CN209895308U - 一种电容式触控键盘及其应用的用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电容式触控键盘及其应用的用电器。电容式触控键盘包括电路板、面板、触控感应电极阵列和导电体阵列。面板与所述电路板的上表面间隔相对设置而形成一容纳空间。触控感应电极阵列包括多个触控感应电极、多条行导线和多条列导线。所述多个触控感应电极设于所述电路板的上表面或下表面，每个触控感应电极包括相互隔离的第一部分和第二部分，所述第一部分电连接一条行导线，所述第二部分连接一条列导线。导电体阵列包括多个导电体，每个导电体设于所述容纳空间内且与一个对应的触控感应电极耦合。

Description

一种电容式触控键盘及其应用的用电器

技术领域

本实用新型涉及一种电容式触控键，尤其涉及一种电容式触控键盘及其应用的用电器。

背景技术

电容触控按键的基本工作原理是通过检测电容式触控感应按键上分布电容的变化来判断是否有手指按压在触控按键上。如果不触摸按键，触控按键分布电容有一个固定的电容值，如果用户用手指接触按键，就会增加触控按键的分布电容。所以，测量触控按键上分布电容的变化，就可以侦测触摸动作。

目前电容触控按键被广泛应用于各种电子产品中，当一个产品上需要用到的按键数量较多时，一般采用矩阵扫描的方式，即用较少的管脚实现较多的按键数量。现有技术多采用柔性电路板来实现多按键的方案。图1是现有的一种用电器的电容式触控键盘的示意图。如图1所示，电容式触控键盘100包括面板110、柔性电路板120、电路板130和触控感应电极阵列140。触控感应电极140包括多个触控感应电极，触控感应电极的数量一般根据该电容式触控键盘的所需按键数量决定。触控感应电极阵列140分布于柔性电路板120上，面板110通过触控感应电极阵列140与柔性电路板120紧密贴合，该贴合方式可以是胶粘等贴合方式。由于面板110必须与柔性电路板120紧密贴合，若贴合不准确或留有空隙，会造成装置不能使用的问题，需要将粘胶去除重新组装。柔性电路板120包括一引出线121，柔性电路板的引出线121通过接插件150和电路板130连接。现有的电容式触控键盘100存在一定的缺陷：其包括的柔性电路板120制作工艺难，成本较高；柔性电路板120与面板110的紧密贴合组装工艺难度高，组装成功率低，返修率高；柔性电路板120与电路板130的连接需要接插件150的配合，也增加了组件成本和装配工艺的难度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电容式触控键盘，具有组件少、组装简便的优点。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种电容式触控键盘，包括电路板、面板、触控感应电极阵列和导电体阵列。面板与所述电路板的上表面间隔相对设置而形成一容纳空间；触控感应电极阵列，包括多个触控感应电极、多条行导线和多条列导线，所述多个触控感应电极设于所述电路板的上表面或下表面，每个触控感应电极包括相互隔离的第一部分和第二部分，所述第一部分电连接一条行导线，所述第二部分电连接一条列导线；导电体阵列，包括多个导电体，每个导电体设于所述容纳空间内且与一个对应的触控感应电极耦合。

在本实用新型的一实施例中，所述触控感应电极设于所述电路板的下表面，所述电容式触控键盘还包括耦合电极阵列，所述耦合电极阵列包括多个耦合电极，每个耦合电极设于所述电路板的上表面且与所述导电体耦合，且所述每个耦合电极通过所述电路板与一个对应的触控感应电极耦合。

在本实用新型的一实施例中，所述多个触控感应电极设于所述电路板的上表面，每个导电体与一个对应的触控感应电极绝缘且耦合。

在本实用新型的一实施例中，所述多个导电体接触所述面板下表面。

在本实用新型的一实施例中，所述导电体为柱形环或者弹簧。

在本实用新型的一实施例中，所述触控感应电极为面状或环状，所述导电体的横截面为环状。

在本实用新型的一实施例中，所述触控感应电极为环状，且所述触控感应电极中心设置发光元件。

在本实用新型的一实施例中，该电容式触控键盘还包括触控检测电路，设于所述电路板上，所述触控检测电路具有多个行检测引脚和多个列检测引脚，所述多个行检测引脚连接所述多条行导线，所述多个列检测引脚连接所述多条列导线。

本实用新型还提出了一种用电器，包括上述任一实施例中所述的电容式触控键盘。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：采用了一种新型结构的电容式触控键盘，省去了柔性电路板等组件，组件精简，组装简便，降低了组装错误率和成本，能够实现多按键的电容式触控。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是现有的一种用电器的电容式触控键盘的示意图。

