CN113726325A - 按键装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种按键装置及电子设备，涉及信号传输技术领域，用于解决按键装置的结构不紧凑，触摸按键的感应功能单一的问题，该按键装置包括基站、按键组件和主控板，按键组件朝向主控板的一侧设有电容感应件和磁性件，电容感应件与主控板电导通，按键组件背离电容感应件的一侧设有触摸感应区，以在触摸感应区受到人的肢体触摸时与电容感应件之间产生第一电信号；主控板朝向磁性件的一侧设有霍尔元件，当磁性件移动至霍尔元件的感应范围内时，产生第二电信号；当磁性件向背离主控板的一侧弹出霍尔元件的感应范围时，产生第三电信号。该电子设备包括上述按键装置。本申请用于提升按键装置的结构紧凑性，增加按键装置的感应功能。

Description

按键装置及电子设备

技术领域

本申请涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种按键装置及电子设备。

背景技术

游戏手柄等电子设备的机械按键由于频繁的使用，键帽很容易出现磨损、破损等现象，且随着游戏技能的不断扩展，现有的机械按键的数量难以满足今后网络化的游戏操作。

相关技术中，游戏手柄包括基座、安装于基座上的机械按键以及触摸按键，机械按键通过机械触碰相应的开关以实现相应功能的开启，而触摸按键是通过触摸感应产生相应的信号，以通过该信号开启相应的功能开关，其中，机械按键的位置和触摸按键安装在基座上的位置不同，以通过触摸按键补偿机械按键数量的不足，以使游戏手柄能够满足多游戏功能的按键需求。

然而，该游戏手柄的结构紧凑性差，且触摸按键的感应功能单一。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供一种按键装置及电子设备，用于实现电子设备中各功能的开启或关闭，能够提升按键装置的结构紧凑性，同时，增加了按键装置的感应功能，从而实现按键装置的功能多样化。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种按键装置，其包括：基座、按键组件和安装于基座上的主控板；所述按键组件与所述基座连接且可朝向所述主控板的方向按压或者向背离所述主控板的方向弹起；所述按键组件朝向所述主控板的一侧设有电容感应件，所述电容感应件与所述主控板电导通，所述按键组件背离所述电容感应件的一侧设有触摸感应区，且所述触摸感应区的位置与所述电容感应件的位置相对应，以在所述触摸感应区受到人的肢体触摸时与所述电容感应件之间产生第一电信号；所述按键组件朝向所述主控板的一侧还设有磁性件，所述主控板朝向所述磁性件的一侧设有霍尔元件，当所述磁性件随所述按键组件移动至所述霍尔元件的感应范围内时，产生第二电信号；当所述磁性件随所述按键组件向背离所述主控板的一侧弹出所述霍尔元件的感应范围时，产生第三信号。

如上所述的按键装置，所述按键组件包括键帽，所述触摸感应区设置在所述键帽背离所述主控板的一侧，所述电容感应件设置在所述键帽朝向所述主控板的一侧。

如上所述的按键装置，所述触摸感应区上设有触摸感应层，所述触摸感应层与所述电容感应件之间产生感应电容。

如上所述的按键装置，所述触摸感应层为塑胶导电层。

如上所述的按键装置，所述按键组件还包括导电连接单元，所述键帽通过所述导电连接单元与所述基座连接，以使所述键帽在外力作用下可朝向所述主控板的方向移动；或者，所述导电连接单元通过自身弹力驱动所述键帽向背离所述主控板的方向移动；所述电容感应件通过所述导电连接单元与所述主控板电导通。

如上所述的按键装置，所述导电连接单元包括转轴和弹性导电件，所述键帽通过所述转轴与所基座枢接，所述弹性导电件套设在所述转轴上，且所述弹性导电件的一端与所述电容感应件电连接，所述弹性导电件的另一端与所述主控板电连接，以通过所述弹性导电件将所述电容感应件检测到的所述第一电信号传输至所述主控板。

