CN102768589A

CN102768589A - 触控面板

Info

Publication number: CN102768589A
Application number: CN2011101215280A
Authority: CN
Inventors: 黎崇军; 曾志华; 王强; 范炳权
Original assignee: Dongguan Molex Interconnect Co Ltd; Molex LLC
Current assignee: Dongguan Molex Interconnect Co Ltd; Molex LLC
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-05-06
Also published as: TW201246029A; CN102768589B; TWI483147B

Abstract

一种触控面板，包括一主面板和装设在该主面板下方的一发光触控模块；该发光触控模块至少包括一第一电路板，该第一电路板在该主面板的下方对应设置有多个触控传感器和多个发光装置，这些触控传感器是用于感应操作者的近接信号，并将感应信号传送给一触控控制电路，用以控制相应发光装置的发光状态；该发光触控模块还包括一第二电路板，该第二电路板与第一电路板电性连接在一起，该触控控制电路是设置在该第二电路板上，该第二电路板与第一电路板在空间上间隔一段距离，以减少该触控控制电路对触控传感器的电磁干扰，防止触控传感器产生错误的感应信号。从而可以用较低的成本来提高触控面板的工作可靠性。

Description

触控面板

技术领域

本发明涉及一种触控面板，尤其涉及一种工作稳定可靠的触控面板。

背景技术

现有的电机产品出于美观和操作轻便的考虑，在控制面板中日益采用触控方式，也就是在电机产品的面板上设置有显示图样，再通过在面板下方设置电容或电阻式触控传感器来感应操作者手指的操作，并转换成相应的电信号传送给一触控控制电路，该触控控制电路可相应地控制对应发光装置的发光状态，该发光装置发出的光线可以照亮面板上的显示图样，该触控控制电路还可将相应的信号送给主控制电路来控制电机产品的工作状态，从而有效地实现人机互动，提高电子产品的操控便利性。

在中国台湾专利TW97208965中揭露了一种触控面板显示设备，主要包含有：一触控控制电路，其电连接有至少一触控传感器以及对应之发光装置，该触控传感器可以感应一近接讯号而传递给触控控制电路，以控制该发光装置之明灭；一主面板，该主面板之对应于前述发光装置之位置设有光孔，发光装置则是设置在光孔之一侧边；一铭板，在该铭板上设有面板之显示图样；一导光装置，设置于该光孔；当操作触控传感器使得发光装置发光时，光线透过导光装置平均地散射于光孔内并折射于铭板。

这种现有的触控面板是将触控传感器以及相应的触控控制电路集成排布在一块印刷电路板上，由于触控传感器较容易受到与其邻接的触控控制电路所产生的电磁杂讯的影响，触控传感器在受到干扰后其感应信号将会上下波动，进一步可能导致触控控制电路发出错误的工作指令；并且如果还是采用这种传统式的一板式设计，要有效地减少或消除触控控制电路对触控传感器的电磁干扰，无论是在设计、元器件的选择还是制造过程中，均需要提出很高的品质要求和付出很多的努力，从而大大提升制造成本。

可见，现有的触控面板存在的缺陷在于要么是降低触控传感器对抗电磁干扰能力的要求水准而导致触控面板的工作可靠性较差；要么是为提高触控传感器的抗电磁干扰能力而大大提升制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种触控面板，该触控面板能够用较低的成本来有效地提高触控传感器的抗干扰能力，从而提高其工作的稳定可靠性。

本发明针对上述技术问题而提出一种触控面板，包括一主面板和装设在该主面板下方的一发光触控模块；该发光触控模块至少包括一第一电路板，该第一电路板在该主面板的下方对应设置有多个触控传感器和多个发光装置，这些触控传感器是用于感应操作者的近接信号，并将感应信号传送给一触控控制电路，用以控制相应发光装置的发光状态；该发光触控模块还包括一第二电路板，该第二电路板与第一电路板电性连接在一起，该触控控制电路是设置在该第二电路板上，该第二电路板与第一电路板在空间上间隔一段距离，以减少该触控控制电路对触控传感器的电磁干扰。

该发光触控模块还包括与该第一电路板呈并列设置的一显示模块，该第二电路板是装设在该显示模块的下方，与第一电路板之间形成一高度差，该第二电路板是通过连接器与第一电路板电性连接在一起。

该触控控制电路包括一微处理器控制电路和一发光装置控制电路，构成该触控控制电路的电子元件是装设在该第二电路板的背离该主面板的底面；这些触控传感器是装设在该第一电路板的朝向该主面板的顶面。

