドくぼみ、又は、隆起部もしくは凹部などの触覚マークを備えることができる。
【００８４】
導電性コーティングを基板に設けるために、気相成長法によって透明な薄層を形成することができ、この導電性コーティングは、
・金属、好ましくは銀、銅、金、及び／又は、
・透明な半導体、好ましくはインジウムガリウム亜鉛酸化物、及び／又は、
・透明な導電性酸化物層、好ましくは、錫ドープされたインジウム酸化物もしくはＩｎ２Ｏ３：Ｓｎ、フッ素ドープされた錫酸化物もしくはＳｎＯ２：Ｆ、アンチモンドープされた錫酸化物もしくはＳｎＯ２：Ｓｂ、アルミニウムドープされた亜鉛酸化物もしくはＺｎＯ：Ａｌ、ドープされたチタン酸化物、ニオブドープされたチタン二酸化物もしくはＴｉＯ２：Ｎｂ、タンタルドープされたチタン二酸化物もしくはＴｉＯ２：Ｔａ、ガリウムドープされた亜鉛酸化物もしくはＺｎＯ：Ｇａ、モリブデンドープされた亜鉛酸化物もしくはＺｎＯ：Ｍｏ、又は、モリブデンドープされたインジウム酸化物もしくはＩｎ２Ｏ３：Ｍｏを含む。
【００８５】
付加的に、１つもしくは複数のバリア層を、気相成長法によって、透明な導電性コーティングを堆積する前及び／又は堆積した後に被着することができ、このバリア層は、
・酸化物、好ましくはＳｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、及び／又は、
・窒化物、好ましくはＳｉＮ、及び／又は、
・窒化酸化物、好ましくはＳｉＯｘＮｙ
を含む。
【００８６】
完全面としての又はパターニングされた、透明もしくは不透明の導電性コーティングを印刷によって基板に被着するために、スクリーン印刷、ブレード印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、トランスファ印刷、又は、パッド印刷の各プロセスのうちいずれかを行うことができる。
【００８７】
透明な導電性コーティングを好ましくは印刷によって形成するために、基板に、１つもしくは複数の導電性添加剤もしくは導電性ポリマーと溶剤とを含むインクが塗布される。ここで、好ましくは、溶剤はインクの塗布後に気化される。この場合、導電性添加剤は、非導電性の結合剤、例えばポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ系、シリコーン樹脂、シリコーン、ポリエステル樹脂など、又は、ゾルゲル母材などに組み込まれる。同様に、例えばポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチロールスルホン酸などの導電性ポリマーを含むインク又はペーストも使用可能である。
【００８８】
導電性ポリマーを含むインク又はペーストは、付加的に、別の導電性添加剤を含んでいてもよい。
【００８９】
例えば、５００μｍより薄い不透明な複数のラインを、メッシュ状パターン（ワイヤメッシュ）の形態で、インク又はペーストにより、印刷することができる。ここで、インク又はペーストは、好ましくは金属のナノ粒子を含み、特に好ましくは銀、銅及び／又は炭素から成るナノ粒子を含む。こうした薄いラインは、特別な実施形態では、レーザーアブレーションによってさらに研磨（エッジの粗面性の低減）及び／又は薄膜化することができる。インク及び／又はペーストの塗布、特に不透明なインク及び／又はペーストの塗布は、例えばインクジェット印刷、パッド印刷及び／又はトランスファ印刷などによって行うことができる。
【００９０】
インクは、透明な導電面の、スクラッチ耐性もしくは湿分耐性に関する使用特性を改善するための母材を含むことができる。また、インクは、増粘剤、流動化剤、消泡剤、分散剤及びその他の添加剤を含むことができる。
【００９１】
また、導電性添加剤は、導電性の架橋部を形成できるようにするために、繊維状の導電性粒子を含むことができる。ここで、添加剤の繊維は、５００ｎｍ未満、好ましくは２００ｎｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ未満の平均直径を有する。これにより、ナノスケール寸法に基づく高い透過性を維持したまま、良好な導電性を保証できる。
【００９２】
繊維の長さ／直径のアスペクト比は、５０〜１００００の範囲、好ましくは８５〜１０００の範囲にあってよい。
【００９３】
なお、導電性添加剤は、球面状粒子、ナノ粒子、又は、タイル状粒子（いわゆるフレーク）を含んでもよい。
【００９４】
導電性コーティングの電気抵抗は、導電性添加剤の濃度によって調整可能である。
【００９５】
添加剤は、
・金属のナノワイヤもしくはナノチューブ、
・無機材料又は無機粒子、好ましくは、繊維状モルフォロジーを有する金属、合金、非酸化物材料もしくは酸化物材料、
・銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、白金、パラジウム又はこれらの金属の合金を含むリストから選択される金属、
・コーティングされた金属のナノワイヤ、特に、ニッケルコーティングされた銅ナノワイヤ、もしくは、ポリマーコーティングされた金属ナノワイヤ、
・ドープされた導電性酸化物粒子及び酸化物ナノ粒子及び／又はナノワイヤ、特にＩｎ２Ｏ３：Ｓｎ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＳｎＯ２：Ｓｂ、
・カーボンナノ材料、特に、シングルウォール及びマルチウォールのカーボンナノチューブ、グラフェン、
・無機の非酸化物ナノワイヤ、特に金属カルコゲナイド、
・導電性ポリマーファイバ、
の各物質のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００９６】
母材は、
・ＵＶ硬化可能もしくは熱硬化可能なポリマー、
・ＵＶ有機架橋可能もしくは熱有機架橋可能なハイブリッドポリマーのゾルゲル材料、
・ハイブリッドポリマーのゾルゲル材料、
・ナノ粒子で官能化されたゾルゲル材料、
・ナノ粒子の充填物質を含むゾルゲル材料、及び／又は、無機ゾルゲル材料、
・導電性ゾルゲル材料、
・導電性ポリマー、
・ガラスフラックスもしくはガラスフリット、
の各物質のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００９７】
不透明な導電性コーティングを好ましくは印刷によって形成するために、基板に、導電性添加剤及び溶剤を含むインクを塗布することができる。ここで、好ましくは、溶剤はインクの塗布後に気化される。導電性添加剤は、ナノスケール及びマイクロスケールの炭素、例えばカーボンブラック、ＣＮＴ、フルレンもしくはグラファイトを基礎としたものであってよい。この場合、導電性添加剤は、非導電性の結合剤、例えばポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ系、シリコーン樹脂、シリコーン、ポリエステル樹脂、ゾルゲル母材などに組み込まれる。