图2是本实用新型一实施例的一种用电器的电容式触控键盘的示意图。

图3为图2中的电容式触控键盘的触控感应电极阵列的俯视示意图。

图4为图2中的电容式触控键盘的耦合电极阵列的俯视示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

应当理解，除非另有说明，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本实用新型者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本实用新型的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本实用新型实施时的弹性。

本实用新型提出了一种电容式触控键盘，具有更少的组件和更简便的组装过程。

图2是本实用新型一实施例的一种用电器的电容式触控键盘的示意图。如图2所示，电容式触控键盘200包括电路板210、面板220、触控感应电极阵列230和导电体阵列240。面板220与电路板210的上表面间隔相对设置而形成一容纳空间250，面板220还用于保护容纳空间250内的部件以及电路板210，起到美观作用，其材质可以是玻璃或有机玻璃等绝缘物体。

触控感应电极阵列230包括多个触控感应电极、多条行导线和多条列导线。图3为图2中的电容式触控键盘的触控感应电极阵列的俯视示意图。如图3所示，本实施例中的电容式触控键盘以包括12个触控感应电极a₀-a₁₁为例，12个触控感应电极a₀-a₁₁分成3行4列进行排列，每行具有4个触控感应电极，每列具有3个触控感应电极。触控感应电极阵列230具有12个触控感应电极a₀-a₁₁、3条行导线L₀、L₁、L₂和4条列导线C₀、C₁、C₂、C₃。多个触控感应电极设于所述电路板的上表面或下表面，在本实施例中，触控感应电极阵列230中包括的12个触控感应电极a₀-a₁₁均设于电路板210的下表面。每个触控感应电极包括相互隔离的第一部分和第二部分，第一部分与第二部分不能短路。第一部分电连接一条行导线，第二部分电连接一条列导线，以图3中的触控感应电极a₀为例，触控感应电极a₀包括相互隔离的第一部分a₀₁(包括左右两个扇形)和第二部分a₀₂(包括上下两个扇形)，较佳的，该第一部分a₀₁和第二部分a₀₂大小相同且相互对称。第一部分a₀₁电连接一条行导线L₀，第二部分a₀₂电连接一条列导线C₀。触控感应电极a₀的材质可以是铜箔或者其它导电材质的薄片。触控感应电极a₀可以以面状或者环状分布在电路板210上。其它触控感应电极的组成和连接方式可以与触控感应电极a₀相似，在此不加赘述。在一些其它实施例中，触控感应电极的中心可以设置发光元件或其它具有指示用户作用的器件，用于点亮按键指示用户。

电容式触控键盘200还包括触控检测电路(图2中由于角度问题，未能示出)，触控检测电路设于电路板210上，触控检测电路具有多个行检测引脚和多个列检测引脚，多个行检测引脚连接多条行导线，多个列检测引脚连接多条列导线。如图3所示，在本实施例中，触控检测电路(图3中未示出)具有3个行检测引脚连接3条行导线L₀、L₁、L₂，和具有4个列检测引脚连接4条列导线C₀、C₁、C₂、C₃。

导电体阵列240包括多个导电体，每个导电体设于容纳空间250内且与一个对应的触控感应电极耦合，该耦合无物理接触，但其间有电信号的传递。导电体的数量与触控感应电极的数量一一对应，在本实施例中，导电体阵列240包括12个导电体b₀-b₁₁，图2由于角度的问题，仅示出了行导线L₀上的4个触控感应电极a₀-a₃以及与其一一对应的4个导电体b₀-b₃，以图2中的导电体b₀为例，导电体b₀在容纳空间250内且与一个与其对应的触控感应电极a₀耦合。导电体b₀接触面板220的下表面，该接触为物理接触。导电体b₀由具有导电性质的材料组成，导电体b₀为一柱形环，导电体b₀的横截面为环状。在一些其它实施例中，导电体b₀可以是弹簧，该柱形环或者弹簧均可以具有一定高度。其它导电体的成分和连接方式可以与导电体b₀相似，在此不加赘述。

