CN211209686U - 方向盘的触控开关及车辆的方向盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方向盘的触控开关及车辆的方向盘，触控开关包括：开关面板，包括面板底座和具有弹性且可透光的膜片，所述膜片形成透光的按键区；开关底座；控制板上设有光发射元件和光接收元件，所述光发射元件和所述光接收元件均设置于所述控制板的板体的上表面，所述光发射元件位于所述按键区的下方。根据本实用新型的触控开关，通过弹性且可透光的膜片形成透光按键区，且在控制板上设置光发射元件和光接收元件，光发射元件发射的光线在开关面板处反射给光接收元件以实现触控开关的打开或关闭，由此不仅可以使触控开关的整体结构更加简单可靠，还可以提升触控开关的反应灵敏度。

Description

方向盘的触控开关及车辆的方向盘

技术领域

本实用新型涉及电控设备领域，尤其是涉及一种方向盘的触控开关及车辆的方向盘。

背景技术

在相关技术中，方向盘上的触摸式按键包括电容膜片和设在电容膜片下方的硅胶套，电容膜片与线路板之间需要连接片进行连接，触摸式按键实现触摸功能的零部件较多，各零部件间的装配要求较高，当需要实现滑动功能时，需要布置多个电极，由此增大了触摸式按键的使用成本和使用时的失误率。而且，电容膜片需要印刷电极，从而降低了电容膜片的透光性能，还需要额外添加导光板之类的结构以提升背光效果，由此增大了触摸式按键的生产成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种方向盘的触控开关，所述触控开关具有结构简单可靠、反应灵敏的优点。

本实用新型还提出了一种具有上述触控开关的方向盘。

根据本实用新型实施例的方向盘的触控开关，包括：开关面板，所述开关面板包括面板底座和具有弹性且可透光的膜片，所述膜片设在所述面板底座的上表面上形成透光的按键区；开关底座，所述开关底座与所述开关面板固定且位于所述开关面板的下方；控制板，所述控制板设置于所述开关面板和所述开关底座限定的空间内，所述控制板上设有光发射元件和光接收元件，所述光发射元件和所述光接收元件均设置于所述控制板的上表面，所述光发射元件位于所述按键区的下方，操作件在所述按键区操作时，所述光发射元件发射的光线在所述开关面板处经所述操作件反射给所述光接收元件。

根据本实用新型实施例的方向盘的触控开关，通过弹性且可透光的膜片形成透光按键区，且在控制板上设置光发射元件和光接收元件以实现触控开关的打开或关闭，通过上述设置，不仅可以使触控开关的整体结构更加简单可靠，而且还可以提升触控开关的反应灵敏度。

根据本实用新型的一些实施例，所述膜片为硅胶片，所述膜片上印刷有字符层所述硅胶片的表面涂设有显示油墨，在所述膜片的背面上，对应于所述字符层的位置涂设有镂空印刷的且可透光的第一油墨层，且其余位置印刷有第二油墨层，其中所述第一油墨层的颜色深度浅于所述第二油墨层的颜色深度以使所述字符层在其背面有光源时可视而背面无光源时不可视。

根据本实用新型的一些实施例，所述膜片被构造成由液态硅胶注塑成型，且厚度为0.4-0.6mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述触控开关还包括芯片和背光灯，所述背光灯设在所述控制板的上表面且对应于所述字符层，所述芯片固定在所述控制板的下表面且与所述控制板电连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述光发射元件为多个且多于三个，多个所述光发射元件围绕以所述光接收元件为中心环绕设置。以形成判断区域，所述判断区域被构造成所述操作件在其中滑动或转动时、所述光接收元件根据接收到的光线判断操作件活动轨迹以识别手势。

根据本实用新型的一些实施例，所述光接收元件为中心，四个所述光发射元件分别在所述光接收元件的四个方向单独布置。在本实用新型的一些实施例中，所述控制板上设置有供线束插接的插接器，所述线束用于连接整车网络和/或另一个所述触控开关。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关面板设置有向下延伸的环形壁，所述环形壁的下表面形成有缺口，所述开关底座的上表面形成有V形凸起，所述V形凸起伸入所述缺口内。

根据本实用新型的一些实施例，所述触控开关还包括：振动电机和紧固件，所述紧固件穿过所述开关底座和所述控制板固定在所述开关面板上，所述紧固件远离所述按键区设置，所述振动电机设置于所述控制板的上表面上且临近所述紧固件，所述开关面板的下表面设置有与所述振动电机抵接的凸块。

