CN111124168A - 一种金属触控模组、电子装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种金属触控模组、电子装置及其控制方法，所述金属触控模组包括：相对设置的背光模组和金属面板；位于背光模组和金属面板之间的传感器层；背光模组包括LED线路板和位于LED线路板朝向金属面板表面，且与LED线路板电性连接的多颗LED；金属面板包括多个按键区，每个按键区均包括多个贯穿金属面板的多个第一通孔，多个第一通孔组成按键图标；传感器层对应按键区设置有多个第二通孔，用于感应触摸，并在多颗LED被点亮时，多颗LED发射的光线通过多个第一通孔和第二通孔将按键图标照亮。本发明提供的金属触控模组具有夜视功能，即使在黑暗的环境中，也能够快捷方便的找到按键。

Description

一种金属触控模组、电子装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能安防技术领域，尤其涉及一种金属触控模组、电子装置及其控制方法。

背景技术

现有技术中涉及密码输入的电子装置中，通常设置的是实体按钮按键，按不同的按键，实现电子密码输入。为了提高用户体验，随着密码输入装置的发展，电子装置中的密码输入面板通常采用塑料或玻璃等透明材质形成，再在按键位置设置背光进行显示，从而能够点亮按键区，便于用户操作。

由于塑料或玻璃材质的密码输入面板的机械强度较差，使用寿命较短，为了提升密码输入面板的机械强度，电子装置陆续采用金属按键面板。

但金属材质不透光，故在按键区域表面进行喷涂、印刷或镭雕图文来指引用户使用。然而在环境较为黑暗的情况下，金属按键面板没有背光提供，不具有夜视功能，使得金属按键面板使用不便捷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属触控模组、电子装置及其控制方法，以解决现有技术中环境较为黑暗时，金属材质密码输入按键面板没有背光提供，不具有夜视功能，使用不便捷的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属触控模组，包括：

相对设置的背光模组和金属面板；

位于所述背光模组和所述金属面板之间的传感器层；

所述背光模组包括LED线路板和位于所述LED线路板朝向所述金属面板表面，且与所述LED线路板电性连接的多颗LED；

所述金属面板包括多个按键区，每个按键区均包括多个贯穿所述金属面板的多个第一通孔，多个所述第一通孔组成按键图标；

所述传感器层对应所述按键区设置有多个第二通孔，用于感应触摸，并在多颗所述LED被点亮时，多颗所述LED发射的光线通过多个所述第一通孔和所述第二通孔将所述按键图标照亮。

优选地，所述传感器层为压力传感器层。

优选地，压力传感器层与所述金属面板之间具有间隙，形成电容压力传感器。

优选地，所述压力传感器层为压阻材料层，紧贴所述金属面板表面，形成电阻压力传感器。

优选地，所述压阻材料层的材质为石墨烯。

优选地，所述第一通孔为圆形通孔，所述第一通孔的孔径为0.02mm-0.03mm，包括端点值。

优选地，所述第一通孔采用激光打孔工艺形成。

本发明还提供一种电子装置，包括上面任意一项所述的金属触控模组和控制器；

当所述控制器检测到所述金属触控模组被触摸，并且密码输入正确时解锁所述电子装置。

优选地，所述电子装置为电子门锁。

本发明还提供一种电子装置控制方法，所述电子装置控制单元包括触摸模块、控制器和LED，所述控制器分别连接所述触摸模块和所述LED，所述电子装置控制方法包括：

检测所述触摸模块是否被触摸；

若是，则控制所述LED点亮；

检测所述触摸模块的按键是否被按下，且按键的按下顺序为预设顺序；

若是，则控制电子装置解锁。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的金属触控模组，包括金属面板、位于金属面板下方的传感器层和背光模组，其中，传感器层用于实现按键功能，即感应触摸，并且设置有贯穿传感器层且与金属面板上的按键图标对应的第二通孔，背光模组包括线路板和LED，LED点亮后，出射的光线通过传感器层的第二通孔，再通过金属面板上的第一通孔，使得按键图标被点亮，从而使得金属触控模组具有夜视功能，即使在黑暗的环境中，也能够快捷方便的找到按键。

另一方面，本发明提供的金属触控模组采用传感器层感应触摸，无需对金属面板施加过大压力即可实现按键识别。相对于现有技术中采用喷涂、印刷或镭雕图案等方式，在长期大力按压后，掉色暴露密码按键的情况相比，本发明提供的金属触控模组，即使长时期使用，也不会暴露密码按键。

