CN112578461A - 一种按键检测装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种按键检测装置和电子设备，按键检测装置应用于电子设备中，电子设备包括壳体，壳体包括按压面，按键检测装置包括检测电路以及背离所述按压面设置的触摸感测层和电容组件；所述触摸感测层用于感测所述按压面是否存在触摸操作，所述电容组件用于感测所述按压面是否存在按压操作；检测电路，与所述触摸感测层和所述电容组件信号连接；所述检测电路用于，当所述触摸感测层感测到所述按压面存在触摸操作，且所述电容组件感测到所述按压面存在按压操作时，产生触发信号。本申请提供的按键检测装置能够有效防止误触情况的发生。

Description

一种按键检测装置和电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种按键检测装置和电子设备。

背景技术

随着电子设备的不断发展，行业内对电子设备的各方面性能也有了更高的要求。以手机为例，手机中通常会设置机械按键，以实现音量调节、拍照等功能；概括来说，机械按键通常设置在手机的边框处，用户通过按压该机械按键以触发相应的功能；为了保证机械按键的可操作性，机械按键与手机壳体之间会保持一定间隙，但是这种结构容易使水、灰尘等杂质通过该间隙进入手机内部，从而影响手机的正常使用。有些厂商为了避免开设间隙而影响手机的防水、防尘性能，开始采用压敏材料配合压阻式传感器来代替传统的机械按键，但是这种按键结构不能区分是否为人手操作，存在较高的误触风险，因此，会降低用户的使用体验。

发明内容

本申请提供了一种能检测触摸和按压操作的按键检测装置和电子设备。

本申请提供的按键检测装置应用在电子设备中，电子设备包括壳体，壳体包括按压面，以供人手对按压面进行触摸和按压操作；本申请提供的按键检测装置包括触摸感测层、电容组件和检测电路，触摸感测层和电容组件背离按压面依次层叠设置；其中，触摸感测层用于感测按压面是否存在触摸操作，电容组件用于感测按压面是否存在按压操作；检测电路与触摸感测层和电容组件信号连接；检测电路用于，当触摸感测层感测到按压面存在触摸操作，且电容组件感测到按压面存在按压操作时，产生触发信号。本申请实施例提供的按键检测装置，能够通过触摸感测层来感测按压面是否存在人手(或与人手相类似的导电体)的触摸操作，且能够通过电容组件来感测按压面是否存在按压操作；当按压面受到人手的触摸及按压操作时，才能触发相应的按键功能，从而能够有效防止误触情况的发生。

在实际应用中，壳体对应于按压面的部分可以由绝缘材料制成，也可以由导电材料制成；当壳体对应于按压面的部分由导电材料制成时，触摸感测层可以与壳体中对应于按压面的部分电连接，以有效的感测按压面是否存在触摸操作。另外，在实际应用中，检测电路可以包括信号连接的电容传感器和处理电路；电容传感器可以与触摸感测层和电容组件信号连接；当触摸感测层感测到按压面存在触摸操作时，电容传感器可以产生第一电信号；当电容组件感测到按压面存在按压操作时，电容传感器可以产生第二电信号；处理电路可以根据电容传感器的第一电信号和第二电信号产生触发信号。触摸感测层和电容组件均与电容传感器信号连接，从而能够简化所需的传感器类型和数量，便于电子设备的精简化设计和电器元件的布局。

在具体实施方式中，为了感测人手的触摸操作，触摸感测层的类型及工作原理可以是多样的。

例如，当壳体对应于按压面的部分为由导电材料制成时，触摸感测层可以为通有电流的金属层，当人手接触按压面后，会吸走触摸感测层(按压面)上的部分电流，从而使触摸感测层上的电流值产生变化，电容传感器能够根据触摸感测层上的电流变化产生第一电信号。

在具体实施时，触摸感测层可以通过导电硅胶等贴附在壳体上，也可以采用电镀等工艺成型在壳体上。

另外，在一些实施方式中，当壳体对应于按压面的部分由金属材料制成时，也可以取消设置触摸感测层，使壳体替代触摸感测层的功能。

另外，在一些具体实施方式中，人手并不一定要与触摸感测层接触(导电连接)；例如，当壳体对应于按压面的部分由绝缘材料制成时，触摸感测层可以设置在壳体的背离按压面的一侧面。当人手触摸按压面时，手指与触摸感测层之间会形成一个耦合电容，触摸感测层上的高频电流会经过手指流失，从而使触摸感测层上的电流值产生变化，电容传感器能够根据触摸感测层上的电流变化产生第一电信号。

