ES2938916T3 - Unidad de panel táctil capacitivo con hoja portadora interna - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de panel táctil capacitivo (1) de un sistema de control, que comprende una cubierta (2) marcada con al menos un área de activación externa (21), un soporte rígido (4) dispuesto a una distancia predeterminada debajo de la cubierta (2) y provista de una interfaz eléctrica para conectar dicha unidad con otros componentes del sistema de control, al menos un área capacitiva conductora (383) contigua a dicha cubierta en el lado interno de la misma, debajo de dicha área de activación (21) y conectada eléctricamente con dicha interfaz eléctrica de dicho soporte (4). Para proporcionar una unidad de panel táctil, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de panel táctil capacitivo con hoja portadora interna
La presente invención se refiere a una unidad de panel táctil capacitivo de un sistema de control, que comprende una cubierta marcada con al menos un área de activación externa, un soporte rígido dispuesto a una distancia predeterminada debajo de la cubierta y provisto de una interfaz eléctrica para conectar dicha unidad con otras componentes del sistema de control.
Antecedentes de la invención
Los paneles táctiles capacitivos de este tipo se utilizan con frecuencia en la industria del automóvil como paneles que controlan diversos componentes y subsistemas de un vehículo. Suelen formar unidades compactas preensambladas que en la línea de montaje del vehículo se fijan mecánicamente al salpicadero del vehículo y eléctricamente al cableado del vehículo. Con este fin, el soporte suele tener la forma de una placa de circuito impreso provista de un borde que permite conectar eléctricamente una unidad preensamblada de este tipo con un enchufe ranurado apropiado, mientras que el área capacitiva suele estar impresa en una lámina flexible colocada directamente debajo de la cubierta.
La Publicación US2015268756 divulga una estructura de microalambres de áreas múltiples que incluye un sustrato y una capa de microalambres que tiene áreas distintas y separadas primera y segunda y unos bordes de capa primero y segundo, respectivamente. El segundo borde de capa es diferente del primer borde de capa y la segunda área es más grande que la primera área. Uno o más primeros electrodos de microalambres y una o más primeras plaquitas de conexión se ubican en la capa de microalambres en la primera área. Uno o más segundos electrodos de microalambres y una o más segundas plaquitas de conexión se ubican en la capa de microalambres en la segunda área. Cada electrodo de microalambre incluye uno o más microalambres conectados eléctricamente. Cada plaquita de conexión primera o segunda se ubica adyacente al primer o segundo borde de capa y se conecta eléctricamente a un primer o segundo electrodo de microalambre correspondiente, respectivamente. En una realización, el sustrato y la capa de microalambres se pliegan en el área de espaciamiento de modo que el sustrato quede entre las áreas primera y segunda. En esta realización, la parte de espaciamiento plegada se corta al cortar a lo largo de la línea de corte.
La Publicación US2017139511 divulga un sensor táctil que incluye una lámina sensora con una pluralidad de electrodos sensores, cables que se extienden desde los electrodos sensores y una parte de conexión para la conexión a un sustrato. La lámina sensora se forma por una parte de cuerpo en la que se forman los electrodos sensores y una parte trasera que sobresale de la parte de cuerpo y que incluye un terminal. Se apila una capa protectora sobre al menos una parte de la parte trasera. En la parte trasera sobre la que se apila la capa protectora se forma una parte plegada en la que la hoja sensora se ha doblado permanentemente.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención ha sido proporcionar una unidad de panel táctil capacitivo, que sería rentable y sencilla de fabricar y ensamblar.
