RU185345U1 - Ёмкостная клавиатура - Google Patents
Ёмкостная клавиатура Download PDFInfo
- Publication number
- RU185345U1 RU185345U1 RU2018125499U RU2018125499U RU185345U1 RU 185345 U1 RU185345 U1 RU 185345U1 RU 2018125499 U RU2018125499 U RU 2018125499U RU 2018125499 U RU2018125499 U RU 2018125499U RU 185345 U1 RU185345 U1 RU 185345U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit board
- printed circuit
- reading
- vias
- rigid
- Prior art date
Links
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 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
- G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
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)
- Push-Button Switches (AREA)
Abstract
Емкостная клавиатура выполнена в виде многослойной печатной платы и содержит гибкую печатную плату, разделительную прокладку, жесткую печатную плату и электронные компоненты. Вокруг площадок считывания на жесткой плате расположены переходные отверстия. Гибкая плата соединена с жесткой платой паяными заклепками. Разделительная прокладка имеет отверстия в зонах расположения площадок считывания и местах соединения плат и располагается между платами. Технический результат - предотвращение ложных срабатываний клавиш, повышение помехоустойчивости и устойчивости к климатическим воздействиям, оптимизация технологического процесса изготовления клавиатуры.
Description
Область техники
Полезная модель относится к области приборостроения, в частности к устройствам ввода данных через емкостную клавиатуру, и может быть использована при изготовлении телефонов, калькуляторов, весов и т.п.
Уровень техники
Емкостные клавиатуры обладают высокой надежностью и защищенностью от внешних климатических воздействий, так как они не имеют механических контактов. Кроме этого, они имеют незначительную толщину.
Известны емкостные клавиатуры (например, US 8049647, опубликовано 01.11.2011), действие которых основано на изменении емкости конденсатора, сформированного в зоне клавиши при касании этой области пальцем, за счет того, что человеческое тело обладает электропроводящими свойствами. Недостаток таких емкостных клавиатур состоит в том, что емкостная структура по своей топологии является антенной и, следовательно, она подвержена воздействию внешнего электромагнитного излучения, что создает предпосылки к ложным срабатываниям при наведенном электромагнитном излучении. Ложные срабатывания могут быть и при случайном нахождении руки пользователя в зоне размещения клавиши. Вышеперечисленный недостаток ограничивает область применения емкостных клавиатур только в аппаратуре и в системах с низкими требованиями по электромагнитной совместимости.
Известны емкостные клавиатуры (например, US 9178509, опубликовано 03.11.2015), действие которых основано на изменении емкости путем механического давления на поверхность клавиатуры в зоне клавиши, приводящему к изменению расстояния между обкладками соответствующего конденсатора. Одним из недостатков таких клавиатур является то, что при нажатии на поверхность в зоне одной клавиши возможно искривление лицевой поверхности клавиатуры в зоне размещения других клавиш, способного привести к появлению ложных сигналов. К этому же может привести и коробление основания клавиатуры, в качестве которого обычно используют жесткую печатную плату.
В качестве прототипа использован патент US 9178509, один из вариантов которого предусматривает выполнение клавиатуры вычислительного устройства, содержащей первую проводящую пластину, вторую проводящую пластину, размещенную на основании клавиатуры таким образом, чтобы при приложении силы к первой проводящей пластине, она приближалась ко второй проводящей пластине; и выход, сконфигурированный так, чтобы реагировать на изменении емкости, зависящей от расстояния между первой проводящей пластиной и второй проводящей пластиной.
Раскрытие полезной модели
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, состоит в создании простой и надежной конструкции емкостной клавиатуры, обеспечивающей ее надежную работу при разнообразных внешних воздействиях: климатических и электромагнитных.
Данная задача решается за счет того, что емкостная клавиатура выполняется в виде многослойной печатной платы, состоящей из гибкой печатной платы, внутренний проводящий рисунок которой является общей обкладкой конденсаторов считывания и имеет площадки для пайки в зонах размещения переходных отверстий на жесткой печатной плате, разделительной прокладки, имеющей отверстия, соответствующие зонам размещения площадок считывания и переходных отверстий, и жесткой печатной платы, имеющей переходные отверстия, размещенные возле каждой площадки считывания.
Технический результат заключается в предотвращении ложных срабатываний клавиш емкостной клавиатуры, повышении помехоустойчивости и устойчивости к климатическим воздействиям, в оптимизации технологического процесса ее изготовления.
