CN110492880B - 按键、电子设备及电子设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种按键，应用于电子设备，电子设备包括面板(500)，按键连接在面板(500)的内侧表面，按键包括绝缘基部(100)、线路层(200)、压阻效应结构件(300)和自电容极板(400)，线路层(200)和自电容极板(400)分别连接在绝缘基部(100)相背的两侧，线路层(200)开设有开孔，绝缘基部(100)覆盖在开孔的一端的端口上，绝缘基部(100)与开孔的内壁围成容纳槽，开孔的另一端的端口为容纳槽的槽口，压阻效应结构件(300)设置在容纳槽中、且与线路层(200)电连接。上述方案能解决目前的电子设备的按键厚度较大以及容易出现误触发的问题。本发明还公开一种电子设备及电子设备的控制方法。

Description

按键、电子设备及电子设备的控制方法

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种按键、电子设备及电子设备的控制方法。

背景技术

为了方便对电子设备的操控，电子设备通常包含有按键，目前大多数电子设备的按键在受压后实现功能触发，例如调音按键、锁屏按键等。按键通常包括电路板和布设在电路板上的轻触开关。轻触开关由于具有接触电阻较小、较小的操作误差、规格多样化等优势，广泛地应用在电子设备的按键中。

如图1所示，一种典型的按键的电路板组件结构中，轻触开关10通过焊盘20连接在电路板30上，电路板30包括绝缘层和布设在绝缘层两侧的线路层。在工作的过程中，用户按压按键，按键被按压会导致轻触开关10上的金属弹片101发生变形，进而接触轻触开关10的焊片102，最终使得轻触开关10处于导通状态。此过程中，轻触开关10由断开状态到导通状态之间的变化实质可以改变电路板30的两层线路层之间的电阻，电阻变化过程产生的变化信号作为控制信号，进而能使得电路板30响应触发按键操作所代表的功能。

通过图1所示的结构可知，轻触开关10需要叠置在电路板30上，这会导致电路板30与轻触开关10形成的电路板组件整体厚度较大。而且，由于轻触开关10需要较大的变形才能进行工作，因此需要在电子设备的面板上进行开孔处理，开孔中通常设置按键帽，按键帽被配置在金属弹片101上，按键帽被按压则会使得金属弹片101发生形变。在电子设备的面板上开孔会形成进液通道，而且轻触开关10本身不具备防水性能，因此目前的电子设备存在较高的进液后失效的风险。而且开孔处理会破坏面板的外观，影响电子设备的整机外观性能。另外，目前的按键存在容易误触发的问题，例如，按键触碰到硬物时也会被触发。可见，目前的按键存在误触发率较高的问题。

发明内容

本发明公开一种电子设备，以解决目前的电子设备的按键厚度较大以及容易出现误触发的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种按键，应用于电子设备，所述电子设备包括面板，所述按键连接在所述面板的内侧表面，所述按键包括绝缘基部、线路层、压阻效应结构件和自电容极板，所述线路层和所述自电容极板分别连接在所述绝缘基部相背的两侧，所述线路层开设有开孔，所述绝缘基部覆盖在所述开孔的一端的端口上，所述绝缘基部与所述开孔的内壁围成容纳槽，所述开孔的另一端的端口为所述容纳槽的槽口，所述压阻效应结构件设置在所述容纳槽中、且与所述线路层电连接。

一种电子设备，包括面板和上文所述的按键，所述按键连接在所述面板的内侧表面。

一种电子设备的控制方法，所述电子设备为上文所述的电子设备，所述的控制方法包括：

检测所述自电容极板的电容值；

当所述自电容极板的电容值大于第一预设值时，则确定所述按键处于被活体触控状态；

检测压阻效应结构件的电阻变化值；

当所述电阻变化值大于第二预设值时，将所述电阻变化值转换成所述按键相应的触控信号。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的按键对现有结构的按键进行了改进，所公开的按键包括自电容极板，在自电容极板的电容值增大时，则说明按键处于被活体触控状态，再根据压阻效应结构件的电阻变化值转换成触控信号，最终发挥按键的功能。压阻效应结构件设置在绝缘基部与线路层形成的容纳槽中，相比于目前轻触开关叠置在电路板上而言，本发明实施例公开的按键的厚度无疑更小。

与此同时，本发明实施例公开的按键包含有自电容极板，只有活体接触面板才能使得自电容极板的电容值增大，进而可以作为发挥按键功能的先决条件。也就是说，本发明实施例公开的按键非活体按压不触发，因此具备活体检测功能，避免能够降低按键被误触发的概率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术公开的按键的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种按键的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的另一种按键的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的电子设备的部分结构示意图；

