DK9400087U3

DK9400087U3 - Touch-sensitive control panel

Info

Publication number: DK9400087U3
Application number: DK9400087U
Authority: DK
Inventors: Mogens Nicolaisen
Original assignee: Mogens Nicolaisen
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1994-07-22

Description

i DK 94 00087 U3in DK 94 00087 U3

Den foreliggende opfindelse angår et berøringsfølsomt betjeningspanel af den art, som omfatter en frontplade fortrinsvis af et dielektrisk materiale, såsom glas, og ved dennes bagside anbragte elektroder med tilhørende elektronikudrustning, idet frontpladen har markeringer til angivelse af berøringsområder, hvor en fingerberøring giver en sådan operativ kobling til de respektive bagvedliggende elektroder, at der ved hjælp af den tilkoblede elektronikudrustning kan afgives selektive styresignaler fra panelenheden. Sådanne panelenheder eller -elementer anvendes i stigende grad som betjeningspaneler på diverse elektriske og elektroniske apparater, idet de med fordel kan erstatte paneler med påmonterede, mekanisk virkende afbrydere eller dreje-eller skydeknapaktiverede elementer, idet en let berøring af et udvalgt felt kan fremkalde den ønskede funktion, nemlig en start- eller stopfunktion eller en reguleringsfunktion i op- eller nedadgående retning, helt uden anvendelse af mekanisk virkende midler. Der er normalt tale om enheder, der virker ved kapacitiv kobling. Netop da denne type af betjeningspaneler allerede er kendt, skal de tilhørende generelle fordele ved deres anvendelse ikke omtales nærmere her. Det kan være mere relevant at konstatere, at betjeningspanelerne med den nye teknik overvejende fremstilles i specialvirksomheder, idet det nu ikke drejer sig om en simpel montering af forud specialfremstillede afbrydere og regulatorer, men om en tilvirkning af en ny produkttype, som indbefatter både panelpladen og i hvert fald den mest nødvendige elektroniske udrustning.The present invention relates to a touch-sensitive control panel of the kind comprising a faceplate preferably of a dielectric material such as glass, and electrodes with associated electronics equipment located at its rear, the faceplate having markings for indicating touch areas where a finger touch provides such an operative coupling to the respective underlying electrodes that selective control signals can be output from the panel unit by means of the connected electronics equipment. Such panel units or elements are increasingly used as control panels on various electrical and electronic devices, as they can advantageously replace panels with mounted, mechanically actuated switches or rotary or slider actuated elements, with a slight touch of a selected field can produce the desired function, namely a start or stop function or a control function in the up or down direction, without the use of mechanically acting means. These are usually devices that act on capacitive coupling. Precisely because this type of control panels is already known, the associated general benefits of their use need not be discussed further here. It may be more relevant to note that the new technology dashboards are predominantly manufactured in specialized companies, as it is not simply a simple assembly of pre-made switches and controllers, but a manufacture of a new product type, which includes both the panel plate and at least the most necessary electronic equipment.

Man har dog hidtil kunnet dyrke en slags mellemting, hvor fremstillingen af selve panelpladen har været en specialopgave, medens elektronikudrustningen har kunnet arrangeres på en sædvanlig printplade, der har 2 DK 94 00087 U3 kunnet forberedes med egnede kontaktmidler til kontaktdannelse mod specifikke elektrodefladeområder på bagsiden af frontpladen. Disse afgrænsede områder er typisk udført som en belægning af grafitpulver, der med en egnet teknik er holdbart fæstnet på bagsiden af frontpladen, således at de derved dannede elektrodeflader har den ønskede udbredelse med en veldefineret beliggenhed og er let tilgængelige for kontaktdannelse med udstående kontaktelementer på den bagvedliggende printplade, idet disse elementer på forholdsvis ukritisk måde blot skal ramme imod de nævnte belægninger på et eller andet sted af disse.However, it has so far been possible to cultivate a kind of intermediate item, where the manufacture of the panel plate itself has been a special task, while the electronics equipment has been able to be arranged on a conventional circuit board which has been able to be prepared with suitable contact means for contact formation against specific electrode surface areas on the back of faceplate. These bounded areas are typically designed as a coating of graphite powder which is durably secured to the back of the faceplate by a suitable technique, so that the electrode surfaces thus formed have the desired propagation at a well-defined location and are readily available for contacting with protruding contact elements on the underlying printed circuit board, in that these elements are to be applied in a relatively uncritical manner merely against said coatings in one or other of these.

