CN113534964A - 键盘及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种键盘，包括：多个按键帽，多个按键帽同层排列，每一按键帽具有一用于接收按压操作和触控操作的操作表面；触控电极层，位于所述多个按键帽远离所述操作表面的一侧，用于根据所述触控操作生成触控感应信号；功能触发模组，位于所述多个按键帽和所述触控电极层之间，与所述触控层绝缘，用于根据所述按压操作生成按键信号；触控控制器，电连接所述触控电极层，用于根据所述触控感应信号获取触控信息；以及功能触发控制器，电连接所述功能触发模组，用于根据所述按键信号触发按键功能。本发明还提供一种键盘的制作方法。

Description

键盘及其制作方法
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种键盘及其制作方法。
背景技术
键盘作为一种人机交互工具，主要用于输入用户的指令至电子设备(例如电脑)。
一种传统的键盘包括多个按键，用户通过按压不同的按键可触发电子设备的不同功能。如上述的仅通过按压按键实现人机交互的方式难以满足多样化的人机交互需求。
另一种传统的键盘包括按键区域和触控区域。按键区域中设置有多个按键，用户通过按压不同的按键可触发电子设备的不同功能。触控区域不设置按键，而用于接收手指的触控操作。但此类键盘通常占用较大面积或体积。
发明内容
本发明一方面提供一种键盘，包括：
多个按键帽，多个按键帽同层排列，每一按键帽具有一用于接收按压操作和触控操作的操作表面；
触控电极层，位于所述多个按键帽远离所述操作表面的一侧，用于根据所述触控操作生成触控感应信号；
功能触发模组，位于所述多个按键帽和所述触控电极层之间，与所述触控层绝缘，用于根据所述按压操作生成按键信号；
触控控制器，电连接所述触控电极层，用于根据所述触控感应信号获取触控信息；以及
功能触发控制器，电连接所述功能触发模组，用于根据所述按键信号触发按键功能。
本发明另一方面提供一种键盘制作方法，包括如下步骤：
提供一基材，所述基材为绝缘材料；
通过网板印刷在所述基材的一表面形成触控电极层；
通过网板印刷在所述触控电极层远离所述基材的一侧形成功能触发模组，所述功能触发模组与所述触控电极层绝缘设置；
电连接所述触控电极层至一触控控制器，并电连接所述功能触发模组至一功能触发控制器。
本发明实施例提供的键盘，包括触控电极层、功能触发模组、触控控制器和功能触发控制器，触控控制器与触控电极层电连接，可识别手指的触控信息，通过功能触发控制器与功能触发模组可触发按键功能，同时实现了键盘的按键功能和触控功能，有利于满足多样化的人机交互需求。进一步的，键盘包括多个按键帽，每一按键帽具有一操作表面，该操作表面既可接收按压操作也可接收触控操作。则键盘无需另设触控区域，有利于减少键盘的面积和体积。
附图说明
图1为本发明实施例提供的键盘和电子设备的立体结构示意图。
图2为图1中键盘中一个按键帽的位置上的剖面结构示意图。
图3为图1所示键盘的基材和触控电极层的平面结构示意图。
图4为本发明实施例提供的键盘制作方法的流程示意图。
图5A为本发明实施例提供的键盘在步骤S1和S2时的一平面结构示意图。
图5B为本发明实施例提供的键盘在步骤S1和S2时的一剖面结构示意图。
图6A为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的一平面结构示意图。
图6B为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的一剖面结构示意图。
图7A为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的另一平面结构示意图。
图7B为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的另一剖面结构示意图。
图8A为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的又一平面结构示意图。
图8B为本发明实施例提供的键盘在步骤S3时的又一剖面结构示意图。
主要元件符号说明
键盘 10
按键帽 11
操作表面 111
基材 12
触控电极层 13
第一电极 131
第二电极 132
功能触发模组 14
第一导电层 141
第二导电层 142
第一绝缘层 151
第二绝缘层 152
第一连接垫 161
第二连接垫 162
触控控制器 171
功能触发控制器 172
背光模组 18
电子设备 20
步骤 S1、S2、S3、S4
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本实施例提供的键盘10用于与电子设备20通信连接，以供用户通过操作键盘10向电子设备20输入指令。所述通信连接可为通过数据线直接电连接、通过蓝牙建立通信连接或通过无线网络建立通信连接等。电子设备20可为台式显示器、便携式笔记本电脑显示器等。本实施例中，电子设备20为台式显示器，键盘10与电子设备20通过蓝牙连接。
请继续参阅图1，键盘10包括多个按键帽11。按键帽11同层间隔排列。每一按键帽11具有一操作表面111。每一按键帽11的操作表面111用于接收手指的按压操作或触控操作。按压操作定义为对按键帽11施加压力，所述压力近似垂直于操作表面111的方向。触控操作定义为手指轻触按键帽11的操作表面111或手指在至少一个按键帽11的操作表面111滑动出一轨迹，例如手指在相邻排列的多个按键帽11的操作表面滑动出一箭头，如图1所示。
