[發明專利]電容觸摸按鍵系統

有效

• 申請號: 201110403858.9
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102427357A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 龍濤;劉正東;龍江;姚理覺;陶冬冬
• 申請（專利權）人: 江蘇惠通集團有限責任公司
• 主分類號: H03K17/975
• 分類號: H03K17/975
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別是涉及一種觸摸按鍵系統。

背景技術

現在普遍使用的電容按鍵面板一般是塑料的，不含金屬成分，否則容易引起錯位的觸發，在塑料面板的覆蓋之下，觸摸在偵測板感應盤的正上方就可以被檢測到，但如果面板是金屬材質或含金屬成分則觸摸在面板的任何位置都能夠觸發按鍵，這就無法區分各個按鍵位置且也無法確定某一次的觸發是屬于哪一個按鍵。

現在有些場合或產品都需要使用金屬材質作為產品的外觀面板，如果想要讓產品的品質更高，外觀的設計和操控的體驗很重要，而操控體驗最直接相關的就是按鍵系統的設計。傳統機械按鍵的突兀外觀顯然不美觀和不容易清潔，同時機械按鍵使用壽命有限和使用感受差；現在比較普遍使用的電容觸摸按鍵系統都是使用塑料來做面板材料，而且需要嚴格控制面板里邊的金屬成分，否則對電容觸摸的性能影響很大。所以在金屬材質的面板條件下來實現美觀，容易清潔和使用壽命長并且具有舒服使用手感的觸摸或輕壓力的按鍵控制有市場需求。但使用金屬材料的面板，如何來實現外觀平整，使用體驗好的觸摸和輕壓力按鍵系統就成為了技術上亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用金屬材料或含金屬成分的面板的觸摸按鍵結構及觸摸裝置，以提高觸摸識別的準確度。

為實現上述目的，本發明提供一種電容觸摸按鍵系統，包括：

按鍵面板，其包括觸摸按鍵，所述觸摸按鍵的材質為金屬；

垂直電極，所述垂直電極與所述觸摸按鍵之間存在間隙，且互成夾角；

用于檢測所述觸摸按鍵與所述垂直電極之間電容變化的感應元件。

可選的，所述按鍵面板包括：

第一面板，材質為金屬，其上具有至少一個所述觸摸按鍵；

第二面板，包括至少一個通孔，第二面板和第一面板貼合，所述通孔對應所述觸摸按鍵。

可選的，所述第一面板的材料為柔性金屬，所述第二面板的材料為剛性材料。

可選的，所述第一面板的材料為鋁或銅，所述第二面板的材料為鋼或陶瓷。

可選的，所述第一面板的厚度小于或等于所述第二面板的厚度。

可選的，所述第一面板的厚度為0.2～0.6mm，所述第二面板的厚度為0.6～0.8mm。

可選的，所述第一面板的觸摸按鍵部分鏤空。

可選的，還包括設置在第一面板下的背光燈。

可選的，所述觸摸按鍵為實心金屬盤，所述觸摸按鍵為圓形或方形。

可選的，所述垂直電極為金屬片，并與所述觸摸按鍵垂直。

可選的，所述按鍵面板的材質為金屬，所述觸摸按鍵一體形成在所述按鍵面板。

可選的，還包括絕緣基座，所述絕緣基座由硬質絕緣材質構成，包括至少一個凹槽；所述垂直電極設置于所述凹槽，與所述觸摸按鍵一一對應構成電容。

可選的，所述絕緣基座的材質為陶瓷。

可選的，所述觸摸按鍵與所述垂直電極之間的間隙大于或等于8μm。

可選的，所述觸摸按鍵與所述垂直電極之間的間隙填充有柔性絕緣材料。

可選的，所述垂直電極與所述觸摸按鍵之間所呈夾角大于0°且小于或等于90°。

可選的，還包括偵測板，所述偵測板設置有多個所述感應元件，所述感應元件一一對應于所述觸摸按鍵和垂直電極構成的電容。

可選的，偵測板為印刷電路板或氧化銦錫薄膜。

可選的，還包括與所述感應元件相連的檢測電路。

可選的，所述檢測電路包括：微控制器和開關單元，所述開關單元連接在所述感應元件和微控制器之間。

與現有技術相比，本發明主要具有以下優點：

由金屬的觸摸按鍵和金屬片的垂直電極構成邊緣電場效應的電容器，這樣的電容器極板間距離改變引起的電容的改變比一般的平行板電容器要敏感得多，更容易被感應元件感應到作為按鍵動作信號輸入。這樣金屬觸摸按鍵微小的形變也能被檢測，所以能夠在按鍵被觸摸或者受到微小壓力就能夠作為按鍵動作的判斷，實現比一般的平行板電容觸摸按鍵更敏銳的感應。

另外按鍵面板包括第一面板和第二面板，第一面板的金屬按鍵與第二面板的通孔對應，由于金屬觸摸按鍵具有空隙(即通孔)，則面板在按鍵位置容易發生形變；而第一面板的金屬觸摸按鍵以外的其他區域由于被第二面板支撐，則面板在非按鍵位置不易發生形變。