專利名稱：具有實體按鍵功能的電容式觸控板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容式觸控板，特別是關(guān)于一種具有實體按鍵功能的電容式觸控板。
背景技術(shù)：
如圖1及圖2所示，傳統(tǒng)的按鍵式輸入裝置100及200是通過施力擠壓按鍵102改變集成電路104的I/O端的電壓狀態(tài)，以檢測按鍵102是否被壓下，例如，圖1中的輸入裝置100在按鍵102未被按壓時，I/O端的電位為高準位，當(dāng)按鍵102被壓下后，I/O端的電位則轉(zhuǎn)為低準位，圖2中的輸入裝置200在按鍵102未被按壓時，I/O端的電位為低準位，當(dāng)按鍵102被壓下后，I/O端的電位則轉(zhuǎn)為高準位。此種方式由于是通過施力改變電壓狀態(tài)，以判斷按鍵是否被壓下，因此除了具有操作動作明確的優(yōu)點外，也具備了低耗電的特性。
而隨著技術(shù)的進步，各種電子裝置的體積越來越小，特別是便攜式裝置，但是按鍵式的輸入裝置卻因按鍵的關(guān)系而無法再縮小，因而成為縮小電子裝置體積的障礙，因此有人提出一種比按鍵更輕薄的觸控板作為輸入裝置。圖3是公知的電容式觸控板300的剖面圖，其中面板302及底板306均為I絕緣體，導(dǎo)體層308為第一軸感應(yīng)器，導(dǎo)體層310為第二軸感應(yīng)器，絕緣層304在導(dǎo)體層308及310之間，以隔開導(dǎo)體層308及310，絕緣層304及導(dǎo)體層308及310可以視為一電容器，當(dāng)手指312觸碰觸控板300時，其觸碰位置上的電容量將產(chǎn)生變化，因而可以得知手指312是否在觸控板300上，以及其在觸控板300上的位置。有關(guān)電容式觸控板的感應(yīng)方式可以參考美國專利第5,920,309號，其中有更詳盡的說明。由于電容式觸控板300具有高分辨率的優(yōu)點，因此適合作為文字書寫的輸入裝置。然而電容式觸控板300是利用感應(yīng)的方式來操作，所以無法像按鍵式的輸入裝置一樣有明確的操作動作，而且必須不斷的掃描來感應(yīng)手指的位置，所以也較為耗電。雖然目前已能在觸控板上虛擬按鍵功能，但同樣必須不斷的掃描來感應(yīng)手指是否觸碰虛擬按鍵。
因此，一種兼具實體按鍵及電容式觸控板優(yōu)點的輸入裝置乃為所冀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有實體按鍵功能的電容式觸控板。
根據(jù)本發(fā)明，一種具有實體按鍵功能的電容式觸控板包含一軟性可形變的第一導(dǎo)體層在面板下方、一第二導(dǎo)體層及一軟性可形變的絕緣層在該第一及第二導(dǎo)體層之間，在該絕緣層上開設(shè)至少一空洞，當(dāng)按壓與該空洞相對應(yīng)的位置時，第一導(dǎo)體層產(chǎn)生形變并穿過該空洞與第二導(dǎo)體層連接，使第一或第二導(dǎo)體層上的電壓產(chǎn)生變化，觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。
本發(fā)明的電容式觸控板就如同實體按鍵一般，通過按壓方式來改變電位，以判斷是否觸發(fā)按鍵功能，因此同時兼具電容式觸控板及實體按鍵的優(yōu)點。


圖1為傳統(tǒng)的按鍵式輸入裝置。
圖2為另一傳統(tǒng)的按鍵式輸入裝置。
圖3為公知的電容式觸控板的剖面圖。
圖4為本發(fā)明的電容式觸控板的分解圖。
圖5A為圖4電容式觸控板在AA方向的剖面圖。
圖5B顯示圖5A中絕緣層406的另一實施例。
圖6為對圖5A中電容式觸控板施壓的示意圖。
圖7為圖4中的電容式觸控板的另一實施例。
圖8顯示以圖4所示的結(jié)構(gòu)作為手機或電話輸入裝置的實施例。
圖9為圖8中輸入裝置的展開圖及剖面圖。
圖10顯示以圖4所示的結(jié)構(gòu)作為輸入裝置的另一實施例。
圖11為本發(fā)明的另一電容式觸控板的分解圖。
圖12顯示以圖11所示的結(jié)構(gòu)作為手機或電話輸入裝置的實施例。
圖13為圖12輸入裝置的展開圖。
圖14顯示以圖11所示的結(jié)構(gòu)作為輸入裝置的另一實施例。
圖15為圖11所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)用在一維架構(gòu)電容式觸控板的實施例。
