CN201465031U - 一种组合式输入装置及包括该装置的电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合式输入装置，包括键盘面板、触摸感应层、机械按键检测层以及检测控制电路，所述触摸感应层与机械按键检测层位于所述键盘面板的下方，且所述键盘面板、触摸感应层与机械按键检测层位于相同的区域内；本实用新型还提供了一种包括如前所述的组合式输入装置的电子产品。与现有技术相比，本实用新型将键盘面板、触摸感应层与机械按键检测层设置于相同的区域内，占用空间小，非常适合安装于空间较小的电子产品上，既可实现机械键盘输入与触摸检测输入的功能，同时结构简单，便于装配，降低了产品的成本。

Description

一种组合式输入装置及包括该装置的电子产品

技术领域

本实用新型适用于电子产品的输入装置领域，尤其涉及一种组合式输入装置及包括该装置的电子产品。

背景技术

机械键盘与触摸检测输入设备是当前最重要的两种人机接口输入设备，在个人电脑上，机械键盘是必不可少的输入设备，而在手机、PDA、多媒体播放器等手持式设备上，机械键盘也是常用的输入设备。随着触摸感应检测技术的发展，触摸检测输入设备的应用越来越普遍，无论在个人计算机上，还是在手持式消费类电子产品上，或是在家电产品上，到处都有触摸检测输入设备的应用。

机械键盘和触摸检测输入设备作为当今应用最为广泛的两种输入设备，各自都有自身的优势，机械键盘由于推广应用的时间已经很长，应用范围很广，使用者已经习惯，且成本低，制作工艺简单，目前还是主要的输入设备，但也存在一些不足，如不方便光标定位输入，较小键盘上快速字符输入等；相对而言，触摸检测输入设备的成本较高，检测技术难度较大，但触摸设备能很好的实现定位输入，空间较小的设备上手写字符输入，以及手势及运动检测等复杂功能，能达到更好的人机交互效果。

目前在不少的手持式电子消费产品中，既配置了机械键盘，也安装了触摸检测输入设备，这样可发挥两者的长处，机械键盘主要用于字符数字输入，或功能按键操作等，而触摸检测输入设备主要用于菜单导航，光标定位，运动检测等高级功能。由于手持式设备的空间较少，用于安装机械键盘和触摸检测输入设备的空间很少。现有方案中，如图1所示，机械键盘91与触摸检测输入设备92分布在操作面的不同区域，而且必须将机械键盘91与触摸检测输入设备92分离，这种设计既占空间，又严重制约着结构设计和装配，导致产品的成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的输入设备的缺陷，提供一种组合式输入装置，其占用空间小、成本低。

本实用新型是这样实现的，一种组合式输入装置，包括键盘面板、触摸感应层、机械按键检测层以及检测控制电路，所述触摸感应层与机械按键检测层位于所述键盘面板的下方，且所述键盘面板、触摸感应层与机械按键检测层位于相同的区域内。

具体地，所述触摸感应层与机械按键检测层位于不同平面且层叠设置。

更具体地，所述触摸感应层位于所述机械按键检测层上方，所述触摸感应层的镂空区或排列间隙区开设有若干通孔，所述键盘面板上的任一按键键帽的顶针穿过所述通孔并与机械按键检测层上的按键开关接触。

更具体地，所述键盘面板与其上的按键键帽一体注塑成型制造，或者所述按键键帽活动设于所述键盘面板上。

具体地，所述触摸感应层与机械按键检测层布置在同一块电路板的同一面或不同面上。

更具体地，所述机械按键检测层上的机械按键检测电极位于所述触摸感应层的镂空区或排列间隙区。

更具体地，所述键盘面板与触摸感应层之间填充有可增强感应灵敏度的柔性介质。

本实用新型还提供了一种包括如前所述的一种组合式输入装置的电子产品。

与现有技术相比，本实用新型将键盘面板、触摸感应层与机械按键检测层设置于相同的区域内，占用空间小，非常适合安装于空间较小的电子产品上，既可实现机械键盘输入与触摸检测输入的功能，同时结构简单，便于装配，降低了产品的成本。

附图说明

图1是现有技术中的机械键盘与触摸检测输入设备分离设置的输入设备的示意图；

图2是本实用新型提供的组合式输入装置的示意图；

图3是图2中的各组成部分的分层设置的示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的触摸感应层与机械按键检测层不在同一个面上、且按键键帽与键盘面板一体注塑成型的示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的触摸感应层与机械按键检测层不在同一个面上、且按键键帽活动设于所述键盘面板上的示意图；

