CN107979364B

CN107979364B - 电容式触摸按键装置及智能终端

Info

Publication number: CN107979364B
Application number: CN201711457689.0A
Authority: CN
Inventors: 王天功; 李本友; 迟浩功
Original assignee: Hisense Visual Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Visual Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: CN107979364A

Abstract

本申请提供的电容式触摸按键装置，通过将现有的按键分为两个子按键，即将第二子焊盘作为主按键，将第一子焊盘作为从按键，由于第一子焊盘的面积远远小于第二子焊盘，对于相同的功耗而言，其灵敏度会大大提高，第一子焊盘对按压动作的灵敏程度远大于现有技术中的按键，进而在第一子焊盘检测到按压动作时，给主芯片发送按压动作触发信号，主芯片接收到该信号后发送用于提高第二子焊盘灵敏度的控制信号，进而使第二子焊盘对按压动作的灵敏度上升，进而即使用户同时按压两个按键时，感应器也能及时作出响应，提高了用户的使用体验。

Description

电容式触摸按键装置及智能终端

技术领域

本发明涉及触摸按键应用领域，尤其涉及一种电容式触摸按键装置及智能终端。

背景技术

现有的触摸装置一般包括面板及与面板贴设的电路板，电路板上设置有焊盘及与该焊盘对应的按键，当按键检测到按压动作时，电容板的电容值发生变化，当电容的变化值超过预定的门限值时，感应器就会判断按键按压，并执行动作。

电容式触摸按键的原理如下图1所示，图1是一个基本的触摸按键，中间圆形部分为按键，该按键通过引出一根导线与MCU相连，MCU进而根据该导线检测该按键是否有按压，当没有按压时，电容值为基准电容C_基，当手指触摸按键时，会产生ΔC，当ΔC超过设定的门限值时，感应器件判断按键被按压，进而控制执行相应动作。

目前智能终端中，使用的触摸按键分布情况如图2所示，其中相邻按键之间的间距受限于ID外观设计，空白间隔只有8mm，而手指的触摸宽度约10-16mm，这样会导致同时按到两个按键的情况发生的可能，而由于同时按到两个按键，导致对于任一按键而言，其电容变化值ΔC都没有达到设定的门限值，进而感应器件无法判断用户的真正控制要求，也就不会对用户的按键操作做出响应，影响用户体验；而如果调高按键的灵敏度（即减小ΔC的门限值），使感应器更容易检测到电容值的变化，则增加了按键误响应的可能性。

发明内容

本发明申请提供一种电容式按键装置，用于在相邻的按键均检测到按压动作时，减少由此导致的按键操作不响应的可能性。

第一方面，本申请提供一种电容式触摸按键装置，该按键装置包括：

按压结构件、电路板和设置在所述电路板上、且与所述按压结构件对应设置的焊盘，所述焊盘包括第一子焊盘及间隔设置的第二子焊盘，且所述第一子焊盘的面积小于所述第二子焊盘，其中，所述按键装置还包括主芯片，所述主芯片用于在检测到所述第一子焊盘的电容变化值大于第一电容阈值时，降低所述第二子焊盘对应的第二电容阈值。

第二方面，本申请提供一种智能终端，该智能终端包括上述第一方面任一所述的电容式触摸按键装置。

与现有技术相比，本申请所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请提供了一种电容式触摸按键装置，包括电路板和设置在该电路板上的智能按键，智能按键包括按压结构件、与该按压结构件对应的焊盘，该焊盘用于响应与按压结构件对应的按压动作，该焊盘还包括第一子焊盘及第二子焊盘，且第一子焊盘的面积小于第二子焊盘，其中，该按键装置还包括主芯片，主芯片用于在检测到所述第一子焊盘发生按压动作时，提高第二子焊盘的灵敏度。与现有的电容式触摸按键装置中，任一按键对应一个焊盘的结构形式相比，本申请提供的电容式触摸按键装置，通过将现有的一个按键对应的焊盘分为两个子焊盘，由于第一子焊盘的面积远远小于第二子焊盘，其对应的第一电容阈值可设置一个较小值，以使其对电容值的变化相对而言非常灵敏；进而当第一子焊盘对应的电容值发生较小的数值变化时，该电容变化值也大于设置的第一电容阈值，主芯片也能检测到该第一子焊盘对应的按键发生了按压动作，进而主芯片发送控制信号去降低第二子焊盘对应的第二电容变化阈值，即调高第二子焊盘的灵敏度；此时由于第二子焊盘的灵敏度提高，第二子焊盘对用户的按压操作更加敏感，对于相同数值的电容变化值，由于第二子焊盘对应的第二电容阈值降低，第二子焊盘响应操作的可能性大大增加，提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为现有技术中电容式触摸按键原理示意图；