如上所述的按键装置，所述弹性导电件为扭簧。

如上所述的按键装置，所述按键组件还包括支架，所述支架设置在所述键帽朝向所述主控板的一侧，且通过螺纹紧固件与所述键帽固定连接，所述电容感应件设置在所述键帽和所述支架之间；所述磁性件设置在所述支架朝向所述主控板的一侧。

如上所述的按键装置，所述支架朝向所述键帽的一侧的结构形状与所述电容感应件的结构形状相匹配。

如上所述的按键装置，所述磁性件为磁铁。

与相关技术相比，本申请实施例提供的按键装置，至少具有如下优点：

本申请实施例提供的按键装置中，通过在按键组件朝向主控板的一侧设置电容感应件，且电容感应件与主控板电导通，在按键组件背离电容感应件的一侧设有触摸感应区，触摸感应区的位置与电容感应件的位置相对应，这样，触摸感应区和电容感应件之间会形成感应电容，在触摸感应区受到人的肢体触摸时，感应电容增大以产生第一电信号，主控板根据第一电信号启动相应的开关，以实现相应的按键功能；另外，按键组件朝向主控板的一侧还设有磁性件，主控板朝向磁性件的一侧设有霍尔元件，当按键组件受外力按压朝向主控板的一侧移动，以使磁性件移动至霍尔元件的感应范围内时，产生霍尔感应，从而产生第二电信号，主控板根据第二电信号启动与其相对应的开关，当按键组件向背离主控板的一侧弹起时，磁性件移动出霍尔元件的感应范围，则产生第三电信号，主控板根据第三电信号启动与其相对应的开关，由此可见，本申请实施例提供的按键装置能够实现电容感应的同时，还能够实现霍尔感应，增加了按键装置的感应功能，从而实现按键装置的功能多样化；另外，提升了按键装置的结构紧凑性。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括：设备本体和上述第一方面提供的按键装置，所述按键装置安装于所述设备本体上。

本申请实施例提供的电子设备的有益效果与上述按键装置的有益效果相同，在此不再赘述。

除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请实施例提供的按键装置及电子设备所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的按键装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的按键装置的爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例提供的按键装置的部分结构示意图。

附图标记：

100-按键装置；

110-基座；

120-按键组件；

121-电容感应件；

122-键帽；

1221-触摸感应区；

123-磁性件；

124-导电连接单元；

1241-转轴；

1242-导电连接件；

125-支架；

126-螺纹紧固件；

130-主控板；

131-霍尔元件。

具体实施方式

相关技术中，按键装置的结构不紧凑，且触摸按键的感应功能单一的主要原因在于：按键装置包括支架、安装于支架体上的机械按键以及触摸按键，机械按键包括键帽，键帽的一侧与支架枢接，键帽朝向主控板的一侧设有弹性按压部，当手指按压键帽朝向主控板移动时，弹性按压部按压主控板上与其相对应的开关，以打开相应的功能；当松开键帽时，弹性按压部向背离主控板的一侧回弹，弹性按压部松开主控板上的开关，以实现相应功能的关闭；触摸按键安装在支架上与机械按键的位置相错位的位置处，例如，触摸按键安装在支架的握把上，另外，触摸按键上设有触摸感应区，触摸按键朝向主控板的一侧设有电容感应件，电容感应件通过感应线与主控板电连接，触摸感应区域电容感应件之间产生感应电容，当触摸感应区受到人的肢体触摸时，感应电容增大，产生电信号，电信号通过感应线传输至主控板，主控板根据该电信号控制打开相应的开关。