图5和图6为本发明实施例公开的按键在按压前后的对比示意图。

附图标记说明：

100-绝缘基部、110-第一空腔、111-第一顶壁、112-第一底壁、120-凹槽、130-第二空腔、

200-线路层、

300-压阻效应结构件、

400-自电容极板、410-电容子极板、

500-面板、

600-屏蔽层、

700-绝缘隔离层、

800-胶层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图2-图6，本发明实施例公开一种按键，所公开的按键应用于电子设备，所涉及的电子设备包括面板500，按键可以连接在面板500的内侧表面。具体的，按键可以通过胶层800粘接在面板500的内侧表面。

本发明实施例公开的按键包括绝缘基部100、线路层200、压阻效应结构件300和自电容极板400。

自电容极板400包含于自电容电路，在活体(例如手指)触碰或靠近面板500时，自电容极板400的电容值会增大，从而形成检测信号，此过程能够实现活体的检测。在本发明实施例中，可以当自电容极板400的电容值大于第一预设值时，则确定按键处于被活体触控状态。自电容极板400检测活体的原理及过程均为公知技术，在此不再赘述。在本发明实施例中，自电容极板400可以为金属层，例如铜层。

在本发明实施例中，线路层200和自电容极板400分别连接在绝缘基部100相背的两侧，绝缘基部100起到绝缘隔离的作用。绝缘基部100通常由常规的硬板材料(PP)或软板材料(例如聚酰亚胺材料)制成。具体的，线路层200和自电容极板400可以通过粘接的方式固定在绝缘基部100上。

线路层200通常可以为金属层，例如铜层，在本发明实施例中，线路层200开设有开孔，开孔为通孔。

绝缘基部100覆盖在开孔的一端的端口，绝缘基部100与开孔的内壁围成容纳槽。开孔的另一端的端口为容纳槽的槽口。

压阻效应结构件300设置在容纳槽内、且与线路层200电连接。压阻效应结构件300采用压阻材料制成，压阻材料可以为多晶硅、非晶硅、碳化硅、多晶硅等材料。压阻效应结构件300在受到压力的情况下发生形变，进而导致电阻值发生变化，在压阻效应结构件300的电阻变化值大于第二预设值时，可以将电阻变化值转换成按键相应的触控信号，最终使得电子设备响应该触控信号，进而实现与按键相应的功能，最终达到按键操控的目的。由电阻变化值转换成按键相应的触控信号，并由触控信号发挥按键功能这一过程为公知技术。本领域技术人员可以对压阻效应结构件300实施设计，使其受到预设压力值时才能产生触发按键功能的触控信号。

如上文所述，容纳槽通过线路层200与绝缘基部100配合形成，压阻效应结构件300的电阻变化值转换成的触控信号会被线路层200传输，最终被电子设备的控制单元响应。

本发明实施例公开的按键对现有结构的按键进行了改进，所公开的按键包括自电容极板400，在自电容极板400的电容值增大时，则说明按键处于被活体触控状态，再根据压阻效应结构件300的电阻变化值转换成触控信号，最终发挥按键的功能。压阻效应结构件300设置在绝缘基部100与线路层200形成的容纳槽中，相比于目前轻触开关叠置在电路板上而言，本发明实施例公开的按键的厚度无疑更小。

与此同时，本发明实施例公开的按键包含有自电容极板400，只有活体接触面板500才能使得自电容极板400的电容值增大，进而可以作为发挥按键功能的先决条件。也就是说，本发明实施例公开的按键非活体按压不触发，因此具备活体检测功能，避免能够降低按键被误触发的概率。

在按键受到按压的情况下，整个按键会发生变形，进而使得压阻效应结构件300也会产生形变，也就是说，无论压阻效应结构件300设置在绝缘基部100朝向面板500的一侧，还是设置在绝缘基部100背离面板500的一侧，均对其变形的影响几乎无差别。基于此，为了使得自电容极板400更好地感应活体，在较为优选的方案中，自电容极板400可以设置在绝缘基部100朝向面板500的一侧，从而使得自电容极板400与面板500的距离较小，最终有利于提高自电容极板400的活体检测效果。

如上文所述，绝缘基部100起到绝缘隔离以及支撑的作用，在按键被按压的过程中，面板500、自电容极板400、绝缘基部100和压阻效应结构件300依次产生变形，为了使得变形更加显著，绝缘基部100可以设置有第一空腔110，第一空腔110使得绝缘基部100为空心结构，从而更有利于绝缘基部100发生变形，进而使得压阻效应结构件300产生更明显的变形，从而更容易使得压阻效应结构件300的电阻值发生变化。