在具体实施时，触摸感测层可以通过胶水、双面胶等贴附在壳体上，也可以采用涂覆等工艺成型在绝缘基板的下侧面。

另外，为了感测人手的按压操作，电容组件的结构类型可以是多样的。

例如，电容组件可以包括间隔设置的第一极板和第二极板，第一极板和第二极板形成平行板电容结构。当按压面受按压时，第一极板向下弯曲，使第一极板和第二极板之间的距离降低，从而影响了第一极板和第二极板之间的耦合，进而改变了第一极板和第二极板之间的电容量，即第一极板和第二极板中的电荷量会产生变化。电容传感器可以与第一极板信号连接，当第一极板中的电荷量产生变化时，电容传感器能够产生第二电信号；当然，电容传感器也可以与第二极板信号连接，当第二极板中的电荷量产生变化时，电容传感器能够产生第二电信号。

另外，在一些具体实施方式中，电容组件中的第一极板也可以接地，即第一极板与第二极板之间形成一个耦合电容，当第一极板与第二极板相互靠近时，会使第二极板上的高频电流产生变化，电容传感器根据第二极板上的电流变化产生第二电信号。当然，在一些具体实施方式中，电容组件中的第二极板也可以接地，即第一极板与第二极板之间形成一个耦合电容，当第一极板与第二极板相互靠近时，会使第一极板上的高频电流产生变化，电容传感器根据第一极板上的电流变化产生第二电信号。

另外，在实际应用时，触摸感测层(或者由导电材料制成的壳体)与电容组件之间的配合方式可以有多种。

例如，第一极板可以通过第一绝缘层设置在触摸感测层的下表面，第二极板设置在第一极板的下侧，且第一极板与第二极板之间设有第二绝缘层，其中，第二绝缘层的抗形变性能小于第二绝缘层的抗形变性能。

具体来说，当按压面受人手触摸时，会吸走触摸感测层上的部分电流，从而使触摸感测层上的电流值产生变化，电容传感器与触摸感测层信号连接，能够根据触摸感测层上的电流变化产生第一电信号。当按压面受人手按压时，触摸感测层、第一绝缘层以及第一极板向下弯曲并挤压第二绝缘层，由于第二极板的抗形变性能大于第二绝缘层的抗形变性能，因此，第二极板基本上不会产生弯曲形变，最终使得第一极板与第二极板之间的距离缩小；由于第一极板与第二极板可以形成平行板电容结构，当第一极板靠近第二极板后，改变了第一极板和第二极板之间的电容量，即第一极板和第二极板中的电荷量会产生变化。电容传感器可以与第一极板信号连接，当第一极板中的电荷量产生变化时，电容传感器能够产生第二电信号；当然，电容传感器也可以与第二极板信号连接，当第二极板中的电荷量产生变化时，电容传感器能够产生第二电信号。

在具体实施时，为了防止触摸感测层与电容组件之间相互影响，触摸感测层与电容组件之间可以设置接地的屏蔽层。具体来说，屏蔽层可以通过绝缘介质设置在触摸感测层和第一极板之间，以防止触摸感测层与第一极板之间形成耦合电容。

当然，在其他实施例中，也可以通过其他形式防止触摸感测层与电容组件之间相互影响。

例如，电容传感器可以通过切换开关与触摸感测层和第一极板信号连接；切换开关用于被设置成第一切换状态时，使电容传感器与触摸感测层接通，使第一极板接地；切换开关还用于被设置成第二切换状态时，使电容传感器与第一极板接通，使触摸感测层接地。具体来说，当电容传感器与触摸感测层信号连接时，在按压面受按压后，第一极板中的电流会产生变化，为了防止该变化影响触摸感测层，切换开关使第一极板接地，从而使得触摸感测层上的电流只能受人手的触摸而产生变化，从而能够使触摸感测层准确的感测按压面是否存在人手的触摸。当电容传感器与第一极板信号连接时，在按压面受人手按压后，人手的触摸会使触摸感测层上的电流产生变化，为了防止该变化影响触摸第一极板，切换开关使触摸感测层接地。

在具体实施时，切换开关的工作状态可以由电子设备中的主控制器(如具有CPU功能的SoC)来控制。

当然，当按压面受按压时，为了防止第二极板产生形变，在具体实施时，第二极板的抗形变性能应较大。为了增加第二极板的选材灵活性，在一些具体实施方式中，可以通过额外的部件来防止第二极板产生形变。

例如，按键检测装置中还可以包括受力板，受力板在受到按压时，不易产生弯曲形变；即受力板的抗形变性能大于第二绝缘层的抗形变性能。

在具体实施时，可以将受力板设置在第二绝缘层与第二极板之间，当然，为了防止受力板影响第一极板与第二极板之间的电容耦合，受力板可以由导电材料制成，同时，受力板与第二极板之间电连接。在一些具体实施方式中，可以在受力板与第二极板之间设置导电硅胶或者其他导电材料，以实现受力板与第二极板之间的机械连接和电连接。

另外，在一些实施方式中，也可以取消设置上述的第二极板；例如，当电子设备中包括由导电材料制成的中框时，第一极板可以与中框电容耦合；即中框可以取代第二极板的功能，另外，在一些具体实施方式中，第二极板也可以直接设置在中框上，或者第二极板和中框为一体成型结构。

