RU183110U1 - Пленочная сенсорная емкостная клавиатура - Google Patents
Пленочная сенсорная емкостная клавиатура Download PDFInfo
- Publication number
- RU183110U1 RU183110U1 RU2018105995U RU2018105995U RU183110U1 RU 183110 U1 RU183110 U1 RU 183110U1 RU 2018105995 U RU2018105995 U RU 2018105995U RU 2018105995 U RU2018105995 U RU 2018105995U RU 183110 U1 RU183110 U1 RU 183110U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- touch
- circuit board
- printed circuit
- detection circuit
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009993 protective function Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
- G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Input From Keyboards Or The Like (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области реализации интерфейса управления приборами - лицевых панелей управления и клавиатур - используемых во всех областях деятельности человека (от бытовой техники до промышленной аппаратуры).Пленочная сенсорная емкостная клавиатура включает поверхность касания, выполненную в виде пленки из прозрачного диэлектрического материала, выполняющую защитную функцию и несущую графическое изображение; клеевого слоя, необходимого для соединения поверхности касания с лежащей ниже гибкой двухсторонней пленочной печатной платой. На верхней стороне пленочной печатной платы выполнены электроды обнаружения. На нижней стороне пленочной печатной платы установлены электронные компоненты схемы обнаружения. Клеевой слой также нанесен на нижнюю сторону пленочной печатной платы, скрывающий в своей толщине электронные компоненты схемы обнаружения, включая контроллер касаний, а также необходимый для крепления всего изделия к целевой поверхности (например, передней стенке прибора).Предложенное техническое решение позволяет создать единую высокоинтегрированную конструкцию малой толщины, которая является законченным изделием, содержащим все составные части сенсорной емкостной клавиатуры, обладающую повышенной стабильностью работы за счет минимизации длины проводников, соединяющих электроды обнаружения и входные порты контроллера касаний.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Полезная модель относится к области реализации интерфейса управления приборами - лицевых панелей управления и клавиатур - используемых во всех областях деятельности человека (от бытовой техники до промышленной аппаратуры).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сенсорные клавиатуры и сенсорные панели управления используются в качестве устройств ввода для всевозможного оборудования и приборов. В отличие от клавиатур с контактными замыкателями, сенсорная клавиатура не содержит механических замыкающих контактов и им подобных решений, деформируемых при работе клавиш. Сенсорная клавиатура состоит из поверхности касания, к которой приближается или которой касается контактирующий объект, такой как часть человеческого тела, например, палец, или кончик ручки; схемы обнаружения, которая генерирует электрический сигнал, соответствующий позиции прикосновения на поверхности касания, при этом указанная позиция определяется приближением или прикосновением; и подобных элементов.
Термин «клавиатура» в данном случае используется для того, чтобы показать, что поверхность касания является «чувствительной» только в определенных областях, ограниченных некоторым размером и формой, т.е. представляющих своего рода виртуальные клавиши на сплошной поверхности касания. В готовом изделии положение этих клавиши на поверхности касания не может быть изменено, так же как не могут быть изменены их форма, размер или количество. Таким образом, сенсорная клавиатура не может ассоциироваться с подобием сенсорного экрана, вся поверхность которого является чувствительной к касаниям, и на котором положение, размер, количество, функция и другие параметры органов управления (клавиш, пиктограмм, надписей и т.п.) могут быть изменены.
Были разработаны различные сенсорные технологии, применяемые в том числе в клавиатурах. Одной из них является технология, основанная на контроле электрической емкости, изменяющейся при приближении к поверхности касания некоторого объекта, такого как часть человеческого тела, например, пальца. Типовая сенсорная емкостная клавиатура состоит из поверхности касания, изготовленной из непроводящего (диэлектрического) материала; по крайней мере одного электрода обнаружения, представляющего собой плоский элемент (обычной круглой формы) из проводящего материала, нанесенного на подложку из непроводящего (диэлектрического) материала и имеющего электрический контакт со схемой обнаружения; электронной схемы обнаружения, которая контролирует изменение емкости и генерирует электрический выходной сигнал, соответствующий позиции касания, и других сопутствующих элементов. Электроды обнаружения расположены под поверхностью касания. Основной частью схемы обнаружения является контроллер касаний, обычно представляющий собой специализированную микросхему, входы которой электрически соединены с электродами обнаружения, и на выходе (или выходах) которой формируется выходной сигнал.
