專利名稱：觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸傳感技術(shù)，特別涉及觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸裝置。
技術(shù)背景
目前，市場上的消費電子產(chǎn)品種類越來越趨于多樣化，用戶對于這些消費電子產(chǎn)品的使用感受要求也日漸提高。而消費電子產(chǎn)品中的按鍵系統(tǒng)就成為了影響用戶使用感受的其中一項關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的機械式按鍵由于外觀突兀不夠美觀且不易清潔而逐漸被淘汰，同時機械式按鍵的使用壽命有限也成為了降低用戶使用感受的原因之一。因此，市場上已逐漸采用觸摸感應(yīng)按鍵來替代傳統(tǒng)的機械式按鍵。其中，電容式觸摸按鍵的設(shè)計也是觸摸感應(yīng)按鍵技術(shù)中的一項熱點。
現(xiàn)在普遍使用的電容式觸摸按鍵系統(tǒng)都是使用塑料作為觸摸面板的材料，一般都不含金屬成分，以免引起錯位的觸發(fā)。所述塑料面板下具有PCB板感應(yīng)盤，通過觸摸在PCB 板感應(yīng)盤正上方的塑料面板，就可觸發(fā)按鍵，以實現(xiàn)觸控操作。然而，對于現(xiàn)有的電容式觸摸按鍵系統(tǒng)，如果面板材料采用金屬材料或面板材料含金屬成分，則觸摸在面板的任何位置都將觸發(fā)按鍵，這就無法識別某一次的觸發(fā)是屬于哪一個按鍵，從而將引發(fā)觸摸操作錯誤，影響用戶的使用。
因此，如何在觸摸按鍵系統(tǒng)中實現(xiàn)采用金屬材料或含金屬成分的面板，且達(dá)到準(zhǔn)確識別觸摸的目的，就成為了技術(shù)上亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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(jié)構(gòu)及觸摸裝置， 以提高觸摸識別的準(zhǔn)確度。
為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，包括
金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；
所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應(yīng)的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個按鍵及對應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離。
本發(fā)明還提供一種觸摸裝置，包括上述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及控制器，所述觸摸裝置還包括控制器，所述控制器與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對應(yīng)的電荷樣本值，對所述觸摸操作進(jìn)行識別，并根據(jù)識別結(jié)果產(chǎn)生識別控制信號輸出，所述檢測包括
當(dāng)觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)；
以各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；
將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸裝置具有以下優(yōu)點通過將金屬觸摸面板接地且將金屬觸摸面板上的多個按鍵通過絕緣層隔離，使得所述多個按鍵得以互相區(qū)分。并且，由于金屬觸摸面板接地，只有當(dāng)用戶手指按到金屬按鍵時才會觸發(fā)按鍵，相鄰兩鍵之間不會有任何響應(yīng)，感應(yīng)范圍的約束效果也較好，避免了相鄰按鍵在觸摸識別時的干擾。
以及，當(dāng)發(fā)生觸摸動作時，計算由于觸摸產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移量來作為識別觸摸的標(biāo)準(zhǔn)。因此，使得對于觸摸動作的觸摸識別更準(zhǔn)確。
并且，上述的觸摸識別實質(zhì)上實現(xiàn)了零壓力的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，提升了用戶的使用感受。


圖1是本發(fā)明觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的一種實施例的俯視示意圖2是圖1所示觸摸按鍵結(jié)構(gòu)沿A-A方向的剖視示意圖3是應(yīng)用本發(fā)明觸摸裝置進(jìn)行觸摸識別的一種實現(xiàn)過程示意圖4是應(yīng)用本發(fā)明觸摸裝置進(jìn)行觸摸識別的一種實現(xiàn)示意圖5在圖4所示觸摸識別過程中，電荷向控制器中的單位電容轉(zhuǎn)移的簡易示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例及附圖分別對于觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸識別方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的一種實施例包括
金屬觸摸面板100，所述觸摸面板100上具有多個金屬按鍵1 5，所述按鍵與所述觸摸面板100間通過絕緣層200隔離，所述觸摸面板100接地；
所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應(yīng)的電極A E， 所述偵測板與所述觸摸面板100間絕緣隔離；所述多個按鍵及對應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離小于所述金屬觸摸面板100相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離。