在实际应用中，按键检测装置的设置方式可以是多样的。

例如，在本申请提供的一种电子设备中，包括壳体、主控制器和上述任意一种的按键检测装置，壳体包括按压面，以便于人手的触摸和按压操作；其中，主控制器与检测电路信号连接，用于根据检测电路的触发信号产生按键功能信号，以使相关部件执行相应的按键功能操作(入音量调节、开关机等)。

在实际应用中，壳体对应于按压面的部分可以由绝缘材料制成，也可以由导电材料制成；当壳体对应于按压面的部分由导电材料制成时，触摸感测层可以与壳体中对应于按压面的部分电连接，以有效的感测按压面是否存在触摸操作。另外，在一些实施方式中，当壳体对应于按压面的部分由金属材料制成时，也可以取消设置触摸感测层，使壳体替代触摸感测层的功能。

在具体实施时，电子设备中还可以包括由导电材料制成的中框，中框可以设置在壳体的内侧，按键检测装置可以设置在壳体和中框之间。

在一些具体实施方式中，电容组件中的第二极板可以固定在中框上，也可以将第二极板和中框制作成一体结构，或者取消设置第二极板，使金属中框替代第二极板的功能，以提升制作时的便利性。

在具体实施时，以手机为例，按键检测装置可以设置在手机的正面、边框处或者其他位置。当按键检测装置设置在手机的边框处时，按压面可以与边框的表面保持平齐，也可以略突出于边框的表面，以提升盲操作的便利性。

本申请一种还公开了一种按键检测装置，基于上述各种按钮检测装置，区别在于可以不包括上述检测电路，也即包括触摸感测层以及电容组件。在实际产品中，可将这两部分单独封装成一个组件进行销售。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的部分结构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图17为本申请实施例提供的另一种应用到电子设备中的按键检测装置的结构示意图；

图18为本申请实施例提供的一种电子设备的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

为了方便理解本申请实施例提供的按键检测装置，下面首先介绍一下其应用场景。本申请实施例提供的按键检测装置可应用在电子设备(如手机、平板电脑、电子书等)中，用于当人手触摸并按压按压面时产生对应的功能操作。如图1所示，以手机01为例，在实际应用时，当人手触摸并按压按压面011时可实现手机01的开机、关机或者锁屏等功能操作。另外，当人手触摸并按压按压面012时可对手机的音量大小进行调节。或者，当人手触摸并按压按压面013时可以实现拍照、开启视频拍摄和结束视频拍摄等功能操作。另外，在实际应用中，按压面的形状、设置位置及数量可以是多样的。例如，按压面可以为圆形、长条形等多边形结构，其设置数量可以为一个、两个或者更多个，同时，按压面可以设置在手机的边框处，也可以设置在手机的正面或者其他位置。

由于传统的按键结构通常为机械按键，为了保证机械按键的可操作性，机械按键通常具有一定的按压行程，同时，在机械按键与电子设备的壳体(如手机的边框)之间存在一定间隙，但是外界的灰尘容易通过间隙进入电子设备内部，从而影响电子设备的正常工作。另外，机械按键在受到按压时，无法区分是否为人手按压还是异物的触碰，因此，存在较高的误触风险。

为此，本申请实施例提供了一种能够有效防止误触，且不会影响电子设备的防尘、防水性能的按键检测装置。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

如图2所示，在本申请提供的一个实施例中，按键检测装置10应用在电子设备中时，电子设备包括壳体21，壳体21包括按压面210，以供人手02对按压面210进行触摸和按压操作，从而实现相应的按键功能(如开关机、音量调节)；按键检测装置10包括触摸感测层11、电容组件12和检测电路13，触摸感测层11和电容组件12背离按压面210依次设置；其中，触摸感测层11用于感测按压面210是否存在触摸操作，电容组件12用于感测按压面210是否存在按压操作；检测电路13与触摸感测层11和电容组件12信号连接；检测电路13用于，当触摸感测层11感测到按压面210存在触摸操作，且电容组件12感测到按压面210存在按压操作时，产生触发信号。

在实际应用时，检测电路13中可以包括信号连接的电容传感器131和处理电路132，电容传感器131可以与触摸感测层11和电容组件12信号连接；当触摸感测层11感测到按压面210存在触摸操作时，电容传感器131可以产生第一电信号；当电容组件12感测到按压面210存在按压操作时，电容传感器131可以产生第二电信号；处理电路132可以根据电容传感器131的第一电信号和第二电信号产生触发信号。可以理解，电容传感器131与处理电路132是在逻辑上的一个电路划分，在实际应用中，可以将这两个电路封装在一个芯片，或者设计一种电路来同时实现上述电容传感器131与处理电路132的功能。电容传感器具体如何实现电容检测并产生电信号的方法以及处理电路如何产生触发信号的方法为现有技术，本申请并不赘述。

