CN216981887U - 集成微波侦测功能的触控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成微波侦测功能的触控装置，其包括触控模块和微波侦测模块，触控模块安装在基板上，基板具有能够透波的穿透区，触控模块和微波侦测模块连接有主控电路，触控模块包括至少一个触摸板，触摸板能够感应人体对基板的触碰，微波侦测模块包括至少一个探测板，探测板面向穿透区且能够感应通过穿透区的微波，触摸板中的至少一个具有透波部，透波部沿基板的厚度方向在基板上的投影至少部分地位于穿透区内。本实用新型将触控感应和微波探测模块集成在一个按键的对应位置上，结构紧凑，具有美观和方便操作的效果。

Description

集成微波侦测功能的触控装置

技术领域

本实用新型涉及一种感应控制装置，尤其涉及一种集成微波侦测功能和触摸控制功能的装置。

背景技术

随着现代社会的不断进步和技术发展，家用电器上使用触控装置的越来越多，人机交互界面已大量采用了触摸感应识别的按键装置。

照明设备如灯具的亮度控制可以采用触控装置实现，例如公开号为CN106550503A的中国发明专利公开了一种LED灯用控制系统，其控制开关包括外壳和设置在外壳内的LED电源控制器、遥控信号接收模块、触摸开关模块以及人体感应开关模块，人体红外传感器和微波感应器共同协作，实现感应到人体活动时自动开灯，无人活动时自动关灯的效果。

移动侦测感应装置，例如微波感应器，是利用电磁波的多普勒原理制作的装置，在上述专利披露的产品中，微波感应器分开于触控装置而被设置在壳体外部，且在其他市面上常见的产品中，微波感应器也可安装于壳体中，同时要求壳体表面具有供微波穿过的通孔，这样不但要求足够的更多的安装空间，也因为壳体的通孔影响了产品的美观度。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种触摸控制器，在按键位置集成微波移动侦测和触摸感应的功能，能够实现上述两种控制功能同时又不失产品美观性。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要改善的是当前触控装置要实现触控按键及移动侦测组合功能的情况下一般采用分别设置的技术现状。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种集成微波侦测功能的触控装置，其包括触控模块和微波侦测模块，触控模块安装在基板上，基板具有能够透波的穿透区，触控模块和微波侦测模块连接有主控电路，触控模块包括至少一个触摸板，触摸板能够感应人体对基板的触碰，微波侦测模块包括至少一个探测板，探测板面向穿透区且能够感应通过穿透区的微波，触摸板中的至少一个具有能够透波的透波部，透波部沿基板的厚度方向在基板上的投影至少部分地位于穿透区内。

基板可以为木材、塑料或者玻璃等，只要其至少对应安装触控装置的位置能够实现透波即可，这里特指能够透过微波以用于感应，其在一种常见的应用场合中可以是镜子，镜子的镀层面部分去除金属镀层而形成该穿透区。

触控模块需要感应基板上的接触信号，而微波侦测模块是无接触式感应，可以选择与触控模块设置在同一个连接结构上，也可以分体设置，前提是能够接收到经过穿透区的微波。

能够透波的穿透区和透波部，在本实用新型中是为了区分所处位置不同而作不同命名，从效果来说都是能够使微波穿过到达探测板，对具体的实现方式不作限制，例如可以在基板、触摸板上局部镂空，也可全部或局部选用具有透波性的材料。

优选地，触控模块和微波侦测模块设置于基板的同侧，且探测板、透波部和穿透区依次设置。这样设置的好处是当基板面对使用者时，触控模块和微波侦测模块就可以藏于基板之后，提高美观性。

进一步地，还包括PCB板，触摸板和探测板均与PCB板连接。

本实用新型的触控感应和微波探测的功能都是现有技术的应用。其中，触控感应是通过电容感应的原理实现的，即通过电容式触摸检测芯片来检测触摸输入，在触摸板上安装有对应的感应电极，感应电极连接到触摸检测芯片的检测引脚上，当手指靠近该电极(一般指触碰基板或接近到即将触碰基板)时，人体的导电性会改变该电极的电容，该电容的改变被芯片检测到后，输出对应的检测数据，然后供单片机判断操作。微波探测即利用多普勒原理，探测板设置有天线，通过天线发射高频电磁波并接收处理反射波，以此判断覆盖范围内人体的移动，输出相应电信号给单片机判断操作。至于如何设置控制电路均是本领域技术人员根据现有技术可获得的，方式不限，故在本实用新型中不作赘述。

