按鍵及醫(yī)療設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種按鍵及醫(yī)療設(shè)備，該按鍵包括，鍵帽、觸發(fā)件和電路板，所述觸發(fā)件用于觸發(fā)設(shè)置在所述電路板上的焊盤，還包括：電極，所述電極與地之間形成電極對地電容；電容檢測電路，與所述電極電氣相連，檢測由于按壓按鍵引起的所述電極對地電容的變化。通過在機(jī)械式的按鍵結(jié)構(gòu)中設(shè)置電極和電容檢測芯片，通過檢測電極對地電容的變化來判斷按壓操作是否為人為操作。這種設(shè)置方式，可以有效避免由于人為的無意輕微觸碰或者其他物體掉落引起的誤觸碰，確保按鍵操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
【專利說明】
按鍵及醫(yī)療設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有識別人手功能的按鍵以及使用該按鍵的醫(yī)療設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多電氣設(shè)備中，通常需要配置不同的按鍵，通過按鍵來控制電路的接通和切斷，以實(shí)現(xiàn)不同的操作功能。比如在醫(yī)療設(shè)備中對涉及到病人人身安全的運(yùn)動控制、掃描控制等操作，這些操作包括但不限于控制病床的上下移動、進(jìn)床以及退床、點(diǎn)亮激光燈、調(diào)節(jié)掃描孔徑的光環(huán)境，開啟掃描等，通常都需要采用機(jī)械式按鍵來完成上述操作。上述醫(yī)療設(shè)備是用來對患者進(jìn)行疾病診斷或治療的大型儀器，在對患者進(jìn)行影像掃描或治療之前，通常需要對患者進(jìn)行擺位，并且需要綜合考慮各種因素，以調(diào)整掃描或者治療的系統(tǒng)參數(shù)，在此過程中，保證操作的準(zhǔn)確性對于確保患者安全以及疾病診斷或治療的準(zhǔn)確性是非常重要的。如果由于操作者衣服刮蹭或其他物體掉落而引起按鍵的誤觸發(fā)，將會影像影像掃描或治療的正常進(jìn)行，同時也會給患者安全帶來極大的隱患。
[0003]圖la、lb為現(xiàn)有技術(shù)中的按鍵結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖la、lb所示，普通按鍵通常包括鍵帽1、支架2、彈性件3、電路板4，以及設(shè)置在電路板4上的焊盤(圖中未示出)。在使用時，按壓鍵帽I，鍵帽I和支架2在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(圖中未示出)的引導(dǎo)下向下運(yùn)動，彈性件3發(fā)生形變，使得固定在彈性件3下方的觸發(fā)件5與電路板4上的焊盤接觸，電路接通。為了盡量減少其他物體(非操作者主動地觸發(fā))對按鍵的誤觸發(fā)帶來的風(fēng)險，目前，市場上的按鍵通常采用以下方式:
[0004]第一、通過對彈性件3的結(jié)構(gòu)設(shè)計，來增加按鍵觸發(fā)力，如果按鍵的彈性件3為硅膠彈臂結(jié)構(gòu)，可以通過設(shè)置彈臂的厚度或者彈臂的傾斜角度來調(diào)整觸發(fā)力;參考圖1b所示，如果按鍵的觸發(fā)件采用的是DOM彈片6，則還可以通過選擇不同規(guī)格的DOM彈片來調(diào)整按鍵的觸發(fā)力，從而保證輕微的誤觸碰或者比較輕的物體壓到按鍵不會引起誤觸發(fā)。但是這種通過增加觸發(fā)力來防止誤觸的方式，會導(dǎo)致按鍵手感降低，按鍵不夠靈敏的缺陷。
[0005]第二、將按鍵設(shè)計成多層觸發(fā)，比如在雙刀單擲按鍵中，兩組刀之間具備一定的行程差，只有在兩組刀都觸發(fā)之后才會觸發(fā)相應(yīng)的動作。但是采用這種觸發(fā)方式導(dǎo)致按鍵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0006]第三、通過組合按鍵來觸發(fā)相應(yīng)操作，來減少按鍵誤觸發(fā)的幾率。這種方式增加了操作的復(fù)雜性，不利于提升用戶體驗。