处理电路132产生的信号可以输出给电子设备中的主控制器，例如，该主控制器可以是电子设备中的中央处理电路(central processing unit，CPU)，或者电子设备中的集成了CPU的片上系统(system on chip，SoC)，例如，华为海思的麒麟系列的SoC。在另一实施例中，检测电路也可以包括电容传感器但不包括处理电路132，电容传感器输出的信号直接输出给主控制器来实现，即主控制器内部集成有处理电路的功能，能够根据第一、二电信号来产生触发信号。

具体来说，本申请实施例提供的按键检测装置10，能够通过触摸感测层11来感测按压面210是否存在人手02(或与人手相类似的导电体)的触摸操作，且能够通过电容组件12来感测按压面210是否存在按压操作；当按压面210受到人手的触摸及按压操作时，才能触发相应的按键功能，从而能够有效防止误触情况的发生。另外，触摸感测层11和电容组件12均与电容传感器131信号连接，从而能够简化所需的传感器类型和数量，便于电子设备的精简化设计和电器元件的布局。

在具体实施方式中，为了感测人手02的触摸操作，触摸感测层11的类型及工作原理可以是多样的。

例如，如图3所示，在本申请提供的一个实施例中，当壳体21对应于按压面的部分由导电材料(如铝合金、钛合金等)制成时，触摸感测层11可以与壳体21电连接。

具体来说，触摸感测层11可以为通有电流的金属层，当人手02接触按压面后，会吸走触摸感测层11上的部分电流，从而使触摸感测层11上的电流值产生变化，电容传感器131能够根据触摸感测层11上的电流变化产生第一电信号。

在具体实施时，触摸感测层11可以为氧化铟锡薄膜、铜箔或者其他导电薄膜，当然，触摸感测层11也可以为具有较大厚度的导电板体。

在一些具体实施方式中，如图4所示，当壳体21由导电材料制成时，为了使得人手在触摸按压面210时才能触发相应的按键功能，壳体21中对应于按压面210的部分可以与壳体21的其他部分通过绝缘体20进行绝缘隔离，即壳体21中对应于按压面210的部分形成孤岛结构；在对壳体21进行制作时，可以通过膜内注塑等工艺，将壳体21的按压部分(形成按压面210的部分)与壳体21的其他部分固定为一体结构，并实现按压部分与壳体21其他部分的绝缘隔离。

另外，在一些具体实施方式中，当壳体21对应于按压面210的部分由导电材料制成时，也可以省略触摸感测层11的设置，使壳体21替代触摸感测层11的功能。在具体实施时，为了使得人手按压壳体21的按压面时，按压面能够被按压(产生弹性形变)，壳体21对应于按压面的区域可以作薄化处理。

另外，在一些具体实施方式中，壳体21对应于按压面的部分也可以由绝缘材料(如玻璃、塑料、陶瓷等)制成。

请参阅图3，在本申请提供的一个实施例中，壳体21对应于按压面的部分由绝缘材料制成，触摸感测层11设置在壳体21的背离按压面的一侧面。当人手触摸按压面210时，手指02与触摸感测层11之间会形成一个耦合电容，触摸感测层11上的高频电流会经过手指02流失，从而使触摸感测层11上的电流值产生变化，电容传感器131能够根据触摸感测层11上的电流变化产生第一电信号。

在具体实施时，壳体21可以由玻璃、聚酰亚胺等绝缘材料制成。触摸感测层11可以通过胶水、双面胶等贴附在壳体21上，也可以采用涂覆等工艺成型在壳体21上。

在具体实施方式中，为了感测人手的按压操作，电容组件12的结构类型可以是多样的。

例如，如图5所示，在本申请提供的一个实施例中，电容组件12可以包括第一极板121和第二极板122，第一极板和121和第二极板122之间设有第二绝缘层15b，第一极板121和第二极板122形成平行板电容结构；在具体实施时，第二绝缘层15b可以包括一种或多种材料，例如，可以只包括空气，可以也可以只包括高介电常数的弹性材料(如硅胶、泡棉胶等)，或者既包括空气也包括高介电常数的弹性材料(通过加高介电常数材料可以增大电容，使按压操作更容易被感测)，或者还包括其他材料，本申请都不限定。如图6所示，当按压面210受按压时，第一极板121向下弯曲，使第一极板121和第二极板122之间的距离降低，从而影响了第一极板121和第二极板122之间的耦合，进而改变了第一极板121和第二极板122之间的电容量，即第一极板121和第二极板122中的电荷量会产生变化。电容传感器131可以与第一极板121信号连接，当第一极板121中的电荷量产生变化时，电容传感器131能够产生第二电信号；当然，电容传感器131也可以与第二极板122信号连接，当第二极板122中的电荷量产生变化时，电容传感器131能够产生第二电信号。

另外，在一些具体实施方式中，如图7所示，电容组件12中的第一极板121也可以接地，即第一极板121与第二极板122之间形成一个耦合电容，当第一极板121与第二极板122相互靠近时，会使第二极板122上的高频电流产生变化，电容传感器131根据第二极板122上的电流变化产生第二电信号。当然，在一些具体实施方式中，电容组件12中的第二极板122也可以接地，即第一极板121与第二极板122之间形成一个耦合电容，当第一极板121与第二极板122相互靠近时，会使第一极板121上的高频电流产生变化，电容传感器131根据第一极板121上的电流变化产生第二电信号。

