CN103812491A - 一种整体式面板压电键盘及其误操作的识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种整体式面板压电键盘，其包括压电驻极体薄膜，紧贴于压电驻极体薄膜相对两侧表面的上导电电极层和下导电电极层，整体式面板，所述整体式面板包括按键区与非按键区，所述按键区设置有多个按键；所述上导电电极层包括与所述多个按键对应的多个上按键导电电极以及与非按键区对应的上误操作导电电极；所述下导电电极层包括与所述多个按键对应的多个下按键导电电极以及与非按键区对应的下误操作导电电极。本发明的按键电极与误操作电极均通过不同的线路输出电荷，键盘通过接收到的电荷的线路判断是否为误操作；其判断精确、结构简单、成本低廉且方便在按键易污染的场合下应用。
Description
技术领域
本发明涉及键盘技术领域，尤其涉及一种整体式面板压电键盘及其误操作的识别方法。
背景技术
整体式面板键盘是指有别于传统的具有多个独立式机械按键的一种新型键盘，其不需要对面板的按键区域开槽，保证了面板的完整性，可以起到很好的防水、防尘等作用，且外观也更为美观。
现有的整体式面板键盘包括整体式薄膜开关键盘、整体式电容触摸键盘和整体式压电键盘。整体式薄膜开关键盘利用上下电路板的触点闭合实现开关功能，但由于薄膜按键需要的按键力度较大且按键时需要位移，而反复的位移变化会使得按键产生疲劳破坏。另外，长期使用时，薄膜开关键盘按键触点间的接触电阻会发生变化从而影响按键的稳定性。
整体式电容触摸键盘是一种感应式按键键盘。整体式电容触摸键盘对制造工艺和环境的要求很高，非常容易受到外界干扰。而电容按键采用主动式驱动，功耗大，不利于节能，且其只能采用干燥的人体手指进行触控操作，限制了其使用范围。此外，整体式电容触摸键盘通常采用滑动控制，必须在整体式电容触摸键盘上设置专用的滑动条，造成了空间浪费。
现有的整体式压电键盘主要采用聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜及其复合膜或压电陶瓷材料。当整体式压电键盘采用PVDF压电薄膜及其复合膜时，其原材料成本较贵且由于PVDF压电薄膜及其复合膜的压电电荷系数d33较低，仅为30pC／N，使得其灵敏度低从而大大限制了其应用范围；而由于陶瓷材料为刚性材料，当采用陶瓷材料制成整体式面板键盘时，每个按键区域需要单独布设，工艺复杂。
现有的公告号为“CN202889319U”的中国专利“一种整体式覆盖层按键”，其公开了采用压电驻极体薄膜制备整体式按键与键盘，然而其按键设置简单，当误点击键盘按键以外的区域时，无相应的识别电路从而易造成误操作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种具有误操作识别电路的整体式面板压电键盘。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种整体式面板压电键盘，其包括压电驻极体薄膜，紧贴于压电驻极体薄膜相对两侧表面的上导电电极层和下导电电极层，整体式面板，所述整体式面板包括按键区与非按键区，所述按键区设置有多个按键；所述上导电电极层包括与所述多个按键对应的多个上按键导电电极以及与非按键区对应的上误操作导电电极；所述下导电电极层包括与所述多个按键对应的多个下按键导电电极以及与非按键区对应的下误操作导电电极。
进一步地，还包括分别贴附于上导电电极层和下导电电极层表面的上绝缘层和下绝缘层，分别贴附于上绝缘层和下绝缘层表面的上屏蔽电极层和下屏蔽电极层；所述整体式面板底面贴附于所述上屏蔽电极层表面；所述上屏蔽电极层与下屏蔽电极层均接地。
进一步地，还包括与所述整体式面板相连的键盘引线部，所述多个上按键导电电极、上误操作导电电极、多个下按键导电电极以及下误操作导电电极均通过键盘引线部输出电荷；所述上误操作导电电极与下误操作导电电极输出电荷的线路不同于所述多个上按键导电电极与多个下按键导电电极输出电荷的线路。
