CN205142173U - 一种多值按键及耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多值按键及耳机。多值按键包括底板，所述底板上设有中心电极，所述中心电极外侧套设有若干个环状电极，最外侧的环状电极上配套设有导电盖，若干个环状电极同心且相互不接触，最外侧的环状电极接地。耳机包括上述的多值按键。本实用新型的多值按键能够反应多种不同状态，减少了电子设备上需要设置的按键数量。

Description

一种多值按键及耳机

技术领域

本实用新型涉及按键技术领域，尤其涉及一种多值按键及耳机。

背景技术

按键广泛用于电子设备中，比如键盘，按键开关等。由于物理按键非常符合人类自然操作习惯，因此还将广泛使用下去。但是迄今为止，物理按键都是以按下和松开两种状态，分别在电子系统中实现短路和断开的功能。但是经常在实际使用时，电子设备，特别是手持电子设备的尺寸有限，因此只能安装有限数量物理按键，但是我们的电子设备需要控制和选择的功能却越来越多，一个物理按键只能反应两种状态不能满足需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有按键只能反应按下和松开两种状态，电子设备上需要设置的按键较多的技术问题，提供了一种多值按键及耳机，多值按键能够反应多种不同状态，减少了电子设备上需要设置的按键数量。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型的一种多值按键，包括底板，所述底板上设有中心电极，所述中心电极外侧套设有若干个环状电极，最外侧的环状电极上配套设有导电盖。

在本技术方案中，导电盖呈球冠形，可变形。将最外侧的环状电极接地，由于导电盖的外缘与最外侧的环状电极接触，即导电盖接地。使用时，按下导电盖，导电盖中部先与中心电极接触，使得中心电极接地短路；用力进一步按下导电盖，导电盖与最内侧的环状电极接触，使得该环状电极接地短路；用力再进一步按下导电盖，导电盖与下一个靠内侧的环状电极接触。导电盖随着用户按下力度的增大由内至外与更多的环状电极接触，使得更多的环状电极短路，多值按键通过中心电极和环状电极的短路个数反应多种不同状态。设置有多值按键的电子设备检测中心电极和环状电极的电平，根据中心电极和各个环状电极的电平判断导电盖被按下的程度，从而判定多值按键输出的状态。

作为优选，所述若干个环状电极同心且相互不接触。最内侧的环状电极与中心电极不接触。

作为优选，中心电极外侧套设有三个或三个以上环状电极，最外侧的环状电极接地。

作为优选，除了最外侧的环状电极之外的环状电极的高度由内至外逐渐增大，中心电极的高度小于最内侧的环状电极的高度。有利于导电盖在被按下的过程中与中心电极和各级环状电极充分接触。

作为优选，所述底板上表面为平面，除了最外侧的环状电极之外的环状电极的厚度由内至外逐渐增大，中心电极的厚度小于最内侧的环状电极的厚度。

作为优选，所述环状电极的厚度相同，所述底板上表面由内至外逐渐增高，使得除了最外侧的环状电极之外的环状电极的高度由内至外逐渐增大，中心电极的高度小于最内侧的环状电极的高度。

作为优选，每个环状电极上配套设有对应的导电盖，每个环状电极对应的导电盖套设在其内侧环状电极对应的导电盖外侧。将最外侧的环状电极接地，使用时，按下最外侧的环状电极对应的导电盖，最外侧的环状电极对应的导电盖与内侧的下一个环状电极对应的导电盖接触，使得该下一个环状电极接地短路；用力进一步按下导电盖，下一个环状电极对应的导电盖与内侧的再下一个环状电极对应的导电盖接触，该再下一个环状电极接地短路。导电盖随着用户按下力度的增大由外至内依次接触，当用户按到底时，所有导电盖都接触，且最内侧的导电盖与中心电极接触，使得中心电极和所有环状电极都短路，多值按键通过中心电极和环状电极的短路个数反应多种不同状态。设置有多值按键的电子设备检测中心电极和环状电极的电平，根据中心电极和各个环状电极的电平判断导电盖被按下的程度，从而判定多值按键输出的状态。

