CN101197567A - 一种触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触摸屏，包括印刷电路板以及控制板外壳，所述控制板外壳对应所述按键标志的位置设置触摸感应区；所述印刷电路板对应所述按键标志位置设置导电极，该导电极对应所述印刷电路板上相对应的程序控制；所述印刷电路板固定安装在所述控制板外壳上。本发明提供一种触摸屏，替代现有技术中采用传统按键柱和按键配合控制的控制方式，解决了现有技术中采用可挠性绝缘板与电极相对配置的控制方式存在的可挠性绝缘板的变形老化，误操作，可靠性和灵敏性低的问题。

Description

一种触摸屏

技术领域

本发明涉及一种触摸屏，特别涉及一种洗衣机触摸屏。

背景技术

目前，现有的洗衣机是通过按压前控板上的功能键按钮实现相关的程序操作的。现有洗衣机在控制盘座上安装电脑程控器和前控板，在前控板上设置突出的按键柱，该按键柱正对的位置处对应设置电脑程控器上的按键。这种安装方式还要求该按键柱与电脑程控器上的按键刚好相接触。这样，用户在操作洗衣机时，就可以通过按压前控板上的按键柱，实现对应程序的控制。由于洗衣机经常使用，这种控制方式的洗衣机很容易造成电脑程控制器按键和按键柱的损坏，影响洗衣机整个控制系统的使用寿命。而且这种控制方式对按键柱和按键之间的高度的配合要求很高，一旦由于零件制作误差就可能造成按键柱与按键之间无法接触，导致按键力很难达到标准操作的要求，影响用户的控制操作，或者导致按键柱与按键无法装配，增加了制造成本。

现有冼衣机采用这种通过按键柱和按键配合传递控制信息的结构，由于其自身无法克服的缺陷，因此，本领域急需一种可以替代这种传统控制结构的控制板实现对洗衣机的控制。

申请号为02801996.2，发明名称为“触摸屏开关”的指定中国的PCT发明专利公开了一种触摸屏开关。该专利所述一种触摸屏开关，是具有第一电极的可挠性绝缘板和具有第二电极的绝缘衬底通过设置在周边部的隔片使电极之间相对向配置的触摸屏开关，其特征在于：所述隔片是弹性系数为1×105～107dyne/cm2的弹性体。该专利虽然避免了使用按键柱和按键配合的结构，可以实现通过该触摸屏控制洗衣机的相关操作，但由于该触摸屏开关是通过四周的弹性体隔片使电极之间相对向配置，用户通过按压可挠性绝缘板，使得可挠性绝缘板按压电极，实现输入操作。由于该专利必须依靠可挠性绝缘板的变形，长期使用可能会因为可挠性绝缘板的变形老化，导致误操作，存在可靠性和灵敏性的问题。

因此，如何解决现有技术中采用传统按键柱和按键配合控制洗衣机的程序的缺陷，以及采用可挠性绝缘板与电极相对配置控制洗衣机操作中存在的问题，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种洗衣机触摸屏，替代现有技术中采用传统按键柱和按键配合控制洗衣机的控制方式，解决了现有技术中采用可挠性绝缘板与电极相对配置的控制方式存在的可挠性绝缘板的变形老化，误操作，可靠性和灵敏性低的问题。

具体说，本发明提供一种触摸屏，包括印刷电路板以及控制板外壳，所述控制板外壳对应所述按键标志的位置设置触摸感应区；所述印刷电路板对应所述触摸感应区位置设置导电极，该导电极对应所述印刷电路板上相对应的程序控制；所述印刷电路板固定安装在所述控制板外壳上。

所述印刷电路板真空密封固定安装在所述控制板外壳上。

所述触摸感应区为平滑曲线封闭区域。

所述触摸感应区为圆形、椭圆形、圆环形或带圆角的矩形。

所述触摸感应区的边缘之间距离大于或等于4mm。

所述控制板外壳上触摸感应区组成滑动感应带；当依次滑动所述滑动感应带上的触摸感应区，触发最终停留的触摸感应区对应的程序控制。

所述滑动感应带呈圆环形或锯齿线排列；所述圆环形被分割为若干个扇形，每个扇形对应一个触摸感应区；所述扇形之间间隔不大于1mm；所述每个锯齿线之间的区域为一个触摸感应曲；所述锯齿线之间间隔不大于1mm；所述滑动感应带上每个触摸感应区中间或旁边设置指示灯，当手指滑动到触摸感应区时，对应指示灯亮。