进一步地，所述上误操作导电电极包括上边框电极以及多条上间隔电极；所述上边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条上间隔电极设置于多个上按键导电电极的间隙处；多条上间隔电极均与上边框电极电连接；所述下误操作导电电极包括下边框电极以及多条下间隔电极；所述下边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处；多条下间隔电极均与下边框电极电连接。
进一步地，所述整体式面板厚度为0.05毫米至2毫米。
进一步地，所述整体式面板为由金属、玻璃、塑料、PET薄膜、PVC薄膜、PC薄膜、木料、石头或硅胶制备的面板，或者为OLED显示器组件、E-ink显示器组件或LCD显示器组件。
本发明还提供一种整体式面板压电键盘误操作的识别方法，所述方法包括步骤：
S1：将整体式面板划分为按键区与非按键区，在压电驻极体薄膜相对两侧表面分别贴附上导电电极层和下导电电极层；
S2：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板按键区的多个上按键导电电极以及多个下按键导电电极；
S3：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板非按键区的上误操作导电电极以及下误操作导电电极；
S4：多个上按键导电电极、多个下按键导电电极、上误操作导电电极以及下误操作导电电极通过不同的线路输出电荷，当触控整体式面板时，键盘根据接收电荷的线路判断是否为误操作。
进一步地，步骤S3中，所述上误操作导电电极包括上边框电极以及多条上间隔电极；所述上边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条上间隔电极设置于多个上按键导电电极的间隙处；多条上间隔电极均与上边框电极电连接；所述下误操作导电电极包括下边框电极以及多条下间隔电极；所述下边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处；多条下间隔电极均与下边框电极电连接。
本发明通过采用压电驻极体薄膜构成键盘的主要控制部件，并且在压电驻极体薄膜相对两侧的上下导电电极上均设置有除按键电极以外的误操作电极。按键电极与误操作电极均通过不同的线路输出电荷，键盘通过接收到的电荷的线路判断是否为误操作；其判断精确、结构简单、成本低廉且方便在按键易污染的场合下应用。
附图说明
图1为本发明一实施例中整体式面板压电键盘的正视示意图；
图2为图1中整体式面板压电键盘的剖视示意图；
图3为图2中上下导电电极层的电极分布与接线示意图；
图4为图2中上下屏蔽电极层的电极分布与接线示意图；
图5为触控整体式面板非按键区域时电荷输出示意图；
图6为触控整体式面板某一按键时电荷输出示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
请参照图1、图2，本发明一较佳实施例中，整体式面板压电键盘包括压电驻极体薄膜6，紧贴于压电驻极体薄膜6相对两侧表面的上导电电极层5和下导电电极层7，整体式面板1。
压电驻极体薄膜6是指采用压电驻极体（Piezoelectret,也称铁电驻极体Ferroelectret）材料制成的薄膜，该材料为一种内部含非极性微孔结构的聚合薄膜，经过适当的电极化处理后可呈现较高的压电性能，其压电电荷系数d33可达400pC/N左右，具有较高的灵敏度。且压电驻极体价格低廉、轻质超薄、可整体式成膜，简化键盘的制作工艺。
整体式面板1包括按键区与非按键区，在图1中，按键区即为多个圆形阴影的按键100，非按键区即为除该多个圆形阴影按键外的空白区域。可以想象地，按键区不一定必须为圆形，可以根据需要设置各种形状的按键，例如长条形、正方形等。所述按键区的案件数量可为单排单列，也可为多排多列，在本实施例汇种，所述按键区按键数量为3排4列。
请参照图3，图3中，上导电电极层5包括与整体式面板1按键区对应的多个上按键导电电极51以及与整体式面板1非按键区对应的上误操作导电电极52；下导电电极层7也包括与整体式面板1按键区对应的多个下按键导电电极71以及与整体式面板1非按键区对应的下误操作导电电极72。在图3中，由于图1中整体式面板1上的按键区为圆形按键，以及上下导电电极层上的上下按键导电电极也设置为对应的圆形电极。
优选地，根据需要，图3中，多个上按键导电电极51排列成4列，每列3个上按键导电电极，每列的上按键导电电极通过导线串联连接，不同列的上按键导电电极分别通过不同的线路输出。
