專利名稱：投影式觸摸按鍵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種觸摸按鍵，尤其涉及一種投影式電容觸摸按鍵，屬于觸摸按鍵技 術領域。
背景技術：
觸摸式按鍵已發展多年，觸摸感應的操作面板具有堅固、耐磨損、可以絕緣、隔塵、 隔水的優點，而且其外形美觀新穎。但是由于成本及穩定性方面的原因，直至近幾年才開始 在電子設備上大量流行，特別是在一些家電設備中，觸摸按鍵的優勢更加明顯，成為近年來 的熱門技術。目前被廣泛采用的電容式觸摸按鍵采用電容感應原理，可穿透15mm厚度的玻 璃、塑料等絕緣性材料外殼而檢測到手指的觸摸。電容式觸摸按鍵大都采用人機交互方式， 即操作者用手指直接接觸和PCB電路板對應的鍵位來觸發按鍵工作，這就容易造成長時間 的觸摸磨損，從而影響按鍵的使用壽命。同時現有的觸摸感應按鍵面板后面直接連接處理 電路，產品制作工藝要求高，按鍵面板或電路板維修、更換麻煩，可擴展性差。更重要的是人 們在關注電子信息產品質量的同時，越來越追求現代科技產品的時尚和美觀，如果能將觸 摸按鍵的操作面板做成透明的，并且在透明面板上設置美觀時尚的按鍵圖案，必能滿足用 戶對現代科技產品時尚、新奇的追求，從而激發其對產品的興趣與需求。但是，現有的觸摸 感應按鍵面板后面直接連接處理電路PCB，無法解決開發透明的按鍵操作面板的技術問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種投影式觸摸按鍵，實現按鍵操作面板和PCB電路板的 分離，它通過改變實際按鍵位和操作按鍵位間電容場強的大小來實現按鍵的識別。本發明的目的通過以下技術方案予以實現一種投影式觸摸按鍵，包括按鍵投射模塊1、電容場強檢測模塊2、控制模塊3 ；所 述按鍵投射模塊1包括操作板4、電路板5，操作板4由非導電材料制造，還包括至少一個實 際按鍵位6以及和各實際按鍵位6對應的操作按鍵位7，所述操作板4和電路板5成一夾 角，夾角的范圍為0° 90°，所述實際按鍵位6、電容場強檢測模塊2、控制模塊3位于電 路板5上，操作按鍵位7位于操作板4上，操作按鍵位7處于實際按鍵位6在操作板4上的 投影區域內，所述實際按鍵位6與操作按鍵位7的距離小于20厘米；所述實際按鍵位6與 電容場強檢測模塊2的輸入端相連，電容場強檢測模塊2的輸出端與控制模塊3的輸入端 相連，電容場強檢測模塊2檢測實際按鍵位6與操作按鍵位7之間電容場強的變化，并將變 化量傳送給控制模塊3，控制模塊3進行相關的按鍵處理。本發明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現前述一種投影式觸摸按鍵，在實際按鍵位6同一平面的外側設有屏蔽環8。前述一種投影式觸摸按鍵，其中電容場強檢測模塊2使用專用的電容觸摸IC芯 片。與現有技術相比，本發明的有益效果是實現按鍵操作面板和PCB電路板的分離，從而降低對觸摸屏的制作工藝要求，按鍵面板或電路板維修、更換簡便。使用時可以空間觸 發按鍵，讓使用者產生新鮮、神奇的操作感受。
圖1是本發明的電路結構圖；圖2是本發明的按鍵投射模塊結構圖；圖3是本發明的單個IC芯片電容場強掃描電路結構圖；圖4是本發明的多個IC芯片電容場強掃描電路結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，本發明包括按鍵投射模塊1、電容場強檢測模塊2、控制模塊3。如圖 2所示，所述按鍵投射模塊1包括操作板4、電路板5，還包括若干個實際按鍵位6以及和各 實際按鍵位6對應的操作按鍵位7。本實施例有六個實際按鍵位及對應的操作按鍵位，分別 用于控制電視機的音量增減、頻道選擇、電源控制、菜單控制功能。所述操作板4和電路板 5成一定夾角，本實施例夾角為45°。所述實際按鍵位6、電容場強檢測模塊2、控制模塊3 安裝于電路板5上，實際按鍵位6由導電體制作，為防止多個按鍵之間的相互干擾，在每個 實際按鍵位6外側設有屏蔽環8，安裝于電路板5上。操作按鍵位7位于操作板4上，操作 按鍵位7處于實際按鍵位6在操作板4上的投影區域內，本實施例操作板4由透明的有機 玻璃制造，操作按鍵位7印有相應的按鍵標志。所述實際按鍵位6與操作按鍵位7的距離 為10厘米。上述結構實現了按鍵操作面板和PCB電路板的分離。所述實際按鍵位6與電 容場強檢測模塊2的輸入端相連，電容場強檢測模塊2的輸出端與控制模塊3的輸入端相 連，電容場強檢測模塊2檢測實際按鍵位6與操作按鍵位7之間電容場強的變化，并將變化 量傳送給控制模塊3，控制模塊3進行相關的按鍵處理。