CN201639562U

CN201639562U - 电容式触摸感应按键

Info

Publication number: CN201639562U
Application number: CN2010201036760U
Authority: CN
Inventors: 夏天; 万泉应; 叶剑江; 刘玉芬
Original assignee: Whirlpool China Co Ltd
Current assignee: Whirlpool China Co Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-01-29

Abstract

本实用新型涉及一种电容式触摸感应按键，设置在检测电路板上，包括触摸弹簧、平板金属感应电极以及触摸面板。所述平板金属感应电极的底面设有数个连接凹肋，该连接凹肋嵌接触摸弹簧的上端，触摸弹簧的下端连接检测电路板。所述平板金属感应电极的中央设有定位中孔，所述触摸面板的底面设有定位销，定位销插入定位中孔内。本实用新型的电容式触摸感应按键具有良好的空间适应性、优异的触摸效果、安装便捷性、材料提升环境适应性以及触摸弹簧生产简单等项优点。

Description

电容式触摸感应按键

技术领域

本实用新型涉及家电产品中的触摸按键，特别涉及一种电容式触摸感应按键，它与触摸面板上导电物体的触摸式电容感应按键技术相关。

背景技术

当今，随着人们对生活品位的需求不断提升，一些具有时尚感的科学技术正日益广泛地被应用于日常生活领域。电容式触摸感应按键便是其中之一，它在人机交互界面中的应用越来越普遍。许多家电制造企业更是将它成功地应用于洗衣机、冰箱等家电产品中。

电容式触摸感应按键一般包括三个部分：触摸面板、传感元件、检测电路。触摸面板为非导电介质，如塑料、玻璃等；检测电路一般是专用单路感应IC加外围电路，或者是带感应电路的微处理器，它们一般安装在印刷电路板上；传感元件处在触摸面板背面以及检测电路之间，起到电气连接、电容感应传递的作用，它将触及触摸面板正面的导电物体导致的电容改变传递到检测电路，检测电路进行有无物体触碰的判断和后续处理，从而完成触摸动作的检测过程。

目前应用于家电的传感元件有如下几种：

1、带触摸感应电极的柔性印刷电路板，其缺点是安装工艺性差，传导性不可靠。

2、固定长度的金属导杆，其缺点是异形空间适应性差。

3、弹性较小的导电泡棉，其缺点是安装工艺性差，潮湿环境适应性差。

4、导电橡胶，其缺点是异形空间适应性差。

5、单直径螺旋形触摸弹簧，其缺点是触摸感应效果受触摸面积影响大。

6、喇叭口形变径螺旋形触摸弹簧，其缺点是生产工艺性差，且已被现有专利公开。

鉴于上述几类传感元件的不足，以及具体产品的应用环境，一种实用新型的传感元件如电容式触摸感应按键得以开发。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种电容式触摸感应按键，它解决了上述现有技术所存在的问题，以达到空间适应性良好、触摸效果优异，且安装便捷，材料环境适应性提升，触摸弹簧生产简单的目的。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种电容式触摸感应按键，设置在检测电路板上，包括触摸弹簧、平板金属感应电极以及触摸面板；

所述平板金属感应电极的底面设有数个连接凹肋，该连接凹肋嵌接触摸弹簧的上端，所述触摸弹簧的下端连接检测电路板；

所述平板金属感应电极的中央设有定位中孔，所述触摸面板的底面设有定位销，定位销插入定位中孔内。

所述触摸面板的下表面设有定位沉孔，平板金属感应电极与定位沉孔卡接，平板金属感应电极紧贴触摸面板的下表面。

所述检测电路板上设有通孔，触摸弹簧的下端穿过通孔定位，并且焊接在检测电路板上。

所述触摸弹簧是单直径螺旋形触摸弹簧。

所述触摸弹簧的表面镀镍。

所述平板金属感应电极和定位中孔均为圆形，连接凹肋沿环向均匀地设置在平板金属感应电极的底面。

所述定位销是十字型定位销。

所述触摸面板是弧形触摸面板。

所述触摸面板是平面形触摸面板。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本实用新型的电容式触摸感应按键具有以下优点：

1、良好的空间适应性。

由于运用触摸弹簧的触摸面板包含大弧面设计，而印刷电路板是平面，所以不同的触摸弹簧所处的空间距离有很大差距。用没有弹性的金属导杆，或者弹性极小的导电橡胶均难以适应，即使它们做成不一样的长度，那么与面板背面的配合也是刚性或者准刚性的，可能具有较大的误差，整体接触的可靠性不高。而用弹簧则没有此问题，可适应平面和弧面的触摸面板。

