ES2379890T3

ES2379890T3 - Interruptor táctil capacitivo y electrodoméstico provisto con tal interruptor

Info

Publication number: ES2379890T3
Application number: ES07118015T
Authority: ES
Inventors: Anders Zeijlon; Bjorn Goransson; Giuseppe Arena; Roberto Lazzarotto; Ettore Arione
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2012-05-04
Anticipated expiration: 2027-10-08
Also published as: PL2048779T3; EP2048779B1; US20090090611A1; EP2048779A1; US7923654B2

Abstract

Interruptor táctil capacitivo que comprende una tarjeta de circuito impreso (7) y medios de detección capacitivos (8) dispuestos en una superficie de dicha tarjeta de circuito impreso (7), caracterizado porque la tarjeta de circuito impreso (7) está interpuesta entre una guía de luz plana transparente (5) y dichos medios de detección capacitivos (8), estando sujeta la guía de luz plana (5) a una primera cara de una cubierta transparente (3), cuya segunda cara está adaptada para ser tocada por el usuario, estando conectada una fuente de luz (9, 9a, 9b) a la placa de circuito impreso (7) y siendo capaz de transporta luz a la guía de luz plana (5).

Description

Interruptor tactil capacitivo y electrodomestico provisto con tal interruptor �

La presente invenci6n se refiere a un interruptor tactil capacitivo para utilizarse en paneles de control de electrodomesticos tales como hornos de cocina, placas de cocina, hornos de microondas o similares. La invenci6n 5 se refiere particularmente a un interruptor tactil capacitivo que comprende una tarjeta de control y medios de detecci6n capacitivos dispuestos en una superficie de dicha tarjeta de control.

Con el termino "interruptor" nos referimos a cualquier clase de sensores tactiles que sustituyen usualmente a los botones tradicionales en modernas interfaces de usuario enrasadas.

La activaci6n de realimentaci6n visual de un control de interruptor tactil es proporcionada simplemente por una

10 fuente de luz, por ejemplo un diodo emisor de luz (LED). Usualmente, se disponen varios interruptores tactiles junto con la tarjeta de control de los mismos en un panel de control.

Para evitar la interferencia 6ptica entre interruptores tactiles adyacentes, el flujo de luz debera transportarse desde una fuente de luz hasta las superficies de interruptor sensible al tacto relacionadas. Se proporcionan normalmente paredes opacas o medios de gufa de luz para este objeto. El uso de paredes opacas aumenta las dimensiones

15 ffsicas y hace bastante complejo el montaje.

Las gufas de luz pueden utilizarse como soporte mecanico para los electrodos. Los electrodos pueden hacerse tambien de material conductivo transparente (tal como 6xido de estano e indio) y localizarse entre la gufa de luz y la superficie inferior de la cubierta transparente bajo la cual se coloca el interruptor tactil, con un incremento del coste total del panel de control.

20 Ademas de los problemas de iluminaci6n anteriores, existe la necesidad de asegurar una buena conexi6n mecanica entre el interruptor tactil y la cubierta transparente (usualmente una placa de vidrio o plastico) bajo la cual se coloca el interruptor. Hasta ahora, para asegurar un contacto mecanico de este tipo se han utilizado tales resortes o elementos de caucho conductivos que incrementan el coste total y la complejidad del unico interruptor tactil. Ademas, se conocen soluciones tecnicas (por ejemplo, por el documento US-A-2006/0243575) en las que un

25 miembro de soporte, que lleva componentes electr6nicos, esta separado de la cubierta transparente por una serie de divisiones opacas similares a septos para crear canales de iluminaci6n ffsicamente delimitados. Aun cuando incluso si tal soluci6n no requiere gufas de luz (los diodos de emisi6n de luz se colocan en el miembro de soporte directamente), es, no obstante, bastante voluminosa y de fabricaci6n compleja.