在具体制作时，第一极板121可以为氧化铟锡薄膜、铜箔或者其他导电薄膜，当然，第一极板121也可以为具有较大厚度的导电板体。相应的，第二极板122可以为氧化铟锡薄膜、铜箔或者其他导电薄膜，当然，第二极板122也可以为具有较大厚度的导电板体。

在上述实施例中，在按压面210受按压时，依靠第二极板122的抗形变性能大于第二绝缘层15b的抗形变性能来实现第一极板121和第二极板122之间的相互靠近。

在一些具体实施方式中，也可以通过额外的结构件来防止第二极板122产生形变。

例如，如图8所示，在本申请提供的一个实施例中，按键检测装置10中还包括受力板18，受力板18在受到按压时，不易产生弯曲形变；即受力板18的抗形变性能大于第二绝缘层15b的抗形变性能。

在具体实施时，可以将受力板18设置在第二绝缘层15b与第二极板122之间，受力板18可以由绝缘材料制成也可以由导电材料制成；当受力板18由导电材料制成时，为了防止受力板18影响第一极板121与第二极板122之间的电容耦合，受力板18可以与第二极板122电连接。在一些具体实施方式中，可以在受力板18与第二极板122之间设置导电硅胶或者其他导电材料，以实现受力板18与第二极板122之间的机械连接和电连接。

在具体实施时，触摸感测层11与电容组件12之间的配合方式可以为多种。

如图9所示，在本申请提供的一个实施例中，当壳体21对应于按压面210的部分由绝缘材料制成时，按键检测装置10包括触摸感测层11和电容组件12，电容组件12中可以包括第一极板121和第二极板122。第一极板121通过第一绝缘层15a设置在触摸感测层11的下表面，第二极板122通过第二绝缘层15b贴附在第一极板121的下侧面，其中，第二绝缘层15b的抗形变性能小于第二极板122的抗形变性能。

在具体实施时，第一绝缘层15a和第二绝缘层15b具体可以是硅胶、泡棉胶等；为了使得当按压面210受按压时，第一极板121能够更容易靠近第二极板122，第一绝缘层15a的厚度可以较小，以使第一绝缘层15a在受到外力时不容易被压缩，从而能够将力有效的传递至第一极板121；相应的，第二绝缘层15b的厚度可以较大，以使第二绝缘层15b在受到外力时，容易被压缩形变，从而能够使得第一极板121更容易靠近第二极板122，以有效感测按压操作。

当按压面210受人手触摸时，会吸走触摸感测层11上的部分电流，从而使触摸感测层11上的电流值产生变化，电容传感器131与触摸感测层11信号连接，能够根据触摸感测层11上的电流变化产生第一电信号。当按压面210受人手按压时，触摸感测层11、第一绝缘层15a以及第一极板121向下弯曲并挤压第二绝缘层15b，由于第二极板122的抗形变性能大于第二绝缘层15b的抗形变性能，因此，第二极板122基本上不会产生弯曲形变，最终使得第一极板121与第二极板122之间的距离缩小；由于第一极板121与第二极板122可以形成平行板电容结构，当第一极板121靠近第二极板122后，改变了第一极板121和第二极板122之间的电容量，即第一极板121和第二极板122中的电荷量会产生变化。电容传感器131可以与第一极板121信号连接，当第一极板121中的电荷量产生变化时，电容传感器131能够产生第二电信号；当然，电容传感器131也可以与第二极板122信号连接，当第二极板122中的电荷量产生变化时，电容传感器131能够产生第二电信号。

在一些具体实施方式中，为了防止触摸感测层11与电容组件12之间相互影响，如图10所示，第一极板121可以接地，电容传感器131可以与第二极板122信号连接；即，第一极板121和第二极板122之间形成耦合电容，当第一极板121与第二极板122相互靠近时，会使第二极板122上的高频电流产生变化，电容传感器131根据第二极板122上的电流变化产生第二电信号。由于第一极板121位于触摸感测层11和第二极板122之间，且第一极板121接地，因此，第一极板121还能起到屏蔽的作用，防止触摸感测层11和第二极板122相互影响。

在一些具体实施方式中，当按压面210受按压时，为了防止第二极板122产生形变，可以通过额外的结构件来防止第二极板122产生形变。

例如，如图11所示，在本申请提供的一个实施例中，按键检测装置10中还包括受力板18，受力板18在受到按压时，不易产生弯曲形变；即受力板18的抗形变性能大于第二绝缘层15b的抗形变性能。

在具体实施时，可以将受力板18设置在第二绝缘层15b与第二极板122之间，当然，为了防止受力板18影响第一极板121与第二极板122之间的电容耦合，受力板18可以由导电材料制成，同时，受力板18与第二极板122之间电连接。在一些具体实施方式中，可以在受力板18与第二极板122之间设置导电硅胶或者其他导电材料，以实现受力板18与第二极板122之间的机械连接和电连接。