2、优异的触摸效果。

电容式触摸感应按键良好的触摸效果主要与手指触压按键时形成的面积有关，考虑到适应不同人群的触摸习惯且获得良好的触摸效果，一定面积的圆形平板电极用来作为整个电容触摸按键的一个感应电极。由于它的面积的给定有应用经验支持且可控，所以可以保证有很好的一致性和良好的人群适应性。该平板中间开有圆形孔，用于在触摸面板背面的精准定位，不会偏离要求的按键位置。而如果采用单直径螺旋形弹簧，由于接触的是一个圆环，触摸效果难以保证，而且定位也不稳定。

3、安装便捷。

这样的触摸弹簧在安装上也很便捷：弹簧一端直接焊接在印刷电路板上，孔焊或者表面焊均可，而且连接可靠，不像导电泡棉用粘胶粘合，时间长了或者在环境恶劣的情况下，连接不可靠；整个感应检测电路板只需要以垂直于面板的方向移动卡装到触摸面板背面，圆形平板的中孔可以直接对准触摸面板背面的定位销，这样的卡装操作简单，实现了装配生产的高效和可靠；弹簧的长度适中，弹力设计在合理的范围内，故多个弹簧的弹力对检测电路板也不会造成过多的压力导致其变形。

4、材料环境适应性好。

该触摸弹簧的材料全部采用不锈钢SUS304表面镀镍，不仅焊接性能好，而且防锈防腐蚀性能优异，可适应恶劣的应用环境。

5、触摸弹簧生产简单。

触摸弹簧的生产工艺性很好，两部分的生产都很简单。圆形平板电极的结构由冷冲模一次成型；弹簧结构单一，完全自动化生产，工艺参数设定简单；两部分的连接也是简单的簧丝旋入并压紧。整个生产过程容易控制，从而保证其一致性。

附图说明

图1为本实用新型的一种电容式触摸感应按键的结构示意图。

图2为本实用新型的按键的触摸弹簧与平板金属感应电极的结构示意图。

图3为实施例中触摸弹簧安装在检测电路板上的自由状态示意图。

图4为实施例中触摸弹簧装入触摸面板前的状态示意图。

图5为实施例中触摸弹簧装入弧形触摸面板后的状态示意图。

图6为本实用新型的按键的工作状态示意图。

附图标号：

1为检测电路板，2为触摸弹簧，3为平板金属感应电极，4为触摸面板，5为连接凹肋，6为定位中孔，7为定位销，8为定位沉孔，9为通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

参看图1至图6，本实用新型的一种电容式触摸感应按键设置在检测电路板1上，主要由触摸弹簧2、平板金属感应电极3、触摸面板4、连接凹肋5、定位中孔6、定位销7、定位沉孔8以及通孔9组成。

平板金属感应电极3的底面设有若干连接凹肋5，这些连接凹肋5嵌接触摸弹簧2的上端，触摸弹簧2的下端连接检测电路板1。平板金属感应电极3的中央设有定位中孔6，触摸面板4的底面设有定位销7，定位销7插入定位中孔6内。触摸面板4的下表面设有定位沉孔8，平板金属感应电极3与定位沉孔8卡接，平板金属感应电极3紧贴触摸面板4的下表面。检测电路板1上设有通孔9，触摸弹簧2的下端穿过通孔9定位，并且焊接在检测电路板1上。定位销7是十字型定位销，可防止由于触摸面板4的倾斜而引起的跑位。

这样的触摸弹簧2在安装上也很便捷：触摸弹簧2一端可以直接焊接在检测电路板1上，孔焊或者表面焊均可，而且连接可靠，不像导电泡棉用粘胶粘合，时间长了或者在环境恶劣的情况下连接不可靠；整个感应检测电路板只需要以垂直于面板的方向移动卡装到触摸面板背面，圆形平板的中孔可以直接对准触摸面板背面的定位销，这样的卡装操作简单，实现了装配生产的高效和可靠；触摸弹簧的长度适中，弹力设计在合理的范围内，故多个触摸弹簧的弹力对检测电路板也不会造成过多的压力导致其变形。