【００９８】
不透明な導電性コーティングを形成するために、銀、金もしくは銅を含む材料を、気相成長法、例えばスパッタリングによって被着することができる。
【００９９】
さらに、不透明な導電性コーティングを、貴金属ナノ粒子、例えばＡｕもしくはＡｇもしくはＣｕと、ガラスフラックス及び／又は有機バインダとから形成することができる。不透明な導電層は、銀誘導ペースト、アルミニウムペーストもしくは銅ペーストを基礎として形成することもできる。
【０１００】
（透明及び不透明な）導電層は、形成後に後からパターニングすることができる。この場合、導電層が印刷プロセス（例えばスクリーン印刷）で被着されているか、又は、スパッタリング時のマスキングによって既にパターニングされた状態で被着されているかは重要ではない。この場合、事後的なパターニングはさらなるパターニングステップとなる。導電層のパターニングは、例えばレーザーアブレーションまたはリソグラフィによって行うことができる。
【０１０１】
本発明を以下に種々の実施形態に即して図を参照しながら詳細に説明する。ここで、同じ要素もしくは対応する要素には同じ参照番号を付してある。種々の実施形態の各特徴は相互に組み合わせ可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１ａ】表示素子と２：Ｎ構造の複電極装置とを１つずつ含むユーザインタフェースの平面図である。
【図１ｂ】表示素子と２：Ｎ構造の複電極装置とを１つずつ含む別のユーザインタフェースの平面図である。
【図２】ユーザインタフェースの側面図である。
【図３】ａ，ｂともに、単電極装置を含むユーザインタフェースの一実施形態を示す図である。
【図４ａ】平坦かつ完全な２部グラフＫ２，４を示す図である。
【図４ｂ】ノード分割によって拡張されたグラフＫ２，４＊を示す図である。
【図５】複数のユーザインタフェースを含む操作面を示す図である。
【図６ａ】操作面の概略図である。
【図６ｂ】操作面を含む調理面を示す図である。
【図７ａ】接触感応性のシフトコントローラを示す図である。
【図７ｂ】接触感応性のロールコントローラを示す図である。
【図７ｃ】接触感応性のシフトコントローラを示す図である。
【図７ｄ】接触感応性のロールコントローラを示す図である。
【図８】フィルム上又はガラス支持体フィルム上のセンサ領域を示す図である。
【図９】各信号バスへの接続を制御可能なセンサ電極を示す図である。
【図１０】ａ〜ｄともに、種々の機能を有する複数のセンサ電極を含む表示素子を含むユーザインタフェースを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０３】
図１ａ，図１ｂには、それぞれ１つずつの表示素子１４を含む２つのユーザインタフェース１０を含む装置が示されており、各表示素子１４は２：Ｎ構造の複電極装置としての複数の複電極センサ１６を含む。図３ａ，図３ｂには、複数の単電極装置としての単電極センサ１６．３を含むユーザインタフェース１０が示されている。ユーザインタフェース１０は、図６ｂに示されているように、調理機器の調理面８に適する。
【０１０４】
ユーザインタフェース１０は（図２も参照）、
・外部領域１９に向かう支持体外面１３．１を有する好ましくは平坦な支持体１３と、
・少なくとも部分的に透明な、好ましくは平坦な基板１２であって、外部領域１９側の基板外面１２．１と、その反対側すなわち外部領域１９から離れて支持体外面１３．１に向かう側の基板内面１２．２とを有する、特に好ましくはガラスもしくはガラスセラミックから成るプレートの形態の基板１２と、
・情報を表示するために、支持体１３に固定された、好ましくは支持体外面１３．１に配置された、表示素子１４と、
・外部領域１９に存在するユーザとのインタラクションのための、基板内面１２．２に配置されかつそれぞれ少なくとも１つの電極１６．１，１６．２；１６．３を含む少なくとも２つのセンサ１６を含むセンサ装置と、
の各要素を含む。
【０１０５】
表示素子１４は、基板内面１２．２に配置されて、支持体の開口又は透明な支持体を通して外部領域１９の方向に情報を表示してもよい。
【０１０６】
基板１２は、外部領域１９及びユーザに向かって操作面１２．１を有しており、ユーザは家庭機器を制御するためにこの操作面にタッチすることができる。各センサ１６が配置される基板内面１２．２は、外部領域１９及びユーザから離れる側、すなわち、操作面１２．１の反対側の面に位置する。
【０１０７】
複電極センサ１６（図１，図２を参照）は、第１の電極１６．１．１，１６．１．２とこの第１の電極１６．１．１，１６．１．２に対して空隙１６．４による間隔を置いて配置された第２の電極１６．２．１〜１６．２．４とを含む。ここで、各複電極センサ１６は、各表示素子１４の位置に、同じ第１の電極１６．１．１又は１６．１．２を含む。複電極センサ１６は容量性の機能を有するセンサエレメントとして構成されている。複電極装置は、１つの表示素子１４当たり４つの複電極センサ１６を含む。
【０１０８】
複電極装置は、ユーザインタフェース対に対して、１つの第１の電極１６．１が複数の第２の電極１６．２に対応する２：Ｎマトリクスの構造を有する。上から見ると、つまり、外部領域において基板外面の上方からほぼ垂直にこの基板外面を見下ろすと、第１の電極１６．１．１，１６．１．２と各第２の電極１６．２．１〜１６．２．４とはそれぞれ空隙１６．４によって分離されている。電極対１６．１．ｘ及び１６．２．ｘ（又は単電極１６．３）の面積は、好ましくは０．２ｃｍ２〜４．０ｃｍ２、特に好ましくは０．４ｃｍ２〜１．０ｃｍ２である。空隙１６．４は基板内面１２．２に沿って横方向の広がりを有する。空隙幅は好ましくは５μｍ〜２ｍｍの値であり、パターニングをともなう堆積プロセス（例えばスクリーン印刷）では特に好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの値であり、事後的にパターニングを行うプロセス（例えばレーザーアブレーション）では好ましくは５μｍ〜２００μｍ、特に好ましくは５μｍ〜１００μｍ、さらに特に好ましくは１０μｍ〜３０μｍの値である。したがって上から見ると、各第２の電極１６．２は第１の電極１６．１に並ぶように配置されている。
【０１０９】
第１の電極１６．１は重なり領域で表示素子１４に重なっており、第２の電極１６．２は表示素子１４の外側に配置されている。重なり領域は０から１００のパーセンテージ値を有することができる。図示と異なって、第１の電極が表示素子１４より大きくてもよい。この場合、表示素子１４が完全に覆われるので、重なり領域は表示素子１４の面積の１００％の値を有する。
【０１１０】