Технический результат достигается тем, что емкостную клавиатуру, содержащую, гибкий слой, разделительную прокладку, жесткую печатную плату и электронные компоненты, реагирующие на изменение емкости конденсаторов считывания, одной из обкладок которых являются площадки считывания, размещенные на внутренней стороне жесткой печатной платы, выполняют в виде многослойной печатной платы, состоящей из гибкой печатной платы, внутренний проводящий рисунок которой является общей обкладкой конденсаторов считывания и имеет площадки для пайки в зонах размещения переходных отверстий на жесткой печатной плате; разделительной прокладки, имеющей отверстия, соответствующие зонам размещения площадок считывания и переходных отверстий; жесткой печатной платы, имеющей переходные отверстия, размещенные возле каждой площадки считывания.
Через переходные отверстия вокруг зон размещения площадок считывания на жесткой плате осуществляется пайка, благодаря чему происходит одновременно электрический контакт внутреннего слоя гибкой печатной платы с общей шиной электрической схемы, и механическое защемление участков гибкой платы над площадками считывания жесткой печатной платы. Благодаря этому предотвращается повреждение разделительной прокладки при использовании клавиатуры, что увеличивает ее долговечность и надежность, а также исключаются ложные срабатывания соседних клавиш при нажатии. Переходные отверстия жесткой печатной платы соединены проводящим рисунком и экранируют площадки считывания как от внешних электромагнитных воздействий, так и от взаимодействия между собой, что приводит к повышению помехоустойчивости емкостной клавиатуры.
Кроме этого, повышению помехоустойчивости приводит гальваническое соединение гибкой печатной платы с общим проводом, что позволяет экранировать жесткую плату от внешних излучений и электростатических наводок. При этом поверхность клавиатуры (нескольких или многих клавиш) в любой комбинации может подвергаться воздействию любых, в том числе электропроводных жидкостей. Ложные срабатывания при этом также исключены.
При производстве емкостной клавиатуры по предлагаемому техническому решению сокращается количество технологических операций и отходов, что позволяет снизить себестоимость и затраты.
Признаки полезной модели, совпадающие с признаками прототипа, следующие: емкостная клавиатура содержит гибкий слой, разделительную прокладку, жесткую печатную плату и электронные компоненты, реагирующие на изменение емкости конденсаторов считывания, одной из обкладок которых являются площадки считывания, размещенные на внутренней стороне жесткой печатной платы.
Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, следующие: емкостная клавиатура выполнена в виде многослойной печатной платы, состоящей из гибкой печатной платы, внутренний проводящий рисунок которой является общей обкладкой конденсаторов считывания и имеет площадки для пайки в зонах размещения переходных отверстий на жесткой печатной плате; разделительной прокладки, имеющей отверстия, соответствующие зонам размещения площадок считывания и переходных отверстий; жесткой печатной платы, имеющей переходные отверстия, размещенные возле каждой площадки считывания.
Частные случаи выполнения полезной модели следующие: на внутренней стороне жесткой печатной платы вокруг каждой площадки считывания размещены проводники, соединенные с поясками переходных отверстий; возле каждой площадки считывания располагается несколько переходных отверстий; части проводящего рисунка гибкой печатной платы, соответствующие зонам размещения площадок считывания на жесткой печатной плате, выполнены в виде спирали; проводящий рисунок на лицевой стороне гибкой печатной платы является экраном; на лицевой стороне гибкой печатной платы прикреплены клавиши, содержащие упругие элементы.
Краткое описание чертежей
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где фигура 1 - схема устройства емкостной клавиатуры; фигура 2 - схема емкостной клавиатуры в разрезе; фигура 3 - внутренняя сторона жесткой печатной платы; фигура 4 -внутренняя сторона гибкой печатной платы.
Чертежи имеют следующие обозначения: гибкий слой 1, гибкая печатная плата 2, разделительная прокладка 3, жесткая печатная плата 4, электронные компоненты 5, площадки считывания на жесткой плате 6, конденсатор считывания 7, многослойная печатная плата 8, площадки для пайки 9, пояски переходных отверстий 10, общая обкладка конденсатора считывания на гибкой печатной плате 11, отверстия в разделительной прокладке 12, переходные отверстия в жесткой плате 13, основание многослойной платы 14, паяное соединение 15, наружный проводящий рисунок гибкой печатной платы 16, проводники на жесткой плате 17, клавиши на наружной стороне гибкой печатной платы 18.