然而，相关技术中的按键装置的机械按键与触摸按键安装在支架的不同的位置，导致按键装置的结构不紧凑，另外，触摸按键只能实现电容感应功能，导致触摸按键的感应功能单一的技术问题。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种改进的技术方案，改进后的按键装置通过在按键组件朝向主控板的一侧设置电容感应件，且电容感应件与主控板电导通，在按键组件背离电容感应件的一侧设有触摸感应区，触摸感应区的位置与电容感应件的位置相对应，这样，触摸感应区和电容感应件之间会形成感应电容，在触摸感应区受到人的肢体触摸时，感应电容增大以产生第一电信号，主控板根据第一电信号启动相应的开关，以实现相应的按键功能；另外，按键组件朝向主控板的一侧还设有磁性件，主控板朝向磁性件的一侧设有霍尔元件，当按键组件受外力按压朝向主控板的一侧移动，以使磁性件移动至霍尔元件的感应范围内时，产生第二电信号，主控板根据第二电信号启动与其相对应的开关，当按键组件向背离主控板的一侧弹起时，磁性件移动出霍尔元件的感应范围，则产生第三电信号，主控板根据第三电信号启动与其相对应的开关，由此可见，本申请实施例提供的按键装置能够实现电容感应的同时，还能够实现霍尔感应，增加了按键装置的感应功能，从而实现按键装置的功能多样化；另外，提升了按键装置的结构紧凑性。

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的按键装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的按键装置的爆炸结构示意图；图3为本申请实施例提供的按键装置的部分结构示意图。

参见图1至图3所示，本申请实施例提供的按键装置100，其包括：基座110、按键组件120和安装于基座110上的主控板130。

主控板130安装于基座110的一侧，按键组件120安装于基座110背离主控板130的一侧，其中，主控板130上设有多个功能开关；按键组件120与基座110弹性连接，按键组件120可朝向主控板130的方向按压或向背离主控板130的方向弹起，以实现主控板130上的各功能开关的开启或关闭。

具体的，按键组件120朝向主控板130的一侧设有电容感应件121，电容感应件121与主控板130电导通，按键组件120背离电容感应件121的一侧设有触摸感应区1221，其中，触摸感应区1221的位置与电容感应件121的位置相对应，这样，触摸感应区1221与电容感应件121之间会产生一个感应电容，当触摸感应区1221受到人体的肢体触摸时，触摸感应区1221和电容感应件121之间的感应电容增大，从而产生第一电信号，第一电信号传输至主控板130，主控板130根据第一电信号开启与其相对应的开关，从而实现相应的按键功能。

另外，按键组件120朝向主控板130的一侧还设有磁性件123，主控板130朝向磁性件123的一侧设有霍尔元件131，可以理解的是，霍尔元件131为磁性件123，通过按压按键组件120，以使按键组件120带动磁性件123朝向霍尔元件131移动。

需要说明的是，磁性件123用于产生磁场，其中，磁性件123可以包括但不仅限于为铁、铁合金、钴、钢、铸铁等金属材质制成的磁性件123。

可以理解的是，霍尔元件131是一种基于霍尔效应的磁传感器，可以检测磁场及其变化。

在具体实现时，当磁性件123移动至霍尔元件131的感应范围内时，磁性件123与霍尔元件131产生感应，从而产生第二电信号，主控板130根据第二电信号打开与其相对应的开关，以实现与第二电信号相对应的按键功能。

当松开按键组件120，按键组件120通过自身的弹力向背离主控板130的一侧弹起，以使磁性件123随按键组件120移动出霍尔元件131的感应范围，从而产生第三电信号，以关闭通过第二电信号打开的开关，从而实现对应开关的关闭功能。

由此可知，本申请实施例提供的按键装置100，能够实现电容感应的同时，还能够实现霍尔感应，增加了按键装置100的感应功能，从而实现按键装置100的功能多样化；另外，提升了按键装置100的结构紧凑性，减少了按键装置100的组装工序，从而降低了组装成本。

继续参见图1至图3所示，按键组件120包括键帽122，触摸感应区1221设置在键帽122背离主控板130的一侧，可以理解的是，触摸感应区1221设置在键帽122的外表面，以便于人的肢体触摸，电容感应件121设置在键帽122朝向主控板130的一侧，即电容感应件121设置在键帽122的内表面的一侧，其中，触摸感应区1221会与电容感应件121之间产生感应电容，当触摸感应区1221受到人的肢体触摸时，触摸感应区1221和电容感应件121之间的感应电容值会增大，从而产生第一电信号。