第１の電極１６．１．１又は１６．１．２と複数の第２の電極１６．２．１〜１６．２．４とは、基板内面１２．２に配置された導電性の面状素子として構成されている。第１の電極１６．１は、本発明の一実施形態によれば、可視光に対して透明である。別の実施形態として、第１の電極１６．１．１，１６．１．２が表示素子を完全には覆わず、よって、表示素子１４の光が電極を通過して観察者に可視となる構成も可能である。これについて、例えば、第１の電極は、光学的に目立たない薄い格子形状、又は、フレーム形状、又は、発光面を少なくとも部分的に取り囲む弧形状を有することができる。
【０１１１】
第２の電極１６．２．１〜１６．２．４は、表示素子１４の発光領域１５（塗り潰された部分）に重なるか否かに応じて、可視光に対して透明又は不透明であってよい。
【０１１２】
これにより、図１，図２の各面状素子が表示素子１４とユーザの存在する外部領域１９との間に配置される場合でも、ユーザが表示素子１４を観察する際に、第１の電極１６．１及び第２の電極１６．２による障害もしくは妨害を受けないことが保証される。
【０１１３】
第１の電極１６．１及び第２の電極１６．２は、電極リード１６．５，１６．６を介してコンタクト点１６．７に接続されている。コンタクト素子１６．１０は、基板上のコンタクト点１６．７と支持体上のコンタクト点１６．８との間の導電接続を形成する（図２を参照）。コンタクト点１６．８は、導体路１６．１３を介して、ユーザインタフェース１０の検出装置２２．１の一部であるか又はこの検出装置２２．１を形成する電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１に接続されている。リード１６．５，１６．６及びコンタクト点１６．７は基板内面１２．２上に配置された導電性の面状素子として形成されており、コンタクト点１６．８は対応する面状素子として支持体の表面１３．１上に形成されている。
【０１１４】
図２に示されている例にかぎらず、本発明の実施形態によれば、センサ信号の検出及び評価のための検出装置２２．１が設けられる。ここで、ユーザインタフェースのセンサ装置の好ましくは縁部に配置されるセンサ１６の信号は、同じセンサ装置の好ましくは同様に縁部に配置される別のセンサの信号に対して時間ずれを有しており、検出装置２２．１は、好ましくは表示素子１４を制御するために、当該時間ずれに応じて調整値を形成するもしくは変化させるように構成されている。センサ信号の時間ずれは、ユーザインタフェースの操作により、ユーザが行ったスワイプジェスチャによって生じるものである。検出装置は、特に、出力又はタイマを設定するための制御装置として構成されてもよい。出力とは特に調理領域の出力であってよい。つまり、ユーザインタフェースは、出力瞬時値を表示する表示素子を介して、スワイプジェスチャにより、一方では表示値、他方ではまた出力瞬時値が増分もしくは減分されるように表示及び操作可能である。図２に示されている例と同様に、検出装置２２．１は好ましくは支持体１３に配置されている。よって、支持体１３は、表示すべき情報及びセンサ信号を評価し、調整値を形成し、形成された各値を表示する回路群を含む電子回路ユニットを形成する。
【０１１５】
導電性の面状素子１６．１から１６．７及び１６．９は、基板上に好ましくは直接に、例えば堆積された導電層の形態で形成可能である。各面状素子は、基板に被着されたフィルム支持体もしくはガラス支持体上、又は、複数のフィルム及び／又はガラスを積層した支持体上に配置可能であるか、又は、フィルム支持体内もしくはガラス支持体内に組み込み可能である。基板上に直接に配置された電極はその誘電結合特性の点で特に有利である。これに対して、垂直方向の空隙、又は、電極と基板内面との間の接続層は容量を低下させることがある。表示素子は、基板と直接に接触していてもよいし、又は、基板に対して間隔を置いて配置されていてもよい。
【０１１６】
導電面１６．１から１６．７及び１６．９がフィルム支持体上又はガラス支持体上に配置される場合、これらをｉ）上述したようにユーザインタフェースの表示素子１４の周囲に位置するように被着してもよいし、又は、センサ１６をｉｉ）単層で、もしくは、ｉｉｉ）少なくとも２層で、規則的なパターンをなすように被着してもよい。ｉ），ｉｉ）を単電極センサ又は複電極センサとして構成することができる。複数層の配置ｉｉｉ）では、空隙１６．４は、垂直方向に形成されるか、又は、垂直方向及び水平方向の組み合わせにおいて、２つの層支持体間、例えば、垂直方向に重なった行列電極の交差位置間、又は、主として横方向に位置して殆ど重ならずに２つの層レベルに配置された菱形状の行列電極チェーン間に、形成される。この場合、表示素子の縁領域に重なるように配置される複数のセンサが、それぞれの表示素子を含む１つのユニットの形態で、ユーザインタフェースとして駆動される。パターン状に配置されたセンサ１６の各電極につき、表示素子１４に対してその位置が適合化された電極が評価され、その操作信号が各表示素子１４に割り当てられて、表示機能部において相応に駆動される。ガラス支持体もしくはフィルム支持体上に設けられているが選択されない電極及びセンサは、定められたユーザインタフェースに関しては利用されないままとなる。表示素子１４に対するセンサ電極の割り当ては、好ましくは制御ユニットにおいて行われる。このことは、必要以上の数の電極を製造しなければならないので、一見すると欠点ではあるが、この実施形態により、低コストで大量生産可能な標準化されたセンサ面を使用でき、操作面の下方に発光素子を配置することに関して高いフレキシビリティが得られる。さらに、このようにすれば、任意に配置可能な表示素子を含む支持体を、ユーザインタフェースを形成する電極に適応的に接続することができる。
【０１１７】
図８には、こうした実施形態が上面図で示されている。基板１２上には、操作領域２１がフィルムタッチパネルもしくはガラスタッチパネルの形態で取り付けられており、その上に導電性の面状素子から成るセンサ１６が規則的なパターンで被着されている。支持体１３上には適切なコンタクト素子もしくは接合剤が設けられており、これにより、支持体１３の取り付け時に面状素子をコンタクト素子もしくは面状導体路もしくはフィルム端子に接続することができる。支持体１３を固定した後、表示素子１４に適合するセンサ１６が、制御ユニットにおいて割り当てられる。表示素子１４に適合するここでのセンサ１６は、図８ではハッチングによって示されている。
【０１１８】
コンタクトゾーンは、ガルバニック結合もしくは容量性結合が行われるように構成可能である。ガルバニック結合は、支持体上に設けられた接触ばね又は導電性の発泡物質を介して行うことができる。表示素子１４及び制御ユニット２２．１及びコンタクト点１６．８は、１つもしくは複数の支持体上に配置可能である。当該支持体は、例えばＦＲ４材料から成る剛性のボード、又は、例えばフィルムベースの可撓性のボードとして構成可能である。また、当該支持体は、技術的なセラミック、ガラスセラミック、ガラス、サーモプラスト、デュロプラスト、エラストマー、エレクトロアイソレーションペーパーなどから形成されていてもよい。コンタクトゾーンに電気的絶縁性の保護層が設けられている場合、コンタクトゾーンの所定の位置の保護層に面状に配置される同じ形態のコンタクト素子によって、コンタクトゾーンへの容量性結合を行うことができる。
