[發明專利]在潮濕環境中使用的電容式觸摸傳感器總成

在審

• 申請號: 201310547847.7
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103809825A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: S·羅伊霍博
• 申請（專利權）人: 鄭振威
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張偉;王英

本申請要求享受2011年12月1日提交的、序列號No.61/565946、名稱為“Capacitive?Touch?Sensor?Assembly?For?Use?In?A?Wet?Environment”的美國臨時專利申請的權益。在此通過引用將序列號No.61/565946的申請的全部內容并入本文。

技術領域

本發明大體涉及用戶輸入控制器。更特別地，本發明涉及在惡劣和/或潮濕環境中使用的用戶輸入控制器。本發明特別地，但非窮盡地，有用于具有適合于在惡劣環境和/或潮濕環境中使用的電容式開關的用戶輸入控制器。

背景技術

迄今為止，在惡劣環境（諸如水池，溫泉浴場，桑拿浴，船只，工業設備等）中使用的傳統類型的開關包括所謂的薄膜開關。在惡劣環境下，這些薄膜開關隨著時間的推移通常易于老化，導致產品失效。替代的開關系統通常包括移動部分，這些移動部分隨著時間的推移容易發生故障，從而導致產品失效。另一方面，電子電容式傳感器耐用且可以代替機械開關和薄膜開關作為用戶輸入控制器使用。在使用中，電容式傳感器產生電場，并在電場中定義了作用區。然后當某種物體（諸如人的手指）進入作用區時，該電容式傳感器檢測到并切換狀態。電容式傳感器的例子包括觸摸屏技術和被實施為標準印刷電路板上的銅跡線的電容式傳感器。在使用中，操作者將他們的手指（其是導電的）置于電容式傳感器的作用區中，引起電容的改變，該改變由一控制電路感測。該控制電路隨后響應于所檢測的電容的改變來輸出特定的控制信號，該控制信號然后引起諸如泵或加熱器之類的裝置啟動或停止。

水池、溫泉浴場（有時稱作熱水浴缸）和桑拿浴都是可能應用用戶輸入控制器的潮濕環境的例子。用戶輸入控制器被應用于的其它潮濕環境包括海上環境，以及使用某些類型工業設備的環境。在熱水浴缸和桑拿浴的情況下，控制器經常被設置在使用熱水浴缸/桑拿浴的人能夠到的地方。例如，控制器/控制面板可能被安裝在形成于熱水浴缸的亞克力外殼中的切口中。在這種情形下，通過飛濺、冷凝和/或由用戶傳遞，例如，由濕的用戶的手傳遞，水可以很容易地進入電容式傳感器的作用區。

當在潮濕/惡劣環境中的用戶輸入控制器中使用電容式傳感器時，存在可能出現的至少兩個問題。首先，環境中的水會引起電容式傳感器記錄錯誤傳感器讀數（即改變狀態）。在導電的水（例如水珠）不經意地進入電容式傳感器的作用區時，會發生上述情況。為了克服與水進入作用區相關的問題，可以校準傳感器以讀取當真正按下按鍵時而變化的更精確范圍的電容。然后，到更精確范圍的電容的該校準，會產生第二個通常需要被解決的不希望的結果。更具體地說，一旦電容式傳感器被校準以避免由潮濕造成的誤報，則被高度校準的傳感器經常如此敏感，以至于某些人難以觸發開關。這是由于每個人具有不同的尺寸、形狀、電導率，并且最終具有不同的電容。不幸的是，某些人產生的電容將處于校準后的范圍之外。這些人無法觸發如此高度校準的傳感器。該現象在潮濕環境中會加重，因為當用戶是濕的時，測量的電容會被影響。

鑒于上述問題，本發明的目的是提供用于在可在潮濕和惡劣環境中使用的用戶輸入控制器中使用的電容式觸摸傳感器總成，而在水或其他污染物接觸該總成時不記錄錯誤讀數。此外本發明的另一個目的是提供電容式觸摸傳感器總成，該總成可以被校準以避免當水或其他污染物接觸總成時記錄錯誤讀數，同時允許所有的用戶操作該傳感器總成而不論用戶的尺寸、形狀、或電導率如何。本發明的另一個目的是提供在潮濕環境中使用的電容式觸摸傳感器總成及使用其的對應哪個方法，該總成及其使用方法易于使用，實施起來相對簡單，并且成本相對經濟。

發明內容

根據本發明，一種在潮濕環境中使用的控制器，例如用于水池或溫泉浴場的控制器，包括傳感器元件，該傳感器元件產生具有作用區的電場。針對該控制器，至少一個柔性層被定位為覆蓋所述傳感器元件并圍繞所述作用區。利用該配置，在所述柔性層和傳感器元件之間建立囊。所述囊轉而可包括可壓縮介質（諸如空氣）以允許在所述傳感器元件上的所述柔性層被用戶按下以打開或關閉裝置（諸如泵或加熱器）。