CN113206661A - 一种触控按键结构及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触控按键结构及电子设备，属于电子设备技术领域，本发明的触控按键包括按压面板、传感器及控制电路板；按压面板外侧壁设置有至少一个感应区域；传感器设置在按压面板内侧壁，传感器包括至少一个压力感应部和至少一个电容感应部，压力感应部和电容感应部分别与感应区域相对应，用以分别检测感应区域的压力信号和电容信号；控制电路板设置在传感器背离按压面板的一侧，控制电路板与传感器电连接，用于处理所述压力信号和所述电容信号。本发明的触控按键结构无需多余开孔，既能检测电容信号又能检测压力信号，操作更方便、易于维护且可有效延长使用寿命周期，提升用户体验效果。
Description
技术领域
本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种触控按键结构及电子设备。
背景技术
随着科技进步和社会发展，各式各样的消费类电子产品(例如智能手机、智能家电等)作为随身用品，成为人们工作和生活中不可或缺的必需品，通过这些电子产品，人们将碎片化的时间集合进行知识的积累、娱乐的消遣。然而，目前，市面上大部分的按键采用机械式按键，这种机械按键虽然操作方便，价格实惠，比较大众化。但是，传统机械式按键容易发生疲劳损坏，影响产品使用寿命，并且按键开孔容易进入灰尘或水渍，不利于维护。
此外，机械按键的灵敏度较低，结构复杂。
此外，电容式和纯压力式的按键也具有广泛的应用市场，电容式的触摸按键容易发生误触，而纯压力式的按键，相邻按键之间会有信号串扰的问题。
因此，为了解决上述问题，有必要开发一种设计合理且可以有效改善上述问题的触控按键结构及电子设备。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种触控按键结构及电子设备，既能检测电容信号又能检测压力信号，电容信号能够解决纯压力较难解决的相邻按键之间的信号串扰问题，而压力信号的阈值可以解决电容式按键的误触问题，兼顾电容式和纯压力式按键的优点。
本发明的一方面提供一种触控触控按键结构，包括按压面板、传感器及控制电路板；所述按压面板外侧壁设置有至少一个感应区域；所述传感器设置在所述按压面板内侧壁，所述传感器包括至少一个电容感应部和至少一个压力感应部，所述电容感应部和所述压力感应部分别与所述感应区域相对应，用以分别检测所述感应区域的电容信号和压力信号；所述控制电路板设置在所述传感器背离所述按压面板的一侧，所述控制电路板与所述传感器电连接，用于处理所述压力信号和所述电容信号。
可选的，所述传感器包括电路板；所述电路板朝向所述按压面板的一侧设置有至少一个所述电容感应部；所述电路板背离所述按压面板的一侧设置有至少一个所述压力感应部，所述压力感应部与所述电容感应部相对应。
可选的，所述压力感应部包括可变电阻以及位于所述可变电阻一侧的不变电阻，可变电阻和不变电阻之间组成惠斯通电桥。
可选的，所述电路板朝向所述按压面板的一侧还设置有连接端子，所述连接端子与所述控制电路板电连接。
可选的，所述电路板为柔性电路板时，所述传感器还包括弹性补强板，弹性补强板与柔性电路板通过热压方式贴合成一体，传感器贴装在压面板内侧壁后，所述弹性补强板夹设在所述柔性电路板和所述按压面板内侧壁之间。
可选的，所述弹性补强板设置有贯穿其厚度的至少一组应力集中槽，每组所述应力集中槽对应一个所述感应区域，所述应力集中槽自所述弹性补强板的端部向内侧延伸。
可选的，所述应力集中槽的中心与其对应的所述压力感应部的中心共线。
可选的，所述弹性补强板设置多组应力集中槽时，所述弹性补强板还设置有贯穿其厚度的多个应力隔断槽，所述应力隔断槽位于所述两组应力集中槽之间，所述应力隔断槽自所述弹性补强板的中心向端部延伸。
可选的，所述控制电路板包括电容处理模块和压感处理模块；所述电容处理模块的第一输出端通过协调处理线与所述压感处理模块的第一输入端电连接，所述电容处理模块的第二输出端通过第一数据通信线与所述压感处理模块的第二输入端电连接，所述压感处理模块的输出端电连接有第二数据通信线。
本发明的另一方面提供一种电子设备，包括前文记载的所述触控触控按键结构。
本发明实施例的触控触控按键结构及电子设备，包括按压面板、传感器及控制电路板；通过在按压面板外侧壁设置有至少一个感应区域，并且将按压面板与感应区域一体成型，不需要在按压面板表面额外开孔，可有效延长按压面板的使用寿命周期，并且具有防水防汗、防油污、防尘的功能，便于清洁和维护。本发明的触控触控按键结构通过在按压面板内侧壁设置传感器，传感器包括至少一个压力感应部和至少一个电容感应部，分别检测感应区域的压力信号和电容信号，控制电路板设置在传感器背离所述按压面板的一侧，并与传感器电连接，用于处理所述压力信号和所述电容信号。本发明的触控触控按键结构代替了目前主流按压面板的机械结构按钮，无需机械式的按压即能实现传统按压面板机械按键的功能，具有较高的按压灵敏度，操作方便，并且可有效增强用户使用效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种触控触控按键结构的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的一种触控触控按键结构中按压面板的正面结构示意图；