可以理解的是，电容感应件121可以为钢、铁、铁合金等材质制成。例如，电容感应件121为感应钢片。

在一些实施例中，触摸感应区1221上设有触摸感应层，触摸感应层与电容感应件121之间产生感应电容。

触摸感应层可以为塑胶等柔性材质制成的膜层，且在该膜层中添加有碳粉等导电颗粒，这样，塑胶等柔性材质相当于碳粉等导电颗粒与电容感应件121之间的介质，通过塑胶等柔性材质增大空气的介电常数，从而增大触摸感应层和电容感应件121之间产生的感应电容对电荷的存储能力，从而提高通过电容感应产生第一电信号的可靠性，进而提高按键装置100的功能可靠性。

通过在塑胶等柔性材质中添加碳粉等导电颗粒，以使触摸感应层具有一定的导电性，且触摸感应层的介电常数大于1。

可以理解的是，触摸感应层可以与键帽122通过一体成型的方式形成为一体件，且在键帽122的表面对应的触摸感应区1221内具有掺杂颗粒，其中，掺杂可以为碳粉等导电颗粒。

或者，触摸感应层可以与键帽122分别独立形成，之后将触摸感应层通过贴合等工艺设置在键帽122背离主控板130的一侧。

按键组件120还包括导电连接单元124，键帽122通过导电连接单元124与基座110弹性连接，以使键帽122在外力作用下可朝向主控板130的方向移动；或者，导电连接单元124通过自身弹力驱动键帽122向背离主控板130的方向移动。

可以理解的是，导电连接单元124具有弹性这样，键帽122通过导电连接单元124与基座110弹性连接，以使键帽122能够在向靠近或背离主控板130的区域内往复移动，从而实现按键装置100的按压和弹起；另外，导电连接件1242还具有导电性，以使电容感应件121通过导电连接单元124与主控板130电导通，以将电容感应件121检测到的第一电信号通过导电连接单元124传输至主控板130。

继续参见图2所示，作为一种可选的实施方式，导电连接件1242包括转轴1241和弹性导电件，这样，键帽122可通过转轴1241与基座110枢接，也就是说，键帽122的一侧可相对基座110旋转，以使键帽122可向靠近或背离主控板130的方向移动；弹性导电件设置在转轴1241上，以使松开按压的键帽122时，弹性导电件能够通过自身的弹力驱动键帽122向背离主控板130的一侧复位；另外，弹性导电件的一端与电容感应件121电连接，弹性导电件的另一端与主控板130电连接，以将电容感应件121检测到的第一电信号通过弹性导电件传输至主控板130。

其中，弹性导电件可以为扭簧，扭簧套设在转轴1241上，扭簧的一个支脚与电容感应件121电连接，扭簧的另一个支脚与主控板130电连接。

按键组件120还包括支架125，支架125设置在键帽122朝向主控板130的一侧，其与键帽122通过螺纹紧固件126等固定连接，电容感应件121设置在键帽122和支架125之间，以实现对电容感应件121的固定和限位。

其中，电容感应件121的形状可以与支架125朝向键帽122的一侧的表面的结构形状相匹配，增大电容感应件121与支架125表面的贴合度，减小安装空间的同时，能够提高对电容感应件121的固定可靠性。

磁性件123设置在支架125朝向主控板130的一侧上，主控板130上的霍尔元件131与磁性件123的位置相对应，这样，当磁性件123随按键组件120向主控板130一侧移动时，能够提高霍尔元件131对磁性件123的感应可靠性，避免磁性件123与霍尔元件131之间相互错位，当磁性件123向靠近主控板130的一侧移动时，霍尔元件131无法感应到磁性件123的现象发生。