【０１１９】
付加的に、上述した各素子の遮閉に用いられる導電面を設けることができる。
【０１２０】
基板１２は、ガラスセラミックを含む。なぜなら、ガラスセラミックは調理面に特に良好に適するからである。
【０１２１】
図１に示されている表示素子１４は英数字カウンタ列として構成されている。
【０１２２】
図２には、複電極センサの装置が側面図で示されており、ここでは、センサ１６が、操作面１２．１の反対側すなわち外部領域１９から離れる側の基板内面１２．２に配置されている。センサ１６は、基板下面１２．２と、支持体１３の支持体外面１３．１に配置された表示素子１４とに配置されている。電極１６．１，１６．２及びリード１６．５及びコンタクト点１６．７は面状素子として基板１２上に直接に配置されるが、ユーザは、ユーザインタフェース１０の操作時に、表示素子１４及びセンサ１６のどちらでもなく、基板１２の外面１２．１にタッチすることになる。電極１６．１は、この実施形態では、可視光に対して透明であり、表示素子１４で表示される画像の認識を妨げない。センサのトリガは、電極面１６．１，１６．２間の空隙１６．４で行われる。
【０１２３】
図３ａ，図３ｂには、複数の単電極１６．３が単電極装置として配置されたセンサ１６を含むユーザインタフェース１０の概略図が示されている。各センサ１６は単電極１６．３によって示されているので、この図では、センサに対する参照番号は付されていない。特定の実施形態への限定を意図するものではないが、単電極１６．３が可視波長領域の光に対して少なくとも部分透過性を有するか、好ましくは透明であるか、又は、開口を有し、これにより表示素子１４が電極１６．１を通して可視となるように構成することができる。
【０１２４】
単電極１６．３を含む単電極センサ１６は、容量性接触センサとして構成されている。単電極１６．３は、重なり領域において表示素子１４の発光領域１５と重なっている。
【０１２５】
センサ空隙１６．４は、図１ａでは長方形としてシンボリックに示されている。当該センサ空隙は、例えば、直線状の空隙又はメアンダ状の空隙として形成可能である。図１ｂでは、複数の第２のセンサ電極１６．２．ｘがそれぞれ第１のセンサ電極１６．１．ｘを取り囲むように、円形状に構成されている。センサ空隙１６．４は、円形空隙としてセンサ電極１６．２．ｘを取り囲むように構成されている。第１の電極１６．１．ｘはｐｃａｐセンサの送信電極として動作し、第２の電極１６．２．ｘはｐｃａｐセンサの受信電極として動作する。第２の電極１６．２．ｘは有利には小さい面積を有し、第１の電極１６．１．ｘによって取り囲まれるので、外部の環境に対する第２の電極１６．２．ｘの寄生インピーダンスは低減される。
【０１２６】
図１ｂの構成において、電極装置を単電極装置として動作させることもできる。電極１６．２．１〜１６．２．４がセンサ１６の各単電極を形成し、電極１６．１．１，１６．１．２が遮閉電極及び／又は保護電極又は近接センサの単電極を形成する。例えば電極１６．２．３へのタッチがあった場合、ユーザインタフェース１０．１又は１０．２のいずれが操作されたか、さしあたりは判別不能である。このことに関して、ユーザインタフェース１０．１，１０．２の操作を区別するために、電極１６．２．ｎの単電極駆動として、間歇式に、例えば３回の電極駆動が個別にもしくは組み合わせて使用される。初回の駆動では、センサ電極１６．２．ｎの操作により、周囲電極１６．１．１，１６．１．２が一定の電位で、好ましくはグラウンド電位で（遮閉電極として）駆動されるか、又は、電極１６．２．ｎの同じセンサ信号で（保護電極として）駆動されるかに応じて、種々の信号ストロークがトリガされる。
【０１２７】
遮閉電極としての駆動の場合、電極１６．２．ｎの直接周囲に強い寄生容量インピーダンス及び電界歪みが発生し、これにより、操作の信号ストロークが周囲保護電極による操作のケースに比べて低下する。２回目の駆動では、電極１６．１．ｘを、遮閉電極／保護電極として、また、間歇式に単電極近接センサとして、駆動できる。このようにすれば、電極１６．１．ｘが近接センサとして間歇式に駆動される際に、本来のタッチの前に、ユーザがユーザインタフェース１０．１又はユーザインタフェース１０．２のいずれに接近しているかを区別できる。３回目の駆動では、電極１６．１．ｘを、遮閉電極／保護電極として、また、間歇式に単電極近接センサとして、駆動できる。この場合は、電極１６．１．ｘが単電極センサとして間歇式に駆動される際に、ユーザがインタフェース１０．１の領域又はインタフェース１０．２の領域のいずれにタッチしたかを区別できる。好ましくは、当該駆動フェーズでは、電極１６．２．ｎが遮閉電極として相互接続された状態で駆動される。
【０１２８】
電極１６．１．ｘの面としての特性は、図１ｂの構成に限定されない。電極面は、特にリード領域１６．５．２をさらに取り囲めるよう、周に沿って延在させることができる。このようにすれば、障害電界及びユーザの意図しないタッチに起因する操作誤りに対して、リード１６．５．２の遮閉を改善できる。
【０１２９】
図３ａの表示素子１４は、英数字カウンタ列として構成されている。図３ｂに示されている、発光セグメント列として構成された表示素子１４は、調理領域８の出力設定のためのシフトコントローラである。表示素子１４にはそれぞれ６つもしくは４つもしくは５つの単電極１６．３（図３ａ）又は６つの単電極１６．３（図３ｂ）が割り当てられている。
【０１３０】
ユーザが任意の方向２０に動かしたスライドタッチ運動又はスワイプジェスチャを操作面上方の図３ａの表示素子の領域で実行すると、単電極１６．３での電荷の変化、ひいては、センサ１６の信号の変化が生じる。ユーザの手の位置及び／又は運動方向２０に応じて、どのセンサ１６からどのような信号パラメータを有する信号が出力されるかが制御される。このようにすれば、ユーザインタフェース１０に接続された制御部が調理機器をユーザの要求にしたがって制御できる。スワイプジェスチャに基づいて形成される、制御すべきパラメータを有する値、例えば、加熱力の値は、英数字カウンタ列１４によって表示可能である。
【０１３１】
単電極センサに代えて、図３ａ，図３ｂに示されている例では、図１に即して説明したような複電極センサも使用可能である。
【０１３２】
図７ａ，図７ｃに示されている接触感応性のシフトコントローラでは、表示素子１４の表示領域に沿ってその直上での左方から右方への又は逆向きのスワイプジェスチャにより、調理機器の加熱力を変化させることができる。同時に、検出値及び調整値が表示素子１４によって表示される。表示されている水平方向のバーの長さは、仮想の操作コントローラの位置に対応し、検出値又は調整値を表す。英数字出力表示としてのピクセルディスプレイでは、中央軸線に沿って垂直方向に３つのセンサが配置されている（図７ｂ，図７ｄ）。これにより、垂直方向のロールスワイプジェスチャのオン／オフが可能となり、表示値が逓増方向／逓減方向にインクリメントされる。
