CN102811045A - 压电陶瓷按键 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电陶瓷按键，包括按键层和基座，所述按键层下面设有一放大电路层，所述按键层上由双层正、负极压电陶瓷片及金属膜片组成，所属金属膜片设于两层压电陶瓷片之间，所述正极压电陶瓷片和金属膜片分别接出两根引线连接放大电路层，放大电路层连接外部装置，通过轻触压电陶瓷按键，使本身的压电陶瓷片产生自身的电容变化，形成震荡脉冲允许通过的条件，达到信号传输的功能；另一方面通过轻触压电陶瓷按键使机械能转换出的电能收集转变为按键所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的时候能使按键发出幽暗的光让使用者轻松看清楚按键的位置，防止误按的现象。
Description
技术领域
本发明涉及压电陶瓷技术领域，特别涉及一种压电陶瓷按键。
背景技术
压电陶瓷在电子材料领域已占据相当大的比重，并在各行业中得到了广泛的应用。近年来，各国都在积极研究和开发新的压电功能陶瓷，研究的重点大都是从老材料中发掘新效应，开拓新应用，从控制材料组织和结构入手，寻找新的压电材料。特别值得重视的是随着材料技术和工艺的发展，目前国际上对压电材料的应用研究十分活跃。
压电陶瓷是一种具有电畴结构的多晶材料。当受到机械应力的作用或感应到振动信号时，在压电陶瓷两电极面间将会有电压信号输出；反之，给压电陶瓷施加电信号时，它也可以将电信号转换成振动信号。
现有的压电按键都是直接利用压电陶瓷的正压电效应产生的电能直接转换为信号输出的同时利用或存储电能，这样对于能量的利用造成极大浪费，输出信号的同时收集的能量或者输出的剩余能量很微弱，基本已不能满足收集或利用就已经被其他损耗方式消耗掉。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种利用自身转换的电能产生信号传送的功能的压电陶瓷按键。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压电陶瓷按键，包括按键层和基座，所述按键层下面设有一放大电路层，所述按键层由双层正、负极压电陶瓷片及金属膜片组成，所属金属膜片设于两层压电陶瓷片之间，所述正极压电陶瓷片和金属膜片分别接出两根引线连接放大电路层，放大电路层连接外部装置。
作为本发明的进一步改进，所述按键层的表面涂有防油脂硬化树脂。
作为本发明的进一步改进，所述放大电路层下方还设有一背光层，背光层同时通过引线连接按键层。
本发明的工作原理：本发明利用了压电陶瓷片的正压电效应，一般的电容按键是通过按键改变电极间的距离而产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件，我们知道，电容的容量是由介质，两极的距离及两极的面积来决定的，而压电陶瓷片上下两面的电极距离是一定的，通过按压压电陶瓷片，压电陶瓷片本身发生横向伸长的形变，导致纵向方向也产生收缩的形变，使得压电陶瓷片本身电极距离产生应力缩短，引起压电陶瓷片电容发生增大，达到信号输出；通过自身的手指触摸压力一次获得的机械能触发高达7V的电压，无需存储电能，直接利用。
本发明的有益效果是：本发明设有双层压电陶瓷片附金属膜片制成的按键，表面涂覆有防油污防水层，并联方式连接；按键内部有一个信号整形放大电路，用于支持压电陶瓷片电容变化转为信号输出的放大；压电陶瓷片两端同时直接连接按键底部发光二极管，提供给压电背光使用，通过轻触压电陶瓷按键，使本身的压电陶瓷片产生自身的电容变化，形成震荡脉冲允许通过的条件，达到信号传输的功能；另一方面通过轻触压电陶瓷按键使机械能转换出的电能收集转变为按键所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的时候能使按键发出幽暗的光让使用者轻松看清楚按键的位置，防止误按的现象。
附图说明
图1为本发明按键结构示意图；
图2为图1的分解图；
图3为实施例中键盘里压电陶瓷空格键的结构示意图；
图4为图3中空格键按住发生形变的示意图。
图5为图3中空格键的主视图。
具体实施方式
本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示为整个压电按键主视图，结构分布如图1按照键盘空格键制作一个压电按键为例，如图3所示，采用70*15*0.2的压电陶瓷片11覆金属膜片12制成压电按键，表面涂有防油脂硬化树脂，压电陶瓷片采用”+ -/+ -“胶合，其中压电陶瓷片11正极、金属膜片12分别接出两根引线13，当手指按压按键产生形变图4所示，压电陶瓷片11自身电容增大，形成震荡脉冲允许通过的条件，通过放大电路层3实现传输信号；同时压电按键一面压电按键产生电压能达到7V，形成70mA电流，能维持发背光层4中光二极管发光0.5秒，当手指松开时，压电按键另一面压电陶瓷片11产生形变恢复原来状态又形成7V、70mA电流，持续发光背光层4中二极管发光0.5秒，起到按压动作一次带动背光两次发光效果。
一般压电陶瓷是通过按键帽接触压电陶瓷产生很大的按压力，利用自身转换的电能产生信号传送的功能；本实施例通过按压给予压电陶瓷按键轻微的按压力，使压电陶瓷自身的电容引起变化，再通过一个放大电路层3，形成震荡脉冲允许通过的条件，达到信号传输的功能；正常人手指按压力在1N左右就能轻松打字，通过压电陶瓷自身电容0.3ms的瞬间变化时间，能够有效的防止快速打字时漏掉字符，而压电陶瓷片自身产生的电能完全利用到按键底部的背光系统中，也能利用到其他无线接收发射器上使用。
在接触方面，按键采用手指与压电直接接触的方式，避免了机械接触造成的磨损问题，同时输出的信号也是直接通过手指触摸发出，避免了正常按键按键接触不良的现象。
寿命方面，通过锆钛酸铅材料制成的压电按键具有高容量、低损耗的特点，使得按键具有高寿命，正常连续按压循环寿命达到1亿次，按照一般普通用户1天大约敲击按键300次，所述按键能正常使用1000年。
能量收集方面，轻触压电陶瓷按键使机械能转换出的电能收集转变为按键所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的时候能使按键发出幽暗的光让使用者轻松看清楚按键的位置，防止误按的现象。
Claims (3)
1.一种压电陶瓷按键，包括按键层(1)和基座(2)，其特征在于：所述按键层(1)下面设有一放大电路层(3)，所述按键层(1)由双层正、负极压电陶瓷片(11)及金属膜片(12)组成，所属金属膜片(12)设于两层压电陶瓷片(11)之间，所述正极压电陶瓷片(11)和金属膜片(12)分别接出四根引线(13)连接放大电路层(3)，放大电路层(3)连接外部装置。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷按键，其特征在于：所述按键层(1)的表面涂有防油脂硬化树脂(14)。
3.根据权利要求1所述的压电陶瓷按键，其特征在于：所述放大电路层(3)下方还设有一背光层(4)，背光层(4)同时通过引线(13)连接按键层(1)。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN102811045A true CN102811045A (zh) | 2012-12-05 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2012
- 2012-08-09 CN CN2012102817450A patent/CN102811045A/zh active Pending
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