[0007]上述三種常規(guī)的處理方式都有其弊端，因此，如何有效防止按鍵的誤觸發(fā)，確保按鍵操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性及用戶體驗是亟需解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于醫(yī)療設(shè)備的按鍵，包括，鍵帽、觸發(fā)件和電路板，所述觸發(fā)件用于觸發(fā)設(shè)置在所述電路板上的焊盤，還包括:
[0009]電極，具有與地之間形成電極對地電容；
[0010]電容檢測電路，與所述電極電氣相連，用于檢測由于按壓按鍵所引起的所述電極對地電容的變化。
[0011]可選的，所述電極設(shè)置在所述鍵帽和電路板之間。
[0012]可選的，所述電極設(shè)置在所述鍵帽面向所述電路板的一面，所述鍵帽由絕緣材料制成。
[0013]可選的，所述電極設(shè)置在所述電路板面向所述鍵帽的一面，且所述觸發(fā)件在所述電路板上的投影落于所述電極之外。
[0014]可選的，所述電極埋設(shè)于所述鍵帽或電路板的內(nèi)部。
[0015]可選的，所述按鍵還包括與所述鍵帽相連接的支架，以及與所述電路板相連接的彈性件，所述觸發(fā)件設(shè)置在所述彈性件面向所述電路板的一面，其中，所述電極設(shè)置在所述支架或彈性件上。
[0016]可選的，所述電極埋設(shè)于所述支架或彈性件內(nèi)部。
[0017]可選的，所述電容檢測電路分別檢測按鍵被按下前后的電極充放電時間以確定電極對地電容的變化。
[0018]本實(shí)用新型還提供一種醫(yī)療設(shè)備，包括控制器，以及如上所述的按鍵，所述控制器與所述按鍵電氣相連，根據(jù)由于按壓按鍵所引起的所述電極對地電容的變化對按壓按鍵的操作進(jìn)行識別。
[0019]本實(shí)用新型還提供另外一種醫(yī)療設(shè)備，包括控制器，比較器，以及如上所述的按鍵，所述比較器與所述按鍵電氣相連，對所述電極對地電容的變化與預(yù)設(shè)的參考范圍進(jìn)行比對，所述控制器根據(jù)比對結(jié)果對按壓按鍵的操作進(jìn)行識別。
[0020]本實(shí)用新型提供的按鍵，在機(jī)械式的按鍵結(jié)構(gòu)中設(shè)置電極和電容檢測芯片，通過檢測電極對地電容的變化來判斷是否為目標(biāo)動作。這種設(shè)置方式，可以有效避免由于人為的無意輕微觸碰或者其他物體掉落引起的誤觸碰，確保按鍵操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確。
[0021]本實(shí)用新型提供的醫(yī)療設(shè)備，通過采用上述按鍵結(jié)構(gòu)，可以有效避免由于誤觸按鍵引起對醫(yī)療設(shè)備的誤操作，而給患者帶來損傷或者給疾病的診斷和治療帶來不必要的麻煩。【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。[0〇23]圖la、圖lb為現(xiàn)有技術(shù)中按鍵的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的電容檢測示意圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的電極充放電曲線圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二的電極和焊盤分布示意圖；
[0029]圖7為實(shí)施例三的醫(yī)療設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]實(shí)施例一:
[0032]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖2所示，本實(shí)施例公開的按鍵包括，鍵帽10，與所述鍵帽10固定連接的支架20，彈性件30，觸發(fā)件(圖中未示出)，以及電路板40，所述彈性件30與所述電路板40固定連接。在使用時，按壓鍵帽10，鍵帽10和支架20在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(圖中未示出)的引導(dǎo)下向下運(yùn)動，按壓力傳遞至彈性件30，本實(shí)施例中，彈性件30為塑膠彈臂結(jié)構(gòu)，觸發(fā)件位于塑膠彈臂結(jié)構(gòu)面向所述電路板40的一面上，塑膠彈臂結(jié)構(gòu)在上述按壓力的作用下發(fā)生形變，帶動觸發(fā)件觸發(fā)電路板40上的焊盤，從而使得電路導(dǎo)通，這里的觸發(fā)件可以是碳?；蚪饘倭?。本實(shí)施例中，在按鍵結(jié)構(gòu)中設(shè)置電極50和電容檢測芯片60，電極50與地之間會形成一個等效電容，下文中，稱為電極對地電容，當(dāng)人手按壓按鍵鍵帽時，會改變電極對地電容，通過檢測這種電容變化，可以判斷上述按壓操作是否是人為操作。
