電容感應按鍵開關及采用所述按鍵開關的鍵盤的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電容感應按鍵開關，其包括：外殼；按壓體，所述按壓體收容于所述外殼，其包括支架和與所述支架滑動配合的導程柱，所述支架包括凸起；電容感應單元，所述電容感應單元包括相對設置在所述外殼上的第一極板和第二極板，所述第二極板夾設在所述第一極板和所述按壓體之間，所述第一極板包括抵接端，所述凸起朝向所述第一極板的表面設置有弧形凹槽，所述抵接端彈性抵接于所述凸起的弧形凹槽內，所述導程柱下壓時帶動所述第一極板向所述第二極板方向傾斜，下行到一定行程時，所述第一極板的抵接端脫離所述凸起的抵接而滑出所述弧形凹槽。
【專利說明】
電容感應按鍵開關及采用所述按鍵開關的鍵盤
技術領域
[0001]本實用新型涉及電子輸入設備，尤其涉及一種電容感應按鍵開關及采用所述按鍵開關的鍵盤。
【背景技術】
[0002]隨著現代電子科技的發展，電子產品逐漸越來越深入人們的生活中，各類電子產品，如電話機、手機、筆記本電腦、遙控器等伴隨人們的日常生活。
[0003]按鍵開關作為上述電子產品的輸入裝置，其尤為重要。現有技術的按鍵開關主要采用薄膜開關作為開關元件，當按壓過程中，按鍵下移過程中，施壓至薄膜開關，驅使薄膜開關自身的導通，將物理機械輸入信號轉換為電子輸入信號，實現輸入動作。
[0004]然而，上述設計方案仍然存在如下缺陷:
[0005]首先，機械開關按鍵的電極之間需要相互反復接觸實現導通，導致電極之間相互摩擦損耗，導致按鍵可靠度降低；
[0006]其次，為了提高按壓靈敏度，需要在電極表面設置金、銀等導電性佳的材料，如此，導致成本增加。
[0007]因此，急需提供一種新結構的按鍵開關來解決上述問題。
【實用新型內容】
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種價格低廉的、具有段落式的按壓曲線的電容感應按鍵開關及采用該電容感應按鍵開關的鍵盤。
[0009]—種電容感應按鍵開關，包括:外殼;按壓體，所述按壓體收容于所述外殼，其包括支架和與所述支架滑動配合的導程柱，所述支架包括凸起;電容感應單元，所述電容感應單元包括相對設置在所述外殼上的第一極板和第二極板，所述第二極板夾設在所述第一極板和所述按壓體之間，所述第一極板包括抵接端，所述凸起朝向所述第一極板的表面設置有弧形凹槽，所述抵接端彈性抵接于所述凸起的弧形凹槽內，所述導程柱下壓時帶動所述第一極板向所述第二極板方向傾斜，下行到一定行程時，所述第一極板的抵接端脫離所述凸起的抵接而滑出所述弧形凹槽。
[0010]在本實用新型提供的電容感應按鍵開關的一種較佳實施例中，所述外殼包括相互嵌套配合的上蓋和底座，所述上蓋和所述底座共同圍成收容空間，所述導程柱上端貫穿所述上蓋供按壓并相對所述支架沿豎直方向上下滑動，進而帶動所述支架相對所述底座往復運動。
[0011]在本實用新型提供的電容感應按鍵開關的一種較佳實施例中，所述電容感應按鍵開關還包括彈性體，所述彈性體套設于所述導程柱外側，并夾設在所述導程柱和所述底座之間。
[0012]在本實用新型提供的電容感應按鍵開關的一種較佳實施例中，所述電容感應單元還包括絕緣層，所述絕緣層設置在所述第一極板和/或所述第二極板上，并位于所述第一極板和所述第二極板之間。
[0013]在本實用新型提供的電容感應按鍵開關的一種較佳實施例中，所述支架朝向所述第一極板的表面為傾斜面，所述凸起自該傾斜面彎折延伸形成。
[0014]—種鍵盤，包括多個陣列設置的電容感應按鍵開關、金屬板和線路板，所述金屬板包括多個第一通孔，所述線路板包括多個第二通孔，所述電容感應按鍵開關分別對應貫穿所述金屬板的第一通孔和所述線路板的第二通孔，并與所述金屬板及所述線路板卡合固定，其中所述電容感應按鍵開關為上述所述的電容感應按鍵開關。
[0015]在本實用新型提供的鍵盤的一種較佳實施例中，所述第一極板和所述第二極板貫穿所述外殼并與所述線路板焊接固定。
