旋钮的制作方法

本发明涉及旋转感应装置领域，具体涉及一种旋钮。

背景技术：

旋钮在我们的生活中到处存在，例如，在汽车，风扇等装置上，都包括用于调节功能或档位的旋钮，通过旋动旋钮，能够实现对相应功能或档位的快捷变换、调节。

为通过旋钮实现更多功能的变换，期望将触摸感应功能与旋钮相结合。现有技术中，为了将触摸感应功能与旋钮结合，需要将旋钮设置在触控显示面板上，以利用触控显示面板的触摸感应功能，这样的触摸感应功能与旋钮结合的方式较为复杂。

技术实现要素：

本发明提供一种旋钮，以更精简结构将触摸感应功能集成于旋钮。

本发明实施例提供一种旋钮，包括固定柱、基板、第一触摸感应组件、导电壳体以及控制器。基板设置在固定柱沿固定柱轴向的一端，基板包括背离固定柱的第一表面和朝向固定柱的第二表面，其中基板具有位于自身中心的中心区域以及围绕中心区域设置的边缘区域。第一触摸感应组件设置于基板的边缘区域，第一触摸感应装置包括贴附于基板的多个触控电极，多个触控电极环绕中心区域排列，多个触控电极被配置为具有多个电容器。导电壳体套设于固定柱的外周侧，并且位于基板的第二表面所在侧，导电壳体包括与多个触控电极间隔设置的传导部，导电壳体能够相对固定柱绕平行于固定柱轴向的轴转动，使得传导部与多个电容器中的一个选择性耦合。第一触摸感应组件与控制器电连接，控制器能够接收传导部与电容器耦合产生的触摸信息。

根据本发明实施例的旋钮，基板设在固定柱一端，基板上设有包含多个电容器的第一触摸感应装置。当手指触碰旋钮的导电壳体时，导电壳体与手指导通，导电壳体包括与多个触控电极间隔设置的传导部，其中传导部与设置在基板上的其中一个电容器耦合，通过导电壳体和传导部的传导，相当于手指与其中一个电容器耦合，从而改变该电容器的电容，使得第一触摸感应组件能够产生相应地触摸信息。当旋动旋钮时，通过导电壳体和传导部的传导，使得手指间接与多个电容器中的一个选择性耦合，即手指间接与一个电容器耦合，并且通过旋转旋钮可以使得与手指耦合的电容器发生变更，使得控制器能够根据旋钮的转动接收不同的触摸信息，便于应用于功能和档位的调节中。本发明实施例自身带有触摸感应组件，以更精简的结构将触摸感应功能集成于旋钮，并且不再依赖外界触控显示面板的触摸感应功能，从而更方便独立应用于多种不具有触控显示面板的装置中。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。

图1是根据本发明一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图2是根据本发明一种实施例提供的旋钮的截面示意图；

图3是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图4是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的截面示意图；

图5是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图6是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的截面示意图；

图7是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图8是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图9是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图10是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的截面示意图；

图11是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图；

图12是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的截面示意图；

图13是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

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。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1、图2分别是根据本发明一种实施例提供的旋钮的俯视示意图、截面示意图，其中图1中的a-a线示出图2截面示意图的截取位置。旋钮100包括固定柱110、基板120、第一触摸感应组件130、导电壳体140以及控制器180。控制器180可以是驱动芯片，或者是带有触摸感应驱动功能的柔性电路板(flexibleprintedcircuit，fpc)。

固定柱110可以是圆柱状或空心圆柱状结构，其中固定柱110为绝缘件。在一些实施例中，基板120为电路板，例如是fpc，此时控制器180可以是集成在基板120上的驱动芯片。在一些实施例中，基板120为绝缘板，此时控制器180可以是与基板120的预设区域绑定连接的fpc。在一些实施例中，基板120可以是透光材料制成，例如是玻璃、聚酰亚胺(polyimide，pi)等制成。

基板120设置在固定柱110沿固定柱110轴向z的一端，例如本实施例中，基板120设置在固定柱的顶端。基板120包括背离固定柱110的第一表面s1和朝向固定柱110的第二表面s2，其中基板120具有位于自身中心的中心区域ca以及围绕中心区域ca设置的边缘区域ba。在本实施例中，基板120大致呈圆形结构，中心区域ca为圆形区域，边缘区域ba为圆环状区域。