作为优选，除了最外侧的环状电极之外的每个环状电极被分割成若干个互相不接触的弧形电极片。环状电极被均匀分割成若干个弧形电极片，或者被非均匀分割成若干个弧形电极片。

作为优选，所述导电盖为可变形的球冠形金属薄片。导电盖被按下后发生形变，并产生对应的震动。

作为优选，所述一种多值按键还包括短接探测模块，所述短接探测模块分别与中心电极和环状电极电连接。短接探测模块用于检测中心电极和环状电极的短路情况，并将其发送到后端电子设备。

作为优选，所述短接探测模块包括电源模块和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极一一对应，中心电极以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极通过其对应的阻抗模块与电源模块正极电连接，最外侧的环状电极接地，中心电极以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极分别与后端电子设备电连接。阻抗模块为电阻或者电容或者电阻/电容混合，混合使用时，按键接通时产生向上或向下的尖峰脉冲，传至后端电子设备。

作为优选，所述短接探测模块包括电源模块和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极以及所有环状电极一一对应，最外侧的环状电极通过其对应的阻抗模块接地，中心电极以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极通过其对应的阻抗模块与电源模块正极电连接，最外侧的环状电极与后端电子设备电连接。

作为优选，所述一种多值按键还包括短接探测模块，所述短接探测模块包括电源模块和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极以及弧形电极片一一对应，中心电极以及弧形电极片通过其对应的阻抗模块与电源模块正极电连接，最外侧的环状电极接地，中心电极以及弧形电极片分别与后端电子设备电连接。

作为优选，所述一种多值按键还包括短接探测模块，所述短接探测模块包括电源模块和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极、最外侧的环状电极以及弧形电极片一一对应，最外侧的环状电极通过其对应的阻抗模块接地，中心电极以及弧形电极片通过其对应的阻抗模块与电源模块正极电连接，最外侧的环状电极与后端电子设备电连接。当导电盖被按下且逐渐用力时，越来越多的阻抗模块并联进电路，后端电子设备检测的电压发生连续变化，后端电子设备根据电压推算出相应的压力，从而判定多值按键输出的状态。

本实用新型的一种耳机，包括上述的一种多值按键。

作为优选，所述一种耳机还包括信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与多值按键电连接，所述信号处理模块的输出端与耳机的麦克风信号线或数据发射模块电连接。信号处理模块将多值按键输入的信号转换成模拟信号或串行的高低电平信号输出到耳机的麦克风信号线，经过耳机的麦克风信号线输入到手机、PAD等终端，或通过数据发射模块以无限信号形式发送出去。

本实用新型的有益效果是：多值按键能够反应多种不同状态，减少了电子设备上需要设置的按键数量，节省了电子设备上用于布置按键的空间。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是底板的一种结构示意图；

