CN111446953A - 一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜，镜柜包括镜面，镜面包括玻璃层、设置在玻璃层背面的金属镀层，玻璃层背面设有未涂覆金属层区域，所述未涂覆金属层区域中设置有包括多个触摸按钮的电容式触摸盘；镜面的背面还设有与电容式触摸盘电连接的控制器以及与控制器电连接的高频开关电源；还包括设置于镜面上并与金属镀层相绝缘的金属部件，金属部件与控制器的接地端电连接；金属部件与金属镀层间形成的第二电容C5的容值至少为金属镀层与电容式触摸盘间形成的第一电容C4的容值的10倍。该种镜柜能够防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作以使触摸系统具有很好的稳定性。

Description

一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜

技术领域

本发明涉及家居用品技术领域，尤其涉及一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对家居产品的要求也越来越高，为了满足消费者的需求，现在市场上的镜柜通常设置有LED灯，而且为了使镜柜更加美观，一些产品将用于控制LED灯的开关、亮度、色调等控制按钮设置在镜柜的镜面上，这些控制按钮一般采用电容式触摸按钮。

但是这种电容式触摸按钮在使用过程中会存在一些问题。现有镜柜的镜面由正面向背面依次包括玻璃层、金属镀层等，玻璃层背面留有无金属镀层区域以安装包括多个触摸按钮的触摸盘，镜面的背面还设置有高频开关电源及对LED灯进行控制的控制器，高频开关电源中的高频变压器在工作过程中会产生高频辐射信号，该信号会使金属镀层与触摸盘间形成耦合电容C4，如图4所示，这会导致触摸盘的触摸点存在电荷变化，从而造成触摸操作时出现误动作，比如原本想通过触摸亮度按钮调节LED灯亮度，却使得LED灯的色调产生了变化，导致整个触摸系统的稳定性受到影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作以提高触摸系统稳定性的镜柜。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜，所述镜柜包括镜面，所述镜面包括玻璃层、设置在玻璃层背面的金属镀层，所述玻璃层背面设有未涂覆金属层区域，所述未涂覆金属层区域中设有包括多个触摸按钮的电容式触摸盘；

所述镜面的背面还设有与电容式触摸盘电连接的控制器以及与控制器电连接的高频开关电源；

其特征在于：

还包括设置于镜面上并与金属镀层相绝缘的金属部件，所述金属部件与控制器的接地端电连接；

所述金属部件与金属镀层间形成的第二电容C5的容值至少为金属镀层与电容式触摸盘间形成的第一电容C4的容值的10倍。

进一步的，所述控制器的接地端连接有安规电容Y1，所述金属部件通过安规电容Y1与所述接地端相连；

所述安规电容Y1的容值至少为第二电容C5的容值的10倍。

进一步的，所述镜面还包括设置于金属镀层背面的绝缘涂层，所述玻璃层的背面还设置有未涂覆绝缘涂层区域，所述未涂覆绝缘涂层区域与所述未涂覆金属层区域位置相对应。

进一步的，所述金属部件为设置于绝缘涂层背面的金属胶带，所述金属胶带通过导线与安规电容Y1相连。

进一步的，所述金属部件为设置在镜面周边的金属边框。

进一步的，所述金属镀层的材质为水银。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过设置金属部件，使其与控制器的接地端相连，利用金属部件与镜面的金属镀层之间形成的第二电容C5容值远大于金属镀层与触摸盘之间形成的第一电容C4容值特点，使得电源高频干扰信号流过电容式触摸盘与金属镀层间耦合形成的电容C4的电荷很少，从而使得电容式触摸盘受高频辐射干扰信号的影响大大减小，从而将电容式触摸盘因干扰信号存在产生的电位动点转化为电位静点，防止了电容式触摸盘的触摸误动作，提高了镜面触摸系统的稳定性。

