CN109104178A - 电容式触摸组件以及控制面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电容式触摸组件，包括盖板(22)和印刷电路板组件(25)，所述电容式触摸组件还包括导线，所述导线位于盖板(22)和印刷电路板组件(25)之间，并且被配置为与印刷电路板组件(25)电连接。本发明还提供了一种包括电容式触摸组件的控制面板。根据本发明的电容式触摸组件，成本较低，制造工艺简单。

Description

电容式触摸组件以及控制面板
技术领域
本发明涉及控制技术领域和机动车辆领域，具体地，涉及一种电容式触摸组件以及一种包括该电容式触摸组件的控制面板。
背景技术
电容式感应触摸按键越来越广泛地应用在家用电器的控制界面中，例如在一些微波炉和洗衣机的控制面板中使用电容式触摸按键取代普通的机械式按键作为控制开关。相比于普通的机械式按键，电容式触摸按键机械部件少，不易磨损，因此寿命较长；而且，电容式触摸按键容易做到更平整的外观，并且可以整体上与周围环境密封隔绝，因而不会像传统的按键那样在按键与按键槽的缝隙处积累污垢，外形更整洁美观。因此，电容式感应触摸按键具有传统的机械式按键无法达到的效果。
传统地，为实现感应触摸功能，电容式感应触摸按键被以如下方式构造，即将导线集成在膜片上，然后通过胶粘的方式将膜片与面板膜连接，其中需要采用特殊的机械才能实现膜片与面板膜的连接。然而，这导致了制造成本和工艺复杂性问题，这是因为在膜片的制造过程中，需要将银浆线、铟锡氧化物(ITO)和/或PEDOT印刷到膜片上，这些低阻抗导电材料成本本身较高，而且为将膜片与印刷电路板连接需要设置连接器，这也导致成本上升；此外，面板膜需要使用专用的贴膜机贴附在膜片上，在贴附过程中需要保证面板膜与膜片之间没有气泡，对工艺要求较高。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种成本降低的电容式触摸组件和控制面板。
本发明的目的还在于提供一种制造工艺更简化的电容式触摸组件和控制面板。
本发明的目的还在于提供一种电容式触摸组件和控制面板，其具有更好的触感。
为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：
一种电容式触摸组件，包括盖板和印刷电路板组件，所述电容式触摸组件还包括导线，所述导线位于盖板和印刷电路板组件之间，并且被配置为与印刷电路板组件电连接。
根据本发明的一个优选实施例，所述导线为弹性导线或导电金属片。
根据本发明的一个优选实施例，所述弹性导线被预压缩地保持在盖板和印刷电路板组件之间。
根据本发明的一个优选实施例，所述弹性导线包括螺旋段、折弯段和位于螺旋段与折弯段之间的延伸段。
根据本发明的一个优选实施例，所述螺旋段包括弹性导线的一个端部，所述端部朝向折弯段偏斜，并且所述螺旋段的除所述端部外的部分被构造在同一个平面内。
根据本发明的一个优选实施例，所述螺旋段的除所述端部外的部分具有大致四边形轮廓。
根据本发明的一个优选实施例，所述折弯段包括鱼钩状结构。
根据本发明的一个优选实施例，所述印刷电路板组件包括贯穿印刷电路板组件的接触孔。
根据本发明的一个优选实施例，所述鱼钩状结构被插入在接触孔中。
根据本发明的一个优选实施例，所述接触孔的接触界面被镀有导电层。
根据本发明的一个优选实施例，所述盖板包括触摸键，并且在所述盖板的与触摸键相背的一侧、在与触摸键相对应的位置处设置有安装槽，用于接收弹性导线的螺旋段。
根据本发明的一个优选实施例，在所述安装槽内设置有保持肋，用于定位并保持所述弹性导线。
根据本发明的一个优选实施例，在所述安装槽内设置有加强筋。
根据本发明的一个优选实施例，在所述印刷电路板组件上设置有指示灯，并且所述触摸键包括由透光区域形成的指示图案。
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制面板，所述控制面板包括根据前述的电容式触摸组件。
根据本发明的一个优选实施例，所述控制面板还包括显示模组。
根据本发明的电容式触摸组件，在盖板或盖片与印刷电路板组件之间设置弹性导线，而不采用膜片，以此实现电容式感应触摸功能，其中弹性导线可以将机械的触摸信号转换为电信号，并且将它传递给印刷电路板组件，由此避免了需要将导线集成在膜片上，以及需要通过胶粘的方式将膜片与盖板连接，明显地降低了材料成本和加工成本。此外，由于制造过程中不需要面板膜与膜片之间的贴附工艺，因此工艺简单。