Es un objeto de la presente invenci6n proponer una disposici6n estructural diferente de un interruptor tactil con una

30 gufa de luz incrustada de alguna forma con el fin de permitir una reducci6n de las dimensiones ffsicas del interruptor, el uso de electrodos metalicos normales, un proceso de montaje facil y una mejora en la versatilidad para diferentes sfmbolos tales como objetos pintados.

Otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar un interruptor tactil que tenga una sensibilidad mejorada.

Otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar un interruptor tactil que pueda dar una realimentaci6n directa al 35 usuario cuando se ha recibido debidamente una orden.

Otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar un interruptor tactil que sea sustancialmente invisible para el usuario, detectandose su presencia s6lo cuando el dedo del usuario toca un interruptor habilitador.

Estos y otros objetos se obtienen gracias a las caracterfsticas enumeradas en las reivindicaciones adjuntas.

El interruptor tactil capacitivo segun la presente invenci6n esta adaptado particularmente para utilizarse en

40 asociaci6n con una superficie de vitroceramica usada en aparatos de cocina. Debido a su limitado espesor, el interruptor tactil segun la invenci6n no aumenta el espesor total de las placas de cocina de vitroceramica. Ademas, esta adaptado particularmente para utilizarse en puertas de vidrio para hornos de cocina y/u hornos de microondas, en donde la interfaz de usuario se integra en la propia puerta (y no en una interfaz de usuario "fija" usualmente por encima de la puerta, como en hornos tradicionales). Esto permite que el disenador obtenga un diseno muy limpio y

45 moderno, en donde los "botones" son sustancialmente invisibles hasta el momento en que el usuario decide encender el aparato.

Otras caracterfsticas y ventajas de la presente invenci6n seran mas evidentes a partir de la siguiente descripci6n dada a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompanan, en los que:

-: la figura 1 es una secci6n transversal del interruptor tactil segun una primera realizaci6n de la invenci6n;

50 -la figura 2 es una secci6n transversal del interruptor tactil segun una segunda realizaci6n de la invenci6n;

-: la figura 3 es una secci6n transversal del interruptor tactil segun una tercera realizaci6n de la invenci6n;

-: la figura 4 es una secci6n transversal del interruptor tactil segun una cuarta realizaci6n de la invenci6n;

-: la figura 5 es una vista de un panel de control que utiliza los interruptores tactiles segun la presente invenci6n, y mostrando la posibilidad de cambiar la configuraci6n del panel; y

-: la figura 6 es una vista de cuatro configuraciones diferentes que pueden obtenerse partiendo del mismo panel de control.

Con referencia a la figura 1, se muestra una secci6n estructural para la disposici6n del interruptor tactil y la gufa de luz interior. Una gufa de luz plana 5 esta localizada debajo de la superficie inferior de la cubierta transparente 3.

Entre la gufa de luz 5 y la cubierta transparente 3 hay una capa no conductiva de pintura transparente 4.

Una unica tarjeta de circuito impreso lateral (PCB) 7 se sujeta al lado inferior de la gufa de luz plana 5 por una capa de adhesivo no conductivo 6. En esta realizaci6n, la PCB es de cara unica y se muestra un electrodo capacitivo 8 en la superficie inferior de la PCB. Se proporciona una realimentaci6n visual al usuario, cuando su dedo 1 toca al area sensible 2, encendiendo un led 9 (es decir, cuando la tarjeta de control detecta una activaci6n tactil valida). Un zumbador (no mostrado) puede generar una realimentaci6n acustica. El led 9 esta acoplado mecanica y 6pticamente a la gufa de luz 5 en un borde en forma de L 5a del mismo. La luz generada por el led 9 es transportada dentro de la gufa de luz (indicado por flechas de la figura 1).

Unos cortes en la gufa de luz o una diferente conductividad de luz evitan la posibilidad de interferencia de luz entre interruptores tactiles adyacentes. Merece hacerse notar que la gufa de luz plana 5 trabaja tambien como un sustrato dielectrico coadyuvante.