[0033]繼續(xù)參考圖2所示，本實(shí)施例中，鍵帽10為塑料或硅膠材質(zhì)，電極50設(shè)置在按鍵鍵帽10上，對于電極50與鍵帽10的固定方式不做特別的限定，所述電極50可以通過粘貼或者鑲嵌的方式固定在所述鍵帽10面向所述電路板40的一面上，也可以埋設(shè)在鍵帽10的內(nèi)部，所述電容檢測芯片60與所述電極50通過電極導(dǎo)線70電氣相連，用于檢測電極對地電容的變化，電容檢測芯片60固定在電路板40上避開焊盤的位置。
[0034]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的電容檢測示意圖，圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的按鍵的電極充放電曲線圖，參考圖3、圖4所示，本實(shí)施例中，電極50為一金屬片，該金屬片與地之間形成一等效電容即金屬片對地電容Cx，由于人體和地之間也會形成一個等效電容即人體對地電容，人手按壓鍵帽之后就相當(dāng)于在電極上并聯(lián)了一個電容Cy，此時，金屬片對地電容Cz = Cx+Cy。所述電容檢測芯片60實(shí)時檢測金屬片對地電容的變化，當(dāng)上述按壓操作是由人為操作的，電容檢測芯片60檢測到電極對地電容增大。
[0035]所述電容檢測芯片60通過GP1引腳61輸出有一定時間間隔的脈沖信號，對電極50進(jìn)行充放電，在對電極50進(jìn)行充電的過程中，電級50的電壓從O增大到VDD，放電過程中電極的電壓從VDD減小到O，完成一次充放電，電容檢測芯片60通過GP1引腳62通過檢測電極一次充放電時間來檢測電極對地電容。圖中，實(shí)線為當(dāng)無人對按鍵鍵帽1進(jìn)行按壓操作時電極50的充放電時間曲線，通過該曲線可知，電極50—次充放電時間為t Ι-tO ；虛線為有人對按鍵鍵帽10進(jìn)行按壓操作時電極50的充放電時間曲線，通過該曲線可知，當(dāng)有人對按鍵鍵帽10進(jìn)行按壓操作時，電極對地電容增大，電極50的充放電時間為t2-t0，其中t2>tl，即當(dāng)人手對按鍵鍵帽10進(jìn)行按壓操作時，電極50的充放電時間會變長。上述檢測方式僅為一種示例，在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，也可以采用其他方式進(jìn)行檢測。
[0036]在實(shí)際應(yīng)用中，除了人體以外，當(dāng)其他導(dǎo)體按壓按鍵時，也會給電極對地電容的分布造成影響，但是由于人體對地電容的分布與其他導(dǎo)體對地電容的分布并不相同，因此電容檢測芯片60檢測到的電極一次充放電的時間也是不同的，可以根據(jù)上述充放電時間來區(qū)分按壓操作是人為操作還是其他導(dǎo)體觸碰引起的誤操作。[〇〇37]本實(shí)施例中，在按鍵鍵帽10和電路板上分別設(shè)置電極50和電容檢測芯片60,通過該按鍵結(jié)構(gòu)，可以判斷按壓操作是否由人為操作，從而有效地避免了由于誤觸而導(dǎo)致的風(fēng)險。特別是在醫(yī)療設(shè)備中，為了進(jìn)行對患者病灶區(qū)域進(jìn)行成像或治療，需要進(jìn)行諸如控制病床移動、控制射線束發(fā)射等操作，這些操作都關(guān)系到患者的安全，采用該按鍵結(jié)構(gòu)，可以有效保證患者的安全和疾病診斷、治療的精確性。[〇〇38] 實(shí)施例二
