[发明专利]在潮湿环境中使用的电容式触摸传感器总成

说明书

本申请要求享受2011年12月1日提交的、序列号No.61/565946、名称为“Capacitive Touch Sensor Assembly For Use In A Wet Environment”的美国临时专利申请的权益。在此通过引用将序列号No.61/565946的申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明大体涉及用户输入控制器。更特别地，本发明涉及在恶劣和/或潮湿环境中使用的用户输入控制器。本发明特别地，但非穷尽地，有用于具有适合于在恶劣环境和/或潮湿环境中使用的电容式开关的用户输入控制器。

背景技术

迄今为止，在恶劣环境（诸如水池，温泉浴场，桑拿浴，船只，工业设备等）中使用的传统类型的开关包括所谓的薄膜开关。在恶劣环境下，这些薄膜开关随着时间的推移通常易于老化，导致产品失效。替代的开关系统通常包括移动部分，这些移动部分随着时间的推移容易发生故障，从而导致产品失效。另一方面，电子电容式传感器耐用且可以代替机械开关和薄膜开关作为用户输入控制器使用。在使用中，电容式传感器产生电场，并在电场中定义了作用区。然后当某种物体（诸如人的手指）进入作用区时，该电容式传感器检测到并切换状态。电容式传感器的例子包括触摸屏技术和被实施为标准印刷电路板上的铜迹线的电容式传感器。在使用中，操作者将他们的手指（其是导电的）置于电容式传感器的作用区中，引起电容的改变，该改变由一控制电路感测。该控制电路随后响应于所检测的电容的改变来输出特定的控制信号，该控制信号然后引起诸如泵或加热器之类的装置启动或停止。

水池、温泉浴场（有时称作热水浴缸）和桑拿浴都是可能应用用户输入控制器的潮湿环境的例子。用户输入控制器被应用于的其它潮湿环境包括海上环境，以及使用某些类型工业设备的环境。在热水浴缸和桑拿浴的情况下，控制器经常被设置在使用热水浴缸/桑拿浴的人能够到的地方。例如，控制器/控制面板可能被安装在形成于热水浴缸的亚克力外壳中的切口中。在这种情形下，通过飞溅、冷凝和/或由用户传递，例如，由湿的用户的手传递，水可以很容易地进入电容式传感器的作用区。

当在潮湿/恶劣环境中的用户输入控制器中使用电容式传感器时，存在可能出现的至少两个问题。首先，环境中的水会引起电容式传感器记录错误传感器读数（即改变状态）。在导电的水（例如水珠）不经意地进入电容式传感器的作用区时，会发生上述情况。为了克服与水进入作用区相关的问题，可以校准传感器以读取当真正按下按键时而变化的更精确范围的电容。然后，到更精确范围的电容的该校准，会产生第二个通常需要被解决的不希望的结果。更具体地说，一旦电容式传感器被校准以避免由潮湿造成的误报，则被高度校准的传感器经常如此敏感，以至于某些人难以触发开关。这是由于每个人具有不同的尺寸、形状、电导率，并且最终具有不同的电容。不幸的是，某些人产生的电容将处于校准后的范围之外。这些人无法触发如此高度校准的传感器。该现象在潮湿环境中会加重，因为当用户是湿的时，测量的电容会被影响。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供用于在可在潮湿和恶劣环境中使用的用户输入控制器中使用的电容式触摸传感器总成，而在水或其他污染物接触该总成时不记录错误读数。此外本发明的另一个目的是提供电容式触摸传感器总成，该总成可以被校准以避免当水或其他污染物接触总成时记录错误读数，同时允许所有的用户操作该传感器总成而不论用户的尺寸、形状、或电导率如何。本发明的另一个目的是提供在潮湿环境中使用的电容式触摸传感器总成及使用其的对应哪个方法，该总成及其使用方法易于使用，实施起来相对简单，并且成本相对经济。

发明内容

根据本发明，一种在潮湿环境中使用的控制器，例如用于水池或温泉浴场的控制器，包括传感器元件，该传感器元件产生具有作用区的电场。针对该控制器，至少一个柔性层被定位为覆盖所述传感器元件并围绕所述作用区。利用该配置，在所述柔性层和传感器元件之间建立囊。所述囊转而可包括可压缩介质（诸如空气）以允许在所述传感器元件上的所述柔性层被用户按下以打开或关闭装置（诸如泵或加热器）。