【０１３３】
図７ａ，図７ｂでは、電極１６．１，１６．２の導電性の面状素子が表示素子１４の発光領域１５（塗り潰された部分）に重なっている。当該面状素子は、有利には、透明な導電層として構成される。図７ｃ，図７ｄでは、電極１６．１，１６．２の導電性の面状素子は表示素子１４及びその発光領域１５に重なっていないので、ここではこれを不透明な導電層として構成可能である。導電層がセンサ空隙１６．４の領域に入りこんで表示素子１４の発光領域１５に重なる場合には、導電層は透明な導電層として構成される。
【０１３４】
図４ａ，図４ｂには、図１，図２に比べて基礎的な、２部グラフの複電極装置の構造が示されている。複電極装置では、電極１６．１，１６．２及びリード１６．５，１６．６及び接続点１６．９及び導電面としてのコンタクト点１６．７が好ましくは一平面に示されている。交差のない導電面としての配置及び接続形態は、数学的なグラフ理論を用いて記述可能である。一平面における複数の導電面及びその交差なしでの接続形態の表現は、平坦なグラフによって記述される。
【０１３５】
複電極センサ装置では、導電面は、２部グラフＫｍ，ｎで表され（図４ａ）、ここでは、ｍ個の第１の電極１６．１．１，１６．１．２が第１のノード集合１７．１．１，１７．１．２に対応し、ｎ個の第２の電極１６．２．１〜１６．２．４が第２のノード集合１７．２に対応する。センサ空隙１６．４は２部グラフのエッジ１７．３に対応する。グラフ理論により、Ｋｍ，ｎグラフのグラフ理論上の特性を変更することなく、ノード分割が可能である。分割されたノード間には、別のエッジが発生する。グラフＫｍ，ｎ（図４ａ）は、ノード分割によって拡張されたＫｍ，ｎ＊グラフのマイナーと称される（図４ｂ）。グラフ理論上は、図４ａ，図４ｂの２つのグラフは、図１の導電面の構造をマッピングした同じ特性を有する完全な２部のＫ２，４グラフである。こうした分割部１８．３，１８．４，１８．５においては、それぞれの個別ノード、例えばノード１７．１は、ノード１８．１及びエッジ１８．２が相互に導電接続されて成るメッシュであるマイナーグラフＫｍ，ｎの分割部１８．３であると理解されたい。このメッシュが数学的変換において種々の要素を表す。すなわち、ノードは、センサ電極１６．１又は１６．２、分岐ノード１６．９、基板１２上のコンタクト点１６．７、支持体１３上のコンタクト点１６．８、及び、電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１であり、エッジは、センサ電極１６．１／１６．２間、分岐ノード１６．９間、コンタクト電極１６．７間のリード１６．５もしくは１６．６、及び、基板１２上のコンタクト電極１６．７と支持体１３上のコンタクト電極１６．８との間のコンタクト素子１６．１０、及び、支持体１３上のコンタクト電極１６．８と支持体１３上の電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１との間の導体路１６．１３である。
【０１３６】
平坦な２部グラフの形態の全ての導電性の面状素子の交差なしでのコンフィグレーションは、各電極を基板上に製造する際に、製造上の手間を要する導体の立体交差を省略するのに特に好都合である。特には、「交差なし」とは、センサ空隙１６．４を通る導体（任意のグラフエッジ）が存在しないこと（任意のエッジがエッジ１６．４に交差しないこと）も含む。
【０１３７】
したがって、図４ｂのコンフィグレーションとしても実現可能な本発明の一実施形態では、一般に、センサ１６の装置の全ての導電性の面状素子の配置が、
ｉ）電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１間、及び／又は、
ｉｉ）コンタクト点１６．７間
での交差なく、平坦な２部グラフＫｍ，ｎ［好ましくはｍ＝２］すなわち平坦な２部グラフＫ２，ｎとして、特に好ましくは平坦かつ完全な２部グラフＫ２，Ｎとして形成されるように、構成されている。
【０１３８】
また、比
Ｖ＝Ａ／Ｄ
ここで、Ａは、端子数すなわちノード数、
Ｄは、複電極センサ１６の数すなわちセンサ空隙１６．４を表すエッジ数、
ができるだけ小さくなると有利である。小さな比Ｖにより、所定数の複電極センサに対する端子数が低減されるので、特にコストの点で好都合である。できるだけ小さい比Ｖとは、２部グラフＫｎ，ｎ［Ａｎ，ｎ＝２ｎかつＤ＝ｎ２かつＶｎ，ｎ＝２ｎ／ｎ２＝２／ｎ］として「正方形」のマトリクス配置が好ましいことを意味する。なお、完全な２部グラフＫ２，ｎ［ｎは任意］のみはいっそう平坦、つまり、一層平面に交差なく表現可能であって、このためさらに低コストに表現可能である。完全なグラフＫ３，ｎ［ｎ＞２］になるともはや平坦にはならず、交差なしには表現できない。
【０１３９】
ただし、グラフＫｍ，ｎ［ｍ，ｎ＞２］は、これが完全でない場合、交差なしに表現することもできる。このことから、本発明における代替的な構成バリエーションが得られる。「完全な」とは、グラフ理論において、全てのノードｎがエッジによって全てのノードｍに接続されていることを意味する。
【０１４０】
交差なしの表現は、本発明にとって好ましいバリエーションである。なぜなら、導電性の層平面を表現するプロセスが、交差を有する表現のケースよりも簡単に、より高いエラートレランスで、より低コストに使用できるからである。好ましい表現は、全体で第１の優先度の交差なしの構造として定義され、次位の表現は、第２の優先度のできるだけ小さい比Ｖを有する表現として定義される。
【０１４１】
これらのことから、一層平面における複電極装置での導電面の好ましい構造の構成は、とりわけ、完全な２部グラフＫ２，ｎであることがわかる。これは、センサ電極の２：Ｎマトリクス配置に相当する。当該グラフは、第１のノード集合のノード１６．１．１，１６．１．２の２つに分割されたノードメッシュと、第２のノード集合のノード１６．２．ｎのｎ個に分割されたノードメッシュとから成る。複電極センサ１６の数ＤはＤ２，ｎ＝２ｎであり、端子部の数はＡ２，ｎ＝２＋ｎであり、比はＶ２，ｎ＝（２＋ｎ）／２ｎである。
【０１４２】
電極装置はつねに完全なグラフＫ２，Ｎとして表現できるわけではない。奇数個のユーザインタフェースは２：Ｎ／２マトリクスの個別ユーザインタフェースによって完全なＫ２，Ｎグラフの一部として表現できるが、奇数Ｎ個の第２の電極は不完全なＫ２，Ｎグラフによってしか表現できない。
【０１４３】
これに対して、Ｋ２，ｎ及び正方形のＫｘ，ｘ［ｘ＝（２ｎ）１／２かつ２ｎ＝４，１６，３６，…］の配置の２ｎ個の複電極センサでは、
Ａ２，ｎ＝２＋ｎ≧２（２ｎ）１／２＝Ａｘ，ｘ