上述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的實施例中，通過絕緣層將各按鍵與金屬觸摸面板隔離，形成了各自鍵位獨立的多個按鍵。而通過將金屬觸摸面板接地，只有當(dāng)用戶手指按到金屬按鍵時候才會觸發(fā)按鍵，相鄰兩鍵之間不會有任何響應(yīng)，感應(yīng)范圍的約束效果也較好。
并且，由于所述金屬按鍵相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離，從而創(chuàng)造了一個電荷比較容易通過金屬按鍵逃逸的條件(即逃逸到金屬按鍵比逃逸到接地的金屬觸摸面板更容易)。當(dāng)用戶手指觸摸在金屬按鍵上時，電荷就會有一部分通過人體逃逸，并經(jīng)由金屬按鍵對應(yīng)的電極進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，從而通過檢測電荷轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)對所述金屬按鍵的觸摸識別。由此可以看出，上述按鍵結(jié)構(gòu)實質(zhì)上實現(xiàn)了零壓力的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，用戶無需用力按壓所述金屬按鍵就可被較為準(zhǔn)確地檢測到觸摸行為，從而提升了用戶的使用感受。
在具體的實施例中，所述金屬按鍵的觸摸面可以與所述金屬觸摸面板平齊，也可5以高于或低于所述金屬觸摸面板。
在具體的實施例中，所述金屬按鍵和所述金屬觸摸面板可以采用同一種材料，以節(jié)約制造成本及優(yōu)化制造流程。例如，所述金屬按鍵和所述金屬觸摸面板的材料均可以為銅。在實際制造時，可以先形成金屬觸摸面板，并在所述金屬觸摸面板上按各按鍵的大小及鍵位分布進(jìn)行打孔，打孔的孔徑大小應(yīng)大于各按鍵的大小。隨后，再形成各金屬按鍵，并將各金屬按鍵與金屬觸摸面板進(jìn)行對位后固定，在各金屬按鍵與金屬觸摸面板的間隙內(nèi)填充絕緣材料形成絕緣層以進(jìn)行隔離。
在具體的實施例中，各金屬按鍵可以為實心金屬盤。則所述實心金屬盤的形狀可以為任意適合所述按鍵結(jié)構(gòu)的形狀，例如圓形或方形，此處并不以此限定。
在具體的實施例中，各金屬按鍵也可以為金屬字符，則所述金屬按鍵可同時實現(xiàn)觸摸檢測及提示按鍵功能，無需再在金屬觸摸面板上重新絲印按鍵字符。
在具體的實施例中，所述絕緣層的材料可以為玻璃，或者也可以為其他已知的各種絕緣材料。所述電極為銅箔，或者也可以為其他已知的各種導(dǎo)電材料。
需要說明的是，所述金屬觸摸面板100上的按鍵為5個僅為舉例，并不應(yīng)對其實現(xiàn)方式加以限制。所述按鍵的個數(shù)及功能的分配都可以依據(jù)實際所需實現(xiàn)的觸摸功能而相應(yīng)設(shè)置。在其他的實施例中，所述金屬觸摸面板100上的按鍵可以為8個、20個或者更多。
相應(yīng)地，本發(fā)明觸摸裝置的一種實施例包括上述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及控制器，所述控制器與所述偵測板上的各電極相連，對各電極進(jìn)行充電，檢測各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對應(yīng)的電荷樣本值，對所述觸摸操作進(jìn)行識別，并根據(jù)識別結(jié)果產(chǎn)生識別控制信號輸出，所述檢測包括
記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)；
以各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；
將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
所述控制器包括多個單位電容、多個電壓檢測及比較單元、計數(shù)單元、識別分析單元、輸出單元，其中，
多個單位電容，分別與觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各電極對應(yīng)連接；
多個電壓檢測及比較單元，分別與所述多個單位電容對應(yīng)連接，檢測對應(yīng)單位電容兩端電壓，在所述單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時，輸出計數(shù)信號；
計數(shù)單元，連接多個電壓檢測及比較單元，對各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號的計數(shù)，并將各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號的計數(shù)值發(fā)送至識別分析單元；
識別分析單元，以各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號的計數(shù)值作為各電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；將所述識別信息發(fā)送至輸出單元；
輸出單元，基于所述識別信息產(chǎn)生識別控制信號并輸出。
參照圖3所示，應(yīng)用本發(fā)明觸摸裝置進(jìn)行觸摸識別的過程包括
步驟sl，當(dāng)觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)；
步驟s2，以各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；