与现有技术相比，本发明的触控面板的有益效果包括：通过将触控传感器设置在第一电路板上，而将触控控制电路设置第二电路板上，从而可以减少触控控制电路对触控传感器的电磁干扰，防止触控传感器产生错误的感应信号，从而可以用较低的成本来提高触控面板的工作可靠性。

附图说明

图1是本发明的触控面板一优选实施例的立体图。

图2和图3是本发明的触控面板优选实施例的两个不同视角的立体分解图。

图4是本发明的触控面板优选实施例在除去主面板后的俯视图。

图5是图4中的A-A向剖面图。

图6是图5中的B区域的局部放大图。

图7是本发明的触控面板优选实施例的立体分解图。

图8是本发明的触控面板优选实施例中第一电路板、显示模块与第二电路板的立体分解图。

图9是本发明的触控面板优选实施例中第一电路板的俯视图。

图10是图9中的C区域的局部放大图，其中对触控传感器区域做了部分透视处理以示意出各个触控传感器的物理分布状态。

图11是本发明的触控面板的触控控制电路的原理框架图。

图12是本发明的触控面板的触控控制电路的主工作流程图。

图13是本发明的触控面板的触控控制电路中的发光装置控制电路的显示驱动流程图。

具体实施方式

下面结合附图，以应用在洗衣机上的触控面板为例，对本发明予以进一步地详尽阐述。

如图1至图8所示，本发明的触控面板包括一主面板1、装设在该主面板1下方的一发光触控模块2以及装设在该主面板1上的电源开关4。

该触控面板上主要设置有两种不同类型的触控显示模式，第一类是较为传统的触控与显示一体结合型，第二类是本发明独创的组合触控区域与组合显示区域对应型。

该主面板1是一透明的ABS塑料件，为一整体仅下端开口的框体结构，具有一基部11和由该基部11的四周向下延伸出的侧板12。该发光触控模块2是收容在该基部11与四侧板12包围形成的腔体内。该基部11只在一个角落上开设有用于装设电源开关4的开孔，在装设到洗衣机中去时，只需要在开孔处进行必要的处理即可实现防水防尘，防止发光触控模块2受损。

基部11上设有对应于上述第一类触控模式的多个第一触控显示区域111、一显示窗口112以及对应于上述第二类触控模式的一个第二触控显示区域113。

第二触控显示区域113主要包括一环形的组合触控区域114及与该组合触控区域114相对应的一组合显示区域115，该组合显示区域115包括设置在该组合触控区域114左右两侧的多个子显示单元118，每个子显示单元118上印制有相应的功能显示图样(图未示出，其可以分别对应于洗衣机的一种洗衣模式)。第二触控显示区域113还包括位于环形的组合触控区域114中央的一功能执行用触控显示区域116。

基部11的下表面在不用透光的部位印刷有一层不透明的油墨，在需要透光的部位，比如：第一触控显示区域111以及组合显示区域115中的子显示单元118由字符和/或图案构成的显示图样的背面，则印刷有一层透明的油墨，从而构成透明窗的效果，在没有光照的情况下该显示图样处呈黑色，在有光线从透明窗背面照射出来时，则相应的显示图样可见。

该发光触控模块2包括一第一电路板21、若干导光件22、若干反光件23、一间隔件24、一主电路模块3以及装设在该主电路模块3上的一触控控制电路25。参见图4至图8，第一电路板21的顶面在主面板1的第一触控显示区域111的下方对应设置有第一触控传感器211和第一发光装置212。第一电路板21的一侧还形成有一缺口213。

参见图9和图10，第一电路板21在朝向主面板1的顶面还设置有对应于主面板1的组合触控区域114的多个第二触控传感器214、对应于功能执行用触控显示区域116的一第三触控传感器216、对应于组合显示区域115的子显示单元118的多个第二发光装置215以及对应于组合触控区域114及功能执行用触控显示区域116的两个第三发光装置217。