Распространенная реализация емкостной сенсорной клавиатуры показана на Фиг. 1. Она представляет собой жесткую печатную плату (1) из металлизированного стеклотекстолита, на одной (верхней) стороне которой методом травления меди выполнены электроды обнаружения (2), а на другой (нижней) стороне таким же образом выполнена электрическая схема, а также установлены все электронные компоненты схемы обнаружения (3), включая контроллер касаний. Поверхностью касания (4) обычно служит внешняя поверхность корпуса прибора, обычно представляющая собой отлитую из пластика деталь. Печатная плата располагается под поверхностью касания так, чтобы ее верхняя сторона с электродами обнаружения была обращена к пользователю. На поверхности касания выполняются изображения клавиш. Каждое такое изображение расположено над одним из электродов обнаружения. Касание пальцем поверхности касания (а фактически лишь приближение пальца к электроду обнаружения на расстояние равное толщине поверхности касания) приводит к изменению емкости, регистрации этого события схемой обнаружения и формированию схемой обнаружения выходного сигнала (https://yandex.ru/images/search?text=сенсорная%20клавиатура%20-%20чертежи&noreask=1&img_url=http%3A%2F%2Fgamma.spb.ru%2Fpictures%2Fmanager%2Fmtouch_cap2.jpg&pos=8&rpt=simage&lr=47).
Основным недостатком такой реализации является необходимость располагать печатную плату, которая имеет достаточно большую высоту, вплотную к поверхности касания, что делает конструкцию узла громоздкой и сложной в изготовлении. Кроме этого, печатная плата на основе стеклотекстолита может быть исключительно плоской, что затрудняет реализацию криволинейных поверхностей касания. Также, такая конструкция подразумевает применение литьевых деталей, требующих для их изготовления дорогостоящей литьевой оснастки.
Из существующего уровня техники также известен емкостный сенсорный элемент, содержащий основание (1) в виде пленки или пластины, которое сформировано из изолирующего материала и имеет гибкую или пространственную форму, (2) электрод обнаружения, расположенный по меньшей мере на части одной поверхности основания (1) и сформированный из светопропускающего проводящего слоя, содержащего углеродную линейную наноструктуру, такую как углеродная нанотрубка, и выводной провод (3), являющийся выводом от электрода (2) обнаружения. (Описание изобретения к патенту РФ №2498390, МПК G06F 3/044, Опубликовано: 10.112013).
Основным недостатком является невозможность создания законченного компактного устройства, совмещающего в единой конструкции все основные части - поверхность касания, электроды обнаружения и схему обнаружения. Это приводит к необходимости выполнять схему обнаружения на основе отдельной жесткой печатной платы и использовать достаточно длинные проводники, чтобы соединить схему обнаружения с электродами обнаружения. Это приводит к росту числа ложных срабатываний из-за электромагнитных наводок на проводниках, соединяющих входы контроллера касаний и электроды обнаружения.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В основу полезной модели поставлена техническая задача - совмещение в едином конструктиве (на основе единой пленочной печатной платы) всех основных частей сенсорной клавиатуры - поверхности касания, электродов обнаружения и схемы обнаружения.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, состоит в повышении стабильности работы клавиатуры за счет минимизации расстояния от электродов обнаружения до входных портов контроллера касаний.