圖16為圖11中的電容式觸控板的另一實施例。
圖17為圖11中的電容式觸控板的又一實施例。
100按鍵式輸入裝置102按鍵104集成電路 200按鍵式輸入裝置300電容式觸控板 302面板304絕緣層306底板308導(dǎo)體層310導(dǎo)體層312手指 400電容式觸控板402面板 4022按鍵區(qū)404導(dǎo)體層406絕緣層406’絕緣球 4062空洞408導(dǎo)體層410底板500輸入裝置 502面板5022按鍵區(qū) 504導(dǎo)體層506絕緣層5062空洞508導(dǎo)體層510底板512電容檢測器514電位檢測器
516多任務(wù)選擇器600輸入裝置700電容式觸控板700’電容式觸控板700”電容式觸控板 702面板7022按鍵區(qū) 704電容感應(yīng)導(dǎo)體層7042導(dǎo)線 7044導(dǎo)線706絕緣層 7062空洞708底板800輸入裝置802控制裝置804電容檢測器806多任務(wù)選擇器808電位檢測器810面板8102按鍵區(qū)812電容感應(yīng)導(dǎo)體層 814絕緣層8142空洞 816底板8162按鍵操作導(dǎo)體 900輸入裝置950電容式觸控板952面板9522按鍵區(qū) 954電容感應(yīng)導(dǎo)體層956絕緣層 9562空洞988底板9582按鍵操作導(dǎo)體具體實施方式
圖4為本發(fā)明的電容式觸控板400的分解圖，圖5A為觸控板400在AA方向的剖面圖。在電容式觸控板400中，作為Y軸感應(yīng)器及X軸感應(yīng)器的導(dǎo)體層404及408在面板402及底板410之間被絕緣層406隔開，在其它實施例中，絕緣層406可以由多個絕緣球406’構(gòu)成，如圖5B所示，其中面板402、導(dǎo)體層404及408以及絕緣層406均為軟性可形變材質(zhì)，絕緣層406上開設(shè)一空洞4062，并在面板402上與該空洞4062相對應(yīng)的位置設(shè)置一按鍵區(qū)4022，當(dāng)使用者在按鍵區(qū)4022施壓時，如圖6所示。導(dǎo)體層404穿過絕緣層406的空洞4062與導(dǎo)體層408連接，造成導(dǎo)體層404或408的電位產(chǎn)生變化，進而觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。當(dāng)然，按鍵的數(shù)目及位置可視需要決定，如圖7所示。
圖8顯示以圖4所示的結(jié)構(gòu)作為手機或電話輸入裝置500的實施例，圖9為輸入裝置500的展開圖及剖面圖。參照圖9，在輸入裝置500中，作為第一軸感應(yīng)器及第二軸感應(yīng)器的導(dǎo)體層504及508夾置在面板502及底板510之間，而在導(dǎo)體層504及508之間則以絕緣層506分隔，同樣地，在絕緣層506上開設(shè)多個空洞5062對應(yīng)面板502上的按鍵區(qū)5022。參照圖8，電容檢測器512經(jīng)多任務(wù)選擇器516連接導(dǎo)體層504上的每一條導(dǎo)線TY0到TY8以及導(dǎo)體層508上的每一條導(dǎo)線TX0到TX6，以主動提供電流對導(dǎo)體層504及508上的寄生電容充放電，進而在導(dǎo)體層504及508之間產(chǎn)生一電壓，當(dāng)使用者的手指觸碰面板502時，其所觸碰的位置的寄生電容將產(chǎn)生變化，電容檢測器512檢測電容變化的位置，以判斷手指的位置及移動的軌跡，進而產(chǎn)生相對應(yīng)的動作。電位檢測器514也經(jīng)多任務(wù)選擇器516連接導(dǎo)線TY0到TY8以及TX0到TX6，并分別供應(yīng)第一電壓及第二電壓給導(dǎo)體層504及508，當(dāng)使用者要撥打電話時，按壓面板502的按鍵區(qū)5022使導(dǎo)體層504碰觸導(dǎo)體層508，電位檢測器514檢測到導(dǎo)體層504上的第一電壓或?qū)w層508上的第二電壓發(fā)生變化，進而判斷使用者所按壓的按鍵區(qū)5022。本發(fā)明應(yīng)用在不同的電子裝置時，其形狀及按鍵數(shù)目是可以不同的，如圖10所示的輸入裝置600。
