PL240253B1 - Układ przełącznika dotykowego z wyświetlaczem - Google Patents

Description

PL 240 253 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ przełącznika dotykowego z wyświetlaczem, przeznaczony zwłaszcza do stosowania w dotykowych układach sterowania urządzeniami gospodarstwa domowego. Przełącznik może realizować zarówno funkcję monostabilnego lub bistabilnego przełączania, jak i również inne funkcje na podstawie wykrywania dotyku, jego braku, zbliżenia palca, a także wykrywania odległości palca od powierzchni interfejsu użytkownika oraz pozycji palca użytkownika.

W znanych układach przełączników dotykowych z wyświetlaczami, powierzchnia dotykowa czujnika znajduje się tuż pod powierzchnią interfejsu użytkownika, natomiast wyświetlacz wraz z układem sterującym są montowane na płytce drukowanej, która jest oddalona od powierzchni interfejsu użytkownika i powierzchni dotykowej czujnika dotykowego, przynajmniej o wysokość wyświetlacza. W celu doprowadzenia sygnałów od powierzchni dotykowej czujnika do układu przetwarzającego sygnały na płytce drukowanej stosuje się elementy przewodzące, takie jak gumki, blaszki, sprężyny, pianki lub gąbki z tworzywa, stanowiące połączenie elektryczne czujnika dotykowego z płytką drukowaną lub układem przetwarzającym. Zazwyczaj górna powierzchnia tych elementów przewodzących staje się powierzchnią czujnika dotykowego.

Z europejskiego dokumentu patentowego EP1257057 B1 znany jest czujnik pojemnościowego przełącznika dotykowego z możliwością wyświetlania funkcji lub stanu przełącznika dotykowego w obrębie powierzchni czujnika. Powierzchnia czujnika dotykowego znajduje się bezpośrednio pod przezroczystą płytą roboczą np. płytą do gotowania, stanowiącą interfejs użytkownika. Źródło światła dla wyświetlacza funkcji oraz układ sterujący są zamontowane na płytce drukowanej umieszczonej pod płytą roboczą. Płytka drukowana znajduje się w pewnej odległości od płyty roboczej i powierzchni czujnika dotykowego, więc powierzchnia czujnika dotykowego jest połączona z płytką drukowaną lub z obwodem sterującym przełącznika dotykowego za pośrednictwem elastycznego, przewodzącego kołka.

Celem rozwiązania według wynalazku było opracowanie układu przełącznika dotykowego z wyświetlaczem, w którym powierzchnia dotykowa czujnika jest bezpośrednio połączona z płytką drukowaną, ewentualnie zamontowanym na niej układem przetwarzania sygnałów tak, aby wyeliminować użycie elementów przewodzących takich jak gumki, pianki i tym podobnych.

Układ przełącznika dotykowego z wyświetlaczem zawiera czujnik dotyku oraz wyświetlacz, a także jednostkę przetwarzania sygnałów generowanych przez czujnik dotyku i jednostkę sterującą wyświetlaczem, zabudowane na płytce drukowanej i charakteryzuje się tym, że wyświetlacz jest zabudowany w otworze płytki drukowanej w taki sposób, że powierzchnia przedniej szyby wyświetlacza licuje z przednią powierzchnią płytki drukowanej. Płytka drukowana posiada jedną lub więcej warstw przewodzących, a wyprowadzenia wyświetlacza są połączone ze stykami usytuowanymi na warstwie przewodzącej położonej na tylnej powierzchni płytki drukowanej, a poprzez styki ze ścieżkami, biegnącymi do jednostki sterującej symbolami wyświetlanymi na wyświetlaczu, doprowadzającymi do wyprowadzeń wyświetlacza sygnały wysyłane przez jednostkę sterującą. Czujnik dotyku układu stanowi ścieżka, poprowadzona na jednej z warstw przewodzących płytki drukowanej wokół otworu, w którym jest umieszczony wyświetlacz, która to ścieżka jest połączona ze ścieżką przekazującą sygnały generowane przez czujnik dotyku do jednostki przetwarzania sygnałów. Ścieżka przekazująca sygnał generowany przez czujnik dotyku do układu przetwarzania sygnałów oraz ścieżki doprowadzające sygnały sterujące od układu sterowania do wyprowadzeń wyświetlacza są prowadzone na dowolnej warstwie przewodzącej płytki drukowanej.

Korzystnym jest, że ścieżka stanowiąca czujnik dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej płytki drukowanej, położonej na zewnętrznej, przedniej powierzchni płytki drukowanej.

Korzystnym jest, że ścieżka stanowiąca czujnik dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej płytki drukowanej, położonej wewnątrz płytki drukowanej.

