CN1855011A - 具有实体按键功能的电容式触控板 - Google Patents

Abstract

一种具有实体按键功能的电容式触控板，包含一软性可形变的第一导体层、一第二导体层及一软性可形变的绝缘层在该第一及第二导体层之间，该绝缘层具有至少一空洞，以在该触控板被按压时，让该第一及第二导体层连接，导致该第一或第二导体层上的电压产生变化，触发预设的按键功能。本发明的电容式触控板就如同实体按键一般，通过按压方式来改变电位，以判断是否触发按键功能，因此同时兼具电容式触控板及实体按键的优点。

Description

具有实体按键功能的电容式触控板

技术领域

本发明涉及一种电容式触控板，特别是关于一种具有实体按键功能的电容式触控板。

背景技术

如图1及图2所示，传统的按键式输入装置100及200是通过施力挤压按键102改变集成电路104的I/O端的电压状态，以检测按键102是否被压下，例如，图1中的输入装置100在按键102未被按压时，I/O端的电位为高准位，当按键102被压下后，I/O端的电位则转为低准位，图2中的输入装置200在按键102未被按压时，I/O端的电位为低准位，当按键102被压下后，I/O端的电位则转为高准位。此种方式由于是通过施力改变电压状态，以判断按键是否被压下，因此除了具有操作动作明确的优点外，也具备了低耗电的特性。

而随着技术的进步，各种电子装置的体积越来越小，特别是便携式装置，但是按键式的输入装置却因按键的关系而无法再缩小，因而成为缩小电子装置体积的障碍，因此有人提出一种比按键更轻薄的触控板作为输入装置。图3是公知的电容式触控板300的剖面图，其中面板302及底板306均为I绝缘体，导体层308为第一轴感应器，导体层310为第二轴感应器，绝缘层304在导体层308及310之间，以隔开导体层308及310，绝缘层304及导体层308及310可以视为一电容器，当手指312触碰触控板300时，其触碰位置上的电容量将产生变化，因而可以得知手指312是否在触控板300上，以及其在触控板300上的位置。有关电容式触控板的感应方式可以参考美国专利第5,920,309号，其中有更详尽的说明。由于电容式触控板300具有高分辨率的优点，因此适合作为文字书写的输入装置。然而电容式触控板300是利用感应的方式来操作，所以无法像按键式的输入装置一样有明确的操作动作，而且必须不断的扫描来感应手指的位置，所以也较为耗电。虽然目前已能在触控板上虚拟按键功能，但同样必须不断的扫描来感应手指是否触碰虚拟按键。

因此，一种兼具实体按键及电容式触控板优点的输入装置乃为所冀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有实体按键功能的电容式触控板。

根据本发明，一种具有实体按键功能的电容式触控板包含一软性可形变的第一导体层在面板下方、一第二导体层及一软性可形变的绝缘层在该第一及第二导体层之间，在该绝缘层上开设至少一空洞，当按压与该空洞相对应的位置时，第一导体层产生形变并穿过该空洞与第二导体层连接，使第一或第二导体层上的电压产生变化，触发预设的按键功能。