请参阅图2，键盘10还包括基材12、触控电极层13、功能触发模组14、第一绝缘层151、第二绝缘层152。请一并参阅图2和图3，图2所示结构仅为其中一个按键帽11的位置上的剖面结构，本实施例中，每一按键帽11的位置上的功能触发模组14、第一绝缘层151、第二绝缘层152的结构相同，基材12和触控电极层13的剖面结构不同。
请继续参阅图2，基材12位于多个按键帽11远离操作表面111的一侧。基材12为绝缘材料，例如为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。于一变更实施例中，基材12为柔性绝缘材料。有利于增加键盘10的可形变程度。
请继续参阅图2，触控电极层13位于多个按键帽11远离操作表面111的一侧。触控电极层13设置于基材12靠近多个按键帽11的表面。操作表面111具有所述触控操作时，触控电极层13用于产生触控感应信号。
图3示出了图2中键盘10的整个基材12和触控电极层13的平面结构。触控电极层13包括多个第一电极131和多个第二电极132。多个第一电极131相互间隔绝缘排列。多个第二电极132相互间隔绝缘排列。每一第一电极131与每一第二电极132相互间隔绝缘排列。第一电极131用于接收触控驱动信号。操作表面111具有所述触控操作时，每一第二电极132用于产生一触控感应信号。
请继续参阅图3，键盘10还包括设置于基材12一表面的第一连接垫161。第一连接垫161与触控电极层13位于基材12同一表面。第一连接垫161为导电金属材料。
请继续参阅图3，键盘10还包括触控控制器171。触控控制器171为一控制芯片或一电路单元。触控控制器171与第一连接垫161电连接，第一连接垫161与触控电极层13电连接，从而第一连接垫161建立起触控控制器171与触控电极层13之间的电连接。具体的，第一连接垫161与每一第一电极131和每一第二电极132电连接，从而第一连接垫161建立起触控控制器171与每一第一电极131和每一第二电极132之间的电连接。触控控制器171用于向每一第一电极131输出触控驱动信号，并接收每一第二电极132上产生的触控感应信号，根据所述触控感应信号获取触控信息。所述触控信息为手指的触控位置或手指的触控手势(滑动轨迹)，其中，手指的触控位置包括手指单点触控时的单个触控位置和手指多点触控时的多个触控位置。
请再参阅图2，功能触发模组14位于多个按键帽11与触控电极层13之间。功能触发模组14与触控电极层13通过第一绝缘层151绝缘。操作表面111具有所述按压操作时，功能触发模组14用于根据所述按压操作生成按键信号。功能触发模组14包括层叠设置的第一导电层141和第二导电层142。第二导电层142位于第一导电层141与多个按键帽11之间。操作表面111具有所述按压操作时，第一导电层141与第二导电连接一产生所述按键信号。本实施例中，键盘10还包括一导电弹片(图未示)，操作表面111具有所述按压操作时，按键帽11受到指向功能触发模组14的压力使得所述导电弹片发生形变同时与第一导电层141和第二导电层142电接触，从而建立起第一导电层141与第二导电层142之间的电连接(所述导电弹片在受力形变时的作动方式采用本领域的常规技术，此处不再赘述)。操作表面111不具有所述按压操作时，第一导电层141与第二导电层142通过第二绝缘层152相互绝缘。
请再参阅图3，键盘10还包括设置于基材12一表面的第二连接垫162。第二连接垫162与触控电极层13位于基材12同一表面。第二连接垫162为导电金属材料。键盘10还包括功能触发控制器172。功能触发控制器172为一控制芯片或一电路单元。
请一并参阅图2和图3，功能触发控制器172与第二连接垫162电连接，第二连接垫162与功能触发模组14电连接，从而第二连接垫162建立起功能触发控制器172与第二连接垫162之间的电连接。具体的，第二连接垫162与第一导电层141电连接，从而第一连接垫建立起功能触发控制器172与第一导电层141电连接。第一导电层141与第二导电层142电接触时，第二导电层142与功能触发控制器172电连接。
功能触发控制器172用于在第一导电层141与第二导电层142电接触时，接收所述按键信号，按键信号可表征具体哪一个按键帽11受到了手指按压，功能触发控制器172用于根据所述按键信号触发相应的按键功能。一般情况下，功能触发控制器172所触发的功能体现在与键盘10通信连接的电子设备20上。
请再参阅图2，本实施例中，基材12为透光材料，键盘10还包括背光模组18。背光模组18用于发射背光。背光模组18可利用发光二极管、灯条等进行发光的结构。背光模组18发射的背光可从按键帽11之间的区域透出，有利于用户在光线较暗的环境中使用键盘10时，可也清晰辨识各按键帽11。
本实施例提供的键盘10，包括触控电极层13、功能触发模组14、触控控制器171和功能触发控制器172，触控控制器171与触控电极层13电连接，可识别手指的触控信息(包括触控位置和触控手势)，通过功能触发控制器172与功能触发模组14可触发按键功能，同时实现了键盘10的按键功能和触控功能，有利于满足多样化的人机交互需求。另外，键盘10包括多个按键帽11，每一按键帽11具有一操作表面111，该操作表面111既可接收按压操作也可接收触控操作，则键盘10无需另设触控区域，有利于减少键盘10的面积和体积。进一步的，本实施例提供的键盘10，采用绝缘基材12取代印刷电路板，一方面基材12可选用柔性材料以有利于键盘10具有较大形变，另一方面还有利于降低成本，还可支持以网板印刷的方式在基材12上形成触控电极层13和功能触发模组14。