在具体实施时，为了防止触摸感测层11与电容组件12之间相互影响，如图12所示，在本申请提供的一个实施例中，触摸感测层11与电容组件12之间具有接地的屏蔽层16。具体来说，屏蔽层16可以通过绝缘介质层15c和15d(如硅胶等)设置在触摸感测层11和第一极板121之间，以防止触摸感测层11与第一极板121之间形成耦合电容。

当然，在其他实施例中，也可以通过其他形式防止触摸感测层11与电容组件12之间相互影响。

例如，如图13所示，在本申请提供的一个实施例中，检测电路13通过切换开关17与触摸感测层11和第一极板121信号连接；切换开关17用于，被设置成第一切换状态时，使检测电路13与触摸感测层11接通，使第一极板121接地；切换开关17还用于，被设置成第二切换状态时，使检测电路13与第一极板121接通，使触摸感测层11接地。具体来说，切换开关17的切换状态可以由电子设备中的主控制器进行直接或者间接控制，例如，在直接控制的场景下，切换开关17与主控制器直接相连，主控制器直接控制切换开关17；在间接控制场景下，切换开关17与处理电路132相连，主控制器可以通过控制处理电路132来实现对切换开关17的控制。当检测电路13与触摸感测层11信号连接时，在按压面210受按压后，第一极板121中的电流会产生变化，为了防止该变化影响触摸感测层11，切换开关使第一极板121接地，从而使得触摸感测层11上的电流只能受人手02的触摸而产生变化，从而能够使触摸感测层11准确的感测按压面210是否存在人手02的触摸。当检测电路13与第一极板121信号连接时，在按压面210受人手02按压后，人手02的触摸会使触摸感测层11上的电流产生变化，为了防止该变化影响触摸第一极板121，切换开关使触摸感测层11接地。

在具体实施时，切换开关17的类型可以是多样的。例如，如图14所示，在本申请提供的一个实施例中，切换开关17包括两个单刀双掷开关。检测电路13可以通过第一切换开关17a与触摸感测层11信号连接，即第一切换开关17a可以实现触摸感测层11与检测电路13的接通，或实现触摸感测层11与地的接通。相应的，检测电路3可以通过第二切换开关17b与第一极板121信号连接，即第二切换开关17b可以实现第一极板121与检测电路13的接通，或实现第一极板121与地的接通。具体来说，切换开关17被设置成第一切换状态时，第一切换开关17a导通用于连接检测电路13和触摸感测层11的导电线路，切换开关17b与接地线导通。当切换开关17被设置成第二切换状态时，第一切换开关17a与接地线导通，第二切换开关17b导通用于连接检测电路13和第一极板121的导电线路。

在上述的一些实施方式中，在按压面210受按压时，通过第二绝缘层15b的形变来实现第一极板121与第二极板122之间的距离变化，同时，依靠第二绝缘层15b实现第一极板121和第二极板122之间的机械连接。

在一些具体实施方式中，第二极板122和第一极板121之间也可以不通过第二绝缘层15b进行机械连接；在本申请提供的一个实施例中，第一极板121和第二极板122之间间隔设置(也可以理解为，第二绝缘层15b中只包括空气)，第二极板122可以设置在电子设备中的某个部件上。

具体来说，如图15所示，在本申请提供的一种电子设备20中，包括壳体21和中框22，中框22位于壳体21的内侧；按键检测装置10设置在壳体21和中框22之间；检测电路13通过切换开关17与触摸感测层11和第一极板121信号连接；切换开关17用于，被设置成第一切换状态时，使检测电路13与触摸感测层11接通，使第一极板121接地；切换开关17还用于，被设置成第二切换状态时，使检测电路13与第一极板121接通，使触摸感测层11接地。具体来说，切换开关17的切换状态可以由电子设备中的主控制器进行控制，具体方法可参见上文描述。当检测电路13与触摸感测层11信号连接时，在按压面210受按压后，第一极板121中的电流会产生变化，为了防止该变化影响触摸感测层11，切换开关使第一极板121接地，从而使得触摸感测层11上的电流只能受人手02的触摸而产生变化，从而能够使触摸感测层11准确的感测按压面210是否存在人手02的触摸。当检测电路13与第一极板121信号连接时，在按压面210受人手02按压后，人手02的触摸会使触摸感测层11上的电流产生变化，为了防止该变化影响触摸第一极板121，切换开关使触摸感测层11接地。第二极板122贴附在中框22上。在具体实施时，中框22可以由绝缘材料(如塑料、玻璃等)制成，也可以由导电材料(如铝合金、钛合金等)制成；在一些实施例中，如图16所示，当中框22由导电材料制成时，可以取消第二极板122的设置，使中框22替代第二极板122的功能，即第一极板121和中框22形成平行板电容结构。