在本发明实施例中，第一空腔110具有相对分布的第一顶壁111和第一底壁112，第一顶壁111置于第一底壁112与自电容极板400之间，也就是说，第一顶壁111与自电容极板400的距离较小，第一底壁112与自电容极板400的距离较大。绝缘基部100位于第一顶壁111与自电容极板400之间的部分为顶部，绝缘基部100位于第一底壁与压阻效应结构件300之间的部分为底部，顶部的厚度可以大于底部的厚度，从而使得在按键受到按压的情况下顶部的变形小于底部的变形，最终使得压阻效应结构件300在按压后变形成类似于梯形结构件，底部变形较大，如图5和图6所示，从而有利于压阻效应结构件300的电阻值产生较大的变化，有利于提高按键的灵敏度。

当然，为了使得顶部的变形小于底部的变形，不局限于顶部的厚度与底部的厚度之间的大小关系。具体的，顶部的硬度可以大于底部的硬度，此种情况下，同样能够使得底部的变形大于顶部的变形。

在更为优选的方案中，在垂直于线路层200的方向上，第一空腔110的投影位于压阻效应结构件300的投影之内，从而能够确保绝缘基部100具有较大的变形的前提下，不至于由于第一空腔110的体积过大而导致的整体强度过小的问题，也就不会影响绝缘基部100的支撑功能。

在更为优选的方案中，本发明实施例公开的按键还可以包括屏蔽层600，屏蔽层600设置在自电容极板400与绝缘基部100之间，屏蔽层600能够避免自电容极板400与压阻效应结构件300之间的电磁干扰。屏蔽层600通常也可以为金属层，基于此，屏蔽层600与自电容极板400之间可以设置有绝缘隔离层700，绝缘隔离层700能够起到绝缘的作用。绝缘隔离层700的材质可以与绝缘基部100的材质相同。

在自电容极板400设置在绝缘基部100朝向面板500的一侧的前提下，绝缘基部100可以开设有凹槽120，绝缘隔离层700封盖在凹槽120的槽口、且与凹槽120形成第二空腔130。此种情况下，第二空腔130类似于第一空腔110，同样能够使得压阻效应结构件300与自电容极板400之间形成空心结构，有利于按键被按压的情况下，压阻效应结构件300产生较为显著的变形，从而提高按键的灵敏度。

由于屏蔽层600与自电容极板400之间设置有绝缘隔离层700，因此可以认为屏蔽层600封盖在凹槽120的槽口，从而形成第二空腔130。通常情况下，屏蔽层600的厚度较小，对变形的影响较小。为了使得按键更加灵敏，在较为优选的方案中，凹槽120的底面与压阻效应结构件300之间的距离可以小于绝缘隔离层700的厚度，此种情况下，在按键受到按压的情况下，凹槽120的底面会发生较大的变形，从而能够使得压阻效应结构件300的变形更加显著，有利于提高按键的灵敏度。

当然，也可以是：绝缘基部100上位于凹槽120的底面与压阻效应结构件300之间的部分的硬度，可以小于绝缘隔离层700的硬度。此种情况下，同样能够使得按键在受到按压的情况下，凹槽120的底面会发生较大的变形，有利于提高按键的灵敏度。

同理，在垂直于线路层200的方向上，第二空腔130的投影可以位于压阻效应结构件300的投影之内。

在更为优选的方案中，在垂直于线路层200方向的投影中，压阻效应结构件500的投影可以位于自电容极板400的投影中，此种结构能够确保在按压的过程中只有按压到自电容极板400上，才能实现对压阻效应结构件300变形的触发。很显然，此种结构能够更好地确保在按键触发过程中以自电容极板400的活体检测作为先决条件。

在本发明实施例中，自电容极板400可以为一整块板件，也可以包括至少两块间隔设置的电容子极板410，无论何种方式均不影响自电容极板400的活体检测功能。在自电容极板400包括至少两块间隔设置的电容子极板410时，能够实现用户以一定的按压力滑动，从而实现对按键的触控。

基于本发明实施例公开的按键，本发明实施例公开一种电子设备，所公开的电子设备包括面板500和上文实施例所述的按键，按键连接于面板500的内侧表面。具体的，按键可以粘贴在面板500的内侧表面。具体的，面板500可以为电池盖，也可以为显示模组的透光盖板。

本发明实施例公开的电子设备可以为手机、电脑、电子书阅读器、智能手表等设备，本发明实施例不限制电子设备的具体种类。

在本发明实施例中，电子设备可以包括壳体，壳体可以包括面板500。当然，电子设备可以包括显示模组，显示模组通常包括透明盖板。在显示模组包括透明盖板的前提下，透明盖板也可以为上文所述的面板500。