本发明的电容式触控板就如同实体按键一般，通过按压方式来改变电位，以判断是否触发按键功能，因此同时兼具电容式触控板及实体按键的优点。

附图说明

图1为传统的按键式输入装置。

图2为另一传统的按键式输入装置。

图3为公知的电容式触控板的剖面图。

图4为本发明的电容式触控板的分解图。

图5A为图4电容式触控板在AA方向的剖面图。

图5B显示图5A中绝缘层406的另一实施例。

图6为对图5A中电容式触控板施压的示意图。

图7为图4中的电容式触控板的另一实施例。

图8显示以图4所示的结构作为手机或电话输入装置的实施例。

图9为图8中输入装置的展开图及剖面图。

图10显示以图4所示的结构作为输入装置的另一实施例。

图11为本发明的另一电容式触控板的分解图。

图12显示以图11所示的结构作为手机或电话输入装置的实施例。

图13为图12输入装置的展开图。

图14显示以图11所示的结构作为输入装置的另一实施例。

图15为图11所示的结构应用在一维架构电容式触控板的实施例。

图16为图11中的电容式触控板的另一实施例。

图17为图11中的电容式触控板的又一实施例。

100按键式输入装置            102按键

104集成电路                  200按键式输入装置

300电容式触控板              302面板

304绝缘层                    306底板

308导体层                    310导体层

312手指                      400电容式触控板

402面板                      4022按键区

404导体层                    406绝缘层

406’绝缘球                  4062空洞

408导体层                    410底板

500输入装置                  502面板

5022按键区                   504导体层

506绝缘层                    5062空洞

508导体层                    510底板

512电容检测器                514电位检测器

516多任务选择器        600输入装置

700电容式触控板        700’电容式触控板

700”电容式触控板      702面板

7022按键区             704电容感应导体层

7042导线               7044导线

706绝缘层              7062空洞

708底板                800输入装置

802控制装置            804电容检测器

806多任务选择器        808电位检测器

810面板                8102按键区

812电容感应导体层      814绝缘层

8142空洞               816底板

8162按键操作导体       900输入装置

950电容式触控板        952面板

9522按键区             954电容感应导体层

956绝缘层              9562空洞

988底板                9582按键操作导体

具体实施方式

图4为本发明的电容式触控板400的分解图，图5A为触控板400在AA方向的剖面图。在电容式触控板400中，作为Y轴感应器及X轴感应器的导体层404及408在面板402及底板410之间被绝缘层406隔开，在其它实施例中，绝缘层406可以由多个绝缘球406’构成，如图5B所示，其中面板402、导体层404及408以及绝缘层406均为软性可形变材质，绝缘层406上开设一空洞4062，并在面板402上与该空洞4062相对应的位置设置一按键区4022，当使用者在按键区4022施压时，如图6所示。导体层404穿过绝缘层406的空洞4062与导体层408连接，造成导体层404或408的电位产生变化，进而触发预设的按键功能。当然，按键的数目及位置可视需要决定，如图7所示。

图8显示以图4所示的结构作为手机或电话输入装置500的实施例，图9为输入装置500的展开图及剖面图。参照图9，在输入装置500中，作为第一轴感应器及第二轴感应器的导体层504及508夹置在面板502及底板510之间，而在导体层504及508之间则以绝缘层506分隔，同样地，在绝缘层506上开设多个空洞5062对应面板502上的按键区5022。参照图8，电容检测器512经多任务选择器516连接导体层504上的每一条导线TY0到TY8以及导体层508上的每一条导线TX0到TX6，以主动提供电流对导体层504及508上的寄生电容充放电，进而在导体层504及508之间产生一电压，当使用者的手指触碰面板502时，其所触碰的位置的寄生电容将产生变化，电容检测器512检测电容变化的位置，以判断手指的位置及移动的轨迹，进而产生相对应的动作。电位检测器514也经多任务选择器516连接导线TY0到TY8以及TX0到TX6，并分别供应第一电压及第二电压给导体层504及508，当使用者要拨打电话时，按压面板502的按键区5022使导体层504碰触导体层508，电位检测器514检测到导体层504上的第一电压或导体层508上的第二电压发生变化，进而判断使用者所按压的按键区5022。本发明应用在不同的电子装置时，其形状及按键数目是可以不同的，如图10所示的输入装置600。

图11是本发明的另一电容式触控板700的分解图，其中在面板702及底板708之间包含一具有多条第一轴导线7042及多条第二轴导线7044的电容感应导体层704以及一绝缘层706，在面板702上有一按键区7022，当使用者对按键区7022施压时，电容感应导体层704的导线7042及7044被下压通过绝缘层706上的空洞7062触碰底板708上的按键操作导体7082，使得导线7042与7044通过按键操作导体7082而连接，因而破坏原充放电机制进而使电压产生剧烈的变化，触发预设的按键功能。在此结构中，绝缘层706上的空洞7062的数目及位置可视需要调整，例如在图11中的电容式触控板700，其绝缘层706上的空洞7062涵盖了两条第一轴导线7042及两条第二轴导线7044，在图16中的电容式触控板700’，其绝缘层706上的空洞7062涵盖了一条第一轴导线7042及一条第二轴导线7044，图17所示的电容式触控板700”，其绝缘层706上的空洞7062仅涵盖了一条第一轴导线7042。同样地，绝缘层706可以由绝缘球构成。