第一触摸感应组件130设置于基板120的边缘区域ba。第一触摸感应装置可以包括贴附于基板120的多个触控电极131，多个触控电极131环绕中心区域ca排列，多个触控电极131被配置为具有多个电容器。在一些实施例中，多个触控电极131环绕中心区域ca的整个周边设置，在意另外一些实施例中，多个触控电极131环绕中心区域ca的部分周边设置，即半围绕中心区域ca设置。

导电壳体140套设于固定柱110的外周侧，并且位于基板120的第二表面s2所在侧。导电壳体140包括与多个触控电极131间隔设置的传导部141，传导部141为导电结构。在一些实施例中，传导部141呈平行于基板100的片状结构。导电壳体140能够相对固定柱110绕平行于固定柱110轴向z的轴转动，使得传导部141与多个电容器中的一个选择性耦合。即，传导部141与一个电容器耦合，并且通过旋转，可以使与传导部耦合的电容器变更为下一个电容器。

本实施例中，控制器180可以是驱动芯片，控制器180可以设置于基板120的边缘区域ba，第一触摸感应组件130与控制器180电连接，控制器180能够接收传导部141与电容器耦合产生的触摸信息。在一些实施例中，每个触控电极131通过一条触控信号线与控制器180电连接。

根据本发明实施例的旋钮100，基板120设在固定柱110一端，基板120上设有包含多个电容器的第一触摸感应装置。当手指触碰旋钮100的导电壳体140时，导电壳体140与手指导通，导电壳体140包括与多个触控电极131间隔设置的传导部141，其中传导部141与设置在基板120上的其中一个电容器耦合，通过导电壳体140和传导部141的传导，相当于手指与其中一个电容器耦合，从而改变该电容器的电容，使得第一触摸感应组件130以及旋钮100能够产生相应的触摸信息。当旋动旋钮100时，通过导电壳体140和传导部141的传导，使得手指间接与多个电容器中的一个选择性耦合，即手指间接与一个电容器耦合，并且通过旋转旋钮100可以使得与手指耦合的电容器发生变更，使得控制器180能够根据旋钮100的转动接收不同的触摸信息，实现触摸位置的识别，便于应用于功能和档位的调节中。本发明实施例自身带有触摸感应组件，以更精简的结构将触摸感应功能集成于旋钮，并且不再依赖外界触控显示面板的触摸感应功能，从而更方便独立应用于多种不具有触控显示面板的装置中。

图3、图4分别是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图、截面示意图，其中图3中的b-b线示出图4截面示意图的截取位置。在一些实施例中，控制器180可以是与基板120的预设区域绑定连接的fpc，该fpc可以带有触摸感应驱动功能。例如，基板120包括设置于边缘区域ba的绑定区，触控电极131通过触控信号线与绑定区的绑定端子电连接，fpc与绑定区的绑定端子绑定连接。在一些实施例中，固定柱110内部具有能够容纳至少部分fpc的通道111，通道111可以沿固定柱110的轴向z延伸，并与固定柱110的外周面通过预设开口111a连通，该预设开口111a可以朝向基板120的绑定区设置，以便于fpc经由预设开口111a伸入通道111。

根据上述实施例的旋钮，通过在固定柱110内设置通道111，便于将带有触摸感应驱动功能的fpc容纳于固定柱110内，以对其进行保护。此外，fpc能够经由通道111延伸至固定柱110的底部，便于fpc与旋钮100外部的其它电路结构电连接。

在本实施例中，触控电极131位于基板120的第二表面s2，控制器180为fpc时，fpc可以绑定连接于基板120的第二表面s2，使得触控电极131与fpc在基板120的第二表面s2电连接。

在一些实施例中，旋钮100包括套设于固定柱110外周的套筒150，导电壳体140套设于套筒150的外周。其中，套筒150为绝缘件，套筒150能够相对固定柱110绕平行于固定柱110轴向z的轴转动，导电壳体140可以与套筒150固定连接，使得套筒150转动时，能够带动导电壳体140转动。