基于本发明实施例公开的电子设备，本发明实施例公开一种电子设备的控制方法，所公开的控制方法包括：

检测自电容极板400的电容值；

当自电容极板400的电容值大于第一预设值时，则确定按键处于被活体触控状态；

检测压阻效应结构件300的电阻变化值；

当所述电阻变化值大于第二预设值时，将所述电阻变化值转换成所述按键相应的触控信号。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种按键，应用于电子设备，所述电子设备包括面板（500），所述按键连接在所述面板（500）的内侧表面，其特征在于，所述按键包括绝缘基部（100）、线路层（200）、压阻效应结构件（300）和自电容极板（400），所述线路层（200）和所述自电容极板（400）分别连接在所述绝缘基部（100）相背的两侧，所述线路层（200）开设有开孔，所述绝缘基部（100）覆盖在所述开孔的一端的端口上，所述绝缘基部（100）与所述开孔的内壁围成容纳槽，所述开孔的另一端的端口为所述容纳槽的槽口，所述压阻效应结构件（300）设置在所述容纳槽中、且与所述线路层（200）电连接；

所述自电容极板（400）设置在所述绝缘基部（100）朝向所述面板（500）的一侧；

所述绝缘基部（100）设置有第一空腔（110）；

所述第一空腔（110）具有相对分布的第一顶壁（111）和第一底壁（112），所述第一顶壁（111）置于所述第一底壁（112）与所述自电容极板（400）之间，所述绝缘基部（100）位于所述第一顶壁（111）与所述自电容极板（400）之间的部分为顶部，所述绝缘基部（100）位于所述第一底壁（112）与所述压阻效应结构件（300）之间的部分为底部，所述顶部的厚度大于所述底部的厚度，和/或，所述顶部的硬度大于所述底部的硬度。

2.根据权利要求1所述的按键，其特征在于，在垂直于所述线路层（200）的方向上，所述第一空腔（110）的投影位于所述压阻效应结构件（300）的投影之内。

3.根据权利要求1所述的按键，其特征在于，在垂直于线路层（200）方向的投影中，所述压阻效应结构件（300）的投影位于所述自电容极板（400）的投影中。

4.根据权利要求1或3所述的按键，其特征在于，所述自电容极板（400）包括至少两块间隔设置的电容子极板（410）。

5.一种按键，应用于电子设备，所述电子设备包括面板（500），所述按键连接在所述面板（500）的内侧表面，其特征在于，所述按键包括绝缘基部（100）、线路层（200）、压阻效应结构件（300）和自电容极板（400），所述线路层（200）和所述自电容极板（400）分别连接在所述绝缘基部（100）相背的两侧，所述线路层（200）开设有开孔，所述绝缘基部（100）覆盖在所述开孔的一端的端口上，所述绝缘基部（100）与所述开孔的内壁围成容纳槽，所述开孔的另一端的端口为所述容纳槽的槽口，所述压阻效应结构件（300）设置在所述容纳槽中、且与所述线路层（200）电连接；

所述自电容极板（400）设置在所述绝缘基部（100）朝向所述面板（500）的一侧；

所述按键还包括屏蔽层（600），所述屏蔽层（600）设置在所述自电容极板（400）与所述绝缘基部（100）之间，所述屏蔽层（600）与所述自电容极板（400）之间设置有绝缘隔离层（700）；

所述绝缘基部（100）开设有凹槽（120），所述绝缘隔离层（700）封盖在所述凹槽（120）的槽口、且与所述凹槽（120）形成第二空腔（130）；

所述凹槽（120）的底面与所述压阻效应结构件（300）之间的距离小于所述绝缘隔离层（700）的厚度，或者，所述绝缘基部（100）上位于所述凹槽（120）的底面与所述压阻效应结构件（300）之间的部分的硬度，小于所述绝缘隔离层（700）的硬度。

6.根据权利要求5所述的按键，其特征在于，在垂直于所述线路层（200）的方向上，所述第二空腔（130）的投影位于所述压阻效应结构件（300）的投影之内。

7.根据权利要求5所述的按键，其特征在于，在垂直于线路层（200）方向的投影中，所述压阻效应结构件（300）的投影位于所述自电容极板（400）的投影中。

8.根据权利要求5或7所述的按键，其特征在于，所述自电容极板（400）包括至少两块间隔设置的电容子极板（410）。

9.一种电子设备，其特征在于，包括面板（500），以及权利要求1-4中任一项所述的按键或者权利要求5-8中任一项所述的按键，所述按键连接在所述面板（500）的内侧表面。

10.一种电子设备的控制方法，其特征在于，所述电子设备为权利要求9所述的电子设备，所述的控制方法包括：

检测所述自电容极板（400）的电容值；

当所述自电容极板（400）的电容值大于第一预设值时，则确定所述按键处于被活体触控状态；

检测压阻效应结构件（300）的电阻变化值；

当所述电阻变化值大于第二预设值时，将所述电阻变化值转换成所述按键相应的触控信号。

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