[0039]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二的電極和焊盤分布示意圖；參考圖5、圖6所示，本實(shí)施例的按鍵包括，鍵帽10、與所述鍵帽10固定連接的支架20,彈性件30,觸發(fā)件(圖中未示出)，以及電路板40,所述彈性件30與所述電路板40固定連接，電路板40上設(shè)置有焊盤80,當(dāng)觸發(fā)件在按壓力的作用下隨著彈性件30向靠近所述電路板40的方向移動時，觸發(fā)件與電路板上的焊盤80接觸，使得電路導(dǎo)通。本實(shí)施例的按鍵，還包括電極50及電極檢測芯片60。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，將所述電極50 和電極檢測芯片60設(shè)置在電路板40上不影響焊盤80安裝的位置。具體的，在電路板上40避開所述焊盤80的位置，設(shè)置有與所述電極50形狀相匹配的凹槽。在其他實(shí)施例中，可以采用粘貼或鑲嵌的方式將電極50固定在電路板40上，也可以將電極固化在電路板40內(nèi)部，電極檢測芯片60的固定方式與電極50的固定方式相似，此處不再贅述。
[0040]本實(shí)施例中，觸發(fā)件在電路板40上的投影落于所述電極50之外，即保證觸發(fā)件不會位于電極50的正上方，以免觸發(fā)件對電極對地電容造成影響。同時，本實(shí)施例采用碳粒作為觸發(fā)件，由于碳粒的介電常數(shù)比金屬彈片的介電常數(shù)大，因此碳粒作為觸發(fā)件，也可以有效減小觸發(fā)件對電極對地電容的影響。
[0041]本實(shí)施例中，假設(shè)電極對地電容為Cx’，人體對地電容為Cy’，當(dāng)人手接觸按鍵，但并未按下按鍵時，相當(dāng)于在電極上并連一個電容，此時電極對地電容為Czl;當(dāng)人手接觸并按壓按鍵鍵帽時，相當(dāng)于在電極上并聯(lián)一個電容，此時電極對地電容為Cz2,由于電極50設(shè)置在電路板40上，因此在人手接觸按鍵到按壓按鍵過程中，人手和電極之間的距離越來越小，對電極對地電容的影響隨上述距離的較小而變大，即Cz 2>Cz 1。因此本實(shí)施例中，將電極 50設(shè)置在電路板40上，通過電極檢測芯片60檢測電極對地電容的變化，除了可以判斷所述按壓操作是否由人為操作，還可以根據(jù)電級對地電容的變化量進(jìn)一步區(qū)分人手輕觸按鍵鍵帽和按壓按鍵鍵帽之間的區(qū)別。本實(shí)施例的按鍵設(shè)置方式，可以有效避免由于人為的無意輕微觸碰或者其他物體掉落引起的誤觸碰，確保按鍵操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。[〇〇42]需要說明的是，在其他實(shí)施例中，電極50還可設(shè)置在按鍵的其他結(jié)構(gòu)中，比如設(shè)置支架20面向所述鍵帽10的一面上、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、彈性件30中，即處于人手接觸的鍵帽10和電路板40之間的位置均可，其固定方式可以采用粘貼、鑲嵌、埋設(shè)(即設(shè)置在支架、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)或彈性件內(nèi)部)，只要不影響按鍵結(jié)構(gòu)中已有部件的排布。另外本實(shí)施例中的按鍵結(jié)構(gòu)，僅僅是一種示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，按鍵結(jié)構(gòu)可以有很多不同的形式。[〇〇43] 實(shí)施例三
[0044]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三的醫(yī)療設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖7所示，所述醫(yī)療設(shè)備100的殼體的前端面上，設(shè)置有若干上述按鍵102，用來實(shí)現(xiàn)對病床、激光燈等部件的控制。所述醫(yī)療設(shè)備還包括控制器104，分別與所述若干個按鍵102相連接，用于根據(jù)電極檢測芯片的檢測結(jié)果來判斷所述按壓操作是否為人為操作，當(dāng)按壓操作為人為操作時，通過控制器控制相關(guān)的部件執(zhí)行具體操作。相反，如果電容沒有變化，那么即使按鍵被按下，也會被判斷為其他物體誤觸，不執(zhí)行任何操作。