本实施例还提供键盘的制作方法。
请参阅图4，键盘的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1，提供一基材，所述基材为绝缘材料；
步骤S2，通过网板印刷在所述基材的一表面形成触控电极层；
步骤S3，通过网板印刷在所述触控电极层远离所述基材的一侧形成功能触发模组，所述功能触发模组与所述触控电极层绝缘设置；
步骤S4，电连接所述触控电极层至一触控控制器，并电连接所述功能触发模组至一功能触发控制器。
请一并参阅图5A和图5B，步骤S1中，提供基材12，基材为绝缘柔性材料。步骤S2中，通过网板印刷方式在基材12的一表面形成多个第一电极131和多个第二电极132。多个第一电极131和多个第二电极132构成触控电极层13。本实施例中，每一第一电极131和每一第二电极132为透光材料，例如为氧化铟锡。
请一并参阅图6A和图6B，步骤S3中，在触控电极层13上形成第一绝缘层151。第一绝缘层151为透光材料。第一绝缘层完全覆盖触控电极层13。步骤S3中，还在第一绝缘层151上通过网板印刷方式形成第一导电层141。
请一并参阅图7A和图7B，所述步骤S3中，还在第一导电层141上形成第二绝缘层152。第二绝缘层152部分覆盖第一导电层141。
请一并参阅图8A和图8B，所述步骤S3中，还在第二绝缘层152上以网板印刷方式形成第二导电层142。本实施例中，第一导电层141和第二导电层142构成功能触发模组14。
步骤S4中，将触控电极层13电连接至触控控制器171，将功能触发模组14电连接至功能触发控制器172，并在基材12远离触控电极层13一侧形成背光模组18，在功能触发模组14远离基材的一侧设置多个按键帽11，即可形成如图1所示的键盘10。
本实施例提供的键盘的制作方法，将触控电极层13电连接至触控控制器171，将功能触发模组14电连接至功能触发控制器172，同时实现了键盘的按键功能和触控功能；且采用绝缘基材12取代印刷电路板，一方面基材12可选用柔性材料以有利于键盘具有较大形变，另一方面还有利于降低成本，进一步的，可支持以网板印刷的方式在基材12上形成触控电极层13和功能触发模组14。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种键盘，其特征在于，包括：
多个按键帽，多个按键帽同层排列，每一按键帽具有一用于接收按压操作和触控操作的操作表面；
触控电极层，位于所述多个按键帽远离所述操作表面的一侧，用于根据所述触控操作生成触控感应信号；
功能触发模组，位于所述多个按键帽和所述触控电极层之间，与所述触控层绝缘，用于根据所述按压操作生成按键信号；
触控控制器，电连接所述触控电极层，用于根据所述触控感应信号获取触控信息；以及
功能触发控制器，电连接所述功能触发模组，用于根据所述按键信号触发按键功能。
2.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述触控电极层包括相互绝缘的多个第一电极及多个相互绝缘的第二电极；
所述控制器用于输出触控驱动信号，每一所述第一电极用于接收所述触控驱动信号，每一第二电极用于生成所述触控感应信号。
3.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述触控信息为触控位置或触控手势。
4.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述触控操作包括单点触控和多点触控。
5.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述功能触发模组包括：
第一导电层；以及
第二导电层，所述第二导电层位于所述第一导电层和所述多个按键帽之间；
存在所述按压操作时，所述第一导电层与所述第二导电层电连接以产生所述按键信号，不存在所述按键操作时，所述第一导电层与所述第二导电层相互绝缘。
6.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包括位于所述触控电极层远离所述按键帽一侧的基材，所述基材为绝缘材料，用于承载所述触控电极层及所述功能触发模组。
7.如权利要求6所述的键盘，其特征在于，所述基材为柔性材料。
8.如权利要求6或7所述的键盘，其特征在于，所述基材为透光材料，所述键盘还包括背光模组，所述背光模组位于所述基材远离所述触控电极层的一侧，用于发射背光。
9.一种键盘制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一基材，所述基材为绝缘材料；
通过网板印刷在所述基材的一表面形成触控电极层；
通过网板印刷在所述触控电极层远离所述基材的一侧形成功能触发模组，所述功能触发模组与所述触控电极层绝缘设置；
电连接所述触控电极层至一触控控制器，并电连接所述功能触发模组至一功能触发控制器。
10.如权利要求9所述的键盘制作方法，其特征在于，所述基材为透光材料，所述键盘制作方法还包括：
在所述基材远离所述触控电极层的一侧设置背光模组，所述背光模组用于发射背光。
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