按键及医疗设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种按键及医疗设备，该按键包括，键帽、触发件和电路板，所述触发件用于触发设置在所述电路板上的焊盘，还包括：电极，所述电极与地之间形成电极对地电容；电容检测电路，与所述电极电气相连，检测由于按压按键引起的所述电极对地电容的变化。通过在机械式的按键结构中设置电极和电容检测芯片，通过检测电极对地电容的变化来判断按压操作是否为人为操作。这种设置方式，可以有效避免由于人为的无意轻微触碰或者其他物体掉落引起的误触碰，确保按键操作的稳定性和准确性。
【专利说明】
按键及医疗设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种具有识别人手功能的按键以及使用该按键的医疗设备。
【背景技术】
[0002]在许多电气设备中，通常需要配置不同的按键，通过按键来控制电路的接通和切断，以实现不同的操作功能。比如在医疗设备中对涉及到病人人身安全的运动控制、扫描控制等操作，这些操作包括但不限于控制病床的上下移动、进床以及退床、点亮激光灯、调节扫描孔径的光环境，开启扫描等，通常都需要采用机械式按键来完成上述操作。上述医疗设备是用来对患者进行疾病诊断或治疗的大型仪器，在对患者进行影像扫描或治疗之前，通常需要对患者进行摆位，并且需要综合考虑各种因素，以调整扫描或者治疗的系统参数，在此过程中，保证操作的准确性对于确保患者安全以及疾病诊断或治疗的准确性是非常重要的。如果由于操作者衣服刮蹭或其他物体掉落而引起按键的误触发，将会影像影像扫描或治疗的正常进行，同时也会给患者安全带来极大的隐患。
[0003]图la、lb为现有技术中的按键结构示意图，参考图la、lb所示，普通按键通常包括键帽1、支架2、弹性件3、电路板4，以及设置在电路板4上的焊盘(图中未示出)。在使用时，按压键帽I，键帽I和支架2在导向结构(图中未示出)的引导下向下运动，弹性件3发生形变，使得固定在弹性件3下方的触发件5与电路板4上的焊盘接触，电路接通。为了尽量减少其他物体(非操作者主动地触发)对按键的误触发带来的风险，目前，市场上的按键通常采用以下方式:
[0004]第一、通过对弹性件3的结构设计，来增加按键触发力，如果按键的弹性件3为硅胶弹臂结构，可以通过设置弹臂的厚度或者弹臂的倾斜角度来调整触发力;参考图1b所示，如果按键的触发件采用的是DOM弹片6，则还可以通过选择不同规格的DOM弹片来调整按键的触发力，从而保证轻微的误触碰或者比较轻的物体压到按键不会引起误触发。但是这种通过增加触发力来防止误触的方式，会导致按键手感降低，按键不够灵敏的缺陷。
[0005]第二、将按键设计成多层触发，比如在双刀单掷按键中，两组刀之间具备一定的行程差，只有在两组刀都触发之后才会触发相应的动作。但是采用这种触发方式导致按键的结构复杂。
[0006]第三、通过组合按键来触发相应操作，来减少按键误触发的几率。这种方式增加了操作的复杂性，不利于提升用户体验。
[0007]上述三种常规的处理方式都有其弊端，因此，如何有效防止按键的误触发，确保按键操作的稳定性和准确性及用户体验是亟需解决的问题。
【实用新型内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于医疗设备的按键，包括，键帽、触发件和电路板，所述触发件用于触发设置在所述电路板上的焊盘，还包括:
[0009]电极，具有与地之间形成电极对地电容；
[0010]电容检测电路，与所述电极电气相连，用于检测由于按压按键所引起的所述电极对地电容的变化。
[0011]可选的，所述电极设置在所述键帽和电路板之间。
[0012]可选的，所述电极设置在所述键帽面向所述电路板的一面，所述键帽由绝缘材料制成。
[0013]可选的，所述电极设置在所述电路板面向所述键帽的一面，且所述触发件在所述电路板上的投影落于所述电极之外。
[0014]可选的，所述电极埋设于所述键帽或电路板的内部。
[0015]可选的，所述按键还包括与所述键帽相连接的支架，以及与所述电路板相连接的弹性件，所述触发件设置在所述弹性件面向所述电路板的一面，其中，所述电极设置在所述支架或弹性件上。