多个下按键导电电极71排列成3纵，每纵4个下按键导电电极，每纵的下按键导电电极通过导线串联连接，不同纵的下按键导电电极分别通过不同的线路输出。
上误操作导电电极52与多个上按键导电电极51均隔离设置，即上误操作导电电极52与多个上按键导电电极51均不电连接，且上误操作导电电极52通过单独的其他线路输出。下误操作导电电极72与上误操作导电电极52的设置相同，在此不再赘述。
优选地，在本实施例中，上误操作导电电极52通过线路1输出，多个上按键导电电极分别通过线路2、3、4、5输出；下误操作导电电极72通过线路9输出，多个下按键导电电极分别通过线路6、7、8输出。下面论述时，均以本实施例的线路输出为例，但本领域技术人员可知，可根据实际需要使得不同的电极采用不同的线路输出，只要使得上下误操作导电电极具有单独的输出线路即可。
由于整体式面板1的非按键区较大，本实施例中，为使得所有的误操作均能被检测到，上误操作导电电极52包括上边框电极520以及多条上间隔电极521；上边框电极520对应于整体式面板非按键区的边框部，上间隔电极则设置于多个上按键导电电极51的间隙处。多条上间隔电极521与上边框电极520均电连接，如此设置使得整体式面板非按键区尽可能多的布设有上误操作电极，触控整体式面板非按键区的任何部位均能被有效检测。图3中，上误操作电极52采用条形电极，其制备更为简单，但是可以想象地，为使得整体式面板非按键区的上误操作电极的布设面积更大，还可采用其他形状的电极，例如圆弧形、椭圆形等等。
同理，下误操作导电电极72也包括下边框电极720以及多条下间隔电极721，下边框电极720对应于整体式面板非按键区的边框部，下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处。多条下间隔电极721与下边框电极720均电连接。
请参照图2、图4，优选地，整体式面板压电键盘还包括分别贴附于上导电电极层5和下导电电极层7表面的上绝缘层4和下绝缘层8，分别贴附于上绝缘层4和下绝缘层8表面的上屏蔽电极层3和下屏蔽电极层9；所述整体式面板1底面贴附于所述上屏蔽电极层3表面；所述上屏蔽电极层与下屏蔽电极层均接地G。
上下屏蔽层电极主要起防电磁干扰作用，上下绝缘层主要起绝缘隔离作用。图2中，上下导电电极层还通过双面胶层10粘结在一起。
进一步地，整体式面板压电键盘还包括键盘引线部2，所述多个上按键导电电极、上误操作导电电极、多个下按键导电电极以及下误操作导电电极均通过键盘引线部2输出电荷。
请参照图5、图6，图5和图6分别示出了使用者触控整体式面板1上按键区域和非按键区域时的电荷输出示意图。当使用者触控整体式面板1的边缘处或者多个按键的间隙处时，线路1输出的正电荷量最大，线路9输出的负电荷量最大，由此判断该触控操作为误操作。当使用者触控整体式面板1的按键处时，例如按键101处时，其对应的线路3输出的正电荷最大，线路7输出的负电荷最大，由此判断该触控操作为有效操作。
进一步地，所述整体式面板厚度为0.05毫米至2毫米。
进一步地，所述整体式面板可为由金属、玻璃、塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚氯乙烯（PVC）薄膜、聚碳酸酯（PC）薄膜、木料、石头或硅胶制备的面板，或者为OLED显示器组件、E-ink显示器组件或LCD显示器组件。
本发明还提供一种一种整体式面板压电键盘误操作的识别方法，所述方法包括步骤：
S1：将整体式面板划分为按键区与非按键区，在压电驻极体薄膜相对两侧表面分别贴附上导电电极层和下导电电极层；
S2：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板按键区的多个上按键导电电极以及多个下按键导电电极；
S3：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板非按键区的上误操作导电电极以及下误操作导电电极；
S4：多个上按键导电电极、多个下按键导电电极、上误操作导电电极以及下误操作导电电极通过不同的线路输出电荷，当触控整体式面板时，键盘根据接收电荷的线路判断是否为误操作。