附图说明

图1为本申请的镜面分层结构示意图。

图2为本申请镜面的背面各部件设置结构示意图。

图3为本申请的镜面触摸按钮理想工作状况下的结构框图。

图4为本申请的镜面触摸按钮实际工作状况下的结构框图。

图5为本申请镜柜中设置安规电容及金属部件后实际工作状况下的结构框图。

图6为图5中对应的等效电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示为镜柜的镜面分层结构示意图，如图2所示为镜面的背面各部件设置的结构示意图。该镜面包括透明的玻璃层1、设置在玻璃层1背面用来进行反光的金属镀层2，该金属镀层2通常采用水银材料制成。当然，为了对金属镀层2进行绝缘保护，金属镀层2上还设置有绝缘涂层3，该绝缘涂层3可以采用绝缘漆涂设形成，该镜面背面还设置有高频开关电源4、与高频开关电源4电连接的控制器5以及与控制器5电连接的电容式触摸盘6，电容式触摸盘6上设置有开关、亮度调节、色调调节等触摸按钮，该镜柜上还设置有LED灯7，LED灯7与控制器5相连。

在本申请中，LED灯7设置在镜面四周，显然，该LED灯7也可以设置在其它位置，只要满足用户的照明需求即可。为了便于电容式触摸盘6的安装，该玻璃层1的背面上具有未涂覆金属层区域，与此同时，玻璃层1背面还具有未涂覆绝缘涂层区域，未涂覆金属层区域与未涂覆绝缘涂层区域位置相对应，对应到分层结构设计上，即可参见图1，实际上就相当于是，金属镀层2上开设有用以安装电容式触摸盘6的安装口21，绝缘涂层3上设置有以供电容式触摸盘6安装的开口31。

如图3所示为镜柜的触摸按钮一种理想工作状态图，如图所示，用户在操作时，触摸手指与电容式触摸盘6之间会形成耦合电容C1，其容值约为1pF，用户与地之间会形成耦合电容C2，其容值约为100pF，通过电容C1和C2的配合，使得电容式触摸盘6上的对应触摸按钮产生电荷变化，从而实现对应的操作反馈，比如实现LED灯7的开启关闭或色度调节或亮度调节等。

但实际情况却是，实际操作中除了存在电容C1和C2外，由于高频开关电源4内的高频变压器会产生高频辐射信号，该高频辐射信号会使高频开关电源4与金属镀层2之间耦合产生第三电容C3(C3的值通常为PF级别)、金属镀层2和电容式触摸盘6之间会耦合产生第一电容C4(C4的值通常为PF级别)，如图4所示，由于电容C3、C4及电源高频辐射信号的存在，镜面金属镀层2在整个镜柜系统内属于电位动点，并且该高频辐射信号很大部分通过镜面大面积的金属镀层2为媒介传递到电容式触摸盘6的触摸点上，对触摸点造成干扰，产生误动作。

为了消除该电位动点，本申请采取的方案为，在镜面上设置一个与金属镀层2相绝缘的金属部件8，该金属部件8与控制器5的接地端电连接，且该金属部件8与金属镀层2间耦合形成的第二电容C5的容值远大于金属镀层2与电容式触摸盘6间形成的第一电容C4的容值，具体而言，第二电容C5的容值至少为第一电容C4的容值的10倍。将金属部件8与控制器5的接地端相连，能使干扰信号形成的电荷流向接地端，从而减少流向电容式触摸盘的电荷，以减少干扰信号对触摸盘的影响。

为了确保触摸按钮的操作安全性，在本实施例中的控制器中还设置有安规电容Y1，金属部件8通过该安规电容Y1与控制器5的接地端相连，且该安规电容Y1的容值至少为C5的10倍，以使得安规电容Y1的容值远大于C5的容值。

作为一种优选实施方式，该金属部件可以为金属胶带8，该金属胶带8紧贴覆盖在镜面的绝缘涂层3背面上并通过导线与安规电容Y1相连，如图5示出了该方案的结构框图。当然，针对一些设置有金属边框的镜面，该金属部件可以为该金属边框，即将安规电容Y1通过导线与金属边框相连，作为本领域技术人员，该方案并未对镜面的金属边框结构做出改进，因此未进行附图展示。

通过前述的结构改进，可以得出如图6所示的等效电路图，如图6所示，第二电容C5和安规电容Y1相当于串联，C5与Y1串联后再与C4并联，电源的高频干扰信号经第三电容C3后分为两路，一路经第一电容C4后接地，另一路经第二电容C5和安规电容Y1后接地。