Compendio de la invención
Una unidad de panel táctil capacitivo, del tipo mencionado al principio, según la presente invención comprende una hoja portadora elastomérica dispuesta entre la cubierta y el soporte revestido con un patrón conductor y que tiene al menos una línea de plegado que define una sección delantera dispuesta en un lado de dicha línea de plegado y una sección trasera dispuesta en el otro lado de dicha línea de plegado, al menos un área capacitiva conductora dispuesta en dicha hoja portadora colindante a dicha cubierta en un lado interno de la misma, debajo de dicha área de activación y conectada eléctricamente con dicha interfaz eléctrica de dicho soporte, en donde en dicha sección delantera dicho patrón conductor comprende dicha al menos un área capacitiva, y en dicha sección trasera dicho patrón conductor comprende al menos una plaquita de conexión conectada con dicha área capacitiva, y en donde dicha plaquita de conexión es apta para conectarse con una plaquita de conexión de dicha interfaz eléctrica de dicho soporte, mientras dicha hoja portadora se dobla a lo largo de dicha al menos una línea de plegado y se ensambla la unidad de panel táctil capacitivo, en donde la unidad de panel táctil capacitivo se ensambla cuando el soporte se fija a la cubierta mediante elementos de fijación en donde dicha sección delantera y dicha sección trasera de dicha hoja portadora se proveen de al menos una abertura pasante retroiluminada y dicho soporte rígido se provee de al menos una fuente de luz, preferiblemente en forma de diodo emisor de luz (LED), dispuesto en dicha abertura pasante retroiluminada de dicha hoja portadora plegada.
La invención minimiza el número de piezas distintivas reduciendo así los costes, ya que las plaquitas de conexión cooperan con el soporte rígido bajo pretensado y no se requiere ningún conector adicional. El ensamblaje también es un proceso lineal simple, ya que los componentes particulares se ensamblan uno por uno sin la necesidad de usar conectores (láminas) convencionales propensos a errores.
Preferiblemente, dicha hoja portadora elastomérica se recubre con dicho patrón conductor mediante una tinta, pintura o laca conductoras en un proceso de tampografía, impresión láser, impresión con tinta, impresión por pulverización o serigrafía.
Preferiblemente, dicha hoja portadora es transparente al menos en el área correspondiente a dicha al menos una abertura pasante retroiluminada.
Dicha hoja portadora elastomérica puede fabricarse de manera conveniente y rentable a partir de caucho o silicona, mientras que la transparencia permite transferir la retroiluminación a las áreas de activación.
Preferentemente, el grosor de dicha hoja portadora es sustancialmente la mitad de la distancia entre dicha cubierta y dicho soporte.
Preferiblemente, dicha sección delantera y dicha sección trasera de dicha hoja portadora se conectan en el área de dicha línea de plegado con al menos un puente de plegado.
Preferiblemente, en tal caso, el grosor de dicho puente de plegado es más estrecho que el grosor de dichas secciones delantera y trasera de dicha hoja portadora.
Preferiblemente, dicho soporte rígido tiene forma de placa de circuito impreso fijada a dicha cubierta.
Preferiblemente, dicho patrón conductor comprende además un patrón de protección.
Preferiblemente, dicha al menos una abertura retroiluminada se cubre con una lente, un diafragma y/o una capa de filtro.
Preferiblemente, dicha sección delantera y dicha sección trasera de dicha hoja portadora se proveen de salientes y rebajes que coinciden entre sí mientras dicha hoja portadora se pliega a lo largo de dicha al menos una línea de plegado.
Preferiblemente, dicha sección delantera y/o dicha sección trasera de dicha hoja portadora se proveen, al menos parcialmente, de un reborde de sellado circunferencial.
