CN207218661U - 带触摸功能的人体红外感应开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出带触摸功能的人体红外感应开关，包括菲涅尔透镜和PCB线路板，菲涅尔透镜罩在PCB线路板上，菲涅尔透镜内表面设有一层金属丝网，金属丝网的网孔与菲涅尔透镜的纹理一一对应，菲涅尔透镜边缘设有金属片，金属片与金属丝网电连接，PCB线路板上金属片对应位置设有金属弹簧触点，金属弹簧触点可与金属片接触式电连接，信号处理电路与金属弹簧触点电连接；本实用新型在现有的人体红外感应开关基础上，通过改进菲涅尔透镜和PCB线路板的结构，使人体红外感应开关在外观结构不变的情况下，既能通过感应人体红外自动触发又支持手动触摸控制触发功能，使用灵活方便，改善了传统人体红外感应开关的用户体验。

Description

带触摸功能的人体红外感应开关

技术领域

本实用新型涉及一种人体红外感应开关，尤其是一种带触摸功能的人体红外感应开关，属于传感器控制领域。

背景技术

人体红外感应开关是一种当有人从红外感应探测区域经过或靠近而自动启动的开关，它的主要器件为人体热释电红外传感器。人体都有恒定的体温，一般在36--37度，会发出特定波长的红外线，红外传感器用于检测人体发出的红外线，如被动式红外探头用于探测人体发射波长10μm左右的红外线，人体发射的红外线通过红外感应开关的菲涅尔镜片增强聚集到红外感应器上，红外感应器通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。人体不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内长时间无动作，开关将自动延时关闭负载。

目前已有的人体红外感应开关带手动按键控制开关的产品较少，即使有也是在安装面板上的菲涅尔透镜旁边上再安装一个手动按键，在需要时手动按下按键来触发开关，这样不仅增加额外安装成本，且安装复杂；大多人体红外感应开关只能感应红外线来触发开关，且红外感应开关的安装位置和方式均会影响开关的正常工作，常常发生触发错误，给正常使用带来不便，且影响开关的使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提出一种带触摸功能的人体红外感应开关，在现有的人体红外感应开关基础上，通过对菲涅尔透镜结构及控制开关结构的重新设计，使人体红外感应开关在外观结构基本无变化的情况下支持手动触发控制功能，该结构简单可靠，改善了传统人体红外感应开关的用户体验。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：带触摸功能的人体红外感应开关，包括菲涅尔透镜和PCB线路板，所述菲涅尔透镜罩在PCB线路板上，所述PCB线路板上设有红外感应器、光敏电阻和信号处理电路，所述红外感应器和光敏电阻均与信号处理电路电连接，其特征在于，所述菲涅尔透镜内表面设有一层金属丝网，所述金属丝网网孔与菲涅尔透镜的纹理一一对应，所述菲涅尔透镜边缘设有金属片，所述金属片与金属丝网电连接，所述PCB线路板上金属片对应位置设有金属弹簧触点，所述金属弹簧触点可与金属片接触式电连接，所述信号处理电路与金属弹簧触点电连接。

进一步地，所述金属丝网的大小形状与菲涅尔透镜相同。

进一步地，所述金属片的数量为两个，且对称分布在菲涅尔透镜的边缘，相应的金属弹簧触点的数量也是两个。

本实用新型的有益效果为：

1）将菲涅尔透镜的功能和电容式感应开关的功能合二为一，使人体红外感应开关外观不变的情况下，既能通过红外感应触发开关，又能通过触摸按键触发开关，用户使用更加灵活方便；

2）红外感应自动触发和电容感应触发功能相互独立，在热释电感应元件失效或错报时，依旧可以通过触摸按键触发开关，避免出现热释电感应元件失效该开关就完全无法使用的情况。

附图说明

图1为本实用新型的菲涅尔透镜的结构示意图。

图2为本实用新型的剖视图。

附图说明：101-PCB线路板、102-金属弹簧触点、103-红外感应器、104-光敏电阻、201-菲涅尔透镜、202-金属丝网、203-金属片。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

根据图1和图2所示，带触摸功能的人体红外感应开关，包括菲涅尔透镜201和PCB线路板101，所述菲涅尔透镜201罩在PCB线路板101上，所述PCB线路板101上设有红外感应器103、光敏电阻104和信号处理电路，所述红外感应器103和光敏电阻104均与信号处理电路电连接，其特征在于，所述菲涅尔透镜201内表面设有一层金属丝网202，所述金属丝网202网孔与菲涅尔透镜201的纹理一一对应，即金属丝网202嵌入菲涅尔透镜201的网孔与每个子透镜的纹路大小形状一一对应，这样既不影响菲涅尔透镜201的正常聚焦和区分明区暗区功能，也能使人体手指接触菲涅尔透镜201表面时感应电容的变化。