根据本实用新型实施例的车辆的方向盘，包括：方向盘本体，所述方向盘本体为软质材料件；根据本实用新型上述实施例的车辆的触控开关，所述触控开关的开关底座设置有卡钩，固定在所述方向盘本体上。所述卡钩插入到所述方向盘本体内以将所述触控开关装配至所述方向盘本体上。

根据本实用新型实施例的车辆的方向盘，通过设置上述触控开关，上述触控开关具有结构简单可靠、反应灵敏度高的特点，由此可以提升方向盘的操作舒适度和实用性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的触控开关的整体结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的触控开关的爆炸图；

图3是根据本实用新型一个实施例的触控开关的竖直截面示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的开关面板处于透光状态的结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的开关面板处于被操作件遮挡的结构示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的开关面板处于被操作件按压的结构示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的光接收元件与多个光发射元件的配合状态示意图；

图8是根据本实用新型一个实施例的开关面板的结构示意图；

图9是根据本实用新型另一个实施例的开关面板的结构示意图。

附图标记：

触控开关100，

开关面板1，按键区1a，面板底座11，膜片12，环形壁13，缺口131，凸块14，

开关底座2，凸起21，卡钩22，

控制板3，板体31，光电元件32，光发射元件32a，光接收元件32b，

芯片4，振动电机5，紧固件6，背光灯7，线束8，插接器9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的方向盘的触控开关100。

如图1-图2所示，根据本实用新型实施例的方向盘的触控开关100，包括：开关面板1、开关底座2和控制板3。

开关面板1包括面板底座11和具有弹性且可透光的膜片12，膜片12贴设在面板底座11的上表面，以形成有透光的按键区1a。例如，开关面板1可以采用IML(In MoldingLabel，模内镶件注塑)工艺成型，如图8-图9所示，开关面板1上的按键区1a内设有多个按键，每个按键对应不同的功能，如音响音量的大小、播放音乐、曲目的切换、接听电话、挂断电话等。

如图2所示，开关底座2可以与开关面板1固定且开关底座2位于开关面板1的下方，控制板3可以设置于开关面板1和开关底座2限定的空间内。开关底座2可以起到支撑控制板3的作用，开关底座2可以与开关面板1配合形成封闭的内部空间，由此可以对控制板3和内部元件起到保护的作用。

控制板3的板体31上设有光发射元件32a和光接收元件32b，光发射元件32a和光接收元件32b均可以设置于板体31的上表面，光发射元件32a可以位于按键区1a的下方。操作件在按键区1a操作时，光发射元件32a发射的光线经过操作件反射给光接收元件32b。可选地，这里的光发射元件32a可以采用红外发射器发射红外光线。另外，在本实用新型的描述中的，操作件可以为用户手指，当然，在一些可选实施例中，操作件还可以是触控笔等可以操作开关的元件。

具体而言，如图3所示，当开关面板1上方没有遮挡时，光发射元件32a发出的红外线可以穿过开关面板1，经过外界的反射达到光接收元件32b的光线非常少。如图4所示，当用户的操作件伸到开关面板1的上方时，光发射元件32a发射的光线经过操作件的反射，大部分光线可以反射到光接收元件32b。光接收元件32b可以与车辆控制系统通信连接，车辆控制系统可以根据光接收元件32b反馈的信号进行相关操作。

可以理解的是，由于触控开关100采用的是接收红外信号的方式进行相关操作，与传统的电容膜片式触摸开关相比，减小了对触控开关100上表面的造型要求和降低了对触控开关100内的零部件之间的装配要求，由此不仅可以提升触控开关100的生产效率，还可以提升触控开关100的灵敏度。进一步地，通过上述设置，还可以解决传统的电容膜片式触摸开关存在的因操作件有水汗、戴手套和背光不佳等原因引起的触控开关100反应不灵敏的问题。

可选地，光发射元件32a发射的红外线波长可以为940nm，由此可以有效降低可见光和外界的干扰，进一步可以降低触控开关100的误操作率。

可选地，光发射元件32a和光接收元件32b可以采用焊接的方式固定在板体31上，由此可以提升控制板3的结构牢固性能。可选地，光发射元件32a和光接收元件32b可以形成为分体件，即光发射元件32a和光接收元件32b可以作为两个独立的零部件安装在板体31上。当然，光发射元件32a和光接收元件32b也可以形成为一体成型的光电元件32，可以根据实际的使用需求选择设置。

根据本实用新型实施例的方向盘的触控开关100，通过弹性且可透光的膜片12形成透光按键区，且在控制板3上设置光发射元件32a和光接收元件32b，光发射元件32a发射的光线经操作件反射给光接收元件32b以实现触控开关100的打开或关闭，通过上述设置，不仅可以使触控开关100的整体结构更加简单可靠，而且还可以提升触控开关100的反应灵敏度。