[0016]可选的，所述电极埋设于所述支架或弹性件内部。
[0017]可选的，所述电容检测电路分别检测按键被按下前后的电极充放电时间以确定电极对地电容的变化。
[0018]本实用新型还提供一种医疗设备，包括控制器，以及如上所述的按键，所述控制器与所述按键电气相连，根据由于按压按键所引起的所述电极对地电容的变化对按压按键的操作进行识别。
[0019]本实用新型还提供另外一种医疗设备，包括控制器，比较器，以及如上所述的按键，所述比较器与所述按键电气相连，对所述电极对地电容的变化与预设的参考范围进行比对，所述控制器根据比对结果对按压按键的操作进行识别。
[0020]本实用新型提供的按键，在机械式的按键结构中设置电极和电容检测芯片，通过检测电极对地电容的变化来判断是否为目标动作。这种设置方式，可以有效避免由于人为的无意轻微触碰或者其他物体掉落引起的误触碰，确保按键操作的稳定性和准确。
[0021]本实用新型提供的医疗设备，通过采用上述按键结构，可以有效避免由于误触按键引起对医疗设备的误操作，而给患者带来损伤或者给疾病的诊断和治疗带来不必要的麻烦。【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。[0〇23]图la、图lb为现有技术中按键的结构不意图；
[0024]图2为本实用新型实施例一的按键的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例一的按键的电容检测示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例一的按键的电极充放电曲线图；
[0027]图5为本实用新型实施例二的按键的结构示意图；
[0028]图6为本实用新型实施例二的电极和焊盘分布示意图；
[0029]图7为实施例三的医疗设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]实施例一:
[0032]图2为本实用新型实施例一的按键的结构示意图，参考图2所示，本实施例公开的按键包括，键帽10，与所述键帽10固定连接的支架20，弹性件30，触发件(图中未示出)，以及电路板40，所述弹性件30与所述电路板40固定连接。在使用时，按压键帽10，键帽10和支架20在导向结构(图中未示出)的引导下向下运动，按压力传递至弹性件30，本实施例中，弹性件30为塑胶弹臂结构，触发件位于塑胶弹臂结构面向所述电路板40的一面上，塑胶弹臂结构在上述按压力的作用下发生形变，带动触发件触发电路板40上的焊盘，从而使得电路导通，这里的触发件可以是碳粒或金属粒。本实施例中，在按键结构中设置电极50和电容检测芯片60，电极50与地之间会形成一个等效电容，下文中，称为电极对地电容，当人手按压按键键帽时，会改变电极对地电容，通过检测这种电容变化，可以判断上述按压操作是否是人为操作。
[0033]继续参考图2所示，本实施例中，键帽10为塑料或硅胶材质，电极50设置在按键键帽10上，对于电极50与键帽10的固定方式不做特别的限定，所述电极50可以通过粘贴或者镶嵌的方式固定在所述键帽10面向所述电路板40的一面上，也可以埋设在键帽10的内部，所述电容检测芯片60与所述电极50通过电极导线70电气相连，用于检测电极对地电容的变化，电容检测芯片60固定在电路板40上避开焊盘的位置。
[0034]图3为本实用新型实施例一的按键的电容检测示意图，图4为本实用新型实施例一的按键的电极充放电曲线图，参考图3、图4所示，本实施例中，电极50为一金属片，该金属片与地之间形成一等效电容即金属片对地电容Cx，由于人体和地之间也会形成一个等效电容即人体对地电容，人手按压键帽之后就相当于在电极上并联了一个电容Cy，此时，金属片对地电容Cz = Cx+Cy。所述电容检测芯片60实时检测金属片对地电容的变化，当上述按压操作是由人为操作的，电容检测芯片60检测到电极对地电容增大。