再一方面，由于本发明提供的金属触控模组，金属面板一体成型，仅在其上面设置多个贯穿金属面板的第一通孔形成按键图标即可，结构简单，制作工艺也相对简单。

本发明还提供一种电子装置，包括上面所述的金属触控模组，由于具有夜视功能，使得电子装置解锁更加便捷。

本发明还提供一种电子装置控制方法，用于实现电子装置的控制，根据金属触控模组是否被触摸，并依据预设的交互逻辑，对电子装置进行解锁控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种金属触控模组的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种金属触控模组的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电容压力传感器结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电阻压力传感器结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子门锁结构示意图；

图6为图5中沿AA’线的剖面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电子装置结构框图；

图8为本发明实施例提供的一种电子装置结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中金属面板在黑暗环境中，金属按键面板上没有提供背光，使得金属按键面板使用不便捷。

发明人发现，出现上述现象问题的原因是，金属材质面板本身不透光，无法在其背面设置背光源照亮金属材质面板上的按键区域。现有技术中通常采用喷涂、印刷或镭雕图文的方法，在金属面板表面形成按键图形，来指引用户使用，甚至有使用荧光粉以增加按键图形亮度的，但是，由于喷涂和印刷的图文存在掉色、褪色的问题；而增加荧光粉的按键面板，在黑暗或昏暗的环境下，还是会存在按键无法被看清楚的问题，而且采用荧光粉实现夜视功能，荧光粉长时间后老化，照亮按键区的效果越来越差，使得用户体验效果差。

基于此，本发明提供一种金属触控模组，包括：

相对设置的背光模组和金属面板；

位于所述背光模组和所述金属面板之间的传感器层；

所述背光模组包括LED线路板和位于所述LED线路板朝向所述金属面板表面，且与所述LED线路板电性连接的多颗LED；

所述金属面板包括多个按键区，每个按键区均包括多个贯穿所述金属面板的多个第一通孔，多个所述第一通孔组成按键图标；

所述传感器层对应所述按键区设置有多个第二通孔，用于感应触摸，并在多颗所述LED被点亮时，多颗所述LED发射的光线通过多个所述第一通孔和所述第二通孔将所述按键图标照亮。

由于金属触控面板上具有多个第一通孔，且第一通孔组成按键图标，能够用于标识不同的按键。金属触控模组还包括背光模组，背光模组中设置多个LED，LED点亮时，发射的光线能够通过第一通孔，从而使得按键图标具有一定亮度，从而使得金属按键面板具有背光功能。在黑暗的环境下，也具有较好的夜视功能，使得金属按键面板使用更加便捷。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1和图2所示，其中，图1为本发明实施例提供的一种金属触控模组的爆炸结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种金属触控模组的俯视结构示意图。

所述金属触控模组，包括：

相对设置的背光模组c和金属面板a；

位于所述背光模组c和所述金属面板a之间的传感器层b；

所述背光模组c包括LED线路板c1和位于所述LED线路板c1朝向所述金属面板a表面，且与所述LED线路板c1电性连接的多颗LEDc2；

所述金属面板a包括多个按键区a2，每个按键区a2均包括多个贯穿所述金属面板a的多个第一通孔a1，多个所述第一通孔a1组成按键图标；

所述传感器层b对应所述按键区a2设置有多个第二通孔b2，用于感应触摸，并在多颗所述LEDc2被点亮时，多颗所述LEDc2发射的光线通过多个所述第一通孔a1和所述第二通孔b2将所述按键图标照亮。

需要说明的是，本实施例中不限定按键图标的具体图案形状，可选的，按键图标可以是数字、符号或者图案；例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、#、@、&、$等。如图2中所示，本实施例中以数字和符号为例进行说明，金属触控模组的金属面板上的密码按键图标为0～9十个数字和两个符号*、#。在本发明的其他实施例中，按键图标还可以由其他图案组成，本发明中对此不做限定。