图3是短接探测模块的一种结构示意图；

图4是本实用新型的一种结构示意图；

图5是一种多值按键没有被按下时的状态图；

图6是一种多值按键被轻按下的状态图；

图7是一种多值按键被中按下的状态图；

图8是一种多值按键被重按下的状态图；

图9是本实用新型的一种结构示意图；

图10是本实用新型的一种结构示意图；

图11是一种多值按键没有被按下时的状态图；

图12是一种多值按键被轻按下的状态图；

图13是一种多值按键被中按下的状态图；

图14是一种多值按键被重按下的状态图；

图15是底板的一种结构示意图；

图16是短接探测模块的一种结构示意图；

图17是耳机的一种电路原理连接框图；

图18是多值按键在按下不同程度时数据驱动电路的输出信号图。

图中：1、底板，2、中心电极，3、导电盖，4、短接探测模块，5、电源模块，6、电压检测模块，7、第一环状电极，8、第二环状电极，9、第三环状电极，10、处理单元，11、蜂鸣器，12、弧形电极片，13、单线协议转换模块，14、数据驱动电路，15、左耳塞，16、右耳塞，17、麦克风，18、音频接口，19、信号处理模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种多值按键，如图1、图2所示，包括底板1，底板1上设有呈圆形的中心电极2，中心电极2外侧套设有三个与中心电极2同心的环状电极，三个环状电极相互不接触，三个环状电极由内至外依次为第一环状电极7、第二环状电极8和第三环状电极9，第一环状电极7与中心电极2不接触，第三环状电极9上配套设有导电盖3，第三环状电极9接地。

导电盖3为可变形的球冠形金属薄片。导电盖3被按下后发生形变，在导电盖3被按下的过程中，当导电盖3与中心电极2接触时，导电盖3产生一次震动；当导电盖3与第一环状电极7接触时，导电盖3产生一次震动；当导电盖3与第二环状电极8接触时，导电盖3产生一次震动，用户根据震动判断多值按键输出的状态。

导电盖3的外缘与第三环状电极9接触，即导电盖3接地。使用时，按下导电盖3，导电盖3中部先与中心电极2接触，使得中心电极2接地短路；用力进一步按下导电盖3，导电盖3与第一环状电极7接触，使得第一环状电极7接地短路；用力再进一步按下导电盖3，导电盖3与第二环状电极8接触，使得第二环状电极8接地短路。

只有中心电极2短路时，多值按键反应“轻按”状态；中心电极2和第一环状电极7短路时，多值按键反应“中按”状态；中心电极2、第一环状电极7和第二环状电极8短路时，多值按键反应“重按”状态。多值按键通过中心电极2和环状电极的短路个数反应三种不同状态。

多值按键还包括短接探测模块4，短接探测模块4分别与中心电极2和环状电极电连接。如图3所示，短接探测模块4包括电源模块5、电阻R1、电阻R2和电阻R3，中心电极2通过电阻R1与电源模块5正极电连接，第一环状电极7通过电阻R2与电源模块5正极电连接，第二环状电极8通过电阻R3与电源模块5正极电连接，中心电极2、第一环状电极7、第二环状电极8分别与后端电子设备电连接。短接探测模块4用于检测中心电极2、第一环状电极7和第二环状电极8的短路情况，并将其发送到后端电子设备，后端电子设备根据中心电极2、第一环状电极7和第二环状电极8的短路情况判断多值按键输出的“轻按”、“中按”、“重按”状态。

短接探测模块4还包括处理单元10和蜂鸣器11，处理单元10分别与中心电极2、第一环状电极7、第二环状电极8和蜂鸣器11电连接。处理单元10是组合逻辑电路或单片机，处理单元10根据中心电极2、第一环状电极7和第二环状电极8的短路情况判断多值按键输出的“轻按”、“中按”、“重按”状态，每达到一种状态，处理单元10控制蜂鸣器11鸣叫，给用户反馈信息，提醒用户当前按下的状态。

多值按键可应用于手机或耳机的控制键，比如每个按键可实现三档选择，即轻按/中按/重按，如果用在音量增键功能键上，则可以将传统的简单音量的调节，变成音量（轻按），音色（中按），音质（重按）的调节，或者更多的控制功能。大大增加了用户的功能控制程度以及用户体验。同时将多值按键信息以视觉显示于屏幕或以音频回放于耳塞或喇叭。

多值按键可应用于蓝牙耳机的控制键，由于蓝牙耳机的空间极其有限，单键是常用的。使用多值按键，则可以将控制键的扩展至更多的功能，比如轻按=音量-，中按=音量+，重按=接听电话，或更多的控制功能。同时将多值按键信息以音频回放于耳塞或喇叭。