Cuando la funci6n relacionada con el interruptor tactil esta DESCONECTADA, la pintura 4 impresa en la capa no conductora no resulta visible para el usuario a traves del area transparente sensible al tacto.

Cuando la funci6n relacionada con el interruptor tactil esta CONECTADA, la pintura 4 impresa en la capa no conductora se ilumina por la luz difundida dentro de la gufa de luz 5. En esta condici6n, la pintura 4 resulta visible para el usuario a traves del area transparente sensible al tacto. Esto es particularmente ventajoso cuando el panel de control es una superficie monocromatica unica en el momento en que desconecta el electrodomestico. La interfaz de usuario y la pantalla se iluminaran cuando el usuario encienda el aparato o comience a utilizarlo.

Otra posibilidad ventajosa con un interruptor tactil segun la presente invenci6n es tener un diferente grado de iluminaci6n para cada interruptor tactil dependiendo del estado real del mismo. Por ejemplo, es posible iluminar ciertos interruptores tactiles con un bajo nivel de iluminaci6n, mientras que algunos de ellos pueden iluminarse a un nivel mas alto de iluminaci6n con el fin de indicar al usuario cuales son los interruptores que pueden utilizarse realmente. Puede utilizarse tambien un nivel mas elevado de iluminaci6n para dar al usuario una realimentaci6n inmediata cuando este toca un interruptor.

La figura 2, en la que se han indicado componentes similares con los mismos numeros de referencia de la figura 1, se refiere a una segunda realizaci6n de la invenci6n en la que una serigraffa de icono 2a esta colocada en el area sensible al tacto. Un diodo de emisi6n de luz inversamente montado (LED) 9a esta colocado en una abertura o corte 12 practicado en la PCB 7 de cara unica, de modo que la luz pueda entrar en la gufa de luz 5 desde el fondo (con referencia a un montaje horizontal del interruptor tactil). Cuando se enciende el LED 9a, el usuario puede detectar la forma del icono 2a (que, por ejemplo, puede indicar una funci6n especffica del aparato).

En la figura 3 se muestra una tercera realizaci6n que difiere de la realizaci6n previa por una colocaci6n diferente de la serigraffa de icono 2a, que, en este caso, esta emparedada entre la cubierta 3 de vitroceramica o de plastico transparente y la gufa de luz 5 (con la interposici6n de la capa adhesiva 6). Asimismo, en esta realizaci6n, como en la de la figura 1, se obtiene un efecto oscuro en el area transparente externa sensible al tacto cuando el interruptor esta apagado (es decir, no iluminado).

En la realizaci6n de la figura 4, el diodo de emisi6n de luz 9b se fija a un lado de una PCB 7a de cara doble que mira a la gufa de luz 5. En esta realizaci6n la luz del LED 9b entra en un borde de la gufa de luz 5.

La figura 5 se refiere a una pluralidad de interruptores tactiles capacitivos asociados a una tarjeta de circuito impreso general 7b en donde las pequenas almohadillas o electrodos pueden conectarse con puentes o empalmes soldados 14 a fin de crear una almohadilla mas grande a partir de almohadillas mas pequenas. Segun la tecnologfa tradicional, varios interruptores tactiles capacitivos disponibles comprenden una unidad de microcontrolador que tiene espigas dedicadas conectadas a almohadillas tactiles relacionadas. Cada almohadilla es, en la mayorfa de los casos, s6lo un area conductiva conformada como el area de activaci6n deseada. El uso mas comun es construir el sistema tactil sobre una PCB en la que la almohadilla sea un area de cobre. La diferenciaci6n de posici6n de los botones requiere usualmente diferentes disenos de PCB dedicada.

Segun esta realizaci6n adicional de la presente invenci6n, es posible obtener, de una manera muy facil, una diferenciaci6n de la interfaz de usuario al disenar una nueva familia de productos electrodomesticos.

El nucleo de esta realizaci6n es utilizar un diseno de PCB general y poblar o no poblar una pluralidad de resistores 5 (empalmes) de 0 ohmnios de modo que la tarjeta pueda configurarse para obtener diferentes disenos clave.