有利地，弹性导线以预压缩的方式保持在盖板和印刷电路板组件之间，这使得弹性导线与印刷电路板组件之间在任何时候都是导通的，提供充分的接触可靠性。在本发明中，弹性导线被构造为带脚和带冠的构造，具体地，其包括折弯段和螺旋段，通过折弯段的鱼钩形结构以及接触孔的设计，可以容许弹性导线的一定裕度的加工误差，在这种情况下，弹性导线能够容易地以一定预压力保持在盖板和印刷电路板组件之间，并且保证弹性导线与印刷电路板组件的充分接触。而环形的螺旋段的设计扩大了接触面积，有利于机械触摸信号的传递。
由于弹性导线作用在盖板上的预压力，用户在操控按压触摸键时具有更好的触感。进一步地，可以在触摸感应开关上提供与实体按压键相同的效果，也就是说，触摸感应开关可以以触摸的方式操作，也可以像实体按压键一样能够被略微按下，并利用弹性导线提供弹性恢复力，使用户感觉像按压实体按压键一样。
此外，在本发明的电容式触摸组件中，弹性导线被安装在盖板背侧的安装槽内，并且利用安装槽内的保持肋引导、定位和固定弹性导线，保持肋的结构与螺旋段的形状和结构相匹配，这使得弹性导线被稳固地安装，任何时候弹性导线都不会松脱。安装槽和保持肋的设计保证了盖板的面向用户的一侧的平整性，这是因为弹性导线的预压力被分散在保持肋上，盖板的触摸键区域没有因此而承受过大的力。
综上，本发明的电容式触摸组件以及尤其构造的控制面板具有较好的技术效果。
附图说明
图1为示出常规的电容式触摸组件的内部结构的分解视图；
图2为常规的电容式触摸组件的原理示意图；
图3为根据本发明的实施例的控制面板的分解视图；
图4为根据本发明的实施例的控制面板的正视图；
图5为沿图4中的截面A-A的截面图；
图6为根据本发明的实施例的电容式触摸组件的盖板的后视图，其中弹性导线被安装；
图7为图6的局部放大视图；
图8为在弹性导线未被安装的状态下与图7对应的视图；
图9为示出待安装的弹性导线和印刷电路板组件的视图；
图10为示出已安装的弹性导线和印刷电路板组件的视图；
图11为与图10对应的正视平面图；以及
图12为沿图11中的截面B-B的截面图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
图1示出了常规的电容式触摸组件的内部结构，图2为常规的电容式触摸组件的原理示意图，下面参照图1-2描述常规的电容式触摸组件，如图1所示，电容式触摸组件包括膜片12和印刷电路板13，导线被集成在膜片12上，膜片12与印刷电路板13通过连接器连接，然后带有按键14 的面板11覆盖在膜片12上。常规地，膜片12通过透明双面胶粘贴在面板11的背面。结合完成后，如图2所示，面板11贴附在膜片12上，膜片12的柔性印刷电路15通过连接器16与印刷电路板13连接，用户的触摸动作17引起电容值的改变作为电信号18输入给印刷电路板15。然而上述电容式触摸组件的制造过程导致了制造成本和工艺复杂性问题，这是因为在膜片的制造过程中，需要将银浆线、铟锡氧化物(ITO)和/或PEDOT 印刷到膜片上，这些低阻抗导电材料成本本身较高，而且为将膜片与印刷电路板连接需要设置连接器，这也导致成本上升；此外，面板膜需要使用专用的贴膜机贴附在膜片上，在贴附过程中需要保证面板膜与膜片之间没有气泡，对工艺要求较高。
根据本发明的总体构思，提供了一种电容式触摸组件，包括盖板和印刷电路板组件，所述电容式触摸组件还包括导线，所述导线位于盖板和印刷电路板组件之间，并且被配置为与印刷电路板组件电连接。
图3以机动车辆中的中控台为例总体地示出了根据本发明的实施例的控制面板，其中包括根据本发明的实施例的电容式触摸组件。控制面板主要包括背壳21、印刷电路板组件25、显示模组26、弹性导线24、盖板22 和显示盖板27，其中在背壳21上设置有固定部30，印刷电路板组件25 通过螺钉等连接方式固定在背壳21的固定部30上，印刷电路板组件25 上设置有必要的电子元器件，包括指示灯31(参见图5)，例如LED灯，以及显示模组26(可以为LCD模组)，指示灯31作为背光用于照亮触摸键 23，相应地，在盖板22上设置有用于露出显示模组26的开口区域。在背壳21上设置有卡扣凸起28，在盖板22上设置有卡扣凹槽29，盖板22与背壳21通过卡扣凸起28和卡扣凹槽29的结合固定在以及，并且在二者之间容置前述印刷电路板组件25和显示模组26等部件，显示盖板27可以覆盖在与显示模组26对应的位置，即覆盖在开口区域上。除开口区域，盖板22上设置有多个触摸键，触摸键23可以包括由透光区域形成的指示图案，例如指示符号。图4更清晰地示出了中控台的控制面板，从图中可以看出在盖板22上设置有多个触摸键23，包括空调的风量增键、风量减键、温度增键、温度减键和方向控制键等等。