在上述实施例中，为了防止触摸感测层11与电容组件12之间相互影响，检测电路13通过切换开关17与触摸感测层11和电容组件12信号连接。

在一些具体实施方式中，也可以通过增加接地的屏蔽层16的形式，防止触摸感测层11和电容组件12之间相互影响。

如图17所示，在本申请提供的一个实施方式中，触摸感测层11与电容组件12之间具有接地的屏蔽层16。具体来说，屏蔽层16可以通过绝缘介质层15c和15d设置在触摸感测层11和第一极板121之间，以防止触摸感测层11与第一极板121之间形成耦合电容。

另外，在一些具体实施方式中，中框22也可以接地；具体来说，第一极板121可以与中框22形成耦合电容，检测电路13可以与触摸感测层11和第一极板121信号连接；当按压面210受按压时，第一极板121靠近中框22，使第一极板121上的高频电流产生变化，电容传感器131根据第一极板121上的电流变化产生第二电信号。

在实际应用时，为了响应用户对于按键检测装置10的按压操作。如图18所示，手机20中的主控制器23可以与检测电路13信号连接，用于根据检测电路13的触发信号产生按键功能信号，以使相关器件执行相应的按键功能操作。

具体来说，检测电路13中的处理电路132可以周期性的扫面电容传感器131的电信号，当电容传感器131产生第一电信号和第二电信号时，则认为有人手的按压操作，处理电路132产生触发信号，主控制器23根据处理电路132的触发信号产生按键功能信号，以使相关器件执行相应的按键功能操作。例如，当按键检测装置10受人手按压时，可以增大或降低播放器的音量大小。

处理电路132在对电容传感器131的电信号进行扫描时，可以对第一电信号和第二电信号进行单独扫描。具体来说，处理电路132可优先扫描电容传感器131是否产生第二电信号，当扫描到存在第二电信号时，再扫描电容传感器131是否产生第一电信号。通过这种方式可有效降低处理电路132的唤醒频率。具体来说，由于用户在使用手机时，可能会经常无意触碰按压面，导致电容传感器131产生第一电信号，为了防止第一电信号频繁影响处理电路132的扫描周期，处理电路132可优先扫描电容传感器131的第二电信号，当处理电路132扫描到电容传感器131产生第二电信号后，再扫描电容传感器131是否产生第一电信号，以判断是否为人手的触摸按压操作。

在一些具体实施方式中，也可以省略处理电路132的设置，使主控制器23直接与电容传感器131信号连接。可以理解的是，主控制器23可以实现处理电路132的功能。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (29)

1.一种按键检测装置，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备包括壳体，所述壳体包括按压面，所述按键检测装置包括检测电路以及背离所述按压面依次层叠设置的触摸感测层和电容组件，所述检测电路与所述触摸感测层和所述电容组件信号连接；

所述触摸感测层用于感测所述按压面是否存在触摸操作，所述电容组件用于感测所述按压面是否存在按压操作；

所述检测电路用于，当所述触摸感测层感测到所述按压面存在触摸操作，且所述电容组件感测到所述按压面存在按压操作时，产生触发信号。

2.根据权利要求1所述的按键检测装置，其特征在于，所述电容组件包括电容耦合的第一极板和第二极板。

3.根据权利要求2所述的按键检测装置，其特征在于，所述第一极板通过第一绝缘层设置在所述触摸感测层的远离所述按压面的一侧；

所述第二极板通过第二绝缘层设置在所述第一极板的远离所述触摸感测层的一侧；

所述按压面受按压时，所述第一极板与所述第二极板相互靠近。

4.根据权利要求3所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述触摸感测层和所述第二极板信号连接，所述第一极板接地。

5.根据权利要求3所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述触摸感测层和所述第一极板通过切换开关连接；

所述切换开关用于被设置成第一切换状态时，使所述检测电路与所述触摸感测层接通，使所述第一极板接地；

所述切换开关还同于被设置成第二切换状态时，使所述检测电路与所述第一极板接通，使所述触摸感测层接地。

6.根据权利要求5所述的按键检测装置，其特征在于，所述第二极板接地。

7.根据权利要求3至6中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述按键检测装置还包括受力板；

所述受力板设置在所述第二绝缘层和所述第二极板之间，并与所述第二极板电连接；

其中，所述受力板的抗形变性能大于所述第二绝缘层的抗形变性能。

8.根据权利要求1所述的按键检测装置，其特征在于，所述电子设备还包括由导电材料制成的中框；

所述电容组件包括第一极板，所述第一极板与所述中框电容耦合。

9.根据权利要求8所述的按键检测装置，其特征在于，所述中框接地。

10.根据权利要求8或9所述的按键检测装置，其特征在于，所述第一极板通过第一绝缘层设置在所述触摸感测层的远离所述按压面的一侧，所述第一极板和所述中框之间设有第二绝缘层；

所述按压面受按压时，所述第一极板与所述第二极板相互靠近。

11.根据权利要求8至10中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述触摸感测层和所述第一极板通过切换开关连接；