Решение поставленной задачи достигается путем сочетания использования известных признаков, включающих основание в виде пленки, которое сформировано из изолирующего материала, электрод обнаружения, электронные компоненты схемы обнаружения и поверхность касания,
И новых признаков введенных в конструкцию, а именно: основание выполнено в виде гибкой двухсторонней пленочной печатной платы, на верхней стороне которой выполнены электроды обнаружения; на нижней стороне двухсторонней пленочной печатной платы выполнены проводники электрической схемы, установлены электронные компоненты схемы обнаружения, включая контроллер касаний; поверхность касания выполнена в виде пленки; для соединения слоев сенсорной емкостной клавиатуры между собой используются клеевые слои.
При этом:
На пленку, из которой выполнена поверхность касания, может быть нанесено графическое печатное изображение;
Клеевой слой может быть нанесен на верхнюю сторону поверхности касания, чтобы обеспечить возможность монтажа сенсорной емкостной клавиатуры с обратной стороны какой-либо поверхности;
Клеевой слой может быть нанесен на нижнюю сторону пленочной печатной платы, скрывающий в своей толщине электронные компоненты схемы обнаружения, а также для крепления всего изделия к какой-либо поверхности (например, передней стенке прибора).
Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предполагаемой полезной модели в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести данное техническое решение к решениям, обладающим новизной.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Такое решение обеспечивает минимальную толщину изделия с интегрированным контроллером, что позволяет встраивать технологию сенсорного емкостного управления в компактные приборы.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана типовая (распространенная) конструкция сенсорной емкостной клавиатуры на основе жесткой печатной платы.
На фиг. 2 представлена схема конструкции пленочной сенсорной емкостной клавиатуры.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Пленочная сенсорная емкостная клавиатура включает поверхность касания (1), выполненную в виде пленки из прозрачного диэлектрического материала, выполняющую защитную функцию и несущую графическое изображение; клеевого слоя (2), необходимого для соединения поверхности касания с лежащей ниже гибкой двухсторонней пленочной печатной платой (3). На верхней стороне гибкой пленочной печатной платы выполнены электроды обнаружения (4). На нижней стороне пленочной печатной платы установлены электронные компоненты схемы обнаружения, включая контроллер касаний (6). Клеевой слой (5) нанесен на нижнюю сторону пленочной печатной платы, скрывающий в своей толщине электронные компоненты схемы обнаружения, а также необходимый для крепления всего изделия к целевой поверхности (например, передней стенке прибора).
Предложенное техническое решение позволяет создать единую высокоинтегрированную конструкцию со следующими ключевыми преимуществами:
1. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура является законченной конструкцией, что облегчает его интеграцию в конечное изделие (прибор или оборудование) и повышает надежность работы.
2. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура обладает малой толщиной, что позволяет применить ее в составе компактных приборов.
3. Гибкость пленочной печатной платы позволяет установить пленочную сенсорную клавиатуру на приборы с изогнутой лицевой поверхностью (с кривизной 1-го порядка);
4. Нет необходимости использовать жесткую печатную плату, что снижает габариты, сложность конструкции и стоимость;
5. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура является герметичным изделием, что позволяет использовать его в условиях повышенной влажности и запыленности.
Claims (4)
1. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура, содержащая основание в виде пленки, которое сформировано из изолирующего материала, электрод обнаружения, электронные компоненты схемы обнаружения и поверхность касания, отличающаяся тем, что основание выполнено в виде гибкой пленочной двухсторонней печатной платы, на верхней стороне которой выполнены электроды обнаружения позиции прикосновения на поверхности касания, а на нижней установлены электронные компоненты схемы обнаружения, включая контроллер касаний; поверхность касания выполнена в виде пленки; для соединения слоев сенсорной емкостной клавиатуры между собой используются клеевые слои.
2. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что на пленку поверхности касания нанесено графическое печатное изображение.
3. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что клеевой слой нанесен на верхнюю сторону поверхности касания.