图5为沿图4中的控制面板的截面A-A的截面图，从图5中可以看到弹性导线24在电容式触摸组件中的安装。关于弹性导线24与盖板22和印刷电路板组件25的连接，将在后面结合附图6-12进行更详细的说明。首先，参照图8说明弹性导线24的结构，弹性导线24由金属材料制成，所述弹性导线24包括螺旋段242、折弯段243和位于螺旋段242与折弯段 243之间的延伸段241；所述螺旋段242包括弹性导线24的一个端部，所述端部朝向折弯段243偏斜，并且所述螺旋段242的除所述端部外的部分被构造在同一个平面内；所述螺旋段242的除所述端部外的部分具有大致四边形轮廓；所述折弯段243包括鱼钩状结构。螺旋段242和折弯段243 分别位于弹性导线24的两端，延伸段241在螺旋段242和折弯段243之间，通过将弹性导线24的一端形成螺旋段242，可以增大弹性导线24的弹性，同样地，将弹性导线24的一端形成鱼钩状结构的折弯段243，也会在弹性导线24中产生弹性。
在所述盖板22的与触摸键23相背的一侧、在与触摸键23相对应的位置处设置有安装槽32，用于接收弹性导线24的螺旋段242；在所述安装槽32内设置有保持肋33，用于定位并保持所述弹性导线24，如图6所示，安装槽32的数量与触摸键23的数量相同，并且与弹性导线24的数量相同，在每一个安装槽32内的保持肋33为多个，如图7所示，包括用于引导弹性导线24的螺旋段242的朝向折弯段243偏斜的端部的第一引导保持肋、用于夹持螺旋段242的螺旋线部分的夹持保持肋、以及用于引导弹性导线24的延伸段241的第二引导保持肋，所有保持肋都开有凹槽，用于引导或夹持弹性导向的相应部分，其中第一引导保持肋和第二引导保持肋的凹槽内壁的间距大于弹性导线的直径，并且夹持保持肋的凹槽内壁的间距小于弹性导线的直径，以使弹性导线可以被夹紧固定。有利地，在安装槽32的底部还可以设置定位凸台，所述定位凸台具有比螺旋段242 的四边形轮廓小的四边形轮廓，使得螺旋段242可以套设在定位凸台上。优选地，在所述安装槽32内设置有加强筋34，以增强安装槽32的强度。
参见图9-12，所述印刷电路板组件25包括贯穿印刷电路板组件25 的接触孔35，所述鱼钩状结构被插入在接触孔35中，所述接触孔35的接触界面被镀有导电层(镀金、镀锡等)，例如在铜皮上镀金，弹性导线24 被配置为通过接触孔35与印刷电路板组件25电连接。
需要说明的是，所述弹性导线24被预压缩地保持在盖板22和印刷电路板组件25之间，如图5所示，其中弹性导线24的螺旋段242插入盖板 22的安装槽32内并被保持肋夹持固定，如图6-7所示，弹性导线24的折弯段243插入印刷电路板组件25的接触孔35内，其中接触孔35的直径小于折弯段243的鱼钩状结构的最大直径，以使得在折弯段243插入接触孔35内时，折弯段243可以抵靠在接触孔35上。
作为本发明的进一步的改进，本发明的电容式触摸组件可以包括限制盘，在所述限制盘上设置有与多个弹性导线24的数量对应数量的通孔，限制盘由绝缘材料制成，所述多个弹性导线24穿过限制盘的通孔，利用限制盘可以将多个弹性导向24关联在一起，从而增强它们的稳定性。有利地，在弹性导线24的螺旋段242上通过导电胶粘贴有金属片，金属片呈四边形，面积略大于螺旋段242的四边形轮廓。
根据本发明的电容式触摸组件，在盖板或盖片与印刷电路板组件之间设置弹性导线，而不采用膜片，以此实现电容式感应触摸功能，其中弹性导线可以将机械的触摸信号转换为电信号，并且将它传递给印刷电路板组件，由此避免了需要将导线集成在膜片上，以及需要通过胶粘的方式将膜片与盖板连接，明显地降低了材料成本和加工成本。此外，由于制造过程中不需要面板膜与膜片之间的贴附工艺，因此工艺简单。
有利地，弹性导线以预压缩的方式保持在盖板和印刷电路板组件之间，这使得弹性导线与印刷电路板组件之间在任何时候都是导通的，提供充分的接触可靠性。在本发明中，弹性导线被构造为带脚和带冠的构造，具体地，其包括折弯段和螺旋段，通过折弯段的鱼钩形结构以及接触孔的设计，可以容许弹性导线的一定裕度的加工误差，在这种情况下，弹性导线能够容易地以一定预压力保持在盖板和印刷电路板组件之间，并且保证弹性导线与印刷电路板组件的充分接触。而环形的螺旋段的设计扩大了接触面积，有利于机械触摸信号的传递。
由于弹性导线作用在盖板上的预压力，用户在操控按压触摸键时具有更好的触感。进一步地，可以在触摸感应开关上提供与实体按压键相同的效果，也就是说，触摸感应开关可以以触摸的方式操作，也可以像实体按压键一样能够被略微按下，并利用弹性导线提供弹性恢复力，使用户感觉像按压实体按压键一样。