本实施例中的第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216都是电容感应式的触控传感器，而在其他实施例中也可能改为采用电阻感应式的触控传感器，这些触控传感器211、214、216可用于感应操作者的一近接信号(例如手指的触碰)。其中在第一触控显示区域111与功能执行用触控显示区域116的下方仅一一对应设置有一个触控传感器；而在环形的组合触控区域114的对应下方(参见图10)，多个第二触控传感器214是以首尾相互衔接的方式沿环形旋转方向连续排列在第一电路板21的正面；这些第二触控传感器214共有八个，其中相邻的两个第二触控传感器214之间的分界线呈雁尾形，这种分界结构有利于减少相邻的两个第二触控传感器214之间的信号串扰；每一个第二触控传感器214是由设置在两分界线之间的铜箔(图未示出)与电气的逻辑地组成的。第一发光装置212、第二发光装置215及第三发光装置217优选采用LED(发光二极管)。

导光件22是由PC塑料(聚碳酸酯)制成的，其对应设置在主面板1的各个第一触控显示区域111、组合触控区域114、组合显示区域115以及功能执行用触控显示区域116的下方。其中导光件22的顶面优选采用粗糙的雾面，有利于达到向上均匀投射光线的效果；而底面优选采用光滑面，有利于通过全反射减少光线从底面逃出从而降低衰减。该导光件22的侧缘与第一发光装置212、第二发光装置215或第三发光装置217相贴接，从而可以将第一发光装置212、第二发光装置215或第三发光装置217发出的光线平行地传导到一定面积的范围内，再通过顶部的雾面均匀地向上投射到主面板1的第一触控显示区域111、组合显示区域115、组合触控区域114或功能执行用触控显示区域116上，从而显现出主面板1上的功能显示图样。

反光件23是对应设置在导光件22的下方，其能够将从导光件22底面散射出的光线再反射回导光件22的顶面，以提高显示图样的亮度。参见图6，反光件23优选是用反光油墨(例如白色油墨)印制在第一电路板21上的一层反光膜，其直接贴接设置在该导光件22的底面下方，其中在第一触控显示区域111及触控显示区域116的反光件23是直接印制在第一触控传感器211或第三触控传感器216的上方。这种反光膜相对通常的反光结构具有成本低廉、结构轻薄的优点。通过在导光件22的下方设置反光件23进行反射，可以提高第一发光装置212、第二发光装置215及第三发光装置217的发光效率，从而增加第一触控显示区域111、组合显示区域115、组合触控区域114以及功能执行用触控显示区域116的亮度，实现节能环保。

间隔件24是设置在主面板1的基部11与第一电路板21之间，其是由不透光的材料(如黑色泡棉)制成的。该间隔件24双面带胶，其顶面与主面板1的下表面粘连，其底面与第一电路板21的上表面粘连。间隔件24可以对导光件22起到阻隔光线和定位的作用，以有效防止不同显示区域之间发生串光和漏光的现象。间隔件24上对应设有多个上下贯通的容置孔241，用以对应收容导光件22及第一发光装置212、第二发光装置215或第三发光装置217于其内。

参见图11，触控控制电路25主要包括一微处理器控制电路251和一发光装置控制电路252。该微处理器控制电路251是由电源电路、微处理器及其附属电路构成，微处理器可以优选采用型号为CY8C22545的单片机。该发光装置控制电路252进一步可由移位寄存器、发光装置驱动芯片及其它电子元件构成，移位寄存器的型号可以优选采用74HC595D，发光装置驱动芯片的型号可以优选采用DS2003CMX。

请一并参见图12和图13，微处理器控制电路251可实时监测上述各个第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216的感应信号(在本实施例中对应于触控传感器的电容值)，并将其与设定的一阀值作比较，以判断各触控传感器所对应功能按键的开关状态，并把开关状态信号发送到外部接口以驱动洗衣机进行相应的操作。另外，微处理器控制电路251还可以接收从外部接口发来的发光装置(LED)显示状态控制信号，再转换成驱动信号发送到发光装置控制电路252。发光装置控制电路252接收微处理器控制电路251发出的信号，按信号逻辑准确地驱动各个相应的发光装置进入不同的发光状态：全亮、半亮、熄灭，从而在主面板1上显示出不同的工作状态。

在实际应用中，当操作者的手指从上方开始接近主面板1上的其中一个第一触控显示区域111时，这个第一触控显示区域111下方的第一触控传感器211的感应信号(在本实施例中对应于触控传感器的电容值)就会开始逐渐增加并将该感应信号传送给触控控制电路25，当该触控控制电路25监测到该第一触控传感器211的电容值超过设定的阀值时(此时手指已经触碰到或非常贴近这个第一触控显示区域111的表面)，该触控控制电路25就可以对应控制该第一触控传感器211侧缘的第一发光装置212由初始的半亮发光状态改变为全亮发光状态，从而改变主面板1第一触控显示区域111上功能显示图样的背光状态，并同时将该操作信息通知洗衣机以进行相应的操作。