4. Пленочная сенсорная емкостная клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что клеевой слой нанесен на нижнюю сторону пленочной печатной платы, скрывающий в своей толщине электронные компоненты схемы обнаружения, а также для крепления всего изделия к какой-либо поверхности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105995U RU183110U1 (ru) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | Пленочная сенсорная емкостная клавиатура |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105995U RU183110U1 (ru) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | Пленочная сенсорная емкостная клавиатура |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183110U1 true RU183110U1 (ru) | 2018-09-11 |
Family
ID=63580637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105995U RU183110U1 (ru) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | Пленочная сенсорная емкостная клавиатура |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183110U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2134443C1 (ru) * | 1997-07-08 | 1999-08-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Рубин" | Пленочная клавиатура |
| US20110141042A1 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Kim Dong-Sup | Touch panel-integrated liquid crystal display device |
| RU2498390C2 (ru) * | 2009-04-03 | 2013-11-10 | Сони Корпорейшн | Емкостный сенсорный элемент, способ его изготовления и емкостное устройство обнаружения прикосновения |
| US20140097857A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Touchplus Information Corp. | Capacitive touch keyboard |
| US20150042599A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Synaptics Incorporated | Capacitive sensing using a matrix electrode pattern |
-
2018
- 2018-02-16 RU RU2018105995U patent/RU183110U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2134443C1 (ru) * | 1997-07-08 | 1999-08-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Рубин" | Пленочная клавиатура |
| RU2498390C2 (ru) * | 2009-04-03 | 2013-11-10 | Сони Корпорейшн | Емкостный сенсорный элемент, способ его изготовления и емкостное устройство обнаружения прикосновения |
| US20110141042A1 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Kim Dong-Sup | Touch panel-integrated liquid crystal display device |
| US20140097857A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Touchplus Information Corp. | Capacitive touch keyboard |
| US20150042599A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Synaptics Incorporated | Capacitive sensing using a matrix electrode pattern |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6325576B2 (ja) | 物理的力容量式タッチセンサ | |
| CN109460142A (zh) | 在集成模块中具有触摸传感器、力传感器和触觉致动器的电子设备 | |
| US20140098042A1 (en) | Touch panel | |
| CN105531651B (zh) | 传感器装置、输入装置和电子设备 | |
| US20160294388A1 (en) | Input apparatus and electronic apparatus | |
| CN104777929B (zh) | 控制装置 | |
| US10289210B1 (en) | Enabling touch on a tactile keyboard | |
| JP2013246626A (ja) | タッチパネル及びこれを用いた入力装置 | |
| US9383882B2 (en) | Conductive substrate and touch panel having conductive pads of different dimensions for impedance compensation and reduction | |
| KR20130084779A (ko) | 터치 패널 | |
| JP4456508B2 (ja) | センサ | |
| JP2017207816A (ja) | タッチパネル | |
| TW201528075A (zh) | 觸控輸入裝置、其製作方法及觸控偵測方法 | |
| CN103513839B (zh) | 随触即用输入装置以及操作方法 | |
| CN107577379B (zh) | 触控装置和用于控制触控装置的方法 | |
| CN111665989B (zh) | 触控装置及其制造方法、触控方法、电子设备 | |
| RU183110U1 (ru) | Пленочная сенсорная емкостная клавиатура | |
| US20140092060A1 (en) | Touch panel | |
| JP2015153369A (ja) | ３次元形状を有するタッチパネル、タッチパネルの駆動方法およびタッチパネルのキャリブレーション方法 | |
| JP2017162749A (ja) | 静電容量型入力装置 | |
| CN103488328B (zh) | 具有传感器构件的触控窗口 | |
| TW201316230A (zh) | 觸控模組及其電子裝置 | |
| CN105162448A (zh) | 一种金属感应触摸装置 | |
| CN111600592B (zh) | 电容式触控按键 | |
| TWM573860U (zh) | 一種指紋識別、觸控及顯示一體化之柔性顯示裝置 |