步驟S3，將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
其中，在進(jìn)行所述觸摸識別之前，還需要進(jìn)行一些初始化過程，包括檢測背景環(huán)境信號，屏蔽第一頻率(本實施例中為80KHz)至第二頻率(本實施例中為120KHz)范圍外的信號，在檢測到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號后，產(chǎn)生觸發(fā)信號。所述觸發(fā)信號觸發(fā)所述觸摸識別過程。
圖4示出了應(yīng)用本發(fā)明觸摸裝置進(jìn)行觸摸識別的一種實現(xiàn)示意圖，所述觸摸裝置的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中，金屬觸摸面板和金屬按鍵的材料均為銅，金屬按鍵和金屬觸摸面板間的絕緣層的材料為玻璃，偵測板上與按鍵位置對應(yīng)的電極為銅箔。
當(dāng)手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵時，電荷就會有一部分通過人體逃逸， 并經(jīng)由所述按鍵位置對應(yīng)的銅箔產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移。為了獲悉所述電荷轉(zhuǎn)移的情況，可以采用電壓檢測的手段。
參照圖5所示，可以將所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各個銅箔與所述控制器相連，所述控制器中包括有多個單位電容，每一銅箔分別與所述控制器中一單位電容對應(yīng)連接。如前述，當(dāng)手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵時，從人體逃逸的電荷會有一部分經(jīng)由所述銅箔產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移。而由于單位電容與所述銅箔已存在電連接，電荷就會向控制器中的單位電容轉(zhuǎn)移，此過程即相當(dāng)于對控制器中的單位電容進(jìn)行充電。由于電容兩端的電壓很容易測得，因此可以通過對單位電容兩端的電壓進(jìn)行檢測來獲得電荷轉(zhuǎn)移的情況。
具體地，采用電容量較小的單位電容，通常可以采用pF級的電容，例如0.5pF。這樣，單位電容就較容易被從銅箔轉(zhuǎn)移的電荷充滿?；诖耍ㄟ^控制器中的電壓檢測及比較單元，將單位電容兩端的電壓與所述單位電容充滿時兩端的電壓(參考電壓)進(jìn)行比較，就可獲悉所述單位電容是否充滿。由于手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵過程中，經(jīng)由所述銅箔轉(zhuǎn)移的電荷可能大于單位電容充滿所需電荷，還可在控制器中設(shè)置多個與單位電容數(shù)量對應(yīng)的放電電路。在控制器中的電壓檢測及比較單元檢測到單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時，所述放電電路就啟動對單位電容放電。由于單位電容的電容量較小，因此也較容易被所述放電電路快速放電，進(jìn)而放電所需時間很少。從而，可以保證整個觸摸識別過程的精確性。在對單位電容放電后，單位電容又將被經(jīng)由銅箔轉(zhuǎn)移的電荷充滿，隨后又將經(jīng)歷再次放電，此過程一直循環(huán)直至手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵的動作結(jié)束。
由于電壓檢測及比較單元在單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時會輸出計數(shù)信號， 則在上述手指觸摸或臨近觸摸動作結(jié)束時，電壓檢測及比較單元將輸出多個計數(shù)信號?；诖?，通過控制器中的計數(shù)單元就可記錄到相應(yīng)的計數(shù)信號的計數(shù)值，所述計數(shù)值就可作為所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時相應(yīng)按鍵的電荷樣本值。
在獲得各按鍵對應(yīng)的電荷樣本值后，就可通過控制器中的識別分析單元進(jìn)行分析，將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。從而，完成本次觸摸識別過程。
在本發(fā)明觸摸裝置的其他實施例中，相對于前述實施例，還包括
位于多個按鍵下方的光源，所述光源與控制器相連；
所述絕緣層的材料為透明絕緣材料；
所述控制器在各按鍵對應(yīng)的電荷樣本值小于接近感應(yīng)閾值且大于觸摸感應(yīng)閾值7時，開啟所述光源。
所述觸摸裝置的實施例中，由于在按鍵下方增設(shè)了光源，當(dāng)控制器檢測到某一按鍵對應(yīng)的電荷樣本值小于接近感應(yīng)閾值且大于觸摸感應(yīng)閾值時，實際發(fā)生的情況是用戶的手指靠近所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，此時通過控制器開啟光源就能夠使用戶在黑暗的環(huán)境中看清各個按鍵，增強了用戶的操作體驗，進(jìn)一步提高了用戶的使用感受。
此外，當(dāng)所述控制器在識別獲得被觸摸按鍵后，還可以調(diào)亮所述被觸摸按鍵下方的光源，從而當(dāng)用戶觸摸某個按鍵時，可以將該鍵位處的光線更明亮，以提示按鍵，使得用戶的操作體驗進(jìn)一步獲得增強。
以下對于上述用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸按鍵時相應(yīng)進(jìn)行光源控制的過程進(jìn)一步說明。為方便描述，將用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)對應(yīng)的情況定義為接近感應(yīng)事件觸發(fā)，將用戶手指觸摸按鍵時對應(yīng)的情況定義為觸摸感應(yīng)事件觸發(fā)。