特别说明的是，在本优选实施例中，当操作者的手指移动到组合触控区域114中的某一区域时，手指附近区域的几个第二触控传感器214的电容值就会发生变化并将该感应信号传送给触控控制电路25，该触控控制电路25再对这些感应信号进行加总计算，并通过感应检测算法计算出感应信号变化最强烈的相邻组合从而判断出手指的触控位置具体在哪一个第二触控传感器214的上方，本优选实施例还可以进一步具体到触控位置是在那一个第二触控传感器214的交界边缘部分的上方还是中段部分的上方，然后控制组合显示区域115内与触控位置相对应的子显示单元118下方的第二发光装置215由初始未被选中的第一发光状态(在本实施例中对应于半亮发光状态)改变为被选中的第二发光状态(在本实施例中对应于全亮发光状态)，而其他未被选中的子显示单元118下方的第二发光装置215仍然保持半亮发光状态；这种设计方式使每一个物理的第二触控传感器214可以对应于组合显示区域115中的两个相应的子显示单元118(每一个子显示单元118对应于一种特定的洗衣模式)，因而组合触控区域114中的八个第二触控传感器214可以对应到组合显示区域115中的十六个子显示单元118，从而可以降低第二触控传感器214的排布密度来降低制造难度和制造成本。当然，也可以采用其他感应检测算法使第二触控传感器214与子显示单元118建立不一样的映射关系，例如：初始值可以是任意一个子显示单元118全亮发光显示，而当手指每滑过一个第二触控传感器214就自动切换到下一个相邻的子显示单元118全亮发光显示，而上一个子显示单元118则恢复到半亮的状态。这样一来，当操作者的手指沿着组合触控区域114旋转移动时，组合显示区域115内被选中的相应子显示单元118的第二发光装置215就会依次全亮，而未被选中的子显示单元118的第二发光装置215就会依次恢复到原来半亮的状态，这种操作界面让操作者可以很方便地在多种不同的洗衣模式进行切换和选择。最后当操作者的手指落在功能执行用触控显示区域116后，第三触控传感器216可以感应到操作者手指的近接信号并将该感应信号传送给该触控控制电路25，以控制第三发光装置217全亮发光显示，与此同时洗衣机就可以启动按照选中的洗衣模式进行清洗，这种眩酷的操作界面相当灵动，有利于提供更好的用户体验从而提升家电的档次，操作也极为便捷。

该主电路模块3包括一第二电路板31、一线缆连接器32和与该第一电路板21呈并列设置的一显示模块33。

第二电路板31设置在第一电路板21的缺口213的下方，与第一电路板21之间形成一高度差，从而在空间上间隔开一段距离，第二电路板31可通过连接器(图未示出)与第一电路板21电性连接在一起。在本优选实施例中，该触控控制电路25是设置在第二电路板31上。通过两电路板21、31的分立，可以在空间上将这些第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216与触控控制电路25隔离，从而可以减少第二电路板31上的触控控制电路25所发出的电磁辐射对第一电路板21上的第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216造成干扰，从而防止触控传感器的电容值上下波动以致产生错误的感应信号，进一步导致触控控制电路25出现误判操作。

线缆连接器32的一端可直接焊接在第二电路板31上，另一端可以与洗衣机中的其它电路相配接，比如与洗衣机中的电机控制板连接，从而将触控控制电路25捕获的有关操作信号送给洗衣机主控制电路来进行电机的运行控制。

显示模块33是装设在主面板1的基部11上的显示窗口112的对应下方。显示模块33可以是一LED发光模块，也可以是一LCD发光模块，通过显示多种不同的发光图案来提供洗衣机工作状态的指示。显示模块33并列设置在第一电路板21一侧的缺口213处。优选地，第二电路板31是直接焊接在显示模块33的底面，而构成触控控制电路25的电子元件是设置在第二电路板31的背离该主面板1的底面，将第二电路板31上的触控控制电路25与第一电路板21的触控传感器设计成相互背离的结构也可以进一步减少触控控制电路25对触控传感器的干扰。另一方面，通过将显示密度较高的显示模块33和具有触控功能但显示密度较低的发光触控模块2结合应用在一起，有利于改良触控面板的按键布局和降低成本。