设电源的高频干扰信号电压为V0，第一电容C4所分得干扰信号电压为V1，也即电容式触摸盘所分得干扰信号电压为V1，结合容抗公式Xc＝1/ωc，其中Xc为容抗，ω为角频率，c为电容值，由于安规电容Y1的容值远大于第二电容C5的电容值，故在此情况下，安规电容Y1形成的容抗可以忽略不计，这样便得到V1与V0的关系如下：

V1＝(1/(ωc4+ωc5))/((1/(ωc4+ωc5))+(1/ωc3)),其中c3、c4、c5分别为电容C3、C4、C5的电容值；

经换算得：

V1＝(c3/(c3+c4+c5))V0

又由于第二电容C5的容值远大于第一电容C4的容值，故V1又可近似计算得：

V1＝(c3/(c3+c5))V0

由该式可知，当安规电容Y1容值远大于第二电容C5容值且第二电容C5容值远大于第一电容C4容值时，第一电容C4所分得的电压由第二电容C5和第三电容C3的容值比决定，由此可知，通过该种设计可以使得电容式触摸盘6上的触摸点所分得的电源高频干扰信号的电压由C3和C5承担，而触摸盘自身耦合形成的寄生电容C4则可忽略不计，且当C5的容值远大于C3容值时，V1的值可以很小，也即电容式触摸盘6所分得的干扰信号电压很小，如此，可以通过对C3和C5的容值进行控制，从而减小干扰信号对电容式触摸盘的触摸点的影响，进而提高触摸系统的稳定性。

根据上述并结合平板电容的容值计算公式：c＝εS/4πkd，其中ε为介电常数，S为两极板正对面积，k为静电常量，d为两极板间的垂直距离可以得出，在生产和装配时，当金属胶带的面积越大时越好，因为这样可以使第二电容C5的容值越大，同样，当高频开关电源装配时离开镜柜的镜面越远越好，这样可以使得第三电容C3容值越小，换言之，在生产装配时可以通过调整以上几个参数，从而控制C3和C5的容值，继而实现想要的效果。

当然，通过电流回路分析也可以得出同样的结论，分析如下：

由于Y1的容值远大于C5的容值，根据容抗公式Xc＝1/ωc，Y1的容抗相对C5的容抗很小，分析时进行忽略；又因为C5的容值远大于C4的容值，则C5所在支路的容抗远小于C4所在支路的容抗，则电源高频干扰信号的电荷经过C3后绝大部分通过C5形成回路进行流通，流过C4的电荷非常少，从而使得电源高频干扰信号对触摸点的影响非常小，从而提高了触摸系统的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种能防止镜面电容式触摸按钮触摸误动作的镜柜，所述镜柜包括镜面，所述镜面包括玻璃层(1)、设置在玻璃层(1)背面的金属镀层(2)，所述玻璃层(1)背面设有未涂覆金属层区域，所述未涂覆金属层区域中设有包括多个触摸按钮的电容式触摸盘(6)；

所述镜面的背面还设有与电容式触摸盘(6)电连接的控制器(5)以及与控制器(5)电连接的高频开关电源(4)；

其特征在于：

还包括设置于镜面上并与金属镀层(2)相绝缘的金属部件，所述金属部件与控制器(5)的接地端电连接；

所述金属部件与金属镀层(2)间形成的第二电容C5的容值至少为金属镀层(2)与电容式触摸盘(6)间形成的第一电容C4的容值的10倍。

2.根据权利要求1所述镜柜，其特征在于：

所述控制器(5)的接地端连接有安规电容Y1，所述金属部件通过安规电容Y1与所述接地端相连；

所述安规电容Y1的容值至少为第二电容C5的容值的10倍。

3.根据权利要求1所述镜柜，其特征在于：

所述镜面还包括设置于金属镀层(2)背面的绝缘涂层(3)，所述玻璃层(1)的背面还设置有未涂覆绝缘涂层区域，所述未涂覆绝缘涂层区域与所述未涂覆金属层区域位置相对应。

4.根据权利要求3所述镜柜，其特征在于：

所述金属部件为设置于绝缘涂层(3)背面的金属胶带(8)，所述金属胶带(8)通过导线与安规电容Y1相连。

5.根据权利要求3所述镜柜，其特征在于：

所述金属部件为设置在镜面周边的金属边框。

6.根据权利要求1所述镜柜，其特征在于：

所述金属镀层(2)的材质为水银。

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