La tarjeta general es un matriz de almohadillas mas pequenas, y se realizan almohadillas mas grandes conectando dos o mas almohadillas mas pequenas. Esto se muestra, por ejemplo, en la figura 6, en la que, en el lado derecho de la misma, se muestra la manera en que las almohadillas unicas se conectan una a otra a partir de una configuraci6n general de PCB y, en el lado izquierdo de la misma, se muestra el resultado total en terminos de

10 cuatro diferentes disenos de interfaz de usuario que, segun la tecnologfa tradicional, necesitarfan cuatro diferentes tarjetas de circuito impreso.

Segun las caracterfsticas descritas anteriormente, con los interruptores tactiles segun la invenci6n es posible obtener una reducci6n ffsica de las dimensiones para el lado trasero del interruptor tactil. Ademas, se aumenta la sensibilidad del sensor, puesto que la gufa de luz trabaja tambien como sustrato dielectrico coadyuvante. El proceso

15 de montaje es mas simple. Hay una mejora en la versatilidad para diferentes sfmbolos tales como objetos pintados. El uso de un electrodo transparente (por ejemplo de ITO) no es necesario. No es necesaria ninguna disposici6n particular (por ejemplo, resortes, caucho, etc�.) para conseguir contactos electricos y mecanicos. Hay una neta reducci6n del coste de la soluci6n total (mecanica, 6ptica y electr6nica).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Interruptor tactil capacitivo que comprende una tarjeta de circuito impreso (7) y medios de detecci6n capacitivos

(8) dispuestos en una superficie de dicha tarjeta de circuito impreso (7), caracterizado porque la tarjeta de circuito impreso (7) esta interpuesta entre una gufa de luz plana transparente (5) y dichos medios de detecci6n capacitivos

5 (8), estando sujeta la gufa de luz plana (5) a una primera cara de una cubierta transparente (3), cuya segunda cara esta adaptada para ser tocada por el usuario, estando conectada una fuente de luz (9, 9a, 9b) a la placa de circuito impreso (7) y siendo capaz de transporta luz a la gufa de luz plana (5).
2. Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que entre la gufa de luz plana (5) y la cubierta transparente (3) esta interpuesta una capa noconductora (4) de pintura transparente o similar.

10 3. Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que la fuente de luz (9) esta conectada a una cara de la tarjeta de circuito impreso (7) opuesta a la gufa de luz (5), estando esta ultima provista de un borde en forma de L (5a) que mira a la fuente de luz (9).
4. Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que la fuente de luz es un diodo de emisi6n de luz

inversamente montado (9a) instalado en la cara de la tarjeta de circuito impreso opuesta a la gufa de luz (5), estando 15 la tarjeta de circuito impreso (7) provista de una abertura (12) para transportar luz a la gufa de luz (5).
5.

Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que la cubierta transparente (3) esta provista, en su segunda cara, de una serigraffa de icono (2a).
6.

Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que una serigraffa de icono (2b) esta interpuesta entre la cubierta transparente (3) y la gufa de luz plana (5).

20 7. Interruptor tactil capacitivo segun la reivindicaci6n 1, en el que la fuente de luz (9b) esta instalada en una superficie de la tarjeta de circuito impreso que mira a la gufa de luz plana (5) en contacto con un borde de la misma.
8. Interruptor tactil capacitivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada interruptor tactil esta adaptado para ser puenteado electricamente con respecto a uno o mas interruptores tactiles adyacentes a fin de cambiar la configuraci6n total de un panel de control.

25 9. Electrodomestico, particularmente un aparato de cocina, provisto de un interruptor tactil capacitivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
10. Electrodomestico segun la reivindicaci6n 9, particularmente un horno de cocina o un horno de microondas con una puerta transparente articulada a la estructura del horno, en el que una interfaz de usuario con interruptores tactiles esta soportada por la puerta.