如图7所示，根据本实用新型的一些实施例，膜片12为硅胶片，可选地，可以为高透光性能的液态硅胶注塑成型的膜片。可以理解的是，硅胶具有良好的弹性，当操作件用力按压触控开关100时，膜片12可以产生明显的变形以使得膜片12上被按压的位置变薄，由此可以提升触控开关100的反应灵敏度。可选地，膜片12可以为硅胶片，膜片12的厚度可以为0.4-0.6mm，可选地可以采用0.5mm的厚度。

在一些实施例中，膜片12的表面上上印刷有字符层，在所述膜片的背面上，对应于所述字符层的位置涂设有镂空印刷的且可透光的第一油墨层(图未示出)，且其余位置印刷有第二油墨层(图未示出)，其中第一油墨层的颜色深度浅于第二油墨层的颜色深度，这样，当背面没有光源时从正面看不到字符，当背面有光源时可以看到字符。

具体而言，如图3所示，当开关面板1上方没有遮挡时，光发射元件32a发出的红外线可以穿过开关面板1，经过外界的反射达到光接收元件32b的光线非常少。如图4所示，当用户的操作件伸到开关面板1的上方时，光发射元件32a发射的光线经过操作件的反射，大部分光线可以反射到光接收元件32b。如图5所示，当用户确认按下触控开关100时，操作件用力作用于按键区1a，按键区1a的膜片12会产生一个较小的变形，同时操作件表面也发生较小的变形，由此可以造成红外线的整个反射路径变短，同时操作件的变形会造成红外线的反射面积增大，由此可以增大光接收元件32b接收的红外线的数量。由此，通过触摸前、触摸后和按下三种状态下接收信号的差异可以实现对触摸方式的识别，从而可以识别用户的操作意图，进而可以完成触控开关100的打开或关闭，大大降低了触控开关100的误操作率。

如图7所示，根据本实用新型的一些实施例，触控开关100还可以包括芯片4和背光灯7，芯片4可以固定在控制板3的下表面，背光灯7焊接在按键区1a的下方的线路板上对应于字符层的位置处，背光灯7可以与芯片4通信相连，芯片4可以控制背光灯7的开关和亮度。可选地，芯片4可以为单片机。

如图6所示，根据本实用新型的一些实施例，光发射元件32a可以为多个，多个光发射元件32a可以以光接收元件32b为中心环绕设置以形成判断区域，而在在光接收元件32b上方形成一个由多个光发射元件32a发出的光线形成的光线矩阵。当用户的操作件在该判断区域内左右滑动或者旋转时，光接收元件32b可以根据接收到的光线判断操作件的移动轨迹，从而可以识别操作件移动的意图，可以实现手势识别的效果。

在本实用新型的一些实施例中，光接收元件32b可以位于多个光发射元件32a依次连接所形成形状的中心处，由此可以提升触控开关100的识别效果。例如，在图6所示的具体示例中，光电元件32包括四个光发射元件32a和一个光接收元件32b，其中四个光发射元件32a组成了一个正方形，光接收元件32b位于上述正方形的中心位置处。由此，四个光发射元件32a发出的光线可以形成矩形的光线矩阵，光接收元件32b位于该矩形矩阵的中心位置，当用户的操作件在该光线矩阵的区域内左右滑动或者旋转时，光接收元件32b可以根据接收到的光线判断操作件的移动轨迹，从而可以精确识别操作件移动的意图，由此可以提升触控开关100的反应灵敏度。

如图7所示，在本实用新型的一些实施例，控制板3上可以设置有供线束8插接的插接器9，线束8可以用于连接整车网络和/或另一个触控开关100，也就是说，每个触控开关100上的线束8可以与整车网络相连，每个触控开关100上的线束8也可以与另一个触控开关100相连，线束8通过插接器9与控制板3配合可以大大提升线束8的装配效率。当然可以理解的是，线束8还可以采用焊接的方式固定在控制板3上，由此可以降低线束8与控制板3之间的装配成本。

例如，触控开关100可以通过线束8与整车网络相连，通过线束8可以将触控开关100内部信号例如按键功能信号传递至整车，同时可以将整车的信号例如背光灯7的点亮与关闭以及亮度调节的信号传递至触控开关100，通过触控开关100内部的芯片4进行调节和控制背光灯7的点亮和关闭。

