CN104521144A - 电容敏感触摸开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电容敏感触摸开关。本发明的主要目的在于提供一种电子装置的触摸开关，其能够感测电容的不断变化，而不考虑开关的前表面的覆盖面板是弯曲还是平坦，并且即使在电子装置长时间使用时也能够敏感地感测电容变化。为此，本发明的电容敏感触摸开关包括：覆盖面板，其具有包括多个触摸按钮的前表面并具有边缘，边缘的每侧具有至少一个联接构件；静电面板，其设置在覆盖面板的后表面上，具有对应于触摸按钮的照明孔，并具有在静电面板的邻近照明孔的一侧处在垂直于静电面板的方向上与静电面板一体形成的静电导体；支承面板，在其边缘处具有对应于配置在覆盖面板的边缘处的第一联接构件的第二联接构件，具有对应于静电面板的照明孔，并具有邻近照明孔形成的通孔，使得静电导体经过通孔；以及控制板，其配置在支承面板的一侧处，具有对应于支承面板内的照明孔的多个发光元件，在邻近发光元件的一侧具有用于静电导体经过的通孔，并在发光元件的后表面处具有连接到经过通孔的静电导体的相应端部的一个或多个感测装置。因此，本发明具有提供电子装置的触摸开关的优点，其能够感测电容的不断变化，而不考虑开关的前表面的覆盖面板是弯曲还是平坦，并且即使在电子装置长时间使用时也能够敏感地感测电容变化。

Description

电容敏感触摸开关
技术领域
本发明涉及一种触摸开关，更具体地涉及电容敏感触摸开关，其通过感测由于人体的手指触摸造成的电容变化使得电子装置操作。
背景技术
通常，通过感测电容变化来操作的多种触摸开关是已知的。
例如，如图1中的(A)和(B)所示，作为代表性的触摸开关，具有题为“a capacitance-sensitive touch switch”(此后称为“开关”)的韩国专利公开文献No.10-2011-0094568，该专利公开文献通过本申请人提交并接着公开，其内容如下。
参考所示附图，传统开关10包括上基底11、下基底12、传感器电极13、电极垫14、电流承载构件15以及电容感测电路16。
上基底11由非传导材料制成，它的与人体直接和间接接触的表面形成弯曲表面，并且传导传感器电极13设置在其内侧。
下基底12是印刷电路板(PCB)，并设置成面向上基底11，并且电极垫14设置在与传感器电极13相对的部分处。
电流承载构件15设置在传感器电极13和电极垫14之间，并作为压缩螺旋弹簧，电流承载构件15变成相对于传感器电极13和电极垫14弹性，并且分别电连接到传感器电极13和电极垫14。
因此，触摸开关10被构造成使得在上基底11接触使用者手指时，根据由非传导材料制成的上基底11的合成电容以及人体电容的变化，电容变化经过传感器电极13、电流承载构件15和电极垫14传递到电容感测电路16，由此使得人体触摸得到敏感感测。
但是，如上所述，传统开关10的问题在于传感器电极13和电极垫14之间的电容变化不能在压缩螺旋弹簧构成的电流承载构件15失去缓冲力量时感测。
同样，问题在于由于基于所示方向设置在两端处的电流承载构件15和设置在中央部分的另一电流承载构件15之间的缓冲力量存在差别，基于所示方向设置在两端处的电流承载构件15寿命较短。
同样，如上所述，问题在于由于缓冲力量的差别，电容变化不能准确地传递到电容感测电路16。
发明内容
技术问题
本发明针对现有技术中出现的以上问题作出，并且本发明的目的在于提供一种电子装置的触摸开关，其即使在电子装置长时间使用时也能够准确地感测电容变化。
同样，本发明的另一目的在于提供触摸开关的结构，其能够感测电容的不断变化，而不考虑与人体接触的整个表面的覆盖面板是弯曲还是平坦。
问题的解决方案
为了实现以上目的，本发明提供一种电容敏感触摸开关，触摸开关包括：覆盖面板，其具有配置在其前表面处的多个触摸按钮，并具有配置在其边缘的每侧处的至少一个第一联接构件；静电面板，其设置在覆盖面板的后表面上，具有形成在与触摸按钮相对的位置处的照明孔，并在静电面板的邻近照明孔的一侧处在垂直于静电面板的方向上具有与静电面板一体形成的静电导体；支承面板，其具有配置在对应于与配置在覆盖面板的边缘处的第一联接构件相对的位置的边缘处的第二联接构件，具有形成在与静电面板的照明孔相对的位置处的照明孔，并具有邻近照明孔形成的通孔，使得静电导体经过通孔；以及控制板，其配置在支承面板的一侧处，具有设置在与形成在支承面板内的照明孔相对的位置处的多个发光元件，在其邻近发光元件的一侧处具有用于静电导体经过的通孔，并在发光元件的后表面处具有连接到经过通孔的静电导体的相应端部的一个或多个感测装置。
另外，覆盖面板的前表面可形成弯曲表面和平坦表面中的任一种。
另外，第一联接构件可具有形成在其中心的四边形联接孔，并且第二联接构件可包括插入并连接到第一联接构件的联接孔的突出部。