触摸板包括底材和感应PAD，感应PAD覆于底材上且朝向基板设置，上述结构是现有技术中对于触摸感应元件的常见设置。感应PAD可以用PCB铜箔、金属片、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料，触摸板与基板安装面之间不能有空气间隙。

与探测板对应设置的触摸板，其局部或者整体地能够透波。如果触摸板本身通过材料设置达到既能够透过微波又能够实现基板的触碰感应效果，那本实用新型的触控装置中，只需要将微波侦测模块的位置设置为面向触摸板以及穿透区，可以使其天线发射和侦测到通过基板和触摸板的微波，实现微波侦测和触控功能的集成。

进一步地，穿透区设置为一个或多个，探测板设置为与穿透区中的至少一个正对。这样，穿透区可选择地与基板上设置的按键位置对应，使微波穿过基板到达探测板，可以通过外观LOGO与穿透区结合成为按键，也可以将按键选择性地加工使之成为穿透区；探测板一般设置一个即可实现对人体的感应。如对每个按键设置穿透区，有助于基板外观上的美观、统一。

透波部沿基板的厚度方向在基板上的投影至少部分地位于穿透区内，最好是将透波部完全设置于穿透区的区域，这样从微波穿透基板的路径来看，外部的微波可以尽可能地通过基板的穿透区并经过透波部到达探测板，经过探测板发送的微波也可以穿过基板；为使侦测时收到的微波通量尽可能大，保证侦测灵敏度，应当将与探测板对应的穿透区和透波部的孔隙制作的尽可能大，可以选择将探测板设置在孔隙最大的穿透区的正对位置。

进一步地，在本实用新型的一个实施方案中，透波部是感应PAD被局部镂空而形成，因为底材一般具有透波性，对于常见的金属层材质的感应PAD，对其镂空后即可便于透波。在本实用新型的另一个实施方式中，与探测板对应设置的触摸板的透波部内部镂空，即其感应PAD与底材一起镂空。可以在触摸板的板体中部沿其厚度方向镂空贯穿出通孔，具体的形状不限，只要能够实现透波即可；进一步地，该触摸板再在外围镂空，增加能够透波的范围，这样透波部不仅包括触摸板的板内镂空的部分，还包括了板外围镂空的部分；优选地，触摸板设置为环形，触摸板外围与PCB板连接的区域大部分镂空，仅保持局部与PCB的连接。例如，触摸板可以设计成圆环状，圆环面上具有触摸感应元件即感应PAD，而周边镂空，在保证触摸灵敏度足够的前提下，提供更多的镂空位置以供微波穿过。

可选地，探测板与触摸板相间隔地设置，减少探测板被遮挡的区域，提高探测板能够接收微波信号的量。

此外，基板还配置有后盖，触控模块、微波侦测模块被容纳于后盖和基板之间的腔体中，对内部元件起到保护和支撑的作用。

本实用新型的触控装置，将触控感应和微波侦测功能集成在一个按键位置，结构上更加精简，同时设置在基板同侧还能达到外观上对其他模块的隐藏，达到美观易用的效果。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的集成微波侦测功能的触控装置与基板位置关系的结构示意图(剖面图)。

图2是本实用新型的一个实施例的集成微波侦测功能的触控面板的组成剖面示意图。

图3是本实用新型的触控装置的触控模块在PCB板的位置关系示意图。

图4是本实用新型的另一个实施例的触控镜子的主要部件组成示意图。

图5是根据图2的触控面板的另一个产品方案的剖面结构示意图。

图6是图5的产品组装外观图。

图7是本实用新型另一个实施例中的触控装置连接于基板的结构示意图。

其中：1基板，11穿透区，2触控模块，21触摸板，21′圆环面，22透波部，3微波侦测模块，31探测板，4 PCB板，5后盖，6导光板。

具体实施方式

实施例1

如图1所示为本实用新型的一种集成微波侦测功能的触控装置，该装置主要包括触控模块2和微波侦测模块3，触控模块2安装在基板1上，基板1上具有能够透波的穿透区11，触控模块2和微波侦测模块3连接有主控电路，触控模块2包括触摸板21，触摸板21能够感应人体对基板1的触碰，微波侦测模块3包括探测板31，微波能够从基板1的一侧穿过穿透区11到达另一侧，由于波的传播特性，微波可有直射和绕射等方式，因此实际上微波的透波范围是大于穿透区11的面积的。探测板31面向穿透区设置11且能够感应通过穿透区11的微波，图1中与探测板31对应的触摸板21中具有透波部22，沿着基板1的厚度方向，透波部22在基板1上的投影至少部分地位于穿透区11内，即探测板31能够经由透波部22和穿透区11发射和接收到穿过基板1的微波。