触摸弹簧2是单直径螺旋形触摸弹簧，其表面镀镍，可加强导电性能、焊接性能和防锈、防腐蚀性能，提升了材料的环境适应性。

平板金属感应电极3和定位中孔6均为圆形，连接凹肋5沿环向均匀地设置在平板金属感应电极3的底面，使其各方面的受力均匀，并能允许一定程度的倾斜，提高了触摸效果。本电容式触摸感应按键良好的触摸效果主要与手指触压按键时形成的面积有关，考虑到适应不同人群的触摸习惯且获得良好的触摸效果，一定面积的圆形平板电极用来作为整个电容触摸按键的一个感应电极。由于它的面积的给定有应用经验支持且可控，所以可以保证有很好的一致性和良好的人群适应性。该平板中间开有圆形孔，用于在触摸面板4背面的精准定位，不会偏离要求的按键位置。而如果采用单直径螺旋形弹簧，由于接触的是一个圆环，触摸效果难以保证，而且定位也不稳定。

本实用新型的圆形平板电极的结构由冷冲模一次成型；触摸弹簧结构单一，完全自动化生产，工艺参数设定简单；触摸弹簧与圆形平板电极的连接是簧丝旋入并压紧。整个生产过程容易控制，从而保证其一致性。

触摸面板4是弧形触摸面板。由于运用触摸弹簧2的触摸面板包含大弧面设计，而检测电路板1是平面，所以不同的触摸弹簧2所处的空间距离有很大差距。用没有弹性的金属导杆，或者弹性极小的导电橡胶均难以适应，即使它们做成不一样的长度，那么与面板背面的配合也是刚性或者准刚性的，可能具有较大的误差，整体接触的可靠性不高。而用触摸弹簧2则没有此问题，可适应平面和弧面的触摸面板4。在实际应用中，触摸面板4也可以是平面形触摸面板。

本实施例中，将本实用新型的电容式触摸感应按键应用在洗衣机这一潮湿温暖且有振动存在的环境下，而且应用了防滑落的弹性和定位设计；触摸弹簧2的材料全部采用不锈钢SUS304表面镀镍，这样有很好的导电性能、焊接性能和防锈、防腐蚀性能，保证了整机的使用寿命。

如图1和图2所示，本实施例的触摸弹簧2由单直径触摸弹簧和圆形金属平板构建而成，触摸弹簧2的另一端焊接在检测电路板1上，与电容检测电路连接。

如图3所示，将触摸弹簧2焊装在检测电路板1上，一组特性完全一致的触摸弹簧2垂直于检测电路板1，各触摸弹簧2之间保持高度的平行，而这些则由触摸弹簧2的一致性和装配工艺来保证。这种特点为平移卡装提供了便利，使得整个电子检测系统在整机装配时变得非常简单。

图4至图6显示了电容检测电路板1和触摸面板4(为绝缘介质，例如塑料、有机玻璃等)之间的位置关系，当电路板被整体平移并卡装到触摸面板4背面时，触摸弹簧2被定位到定位销7的位置，并被压缩，使得所有圆形平板金属感应电极3都紧贴在触摸面板4的背面而不偏离期望的按键位置，这反映在图1之中。此种结构一旦构成，电路板上的电容检测电路就可以检测到一个初始电容C_O。当导电体例如人的手指触摸到触摸面板4前表面上，且落在圆形平板金属感应电极3的范围内，手指等导电体则在触摸面板4正表面形成一个一定面积的触摸面，该面通过触摸面板4这一绝缘介质与圆形平板金属感应电极3形成一个较大的电容C_T(触摸时的电容)。此时，电容检测电路通过对各个触摸弹簧2顶端的电容值的扫描检测，便可以检测出哪些触摸弹簧2被触摸，然后做消抖动和功能处理，进而完成整个触摸按键的工作过程。

综上所述，本实用新型的电容式触摸感应按键具有良好的空间适应性、优异的触摸效果、安装便捷性、材料提升环境适应性以及触摸弹簧生产简单等项优点。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本实用新型权利要求的范围内。

Claims

1.一种电容式触摸感应按键，设置在检测电路板上，其特征在于，包括触摸弹簧、平板金属感应电极以及触摸面板；

2.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述触摸面板的下表面设有定位沉孔，平板金属感应电极与定位沉孔卡接，平板金属感应电极紧贴触摸面板的下表面。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述检测电路板上设有通孔，触摸弹簧的下端穿过通孔定位，并且焊接在检测电路板上。

4.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述触摸弹簧是单直径螺旋形触摸弹簧。

5.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述触摸弹簧的表面镀镍。

6.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述平板金属感应电极和定位中孔均为圆形，连接凹肋沿环向均匀地设置在平板金属感应电极的底面。

7.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述定位销是十字型定位销。

8.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述触摸面板是弧形触摸面板。

9.根据权利要求1所述的电容式触摸感应按键，其特征在于，所述触摸面板是平面形触摸面板。