此外，在本发明的电容式触摸组件中，弹性导线被安装在盖板背侧的安装槽内，并且利用安装槽内的保持肋引导、定位和固定弹性导线，保持肋的结构与螺旋段的形状和结构相匹配，这使得弹性导线被稳固地安装，任何时候弹性导线都不会松脱。安装槽和保持肋的设计保证了盖板的面向用户的一侧的平整性，这是因为弹性导线的预压力被分散在保持肋上，盖板的触摸键区域没有因此而承受过大的力。
综上，本发明的电容式触摸组件以及尤其构造的控制面板具有较好的技术效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
附图标记列表：
11 面板
12 膜片
13 印刷电路板
14 按键
15 柔性印刷电路
16 连接器
17 触摸动作
18 电信号
21 背壳
22 盖板
23 触摸键
24 弹性导线
25 印刷电路板组件
26 显示模组
27 显示盖板
28 卡扣凸起
29 卡扣凹槽
30 固定部
31 指示灯
32 安装槽
33 保持肋
34 加强筋
35 接触孔
241 延伸段
242 螺旋段
243 折弯段。

Claims (16)

1.一种电容式触摸组件，包括盖板(22)和印刷电路板组件(25)，其特征在于：所述电容式触摸组件还包括导线，所述导线位于盖板(22)和印刷电路板组件(25)之间，并且被配置为与印刷电路板组件(25)电连接。
2.根据权利要求1所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述导线为弹性导线(24)或导电金属片。
3.根据权利要求2所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述弹性导线(24)被预压缩地保持在盖板(22)和印刷电路板组件(25)之间。
4.根据权利要求2所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述弹性导线(24)包括螺旋段(242)、折弯段(243)和位于螺旋段(242)与折弯段(243)之间的延伸段(241)。
5.根据权利要求4所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述螺旋段(242)包括弹性导线(24)的一个端部，所述端部朝向折弯段(243)偏斜，并且所述螺旋段(242)的除所述端部外的部分被构造在同一个平面内。
6.根据权利要求5所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述螺旋段(242)的除所述端部外的部分具有大致四边形轮廓。
7.根据权利要求4所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述折弯段(243)包括鱼钩状结构。
8.根据权利要求7所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述印刷电路板组件(25)包括贯穿印刷电路板组件(25)的接触孔(35)。
9.根据权利要求8所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述鱼钩状结构被插入在接触孔(35)中。
10.根据权利要求8所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述接触孔(35)的接触界面被镀有导电层。
11.根据权利要求4-10中任一项所述的电容式触摸组件，其特征在于：所述盖板(22)包括触摸键(23)，并且在所述盖板(22)的与触摸键(23)相背的一侧、在与触摸键(23)相对应的位置处设置有安装槽(32)，用于接收弹性导线(24)的螺旋段(242)。
12.根据权利要求11所述的电容式触摸组件，其特征在于：在所述安装槽(32)内设置有保持肋(33)，用于定位并保持所述弹性导线(24)。
13.根据权利要求11所述的电容式触摸组件，其特征在于：在所述安装槽(32)内设置有加强筋(34)。
14.根据权利要求11所述的电容式触摸组件，其特征在于：在所述印刷电路板组件(25)上设置有指示灯(31)，并且所述触摸键(23)包括由透光区域形成的指示图案。
15.一种控制面板，其特征在于：所述控制面板包括根据权利要求1-14中任一项所述的电容式触摸组件。
16.根据权利要求15所述的控制面板，其特征在于：所述控制面板还包括显示模组(26)。
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