Det har dog vist sig i praksis, at der herved alligevel kan opstå betydelige kontakteringsproblemer, fordi man forlader sig på en mekanisk sammenføring af de relevante kontaktdele. Allerede på grund af muligt forekommende forureningsfaktorer kan det være tvivlsomt, om der herved i alle tilfælde opnås en effektiv kontaktdannelse.However, it has been found in practice that significant contact problems can nevertheless arise because of relying on a mechanical joining of the relevant contact parts. Already due to possible contamination factors, it can be questionable whether in this case an effective contact formation is achieved.

Opfindelsen har til formål at anvise en teknik, ved hvilken kontakteringsproblemet kan løses effektivt ved en forenklet og mere integreret udførelse af hele enheden, nemlig ved at elektrodefladerne arrangeres som pla-dedelepå printpladen, hvorefter denne monteres i anlæg mod panelpladens bagside og befæstiges umiddelbart til panelpladen. Befæstigelsen kan ske til omkredsen af panelpladen, men det foretrækkes at udføre en fastlimning af printpladen på panelpladen, da printpladen ellers kan krumme sig en smule, f.eks. under skiftende klimaforhold, hvorved visse af elektrodefelterne kunne rykke udad fra panelpladen og derved give mulighed for funktionssvigt, ifald elektronikken er justeret til netop at kræve en berøring af panelpladen, hvilket vil være det foretrukne.The invention has for its object to provide a technique by which the problem of contacting can be effectively solved by a simplified and more integrated design of the whole unit, namely by arranging the electrode surfaces as a plate part on the circuit board, after which it is mounted in abutment against the back of the panel plate and immediately attached to the panel plate. . The attachment can be made to the circumference of the panel plate, but it is preferable to perform a bonding of the circuit board to the panel plate, as the circuit board may otherwise curl slightly, e.g. under changing climatic conditions, whereby some of the electrode fields could protrude outward from the panel plate and thereby allow for malfunction if the electronics are adjusted to require just a touch of the panel plate, which will be the preferred one.

Ved opfindelsen opnås en fuldstændig sikker kontak-tering samt den meget store fordel, at man i de nævnte 3 DK 94 00087 U3 specialvirksomheder kan håndtere og justere produkterne som fUldintegrerede enheder, både mekanisk og elektrisk set. De nævnte elektrodefelter er lettere at tildanne på printpladen end på panelpladen, og det bliver yderligere praktisk muligt at frembringe enheder med krumme panelplader, på hvilke det er yderst vanskeligt at påtrykke de nævnte grafitfelter.The invention provides a completely secure contacting and the very great advantage that in the aforementioned specialty companies, one can handle and adjust the products as fully integrated units, both mechanically and electrically. Said electrode fields are easier to form on the printed circuit board than on the panel plate, and it becomes further practicable to produce units with curved panel plates on which it is extremely difficult to print said graphite fields.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisnint til tegningen, på hvilkenThe invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which

Fig. 1 viser et traditionelt betjeningspanel med påtrykt elektrode og med en printplade bagved,FIG. 1 shows a traditional control panel with printed electrode and a printed circuit board behind,

Fig. 2 viser et betjeningspanel med printplade ifølge opfindelsen, ogFIG. 2 shows a control panel with circuit board according to the invention, and

Fig. 3 viser et krumt betjeningspanel med printplade ifølge opfindelsen.FIG. 3 shows a curved control panel with circuit board according to the invention.

På Fig. 1 er en frontplade eller et panel 1 af glas forsynet med en grafitbelægning 2 i elektrodeform på bagsiden ved en kompliceret silketryks- og/eller sinterfremgangsmåde. Dette foregår hos en underleverandør. En fjedrende kontakt 3 er loddet til et print 4 og bliver presset mod grafitelektroden 2 ved befæstigelsen af printpladen. Som vist er printpladen enkeltsidig, og visse komponenter 5, 6 er vist.In FIG. 1, a glass front panel or panel 1 is provided with a graphite coating 2 in the electrode form on the back side by a complicated screen printing and / or sintering method. This is done with a subcontractor. A resilient contact 3 is soldered to a print 4 and is pressed against the graphite electrode 2 by attaching the printed circuit board. As shown, the circuit board is single-sided and certain components 5, 6 are shown.