所述切换开关用于被设置成第一切换状态时，使所述检测电路与所述触摸感测层接通，使所述第一极板接地；

所述切换开关还用于被设置成第二切换状态时，使所述检测电路与所述第一极板接通，使所述触摸感测层接地。

12.根据权利要求8至10中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，还包括接地的屏蔽层，所述屏蔽层通过绝缘层设置在所述触摸感测层和所述第一极板之间；

所述检测电路与所述触摸感测层和所述第一极板信号连接。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路包括信号连接的电容传感器和处理电路；

所述电容传感器与所述触摸感测层和所述电容组件信号连接；

所述电容传感器用于，当所述触摸感测层感测到所述按压面存在触摸操作时，产生第一电信号；当所述电容组件感测到所述按压面存在按压操作时，产生第二电信号；

所述处理电路用于根据所述第一电信号和所述第二电信号产生触发信号。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述壳体对应于所述按压面的部分由绝缘材料制成，或，

所述壳体对应于所述按压面的按压部分由导电材料制成，所述按压部分不接地，且与所述触摸感测层电连接。

15.一种按键检测装置，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备包括壳体，所述壳体由导电材料制成，所述壳体包括按压面，所述按键检测装置包括检测电路以及背离所述按压面设置的电容组件，所述检测电路与所述壳体和所述电容组件信号连接；

所述壳体用于感测所述按压面是否存在触摸操作，所述电容组件用于感测所述按压面是否存在按压操作；

所述检测电路用于，当所述壳体感测到所述按压面存在触摸操作，且所述电容组件感测到所述按压面存在按压操作时，产生触发信号。

16.根据权利要求15所述的按键检测装置，其特征在于，所述电容组件包括电容耦合的第一极板和第二极板。

17.根据权利要求16所述的按键检测装置，其特征在于，所述第一极板通过第一绝缘层设置在所述壳体的远离所述按压面的一侧；

所述第二极板通过第二绝缘层设置在所述第一极板的远离所述壳体的一侧；

所述按压面受按压时，所述第一极板与所述第二极板相互靠近。

18.根据权利要求17所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述壳体和所述第二极板信号连接，所述第一极板接地。

19.根据权利要求17所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述壳体和所述第一极板通过切换开关连接；

所述切换开关用于被设置成第一切换状态时，使所述检测电路与所述壳体接通，使所述第一极板接地；

所述切换开关还同于被设置成第二切换状态时，使所述检测电路与所述第一极板接通，使所述壳体接地。

20.根据权利要求19所述的按键检测装置，其特征在于，所述第二极板接地。

21.根据权利要求17至20中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述按键检测装置还包括受力板；

所述受力板设置在所述第二绝缘层和所述第二极板之间，并与所述第二极板电连接；

其中，所述受力板的抗形变性能大于所述第二绝缘层的抗形变性能。

22.根据权利要求15所述的按键检测装置，其特征在于，所述电子设备还包括由导电材料制成的中框；

所述电容组件包括第一极板，所述第一极板与所述中框电容耦合。

23.根据权利要求22所述的按键检测装置，其特征在于，所述中框接地。

24.根据权利要求22或23所述的按键检测装置，其特征在于，所述第一极板通过第一绝缘层设置在所述壳体的远离所述按压面的一侧，所述第一极板和所述中框之间设有第二绝缘层；

所述按压面受按压时，所述第一极板与所述第二极板相互靠近。

25.根据权利要求22至24中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路与所述壳体和所述第一极板通过切换开关连接；

所述切换开关用于被设置成第一切换状态时，使所述检测电路与所述壳体接通，使所述第一极板接地；

所述切换开关还用于被设置成第二切换状态时，使所述检测电路与所述第一极板接通，使所述壳体接地。

26.根据权利要求22至24中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，还包括接地的屏蔽层，所述屏蔽层通过绝缘层设置在所述壳体和所述第一极板之间；

所述检测电路与所述壳体和所述第一极板信号连接。

27.根据权利要求15至26中任意一项所述的按键检测装置，其特征在于，所述检测电路包括信号连接的电容传感器和处理电路；

所述电容传感器与所述壳体和所述电容组件信号连接；

所述电容传感器用于，当所述壳体感测到所述按压面存在触摸操作时，产生第一电信号；当所述电容组件感测到所述按压面存在按压操作时，产生第二电信号；

所述处理电路用于根据所述第一电信号和所述第二电信号产生触发信号。

28.一种电子设备，其特征在于，包括壳体、主控制器和如权利要求1至14中任意一项所述的按键检测装置；

所述主控制器与所述检测电路信号连接，用于根据所述触发信号产生按键功能信号。

29.一种电子设备，其特征在于，包括壳体、主控制器和如权利要求15至27中任意一项所述的按键检测装置，所述壳体由导电材料制成；

其中，所述主控制器与所述检测电路信号连接，用于根据所述触发信号产生按键功能信号。

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