所述触摸感应区为直接接触感应区或非接触感应区。

所述印刷电路板和所述控制板外壳之间设置导电介质。

所述控制板外壳为绝缘材料。

与上述背景技术相比，由于本发明在印刷电路板上设置了导电极，当手指接触或接近触摸感应区时，会产生电容，此电容值是稳定的，被记录为一次按键触摸，触发印刷电路板上相对应的的操作程序。而不是通过压力使可挠性绝缘板上的电极触发相应的操作，控制板外壳上对应按键寿命不会受使用次数限制，增加了按键的使用寿命。并且当手指接触或接近触摸感应区时，会产生电容，通过对电容的计算，确定案件是否有效，有效的避免了误操作的发生，提高了操作的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述触摸屏第一种实施方式结构图；

图2为本发明所述触摸屏第二种实施方式结构图；

图3为本发明所述触摸感应区一种实施方式示意图；

图4为本发明所述滑动感应带一种实施方式示意图。

具体实施方式

本发明提供一种洗衣机触摸屏，替代了现有技术中采用可挠性绝缘板与电极相对配置控制洗衣机的控制结构。

下面结合附图对本发明具体实施方式进行描述。

参见图1，该图为本发明所述触摸屏第一种实施方式结构图。

本发明第一种实施方式所述触摸屏，包括PCB(印刷电路)板2、控制板外壳1，所述控制板外壳1上设置触摸感应区11。所述印刷电路板2对应所述触摸感应区11位置设置导电极(图中未示出)，该导电极对应所述印刷电路板2上相对应的程序控制。所述印刷电路板2固定安装在所述控制板外壳1上。所述控制板外壳1为绝缘材料。

优选情况，在所述触摸感应区11中间或附件设置指示灯。当用户手指触发某个触摸感应区11时，微处理器或微控制器控制对应的指示灯亮起。指示灯可以采用LED指示灯，LCD灯，液晶屏、VFD等等。用户直接使用的触摸感应区11即按键区域的面积不小于0.4*0.4平方厘米，且最窄处不低于4mm。对于圆形和椭圆形，直径或最小直径应不小于4mm。优选情况，触摸感应区11最窄处不低于8mm，对于圆形和椭圆形，直径或最小直径应不小于8mm。相邻按键之间的间隙大于5mm。

本发明所述触摸屏的操作过程：

当用户手指接触或接近控制板外壳1对应触摸感应区11时，手指与所述印刷电路板2对应所述触摸感应区11位置的导电极的电容值是稳定的。通过对电容变化的计算，确定按键是否有效。当电容值达到预先设定值时，被记录为一次按键触摸，通过通讯方式或类似通讯方式与印刷电路板中微处理器进行按键动作情况数据的交换，从而触发印刷电路板上相对应的操作程序。

本发明所述触摸屏只需手指接触或接近触摸感应区11，而不是利用按压按键的方式触发相应操作。因此不存在按键压力的问题。

本发明的优选方式，所述印刷电路板2真空密封固定安装在所述控制板外壳1上。由于空气是导电介质，如果在控制板外壳1和带有导电极的印刷电路板2之间存在空气，那么就需要重新调整触发参数。因此，触摸感应区11与印刷电路板2之间优选不存在空气介质，为真空状态。

所述印刷电路板2与所述控制板外壳1的固定方式可以是所述印刷电路板2通过胶粘合在所述控制板外壳1上。这种胶应采用不储存电荷的粘贴物，如3M公司的467或468胶。对于本发明涉及到的导电部分的粘结，应选择导电胶。控制板外壳1也可以通过在控制板外壳1上开设凹槽插装所述印刷电路板2。控制板外壳1也可以通过设置在控制板外壳1两侧的卡扣，通过卡扣固定印刷电路板2。控制板外壳1也可以配合凹槽和卡扣一起固定印刷电路板2。这种固定方式参见图1所示结构图。当然，所述印刷电路板2与所述控制板外壳1的固定方式还可以为其它安装方式，具体方式不再赘述。