圖11是本發(fā)明的另一電容式觸控板700的分解圖，其中在面板702及底板708之間包含一具有多條第一軸導(dǎo)線7042及多條第二軸導(dǎo)線7044的電容感應(yīng)導(dǎo)體層704以及一絕緣層706，在面板702上有一按鍵區(qū)7022，當(dāng)使用者對按鍵區(qū)7022施壓時，電容感應(yīng)導(dǎo)體層704的導(dǎo)線7042及7044被下壓通過絕緣層706上的空洞7062觸碰底板708上的按鍵操作導(dǎo)體7082，使得導(dǎo)線7042與7044通過按鍵操作導(dǎo)體7082而連接，因而破壞原充放電機制進而使電壓產(chǎn)生劇烈的變化，觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。在此結(jié)構(gòu)中，絕緣層706上的空洞7062的數(shù)目及位置可視需要調(diào)整，例如在圖11中的電容式觸控板700，其絕緣層706上的空洞7062涵蓋了兩條第一軸導(dǎo)線7042及兩條第二軸導(dǎo)線7044，在圖16中的電容式觸控板700’，其絕緣層706上的空洞7062涵蓋了一條第一軸導(dǎo)線7042及一條第二軸導(dǎo)線7044，圖17所示的電容式觸控板700”，其絕緣層706上的空洞7062僅涵蓋了一條第一軸導(dǎo)線7042。同樣地，絕緣層706可以由絕緣球構(gòu)成。
圖12顯示以圖11所示的結(jié)構(gòu)作為手機或電話輸入裝置800的實施例，圖13是圖12輸入裝置800的展開圖。在輸入裝置800的控制裝置802中，電容檢測器804經(jīng)多任務(wù)選擇器806連接電容感應(yīng)導(dǎo)體層812上的第一軸導(dǎo)線TX0到TX5以及第二軸導(dǎo)線TY0到TY7，提供一電流對電容感應(yīng)導(dǎo)體層812上的寄生電容充放電產(chǎn)生一電壓，當(dāng)使用者的手指觸碰面板810時，電容檢測器804檢測第一軸導(dǎo)線TX0到TX5以及第二軸導(dǎo)線TY0到TY7的寄生電容產(chǎn)生輕微的變化，進而判斷手指的位置及移動的軌跡，當(dāng)使用者按壓面板810上的按鍵區(qū)8102時，電容感應(yīng)導(dǎo)體層812通過絕緣層814上的空洞8142觸碰底板816上的按鍵操作導(dǎo)體8162，觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。為了省電考量?？梢栽谳斎胙b置800中設(shè)置休眠機制，當(dāng)控制電路802進入休眠模式后，按鍵操作導(dǎo)體8162通過上拉或下拉電阻將電位拉至高電位或低電位，同時電容感應(yīng)導(dǎo)體層812被拉到低電位或高電位，進入最省電的模式，若要喚醒控制電路802，可以對一按鍵施壓使電容感應(yīng)導(dǎo)體層812觸碰按鍵操作導(dǎo)體8162，電位檢測器808檢測按鍵操作導(dǎo)體8162或電容感應(yīng)導(dǎo)體層的電壓變化，以喚醒控制電路802。本發(fā)明應(yīng)用在不同的電子裝置時，其形狀及按鍵數(shù)目是可以不同的，如圖14所示的輸入裝置900。
圖11所示的結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用在一維架構(gòu)中，如圖15的電容式觸控板950所示，在電容式觸控板950中，面板952及底板958之間包含電容感應(yīng)導(dǎo)體層954及絕緣層956，電容感應(yīng)導(dǎo)體層954包含多條導(dǎo)線呈單一方向排列，當(dāng)使用者按壓面板952的按鍵區(qū)9522時，電容感應(yīng)導(dǎo)體層954通過絕緣層956上的空洞9562連接底板958上的按鍵操作導(dǎo)體9582，以觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。
權(quán)利要求
1.一種具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，包括一軟性可形變的第一導(dǎo)體層；一第二導(dǎo)體層；以及一軟性可形變的絕緣層，在第一及第二導(dǎo)體層之間，具有至少一空洞，以供觸控板被按壓時，讓第一導(dǎo)體連接第二導(dǎo)體層，觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。