Осуществление полезной модели
Емкостная клавиатура по заявляемому техническому решению выполнена в виде многослойной печатной платы 8, содержащей гибкую печатную плату 2, разделительную прокладку 3 и жесткую печатную плату 4, служащую основанием многослойной печатной платы. Жесткая печатная плата 4 может быть выполнена из текстолита или других жестких электроизоляционных материалов. На жесткой печатной плате 4 выполнены металлизированные переходные отверстия 13. На внутренней поверхности жесткой платы располагаются площадки считывания 6, вокруг каждой из которых размещены проводники 17, соединенные с поясками 10 переходных металлизированных отверстий 13. К внешней стороне жесткой печатной платы присоединены электронные компоненты 5. Гибкий слой 1 образован гибкой печатной платой 2, на наружной поверхности которой нанесены обозначения клавиш 18. Внутренняя сторона гибкой печатной платы является общей обкладкой конденсаторов считывания 11. На гибкой печатной плате выполнены металлизированные площадки для пайки 9, соответствующие зонам расположения переходных отверстий на жесткой печатной плате. Между гибкой и жесткой платами располагается разделительная прокладка 3, в которой выполнены отверстия 12 для площадок считывания и металлизированных переходных отверстий. Разделительная прокладка может быть выполнена из любого электроизоляционного материала (пленка, маска). Соединение плат осуществляется путем заливки припоя в металлизированные переходные отверстия в жесткой плате - паяное соединение 15 (паяная заклепка). Площадки считывания на жесткой плате 6 и общая обкладка считывания на гибкой плате 11 образуют конденсаторы считывания 7 емкостной клавиатуры.
Производственный процесс изготовления жесткой печатной платы по предлагаемому техническому решению позволяет снизить количество технологических операций (возможно, полностью исключить ручные операции) и отходов, за счет чего снижаются себестоимость и затраты.
Емкостная клавиатура работает следующим образом. Конденсаторы считывания 7 включены в электронную схему сенсоров, реагирующих на изменение емкости. При нажатии клавиш 18 происходит упругая деформация гибкой печатной платы 2 на площади, не покрытой изоляционной прокладкой 3. Эта деформация приводит к изменению взаимного расположения проводящих слоев 7 и 6 в зоне, обозначенной изображением клавиши 18, что вызывает изменение емкости конденсатора считывания 7. Сенсор, соответствующий площадке считывания на жесткой плате 6 детектирует изменение этой емкости и в зависимости от заданного порога чувствительности определяет достоверность нажатия на клавишу. При этом гибкий слой 1 гибкой печатной платы 2 гарантирует изоляцию чувствительных элементов от воздействия факторов внешней среды (влага, пыль), а сплошная в электромагнитном смысле общая обкладка конденсатора считывания 11 изолирует чувствительные элементы от внешних электрических наводок. Изоляции конденсаторов считывания 7 от внешних электрических наводок способствуют также проводники на жесткой плате 17 и пояски переходных отверстий 10, которые электрически соединены с общей обкладкой 11 гибкой печатной платы 2 через паяные соединения (паяные заклепки) 15. Наличие паяных заклепок четко фиксирует положение конденсаторов считывания и исключает ложное срабатывание соседних клавиш при случайном нажатии.
Claims (6)
1. Емкостная клавиатура, содержащая гибкий слой, разделительную прокладку, жесткую печатную плату и электронные компоненты, реагирующие на изменение емкости конденсаторов считывания, одной из обкладок которых являются площадки считывания, размещенные на внутренней стороне жесткой печатной платы, отличающаяся тем, что выполнена в виде многослойной печатной платы, состоящей из гибкой печатной платы, внутренний проводящий рисунок которой является общей обкладкой конденсаторов считывания и имеет площадки для пайки в зонах размещения переходных отверстий на жесткой печатной плате; разделительной прокладки, имеющей отверстия, соответствующие зонам размещения площадок считывания и переходных отверстий; жесткой печатной платы, имеющей переходные отверстия, размещенные возле каждой площадки считывания.
2. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней стороне жесткой печатной платы вокруг каждой площадки считывания размещены проводники, соединенные с поясками переходных отверстий.
3. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что возле каждой площадки считывания располагается несколько переходных отверстий.
4. Клавиатура по п. 1, отличающая тем, что части проводящего рисунка гибкой печатной платы, соответствующие зонам размещения площадок считывания на жесткой печатной плате, выполнены в виде спирали.
5. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что проводящий рисунок на лицевой стороне гибкой печатной платы является экраном.
6. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что на лицевой стороне гибкой печатной платы прикреплены клавиши, содержащие упругие элементы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125499U RU185345U1 (ru) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | Ёмкостная клавиатура |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125499U RU185345U1 (ru) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | Ёмкостная клавиатура |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185345U1 true RU185345U1 (ru) | 2018-11-30 |
Family
ID=64577302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018125499U RU185345U1 (ru) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | Ёмкостная клавиатура |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185345U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201568U1 (ru) * | 2020-07-21 | 2020-12-21 | Андрей Геннадьевич Черепков | Клавиатура |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4439647A (en) * | 1982-07-14 | 1984-03-27 | Nick Calandrello | Touchpad keyboard |
US4458293A (en) * | 1981-11-05 | 1984-07-03 | Cherry Electrical Products Corporation | Capacitive keyboard |
US4616213A (en) * | 1983-01-14 | 1986-10-07 | Polytel Corporation | Capacitive multikey keyboard for inputting data into a computer |
US20140097857A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Touchplus Information Corp. | Capacitive touch keyboard |
RU177075U1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭМ ИННОВАЦИИ" | Устройство ввода информации |
-
2018
- 2018-07-11 RU RU2018125499U patent/RU185345U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4458293A (en) * | 1981-11-05 | 1984-07-03 | Cherry Electrical Products Corporation | Capacitive keyboard |
US4439647A (en) * | 1982-07-14 | 1984-03-27 | Nick Calandrello | Touchpad keyboard |
US4616213A (en) * | 1983-01-14 | 1986-10-07 | Polytel Corporation | Capacitive multikey keyboard for inputting data into a computer |
US20140097857A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Touchplus Information Corp. | Capacitive touch keyboard |
RU177075U1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭМ ИННОВАЦИИ" | Устройство ввода информации |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201568U1 (ru) * | 2020-07-21 | 2020-12-21 | Андрей Геннадьевич Черепков | Клавиатура |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10187059B2 (en) | Light-emitting touch-switch device and light-emitting touch-switch module | |
US20130093681A1 (en) | Capacitive touch key panel | |
KR101365966B1 (ko) | 음향 터치 스크린을 위한 단순화된 기계적 고안 | |
US20110095919A1 (en) | Keyboard having capacitance-sensitive key fields | |
JP2011501307A (ja) | 圧力センサーアレイを有するシングルタッチ型またはマルチタッチ型のタッチスクリーンまたはタッチパッド、および圧力センサーの製造方法 | |
KR102236099B1 (ko) | 멀티 터치의 위치 식별이 가능한 터치 센싱 장치 및 전자 기기 | |
RU185345U1 (ru) | Ёмкостная клавиатура | |
US10310671B2 (en) | Touch sensor device | |
JP2016091803A (ja) | 静電容量型入力装置 | |
KR20150016028A (ko) | 모바일 장치용 지문 센서 모듈 및 이의 제조 방법 | |
EP3041018A1 (en) | Secure data entry device | |
JP4933486B2 (ja) | タッチセンサ | |
KR100699407B1 (ko) | 발광소자가 장착된 정전용량 스위치 모듈 | |
CN106708345A (zh) | 触控装置及终端 | |
TW201236043A (en) | Keyboard | |
CN211015428U (zh) | 一种通过压力感应的静音开关装置 | |
US20170228058A1 (en) | Touch panel assembly and portable electronic device | |
JP7125922B2 (ja) | 静電容量型入力装置 | |
TWI728462B (zh) | 觸控感測器、配線器具 | |
US20190025959A1 (en) | Capacitive touch sensor | |
TWI639110B (zh) | 穿戴式電子裝置及其反射電容式觸控面板 | |
KR101008727B1 (ko) | 단면 인쇄회로기판을 이용하는 정전용량 터치센서 | |
KR101095180B1 (ko) | 입력장치 | |
US9588624B2 (en) | Capacitive touch sensor within wrist worn device | |
KR101014090B1 (ko) | 입력 장치 |