本发明所述触摸屏，可以采用非接触感应方式进行控制，也可以采用直接接触感应方式进行控制。

参见图2，该图为本发明所述触摸屏第二种实施方式结构图。

本发明第二种实施方式所述触摸屏相对于第一种实施方式在印刷电路板2和控制板外壳1之间设置导电介质4。这种方式要求导电介质4分别与印刷电路板2和控制板外壳1无间隙接触。这种方式的印刷电路板2可以放置在控制盒5中，通过灌胶等方式固定。这种实施方式导电介质4作为触发电极，由于导电介质4和印刷电路板2以及控制板外壳1无间隙接触，具有很好的灵敏度，因此这种实施方式不要求印刷电路板2和控制板外壳1之间保持真空状态。

为了更好的理解本发明的技术方案，现引入灵敏度和响应时间的概念。

对于非接触感应方式：不考虑中间的介质，手指距触摸感应区11的距离和有效作用面积的乘积定义为非接触触摸方式按键的灵敏度。

手指有效作用面积为操作的手指相对触摸感应区正投影面积。当手指正投影面积大于所述触摸感应区面积时，手指有效作用面积为触摸感应区面积。

优选情况下，当手指有效作用面积小于触摸感应区面积的60％时，该操作为无效操作。这样就可以有效地避免儿童的误操作，当然为了适应不同的情况，本发明所述无效操作还可以设定不同的门限值，比如75％、80％等。

对于直接接触感应方式而言，手指的有效作用面积定义为直接接触感应方式按键的灵敏度。这种直接接触感应方式下，手指不接触触摸感应区11时，触摸感应区11无响应。

响应时间是指触摸感应区11从开始触发导电极起，到触摸感应区11发出触摸有效指令之间的时间。

本发明所述触摸感应区11无论离开微处理器或微控制器远近，应当具有相同的灵敏度和相同的响应时间。具体可以根据所述触摸感应区11距离微处理器或微控制器的远近，设定不同的触发参数，使得各触摸感应区11得到相同的灵敏度和响应时间。

本发明的优选方式，所述触摸感应区11为平滑曲线封闭区域。触摸感应区11的形状要满足灵敏度和响应时间的要求。触摸感应区11优选方式采用圆形、椭圆形和矩形。由于触摸按键使用的特殊性，规定触摸有效区不允许有明显的尖刺存在。对于矩形区域，应把直角改为圆角。

参见图3，该图为本发明所述触摸感应区一种实施方式示意图。图3所示触摸感应区11为圆形的情况。

本发明第三种实施方式，所述控制板外壳1上触摸感应区11组成滑动感应带。当用户手指依次滑动所述滑动感应带上的触摸感应区11，需要触发某个程序时就停留在对应的触摸感应区11上，就可以触发相应的操作程序。

对于滑动感应带控制方式，滑动感应带中每个触摸感应区11对于触摸响应必须一致。整条滑动感应带各触摸感应区必须有相同的灵敏度和响应时间。具体可以根据所述触摸感应区11距离微处理器或微控制器的远近，设定不同的触发参数，使得各触摸感应区得到相同的灵敏度和响应时间。

本发明所述滑动感应带具体结构参见图4所示。

参见图4，该图为本发明所述滑动感应带一种实施方式示意图。

图4所述滑动感应带呈所述滑动感应带呈圆环形排列。所述圆环形被分割为若干个扇形，每个扇形对应一个触摸感应区。所述扇形之间间隔不大于1mm。优选情况，在所述滑动感应带每个扇形区域即每个触摸感应区中间或附件设置指示灯。当用户手指滑动到某个触摸感应区时，微处理器或微控制器控制对应的指示灯亮起，这样更加方便用户使用，更加人性化。指示灯可以采用LED指示灯，LCD灯，液晶屏、VFD等等。

本发明所述滑动感应带还可以呈锯齿线排列。所述每个锯齿线之间的区域为一个触摸感应曲。所述锯齿线之间间隔不大于1mm。所述滑动感应带上锯齿线之间区域即每个触摸感应区中间或旁边设置指示灯，当手指滑动到触摸感应区时，对应指示灯亮。

当然所述滑动感应带的布置还可以采用其他方式，只要方便用户滑动操作即可。

本发明采用滑动感应带控制方式控制，由于滑动处理的特殊性，对滑动感应带每个触摸感应区11要求不要出现无平滑过渡的尖角的部分。当使用如矩形、三角形等的触摸感应区11时，触摸感应区11尖角部分最好采用圆弧过渡。所有的触摸感应区11组成滑动感应带，每个触摸感应区11之间具有一定间隔。触摸感应区11即触摸按键可以是圆环形状或方形环。由于灵敏度和响应时间与接触面积有关，而且手指尺寸有限，要保证生产的一致性，就必须有足够的接触面积，因此圆环或方形环不能过窄。由于触摸感应区11响应与介质有直接关系，所以所有的触摸感应区11的介质应尽可能相同。