多值按键可应用于游戏手柄中的按键，比如射击按键，轻按=单发射击，中按=中速连发射击，重按=发射重炮，等等，或赛车游戏速度控制键，轻按=慢速前进，中按=快速前进，重按=跃起前进，等等。

本实施例的一种耳机，如图17所示，包括左耳塞15、右耳塞16、麦克风17、音频线、音频接口18、信号处理模块19、多值按键B+、多值按键B-和多值按键Bc，信号处理模块19包括单线协议转换模块13和数据驱动电路14，音频线包括麦克风信号线、左声道信号线、右声道信号线和地线，多值按键B+、多值按键B-和多值按键Bc分别与单线协议转换模块13的输入端电连接，单线协议转换模块13的输出端与数据驱动电路14的输入端电连接，数据驱动电路14的输出端与耳机的麦克风信号线电连接。单线协议转换模块13为单片机，数据驱动电路14为带输出驱动的数模转换器，多值按键B+、多值按键B-和多值按键Bc都为上述的多值按键。

单线协议转换模块13将多值按键输入的并行信号转换为串行信号输出到数据驱动电路14，数据驱动电路14将数字信号转换成模拟信号或串行的高低电平信号输出到耳机的麦克风信号线，经过耳机的麦克风信号线输入到手机、PAD等终端。

多值按键B+、多值按键B-和多值按键Bc都分为三个档位。Cj[n]代表多值按键内中心电极2、第一环状电极7和第二环状电极8的电平值，j代表不同按键。如图18所示，按下多值按键B+的导电盖3达到第一档位，导电盖3中部与中心电极2接触，中心电极2的电平C+[0]由高电平变为低电平；进一步按下导电盖3达到第二档位，导电盖3与第一环状电极7接触，第一环状电极7的电平C+[1]由高电平变为低电平；再进一步按下导电盖3达到第三档位，导电盖3与第二环状电极8接触，第二环状电极8的电平C+[2]由高电平变为低电平；松开手，导电盖3回到原位，C+[0]、C+[1]和C+[2]都变回高电平，结束按键动作。当逐档按下多值按键B+时，对应的数字信号C+[0]、C+[1]和C+[2]逐渐由高电平变为低电平，单线协议转换模块13将多值按键B+输入的并行信号转换为串行信号输出到数据驱动电路14，数据驱动电路14将数字信号转换成对应的模拟信号V0、V1、V2或高低电平序列011、001、000（单个宽时钟表示逻辑0，单个窄时钟代表逻辑1），输出到耳机的麦克风信号线，经过耳机的麦克风信号线输入到手机、PAD等终端。

对于多值按键B-和多值按键Bc的档位对应的模拟或数字值可以进行不同设置，例如：可以是相同的三个值不同组合顺序：

C+[0]=V0，C+[1]=V1，C+[2]=V2；

C-[0]=V1，C-[1]=V0，C-[2]=V2；

Cc[0]=V2，Cc[1]=V1，Cc[2]=V0；

可以规定多值按键B+、多值按键B-和多值按键Bc的第一档位对应实现传统的音量增减接听功能，第二挡位和第三挡位用作耳机本地的功能控制或上传主机的功能控制。

实施例2：本实施例的一种多值按键，如图4所示，底板1上表面为平面，中心电极2的厚度＜第一环状电极7的厚度＜第二环状电极8的厚度，使得中心电极2的高度＜第一环状电极7的高度＜第二环状电极8的高度，其余结构与实施例1相同。有利于导电盖3在被按下的过程中与中心电极2和各级环状电极充分接触。

导电盖3没有被按下的状态，如图5所示。使用时，按下导电盖3，如图6所示，导电盖3中部先与中心电极2接触，使得中心电极2接地短路；用力进一步按下导电盖3，如图7所示，导电盖3与第一环状电极7接触，使得第一环状电极7接地短路；用力再进一步按下导电盖3，如图8所示，导电盖3与第二环状电极8接触，使得第二环状电极8短路。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