图3为本发明另一实施例的一种触控触控按键结构中按压面板的背面结构示意图；
图4为本发明另一实施例的一种触控触控按键结构中传感器的结构示意图；
图5为本发明另一实施例的一种触控触控按键结构中电路板的正面结构示意图；
图6为本发明另一实施例的一种触控触控按键结构中电路板的背面结构示意图；
图7为本发明另一实施例的一种触控按键结构中弹性补强板的结构示意图；
图8为本发明另一实施例的一种触控按键结构中控制电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1、图2、图5、图6和图8所示，本发明的一方面提供一种触控按键结构100，包括按压面板110、传感器120及控制电路板130；按压面板110外侧壁设置有至少一个感应区域111；传感器120设置在按压面板110内侧壁，传感器120包括至少一个电容感应部1211和至少一个压力感应部1212，电容感应部1211和压力感应部1212分别与感应区域111相对应，用以分别检测感应区域111的压力信号和电容信号；控制电路板130设置在传感器120背离所述按压面板的一侧，控制电路板130与传感器120电连接，用于处理压力信号和电容信号。
具体地，如图1、图2、图5、图6和图8所示，在本实施例中，按压面板110外侧壁设置有两个感应区域111，在按压面板110的内侧壁设置有传感器120，传感器120包括两个电容感应部1211和两个压力感应部1212，电容感应部1211和压力感应部1212和分别与感应区域111相对应。在传感器120背离所述按压面板110的一侧设置控制电路板130，并与传感器120电连接，用于处理压力信号和电容信号。感应区域111可以设置为1个、2个、3个或多个，本实施例不做具体限定。
需要说明的是，如图3所示，按压面板110的内侧壁设置有凹槽112，传感器120粘贴在凹槽112内，可以用胶粘剂将传感器120粘贴在凹槽112内，也可以用其他的材料，本实施例不做具体限定。如图1和图2所示，按压面板110的壳体与感应区域111一体成型，这样就不需要在按压面板110壳体表面额外开孔，可有效延长按压面板110的使用寿命周期，并且具有防水、防汗、防尘的功能，便于维护。
本发明的触控按键结构其按压面板与感应区域一体成型，不需要在按压面板表面额外开孔，可有效延长按压面板的使用寿命周期，并且，具有防水、防汗、防尘的功能，便于维护。本发明的触控按键结构通过在按压面板内侧壁设置传感器，传感器包括至少一个压力感应部和至少一个电容感应部，分别检测感应区域的压力信号和电容信号，控制电路板设置在传感器背离所述按压面板的一侧，并与传感器电连接，用于处理所述压力信号和所述电容信号。本发明的触控按键结构代替了目前主流按压面板的机械结构按钮，无需机械式的按压即能实现传统按压面板机械按键的功能，具有较高的按压灵敏度，操作方便，并且，可有效增强用户使用效果。
示例性的，如图5和图6所示，传感器120包括电路板121；电路板121朝向按压面板110的一侧设置有至少一个电容感应部1211；电路板121背离按压面板110的一侧设置有至少一个压力感应部1212，电容感应部1211与压力感应部1212相对应。压力感应部1212用以感应对应的感应区域111的微小变形，进而传递压力并检测压力信号；电容感应部1211检测感应区域111的电容信号变化，进行触摸的检测并检测电容信号。
需要说明的是，如图5和图6所示，本实施例中，电路板121包括两个电容感应部1211和两个压力感应部1212，并且与感应区域111相对应。其中，电容感应部1211环和压力感应部1212可以设置为1个、2个、3个或多个，只要跟感应区域111相对应设置即可，本实施例不做具体限定。
需要进一步说明的是，电路板121可以是柔性电路板，例如FPC柔性电路板，也可以是刚性电路板，例如PCB刚性电路板。
示例性的，如图6所示，压力感应部1212包括可变电阻1212a以及位于可变电阻1212a一侧的不变电阻1212b，可变电阻和不变电阻之间组成惠斯通电桥。在本实施例中，如图6所示，不变电阻1212b位于可变电阻1212a的内侧。
示例性的，电路板121朝向按压面板110的一侧还设置有连接端子1213，连接端子1213与控制电路板130电连接。
示例性的，如图1和图4所示，电路板121为柔性电路板时，传感器120还包括弹性补强板122，弹性补强板122与柔性电路板121通过热压方式贴合成一体，传感器120贴装在压面板110内侧壁后，弹性补强板122夹设在柔性电路板121和按压面板110内侧壁之间，弹性补强板122对柔性电路板121起到支撑加强作用。当电路板121为刚性电路板时，则不需要弹性补强板122对其进行支撑加强，例如，PCB刚性电路板不需要弹性补强板122也可以实现相同的功能。