图2为现有技术中电容式触摸按键误操作示意图；

图3为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中按键结构示意图；

图4为本申请实施例1中电容式触摸按键电容变化原理示意图；

图5为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中焊盘的结构示意图一；

图6为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中按键分布示意图；

图7为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中焊盘的结构示意图二；

图8 为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中焊盘的结构示意图三

图9为本申请实施例1中电容式触摸按键装置中又一按键分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

下面，通过具体实施例对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

实施例1

本申请实施例1提供一种电容式触摸按键装置结构示意图，如图3所示，该装置100包括：

按压结构件110、电路板120和设置在电路板120上、且与按压结构件110对应设置的130焊盘，且焊盘130包括第一子焊盘131及间隔设置的第二子焊盘132，且第一子焊盘131的面积小于第二子焊盘132，其中，按键装置100还包括主芯片，该主芯片用于在检测到第一子焊盘131的电容变化值大于第一电容阈值时，降低第二子焊盘132对应的第二电容阈值。

如图3所示，焊盘相当于电容器的一个正极，其所在位置就是触摸按键的位置，它与周围的地形成了一个电容C基（即图4中的Cp），与接近的手指会形成一个电容ΔC（即图4中的Cf），其面积的大小以及与手指的距离（即表面按压结构件的厚度值）都会影响到触摸按键的灵敏度，这个灵敏度可以通过芯片内部的设置参数来补偿。如果相邻按键的距离太近，当用户按压某个按键时，容易出现手指同时按压多个按键的情况，进而造成按键的误触发。

平行板电容器的电容值理论上跟电容板的面积成正比，当面积越小时，其电容值越小。同时，当平行板电容器的电容值很小时，即使其电容变化数值很小，但相对于原电容值而言，其变化幅度也较大，因此，平行板电容器的基本电容值越小，其灵敏度也就越高，即电容板的面积（即方案中焊盘的面积）与灵敏度呈反比关系。

本方案实施例中，将现有的按键焊盘分为两个子焊盘，其中一个子焊盘（即第一子焊盘131）的面积远远小于另一个子焊盘（即第二子焊盘132），由于第一子焊盘的面积很小，其对应的第一电容阈值可设置一个较小值，以使其对电容值的变化相对而言很灵敏；进而当第一子焊盘对应的电容值发生较小的数值变化时，该变化值也大于设置的第一电容阈值，主芯片就能检测到该第一子焊盘对应的按键发生了按压动作，进而主芯片发送控制信号去降低第二子焊盘132对应的第二电容变化阈值，即调高第二子焊盘132的灵敏度；此时由于第二子焊盘132的灵敏度提高，第二子焊盘132对用户的按压操作更加敏感，对于相同数值的电容变化值，由于第二子焊盘132对应的电容阈值降低，则增大了电容变化值大于第二子焊盘132对应的电容阈值的概率，从而增加了第二子焊盘响应操作的可能性。

进一步的，当一次按键操作响应完成之后，主芯片自动将第二子焊盘132的灵敏度值降低到初始状态（即将其对应的第二电容阈值调整为初始数值），进而可减少由于第二子焊盘132灵敏度调高之后，导致当用户误触摸或者按压结构件上受到误按压时，对应按键误响应的可能性。

进一步的，按键的形状可以为圆形、矩形、正八边形等图形中的一种。相应的焊盘的形状也设置为圆形、矩形和正八边形，以此与按键形状对应。

示例性的如图5所示，以矩形按键为例，进行简单说明。将现有按键对应的焊盘K4分为两个独立且间隔设置的子焊盘，即第一子焊盘K41和第二子焊盘K42，其分别对应第一电容阈值C1和第二电容阈值C2。当用户常规使用过程中，用户同时触摸到K41和K42，且K41与K42对应的电容变化值都超过门限阈值时，感应器会判定为K4对应的按键发生了正常的按压动作，并对其做出相应的按键响应。