所述第一通孔a1在金属面板上的投影的形状可以是圆形、三角形、矩形或多边形，本实施例中对此不做限定。

本实施例中也不限定第一通孔a1的具体大小，为了使得第一通孔能够通过光，但是避免手指触摸时的汗渍或者水分进入到金属触控模组内部，对金属触控模组内部的组件造成腐蚀，本实施例中第一通孔a1的尺寸控制在0.03mm及以下。例如若第一通孔a1的形状为正方形，则正方形的边长控制在0.03mm及以下，若第一通孔a1在金属面板上的投影为圆形，则第一通孔a1的孔径控制在0.03mm及以下，只要第一通孔a1能够通过LED发出的光，而不通过水汽即可。

需要说明的是，第一通孔a1可以采用不同的工艺形成，本实施例中不限定第一通孔a1的具体形成工艺，为了保证第一通孔能够导光但不通过水分，避免水伸入或灰尘囤积等问题，可选的，第一通孔a1采用激光打孔工艺形成。为了方便金属面板能够被一定激光打孔形成第一通孔，金属面板的按键区a2采用较薄的铝板或不锈钢板形成，本实施例中可选的金属面板的厚度大致为0.15mm左右，而按键区a2之外的区域，可以采用较厚的金属面板，能够增强用户的按压手感、提高面板的使用寿命。

当第一通孔a1的尺寸越小时，制作工艺难度大大增加，因此，本实施例中可选的，第一通孔a1的尺寸控制在0.02mm以上，也即本实施例中第一通孔a1的尺寸范围为0.02mm-0.03mm，包括端点值。若第一通孔为圆形孔，则对应的孔径的范围为0.02mm-0.03mm，包括端点值。

由于第一通孔a1的尺寸较小，为了保证通过第一通孔后的光亮能够照亮按键图标，本实施例中可选的，多颗LED采用准直性较强的激光LED。由于激光LED准直性较强，发出的光具有一定的方向性，从而使得LED发出的光能够尽量多的照射到金属面板上的按键区内，而减少侧面出光，进而保证了按键图标位置的第一通孔a1的光通过量，便于用户识别按键区域。

需要说明的是，本实施例中不限定LED的具体材质和颜色，所述LED的颜色可以是统一的单一颜色，即多颗LED的颜色相同，均为某一种颜色，如红色、绿色、黄色或蓝色；或者所述LED的颜色可以包括多种，如某些LED的颜色是相同的，某些LED的颜色是另外一种颜色，而且，本实施例中不限定多种LED颗粒的排布方式，不同颜色的LED可以交替重复排列形成LED矩阵，为金属面板提供背光。多颗LED中颜色相同的LED还可以排布为对应的按键区中按键图标的形状，以便于按键图标与其他区域的LED灯光显示不同的颜色。

本实施例中金属触控模组的按键触控原理为：当手指触摸到每个按键区时，对应按键区的传感器层检测到手指触摸的信号，从而控制该按键对应的数字或符号被输入。

本实施例中不限定传感器层的具体结构，所述传感器层可以是压力传感器层也可以是光电传感器层。本实施例中可选的，传感器层b为压力传感器层。所述压力传感器层可以是电容压力传感器也可以是电阻压力传感器，其原理均为将触摸产生的压力转变为电信号，以便电路进行检测，从而识别按键被触摸。

具体地，压力传感器层b设置时，与金属面板a之间设置有空隙，从而使得压力传感器层b与金属面板a之间形成平板电容，通过电容变化量实现触摸检测。而当压力传感器层b采用压阻材料形成时，将压阻材料紧贴在金属面板的表面，形成电阻压力传感器，本实施例中不限定压阻材料的具体材质，只要能够在压力作用下，产生变形，进而导致电阻发生变化的材质均可以，在本发明的一个实施例中，所述压阻材料为石墨烯。

请参见图3，为本发明实施例提供的一种电容压力传感器结构，所述电容压力传感器结构由具有一定间距的金属面板a和传感器层b形成，两者形成电容模型。电容C＝εS/4πkd；每个按键区就形成一个电容模型，传感器层b和金属面板a分别作为电容的两个极板。传感器层b与金属面板a中间需留出一定的空隙，可通过将金属面板a对应的按键区域掏薄，根据金属面板的硬度而不同，一般在0.1mm-0.2mm之间。金属面板对应的按键区有0.4mm-0.5mm即可。按压金属面板按键部分时，按压区域发生形变，导致与传感器层与金属面板之间的距离d发生变化，电容模型的电容C发生变化，当电容压力传感器驱动IC检测到C的变化量达到设定的数值，则认为按键有效。