Los rebordes de este tipo facilitan el posicionamiento de la capa de soporte y la cubierta y proporcionan protección adicional contra el agua y el polvo.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá y explicará a continuación en relación con los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 es una vista superior (Figura 1a) e inferior (Figura 1b) en despiece ordenado en perspectiva esquemática de un panel táctil capacitivo según la presente invención;
la Figura 2 ilustra una capa de soporte elástica en estado desplegado y respectivamente en una vista externa (Figura 2a), lateral (Figura 2b), interna (Figura 2c) e inferior (Figura 2d);
la Figura 3 ilustra una capa de soporte elástica en estado plegado y respectivamente en una vista delantera (Figura 3a), lateral (Figura 3b), trasera (Figura 3c) e inferior (Figura 3d);
la Figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de una capa de soporte elástica en estado desplegado (Figura 4a) y plegado (Figura 4b); y
La Figura 5 es una vista en sección transversal esquemática de otra realización del panel táctil capacitivo.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Las realizaciones presentadas de una unidad de panel táctil capacitivo 1 y 1a según la presente invención pueden emplearse para controlar diversos componentes y subsistemas de un vehículo automóvil.
Como se muestra en la Figura 1, la unidad de panel 1 comprende una cubierta de plástico 2, una hoja portadora elastomérica 3 y un soporte rígido 4 en forma de placa de circuito impreso. La cubierta 2 se marca en su lado externo con áreas de activación 21 mostradas esquemáticamente disponibles para ser tocadas por un conductor o un pasajero del vehículo para encender y apagar o cambiar la funcionalidad de los subsistemas de un vehículo como la configuración del vehículo, navegación, comunicación, etc. Como las áreas de activación 21 sirven únicamente para distinguir las regiones de la cubierta 2 que se pueden tocar (activar), se pueden pintar con pintura normal, grabar, gofrar, proyectar, retroiluminar, iluminar o marcarse de otra manera de una manera conocida en el estado de la técnica. La placa 4 se fija a la cubierta por medio de una serie de tornillos de montaje 24 (cf. Figura 5) atornillados dentro de los orificios de montaje 22 de la cubierta 2 de tal manera que la distancia T (cf. Figura 5) entre la placa 4 y la superficie interna 23 de la cubierta siguen siendo los mismos. La hoja portadora elastomérica 3 formada a partir de una hoja elastomérica se dispone en este espacio entre la placa 4 y la cubierta 2, como se explicará a continuación.
Como se muestra en las Figuras 2-4, la hoja portadora elastomérica 3 tiene un grosor t sustancialmente constante y comprende dos secciones paralelas sustancialmente rectangulares: una sección delantera 31 y una sección trasera 32 conectadas entre sí a lo largo de una línea de plegado A por medio de dos puentes de plegado 33 que sobresalen desde los lados más largos de las secciones 31 y 32.
La sección delantera 31 de la realización presentada comprende dos aberturas 34 para recibir los tornillos de montaje 24 atornillados en los orificios de montaje 22 de la cubierta 2. La sección delantera 31 también comprende dos pasadores de fijación 35 conformados para sobresalir perpendicularmente a su superficie en el lado interno de la misma y configurados para cooperar con dos ranuras de fijación 36 formadas como una parte rebajada dentro de la sección trasera 32. Además, la hoja 3 comprende cuatro pares de aberturas pasantes retroiluminadas 37 dispuestas en dos columnas en las secciones delantera 31 y trasera 32. A continuación se explicará la funcionalidad de los pasadores 35, las ranuras 36 y las aberturas 37.
El lado externo de la hoja 3 ha sido revestido con una pintura conductora en un proceso de tampografía (también conocido como impresión con plaquita) para formar un patrón impreso 38. En la sección delantera 31, el patrón 38 comprende cuatro áreas capacitivas en forma de anillo 383, cada una rodeando una abertura retroiluminada correspondiente 37, y un patrón de protección de tierra 384 dispuesto en espacios entre las áreas capacitivas 383. En la sección trasera 32, el patrón 38 comprende cinco plaquitas de conexión sustancialmente colineales 381, en donde cada plaquita de conexión 381 se conecta con una de las cuatro áreas capacitivas 383 o el patrón de protección 384 revestido en la sección delantera 31 de la hoja portadora 3 por medio de una pista de conexión 382 que pasa a través de los puentes de plegado 33. En la realización presentada, tres pistas 382 correspondientes a las dos áreas capacitivas superiores (con respecto al dibujo) 383 y el patrón de protección 384 se conducen a través del puente de plegado superior 33, mientras que las restantes a través del puente de plegado inferior 33.