当K42检测到用户的按压动作（即K42的电容变化值ΔC2小于其对应的第二电容阈值C2），而K41未检测到按压动作（即K41的电容变化值ΔC1大于其对应的第一电容阈值C1）时，即以该焊盘K42是否检测到按压动作来判断对应的按键是否需要做出响应；因此，K42检测到按压动作时，该按键即可做出对应的响应操作。

当K41检测到用户按压动作（即K41的电容变化值ΔC1小于其对应的第一电容阈值C1），而K42未检测到按压动作时（即K42的电容变化值ΔC2大于其对应的第二电容阈值C2），主芯片会提高K42按键的灵敏度，即降低K42对应的第二电容阈值C2的数值，进而判断K42的电容变化值ΔC2是否超过该门限值C2，并以此判断按键是否要作出响应。

进一步的，该第二子焊盘K42可以在第一子焊盘K41的左边，也可在其右边。通常情况下，根据用户的操作习惯，用户使用右手按压按键的可能性大，即大多数情况下，用户按压某个按键时，偏向于按压该按键的左侧；因此，将面积更小、灵敏度更高的K41设置在K42的左侧显得更加合理。

进一步的，当某一焊盘检测到电容变化值超过电容阈值时，则在相邻的焊盘中，不再根据其检测到的第一子焊盘的电容值变化，而提高第二子焊盘的灵敏度。

示例性的，如图6所示，假设焊盘K3第一子焊盘对应的第一电容阈值为C₃₁，第二子焊盘对应的第二电容阈值为C₃₂；焊盘K4第一子焊盘对应的第一电容阈值为C₄₁，第二子焊盘对应的第二电容阈值为C₄₂。当焊盘K3和焊盘K4对应的按键同时受到按压时，若焊盘K3的第二子焊盘检测到按压动作时（即K3第二子焊盘的电容变化值大于其对应的第二电容阈值C₃₂），则焊盘K3对应的按键直接响应动作；此时，即使主芯片检测到焊盘K4对应的第一子焊盘有按压动作（即K4第一子焊盘的电容变化值大于其对应的第一电容阈值C₄₁），也不会去降低K4的第二子焊盘的第二电容阈值C₄₂，以提高其灵敏度；只有同时满足焊盘K3第二子焊盘的电容变化值小于其对应的第二电容阈值C₃₂，且焊盘K4第一子焊盘的电容变化值大于其对应的第一电容阈值C₄₁时，则调低K4第二子焊盘的第二电容阈值C₄₂，进而判断K4第二子焊盘的电容变化值是否大于其对应的第二电容阈值C₄₂，若大于阈值C₄₂，则焊盘K4对应的按键作出响应。

进一步的，如图6所示，任一焊盘的子焊盘（即第一子焊盘与第二子焊盘）之间有间隙，且该间隙小于焊盘之间的间隙。例如焊盘K3的第一子焊盘与第二子焊盘之间有间隙，其间隙的大小小于焊盘K3与焊盘K4之间的间隙。

示例性的，焊盘K3的第一子焊盘与第二子焊盘的间距可设置为1mm~2mm左右的距离，而相邻焊盘（如焊盘K3和焊盘K4）的间距可设置为6~10mm左右的距离。

示例性的，如图7所示，焊盘（以及对应的按键）的形状还可为圆形，八边形等其他多种图形，此处不做过多的赘述。

当焊盘为矩形时，该焊盘还包括第三子焊盘，即也可将该焊盘分成三个子焊盘，所述第三子焊盘的面积等于第一子焊盘，即第一子焊盘与第三子焊盘对称设置。由于在第二子焊盘的左右两侧设置面积远小于第二子焊盘的第一子焊盘及第三子焊盘，进而对于用户手指按压动作偏左或偏右的情况，本申请实施例的方案均能对此做出及时的反应，大大提高了用户的体验效果。

示例性的，如图8所示，将原来按键对应的焊盘变为3个独立的焊盘，即M4由M41、M42、M43组成。通常情况下，当用户用手指按压焊盘M4对应的按键的时候，用户同时触摸到M41、M42和M43，感应器会感应到正常的按压动作，并对其做出正常的反应。