På Fig. 2 er en opbygning ifølge opfindelsen vist. Glaspladen 1 vises uden påtryk, men den kan være malet eller lignende på forsiden, for at definere bestemte områder eller give anvisninger eller meddele adresser. Til beskyttelse mod omverdenen kan sådanne markeringer også være anbragt på bagsiden, eventuelt i spejlskrift. En printplade 4 bærer på den side, der vender mod glaspladen en elektrode, som er forbundet med en SMD (Surface Mount Device) komponent 8 på bagsiden af printpladen 4. Denne komponent er den eneste, der er vist, men fagmanden er meget vel i stand til at opbygge en fuldstændig elektronikudrustning knyttet til hver elektrode af tilsvarende komponenter, til anbringelse på 4 DK 94 00087 U3 bagsiden. Printpladen 4 er klæbet til glaspladen ved stederne 9a, 9b, men ved brug af en hærdende lim eller cement kan hele fladen forbindes med glaspladebagsiden.In FIG. 2, a structure according to the invention is shown. The glass plate 1 appears unprinted, but it can be painted or similar on the front, to define specific areas or give directions or give addresses. For protection against the outside, such markings may also be placed on the reverse side, possibly in mirror writing. A circuit board 4 carries on the side facing the glass plate an electrode which is connected to an SMD (Surface Mount Device) component 8 on the back of the circuit board 4. This component is the only one shown, but one skilled in the art capable of constructing a complete electronics equipment attached to each electrode of corresponding components, for mounting on the back of 4 DK 94 00087 U3. The circuit board 4 is adhered to the glass plate at locations 9a, 9b, but using a curing adhesive or cement, the entire surface can be connected to the glass plate backing.

Fig. 3 viser alle træk fra Fig. 2, blot er pladerne, dvs. panelet 1 af glas og printpladen 4a krumme. Med henblik på at opnå en bedre tilpasning til det krumme panel er printpladen 4a i dette tilfælde noget tyndere, men stivheden og holdbarheden af kalibreringen bliver den samme, især dersom der benyttes en limning af hele fladen.FIG. 3 shows all features of FIG. 2 are merely the plates, i.e. the panel 1 of glass and the circuit board 4a curved. In order to achieve a better fit to the curved panel, the circuit board 4a is in this case somewhat thinner, but the stiffness and durability of the calibration remain the same, especially if a sizing of the entire surface is used.

Enheden kan med fordel tilvirkes som en integreret, præfabrikaret og prækalibreret produktenhed, idet man i samme virksomhed forbereder både panelpladen og printpladen og udfører den direkte befæstigelse af disse dele til hinanden.The unit can advantageously be manufactured as an integrated, prefabricated and pre-calibrated product unit, in that the same company prepares both the panel plate and the circuit board and performs the direct attachment of these parts to each other.

Det skal nævnes, at opfindelsen vil være lige fordelagtig, hvadenten virkningen af enhederne er baseret på kapacitive ændringer eller på andre affølingsprincipper, f.eks. af induktiv eller optisk karakter. Ved anbringelsen af printpladen direkte på panelpladen vil de påkrævede sensorer, der altså ikke just behøver at være ordinære 'elektroder' eller 'flader', kunne anbringes med en meget høj grad af nøjagtighed og med velkontrollerede koblinger til omgivelserne.It should be mentioned that the invention will be equally advantageous, whether the effect of the units is based on capacitive changes or on other sensing principles, e.g. of inductive or optical nature. By placing the circuit board directly on the panel board, the required sensors, which do not necessarily have to be ordinary 'electrodes' or 'surfaces', can be placed with a very high degree of accuracy and with well controlled connections to the surroundings.

Printpladen kan endvidere være udført med afskærmningsfelter overalt, hvor dette ikke kompromitterer funktionsdueligheden af sensorudrustningen, hvorved sådanne skærmfelter på ønskværdig måde vil komme så tæt som muligt på panelpladen.Furthermore, the circuit board may be provided with shielding panels everywhere where this does not compromise the functionality of the sensor equipment, whereby such shielding panels will desirably come as close as possible to the panel plate.

Claims

1. Touch-sensitive control panel unit with a panel plate bearing on the front markings of operative touch areas, while sensors or electrodes are provided at the rear, which act as selective detectors for touching the selected areas via a connection to an associated electronic equipment on a circuit board; characterized in that said sensors or electrodes are arranged on the circuit board and that it is arranged in direct and fixed connection with the panel plate, preferably by being glued to it.

Panel unit according to claim 1, characterized in that the bonding takes place over the entire surface.

Panel unit according to claim 1, characterized in that the panel plate and thus also the printed circuit board are designed with a curved course.