La hoja portadora 3 se pliega antes del ensamblaje a lo largo de la línea de plegado A, utilizando un soporte de plegado 5 que se muestra en la Figura 2d, para formar un componente compacto que tiene un grosor T que es la suma de los grosores t de las secciones delantera 31 o trasera 32, como se muestra en la Figura 3.
Para facilitar la operación de plegado, el grosor de los puentes de plegado 33 es más estrecho que el grosor t de la hoja portadora 3 en sus áreas de sección delantera 31 y trasera 32. Después del plegado, los pasadores de fijación 35 se reciben en las ranuras de fijación 36 pretensando la hoja portadora plegada 3.
La hoja portadora plegada 3 se fija entre la cubierta 2 y la placa de circuito impreso 4 con las plaquitas de conexión 381 colindante a las plaquitas de conexión 41 provistas en la placa 4.
En la realización presentada, la placa de circuito impreso 4 se provee de cuatro diodos emisores de luz 42 correspondientes a las áreas de activación 21 de la cubierta 2. Cada diodo 42 se dispone en la abertura retroiluminada 37 de la hoja portadora plegada 3, permite que pase una luz a través de la abertura 37 para iluminar la superficie interna 23 y también las áreas de activación 21 de la cubierta 2.
Un toque en la cubierta 2 por parte de un conductor o un pasajero del vehículo influye en el campo eléctrico, cuya capacitancia puede medirse fácilmente. El patrón de protección 384 permite la eliminación de una capacitancia parásita, especialmente en áreas entre las áreas de activación particulares 21 de la cubierta 2.
Las aberturas retroiluminadas 37 pueden cubrirse con una lente 371, como se muestra en una realización del panel 1a que se muestra en la Figura 5. Aquí, las lentes 371 se forman en la sección delantera 31 y, como se ilustra esquemáticamente, extienden el cono de luz generado por el LED 42 aumentando la iluminación del área de activación 21. Obviamente, dicha capa de lente puede configurarse por separado para cada abertura retroiluminada 37. Además, en esta realización del panel 1a, la sección trasera 32 se provee de un reborde de sellado 321 que facilita el posicionamiento de la PCB 4.
Obviamente, la unidad de panel táctil capacitivo de la presente invención puede comprender más de una hoja portadora 3 y cada hoja portadora se puede proveer de más de una línea de plegado A que define múltiples secciones delanteras y traseras 31 y 32.
Además, dichas secciones delantera y trasera 31 y 32 no tienen que colindar entre sí en el lado interno de la hoja portadora plegada 3 y pueden estar separadas por alguna capa adicional, en particular una capa de lente en las áreas de las aberturas retroiluminadas 37.
También las plaquitas de conexión 41 del soporte 4 se pueden proveer de salientes opcionales que aumenten la conductividad.
Por lo tanto, estas y otras realizaciones de la presente invención son meramente ejemplares. Las figuras no están necesariamente a escala y algunas características pueden estar exageradas o minimizadas.