如图7所示，在本实用新型的一些实施例，开关面板1可以设置有向下延伸的环形壁13，环形壁13的下表面可以形成有缺口131，开关底座2的上表面可以形成有凸起21，凸起21可以伸入缺口131内，由此可以使开关底座2与开关面板1的配合结构更加紧密，可以起到非常好的防尘和防水效果。可选地，凸起21和缺口131的竖直截面均可以形成为V字形。

如图7所示，根据本实用新型的一些实施例，触控开关100还可以包括：振动电机5和紧固件6，紧固件6可以穿过开关底座2和控制板3固定在开关面板1上，紧固件6可以远离按键区1a设置，振动电机5设置于控制板3的上表面上且临近紧固件6，开关面板1的下表面可以设置有与振动电机5抵接的凸块14。

具体而言，紧固件6可以将开关底座2和控制板3固定在开关面板1上，而且开关面板1下表面上的凸块14与振动电机5相止抵，由此可以将控制板3与开关面板1连接成一个刚性的整体，振动电机5工作时可以很好地将振动传递至开关面板1，进而可以提升触控开关100的反馈效果。

根据本实用新型实施例的车辆的方向盘，包括方向盘本体和根据本实用新型上述实施例的方向盘的触控开关100。其中，触控开关100的开关底座2可以固定在方向盘本体上。例如，如图7所示，开关底座2上可以设置有卡钩22，方向盘本体可以为软质的聚氨酯材料件，卡钩22可以很容易地插入到方向盘本体内，由此可以使得触控开关100与方向盘本体之间的装配方式更加简单。

根据本实用新型实施例的车辆的方向盘，通过设置上述触控开关100，上述触控开关100具有结构简单可靠、反应灵敏度高的特点，由此可以提升方向盘的操作舒适度和实用性能。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种方向盘的触控开关，其特征在于，包括：

开关面板，所述开关面板包括面板底座和具有弹性且可透光的膜片，所述膜片设在所述面板底座的上表面上形成透光的按键区；

开关底座，所述开关底座与所述开关面板固定且位于所述开关面板的下方；

控制板，所述控制板设置于所述开关面板和所述开关底座限定的空间内，所述控制板上设有光发射元件和光接收元件，所述光发射元件和所述光接收元件均设置于所述控制板的板体的上表面，所述光发射元件位于所述按键区的下方，所述按键区被操作件操作时，所述光发射元件发射的光线经所述操作件反射给所述光接收元件。

2.根据权利要求1所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述膜片为硅胶片，所述膜片上印刷有字符层，在所述膜片的背面上，对应于所述字符层的位置涂设有镂空印刷的且可透光的第一油墨层，且其余位置印刷有第二油墨层，其中所述第一油墨层的颜色深度浅于所述第二油墨层的颜色深度以使所述字符层在其背面有光源时可视而背面无光源时不可视。

3.根据权利要求2所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述膜片被构造成由液态硅胶注塑成型，且厚度为0.4-0.6mm。

4.根据权利要求2所述的方向盘的触控开关，其特征在于，还包括芯片和背光灯，所述背光灯设在所述控制板的上表面且对应于所述字符层，所述芯片固定在所述控制板的下表面且与所述控制板电连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述光发射元件为多个且多于三个，多个所述光发射元件以所述光接收元件为中心环绕设置以形成判断区域，所述判断区域被构造成所述操作件在其中滑动或转动时、所述光接收元件根据接收到的光线判断操作件活动轨迹以识别手势。

6.根据权利要求5所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述光接收元件为中心，四个所述光发射元件分别在所述光接收元件的四个方向单独布置。

7.根据权利要求6所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述控制板上设置有供线束插接的插接器，线束用于连接整车网络和/或另一个所述触控开关。

8.根据权利要求1所述的方向盘的触控开关，其特征在于，所述开关面板设置有向下延伸的环形壁，所述环形壁的下表面形成有缺口，所述开关底座的上表面形成有V形凸起，所述V形凸起伸入所述缺口内。

9.根据权利要求1所述的方向盘的触控开关，其特征在于，还包括：振动电机和紧固件，所述紧固件穿过所述开关底座和所述控制板固定在所述开关面板上，所述紧固件远离所述按键区设置，所述振动电机设置于所述控制板的上表面上且临近所述紧固件，所述开关面板的下表面设置有与所述振动电机抵接的凸块。

10.一种车辆的方向盘，其特征在于，包括：

方向盘本体，所述方向盘本体为软质材料件；

权利要求1-9中任一项所述的方向盘的触控开关，所述触控开关的开关底座设置有卡钩，所述卡钩插入到所述方向盘本体内以将所述触控开关装配至所述方向盘本体上。

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