实施例二

本申请实施例提供的电子设备，包括设备本体和上述实施例一提供的按键装置，按键装置安装于设备本体上。

其中，电子设备包括但不仅限于为游戏手柄等设备。

另外，按键装置的结构与工作原理已在上述实施例中进行了详细的阐述，在此，不再进行赘述。

本申请实施例提供的电子设备包括设备本体和上述实施例一中的按键装置，按键装置安装于设备本体上，其中，该按键装置通过在按键组件朝向主控板的一侧设置电容感应件，且电容感应件与主控板电导通，在按键组件背离电容感应件的一侧设有触摸感应区，触摸感应区的位置与电容感应件的位置相对应，这样，触摸感应区和电容感应件之间会形成感应电容，在触摸感应区受到人的肢体触摸时，感应电容增大以产生第一电信号，主控板根据第一电信号启动相应的开关，以实现相应的按键功能；另外，按键组件朝向主控板的一侧还设有磁性件，主控板朝向磁性件的一侧设有霍尔元件，当按键组件受外力按压朝向主控板的一侧移动，以使磁性件移动至霍尔元件的感应范围内时，产生霍尔感应，从而产生第二电信号，主控板根据第二电信号启动与其相对应的开关，当按键组件向背离主控板的一侧弹起时，磁性件移动出霍尔元件的感应范围，则产生第三电信号，主控板根据第三电信号启动与其相对应的开关，由此可见，本申请实施例提供的按键装置能够实现电容感应的同时，还能够实现霍尔感应，增加了按键装置的感应功能，从而实现按键装置的功能多样化；另外，提升了按键装置的结构紧凑性。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种按键装置，其特征在于，包括：基座、按键组件和安装于所述基座上的主控板；

所述按键组件与所述基座连接且可朝向所述主控板的方向按压或者向背离所述主控板的方向弹起；

所述按键组件朝向所述主控板的一侧设有电容感应件，所述电容感应件与所述主控板电导通，所述按键组件背离所述电容感应件的一侧设有触摸感应区，且所述触摸感应区的位置与所述电容感应件的位置相对应，以在所述触摸感应区受到人的肢体触摸时与所述电容感应件之间产生第一电信号；

所述按键组件朝向所述主控板的一侧还设有磁性件，所述主控板朝向所述磁性件的一侧设有霍尔元件，当所述磁性件随所述按键组件移动至所述霍尔元件的感应范围内时，产生第二电信号；当所述磁性件随所述按键组件向背离所述主控板的一侧弹出所述霍尔元件的感应范围时，产生第三电信号。

2.根据权利要求1所述的按键装置，其特征在于，所述按键组件包括键帽，所述触摸感应区设置在所述键帽背离所述主控板的一侧，所述电容感应件设置在所述键帽朝向所述主控板的一侧。

3.根据权利要求2所述的按键装置，其特征在于，所述触摸感应区上设有触摸感应层，所述触摸感应层与所述电容感应件之间产生感应电容。

4.根据权利要求3所述的按键装置，其特征在于，所述触摸感应层为塑胶导电层。

5.根据权利要求2所述的按键装置，其特征在于，所述按键组件还包括导电连接单元，所述键帽通过所述导电连接单元与所述基座连接，以使所述键帽在外力作用下可朝向所述主控板的方向移动；或者，所述导电连接单元通过自身弹力驱动所述键帽向背离所述主控板的方向移动；

所述电容感应件通过所述导电连接单元与所述主控板电导通。

6.根据权利要求5所述的按键装置，其特征在于，所述导电连接单元包括转轴和弹性导电件，所述键帽通过所述转轴与所述基座枢接，所述弹性导电件套设在所述转轴上，且所述弹性导电件的一端与所述电容感应件电连接，所述弹性导电件的另一端与所述主控板电连接，以通过所述弹性导电件将所述电容感应件检测到的所述第一电信号传输至所述主控板。

7.根据权利要求6所述的按键装置，其特征在于，所述弹性导电件为扭簧。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的按键装置，其特征在于，所述按键组件还包括支架，所述支架设置在所述键帽朝向所述主控板的一侧，且通过螺纹紧固件与所述键帽固定连接，所述电容感应件设置在所述键帽和所述支架之间；所述磁性件设置在所述支架朝向所述主控板的一侧。

9.根据权利要求8所述的按键装置，其特征在于，所述支架朝向所述键帽的一侧的结构形状与所述电容感应件的结构形状相匹配。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：设备本体和上述权利要求1-9中任一项所述的按键装置，所述按键装置安装于所述设备本体上。

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