如图1的实施方式中，触控模块2和微波侦测模块3设置于基板1的同侧，且探测板31、透波部22和穿透区11依次设置。这样当使用者面对基板1时看不到藏在其后的触控模块2和微波侦测模块3，外观上更简洁紧凑。触控模块2设置安装在基板1上是为了能接收触控信号，而将触控模块2和微波侦测模块3设置于基板1的同侧，则是使空间占用较少，也方便将两者包装成紧凑的一体式结构。

探测板31与触摸板21相间隔地设置，这样，从透波范围来看减少探测板31被触摸板21遮挡的区域，提高探测板31能够接收微波信号的能力。

该触控装置安装在基板1上，组成触控面板，其结构如图2所示。

如图3所示，触控装置还包括含有主控电路的PCB板4，PCB板4上设置有接口可方便接线以与其他器件(例如电源以及需要控制的灯具、电器)电性连接，微波侦测模块3通过插接的方式固定连接在PCB板上(如图1中示出)；触控模块2包括触摸板21，触摸板21用于接收来自基板1的触摸信号，通过检测芯片对触摸信号分析并生成对应触摸的信号，微波侦测模块3包括探测板31，探测板31具有天线面对于穿透区11且能够发射并接收通过穿透区11的微波信号，处理收到的微波后，生成与人体接近所对应的控制信号给主控电路。

触摸板21的结构包括能够透波的底材和感应PAD。底材可以为与PCB类似的纸基板、玻纤板等，也可以选用其他易透波的材料，感应PAD朝向基板1设置，感应PAD覆于底材上，上述结构是现有技术中对于触摸感应元件的常见设置，感应PAD常见形式是一层金属膜，因微波无法穿透较厚的金属膜，而可以通过将感应PAD局部镂空，这种情况不需要对底材再加工即在触摸板21形成了透波部。

一般情况下触摸板21的底材是能够透波的，然而可选地，将感应PAD与底材一起镂空而形成触摸板21内的透波部22，透波部22即为触摸板21板内局部沿厚度方向贯穿而成，这种实施方案可以进一步增加触摸板21形成的透波部22通过微波的能力。

另一个常见的实施方式如图3，图3中示例性地有多个触摸板21，这与基板1上的多个触控点(例如触控键)对应，其中的与探测板31对应的触摸板21的内部和外围镂空形成圆环面21′且与PCB板4连接，以同时满足触控和增大透波面积的目的。此时，为使侦测时收到的微波通量尽可能大，保证侦测灵敏度，应当将与探测板31对应的穿透区11和透波部22的孔隙设置的尽可能大，因此，在本实用新型的实施例中，不仅将触摸板21的内部镂空，还将外围也进行了镂空。

本实施例的集成微波侦测的触控装置在基板的一个设定区域作为触控键使用，能够同时实现触控感应和微波侦测的技术效果，相比于市面上已有产品，不需要在基板上分开来设置触摸区和穿透区，可以想到，对于触控模块2，为达到灵敏的触控感应，触摸板21应当与基板1直接或者间接地连接，尽量避免板与板之间产生空隙，以至于能够良好地接收触碰的信号。

根据本实施例的集成微波侦测的触控装置，触控装置通过电路与设备连接后，结合微波侦测和触控感应实现对电路的复合控制，例如：

当感应到人体接近时，微波侦测模块控制电路导通；触控模块接收手在基板表面的触控信号实现对设备的开启与设备参数的调节，不同的触控键实现不同的控制功能，当感应到人体离开后，微波侦测模块控制电路关断，设备自动关闭。

实施例2

如图4所示为本实用新型提供的集成微波侦测功能的触控装置在触控镜子上的应用。这里基板1即为镜子，在镜子的镀金属层的玻璃面上对金属层镂空形成穿透区11。玻璃本身可以微波穿透，而镀金属层对微波有阻挡作用，因此通过局部镂空的方式来形成透波部22。此外，还有后盖5，触控模块2、微波侦测模块3被容纳于后盖5和基板1之间的腔体中。这样就形成一个具有集成微波侦测功能的触控按键的镜子。

图4中，触控模块2和微波侦测模块3设置于基板1的同侧，且探测板31、透波部22和穿透区11依次设置，因此使用者面对镜子前侧时只能看到按键的LOGO，其他模块隐藏于镜子的后侧，提高了镜子的美观性。