[0035]所述电容检测芯片60通过GP1引脚61输出有一定时间间隔的脉冲信号，对电极50进行充放电，在对电极50进行充电的过程中，电级50的电压从O增大到VDD，放电过程中电极的电压从VDD减小到O，完成一次充放电，电容检测芯片60通过GP1引脚62通过检测电极一次充放电时间来检测电极对地电容。图中，实线为当无人对按键键帽1进行按压操作时电极50的充放电时间曲线，通过该曲线可知，电极50—次充放电时间为t Ι-tO ；虚线为有人对按键键帽10进行按压操作时电极50的充放电时间曲线，通过该曲线可知，当有人对按键键帽10进行按压操作时，电极对地电容增大，电极50的充放电时间为t2-t0，其中t2>tl，即当人手对按键键帽10进行按压操作时，电极50的充放电时间会变长。上述检测方式仅为一种示例，在本实用新型其他实施例中，也可以采用其他方式进行检测。
[0036]在实际应用中，除了人体以外，当其他导体按压按键时，也会给电极对地电容的分布造成影响，但是由于人体对地电容的分布与其他导体对地电容的分布并不相同，因此电容检测芯片60检测到的电极一次充放电的时间也是不同的，可以根据上述充放电时间来区分按压操作是人为操作还是其他导体触碰引起的误操作。[〇〇37]本实施例中，在按键键帽10和电路板上分别设置电极50和电容检测芯片60,通过该按键结构，可以判断按压操作是否由人为操作，从而有效地避免了由于误触而导致的风险。特别是在医疗设备中，为了进行对患者病灶区域进行成像或治疗，需要进行诸如控制病床移动、控制射线束发射等操作，这些操作都关系到患者的安全，采用该按键结构，可以有效保证患者的安全和疾病诊断、治疗的精确性。[〇〇38] 实施例二
[0039]图5为本实用新型实施例二的按键的结构示意图，图6为本实用新型实施例二的电极和焊盘分布示意图；参考图5、图6所示，本实施例的按键包括，键帽10、与所述键帽10固定连接的支架20,弹性件30,触发件(图中未示出)，以及电路板40,所述弹性件30与所述电路板40固定连接，电路板40上设置有焊盘80,当触发件在按压力的作用下随着弹性件30向靠近所述电路板40的方向移动时，触发件与电路板上的焊盘80接触，使得电路导通。本实施例的按键，还包括电极50及电极检测芯片60。本实施例与实施例一的区别在于，将所述电极50 和电极检测芯片60设置在电路板40上不影响焊盘80安装的位置。具体的，在电路板上40避开所述焊盘80的位置，设置有与所述电极50形状相匹配的凹槽。在其他实施例中，可以采用粘贴或镶嵌的方式将电极50固定在电路板40上，也可以将电极固化在电路板40内部，电极检测芯片60的固定方式与电极50的固定方式相似，此处不再赘述。
[0040]本实施例中，触发件在电路板40上的投影落于所述电极50之外，即保证触发件不会位于电极50的正上方，以免触发件对电极对地电容造成影响。同时，本实施例采用碳粒作为触发件，由于碳粒的介电常数比金属弹片的介电常数大，因此碳粒作为触发件，也可以有效减小触发件对电极对地电容的影响。
[0041]本实施例中，假设电极对地电容为Cx’，人体对地电容为Cy’，当人手接触按键，但并未按下按键时，相当于在电极上并连一个电容，此时电极对地电容为Czl;当人手接触并按压按键键帽时，相当于在电极上并联一个电容，此时电极对地电容为Cz2,由于电极50设置在电路板40上，因此在人手接触按键到按压按键过程中，人手和电极之间的距离越来越小，对电极对地电容的影响随上述距离的较小而变大，即Cz 2>Cz 1。因此本实施例中，将电极 50设置在电路板40上，通过电极检测芯片60检测电极对地电容的变化，除了可以判断所述按压操作是否由人为操作，还可以根据电级对地电容的变化量进一步区分人手轻触按键键帽和按压按键键帽之间的区别。本实施例的按键设置方式，可以有效避免由于人为的无意轻微触碰或者其他物体掉落引起的误触碰，确保按键操作的稳定性和准确性。[〇〇42]需要说明的是，在其他实施例中，电极50还可设置在按键的其他结构中，比如设置支架20面向所述键帽10的一面上、导向结构、弹性件30中，即处于人手接触的键帽10和电路板40之间的位置均可，其固定方式可以采用粘贴、镶嵌、埋设(即设置在支架、导向结构或弹性件内部)，只要不影响按键结构中已有部件的排布。另外本实施例中的按键结构，仅仅是一种示例，本领域技术人员可以理解，按键结构可以有很多不同的形式。[〇〇43] 实施例三