当M42检测到用户的按压动作（即M42电容变化值大于对应的电容变化阈值），而M41或M43未检测到按压动作（即M41电容变化值小于其对应的电容变化阈值且M43电容变化值小于其对应的电容变化阈值）时，可仅仅通过M42是否检测到按压动作作为判断焊盘M4对应的按键是否做出响应的依据，因此，当M42检测到按压动作时，M4对应的按键即可响应对应的操作。

当M41或M43检测到用户手指的按压动作时，而M42尚未检测到按压动作时，主芯片基于M41或M43已检测到按压动作，相应地提高按键M42的灵敏度，即降低M42对应的电容阈值，进而判断M42的电容变化值ΔC是否超过该电容阈值，并以此判断M4对于的按键是否要作出响应。

进一步的，如图9所示，焊盘M4包括三个子焊盘时，焊盘M4可与现有方案中常规焊盘M5（即未做任何变化的焊盘）间隔设置。在一次按键操作中，当手指同时触碰到相邻的两个按键（如M4与M5对应的按键）时，由于主芯片在检测到焊盘M43有按压动作（即焊盘M43的电容变化值大于其对应的电容阈值），进而其提升M4的第二子焊盘M42的灵敏度（即降低M42对应的电容阈值），使第二子焊盘M42对用户的按压动作感应更灵敏，进而如果此时M42的电容变化值大于其对应的电容阈值时，则主芯片判定为M4对应的按键发生按压动作，进而响应该按键对应的操作；而如果M42没有感应到实际用户的按压动作，则主芯片可判定为M5对应的按键发生按压动作，进而响应M5对应按键的操作。通过上述设置方式，可进一步降低主芯片对用户按压动作无响应的可能性，使用户的体验更好。

当一次按键（M4响应动作或者M5响应动作）操作完成后，主芯片自动将M42的电容阈值调整为初始设置的电容阈值，进而可减小由于第二子焊盘M42灵敏度较大，导致当用户误触摸或者按键受到误按压时，对应按键误响应的可能性。

实施例2

本申请实施例2提供一种智能终端，包括上述实施例1中对应的任一电容式触摸按键装置。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电容式触摸按键装置，其特征在于，该按键装置包括：

按压结构件、电路板和设置在所述电路板上、且与所述按压结构件对应设置的焊盘，

所述焊盘包括第一子焊盘、第二子焊盘及第三子焊盘，所述第一子焊盘、第二子焊盘及第三子焊盘间隔设置，所述第二子焊盘位于所述第一子焊盘和所述第三子焊盘之间，所述第一子焊盘的面积小于所述第二子焊盘，所述第三子焊盘的面积也小于所述第二子焊盘；

所述按键装置还包括主芯片，所述主芯片用于:

当检测到所述第二子焊盘的电容变化值大于第二电容阈值，且所述第一子焊盘的电容变化值小于等于第一电容阈值，且所述第三子焊盘的电容变化值小于等于第三电容阈值时，控制所述电容式触摸按键响应按压操作；

当检测到所述第一子焊盘的电容值大于所述第一电容阈值和/或所述第三子焊盘的电容值大于所述第三电容阈值，且所述第二子焊盘的电容变化值小于等于所述第二电容阈值，降低所述第二子焊盘对应的所述第二电容阈值。

2.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，所述第一电容阈值小于所述第二电容阈值，所述第三电容阈值小于所述第二电容阈值。

3.如权利要求2所述的按键装置，其特征在于，所述主芯片在响应按键对应的操作后，提高所述第二电容阈值到初始数值。

4.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，所述焊盘为圆形、矩形、正八边形中的一种。

5.如权利要求3所述的按键装置，其特征在于，所述第一子焊盘与所述第二子焊盘之间的间隙小于相邻所述焊盘之间的间隙；所述第三子焊盘和所述第二子焊盘之间的间隙小于相邻所述焊盘之间的间隙。

6.如权利要求5所述的按键装置，其特征在于，所述第一子焊盘与所述第二子焊盘的间距为1mm~2mm。

7.如权利要求6所述的按键装置，其特征在于，相邻所述焊盘之间的间距为6~10mm。

8.如权利要求3所述的按键装置，其特征在于，所述焊盘为矩形时，所述第三子焊盘的面积等于所述第一子焊盘。

9.如权利要求8所述的按键装置，其特征在于，所述第一子焊盘与所述第三子焊盘对称设置。

10.一种智能终端，其特征在于，该智能终端包括上述权利要求1~9任一所述的电容式触摸按键装置。