在本实施例中，如图2所示，触控感应电极a₀-a₁₁设于电路板210的下表面，电容式触控键盘200还包括耦合电极阵列260，耦合电极阵列260包括多个耦合电极，耦合电极的材质可以是铜箔或者其它导电材质的薄片，每个耦合电极设于电路板210的上表面且与导电体240电接触或不接触但耦合。每个耦合电极通过电路板210与一个对应的触控感应电极耦合。该耦合无物理接触，但其间有电信号的传递。本实施例中的耦合电极阵列260中包括12个耦合电极c₀-c₁₁，图4为图2中的电容式触控键盘的耦合电极阵列的俯视示意图。如图4所示，本实施例中的电容式触控键盘以包括12个耦合电极c₀-c₁₁为例，12个耦合电极c₀-c₁₁分成3行4列进行排列，每行具有4个耦合电极，每列具有3个耦合电极。图2由于角度的问题，仅示出了行导线L₀上的4个触控感应电极a₀-a₃以及与其一一对应的4个导电体b₀-b₃和耦合电极c₀-c₃，以图2中的耦合电极c₀为例，耦合电极c₀设于电路板210的上表面且与其对应的导电体b₀耦合，耦合电极c₀可以是与导电体b₁形成电容耦合，也可以是与导电体b₀形成电气接触。耦合电极c₀通过电路板210与一个对应的触控感应电极a₀耦合，耦合电极c₀和触控感应电极a₀之间无需电气接触。其它耦合电极的成分和连接方式可以与耦合电极c₀相似，在此不加赘述。

在一些其它的实施例中，触控感应电极阵列230包括的多个触控感应电极阵列可以设于电路板210的上表面，每个导电体与一个对应的触控感应电极绝缘且耦合。每个导电体与其对应的触控感应电极之间可以通过设置绝缘层来进行绝缘，目的是不让触控感应电极的各部分短路。当触控感应电极设于电路板210上表面时，耦合电极可以设于电路板的下表面，也可以不设于电路板的下表面。若耦合电极设于电路板的下表面，导电体需要通过电路板210的穿孔与耦合电极进行电气连接。

如图2所示，在本实施例中当面板220上的按键被用户按下，由于人手的感应，触控感应电极阵列230中的行导线L₀、L₁、L₂和列导线C₀、C₁、C₂、C₃分别会产生不同大小的分布电容增量值，触控检测电路260通过行检测引脚和列检测引脚检测出分布电容增量值最大的行导线和列导线，即能得出用户操作的相应按键，进行后续工作。下面结合图3来举例说明，当用户按下某个按键，触控检测电路260通过行检测引脚和列检测引脚检测出分布电容增量值最大的行导线为行导线L₀，分布电容增量值最大的列导线为列导线C₀，即能通过行导线L₀与列导线C₀的相交位置得出用户操作的相应按键对应的触控感应电极为a₀。

本实用新型还提出了一种用电器，该用电器包括上述任一实施例中的电容式触控键盘，该用电器可以应用于各种领域如家电、消费产品等需要人机交互的电子产品中。

本实用新型提出的用电器及其电容式触控键盘，通过上述实施例中的方式，相对于现有技术省去了造价高、工艺难、组装不便的组件，在成本低、组件更少、组装更简便、组装错误率和返修率低的情况下，实现了一种多按键的电容式触控，其能够适用于大批量的生产。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种电容式触控键盘，其特征在于包括：

电路板；

面板，与所述电路板的上表面间隔相对设置而形成一容纳空间；

触控感应电极阵列，包括多个触控感应电极、多条行导线和多条列导线，所述多个触控感应电极设于所述电路板的上表面或下表面，每个触控感应电极包括相互隔离的第一部分和第二部分，所述第一部分电连接一条行导线，所述第二部分电连接一条列导线；以及

导电体阵列，包括多个导电体，每个导电体设于所述容纳空间内且与一个对应的触控感应电极耦合。

2.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述触控感应电极设于所述电路板的下表面，所述电容式触控键盘还包括耦合电极阵列，所述耦合电极阵列包括多个耦合电极，每个耦合电极设于所述电路板的上表面且与所述导电体耦合，且所述每个耦合电极通过所述电路板与一个对应的触控感应电极耦合。

3.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述多个触控感应电极设于所述电路板的上表面，每个导电体与一个对应的触控感应电极绝缘且耦合。

4.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述多个导电体接触所述面板下表面。

5.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述导电体为柱形环或者弹簧。

6.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述触控感应电极为面状或环状，所述导电体的横截面为环状。

7.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，所述触控感应电极为环状，且所述触控感应电极中心设置发光元件。

8.如权利要求1所述的电容式触控键盘，其特征在于，还包括触控检测电路，设于所述电路板上，所述触控检测电路具有多个行检测引脚和多个列检测引脚，所述多个行检测引脚连接所述多条行导线，所述多个列检测引脚连接所述多条列导线。

9.一种用电器，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的电容式触控键盘。

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