旋钮100可以被配置为具有多个档位，其中多个电容器与多个档位一一对应设置。例如，第一触摸感应组件130的多个触控电极131被配置为具有10个电容器，此时旋钮100可以配置为具有10个档位，每个档位与对应一个电容器对应。在一些实施例中，传导部141在基板120上的正投影能够覆盖一个电容器对应的触控电极131在基板120上的正投影，使得传导部141能够与每个档位对应的一个触控电极131完全耦合，保证第一触摸感应组件130对电容变化信息的准确识别，提高旋转感应的灵敏性。

在本实施例中，第一触摸感应组件130例如是自电容结构，即每个触控电极131与地之间形成一个电容器。在其它一些实施例中，第一触摸感应组件130可以是互电容结构。

请继续参考图2，在一些实施例中，至少部分触控电极131贴附于基板120的第二表面s2。其中，传导部141与贴附于基板120的第二表面s2的触控电极131在垂直于基板120方向上的间距d1为0.5毫米至5毫米，保证传导部141与触控电极131之间耦合的稳定性，避免距离过大导致的感应不良。在一个示例中，传导部141与贴附于基板120的第二表面s2的触控电极131在垂直于基板120方向上的间距d1为1毫米。

图5、图6分别是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图、截面示意图，其中图5中的c-c线示出图5截面示意图的截取位置。在一些实施例中，第一触摸感应组件130是互电容结构，其中，多个触控电极131包括第一驱动电极tx1和多个第一感应电极rx1。第一驱动电极tx1位于基板120的第一表面s1，多个第一感应电极rx1位于基板120的第二表面s2。

多个第一感应电极rx1位于基板120的第二表面s2，传导部141在基板120的第二表面s2侧更容易与第一触摸感应组件130中的电容器耦合，提高传导部141与电容器之间耦合的稳定性。并且，由于第一触摸感应组件130是互电容结构，基板120的第一表面s1侧的手指触摸不会与第一触摸感应组件130的电容器之间产生明显的耦合，使得从基板120的第一表面s1侧的触摸操作不会对第一触摸感应组件130的电容器产生影响，从而提高第一触摸感应组件130的抗干扰性能，进而提高第一触摸感应组件130的触摸信息的准确性。

当基板120的厚度较薄时，第一触摸感应组件130优选为互电容结构，使得第一触摸感应组件130在基板120较薄时也具有较强的抗干扰性能。当基板120的厚度较厚时，第一触摸感应组件130可以是互电容结构，也可以是自电容结构，当采用自电容结构时，第一触摸感应组件130的触控电极131仅需要形成于基板120的一侧表面，无需在两个表面形成电极结构，从而节省工艺制程，提高第一触摸感应组件130的制作效率。同时，基板120厚度较厚时，基板120另一侧表面的手指触摸不会与触控电极131之间产生明显的耦合，从而保证第一触摸感应组件130的工作不受到干扰。

图7是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图。第一驱动电极tx1在基板120上的正投影覆盖多个第一感应电极rx1在基板120上的正投影，每个第一感应电极rx1与第一驱动电极tx1之间配置为一个电容器。本实施例中，第一驱动电极tx1的数量为一个，该第一驱动电极tx1在基板120上的正投影同时覆盖多个第一感应电极rx1在基板120上的正投影。第一驱动电极tx1、第一感应电极rx1需要通过触控信号线与控制器180电连接，由于本实施例中第一驱动电极tx1数量为一个，从而仅需要一条触控信号线与控制器180电连接，在基板120面积有限的情况下，能够简化基板120上布线结构，避免触控信号线数量过多产生串扰。

如前所述，控制器180可以是与基板120的预设区域绑定连接的fpc。当控制器180为fpc，且基板120上设有互电容结构时，fpc可以采用双面绑定的方式，即fpc同时与基板120的第一表面s1、第二表面s2绑定连接。此时，第一表面s1的第一驱动电极tx1可以通过延伸于第一表面s1的触控信号线与fpc电连接，第二表面s2的第一感应电极rx1通过延伸于第二表面s2的触控信号线与fpc电连接，以实现互电容结构的第一触摸感应组件130与控制器180的电连接。