请参见图4，为本发明实施例提供的一种电阻压力传感器结构示意图；本实施例中电阻传感器主要是用压阻材料制成，如石墨烯材料。传感器层b与金属面板a之间不能存在空隙，需将压阻材料形成的传感器层b紧贴在金属面板a的底面。每个按键需要一个传感器。按压金属面板a表面时，金属面板a发生轻微形变，将压力传递至传感器层b，传感器层b的电阻阻值发生变化。当电阻压力传感器驱动IC检测到达到设定的数值时，则认为按键有效。

本实施例中提供的金属触控模组，包括金属面板、位于金属面板下方的传感器层和背光模组，其中，传感器层用于实现按键功能，即感应触摸，并且设置有贯穿传感器层且与金属面板上的按键图标对应的第二通孔，背光模组包括线路板和LED，LED点亮后，发射的光线通过传感器层的第二通孔，再通过金属面板上的第一通孔，使得按键图标被点亮，从而使得金属触控模组具有夜视功能，即使在黑暗的环境中，也能够快捷方便的找到按键。

另一方面，本发明提供的金属触控模组采用传感器层感应触摸，无需对金属面板施加过大压力即可实现按键识别。相对于现有技术中采用喷涂、印刷或镭雕图案等方式，在长期大力按压后，掉色暴露密码按键的情况相比，本发明提供的金属触控模组，即使长时期使用，也不会暴露密码按键。

再一方面，由于本发明提供的金属触控模组，金属面板一体成型，仅在其上面设置多个贯穿金属面板的第一通孔形成按键图标即可，结构简单，制作工艺也相对简单。

本发明实施例还提供一种电子装置，包括上面实施例中所述的金属触控模组和控制器；当所述控制器检测到所述金属触控模组被触摸，并且密码输入正确时解锁所述电子装置。

本实施例中不限定电子装置的具体形式，所述电子装置可以是电子门锁或保险柜开关等电子装置，本实施例中以电子门锁为例进行说明，所述电子门锁如图5所示，为本发明实施例提供的电子门锁结构示意图；电子门锁100包括金属触控模组110和门把手120。

其中，请参见图6，为图5所示结构中沿AA’线的金属触控模组110的剖面结构示意图，金属触控模组110由上到下依次包括：金属面板1、传感器层2和背光模组3。

本发明实施例中电子门锁的密码输入区设计为金属触控模组，其具有夜视功能，从而能够在黑暗环境下，触摸点亮金属面板区，显示不同的按键图案，进而使得用户方便进行密码输入。

本实施例中电子装置可以参见图7，如图7所示，电子装置还包括控制器(MCU)102，所述控制器102分别连接触摸模块101和LED103，其中，触摸模块101为本发明实施例中金属触控模组的金属面板；LED103为本发明实施例中金属触控模组的背光模组3。通过触摸本实施例中所述的触摸模块101，也即金属触控模组，其中的传感器层2感应到是否有触摸，然后将感应信号发送至控制器102，控制器102再根据感应信号点亮LED3，实现照明。具体结构示意图请参见图8。

需要说明的是，本实施例中不限定背光模组中LED灯的点亮控制方式，可选的，每个按键区的LED灯能够单独被点亮，也可以统一被点亮；当LED灯统一控制被点亮时，可以设置辅助设备，例如声音提示设备，当用户按某个键后，提示“滴”音，以便于用户判断出是否已经按过按键。当LED灯被单独点亮控制时，可以通过控制被按按键的LED对应的亮度，以按键LED灯的闪烁或亮度变化提示用户该按键已经被按过。

对应地，本发明实施例中提供一种电子装置控制方法，用于实现电子装置的控制，所述电子装置为上面所述的包括触摸模块、控制器和LED的电子装置，其中，所述电子装置控制方法包括：检测所述触摸模块是否被触摸；若是，则控制所述LED点亮；检测所述触摸模块的按键是否被按下，且按键的按下顺序为预设顺序；若是，则控制电子装置解锁。

请继续参见图7所示，控制器MCU102检测到触摸模块101中的第一个按键被按下，或者检测到电子装置的其他人机交互被触发，控制器MCU根据预先设定的交互逻辑控制LED点亮，从而触发夜视功能，便于用户按键，当按键顺序为正确的密码时，则控制电子装置解锁。