Korzystnym jest, że ścieżka stanowiąca czujnik dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej płytki drukowanej, położonej na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 do fig. 4 ilustrują przykład, w którym płytka drukowana posiada cztery warstwy przewodzące, a ścieżka czujnika dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej położonej na przedniej powierzchni płytki drukowanej, fig. 5 ilustruje przykład, w którym ścieżka czujnika dotyku jest poprowadzona na jednej z wewnętrznych warstw przewodzących płytki drukowanej, fig. 6 ilustruje przykład, w którym ścieżka czujnika dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej, położonej na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej, natomiast fig. 7 przedstawia blokowy schemat układu

Claims (8)

1. PL 240 253 B1 przełącznika dotykowego z wyświetlaczem. Poszczególne figury 1 do 6 przedstawiają: fig. 1 - widok fragmentu warstwy przewodzącej płytki drukowanej, położonej na przedniej powierzchni płytki drukowanej z czujnikiem dotyku i wyświetlaczem, fig. 2. - widok przekroju płytki drukowanej wzdłuż linii A-A na fig. 1, fig. 3 - widok przekroju płytki drukowanej wzdłuż linii B-B na fig 1, fig. 4. - widok fragmentu warstwy przewodzącej płytki drukowanej, położonej na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej z wyświetlaczem, fig. 5 - widok przekroju płytki drukowanej wzdłuż linii B-B na fig. 1, w której ścieżka czujnika dotyku jest poprowadzona w wewnętrznej warstwie przewodzącej płytki drukowanej, a fig. 6 - widok przekroju płytki drukowanej wzdłuż linii B-B na fig. 1, w której ścieżka czujnika dotyku jest poprowadzona na warstwie przewodzącej położonej na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej.

   W płytce drukowanej 1 znajduje się otwór 7, w którym jest umieszczony wyświetlacz 2 w taki sposób, że powierzchnia przedniej szyby wyświetlacza 2 licuje z przednią powierzchnią płytki drukowanej 1, a wyprowadzenia 8 wyświetlacza 2 są połączone ze stykami 5 usytuowanymi na warstwie przewodzącej 14 płytki drukowanej 1, położonej na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej 1. Styki 5 są połączone ze ścieżkami 6 doprowadzającymi do wyprowadzeń 8 wyświetlacza 2 sygnały od jednostki sterującej. Ścieżki 6 mogą być prowadzone w dowolnej warstwie przewodzącej 11, 12, 13, 14 płytki drukowanej 1. Na warstwie przewodzącej 11, położonej na przedniej, zewnętrznej powierzchni płytki 1, wokół otworu 7, w którym jest zabudowany wyświetlacz 2 jest poprowadzona ścieżka stanowiąca czujnik dotyku 3. Sygnały generowane przez czujnik dotyku 3 są przekazywane do jednostki przetwarzającej za pośrednictwem ścieżki 4, która może być prowadzona w dowolnej warstwie przewodzącej 11, 12, 13, 14 płytki drukowanej 1.

   W innym przykładzie wykonania, ścieżka stanowiąca czujnik dotyku 3 jest poprowadzona na wewnętrznej warstwie przewodzącej 12 płytki drukowanej 1, jak to jest pokazane na fig. 5, przedstawiającej widok przekroju płytki drukowanej wzdłuż linii B-B na fig. 1.

   Jeszcze inny przykład wykonania przedstawia widok przekroju płytki drukowanej na fig. 6, w którym ścieżka stanowiąca czujnik dotyku 3 jest poprowadzona w zewnętrznej warstwie przewodzącej 14, położonej na tylnej powierzchni płytki drukowanej 1.

   Tak wykonany układ przełącznika dotykowego z wyświetlaczem może być umieszczony w bezpośredniej bliskości powierzchni interfejsu użytkownika, bez konieczności stosowania elementów przewodzących, służących do przekazywania sygnałów od czujnika dotykowego do układu przetwarzania sygnałów.

   Wykaz oznaczeń:

   1 - płytka drukowana,

   11 - warstwa przewodząca położona na zewnętrznej, przedniej powierzchni płytki drukowanej 1, 12, 13 - wewnętrzne warstwy przewodzące płytki drukowanej 1,

   14 - warstwa przewodząca położona na zewnętrznej, tylnej powierzchni płytki drukowanej 1,
2. 2 - wyświetlacz,
3. 3 - czujnik dotykowy,
4. 4 - ścieżka przekazująca sygnały od czujnika dotykowego 3 do układu przetwarzania sygnałów,
5. 5 - styki łączące wyprowadzenia wyświetlacza 8 ze ścieżkami 6 na zewnętrznej dolnej warstwie przewodzącej 14 płytki drukowanej 1,
6. 6 - ścieżki od układu sterującego do wyprowadzeń 8 wyświetlacza 2,
7. 7 - otwór w płytce drukowanej 1 na korpus wyświetlacza 2,
8. 8 - wyprowadzenia wyświetlacza.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przełącznika dotykowego z wyświetlaczem, zawierający czujnik dotyku, wyświetlacz, jednostkę przetwarzania sygnałów generowanych przez czujnik i jednostkę sterującą wyświetlaczem, zabudowane na jednej lub kilku płytkach drukowanych, znamienny tym, że wyświetlacz (2) jest zabudowany w otworze (7) płytki drukowanej (1) w taki sposób, że powierzchnia przedniej szyby wyświetlacza (2) licuje z przednią powierzchnią płytki drukowanej (1), przy czym płytka drukowana (1) posiada jedną lub więcej warstw przewodzących (11, 12, 13, 14), a wyprowadzenia (8) wyświetlacza (2) są połączone ze stykami (5) usytuowanymi na warstwie przewodzącej (14) położonej na tylnej powierzchni płytki drukowanej (1),