[0045]操作人員在進(jìn)行按鍵操作的時候，可能出現(xiàn)下述情況:人手輕觸按鍵鍵帽，但是并無按壓按鍵執(zhí)行某一具體操作的計劃，此時，人手的輕觸動作也會給電極對地電容的分布帶來影響，另外，除人體以外的其他導(dǎo)體靠近、接觸或按壓按鍵時，也有可能會對電極對地電容的分布帶來影響。因此為了對按鍵動作進(jìn)行更精確的控制，在控制器104中預(yù)設(shè)參考范圍，當(dāng)電容檢測芯片的檢測結(jié)果處于該參考范圍內(nèi)時，才認(rèn)為是人為按壓操作，控制器控制相關(guān)的部件執(zhí)行具體操作。當(dāng)電容檢測芯片的檢測結(jié)果，處于該參考值范圍之外，則認(rèn)為不屬于人為操作，不執(zhí)行任何操作。上述參考范圍可以是電極進(jìn)行一次充放電的時間總和，所述參考范圍的具體數(shù)值根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)測得。
[0046]在其他實(shí)施例中，可以單獨(dú)設(shè)置一個比較器，該比較器中預(yù)設(shè)參考范圍，根據(jù)電極檢測芯片的檢測結(jié)果與參考范圍的比對結(jié)果，來判斷按壓操作是否為人為操作，從而控制醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)部件執(zhí)行或不執(zhí)行對應(yīng)的操作。
[0047]本實(shí)施例提供的醫(yī)療設(shè)備，不僅可以區(qū)分人為按壓操作和非人為按壓操作，而且還可以區(qū)分人為接觸和人為按壓操作，從而有效避免由于人為的無意輕微觸碰或者其他物體掉落引起的誤觸碰，確保按鍵操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0048]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種按鍵，包括，鍵帽、觸發(fā)件和電路板，所述觸發(fā)件用于觸發(fā)設(shè)置在所述電路板上 的焊盤，其特征在于，還包括:電極，具有與地之間形成的電極對地電容；電容檢測電路，與所述電極電氣相連，用于檢測由于按壓按鍵所引起的所述電極對地 電容的變化。2.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述電極設(shè)置在所述鍵帽和電路板之間。3.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述電極設(shè)置在所述鍵帽面向所述電路板的 一面，所述鍵帽由絕緣材料制成。4.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述電極設(shè)置在所述電路板面向所述鍵帽的 一面，且所述觸發(fā)件在所述電路板上的投影落于所述電極之外。5.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述電極埋設(shè)于所述鍵帽或電路板的內(nèi)部。6.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述按鍵還包括與所述鍵帽相連接的支架， 以及與所述電路板相連接的彈性件，所述觸發(fā)件設(shè)置在所述彈性件面向所述電路板的一 面，其中，所述電極設(shè)置在所述支架或彈性件上。7.如權(quán)利要求6所述的按鍵，其特征在于，所述電極埋設(shè)于所述支架或彈性件內(nèi)部。8.如權(quán)利要求1所述的按鍵，其特征在于，所述電容檢測電路分別檢測按鍵被按下前后 的電極充放電時間以確定電極對地電容的變化。9.一種醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，包括控制器，以及如權(quán)利要求1-8任一項所述的按鍵，所 述控制器與所述按鍵電氣相連，根據(jù)由于按壓按鍵所引起的所述電極對地電容的變化對按 壓按鍵的操作進(jìn)行識別。10.—種醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，包括控制器，比較器，以及如權(quán)利要求1-8任一項所述 的按鍵，所述比較器與所述按鍵電氣相連，對所述電極對地電容的變化與預(yù)設(shè)的參考范圍 進(jìn)行比對，所述控制器根據(jù)比對結(jié)果對按壓按鍵的操作進(jìn)行識別。
【文檔編號】H01H13/02GK205622616SQ201620371253
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】王明超
【申請人】上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司