可选地，当第一触摸感应组件130为互电容结构时，即基板120的第一表面s1、第二表面s2均设有触控电极结构时，旋钮还可以包括覆盖基板120的盖板，盖板设置于基板120背离固定柱110的一侧，以对基板120表面的第一触摸感应组件130提供保护。

第一驱动电极tx1的数量可以不限于是一个，图8是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图。在一些实施例中，第一驱动电极tx1的数量为多个，多个第一驱动电极tx1环绕中心区域ca排列。其中每个第一驱动电极tx1在基板120上的正投影覆盖至少一个第一感应电极rx1在基板120上的正投影。在本实施例中，每个第一驱动电极tx1在基板120上的正投影覆盖两到三个第一感应电极rx1在基板120上的正投影，在其它一些实施例中，第一驱动电极tx1的数量可以与第一感应电极rx1的数量相等，从而一一对应设置。根据上述实施例的旋钮，第一驱动电极tx1的数量为多个，使得控制器180能够同时对多个第一感应电极rx1进行感测，而非对第一感应电极rx1逐一感测，能够提高第一触摸感应组件130的触摸感测效率，进而提高第一触摸感应组件130的触摸感测精度。

在上述实施例中，每个第一感应电极rx1与第一驱动电极tx1之间配置为一个电容器。当旋转旋钮100使得传导部141与其中一个第一感应电极rx1对应的电容器耦合时，相当于手指与该电容器耦合，从而改变该电容器的电容，使得控制器180能够获知触摸信息，使得旋钮100选择为对应的功能或档位。

图9、图10分别是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图、截面示意图，其中图9中的d-d线示出图10截面示意图的截取位置。在一些实施例中，旋钮100还包括显示面板160。显示面板160设置于基板120的第一表面s1所在侧或第二表面s2所在侧。例如本实施例中，显示面板160设置于基板120的第二表面s2所在侧，使得基板100兼做显示面板160的保护层(盖板)，为显示面板160提供保护，使得旋钮100无需为显示面板160设置额外的保护层，降低旋钮100的厚度。显示面板160的显示面在基板120上的正投影位于中心区域ca，显示面板160的显示面背离固定柱110设置。基板120可以是透光材料制成，例如是玻璃、聚酰亚胺(polyimide，pi)等制成，使得基板120允许显示面板160的出射光穿过。控制器180和显示面板160可以通过现有的任意方式与旋钮外部的电源和/或主控制器电连接，在一个示例中，固定柱110内部具有能够容纳至少部分fpc的通道，控制器180和显示面板160通过穿设于通道内的fpc与外部电源和/或主控制器电连接。

根据上述实施例的旋钮100，旋钮100能够通过传导件141与位于基板100边缘区域ba的多个触控电极131选择性耦合，实现旋钮100的旋转感应功能。旋钮100在基板100的中心区域ca设有显示面板160，从而可以显示画面，使得旋钮100将旋转感应功能和显示功能集成于一体，提高旋钮100的功能集成性、多样性和紧凑性。

在一些实施例中，显示面板160为触控显示面板，使得旋钮100在基板100的中心区域ca也具有触控功能，从而在旋钮100上同时集成旋转感应、显示以及触控的功能，进一步提高旋钮100功能的多样性，提高旋钮操作的便利性。

图11、图12分别是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图、截面示意图，其中图11中的e-e线示出图12截面示意图的截取位置。显示面板160也可以不是触控显示面板。显示面板160设置于固定柱110与基板120之间，显示面板160的显示面朝向基板120设置，使得旋钮100在基板120的中心区域ca可以显示。

在一些实施例中，旋钮100还包括第二触摸感应组件170。第二触摸感应组件170设置于基板120的中心区域ca，使得旋钮100在基板120的中心区域ca具有触控功能，该第二触摸感应组件170例如是用于实现对显示面板160的触控操作。在一些实施例中，第二触摸感应组件170包括第二感应电极rx2以及第二驱动电极tx2，其中第二感应电极rx2位于基板120的第一表面s1，第二驱动电极tx2位于基板120的第二表面s2。