与现有技术相比，本发明的触控面板通过将触控传感器211、214、216设置在第一电路板21上，而将触控控制电路25设置在另外一块相对独立的第二电路板31上，可以在空间上将第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216与触控控制电路25间隔开一段距离，从而可减少第二电路板31上的触控控制电路25以及其他功率元件对第一电路板21上的第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216造成的电磁干扰，防止第一触控传感器211、第二触控传感器214及第三触控传感器216产生错误的感应信号，从而可以用较低的成本来提高触控面板的工作可靠性。而在其他可能的实施例(图未示出)中，籍由这种两电路板的分立结构，也可以很方便地在第二电路板的外周增加一屏蔽结构(如屏蔽铁壳)来进一步减少触控控制电路对触控传感器的干扰。

上述内容仅为本发明的优选实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，例如将上述环形的组合触控区域替换为其他的形状(例如三角形或四边形)的组合触控区域或是将本发明的触控面板推广应用到其他机电产品上，因此本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims

1.一种触控面板，包括一主面板和装设在该主面板下方的一发光触控模块；该发光触控模块至少包括一第一电路板，该第一电路板在该主面板的下方对应设置有多个触控传感器和多个发光装置，这些触控传感器是用于感应操作者的近接信号，并将感应信号传送给一触控控制电路，用以控制相应发光装置的发光状态；其特征在于，该发光触控模块还包括一第二电路板，该第二电路板与第一电路板电性连接在一起，该触控控制电路是设置在该第二电路板上，该第二电路板与第一电路板在空间上间隔一段距离，以减少该触控控制电路对触控传感器的电磁干扰。

2.依据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该发光触控模块还包括与该第一电路板呈并列设置的一显示模块，该第二电路板是装设在该显示模块的下方，与第一电路板之间形成一高度差，该第二电路板是通过连接器与第一电路板电性连接在一起。

3.依据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，构成该触控控制电路的电子元件是装设在该第二电路板的背离该主面板的底面；这些触控传感器是装设在该第一电路板的朝向该主面板的顶面。

4.依据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该主面板上设置有多个显示图样，该发光触控模块还包括有导光件，该导光件的侧缘与发光装置相贴接，其可以将该发光装置发出的光线均匀向上投射到该主面板的显示图样上。

5.依据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，该发光触控模块还包括设置在该导光件下方的一反光件，该反光件可以将从导光件底面射出的光线再反射回导光件，以增强显示图样的亮度。

6.依据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，该反光件是用反光油墨印制在该第一电路板上的一层反光膜。

7.依据权利要求6所述的触控面板，其特征在于，该反光膜可直接印制在该触控传感器的上方。

8.依据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，该发光触控模块还包括设置在该主面板与第一电路板之间的一间隔件，该间隔件是由不透光的材料制成的，其在对应该主面板的显示图样处设有上下贯通的容置孔用以对应收容导光件。

9.依据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，该导光件的上表面为雾面，下表面为光滑面。

10.依据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，这些触控传感器是电容式的触控传感器，感应信号为触控传感器的电容值。

11.依据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该主面板上设置有一组合触控区域及与该组合触控区域相对应的多个子显示单元，每个子显示单元上设置有相应的显示图样；该第一电路板在该组合触控区域的下方对应设置有多个连续排列的触控传感器，并在该子显示单元下方对应设置有发光装置，这些触控传感器可用于感应操作者的近接信号，并将感应信号传送给该触控控制电路，用以控制各个子显示单元下方的发光装置的发光状态。

12.依据权利要求11所述的触控面板，其特征在于，该组合触控区域呈环形，与该组合触控区域所对应的各个触控传感器是以首尾相互衔接的方式沿旋转方向连续排列在第一电路板上，其中相邻的两个触控传感器之间的分界线呈雁尾形。

13.依据权利要求12所述的触控面板，其特征在于，该触控控制电路能够实时监控与该组合触控区域所对应的各个触控传感器的感应信号，并对这些感应信号进行处理从而判断出操作者在该组合触控区域内的触控位置，进而控制与触控位置相对应的发光装置的发光状态由第一状态改变为第二状态。

14.依据权利要求13所述的触控面板，其特征在于，子显示单元的物理数量是多于该组合触控区域所对应的触控传感器的物理数量，该触控控制电路可根据该组合触控区域所对应的多个相邻触控传感器的感应信号，计算出感应信号变化最强烈的相邻组合来具体判断出操作者的触控位置，进而控制与该触控位置相应的子显示单元的发光装置由第一发光状态改变为第二发光状态。