[0044]图7为本实用新型实施例三的医疗设备的结构示意图，参考图7所示，所述医疗设备100的壳体的前端面上，设置有若干上述按键102，用来实现对病床、激光灯等部件的控制。所述医疗设备还包括控制器104，分别与所述若干个按键102相连接，用于根据电极检测芯片的检测结果来判断所述按压操作是否为人为操作，当按压操作为人为操作时，通过控制器控制相关的部件执行具体操作。相反，如果电容没有变化，那么即使按键被按下，也会被判断为其他物体误触，不执行任何操作。
[0045]操作人员在进行按键操作的时候，可能出现下述情况:人手轻触按键键帽，但是并无按压按键执行某一具体操作的计划，此时，人手的轻触动作也会给电极对地电容的分布带来影响，另外，除人体以外的其他导体靠近、接触或按压按键时，也有可能会对电极对地电容的分布带来影响。因此为了对按键动作进行更精确的控制，在控制器104中预设参考范围，当电容检测芯片的检测结果处于该参考范围内时，才认为是人为按压操作，控制器控制相关的部件执行具体操作。当电容检测芯片的检测结果，处于该参考值范围之外，则认为不属于人为操作，不执行任何操作。上述参考范围可以是电极进行一次充放电的时间总和，所述参考范围的具体数值根据实验数据测得。
[0046]在其他实施例中，可以单独设置一个比较器，该比较器中预设参考范围，根据电极检测芯片的检测结果与参考范围的比对结果，来判断按压操作是否为人为操作，从而控制医疗设备的相关部件执行或不执行对应的操作。
[0047]本实施例提供的医疗设备，不仅可以区分人为按压操作和非人为按压操作，而且还可以区分人为接触和人为按压操作，从而有效避免由于人为的无意轻微触碰或者其他物体掉落引起的误触碰，确保按键操作的稳定性和准确性。
[0048]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种按键，包括，键帽、触发件和电路板，所述触发件用于触发设置在所述电路板上 的焊盘，其特征在于，还包括:电极，具有与地之间形成的电极对地电容；电容检测电路，与所述电极电气相连，用于检测由于按压按键所引起的所述电极对地 电容的变化。2.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述电极设置在所述键帽和电路板之间。3.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述电极设置在所述键帽面向所述电路板的 一面，所述键帽由绝缘材料制成。4.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述电极设置在所述电路板面向所述键帽的 一面，且所述触发件在所述电路板上的投影落于所述电极之外。5.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述电极埋设于所述键帽或电路板的内部。6.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述按键还包括与所述键帽相连接的支架， 以及与所述电路板相连接的弹性件，所述触发件设置在所述弹性件面向所述电路板的一 面，其中，所述电极设置在所述支架或弹性件上。7.如权利要求6所述的按键，其特征在于，所述电极埋设于所述支架或弹性件内部。8.如权利要求1所述的按键，其特征在于，所述电容检测电路分别检测按键被按下前后 的电极充放电时间以确定电极对地电容的变化。9.一种医疗设备，其特征在于，包括控制器，以及如权利要求1-8任一项所述的按键，所 述控制器与所述按键电气相连，根据由于按压按键所引起的所述电极对地电容的变化对按 压按键的操作进行识别。10.—种医疗设备，其特征在于，包括控制器，比较器，以及如权利要求1-8任一项所述 的按键，所述比较器与所述按键电气相连，对所述电极对地电容的变化与预设的参考范围 进行比对，所述控制器根据比对结果对按压按键的操作进行识别。
【文档编号】H01H13/02GK205622616SQ201620371253
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王明超
【申请人】上海联影医疗科技有限公司