Ｄ２，ｎ＝２ｎ＝Ｄｘ，ｘ、及び、
Ｖ２，ｎ＝（２＋ｎ）／（２ｎ）≧（２／ｎ）１／２＝（２（２ｎ）１／２）／（２ｎ）＝Ｖｘ，ｘ
が成り立つ。
【０１４４】
完全なグラフＫ２，ｎはＫｘ，ｘとは異なって平坦であるが、正方形の配置（ｘ，ｘ）ではＶ２，ｎ≧Ｖｘ，ｘである。
【０１４５】
好ましくは一平面に配置される導電面の好ましい完全な２部のＫ２，ｎ構造の配置は、一般に、基板下面１２．１上方及び支持体１３上方で、電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１．１，１６．１１．２間に延在する。図４ｂの端子部１６．１１．１（ｘ重）及び１６．１１．２（ｎ重）は、端部ノードとして、図４ａの分割されたノード１７．１，ｘ及び１７．２．ｎ［ｘ＝１，２，ｎ＝１，…，８］に対応する。この場合、Ｖ＝Ａ／ＤのＡは、端子部１６．１１の数として定義される。モジュール１６．１２は、通常、マイクロコントローラ又はこれに前置接続されたマルチプレクサ又はデマルチプレクサである。
【０１４６】
コンタクト素子１６．１０は、基板１２及び支持体１３上の構造部分間の接続線（エッジ）を形成する。Ｋ２，ｎの配置の完全性は交差なしで表現可能であり、マイクロコントローラの各端子を最適に活用できる。交差なしの構造は、基板１２上でだけでなく、支持体１３上でも、特に、支持体が単層の導体構造を例えば単層の電子回路板の形態又は単層の導電面で覆われたフィルム支持体の形態で有すべき場合にも、有利でありうる。したがって、これがセンサ装置での好ましい低コストの表現形式である。特に有利なのは、基板１２上のコンタクト点１６．７．１，１６．７．２間の導電構造が例えばノードメッシュ１８．４，１８．５で示されているような完全な２部のＫ２，ｎグラフとなる配置であり、これにより、各電極１６．１．ｘ，１６．２．ｎに対し、基板１２と支持体１３との間に正確に１つのみのコンタクト素子１６．１０しか要さずに済む。なお、この例では、分割されたノードメッシュ１８．３はマッピングされない。なぜなら、この場合、２つのコンタクト素子が必要となるからである。メッシュ１８．３での端子部１６．１１への２つの導体の相互の導通は、支持体１３上ではじめて行われる。コンタクト点１６．７．１（ｘ重）とコンタクト点１６．７．２（ｎ重）との間のＫ２，ｎ配置により、コンタクト素子１６．１０の数が、マイナーグラフＫ２，ｎのノード１６．１．ｘ，１６．２．ｎの数に等しい最小限の数まで低減され、さらにコストの点で有利となる。この場合、Ｖ＝Ａ／ＤのＡはコンタクト点１６．７の数又はコンタクト素子１６．１０の数として定義される。
【０１４７】
センサ装置において、（図１，図４ａ，図４ｂには示されていないが）電極１６．１，１６．２のほかに別のタイプの電極、例えばグラウンド面もしくは遮閉面が設けられる場合、導電面の配置は、平坦な２部グラフＫｍ，ｎ［ｍ，ｎ＞２］又は平坦な３部グラフＫｌ，ｍ，ｎのいずれかによって交差なしに記述可能である。これらのグラフ構造はどちらも完全なグラフであるが、もはや平坦ではない。完全なＫ３，ｎ［ｎ＞２］配置としては、例えば第３のタイプのｍ電極は遮閉面であり、この電極は、各ｎ電極に間隔を置いて配置される。つまり、この電極は、グラフ表現では１つのエッジ（周状遮閉部）を介して各ｎ電極に接続される。ただし、Ｋ３，ｎ［ｎ＞２］になると、完全な２部グラフではあるが、平坦ではなくなる。電極装置を基板上の好ましくは一層平面において表現するには、遮閉面が例えば２つ以上のコンタクト点１６．７を含むセンサ層１６において中断された状態で表現され、交差をともなって支持体１３上に相互導通して配置されるようにする。この接続形態は、基板１２でのケースよりもふつう低コストに表現可能である。支持体１３は、一般には、導体の交差を簡単に表現可能な電子回路板である。そうでない場合は、不完全なＫｍ，ｎ［ｍ＞２，ｎ＞２］配置、すなわち、全体として交差なしに表現可能であって、同様にノード１６．１．ｘ，１６．２．ｎより多数のコンタクト素子１６．１０を要する配置に切り換えることができる。また、２つの手段を組み合わせてもよい。Ｋｌ，ｍ，ｎ［ｌ＝１，ｍ＝２，ｎ＝Ｎ］の３部の配置では、例えば、遮閉面（ｌノード）が、間隔を置いて各ｍノード（電極１６．１．１，１６．１．２）及び各ｎノード（電極１６．２．ｎ）に配置される。つまり、この遮閉面はグラフ表現では１つのエッジによって接続される。この場合も、Ｋ３，ｎ配置のケースと同様に、好ましい基板上の平坦な表現を保証するには、別の手段を講じなければならない。したがって、グラウンド面もしくは遮閉面が設けられる場合、一般に本発明の実施形態によれば、センサ１６の装置の全ての導電性の面状素子の配置が、
ｉ）モジュール１６．１２の端子部１６．１１間、又は、
ｉｉ）コンタクト点１６．７間で、
ｉｉｉ）遮閉面もしくはグラウンド面を含めて、交差のない、平坦な分割グラフＫｍ，ｎ又はＫｌ，ｍ，ｎとして形成されるように構成される。当該グラフは、平坦性は維持できるが、もはや完全ではない。
【０１４８】
図５には操作面９が示されており、ユーザがユーザインタフェースの操作表面に指で触れることにより、調理機器の動作を制御できる。一般に、図示の特別な実施形態に限定されることなく、当該操作面は、センサによって個別に操作可能であって家庭機器の動作状態を表示する複数の表示素子１４を含む複数のユーザインタフェース１０を含む。好ましくは、各表示素子１４は、自身に割り当てられたセンサによって個別に調整可能である。図１に示されている例において既に複数のユーザインタフェースすなわち２つのユーザインタフェースが設けられている。
【０１４９】
図５に示されている例での操作面９は、
ｉ）それぞれ２：Ｎ［Ｎ＝４］構造で対になった複電極センサ１６に基づく４つのユーザインタフェース１０．１と、
ｉｉ）２：Ｎ［Ｎ＝１］構造の複電極センサ１６に基づく、対になった２つのユーザインタフェース１０．２と
を含む。操作面全体のセンサ構造は、２：Ｎ［Ｎ＝９］であり、平坦かつ完全な２部グラフＫ２，９となる。センサ１６は、第１の電極１６．１といずれかの第２の電極１６．２との間にメアンダ状の形状特性２５で延在する空隙１６．４を有するように構成されている。メアンダ状の形状特性は、電極１６．１，１６．２間に存在する容量を増大させる。したがって、空隙１６．４の狭さ及び長さが増して、センサの信号対雑音比が改善される。この場合、リード１６．５，１６．６が交差なしに延在することも見て取れる。このことは、
ｉ）センサの電気的特性（信号対雑音比の改善）、
ｉｉ）構造の複雑性（装置の寸法の低減、及び、エラー発生率の低減）、及び、
ｉｉｉ）コスト（設計コスト、材料コスト及びメンテナンスコスト）
の点で、有利な効果を有する。
【０１５０】