印刷电路板设计时，触摸按键的走线最好不要有过孔连接，且各按键线之间距离应尽可能加大，通常不要低于4mm。同时应避免有多段弯曲。

对于直接接触感应方式，通常应该是在手指接触到触摸感应区11时，判断为正确感应手指的接触。当手指离开按键板的距离大于5mm时，判断手指离开。

对于非接触感应方式，通常应该是在手指距离导电极不大于6mm时，判断为正确感应手指的触发。通常绝缘层厚度即控制板外壳1厚度小于等于5mm。

对于非接触感应方式，当手指离开触摸感应区11的距离大于3mm时，判断手指离开。判断触发结束的距离可以根据实际情况进行调整，最大距离可以为手指离开按键板6mm。

本发明所述控制板外壳1可以为绝缘外壳，也可以为弹性或非弹性绝缘外壳。由于本发明的控制操作不是依靠压力作用于印刷电路板2上，而是导电极进行感应控制，因此，本发明控制板外壳1可以由普通的绝缘外壳材料制成。而且控制板外壳1对应的材料也不需要具有弹性。控制板外壳1和粘贴材料是非磁性和非导电性的材料。

本发明所述触摸感应区11的按键可以采用单独的按键信号线操作，即每个触摸感应区11单独的信号传输线，传输至相应的微处理器或微控制器。

触摸感应区11按键可以采用通讯方式或类似通讯方式与微处理器或微控制器进行按键动作情况数据的交换。这种方式必须采用如下统一的5线接口型式：

引脚	符号	功能
			1	VCC	电源端，可以是需要的电源电压值
2	GND	所有信号和电源的公共端
			3	RX/SCL/DI	UART方式数据接收、I2C方式时钟口、其它方式数据输入
4	TX/SDA/DO	UART方式数据发送、I2C方式数据口、其它方式数据输出
			5	STA/CLK	状态指示或其它方式时钟口

所有电平为兼容的TTL电平。如果需要其它电平方式或隔离方式，则可以通过信号转换，解码后的信号必须满足TTL电平方式。

这里口线功能定义是指触摸按键侧，对于主从方式数据传递，无需规定哪一边为主，哪一边为从。

触摸感应区11按键可以采用行列扫描方式，加入到微处理器或微控制器处理过程中。

由于本发明在印刷电路板上设置了导电极，当手指接触或接近触摸感应区时，会产生电容，此电容值是稳定的，被记录为一次按键触摸，触发印刷电路板上相对应的的操作程序。而不是通过压力使可挠性绝缘板上的电极触发相应的操作，控制板外壳上对应按键寿命不会受使用次数限制，增加了按键的使用寿命。当手指接触或接近触摸感应区时，会产生电容，通过对电容的计算，确定案件是否有效，有效的避免了误操作的发生，提高了操作的可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触摸屏，包括印刷电路板以及控制板外壳，其特征在于，所述控制板外壳对应所述按键标志的位置设置触摸感应区；所述印刷电路板对应所述触摸感应区位置设置导电极，该导电极对应所述印刷电路板上相对应的程序控制；所述印刷电路板固定安装在所述控制板外壳上。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述印刷电路板真空密封固定安装在所述控制板外壳上。

3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应区为平滑曲线封闭区域。

4.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应区为圆形、椭圆形、圆环形或带圆角的矩形。

5.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应区的边缘之间距离大于或等于4mm。

6.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述控制板外壳上触摸感应区组成滑动感应带；当依次滑动所述滑动感应带上的触摸感应区，触发最终停留的触摸感应区对应的程序控制。

7.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述滑动感应带呈圆环形或锯齿线排列；所述圆环形被分割为若干个扇形，每个扇形对应一个触摸感应区；所述扇形之间间隔不大于1mm；所述每个锯齿线之间的区域为一个触摸感应曲；所述锯齿线之间间隔不大于1mm；所述滑动感应带上每个触摸感应区中间或旁边设置指示灯，当手指滑动到触摸感应区时，对应指示灯亮。

8.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应区为直接接触感应区或非接触感应区。

9.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述印刷电路板和所述控制板外壳之间设置导电介质。

10.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述控制板外壳为绝缘材料。

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