[0016]在本實用新型提供的鍵盤的一種較佳實施例中，所述線路板設有屏蔽地線，所述金屬板通過金屬導體或導線與所述屏蔽地線電連接。
[0017]在本實用新型提供的鍵盤的一種較佳實施例中，所述鍵盤還包括發光LED，所述發光LED固定在所述電容感應按鍵開關的外殼上，且其焊腳貫穿所述外殼與所述線路板電連接。
[0018]在本實用新型提供的鍵盤的一種較佳實施例中，所述鍵盤還包括發光LED，所述發光LED貼設于所述線路板的正面或背面。
[0019]相較于現有技術，本實用新型提供的電容感應按鍵開關具有以下有益效果:
[0020]—、通過按壓體上下移動推動所述第一極板向所述第二極板靠近或遠離，進而改變所述電容感應單元的電容值以控制所述電容感應按鍵開關的開啟和關閉，避免了第一極板和第二極板之間的摩擦損耗，延長使用壽命；
[0021]二、通過所述第一極板的抵接端與所述支架的弧形凹槽抵接配合設置，既可以使人體手指產生明顯頓挫感，增強觸控手感，又可以使所述抵接端滑出所述弧形凹槽時對所述支架產生向下的瞬間壓力，所述支架受瞬間壓力而向下移動并與所述導程柱的卡鉤碰撞發出清脆的聲音，該聲音可以作為所述電容感應按鍵開關的輸入提示音，用戶可以根據是否聽到聲音來判斷是否為有效輸入，從而提高輸入準確性；
[0022]三、通過所述按壓體配合所述彈性體實現機械按壓的傳遞，保證了所述電容感應按鍵開關的按壓觸感。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0024]圖1是本實用新型提供的鍵盤的立體分解示意圖；
[0025]圖2是圖1所示鍵盤的電容感應按鍵開關的立體分解示意圖；
[0026]圖3是圖2所示電容感應按鍵開關的按壓體的結構示意圖；
[0027]圖4是圖2所示電容感應按鍵開關一種工作狀態的側面剖視圖；
[0028]圖5是圖2所示電容感應按鍵開關另一工作狀態的側面剖視圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0030]請參閱圖1，本實用新型提供的鍵盤的立體分解示意圖。所述鍵盤2包括多個陣列設置的鍵帽21、多個陣列設置的電容感應按鍵開關1、金屬板23、線路板24和發光LED25。所述金屬板23包括多個第一通孔231，所述線路板24包括多個第二通孔241。所述金屬板23和所述線路板24相對間隔設置，所述電容感應按鍵開關I分別對應貫穿所述金屬板23的第一通孔231和所述線路板24的第二通孔241，并與所述金屬板23及所述線路板24卡合固定，所述鍵帽21對應蓋設在所述電容感應按鍵開關I上。
[0031]所述線路板24上集成有多個導電線路(未標示)和屏蔽地線242，所述電容感應按鍵開關I的焊腳與所述線路板I的導電線路電連接。所述金屬板23通過金屬導體或導線與所述線路板24的屏蔽地線242電連接，構成抗電磁干擾電路，防止電磁干擾，從而提高所述鍵盤2的輸入可靠性。其中所述金屬導體可以為金屬螺絲柱或者金屬螺絲，只要能實現所述金屬板23和所述線路板24的屏蔽地線電連接的任意方式都是可行的，最終目的是為了將所述金屬板23與所述線路板24的屏蔽地線電連接。
[0032]所述發光LED25固定在所述電容感應按鍵開關I的外殼上，且其焊腳貫穿所述外殼并與所述線路板24電連接。當然，所述發光LED25也可以采用貼片式LED，貼設于所述線路板24的正面或者背面。在本實施例中，所述發光LED25為貼片式LED，其貼設于所述線路板24的背面。
[0033]再請參閱圖2，是圖1所示鍵盤的電容感應按鍵開關的立體分解示意圖。所述電容感應按鍵開關I包括外殼(未標號)、按壓體12、彈性體13和電容感應單元14。所述外殼與所述鍵盤2的金屬板23及線路板24卡合固定，所述按壓體12和所述彈性體13對應收容于所述外殼內，所述彈性體13夾設于所述按壓體12和所述外殼之間，彈性支撐所述按壓體12在設定行程范圍內沿豎直方向滑動，所述電容感應單元14設于外殼上，并與所述鍵盤2的線路板24對應電連接，同時所述按壓體12彈性抵壓所述電容感應單元14實現對其電容值調整。