需要说明的是，通常情况下，智能电子门锁为电池供电产品，背光常亮将非常耗电，而且也会造成光污染，因此通常情况下，电子门锁的背光处于未被点亮的状态，金属面板上的字符属于隐藏式，密码按键区域随意触碰都能让背光点亮。点亮后才能清晰看出按键字符，因此，当用户走到门前，需要进行密码输入时，通过触摸金属触控模组的金属面板上的任意按键，触摸模块101感应到触摸，将电信号传递给控制器102，控制器102控制LED103统一点亮；然后，用户按不同的按键实现密码输入，触摸模块101检测用户按压的不同按键，并发出提示音或控制LED103的亮度显示，提示用户是否已经按过某键，从而完成密码输入。

本实施例中不限定具体哪种控制方式实现，其中，统一控制LED灯的点亮，控制电路更加简单，能够用一个I/O控制所有的LED；而单独控制LED灯的点亮，可以节省其他辅助提示结构，并能够直观体现具体是按到了哪个按键。

需要说明的是，本实施例中不限定电子装置的具体结构，本发明中电子装置还可以是ATM机、自助办理业务的终端等终端设备，也可以是烤箱、冰箱等家用装置。

本发明实施例提供的电子装置，采用了上面实施例中所述的金属触控模组，能够实现密码按键输入；由于提供了背光显示，并具有提示用户的效果，尤其在昏暗或黑暗环境下，清晰显示出按键区域，方便用户对按键进行识别；另外，本实施例中提供的电子装置的按键面板为金属面板，相对于现有技术中的塑料或玻璃面板，具有更强的机械强度，保证了产品的机械强度，其使用寿命更长。而且由于电子装置的金属面板为一体成型的结构，有助于实现电子装置的防水。

另外，现有技术中采用喷涂、丝印或镭雕按键图形的方式，在长期使用后，存在掉色的风险，经常触摸密码，掉色后，容易被外界知晓密码按键的数字。而且夜晚或环境光线较暗的情况下，用户无法正确识别按键区各个按键的具体位置，造成密码输入错误，用户体验较差。本发明中金属面板上的按键图标由激光打孔形成多个第一通孔组成，并通过背光模组进行照亮实现按键图标的显示，不会存在掉色泄露密码的风险，而且，具有夜视功能，在黑暗环境中同样适用。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种金属触控模组，其特征在于，包括：

相对设置的背光模组和金属面板；

位于所述背光模组和所述金属面板之间的传感器层；

所述背光模组包括LED线路板和位于所述LED线路板朝向所述金属面板表面，且与所述LED线路板电性连接的多颗LED；

所述金属面板包括多个按键区，每个按键区均包括多个贯穿所述金属面板的多个第一通孔，多个所述第一通孔组成按键图标；

所述传感器层对应所述按键区设置有多个第二通孔，用于感应触摸，并在多颗所述LED被点亮时，多颗所述LED发射的光线通过多个所述第一通孔和所述第二通孔将所述按键图标照亮。

2.根据权利要求1所述的金属触控模组，其特征在在于，所述传感器层为压力传感器层。

3.根据权利要求2所述的金属触控模组，其特征在在于，压力传感器层与所述金属面板之间具有间隙，形成电容压力传感器。

4.根据权利要求2所述的金属触控模组，其特征在于，所述压力传感器层为压阻材料层，紧贴所述金属面板表面，形成电阻压力传感器。

5.根据权利要求4所述的金属触控模组，其特征在于，所述压阻材料层的材质为石墨烯。

6.根据权利要求1所述的金属触控模组，其特征在于，所述第一通孔为圆形通孔，所述第一通孔的孔径为0.02mm-0.03mm，包括端点值。

7.根据权利要求6所述的金属触控模组，其特征在于，所述第一通孔采用激光打孔工艺形成。

8.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的金属触控模组和控制器；

当所述控制器检测到所述金属触控模组被触摸，并且密码输入正确时解锁所述电子装置。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置为电子门锁。

10.一种电子装置控制方法，其特征在于，所述电子装置控制单元包括触摸模块、控制器和LED，所述控制器分别连接所述触摸模块和所述LED，所述电子装置控制方法包括：

检测所述触摸模块是否被触摸；

若是，则控制所述LED点亮；

检测所述触摸模块的按键是否被按下，且按键的按下顺序为预设顺序；

若是，则控制电子装置解锁。

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