另外，突出部可具有直角三角形形状，使得斜率从横截面的一侧到另一侧逐渐增加，以便容易地插入联接孔。
另外，第一联接构件还可具有形成在其两侧处的切割部分以便与第二联接构件容易地分离。
另外，覆盖面板可被构造成使其由透明材料制成的整个表面被印刷，并随后触摸按钮的区域通过激光束切割，使得光能够被传递，由此即使在黑暗环境下也容易识别触摸按钮。
另外，覆盖面板的触摸按钮可被构造成使其由柔软透明合成树脂制成的上部分印刷图案。
另外，静电面板可由聚碳酸酯(PC)树脂制成，并且在垂直于静电面板的方向上设置的多个静电导体通过使丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂表面镀覆传导材料来形成。
另外，静电导体230可以是包括银(Ag)、铁(Fe)、铝(Al)、不锈钢(STS)、铜(Cu)、铅(Pb)和金(Au)中的任一种的传导金属。
另外，不管静电面板的整个表面是弯曲还是平坦，静电导体的相应端部被共线地设置，使得电容能够一致性地传导到设置在控制板处的感测装置。
本发明的有益效果
因此，有利的是电子装置的触摸开关即使在电子装置长时间使用时也可准确地感测电容变化。
另外，有利的是触摸开关的结构可感测电容的不断变化，而不考虑与人体接触的整个表面的覆盖面板是弯曲还是平坦。
附图说明
图1是示出传统触摸开关的视图；
图2是示出根据本发明的电容敏感触摸开关的构造的分解透视图；
图3是示出根据本发明的电容敏感触摸开关的静电导体的一个侧视图；
图4是示出根据本发明的电容敏感触摸开关的外部形式的透视图，其中完成组合；
图5是从前部观察的根据本发明的电容敏感触摸开关的视图；以及
图6是示出根据本发明的电容敏感触摸开关的另一实施方式的分解透视图。
具体实施方式
参考图2-5，根据本发明的电容敏感触摸开关10(此后称为“触摸开关”)被大致分类成覆盖面板100、静电面板200、支承面板300和控制板400。
覆盖面板100由非传导材料(即塑料(PC：聚碳酸酯)材料，尤其代表性的是塑料、玻璃、陶瓷和木材)制成，并且多个触摸按钮110设置在覆盖面板的表面上，以便接触人体，并且多个第一联接构件101设置在覆盖面板100的边缘部分处，以便连接到支承面板300的第二联接构件301，如随后描述。
覆盖面板100被构造成使得透明合成树脂的整个表面整体印刷预定颜色，并随后只有触摸按钮110的区域被切割成图5所示的形状(标示为“A”的区域)，由此允许设置在控制板400处的发光元件401的容易光传递。
另外，柔软透明合成树脂(即例如聚氨酯、橡胶等任一柔软合成树脂)的触摸按钮110与覆盖面板100一体形成，并且其上部印刷图案，并因此在使用者触摸触摸按钮时，使用者可以感觉触摸按钮被按压，并且光的传递也可容易地进行，由此使得本发明的希望目的得以实现。
因此，一体形成由PC材料制成的覆盖面板100和由柔软合成树脂制成的触摸按钮110的方法可以通过双重注射实现。
此后，将简单描述双重注射。
双重注射是其中一个部件可以通过组合两种树脂形成的注射方法，并且也是通过在注射模制机器中安装两组模具、在第一模具中模制第一模制产品(例如覆盖面板)并随后在第二模具的腔和第一模制产品的空间内注射第二树脂使得第一模制产品可以二次模制来形成进行模制的方法。
因此，根据本发明的覆盖面板100被一次模制，并且由柔软合成树脂制成的触摸按钮110被二次模制，使得可以形成一体构造。
同时，至少一个第一联接构件101设置在覆盖面板100的边缘部分处，并大致形成矩形形状，并且切割部分101a形成在其两侧处。
切割部分101a的形成旨在容易地提升第一联接构件101的端部，并且在将随后描述的操作中将第一联接构件101容易地与第二联接构件301分离。四边形的联接孔101b形成在第一联接构件101的中心。
以上描述的覆盖面板100可以根据电子装置的安装状况形成平坦表面或非平坦表面，并且在当前实施方式中，根据覆盖面板100形成具有预定曲率的弯曲表面的实施方式进行其说明。
同样，旋钮130设置在覆盖面板100的内侧处，以便容易地连接到随后描述的静电面板200。
因此，静电面板200设置到覆盖面板100的后表面。
如同覆盖面板100，由PC材料制成的静电面板200具有形成在与触摸按钮110相对的位置处的照明孔210。
照明孔210形成为确保从控制板400的发光元件401发射的光容易传递，将随后描述。
条形的静电导体230在垂直于邻近照明孔210的一侧的方向(即基于所示方向的水平方向)上与静电面板一体设置。
静电导体230与所述静电面板一体形成，并且不同于由聚碳酸酯(PC)材料制成的静电面板200，静电导体由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂制成，使得导体的镀覆可以容易进行。