Lista de números de referencia
1. unidad de panel táctil capacitivo
2. cubierta
21. área de activación
22. orificio de montaje
23. superficie interna
24. tornillo de montaje
. hoja portadora elastomérica
31. sección delantera
32. sección trasera
321. reborde de sellado
33. puente de plegado
34. abertura de montaje
35. pasador de fijación
36. ranura de fijación
37. abertura retroiluminada
371. capa de lente
38. patrón impreso
381. plaquita de conexión
382. pista de conexión
383. área capacitiva
384. patrón de protección
. soporte rígido (placa de circuito impreso)
41. plaquita de conexión
42. fuente de luz (LED)
. soporte de plegado

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad de panel táctil capacitivo (1) de un sistema de control,
que comprende una cubierta (2) marcada con al menos un área de activación externa (21), un soporte rígido (4) dispuesto a una distancia predeterminada debajo de la cubierta (2) y provisto de una interfaz eléctrica para conectar dicha unidad con otros componentes del sistema de control,
una hoja portadora elastomérica (3) dispuesta entre la cubierta y el soporte recubierta con un patrón conductor (38) y que tiene al menos una línea de plegado (A) que define una sección delantera (31) dispuesta a un lado de dicha línea de plegado (A) y una sección trasera (32) dispuesta al otro lado de dicha línea de plegado (A), al menos un área capacitiva conductora (383) dispuesta en dicha hoja portadora (3) colindante a dicha cubierta en un lado interno de la misma, debajo de dicha área de activación (21) y conectada eléctricamente con dicha interfaz eléctrica de dicho soporte (4), en donde
en dicha sección delantera (31), dicho patrón conductor (38) comprende dicha al menos un área capacitiva (383), y en dicha sección trasera (32) dicho patrón conductor (38) comprende al menos una plaquita de conexión (381) conectada con dicha área capacitiva (383), y en donde
dicha plaquita de conexión (381) es apta para conectarse con una plaquita de conexión (41) de dicha interfaz eléctrica de dicho soporte (4), mientras que dicha hoja portadora (3) se pliega a lo largo de dicha al menos una línea de plegado (A) y la unidad de panel táctil capacitivo (1) se ensambla,
en donde la unidad de panel táctil capacitivo se ensambla cuando el soporte (4) se fija a la cubierta mediante elementos de fijación
en donde dicha sección delantera (31) y dicha sección trasera (32) de dicha hoja portadora (3) se proveen de al menos una abertura pasante retroiluminada (37) y dicho soporte rígido (4) se provee de al menos una fuente de luz (42), preferiblemente en forma de diodo emisor de luz (LED), dispuesto en dicha abertura pasante retroiluminada (37) de dicha hoja portadora plegada (3).
2. El panel táctil según la reivindicación 1, caracterizado por que, dicha hoja portadora elastomérica (3) se recubre con dicho patrón conductor (38) mediante una tinta, pintura o laca conductoras en un proceso de tampografía, impresión láser, impresión con tinta, impresión por pulverización o serigrafía.
3. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicha hoja portadora (3) es transparente al menos en la zona correspondiente a dicha al menos una abertura pasante retroiluminada (37).
4. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, el grosor (t) de dicha hoja portadora (3) es la mitad de la distancia (T) entre dicha cubierta (2) y dicho soporte (4).
5. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicha sección delantera (31) y dicha sección trasera (32) de dicha hoja portadora (3) se conectan en el área de dicha línea de plegado (A) con al menos un puente de plegado (33).
6. El panel táctil según la reivindicación 5, caracterizado por que, el grosor de dicho puente de plegado (33) es más estrecho que el grosor (t) de dichas secciones delantera (31) y trasera (32) de dicha hoja portadora (3).
7. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicho soporte rígido (4) tiene forma de placa de circuito impreso fijada a dicha cubierta (2).
8. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicho patrón conductor (38) comprende además un patrón de protección (384).
9. El panel táctil según la reivindicación 1, caracterizado por que, dicha al menos una abertura retroiluminada (37) se cubre con una lente (371), diafragma y/o capa de filtro.
10. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicha sección delantera (31) y dicha sección trasera (32) de dicha hoja portadora (3) se proveen de salientes (35) y rebajes (36) que coinciden entre sí mientras dicha hoja portadora (3) se pliega a lo largo de dicha al menos una línea de plegado (A).
11. El panel táctil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicha sección delantera (31) y/o dicha sección trasera (32) de dicha hoja portadora (3) se provee al menos parcialmente de un reborde de sellado circunferencial (321).
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