上述した第１の電極の対での接続形態とユーザインタフェース１０．１，１０．２の対での動作とにより、ワイヤ接続のコストが著しく低減され、基板１２上の導体路を交差なく導通させることができる。まとめると、この場合、図５の実施形態は、センサ１６の電極１６．１，１６．２が２部グラフとして構成されたセンサマトリクスとして配置されることに基づく。ここで、当該２部グラフは、１つのユーザインタフェースに対して１：Ｎグラフであり、対のユーザインタフェース１０．１，１０．２に対して２：Ｎグラフであり、第２の電極１６．２は第２のノード集合のＮ個の第２のノードであり、第１の電極１６．１は第１のノード集合の２つのノードを形成し、第１の電極１６．１と第２の電極１６．２との間の空隙１６．４がグラフのエッジを形成する。
【０１５１】
複数の第１の電極を図５に示されている対の接続形態の例のように相互接続した場合に、どのユーザインタフェースが操作されるかを識別するために、さらに有利には、ユーザインタフェースのセンサの走査が相互に連続して又は時間多重で行われる。したがって、本発明のさらなる実施形態によれば、センサ信号を検出する検出装置は、種々のユーザインタフェースのセンサを、相互接続された第１の電極によって時間間歇式に読み出すように構成されている。
【０１５２】
各端子部１６．７は、ユーザインタフェース１０の縁部又は活性の操作領域２４の外側に位置するコンタクトゾーン２３に配置されている。この場合、基板上面１２のうち、操作面に対応する領域が活性の操作領域と見なされる。
【０１５３】
複電極センサは、例えばマイクロコントローラのディジタル出力チャネルを介して第１の電極又は第２の電極において容量性結合信号を形成し、例えばマイクロコントローラのアナログ入力チャネルを介して評価することにより、ｐｃａｐセンサとして駆動及び評価される。有利には、ノード集合１６．１．ｘ［ｘ＝１，２］の２つの電極（図１を参照）がマイクロコントローラのＡ／Ｄ変換器の入力側に接続され、ノード集合１６．２の複数の電極が、センサ信号の送信のためのマイクロコントローラのディジタル出力側に接続される。ここで、マイクロコントローラのディジタル出力側はＡ／Ｄ変換器の入力側よりも低コストである。こうした態様では、センサの個数が重要である。図１０ａでは、図１の２：４接続の２つのユーザインタフェースが二重化されており、２：８マトリクスで交差なしに接続されている。この場合、こうした接続形態では、マイクロコントローラが存在するのであれば、２つのＡ／Ｄ入力チャネルと８つのディジタル出力チャネルとが必要になる。
【０１５４】
他方では、信号対雑音比のために、受信電極が小さな面積を有するようにすると有利である。センサ面積が小さい場合、操作の際に、センサ面積が大きい場合よりも良好な信号対雑音比が生じる。これは、操作を行う指への容量性結合が、指から離れた箇所に位置する周囲のセンサ面への容量性結合に比べて大きくなるからである。さらに、活性の受信電極が、一定の電位、好ましくはグラウンド電位に置かれた導電面によって包囲されると有利である。これにより、安定した信号特性が形成される。グラウンド面は、電極に加えて設けられる導電性の面状素子であってよい。こうした配置は上述した３部グラフに対応する。これに代えて、或るセンサの問合せに利用されない他のセンサの面状素子が当該問合せ中に一定の電位、好ましくは制御部のグラウンド電位に接続されるように構成してもよい。
【０１５５】
電極面にフレキシブルに種々の信号を印加できるようにするために、各電極面は好ましくは種々の信号バスに接続可能であり、制御ユニットによって間歇式に可変に切り換え可能であるように構成される。図９には、センサ電極１６，１６．１，１６．２もしくは１６．３がリード１６．５．１，１６．５．２もしくは１６．６を介して端子部１６．７に接続されることが示されている。当該端子部１６．７はコンタクト素子を介して支持体上の端子部１６．８に接続されており、導体路１６．１３を介して電子モジュール１６．１２の端子部１６．１１に接続されている。電子モジュール１６．１２は制御ユニット２２．１の一部としてのマイクロコントローラであってよい。制御ユニット２２．１において、センサ電極１６は、信号スイッチ１６．１４を介し、最大で信号バス１６．１５のいずれか１つに接続される。センサ電極１６は、信号バスＺに接続された状態では、導電面として操作領域を好ましくは取り囲む、インピーダンス測定のための単電極センサ１６．３、又は、近接領域もしくは遠隔領域に対する近接センサ、又は、例えば水分を含む大面積の汚れを検出する単電極センサとなる。信号バスＴｘに接続された状態では、センサ電極１６は、ｐｃａｐセンサの送信電極１６．１もしくは１６．２、又は、単電極センサの寄生インピーダンスを最小化するために同じセンサ信号で駆動可能な、隣接する単電極センサに対する保護電極となる。信号バスＲｘに接続された状態では、センサ電極１６は、ｐｃａｐセンサの受信電極１６．２もしくは１６．１となる。信号バスＰに接続された状態では、センサ電極１６は、例えば問合せされたｐｃａｐセンサの周囲の遮閉面、又は、操作領域を好ましくは取り囲む保護電極となる。
【０１５６】
図１０ａには、２：８マトリクスで接続され、平坦な２部グラフＫ２，８となる、第１の電極１６．１．１，１６．１．２及び第２の電極１６．２．ｎ［ｎ＝８］を含む４つのユーザインタフェースが示されている。各電極１６．１．ｘは、操作領域の上方及び下方に幅広の電極バーとして形成されているので、遠隔領域におけるジェスチャ認識にも適する。
【０１５７】
図１０ｂには、図１０ａの装置の接続形態が示されている。第１の電極１６．１．１は信号バスＴｘに接続された送信電極２６．１として用いられ、第２の電極１６．２．１は受信バスＲｘに接続された受信電極２６．２として用いられる。ここで、第２の電極１６．２．１は、装置全体及び第１の電極１６．１．ｘの面積に比べて小さなセンサ面積を有する。電極２６．１，２６．２は、センサ１６のセンサ空隙を形成するように構成されている。残りの電極１６．１．２，１６．２．ｎは、遮閉電極２６．３とともに、一定の電位に置かれた信号バスＰに接続され、受信電極２６．２の周囲は一貫して電磁障害信号の遮閉に用いられる一定の電位に置かれる。図１０ｃの全体の接続形態は、元の平坦なグラフＫ２，８を別の平坦なグラフＫ１，１，１に接続しなおしたものである。
【０１５８】
図１０ｃでは、電極１６．２．１〜１６．２．４及び１６．２．５〜１６．２．８がそれぞれ接続されて大面積の遠隔領域電極２６．４となっている。電極１６．１．１及び１６．１．２も遠隔領域電極２６．４を形成している。各遠隔領域電極２６．４は信号バスＺに接続されており、操作領域の上方の２次元の横方向平面における遠隔領域のジェスチャを識別するために、間歇式の問合せを受ける。
【０１５９】
図１０ｄでは、図１０ａのセンサ装置が、活性の操作領域２４を含めた操作領域を包囲する電極２６．５のぶんだけ拡張されている。この電極２６．５は、グラウンド電位に置かれた信号バスＰに接続された状態で遮閉電極を形成できるか、又は、信号バスＺに接続された状態で大面積の汚れもしくは誤った位置に置かれた調理鍋などの対象物を検出する保護電極を形成できる。図１０ｄの全体の接続形態は平坦な３部グラフＫ２，８，１となる。