实施例3：本实施例的一种多值按键，如图9所示，中心电极2的厚度、第一环状电极7的厚度和第二环状电极8的厚度都相同，底板1上表面由内至外逐渐增高，使得中心电极2的高度＜第一环状电极7的高度＜第二环状电极8的高度，其余结构与实施例1相同。有利于导电盖3在被按下的过程中与中心电极2和各级环状电极充分接触。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

实施例4：本实施例的一种多值按键，如图10所示，第一环状电极7、第二环状电极8和第三环状电极9上分别配套设有对应的导电盖3，第二环状电极8对应的导电盖套设在第一环状电极7对应的导电盖外侧，第三环状电极9对应的导电盖套设在第二环状电极8对应的导电盖外侧，其余结构与实施例1相同。

导电盖没有被按下的状态，如图11所示。使用时，如图12所示，用力按下，第三环状电极9对应的导电盖与第二环状电极8对应的导电盖接触，使得第二环状电极8接地短路；如图13所示，用力进一步按下，第三环状电极9对应的导电盖、第二环状电极8对应的导电盖、第一环状电极7对应的导电盖挤压接触在一起，使得第一环状电极7也接地短路；如图14所示，用力按到底，第三环状电极9对应的导电盖、第二环状电极8对应的导电盖、第一环状电极7对应的导电盖挤压在中心电极2上，使得中心电极2也接地短路。

只有第二环状电极8短路时，多值按键反应“轻按”状态；第二环状电极8和第一环状电极7短路时，多值按键反应“中按”状态；第二环状电极8、第一环状电极7和中心电极2短路时，多值按键反应“重按”状态。多值按键通过中心电极2和环状电极的短路个数反应三种不同状态。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

实施例5：本实施例的一种多值按键，如图16所示，短接探测模块4包括电压检测模块6、电源模块5、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7，第三环状电极9通过电阻R7接地，中心电极2通过电阻R4与电源模块5正极电连接，第一环状电极7通过电阻R5与电源模块5正极电连接，第二环状电极8通过电阻R6与电源模块5正极电连接，电压检测模块6的输入端与第三环状电极9电连接，电压检测模块6的输出端与后端电子设备电连接，其余结构与实施例1相同。

当多值按键被按下且逐渐用力时，越来越多的电阻并联进电路，电压检测模块6检测的电压发生连续变化，电压检测模块6将检测的电压发送到后端电子设备，后端电子设备根据电压推算出相应的压力，从而判定多值按键输出的状态。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

实施例6：本实施例的一种多值按键，如图15所示，第一环状电极7被分割成六个互相不接触的弧形电极片12，第二环状电极8被分割成六个互相不接触的弧形电极片12，短接探测模块包括电源模块5和若干个电阻，若干个电阻与中心电极2以及弧形电极片12一一对应，中心电极2以及弧形电极片12通过其对应的电阻与电源模块5正极电连接，第三环状电极9接地，中心电极2以及弧形电极片12分别与后端电子设备电连接，其余结构与实施例1相同。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

实施例7：本实施例的一种多值按键，如图15所示，第一环状电极7被分割成六个互相不接触的弧形电极片12，第二环状电极8被分割成六个互相不接触的弧形电极片12，短接探测模块包括电压检测模块6、电源模块5和若干个电阻，若干个电阻与中心电极2、第三环状电极9以及弧形电极片12一一对应，第三环状电极9通过其对应的电阻接地，中心电极2以及弧形电极片12通过其对应的电阻与电源模块5正极电连接，第三环状电极9与电压检测模块6电连接，其余结构与实施例1相同。

当多值按键被按下且逐渐用力时，越来越多的电阻并联进电路，电压检测模块6检测的电压发生连续变化，电压检测模块6将检测的电压发送到后端电子设备，后端电子设备根据电压推算出相应的压力，从而判定多值按键输出的状态。

本实施例的一种耳机，包括上述的一种多值按键，其余结构与实施例1相同。

Claims (16)