所述金属丝网202的大小形状与菲涅尔透镜201相同，所述菲涅尔透镜201边缘设有金属片203，所述金属片203与金属丝网202电连接，所述PCB线路板101上金属片203对应位置设有金属弹簧触点102，所述金属弹簧触点102可与金属片203接触式电连接，所述信号处理电路与金属弹簧触点102电连接，所述金属片203的数量为两个，且对称分布在菲涅尔透镜201的边缘，相应的金属弹簧触点102的数量也是两个。

本实用新型实施例中的信号处理电路核心芯片可选用ATMEL的AT42QT1010，其为单键触摸芯片，支持最大透过12mm厚度的玻璃或6mm厚度的介质进行触控操作；也可选方案也可利用Microchip的PIC16F61X、PIC16F690和PIC16F88X系列内部集成的模拟比较器具有SR锁存器功能，配合Timer0和Timer1，可以方便的实现触摸感应检测，这类器件在不进行外部模拟通道扩展情况下，可以直接支持4路触摸感应检测；另外也可以使用Microchip的集成模拟比较器的PIC10F204或PIC10F206实现触摸感应功能，用到的硬件资源为模拟比较器和Timer0定时器。触摸控制信号处理电路没有限制性，集成该功能的芯片在市面也很常见，此处不再赘述。

本实用新型中金属片203的数量至少为两个，相应的和金属弹簧触点102的数量也至少为两个，可根据实际感应开关大小和安装情况而定。

本实用新型的工作原理为：当菲涅尔透镜201安装到开关面板中时，菲涅尔透镜201底部边缘的金属片203与PCB线路板101的金属弹簧触点102接触，系统上电后，电容式感应开关的菲涅尔透镜201中的金属丝网202产生分布均匀的静电场，在没有手动触摸菲涅尔透镜201状态下为普通红外感应开关自动感应状态，通过红外感应器和光敏电阻感应红外线并触发控制开关，当需要手动触发开关功能时，用户可靠近或触摸菲涅尔透镜201（无须直接接触金属丝网202，只要隔着菲涅尔透镜201的塑料表面靠近金属丝网202），使镶嵌于菲涅尔透镜201中的金属丝网202上分布电容变化，产生电容信号，该信号传递到连接金属丝网202的菲涅尔透镜201边缘的两个金属片203，通过金属片203传递到PCB线路板101上的两个金属弹簧触点102，进而传递到与金属弹簧触点102电连接的信号处理电路上，信号处理电路对电容信号进行处理，并通过电容变化来判别用户是否触碰了菲涅尔透镜201，进而触发控制开关。

电容式触摸按键使用起来非常方便，只需靠近或触摸，无需用力按，就可触发开关。带触摸功能的人体红外感应开关，将菲涅尔透镜201的功能和电容式触摸按键开关的功能合二为一，且当菲涅尔透镜201安装于开关面板中间，面板其他位置都可留空，无需任何其他功能，使得面板整体面积可减小，人体红外感应开关的外观设计简约美观。

同时可通过单片机软件配置单击或双击功能，例如触碰菲涅尔透镜201后，控制开关状态改变并保持一段时间后重新进入人体红外自动触发状态，或触碰透镜一次后控制开关打开，再次触碰进入自动触发状态，或单次触碰控制开关永久打开，触碰一段时间进入自动触发状态，不局限于以上几种配置，具体功能可通过软件灵活设置。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.带触摸功能的人体红外感应开关，包括菲涅尔透镜（201）和PCB线路板（101），所述菲涅尔透镜（201）罩在PCB线路板（101）上，所述PCB线路板（101）上设有红外感应器（103）、光敏电阻（104）和信号处理电路，所述红外感应器（103）和光敏电阻（104）均与信号处理电路电连接，其特征在于，所述菲涅尔透镜（201）内表面设有一层金属丝网（202），所述金属丝网（202）的网孔与菲涅尔透镜（201）的纹理一一对应，所述菲涅尔透镜（201）边缘设有金属片（203），所述金属片（203）与金属丝网（202）电连接，所述PCB线路板（101）上金属片（203）对应位置设有金属弹簧触点（102），所述金属弹簧触点（102）可与金属片（203）接触式电连接，所述信号处理电路与金属弹簧触点（102）电连接。

2.根据权利要求1所述的带触摸功能的人体红外感应开关，其特征在于，所述金属丝网（202）的大小形状与菲涅尔透镜（201）相同。

3.根据权利要求1所述的带触摸功能的人体红外感应开关，其特征在于，所述金属片（203）的数量为两个，且对称分布在菲涅尔透镜（201）的边缘，相应的金属弹簧触点（102）的数量也是两个。