ABS树脂是用于包括例如丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三种组分的耐冲击热塑树脂并基于其字头的通用术语，其称为ABS树脂。
因此，ABS树脂具有改善的机械强度、耐热性能、耐油性能、耐气候性能等，并同时保持出色的渗透性和可处理性以及出色的电性能。ABS树脂是在将随后描述的操作中就电容转移特性而言最佳的材料。
因此，由ABS树脂制成的静电导体230可以与由PC树脂制成的静电面板200一体形成也可通过所述双重注射实现。(因为双重注射已经在前面的内容中说明，将省略其单独描述)。
因此，与静电面板一体形成的静电导体230涂覆包括镍(Ni)、铬(Cr)和金(Au)中的任一种的镀覆材料，使得电容转移可以最大化。
静电导体230可以通过将具有出色电传导性的金属(即银(Ag)、铁(Fe)、铝(Al)、不锈钢(STS)、铜(Cu)、铅(Pb)和金(Au)的任一传导金属)以及ABS树脂与静电面板200结合而成。
因此，一体形成由PC树脂制成的静电面板200和由传导金属制成的静电导体230的方法可以通过插入注射方法实现。
插入注射是在模具中结合不同类型或不同颜色的合成树脂或合成树脂之外的部件(金属、木材、纸张、织物等)的模制方法。特别是，在与金属结合的产品的情况下，高价值产品可以通过组合金属所具有的刚性、传导性和表面可处理性与合成树脂所具有的电绝缘性、彩色性能、柔性、可处理性来制造。
因此，根据本发明的静电导体230可通过将ABS树脂和静电面板200双重注射或通过使用插入注射方法将具有出色传导性的金属与静电面板200一体形成而与静电面板一体形成，静电导体230的端部共线地形成以便在竖直方向上彼此重合，而不考虑静电面板是平坦还是弯曲，使得电容在将随后描述的操作中一致性地操作。
同时，旋钮插入孔240形成在静电面板200内，以便连接到设置在所述覆盖面板100处的旋钮130。
支承面板300被设置到包括这种构造的静电面板200的后表面，并且支承面板300设置第二联接构件301、照明孔310和通孔330。第二联接构件301是形成直角三角形的突出部301a，其中斜率从横截面的一侧到另一侧逐渐增加，并被构造成容易插入所述覆盖面板100的第一联接构件101的联接孔101b，并防止释放插入完成之后随意分离。
同时，支承面板300具有形成在与所述静电面板200的照明孔210相对的位置处的照明孔310，并且通孔330形成在邻近照明孔310的一侧处，使得静电导体230经过其中。
控制板400设置到支承面板300的后部，并且控制板400包括发光元件401和感测装置410。
发光元件401是发光二极管(LED)并设置成经过形成在每个静电面板200和支承面板300内的照明孔210、310将光辐射到设置在覆盖面板100的触摸按钮上。
通孔403形成在邻近发光元件401的一侧，使得静电导体经过其中。
连接到经过通孔403的静电导体230的每个端部的至少一个感测装置410设置在发光元件401的后表面上。
感测装置410是电容触摸传感器，并且在静电导体230的介电常数随着例如使用者手指的导体接近触摸按钮110或接触触摸按钮而变化时，根据由于介电常数变化造成的电容变化，检测例如使用者的手指的导体接近触摸按钮110或接触触摸按钮110，由此根据检测结果产生转换信号。
组装根据本发明的包括这种构造的触摸开关10的方法将随后描述。
首先，形成在覆盖面板100的内侧处的至少一个旋钮130被插入形成在静电面板200内的旋钮插入孔240，从而完成一次组合。
接着，形成在支承面板300的边缘处的第二联接构件301的突出部301a插入形成在覆盖面板100的边缘处的第一联接构件101的联接孔101b内，从而完成覆盖面板100和支承面板300的组合。
控制板400安装在其中完成这种组合的支承面板的后表面上，并且至少一个感测装置410连接到通过经过控制板400的通孔403伸出的静电导体230的相应端部，如图4所示，完成组装。
连续地，将参考图4和5描述根据本发明的触摸开关10的操作和效果。
首先，在使用者的手指触摸设置在所述覆盖面板上的多个触摸按钮110中的任一个时，由人体产生的静电造成与静电面板200一体设置的静电导体230的介电常数的变化。
因此，作为连接到静电导体230的电容感测传感器的感测装置410根据如上所述的介电常数的变化通过改变电容检测作为导体的使用者的手指触摸触摸开关110，并且接着根据检测信号产生转换信号。
因此，感测装置410感测电容变化，输出相关信号，并且控制未示出的电子装置的操作。