图12显示以图11所示的结构作为手机或电话输入装置800的实施例，图13是图12输入装置800的展开图。在输入装置800的控制装置802中，电容检测器804经多任务选择器806连接电容感应导体层812上的第一轴导线TX0到TX5以及第二轴导线TY0到TY7，提供一电流对电容感应导体层812上的寄生电容充放电产生一电压，当使用者的手指触碰面板810时，电容检测器804检测第一轴导线TX0到TX5以及第二轴导线TY0到TY7的寄生电容产生轻微的变化，进而判断手指的位置及移动的轨迹，当使用者按压面板810上的按键区8102时，电容感应导体层812通过绝缘层814上的空洞8142触碰底板816上的按键操作导体8162，触发预设的按键功能。为了省电考量。可以在输入装置800中设置休眠机制，当控制电路802进入休眠模式后，按键操作导体8162通过上拉或下拉电阻将电位拉至高电位或低电位，同时电容感应导体层812被拉到低电位或高电位，进入最省电的模式，若要唤醒控制电路802，可以对一按键施压使电容感应导体层812触碰按键操作导体8162，电位检测器808检测按键操作导体8162或电容感应导体层的电压变化，以唤醒控制电路802。本发明应用在不同的电子装置时，其形状及按键数目是可以不同的，如图14所示的输入装置900。

图11所示的结构也可应用在一维架构中，如图15的电容式触控板950所示，在电容式触控板950中，面板952及底板958之间包含电容感应导体层954及绝缘层956，电容感应导体层954包含多条导线呈单一方向排列，当使用者按压面板952的按键区9522时，电容感应导体层954通过绝缘层956上的空洞9562连接底板958上的按键操作导体9582，以触发预设的按键功能。

Claims (15)

1.一种具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，包括：

一软性可形变的第一导体层；

一第二导体层；以及

一软性可形变的绝缘层，在第一及第二导体层之间，具有至少一空洞，以供触控板被按压时，让第一导体连接第二导体层，触发预设的按键功能。

2.如权利要求1所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述第一导体层包括一轴感应器。

3.如权利要求2所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述第二导体层包括一第二轴感应器。

4.如权利要求2所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电位检测器检测到第一或第二导体层上电压变化时，唤醒休眠中的电容式触控板。

5.如权利要求1所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述第一导体层包括一第一轴威应器及一第二轴感应器。

6.如权利要求5所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述第一导体层为一电容感应导体层。

7.如权利要求5所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电位检测器检测到第一或第二导体层上电压变化时，唤醒休眠中的电容式触控板。

8.如权利要求1所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述第二导体层为软性可形变的材质。

9.如权利要求3所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，更包括：

一第一检测器，检测第一及第二导体层的寄生电容变化；以及

一第二检测器，检测第一导体层上的电压或第二导体层上的电压。

10.如权利要求9所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电容检测器提供一电流对第一及第二导体层充放电，以在第一及第二导体层之间产生一电压。

11.如权利要求9所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电位检测器提供一第一电压给第一导体层，提供一第二电压给第二导体层。

12.如权利要求5所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，更包括：

一第一检测器，检测第一及第二轴感应器的寄生电容变化；以及

一第二检测器，检测第一导体层上的电压或第二导体层上的电压。

13.如权利要求12所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电容检测器提供一电流对第一导体层充放电，以产生一电压。

14.如权利要求12所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述电位检测器提供一第一电压给第一导体层，提供一第二电压给第二导体层。

15.如权利要求1所述的具有实体按键功能的电容式触控板，其特征在于，所述绝缘层包含多个绝缘球。

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