示例性的，如图7所示，弹性补强板122设置有贯穿其厚度的至少一组应力集中槽1221，每组应力集中槽1221对应一个感应区域111，应力集中槽1221自弹性补强板122的端部向内侧延伸。在本实施例中，如图7所示，弹性补强板122设置有两组应力集中槽1221，应力集中槽1221与感应区域111相对应，可以更好的集中应力，使压力信号更强。
示例性的，如图2和图7所示，应力集中槽1221的中心与其对应的压力感应部111的中心共线，这样才能更好的感应压力信号。
示例性的，如图7所示，弹性补强板122设置多组应力集中槽1221，弹性补强板122还设置有贯穿其厚度的多个应力隔断槽1222，应力隔断槽1222位于两组应力集中槽1221之间，应力隔断槽1222自弹性补强板122的中心向端部延伸。
需要说明的是，在本实施例中，如图7所示，弹性补强板122设置有两组应力集中槽1221，在两组应力集中槽1221的中间设置有一个应力隔断槽1222，应力隔断槽1222可以隔断应力集中槽1221之间的压力信号，起到隔断层的作用，使应力集中槽1221之间的压力信号不受干扰。应力隔断槽1222在有至少两组应力集中槽1221时才发挥作用，若只有一组应力集中槽1221则不需要应力隔断槽1222。
示例性的，如图8所示，控制电路板130包括电容处理模块131和压感处理模块132；电容处理模块131的第一输出端通过协调处理线133与压感处理模块132的第一输入端电连接，电容处理模块131的第二输出端通过第一数据通信线134与压感处理模块132的第二输入端电连接，压感处理模块132的输出端电连接有第二数据通信线135。
具体地，控制电路板130设置在产品的主板，电容处理模块131的第一端通过协调处理线133与压感处理模132的第一输入端电连接，进行协调采样频率；电容处理模块131的第二输出端通过第一数据通信线134与压感处理模块132的第二输入端电连接进行通信数据，最后通过压感处理模块132汇总，通过第二数据通信线135发送得到对应压感信号和电容信号。
本发明的另一方面提供一种电子设备，包括前文记载的触控按键结构。按键的具体结构可以参考前文相关记载，在此不作赘述。其中，电子设备可以是智能手机、智能电饭煲、智能电磁炉、智能冰箱、智能洗衣机等等，只要采用前文所述的触控按键结构即可。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种触控按键结构，其特征在于，包括按压面板、传感器及控制电路板；
所述按压面板外侧壁设置有至少一个感应区域；
所述传感器设置在所述按压面板内侧壁，所述传感器包括至少一个电容感应部和至少一个压力感应部，所述电容感应部和所述压力感应部分别与所述感应区域相对应，用以分别检测所述感应区域的电容信号和压力信号；
所述控制电路板设置在所述传感器背离所述按压面板的一侧，所述控制电路板与所述传感器电连接，用于处理所述压力信号和所述电容信号。
2.根据权利要求1所述的触控按键结构，其特征在于，所述传感器包括电路板；
所述电路板朝向所述按压面板的一侧设置有至少一个所述电容感应部；
所述电路板背离所述按压面板的一侧设置有至少一个所述压力感应部，所述压力感应部与所述电容感应部相对应。
3.根据权利要求2所述的触控按键结构，其特征在于，所述压力感应部包括可变电阻以及位于所述可变电阻一侧的不变电阻，可变电阻和不变电阻之间组成惠斯通电桥。
4.根据权利要求2所述的触控按键结构，其特征在于，所述电路板朝向所述按压面板的一侧还设置有连接端子，所述连接端子与所述控制电路板电连接。
5.根据权利要求2所述的触控按键结构，其特征在于，所述电路板为柔性电路板时，所述传感器还包括弹性补强板，弹性补强板与柔性电路板通过热压方式贴合成一体，传感器贴装在压面板内侧壁后，所述弹性补强板夹设在所述柔性电路板和所述按压面板内侧壁之间。
6.根据权利要求5所述的触控按键结构，其特征在于，所述弹性补强板设置有贯穿其厚度的至少一组应力集中槽，每组所述应力集中槽对应一个所述感应区域，所述应力集中槽自所述弹性补强板的端部向内侧延伸。
7.根据权利要求6所述的触控按键结构，其特征在于，所述应力集中槽的中心与其对应的所述压力感应部的中心共线。
8.根据权利要求6所述的触控按键结构，其特征在于，所述弹性补强板设置多组应力集中槽时，所述弹性补强板还设置有贯穿其厚度的多个应力隔断槽，所述应力隔断槽位于所述两组应力集中槽之间，所述应力隔断槽自所述弹性补强板的中心向端部延伸。
9.根据权利要求1至8任一项所述的触控按键结构，其特征在于，所述控制电路板包括电容处理模块和压感处理模块；
所述电容处理模块的第一输出端通过协调处理线与所述压感处理模块的第一输入端电连接，所述电容处理模块的第二输出端通过第一数据通信线与所述压感处理模块的第二输入端电连接，所述压感处理模块的输出端电连接有第二数据通信线。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的触控按键结构。
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