本实施例的触控装置通过控制电路与镜子灯连接时，可以联合实现对镜子灯的复合控制，例如：

当感应到人体接近时，微波侦测模块控制电路导通；触控模块接收手在镜子表面各个触控键的触控信号实现对镜子灯的开启与不同照明参数的调节，当感应到人体离开后，微波侦测模块控制电路关断，镜子灯自动熄灭。

实施例3

如图5和图6所示是根据实施例1改进而来的另一个方案。

在图5中，基板1的穿透区11具有透光性，在基板1和触摸板21之间还设置有导光板6，导光板6也具有透光性，在配以光源照射时可以发亮。这样就可以结合微波侦测和触控感应实现对需控制设备和导光板6的光源的复合控制。

该实施例根据不同控制方式的组合可以有多种效果，例如当感应到人体接近时，微波侦测模块可控制导光板6的光源自动开启，使触控按键部分的透光区发亮，形成显著的标识；触控模块经过手的触控感应实现对设备如灯具的调节控制，当感应到人体离开后，微波侦测模块控制导光板6的光源关闭，或者连同设备一起自动关闭。

实施例4

如图7所示是本实用新型的另一个方案。

在本实施例中，基板1和触摸板21本身就是透波性较好的材料，这样就不需要额外加工形成特定的透波的结构，通过材料本身的特性，触控装置安装在基板1上，其中探测板31和触摸板21连接于PCB板4，微波能够通过基板1和触摸板21作用到探测板31。这样在同一个微波透过的方向上，也实现了同一个设定区域的触控键应用，同时实现触控感应和微波侦测的技术效果。

实施例5

根据本实用新型的集成微波侦测功能的触控装置，还可以有其他的技术方案。

在实施例1的基础上，触控模块2安装在基板1上，而微波侦测模块3可以分开设置在较远的位置，可以与触控模块2设置在基板1的同侧，也可以设置在基板1的不同侧，通过导线等方式保持与主控电路的连接。在触控模块2和微波侦测模块3按基板1的不同侧设置时，该装置就不是隐藏式设计了，但仍然可以实现在一个基板的同一个区域，同时实现触控感应和微波侦测的技术效果。例如，比较常见的一个实现方式是，触摸板21设置在基板1的外侧，使用者可以看到触控键的表面，而微波侦测模块隐藏在基板1的后侧，根据使用者接近的情况判断和控制电路的开启和关闭。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种集成微波侦测功能的触控装置，其特征在于，包括触控模块(2)和微波侦测模块(3)，触控模块(2)安装在基板(1)上，基板(1)具有能够透波的穿透区(11)，触控模块(2)和微波侦测模块(3)连接有主控电路，触控模块(2)包括至少一个触摸板(21)，触摸板(21)能够感应人体对基板(1)的触碰，微波侦测模块(3)包括至少一个探测板(31)，探测板(31)面向穿透区(11)且能够感应通过穿透区(11)的微波，触摸板(21)中的至少一个具有能够透波的透波部(22)，透波部(22)沿基板(1)的厚度方向在基板(1)上的投影至少部分地位于穿透区(11)内。

2.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，触控模块(2)和微波侦测模块(3)设置于基板(1)的同侧，且探测板(31)、透波部(22)和穿透区(11)依次设置。

3.如权利要求2所述的触控装置，其特征在于，还包括PCB板(4)，触摸板(21)和探测板(31)均与PCB板(4)连接。

4.如权利要求2所述的触控装置，其特征在于，与探测板(31)对应设置的触摸板(21)，其能够局部地或者整体地透波。

5.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，触摸板(21)包括底材和感应PAD，感应PAD覆于底材上，透波部(22)是感应PAD被局部镂空而形成。

6.如权利要求5所述的触控装置，其特征在于，透波部(22)是感应PAD与底材一起局部镂空而形成的通孔。

7.如权利要求6所述的触控装置，其特征在于，透波部(22)包括触摸板(21)的板内镂空的部分，还包括触摸板(21)的板外围镂空的部分。

8.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，与探测板(31)对应设置的触摸板(21)设置为环形。

9.如权利要求3所述的触控装置，其特征在于，探测板(31)与触摸板(21)相间隔地设置。

10.如权利要求1-9中任一项所述的触控装置，其特征在于，基板(1)上设置多个穿透区(11)，触摸板(21)与穿透区(11)一一对应设置。

11.如权利要求10所述的触控装置，其特征在于，还包括后盖(7)，触控模块(2)、微波侦测模块(3)被容纳于后盖(7)和基板(1)之间的腔体中。

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