图6示出根据本发明的电容敏感触摸开关的另一实施方式，并且示出在当前实施方式中静电导体230可与覆盖面板100的触摸按钮110一体形成，并且触摸开关可以包括覆盖面板100、支承面板300和控制板400。本发明的期望目的也可通过包括这种构造的触摸开关10实现。
如上所述，根据本发明的实施方式的电容敏感触摸开关10，可以提供电子装置的触摸开关，其即使在电子装置长时间使用时也能够准确地感测电容变化，并且触摸开关的结构能够感测电容的不断变化而不考虑与人体接触的整个表面的覆盖面板是弯曲还是平坦。
以上内容示例性说明实施方式，并不认为是其限制。虽然已经描述了几个实施方式，本领域普通技术人员将容易理解到可以在多个实施方式中进行许多改型，而不实际上偏离新颖教导和优点。因此，所有这些改型旨在包括在权利要求限定的创造性概念的范围内。在权利要求中，装置加功能的分句旨在覆盖这里描述的执行所述功能的结构，不仅是结构等同，而且是等同结构。

Claims (10)

1.一种电容敏感触摸开关(10)，其设置在电子装置内，触摸开关(10)包括：
覆盖面板(100)，其具有配置在其前表面处的多个触摸按钮(110)，并具有配置在其边缘的每侧处的至少一个第一联接构件(101)；
静电面板(200)，其设置在覆盖面板(100)的后表面上，具有形成在与触摸按钮相对的位置处的照明孔(210)，并在静电面板的邻近照明孔(210)的一侧处在垂直于静电面板的方向上具有与静电面板一体形成的静电导体(230)；
支承面板(310)，其具有配置在对应于与配置在覆盖面板(100)的边缘处的第一联接构件(101)相对的位置的边缘处的第二联接构件(301)，具有形成在与静电面板(200)的照明孔(210)相对的位置处的照明孔(310)，并具有邻近照明孔(310)形成的通孔(330)，使得静电导体(230)经过通孔；以及
控制板(400)，其配置在支承面板(300)的一侧处，具有设置在与形成在支承面板(300)内的照明孔(310)相对的位置处的多个发光元件(401)，在其邻近发光元件(401)的一侧处具有用于静电导体(230)经过的通孔(403)，并在发光元件(401)的后表面处具有连接到经过通孔(403)的静电导体(230)的相应端部的一个或多个感测装置(410)。
2.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，覆盖面板(100)的整个表面形成弯曲表面和平坦表面中的任一种。
3.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，第一联接构件(101)具有形成在其中心的四边形联接孔(101b)，并且第二联接构件包括插入并连接到第一联接构件的联接孔(101b)的突出部(301a)。
4.根据权利要求3所述的触摸开关，其中，突出部(301a)具有直角三角形形状，使得斜率从横截面的一侧到另一侧逐渐增加，以便容易地插入联接孔(101b)。
5.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，第一联接构件(101)还具有形成在其两侧处的切割部分(101a)以便与第二联接构件(301)容易地分离。
6.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，覆盖面板(100)被构造成使其由透明材料制成的整个表面被印刷，并随后触摸按钮(110)的区域通过激光束切割，使得光能够被传递，由此即使在黑暗环境下也容易识别触摸按钮。
7.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，覆盖面板(100)的触摸按钮(110)被构造成使其由柔软透明合成树脂制成的上部分印刷图案。
8.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，静电面板(200)由聚碳酸酯(PC)树脂制成，并且在垂直于静电面板(200)的方向上设置的多个静电导体通过使丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂表面镀覆传导材料来形成。
9.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，静电导体(230)是包括银(Ag)、铁(Fe)、铝(Al)、不锈钢(STS)、铜(Cu)、铅(Pb)和金(Au)中的任一种的传导金属。
10.根据权利要求1所述的触摸开关，其中，不管静电面板(200)的整个表面是弯曲还是平坦，静电导体(230)的相应端部被共线地设置，使得电容能够一致性地传导到设置在控制板(400)处的感测装置(410)。
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