进一步地，步骤S3中，所述上误操作导电电极包括上边框电极以及多条上间隔电极；所述上边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条上间隔电极设置于多个上按键导电电极的间隙处；多条上间隔电极均与上边框电极电连接；所述下误操作导电电极包括下边框电极以及多条下间隔电极；所述下边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处；多条下间隔电极均与下边框电极电连接。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种整体式面板压电键盘，其包括压电驻极体薄膜，紧贴于压电驻极体薄膜相对两侧表面的上导电电极层和下导电电极层，整体式面板，其特征在于：所述整体式面板包括按键区与非按键区，所述按键区设置有多个按键；所述上导电电极层包括与所述多个按键对应的多个上按键导电电极以及与非按键区对应的上误操作导电电极；所述下导电电极层包括与所述多个按键对应的多个下按键导电电极以及与非按键区对应的下误操作导电电极。
2.根据权利要求1所述的整体式面板压电键盘，其特征在于：还包括分别贴附于上导电电极层和下导电电极层表面的上绝缘层和下绝缘层，分别贴附于上绝缘层和下绝缘层表面的上屏蔽电极层和下屏蔽电极层；所述整体式面板底面贴附于所述上屏蔽电极层表面；所述上屏蔽电极层与下屏蔽电极层均接地。
3.根据权利要求1或2所述的整体式面板压电键盘，其特征在于：还包括与所述整体式面板相连的键盘引线部，所述多个上按键导电电极、上误操作导电电极、多个下按键导电电极以及下误操作导电电极均通过键盘引线部输出电荷；所述上误操作导电电极与下误操作导电电极输出电荷的线路不同于所述多个上按键导电电极与多个下按键导电电极输出电荷的线路。
4.根据权利要求1所述的整体式面板压电键盘，其特征在于：所述上误操作导电电极包括上边框电极以及多条上间隔电极；所述上边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条上间隔电极设置于多个上按键导电电极的间隙处；多条上间隔电极均与上边框电极电连接；所述下误操作导电电极包括下边框电极以及多条下间隔电极；所述下边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处；多条下间隔电极均与下边框电极电连接。
5.根据权利要求1所述的整体式面板压电键盘，其特征在于：所述整体式面板厚度为0.05毫米至2毫米。
6.根据权利要求1或5所述的整体式面板压电键盘，其特征在于：所述整体式面板为由金属、玻璃、塑料、PET薄膜、PVC薄膜、PC薄膜、木料、石头或硅胶制备的面板，或者为OLED显示器组件、E-ink显示器组件或LCD显示器组件。
7.一种整体式面板压电键盘误操作的识别方法，其特征在于：所述方法包括步骤：
S1：将整体式面板划分为按键区与非按键区，在压电驻极体薄膜相对两侧表面分别贴附上导电电极层和下导电电极层；
S2：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板按键区的多个上按键导电电极以及多个下按键导电电极；
S3：在上导电电极层和下导电电极层上分别设置对应于整体式面板非按键区的上误操作导电电极以及下误操作导电电极；
S4：多个上按键导电电极、多个下按键导电电极、上误操作导电电极以及下误操作导电电极通过不同的线路输出电荷，当触控整体式面板时，键盘根据接收电荷的线路判断是否为误操作。
8.根据权利要求7所述的整体式面板压电键盘误操作的识别方法，其特征在于：步骤S3中，所述上误操作导电电极包括上边框电极以及多条上间隔电极；所述上边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条上间隔电极设置于多个上按键导电电极的间隙处；多条上间隔电极均与上边框电极电连接；所述下误操作导电电极包括下边框电极以及多条下间隔电极；所述下边框电极对应于整体式面板非按键区的边框部，所述多条下间隔电极设置于多个下按键导电电极的间隙处；多条下间隔电极均与下边框电极电连接。
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