在本實施例中電容場強檢測模塊 2使用專用的電容觸摸IC芯片，所述控制模塊3為一 MCU芯片，具有進行串行異步通信的 接口。如圖1所示，用戶使用時不直接接觸實際按鍵位6，而是觸摸操作按鍵位7，人的手指 與導體制造的實際按鍵位6形成一定的電容，專用電容觸摸IC芯片通過掃描的方式檢測到 兩者間電容場強的變化，將電容場強變化量通過AD轉換為數字量發送到MCU中央處理器芯 片，按鍵系統就可以判斷出用戶的動作指令，然后進行按鍵觸發處理并輸出。前述實際按鍵 位6外側設置屏蔽環8，是為了劃分不同按鍵的觸發區域范圍，從而避免誤操作。實際上，用 戶在使用時，不必真正觸摸到操作按鍵位7，只要手指按照按鍵標志的指引進入該按鍵的感 應空間區域，就能隔空觸發按鍵工作。同時，由于實際按鍵位6、電容場強檢測模塊2、控制 模塊3等安裝于電路板5上，而操作板4由透明的有機玻璃或ABS等材料制造，透明的操作 板4下無任何電路，能讓使用者產生新鮮、神奇的操作感受。如圖3所示，具體實施時可以通過單個電容觸摸IC芯片配合數字邏輯開關實現對 按鍵電容場強變化的掃描。PCB電路板上每個實際按鍵位后連接一數字邏輯開關，數字邏輯 開關與專用電容觸摸IC芯片連接，專用電容觸摸IC芯片通過控制數字邏輯開關的開、關來 進行按鍵掃描，并將檢測到的相應按鍵的電容場強變化量進行AD轉換，再將轉換后的數據 發送到MCU中央處理器芯片進行相應的按鍵處理。該方案只用一個電容觸摸IC芯片，節省成本。如圖4所示，電容場強變化的掃描電路的另一個實施方法是PCB電路板上每個實 際按鍵位直接與一個專用電容觸摸IC處理芯片連接，每個電容觸摸IC芯片負責檢測對應 按鍵的電容場強變化，多個專用電容觸摸IC處理芯片分別與MCU中央處理器連接，MCU中央 處理器實現對多個IC芯片的掃描，接收IC芯片發送的數據。專用電容觸摸IC處理芯片中 還設一電容場強變化閥值，只有用戶的手指觸摸操作按鍵觸發的電容場強變化量大于預設 的場強閥值，電容觸摸IC芯片才能夠識別用戶的動作指令，MCU通過一定的算法對IC芯片 發送的多個數據進行比較，確定只有電容場強變化量最大的按鍵被觸發，其它鍵不被觸發， 識別有效操作和誤操作，從而進行對應的按鍵處理。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形 成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。
權利要求
一種投影式觸摸按鍵，其特征在于，包括按鍵投射模塊(1)、電容場強檢測模塊(2)、控制模塊(3)；所述按鍵投射模塊(1)包括操作板(4)、電路板(5)，操作板(4)由非導電材料制造，還包括至少一個實際按鍵位(6)以及和各實際按鍵位(6)對應的操作按鍵位(7)，所述操作板(4)和電路板(5)成一夾角，該夾角的范圍為0°～90°，所述實際按鍵位(6)、電容場強檢測模塊(2)、控制模塊(3)位于電路板(5)上，操作按鍵位(7)位于操作板(4)上，操作按鍵位(7)處于實際按鍵位(6)在操作板(4)上的投影區域內，所述實際按鍵位(6)與操作按鍵位(7)的距離小于20厘米；所述實際按鍵位(6)與電容場強檢測模塊(2)的輸入端相連，電容場強檢測模塊(2)的輸出端與控制模塊(3)的輸入端相連，電容場強檢測模塊(2)檢測實際按鍵位(6)與操作按鍵位(7)之間電容場強的變化，并將變化量傳送給控制模塊(3)，控制模塊(3)進行相關的按鍵處理。
2.如權利要求1所述的投影式觸摸按鍵，其特征在于，所述實際按鍵位(6)同一平面的 外側設有屏蔽環(8)。
3.如權利要求1或2所述的投影式觸摸按鍵，其特征在于，所述電容場強檢測模塊(2) 使用專用的電容觸摸IC芯片。
全文摘要
本發明公開了一種投影式觸摸按鍵，包括按鍵投射模塊、電容場強檢測模塊、控制模塊；按鍵投射模塊包括操作板、電路板，還包括至少一個實際按鍵位及其對應的操作按鍵位，操作板和電路板成0°～90°的夾角，實際按鍵位位于電路板上，操作按鍵位位于操作板上，操作按鍵位處于實際按鍵位在操作板上的投影區域內，實際按鍵位與操作按鍵位的距離小于20厘米。實際按鍵位與電容場強檢測模塊的輸入端相連，電容場強檢測模塊的輸出端與控制模塊的輸入端相連，電容場強檢測模塊檢測實際按鍵位與操作按鍵位之間電容場強的變化并傳送給控制模塊，控制模塊進行按鍵處理。本發明實現了按鍵操作面板和PCB板的分離。
文檔編號H03K17/96GK101888235SQ201010218608
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者劉江瀾, 姚理覺, 陶冬冬, 龍濤 申請人:江蘇惠通集團有限責任公司