在上述实施例的旋钮100中，基板100的第一表面s1设有第一驱动电极tx1、第二感应电极rx2，使得第一驱动电极tx1、第二感应电极rx2能够在同一图案化工艺中同时形成，基板100的第二表面s2设有第二驱动电极tx2、第一感应电极rx1，使得第二驱动电极tx2、第一感应电极rx1能够在同一图案化工艺中同时形成。因此，第一触摸感应组件130、第二触摸感应组件170能够同时形成，提高旋钮100的生产效率。

控制器180、显示面板160以及第二触摸感应组件170可以通过现有的任意方式与旋钮外部的电源和/或主控制器电连接，在一个示例中，固定柱110内部具有能够容纳至少部分fpc的通道，控制器180、显示面板160以及第二触摸感应组件170分别对应连接有各自的fpc，各fpc通过穿设于通道内的fpc与外部电源和/或主控制器电连接。在又一个示例中，固定柱110内部具有能够容纳至少部分fpc的通道，第二触摸感应组件170通过fpc与显示面板160的fpc电连接，形成fpc组件，控制器180以及该fpc组件分别经由穿设于通道内的fpc与外部电源和/或主控制器电连接。

图13是根据本发明又一种实施例提供的旋钮的俯视示意图。在一些实施例中，第一触摸感应组件130与控制器180电连接，显示面板160也与控制器180电连接。该控制器180可以设置于基板120的第二表面s2。控制器180可以包括至少一个驱动芯片。在其它实施例中，控制器180也可以是带有触摸感应驱动功能的fpc。在一些实施例中，每个触控电极131通过一条触控信号线与控制器180电连接。

在一些实施例中，控制器180能够用于触摸感应组件的驱动，也可以用于显示面板的驱动，第一触摸感应组件130与显示面板160均连接至该驱动芯片180，以实现对第一触摸感应组件130的触摸信息的获取以及对显示面板160的显示驱动。

旋钮100可以安装于诸如空调、风扇、汽车等预设装置上，以用于调节功能或档位。在一些实施例中，该预设装置包括主板，旋钮100的控制器180可以与预设装置的主板电连接。在一个示例中，传导部141与电容器耦合产生的触摸信息，该触摸信息经由控制器180发送至主板，主板可以根据触摸信息产生用于控制显示面板160显示的控制信息。

在一些实施例中，控制器180被配置为：能够根据传导部141与电容器耦合时产生的触摸信息，产生用于驱动显示面板160显示的显示信息。例如，在初始状态下，显示面板160显示包含第一功能的信息，当旋动旋钮100时，传导部141与对应于第二功能的电容器耦合，此时第一触摸感应组件130产生新的触摸信息并发送至控制器180，控制器180获知传导部141切换为与对应于第二功能的电容器耦合，从而产生包含第二功能的显示信息，控制器180将该显示信息发送至显示面板160，从而控制显示面板显示包含第二功能的信息。根据上述实施例的旋钮100，旋钮100的显示面板160可以显示与旋钮的旋转感应所调节的功能或档位的信息，实现旋钮的旋转操作与自身可显示内容的联动，使得旋钮100旋转操作可视化，提高旋转操作调节的精准性。

在一些实施例中，旋钮100被配置为具有多个档位，其中多个电容器与多个档位一一对应设置。控制器180被配置为：能够根据传导部141与电容器耦合时产生的触摸信息，控制显示面板160显示相应的档位信息。具体地，当旋转旋钮100的导电壳体140使得传导部141与某个电容器耦合时，第一触摸感应组件130将触摸信息传输至控制器180，控制器180根据该触摸信息产生用于驱动显示面板160显示的显示信息，其中该显示信息包含显示档位处于与该电容器对应档位的信息，显示面板160根据该显示信息，显示档位处于该电容器对应档位的画面，使得旋钮100的档位调节操作可视化，提高利用旋钮100进行档位调节的精准性。

需要说明的是，根据本发明实施例的旋钮，其不限于是控制显示面板160显示内容，在其它一些实施例中，也可以是用于控制诸如空调、风扇、雨刷等各种装置的功能或档位。

依照本发明如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。