1.一种多值按键，其特征在于：包括底板（1），所述底板（1）上设有中心电极（2），所述中心电极（2）外侧套设有若干个环状电极，最外侧的环状电极上配套设有导电盖（3）。

2.根据权利要求1所述的一种多值按键，其特征在于：所述若干个环状电极同心且相互不接触。

3.根据权利要求1所述的一种多值按键，其特征在于：中心电极（2）外侧套设有三个或三个以上环状电极，最外侧的环状电极接地。

4.根据权利要求1所述的一种多值按键，其特征在于：除了最外侧的环状电极之外的环状电极的高度由内至外逐渐增大，中心电极（2）的高度小于最内侧的环状电极的高度。

5.根据权利要求4所述的一种多值按键，其特征在于：所述底板（1）上表面为平面，除了最外侧的环状电极之外的环状电极的厚度由内至外逐渐增大，中心电极（2）的厚度小于最内侧的环状电极的厚度。

6.根据权利要求4所述的一种多值按键，其特征在于：所述环状电极的厚度相同，所述底板（1）上表面由内至外逐渐增高，使得除了最外侧的环状电极之外的环状电极的高度由内至外逐渐增大，中心电极（2）的高度小于最内侧的环状电极的高度。

7.根据权利要求1所述的一种多值按键，其特征在于：每个环状电极上配套设有对应的导电盖（3），每个环状电极对应的导电盖（3）套设在其内侧环状电极对应的导电盖（3）外侧。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种多值按键，其特征在于：除了最外侧的环状电极之外的每个环状电极被分割成若干个互相不接触的弧形电极片（12）。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种多值按键，其特征在于：所述导电盖（3）为可变形的球冠形金属薄片。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种多值按键，其特征在于：还包括短接探测模块（4），所述短接探测模块（4）分别与中心电极（2）和环状电极电连接。

11.根据权利要求10所述的一种多值按键，其特征在于：所述短接探测模块（4）包括电源模块（5）和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极（2）以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极一一对应，中心电极（2）以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极通过其对应的阻抗模块与电源模块（5）正极电连接，最外侧的环状电极接地，中心电极（2）以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极分别与后端电子设备电连接。

12.根据权利要求10所述的一种多值按键，其特征在于:所述短接探测模块包括电源模块（5）和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极（2）以及所有环状电极一一对应，最外侧的环状电极通过其对应的阻抗模块接地，中心电极（2）以及除了最外侧的环状电极之外的环状电极通过其对应的阻抗模块与电源模块（5）正极电连接，最外侧的环状电极与后端电子设备电连接。

13.根据权利要求8所述的一种多值按键，其特征在于：还包括短接探测模块（4），所述短接探测模块（4）包括电源模块（5）和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极（2）以及弧形电极片（12）一一对应，中心电极（2）以及弧形电极片（12）通过其对应的阻抗模块与电源模块（5）正极电连接，最外侧的环状电极接地，中心电极（2）以及弧形电极片（12）分别与后端电子设备电连接。

14.根据权利要求8所述的一种多值按键，其特征在于：还包括短接探测模块（4），所述短接探测模块（4）包括电源模块（5）和若干个阻抗模块，若干个阻抗模块与中心电极（2）、最外侧的环状电极以及弧形电极片（12）一一对应，最外侧的环状电极通过其对应的阻抗模块接地，中心电极（2）以及弧形电极片（12）通过其对应的阻抗模块与电源模块（5）正极电连接，最外侧的环状电极与后端电子设备电连接。

15.一种耳机，其特征在于：包括权利要求1-14中任一权利要求所述的一种多值按键。

16.根据权利要求15所述的一种耳机，其特征在于：还包括信号处理模块（19），所述信号处理模块（19）的输入端与多值按键电连接，所述信号处理模块（19）的输出端与耳机的麦克风信号线或数据发射模块电连接。