图6是图4或图5中的触摸感应层的正面示意图；

图7是图4或图5中的触摸感应层的反面示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的触摸感应层与键盘面板紧密贴合设置的示意图；

图9是本实用新型实施例三提供的触摸感应层与机械按键检测层布置在同一块电路板的同一面上的示意图；

图10是图9中的电路板正面走线布局示意图；

图11是图9中的电路板反面走线布局示意图；

图12是图9中的触摸感应电极及按键检测电路的走线布局示意图；

图13是本实用新型实施例四提供的触摸感应电极及按键检测电路的走线布局示意图；

图14是本实用新型实施例四提供的面板层次分布示意图；

图15是本实用新型实施例五提供的触摸感应电极及检测电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2和图3所示，本实用新型提供的一种组合式输入装置，包括键盘面板1、触摸感应层2、机械按键检测层3以及检测控制电路，所述触摸感应层2与机械按键检测层3位于所述键盘面板1的下方，且所述键盘面板1、触摸感应层2与机械按键检测层3位于相同的区域内.

本实用新型还提供了一种包括如前所述的一种组合式输入装置的电子产品。

与现有技术相比，本实用新型将键盘面板1、触摸感应层2与机械按键检测层3设置于相同的区域内，占用空间小，非常适合安装于空间较小的电子产品上，既可实现机械键盘输入与触摸检测输入的功能，同时结构简单，便于装配，降低了产品的成本。

以下结合具体实施例对本实用新型作详细的说明。

实施例一

如图4～图7所示，本实施例一采用的触摸感应层2与机械按键检测层3位于不同平面且层叠设置。

所述键盘面板1采用刚性非导电材料制成，所述键盘面板1安装有若干按键键帽11，为了触摸的方便，按键键帽11可加工成无凸起或稍有凸起；具体地，所述键盘面板1与其上的按键键帽11一体注塑成型制造(如图4所示)，或者所述按键键帽11活动设于所述键盘面板1上(如图5所示)。

所述触摸感应层2为柔性的触摸感应电路板，上面分布有若干感应电极21，当手指或触摸笔点击键盘面板1或在键盘面板1上滑动时，感应电极21的电容量会变化，检测芯片通过检测变化量来确定触摸物体的位置。所述机械按键检测层3为机械按键扫描电路板，其上分布有多组机械按键检测电极(图中未示出)，当某个按键键帽11按下时，其对应的一组机械按键检测电极导通。

为了从两维方向上更好地检测到触摸点位置，所述触摸感应层2上下两面均分布有感应电极21。

所述触摸感应层2的镂空区或排列间隙区开设有若干通孔22，所述键盘面板1上的任一按键键帽11的顶针111穿过所述通孔22并与机械按键检测层3上的按键开关31接触。当按键键帽11受压时，按键开关31所在的那组机械按键检测电极导通，于是向设备传递相应的信号，可以实现字符数字的快速输入、功能按键操作等功能；当按键键帽11不受压并弹起时，按键开关31所在的那组机械按键检测电极断开。

当触摸键盘面板1时，触摸感应层2上的感应电极21的电容产生变化，从而向设备传递相应的信号，可以实现光标定位、手写输入、触摸物体的运动检测等功能。

实施例二

参阅图8所示，本实施例二与实施例一大致相同，其不同之处在于：键盘面板1采用柔性非导电材料制成，整个键盘面板1加工成一个整体，且触摸感应层2与键盘面板1紧密贴合。用手指按键时，键盘面板1和触摸感应层2均可产生较小的形变，通过顶针111抵压按键开关31，使按键开关31闭合，从而使得分布在机械按键检测层3上的机械扫描电极检测到按键的按下动作。

这样设计的优点在于，键盘面板1容易加工与装配，且触摸感应层2与键盘面板1紧密贴合，触摸感应面板无需镂空或镂空的面积很小，可以提高触摸感应检测的灵敏度及精度。

实施例三

如图9～图12所示，本实施例三中，触摸感应层2与机械按键检测层3布置在同一块电路板的同一面上，这种结构能够有效降低成本。具体地，如图9所示，电路板上面分布有感应电极21，在感应电极21的镂空处或间隙区分布有机械按键检测电极32；如图10所示，电路板的另一面也分布有感应电极21，在电路板上下两面设置感应电极21，至少能从两维上检测到触摸点位置；如图11所示，触摸感应层2通过一组连接引脚4与检测芯片相连。