具體地說，當(dāng)用戶手指靠近所述金屬觸摸面板的某一按鍵時，電荷就會有一部分通過人體逃逸。而此時，所述控制器就會對由此產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行檢測，獲得該按鍵對應(yīng)的單位電容被充滿的次數(shù)，將所述被充滿的次數(shù)作為用戶手指靠近過程中的電荷樣本值。從而，所述控制器就可進(jìn)行接近感應(yīng)事件的判定。通常，為使得接近感應(yīng)事件的判定準(zhǔn)確，所述控制器會基于多個電荷樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，以獲得判定結(jié)果。
例如，連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足
Tth < CS < Pth (1)
則，所述控制器判定接近感應(yīng)事件觸發(fā)，進(jìn)行上述開啟光源的操作。其中，CS是各次的電荷樣本值，Pth是接近感應(yīng)閾值，Tth是觸摸感應(yīng)閾值。所述接近感應(yīng)閾值和觸摸感應(yīng)閾值可預(yù)先在控制器的識別分析單元中進(jìn)行設(shè)置，其值可通過設(shè)立一初始值，并通過多次接近感應(yīng)事件/觸摸感應(yīng)事件試驗來最終確定。
當(dāng)然，由于引發(fā)上述電荷累積區(qū)域中電荷發(fā)生變化的原因并不僅僅是用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，可能還會有其他環(huán)境干擾的影響。為了獲得更準(zhǔn)確的判定結(jié)果，可以綜合更多次的判定來最終獲得接近感應(yīng)事件的觸發(fā)是否對應(yīng)了用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的情況。例如，將前述連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足公式(1)后獲得的判定結(jié)果作為初步判定結(jié)果，若連續(xù)5次的初步判定結(jié)果均顯示接近感應(yīng)事件觸發(fā)，則確定接近感應(yīng)事件的觸發(fā)對應(yīng)了用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的情況。此時，由所述控制器開啟位于多個按鍵下方的光源，以使用戶在黑暗的環(huán)境中看清各個按鍵。而為了保證后續(xù)對用戶手指對按鍵的觸摸識別的準(zhǔn)確性，所述控制器可以停止對電荷轉(zhuǎn)移情況的檢測，即禁止金屬觸摸面板對應(yīng)的感應(yīng)通道，以使得金屬面板的電位重新固定到接地電位，保證按鍵功能正常使用。
當(dāng)用戶手指繼續(xù)靠近金屬觸摸面板直至最終觸摸到金屬面板上的一個或多個按鍵時，所述控制器可進(jìn)行相應(yīng)的觸摸識別，在識別獲得被觸摸按鍵后，調(diào)亮所述被觸摸按鍵下方的光源。與前述判定接近感應(yīng)事件類似，為使得觸摸感應(yīng)事件的判定準(zhǔn)確，所述控制器也會基于多個電荷樣本值數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，以獲得判定結(jié)果。
例如，連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足
CS < Tth (2)
則，所述控制器判定觸摸感應(yīng)事件觸發(fā)，進(jìn)行調(diào)亮所述被觸摸按鍵下方的光源的操作。其中，CS仍表示各次的電荷樣本值，Tth仍表示觸摸感應(yīng)閾值。
更進(jìn)一步，為了獲得更準(zhǔn)確的判定結(jié)果，可以綜合更多次的判定來最終獲得觸摸感應(yīng)事件的觸發(fā)是否對應(yīng)了用戶手指觸摸所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的情況。例如，將前述連續(xù)8 次獲得的電荷樣本值滿足公式(2)后獲得的判定結(jié)果作為初步判定結(jié)果，，若連續(xù)5次的初步判定結(jié)果均顯示觸摸感應(yīng)事件觸發(fā)，則確定觸摸感應(yīng)事件的觸發(fā)對應(yīng)了用戶手指觸摸所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的情況。
當(dāng)觸摸完成，用戶手指逐漸遠(yuǎn)離所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)時，電荷樣本值(CS)也開始緩緩升高。當(dāng)電荷樣本值滿足
05彡(1^11+1^^)\75%時，
則，所述控制器判定觸摸感應(yīng)終止，恢復(fù)所述被觸摸按鍵下方的光源調(diào)亮前的亮度。其中，LTA(Long Term Average)表示沒有觸發(fā)任何條件時，所述電荷樣本值的長期平均值。而判定時的參數(shù)75%也可調(diào)整為其他數(shù)值，例如87. 5%，主要視環(huán)境對所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的噪聲影響而定。
隨著用戶手指進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，電荷樣本值繼續(xù)升高，當(dāng)電荷樣本值滿足
05彡(卩讓+1^7\)\75%時，
則，所述控制器判定接近感應(yīng)也終止，并關(guān)閉所有按鍵下方的光源，重新處于監(jiān)控所述電荷樣本值并相應(yīng)根據(jù)上述觸發(fā)條件開啟或調(diào)亮光源。