【０１６０】
図６ａには、複数のユーザインタフェース１０とこれらのユーザインタフェース１０に対する１つの制御部２２．１とを備えた操作面９の概略図が示されている。センサ１６及び表示素子１４は、制御部２２．１に電気的に接続されている。制御部２２．１はセンサ信号を検出して評価する。センサ装置の縁部に配置されたセンサ１６の信号は、同じセンサ装置の別のセンサ１６、好ましくは縁部に配置された別のセンサ１６の信号に対して、時間ずれを有する。制御部２２．１は、この時間ずれに応答して、好ましくは表示素子１４を制御すべく調整値を形成するもしくは変化させるように、また、加熱素子を制御すべく調整値信号を出力制御部２２．２に伝送するように、構成されている。
【０１６１】
図６ｂには、例えばガラスもしくはガラスセラミックから形成された支持体プレートを含む調理面８が示されている。支持体プレートの表面には複数の調理ゾーンが形成されており、この調理ゾーン上に調理鍋等を載置することができる。調理面８はさらに、調理面８の冷間領域に配置される操作面９を含む。操作面９は、調理面のうち、種々の値、例えば出力もしくは調理時間などを設定する操作に用いられる部分である。
【０１６２】
図６ａ，図６ｂに示されている例では、図５の例と同様に、表示素子１４ひいては対応するユーザインタフェース１０が１列に配置されている。ただし、本発明の利点は、ユーザインタフェースの位置を任意に選択できるということにある。したがって、本発明の一実施形態によれば、一般に、操作面９が複数のユーザインタフェース１０を含み、これらのユーザインタフェース１０の装置のカバーが任意の四角形状を形成するように構成できる。なお、この四角形状では、接続された複数のセンサ電極が、好ましくは２つ、特に好ましくは正確に１つの、平坦に組み合わされたマトリクス接続の一部をなしている。特に、配置形態は正方形状もしくは長方形状でなくてもよい。正方形状もしくは長方形状でない配置の場合、少なくとも１つの表示素子において、この表示素子の中心点から別の表示素子の中心点までを接続した線の全てが相互に９０°とは異なる角度をなす。
【０１６３】
図１〜図３，図５に示されているユーザインタフェース１０は簡単な構造を有し、このため、公知のタッチパネルもしくは複数層の構造を有する導電層構造体に比べて格段にローバストかつ低コストである。当該ユーザインタフェース１０は、調理機器内に既に存在するガラスセラミックプレートを基板１２として使用することにより、現行の家庭機器もしくは調理機器に簡単に組み込み乃至組み付け可能である。
【０１６４】
ユーザインタフェース１０の接触感応領域は表示素子１４の領域にあり、これにより、制御のためのタッチもしくはジェスチャの入力直後に、達成された作用が、表示素子１４によって表示される。ユーザは、一方では、出力パラメータもしくは時間パラメータの調整をタッチもしくはスワイプジェスチャによって行うことができるので、リアルタイム技術の快適性への期待が満足される。このことは、近接領域での接近識別及び上位の遠隔領域でのジェスチャ識別による、直感的なユーザガイドを含む。
【０１６５】
他方では、表示素子１４は、スマートフォンとは全く異なる外観を有さざるを得ない家庭機器での、外観及びシンプルな操作に対する期待を満足させる。一見すると矛盾するように見えるこの期待が満足されることにより、設けられたインタフェースによって制御を行えるという、ユーザの機器に対する信頼感が高められる。
【０１６６】
特に有利には、従来の構造の複雑なタッチパネルディスプレイに比べ、各ユーザインタフェースを任意に配置可能であって、タッチパネルディスプレイの典型的な四角形状フォーマットに制限されない、スワイプジェスチャの快適性が得られる。特に、センサ装置を、機器モデルごとに、例えば或る機器モデルの装飾印刷で通常行われるのと全く同様に、相応のコーティングプロセスもしくは印刷プロセスによって、個別に配置できる。センサモジュールを従来のごとく支持体上に配置しなくてよく、フリースペースが拡張されることで、各表示素子をよりフレキシブルに配置できる。また、相応のモジュラー構成においても、あらゆる機器モデルに対してより簡単に個別配置が可能である。
【符号の説明】
【０１６７】
８          調理機器の調理面
９          操作面
１０        ユーザインタフェース
１２        基板
１２．１    基板外面操作面
１２．２    基板内面
１３        支持体
１３．１    支持体外面
１４        表示素子
１５        表示素子１４の発光領域
１６        センサ
１６．１    第１の電極セットの電極
１６．１．ｘ［ｘ＝１，２］  第１の電極セットの電極
１６．２    第２の電極セットの電極
１６．２．Ｎ［Ｎ＝１，…，ｎ］  第２の電極セットの電極
１６．３    単電極
１６．４    空隙
１６．５．１  電極１６．１．ｘへの電極リード
１６．５．２  電極１６．２．Ｎへの電極リード
１６．６    単電極１６．３への電極リード
１６．７    電極リードの端子部
１６．７．１  電極リード１６．５の端子部
１６．７．２  電極リード１６．６の端子部
１６．８    支持体１３上の端子部
１６．９    電極リード１６．５，１６．６の分岐部
１６．１０  コンタクト素子
１６．１１  電子モジュールの端子部
１６．１２  電子モジュール
１６．１３  支持体１３上の導体路
１６．１４  制御ユニット２２．１によって制御可能な信号スイッチ
１６．１５  制御ユニット２２．１の信号バスＺ，Ｔｘ，Ｒｘ，Ｐ
１７．１    ２部グラフの第１のノード集合
１７．２    ２部グラフの第２のノード集合
１７．３    グラフエッジ
１８．１    分割ノードのノード
１８．２    分割ノードのエッジ
１８．３    分割部
１８．４    分割部
１８．５    分割部
１９        外部領域
２０        ユーザのスワイプジェスチャの方向
２１        フィルムタッチパネルもしくはガラスタッチパネルとしての操作領域
２２．１    制御部ユーザインタフェース１０の制御ユニット
２２．２    出力制御部
２３        コンタクトゾーン
２４        活性の操作領域
２５        メアンダ状の空隙
２６．１    送信電極
２６．２    受信電極
２６．３    定電位の遮閉電極
２６．４    大面積の遠隔領域電極
２６．５    周囲の保護電極もしくは遮閉電極
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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