[0034]所述外殼包括相互嵌套配合的上蓋111和底座112，所述上蓋111和所述底座112共同圍成收容空間。所述上蓋111包括通孔(未標號)。
[0035]請結合參閱圖3，是圖2所示電容感應按鍵開關的按壓體的結構示意圖。所述按壓體12包括支架121和與所述支架121滑動配合的導程柱12 2。所述支架121整體呈中空的方形結構，其內表面形成有滑槽(未標號)，外表面設有長條形滑條(未標號)。所述導程柱122整體呈長柱型，其下側表面延伸形成有卡鉤1221。所述導程柱122貫穿所述支架121，其上端自所述上蓋111的通孔穿出供按壓，下端懸置收容于所述外殼的收容空間內，并通過所述卡鉤1221與所述支架121的滑槽滑動配合設置，使得所述導程柱122相對所述支架121沿豎直方向在設定行程范圍內可以自由上下相對往復滑動。同時，所述底座112設有長條形滑槽(未標號)，所述支架121的長條形滑條與所述底座112的長條形滑槽相互裝配形成滑軌滑條配合結構。當所述導程柱122受外力作用，產生沿豎直方向向下運動趨勢，同時傳遞壓力至所述支架121，使得所述支架121隨同所述導程柱122在豎直方向相對所述底座112同步上下移動。
[0036]所述彈性體13套設于所述導程柱122外側，并夾設在所述導程柱122與所述底座112之間，當所述導程柱122沿豎直方向下移時，其壓縮所述彈性體13，所述彈性體13由于自身的彈性形變對應產生反作用力，直至施加至所述導程柱122的向下作用力與所述彈性體13因形變產生的反作用力趨于平衡時，所述導程柱122停止下移。在本實施方式中，所述彈性體13優選為壓縮不銹鋼彈簧，當所述彈性體13組裝于所述電容感應按鍵開關I時，所述彈性體13處于壓縮狀態。
[0037]所述電容感應單元14包括第一極板141、第二極板142和絕緣層143。所述第一極板141和所述第二極板142相對設置并固定在所述底座112上，二者相互耦合形成電容值可調的電容器。所述絕緣層143夾設于所述第一極板141和所述第二極板142之間，所述絕緣層143采用耐高溫150°以上的絕緣材料加工而成，其可以通過受熱固化粘合于所述第一極板141和/或所述第二級板142表面，當然其還可以與所述底座112—體成型，只要夾設在所述第一極板141和所述第二極板142之間，防止二者靠近時短路的任何設計都是可行的。
[0038]所述第一極板141采用彈性導電材料加工而成，其一端固定于所述底座112，并貫穿所述底座112與所述線路板24電連接，另一端則與所述支架121彈性抵接。具體的，所述第一極板141包括一抵接端1411，所述抵接端1411與所述第一極板141為一體結構，所述支架121還包括凸起1211，所述支架121朝向所述第一極板141的表面為傾斜面，所述凸起1211自該傾斜面向下彎折延伸形成，且所述凸起1211朝向所述第一極板141的表面與所述支架121朝向所述第一極板141的表面處于不同的平面，即所述凸起1211朝向所述第一極板141的表面和水平面之間的夾角與所述支架121朝向所述第一極板141的表面和水平面之間的夾角不相同，優選的，前者小于后者，所述凸起1211朝向所述第一極板141的表面設置有弧形凹槽12111，該弧形凹槽12111的形狀及深度與所述第一極板141的抵接端1411相匹配，所述抵接端1411抵接于所述弧形凹槽12111內。所述第二極板142為一導電材質，如銅片加工而成，其設于所述第一極板141和所述按壓體12之間，其一端固定于所述底座112，并貫穿所述底座112與所述線路板24電連接，另一端則朝所述收容空間內部延伸設置。所述第二極板142的高度小于所述第一極板141的高度，所以當所述第一極板141傾斜時，所述第二極板142的投影始終落在所述第一極板141所在平面內，即二者的相對面積未發生變化。當所述按壓體12下壓時帶動所述第一極板141向所述第二極板142方向傾斜，下行到一定行程時，所述第一極板141的抵接端1411脫離所述凸起1211的抵接而滑出所述弧形凹槽12111。