以上公開了本發(fā)明的多個方面和實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白本發(fā)明的其它方面和實施方式。本發(fā)明中公開的多個方面和實施方式只是用于舉例說明，并非是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的真正保護(hù)范圍和精神應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應(yīng)的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個按鍵及對應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述按鍵的觸摸面與所述觸摸面板平齊。
3.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述按鍵的觸摸面高于或低于所述觸摸面板。
4.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述按鍵為實心金屬盤。
5.如權(quán)利要求4所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述按鍵為圓形或方形。
6.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述按鍵為金屬字符。
7.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電極為銅箔。
8.如權(quán)利要求1所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述觸摸面板和所述按鍵的材料均為銅。
9.一種包括權(quán)利要求1至8任一項所述的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的觸摸裝置，其中，所述觸摸裝置還包括控制器，所述控制器與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對應(yīng)的電荷樣本值，對所述觸摸操作進(jìn)行識別，并根據(jù)識別結(jié)果產(chǎn)生識別控制信號輸出，所述檢測包括當(dāng)觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)；以各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
10.如權(quán)利要求9所述的觸摸裝置，其中，所述控制器包括多個單位電容、多個電壓檢測及比較單元、計數(shù)單元、識別分析單元、輸出單元，其中，多個單位電容，分別與觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各電極對應(yīng)連接；多個電壓檢測及比較單元，分別與所述多個單位電容對應(yīng)連接，檢測對應(yīng)單位電容兩端電壓，在所述單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時，輸出計數(shù)信號；計數(shù)單元，連接多個電壓檢測及比較單元，對各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號計數(shù)，并將各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號的計數(shù)值發(fā)送至識別分析單元；識別分析單元，以各電壓檢測及比較單元輸出的計數(shù)信號的計數(shù)值作為各電極對應(yīng)的按鍵在所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應(yīng)閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；將所述識別信息發(fā)送至輸出單元；輸出單元，基于所述識別信息產(chǎn)生識別控制信號并輸出。
11.如權(quán)利要求9或10所述的觸摸裝置，其中，還包括位于多個按鍵下方的光源，所述光源與控制器相連；所述絕緣層的材料為透明絕緣材料；所述控制器在各按鍵對應(yīng)的電荷樣本值小于接近感應(yīng)閾值且大于觸摸感應(yīng)閾值時，開啟所述按鍵下方的所述光源。
12.如權(quán)利要求11所述的觸摸裝置，其中，所述控制器在識別獲得被觸摸按鍵后，調(diào)亮所述被觸摸按鍵下方的光源。
全文摘要
一種觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸裝置。所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)包括金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應(yīng)的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個按鍵及對應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對于所述偵測板的一面與所述偵測板間的距離。所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸裝置感應(yīng)范圍的約束效果較好，避免了相鄰按鍵在觸摸識別時的干擾。
文檔編號H03K17/975GK102522977SQ201110335050
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉正東, 姚理覺, 陶冬冬, 龍江, 龍濤 申請人:江蘇惠通集團(tuán)有限責(zé)任公司