2.如權(quán)利要求1所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層包括一軸感應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求2所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述第二導(dǎo)體層包括一第二軸感應(yīng)器。
4.如權(quán)利要求2所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電位檢測器檢測到第一或第二導(dǎo)體層上電壓變化時，喚醒休眠中的電容式觸控板。
5.如權(quán)利要求1所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層包括一第一軸威應(yīng)器及一第二軸感應(yīng)器。
6.如權(quán)利要求5所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層為一電容感應(yīng)導(dǎo)體層。
7.如權(quán)利要求5所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電位檢測器檢測到第一或第二導(dǎo)體層上電壓變化時，喚醒休眠中的電容式觸控板。
8.如權(quán)利要求1所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述第二導(dǎo)體層為軟性可形變的材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求3所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，更包括一第一檢測器，檢測第一及第二導(dǎo)體層的寄生電容變化；以及一第二檢測器，檢測第一導(dǎo)體層上的電壓或第二導(dǎo)體層上的電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電容檢測器提供一電流對第一及第二導(dǎo)體層充放電，以在第一及第二導(dǎo)體層之間產(chǎn)生一電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電位檢測器提供一第一電壓給第一導(dǎo)體層，提供一第二電壓給第二導(dǎo)體層。
12.如權(quán)利要求5所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，更包括一第一檢測器，檢測第一及第二軸感應(yīng)器的寄生電容變化；以及一第二檢測器，檢測第一導(dǎo)體層上的電壓或第二導(dǎo)體層上的電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電容檢測器提供一電流對第一導(dǎo)體層充放電，以產(chǎn)生一電壓。
14.如權(quán)利要求12所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述電位檢測器提供一第一電壓給第一導(dǎo)體層，提供一第二電壓給第二導(dǎo)體層。
15.如權(quán)利要求1所述的具有實體按鍵功能的電容式觸控板，其特征在于，所述絕緣層包含多個絕緣球。
全文摘要
一種具有實體按鍵功能的電容式觸控板，包含一軟性可形變的第一導(dǎo)體層、一第二導(dǎo)體層及一軟性可形變的絕緣層在該第一及第二導(dǎo)體層之間，該絕緣層具有至少一空洞，以在該觸控板被按壓時，讓該第一及第二導(dǎo)體層連接，導(dǎo)致該第一或第二導(dǎo)體層上的電壓產(chǎn)生變化，觸發(fā)預(yù)設(shè)的按鍵功能。本發(fā)明的電容式觸控板就如同實體按鍵一般，通過按壓方式來改變電位，以判斷是否觸發(fā)按鍵功能，因此同時兼具電容式觸控板及實體按鍵的優(yōu)點。
文檔編號G06F3/041GK1855011SQ20051006797
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者簡永烈, 李佳益 申請人:義隆電子股份有限公司