如图8和图10所示，当手指或触摸笔来触摸键盘面板1时，感应电极21的电容量会变化，机械按键检测电极32的外环与内环均能导电，且分别与检测芯片的正负极相连，当机械开关31被压下时，机械按键检测电极32的外环与内环连通，检测芯片即可检测到按键按下。

为了保证触摸感应检测的灵敏度，按键开关31不应太厚，以减少键盘面板1与触摸感应层2之间距离，保证感应电极21对键盘面板1上的动作的感应灵敏度；另外，还可以在键盘面板1与触摸感应层2之间填充柔性介质以增强感应电极21的感应灵敏度。

进一步地，触摸感应层2和机械按键检测层3所在的电路板可采用刚性或柔性材料制成，若采用柔性材料，在电路板的下方应紧贴有刚性面板，或将此电路板紧贴在设备的外壳上。

实施例四

如图13和图14所示，触摸感应层2与机械按键检测层3分布在不同的两块电路板上，机械按键检测层3分布在上面，触摸感应层2紧贴在机械检测层3的下面，感应电极21分为行列两组，从两个不同的方向排列；连接引脚4与感应电极21之间通过导线连接；在安装检测芯片的电路板上，有另一组对应的连接引脚4；安装时将两组连接引脚4连接在一起，使得检测芯片能检测到感应电极21上的电容变化量。当手指或触摸笔在键盘面板1上点击或滑动时，感应电极21的电容量发生变化，检测芯片通过检测此变化量，计算出触摸物体所在的位置。

这样设计的优点在于，无须为实现机械操作而在触摸感应层2上镂空或打孔，使触摸感应信号在不同位置上更加均匀，检测性能更好。

实施例五

如图5和图15所示，本实施例五将触摸感应层2与机械按键检测层3分布在不同的两个面板上，触摸感应层2安装在机械按键检测层3的上面。

本实施例五中，一个感应电极21和一个驱动电极23组成一感应电极组，触摸感应层2通过多组感应极21与驱动极23组合而成，感应电极21和驱动电极23均采用矩阵排列。在手指靠近感应电极21时，手指与驱动电极23形成回路，改变了感应电极21与驱动电极23之间的电场分布，使得感应电极21与驱动电极23之间的耦合电容发生变化，触摸检测控制电路通过检测此变化量来定位手指的当前位置。

触摸感应层2通过一组连接引脚4与检测芯片相连；当手指压按键键帽11时，键盘面板1发生形变，键盘面板1上的按键键帽11的顶针111穿过通孔22与分布在下层的机械按键检测层3上的按键开关31接触，使得机械按键检测层3能检测到有键被按下。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内.特别需要指出的是，以上所述的触摸感应层2上的感应电极的具体布局方式视实际所采用的触摸检测控制电路的检测原理而定；它可以是采取自电容检测方式将感应电极分布在电路板的一面上，或者采取驱动电极加感应电极结合的互电容检测方式将感应电极分布在电路板的一面或两面上.由于这部分技术属于本领域普通技术人员的公知技术，可以有多种组合和变化，并不影响本实用新型的实质部分，因此没有在上述说明的实施例中列出各种具体的组合方式.

Claims (8)

1.一种组合式输入装置，包括键盘面板、触摸感应层、机械按键检测层以及检测控制电路，其特征在于：所述触摸感应层与机械按键检测层位于所述键盘面板的下方，且所述键盘面板、触摸感应层与机械按键检测层位于相同的区域内。

2.如权利要求1所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述触摸感应层与机械按键检测层位于不同平面且层叠设置。

3.如权利要求2所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述触摸感应层位于所述机械按键检测层上方，所述触摸感应层的镂空区或排列间隙区开设有若干通孔，所述键盘面板上的任一按键键帽的顶针穿过所述通孔并与机械按键检测层上的按键开关接触。

4.如权利要求3所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述键盘面板与其上的按键键帽一体注塑成型制造，或者所述按键键帽活动设于所述键盘面板上。

5.如权利要求1所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述触摸感应层与机械按键检测层布置在同一块电路板的同一面或不同面上。

6.如权利要求5所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述机械按键检测层上的机械按键检测电极位于所述触摸感应层的镂空区或排列间隙区。

7.如权利要求5所述的一种组合式输入装置，其特征在于：所述键盘面板与触摸感应层之间填充有可增强感应灵敏度的柔性介质。

8.一种电子产品，其特征在于：包括权利要求1～7中任一项所述的一种组合式输入装置。

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