[0039]依據電容器的概念，其電容值通常代表其容納電荷的本領，設定用字母C表示，則電容器的電容值C= eS/4JTkd，其中d為極板之間的間距，S代表極板的正對面積，ε代表介電常數，k為靜電常數。具體在本實施方式中，d即為第二極板142與所述第一極板141之間的距離;S即為所述第二極板142與所述第一極板141之間的相對表面積；ε即為夾設于所述第二極板142與所述第一極板141之間的絕緣層143的介電常數，k為靜電常數，由于所述第一極板141與所述第二極板142之間的相對面積不變，如此，則所述電容感應單元14的電容值C隨著所述第二極板142與所述第一極板141之間的距離的變化而變化。也就是說，當調整所述第二極板142與所述第一極板141之間的距離值時，則所述電容感應單元14的電容值對應調整。具體而言，當所述第一極板141受外力作用傾斜時，則所述第二極板142與所述第一極板141之間的間距增大，根據電容值的計算公式:C = ε s/43ikd，對應所述電容感應單元14的電容值減小。當所述第二極板142與所述第一極板141相對平行間隔設置時，則所述電容感應單元14的電容值最大。因此，當所述第一極板141自傾斜狀態旋轉為平行于所述第二極板142的狀態時，所述電容感應單元14的電容值逐漸增大;反之，則電容感應單元14的電容值逐漸減小。
[0040]請同時參閱圖4和圖5，其中圖4是圖2所示電容感應按鍵開關一種工作狀態的側面剖視圖，圖5是圖2所示電容感應按鍵開關另一工作狀態的側面剖視圖。當所述電容感應按鍵開關I工作時，提供外力施加至所述導程柱122—端，推動所述導程柱122沿著豎直方向向下移動，移動設定行程后，推動所述支架121同步下移;在所述支架121同步下移過程中，因為所述第一極板141的抵接端1411抵接于所述凸起1211的弧形凹槽12111內，當所述支架121下移一定行程時，所述抵接端1411脫離所述凸起1211的抵接而向上移動滑出所述弧形凹槽12111，所述第一極板141自傾斜狀態轉為平行于所述第二極板142的狀態，所述第一極板141與所述第二極板142之間的距離發生改變，使得所述電容感應單元14的電容值在受外按壓作用時發生變化，且所述電容感應單元14的電容值最終達到最大。而且，由于所述第一極板141的抵接端1411抵接于所述凸起1211的弧形凹槽12111內，所以當人體手指按壓所述導程柱122時，手指會有明顯頓挫感，增強了鍵盤的觸控手感，另一方面，在所述抵接端1411滑出所述弧形凹槽12111的一瞬間，所述抵接端141所受的抵壓力瞬間消失而向上移動到所述支架121的凸起1211的上方并與其抵接，因而對所述支架121產生向下的瞬間壓力，所述支架121受瞬間壓力而向下移動并與所述導程柱122的卡鉤1221碰撞發出清脆的聲音，該聲音可以作為所述電容感應按鍵開關I的輸入提示音，用戶可以根據是否聽到聲音來判斷是否為有效輸入，從而提高輸入準確性。
[0041]相反，當消除外力作用時，則所述彈性體13推動所述導程柱122沿著豎直方向朝遠離所述底座112方向移動，直至所述第一極板141的抵接端1411重新抵接于所述弧形凹槽12111內，在該過程中，所述第一極板141和所述第二極板142之間的間距d發生改變，最終所述電容感應單元14的電容值達到最小。
[0042]綜上所述，在外力作用下，所述電容感應單元14的電容值隨著所述按壓體12的下壓而輸出電容值逐漸變大的電容信號，此時所述電容感應按鍵開關I處于開啟狀態;相反，當消除外力作用，所述電容感應單元14的電容值隨著所述按壓體12的上移而輸出電容值逐漸減小的電容信號，此時所述電容感應按鍵開關I處于關閉狀態。
[0043]相較于現有技術，本實用新型提供的電容感應按鍵開關I具有以下有益效果:
[0044]—、通過按壓體12上下移動推動所述第一極板141向所述第二極板142靠近或遠離，進而改變所述電容感應單元14的電容值以控制所述電容感應按鍵開關I的開啟和關閉，避免了第一極板141和第二極板142之間的摩擦損耗，延長使用壽命；
[0045]二、通過所述第一極板141的抵接端1411與所述支架121的弧形凹槽12111抵接配合設置，既可以使人體手指產生明顯頓挫感，增強觸控手感，又可以使所述抵接端1411滑出所述弧形凹槽12111時對所述支架121產生向下的瞬間壓力，所述支架121受瞬間壓力而向下移動并與所述導程柱122的卡鉤1221碰撞發出清脆的聲音，該聲音可以作為所述電容感應按鍵開關I的輸入提示音，用戶可以根據是否聽到聲音來判斷是否為有效輸入，從而提高輸入準確性；
[0046]三、通過所述按壓體12配合所述彈性體13實現機械按壓的傳遞，保證了所述電容感應按鍵開關I的按壓觸感。
[0047]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種電容感應按鍵開關，其特征在于，包括: 夕卜殼； 按壓體，所述按壓體收容于所述外殼，其包括支架和與所述支架滑動配合的導程柱，所述支架包括凸起； 電容感應單元，所述電容感應單元包括相對設置在所述外殼上的第一極板和第二極板，所述第二極板夾設在所述第一極板和所述按壓體之間，所述第一極板包括抵接端，所述凸起朝向所述第一極板的表面設置有弧形凹槽，所述抵接端彈性抵接于所述凸起的弧形凹槽內，所述導程柱下壓時帶動所述第一極板向所述第二極板方向傾斜，下行到一定行程時，所述第一極板的抵接端脫離所述凸起的抵接而滑出所述弧形凹槽。2.根據權利要求1所述的電容感應按鍵開關，其特征在于，所述外殼包括相互嵌套配合的上蓋和底座，所述上蓋和所述底座共同圍成收容空間，所述導程柱上端貫穿所述上蓋供按壓并相對所述支架沿豎直方向上下滑動，進而帶動所述支架相對所述底座往復運動。3.根據權利要求2所述的電容感應按鍵開關，其特征在于，所述電容感應按鍵開關還包括彈性體，所述彈性體套設于所述導程柱外側，并夾設在所述導程柱和所述底座之間。4.根據權利要求3所述的電容感應按鍵開關，其特征在于，所述電容感應單元還包括絕緣層，所述絕緣層設置在所述第一極板和/或所述第二極板上，并位于所述第一極板和所述第二極板之間。5.根據權利要求1所述的電容感應按鍵開關，其特征在于，所述支架朝向所述第一極板的表面為傾斜面，所述凸起自該傾斜面彎折延伸形成。6.—種鍵盤，包括多個陣列設置的電容感應按鍵開關、金屬板和線路板，所述金屬板包括多個第一通孔，所述線路板包括多個第二通孔，所述電容感應按鍵開關分別對應貫穿所述金屬板的第一通孔和所述線路板的第二通孔，并與所述金屬板及所述線路板卡合固定，其特征在于，所述電容感應按鍵開關是如權利要求1至5中任意一項權利要求所述的電容感應按鍵開關。7.根據權利要求6所述的鍵盤，其特征在于，所述第一極板和所述第二極板貫穿所述外殼并與所述線路板焊接固定。8.根據權利要求6所述的鍵盤，其特征在于，所述線路板設有屏蔽地線，所述金屬板通過金屬導體或導線與所述屏蔽地線電連接。9.根據權利要求6所述的鍵盤，其特征在于，所述鍵盤還包括發光LED，所述發光LED固定在所述電容感應按鍵開關的外殼上，且其焊腳貫穿所述外殼與所述線路板電連接。10.根據權利要求6所述的鍵盤，其特征在于，所述鍵盤還包括發光LED，所述發光LED貝占設于所述線路板的正面或背面。
【文檔編號】G06F3/0354GK205681393SQ201620539577
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201620539577.4, CN 201620539577, CN 205681393 U, CN 205681393U, CN-U-205681393, CN201620539577, CN201620539577.4, CN205681393 U, CN205681393U
【發明人】李侃, 黃儉安, 葉紅兵
【申請人】李侃, 黃儉安, 葉紅兵