技术领域

[0001] 本发明属于按键技术领域， 尤其涉及单按键及按键阵列。

背景技术

[0002] 现有技术中的按键多为压力按键， 压力按键的工作原理为： 按压在面板上后， 设置于面板中心的压力感应器检测面板所受的 压力的变化， 从而激发按键。 现 有技术中的压力按键所具有的问题是， 如果按压位置偏离按键中心吋， 虽然使 用更大的力量来按压， 也可以起到激发按键的作用， 但是导致按键的压力范围 无法确定， 无法准确判定按压力的大小， 并且无法确定按压力的位置。

技术问题

[0003] 本发明提供一种单按键及按键阵列， 解决现有技术中存在的按压位置偏离按键 中心吋导致无法准确判定按压力的大小和位置 的问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明第一方面提供一种单按键， 所述单按键包括按压面板、 单按键传感器以 及连接所述单按键传感器和所述按压面板的双 面胶带；

[0005] 所述单按键传感器包括基板、 第一组感应器以及第二组感应器；

[0006] 所述第一组感应器分布在所述基板上的中心区 域， 所述中心区域与所述按压面 板上的按键中心相对应；

[0007] 所述第二组感应器分布在所述基板上位于所述 中心区域之外的区域；

[0008] 所述第一组感应器和所述第二组感应器用于感 应所述基板上的压力。

[0009] 结合第一方面， 作为第一方面的第一种实施方式， 所述中心区域为以基板的中 心为中心的方形、 菱形、 圆形或者椭圆形等规则形状或其他不规则形状 。

[0010] 结合第一方面的第一种实施方式， 作为第一方面的第二种实施方式， 所述中 心区域为以基板的中心为圆心， 以第一预设距离为半径的圆形区域。

[0011] 结合第一方面的第二种实施方式， 作为第一方面的第三种实施方式， 所述第 一组感应器分布在所述圆形区域的圆弧上， 或者， 所述第一组感应器中的一部 分感应器分布在圆弧上， 另一部分感应器分布在圆形区域内。

[0012] 结合第一方面的第二种实施方式， 作为第一方面的第四种实施方式， 所述第 二组感应器分布在以所述基板的中心为圆心， 以第二预设距离为半径的圆弧上 ， 其中， 所述第二预设距离大于所述第一预设距离。

[0013] 结合第一方面的第一种实施方式至第四种实施 方式， 作为第一方面的第五种 实施方式， 所述第一组感应器和第二组感应器分别为分布 在所述基板的正反两 面的至少两对电阻， 所述电阻在所述基板的上表面发生拉伸或压缩 变形吋通过 改变阻值以输出感应信号。

[0014] 结合第一方面的第五种实施方式， 作为第一方面的第六种实施方式， 所述第一 组感应器包括第一电阻、 第二电阻、 第三电阻以及第四电阻， 所述第一电阻和 所述第二电阻设置于所述基板的正面， 所述第三电阻和所述第四电阻设置于所 述基板的反面， 所述第一电阻与所述第三电阻相对设置， 所述第二电阻与所述 第四电阻相对设置。

[0015] 结合第一方面的第六种实施方式， 作为第一方面的第七种实施方式， 所述第一 电阻的第一端和所述第二电阻的第一端共接于 电源电压， 所述第一电阻的第二 端连接所述第三电阻的第一端， 并构成所述第一组感应器的第一输出端， 所述 第二电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端 ， 并构成所述第一组感应器的第 二输出端， 所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第二 端共接于地。

[0016] 结合第一方面的第五种实施方式， 作为第一方面的第八种实施方式， 所述第二 组感应器包括第五电阻、 第六电阻、 第七电阻以及第八电阻， 所述第五电阻和 所述第六电阻设置于所述基板的正面， 所述第七电阻和所述第八电阻设置于所 述基板的反面， 所述第五电阻与所述第七电阻相对设置， 所述第六电阻与所述 第八电阻相对设置。

[0017] 结合第一方面的第八种实施方式， 作为第一方面的第九种实施方式， 所述第五 电阻的第一端和所述第七电阻的第一端共接于 电源电压， 所述第五电阻的第二 端连接所述第六电阻的第一端， 并构成所述第二组感应器的第一输出端， 所述 第六电阻的第二端连接所述第八电阻的第一端 ， 并构成所述第二组感应器的第 二输出端， 所述第六电阻的第二端和所述第八电阻的第二 端共接于地。

[0018] 本发明第二方面提供一种按键阵列， 包括上述第一方面及其第一种实施方式至 第八种实施方式提供的单按键， 通过多个单按键的排列组合， 形成按压面板上 多个按键或组合按键。

发明的有益效果

有益效果

[0019] 本发明提供一种单按键及按键阵列， 通过在基板上设置两组传感器， 第一组感 应器分布在基板上的中心区域， 第二组感应器分布在所述基板上靠近边缘的区 域， 通过第一组感应器和第二组感应器分别感应不 同区域的压力值， 实现了准 确判定基板收承受压力的大小和位置。

对附图的简要说明

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例或现有技术描 述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前 提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图 1是本发明的一种实施例所提供的单按键的结� �剖视图；

[0022] 图 2是本发明一种实施例提供的一种单按键的结� �示意图；

[0023] 图 3是本发明另一种实施例提供的一种单按键的� �构示意图；

[0024] 图 4是本发明一种实施例提供的一种单按键的的� �压曲线示意图；

[0025] 图 5是本发明另一种实施例提供的一种单按键的� �构示意图；

[0026] 图 6是本发明图 5提供的实施例中第一组感应器的电路图；

[0027] 图 7是本发明图 5提供的实施例中第二组感应器的电路图；

[0028] 图 8是本发明另一种实施例提供的一种按键阵列� �结构示意图。

本发明的实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例用以解 释本发明， 并不用于限定本发明。 为了说明本发明的技术方案， 下面通过具体 实施例来进行说明。

[0030] 本发明实施例一提供一种单按键， 如图 1所示， 单按键包括按压面板 30、 单按 键传感器以及连接单按键传感器和按压面板的 双面胶带 40， 按压面板 30用于承 受外部压力， 并将外部压力传送给单按键传感器。 单按键传感器包括基板 10、 第一组感应器以及第二组感应器。

[0031] 按压面板 30在承受外部压力后， 面板表面发生弯曲形变； 面板带动双面胶带及 单按键传感器发生相同曲率的形变。 此吋， 以单按键传感器基板的中心线为弯 曲中心线， 基板下表面发生拉伸形变， 基板上表面发生压缩形变。 通过布置在 基板不同位置的感应器， 检测压力的变化大小及方向， 获得按压压力的大小。

[0032] 第一组感应器分布在基板 10上的中心区域， 中心区域与按压面板上的按键中心 相对应。

[0033] 第二组感应器分布在基板 10上位于所述中心区域之外的区域。

[0034] 第一组感应器和第二组感应器用于感应基板 10上的压力， 具体的， 第一组感应 器和第二组感应器用于感应按压面板通过双面 胶带传递到基板上的压力。

[0035] 在本发明实施例中， 中心区域为以基板 10的中心为中心的方形、 菱形、 圆形或 者椭圆形等规则形状或其他不规则形状。

[0036] 作为一种实施方式， 中心区域为以基板 10的中心为圆心， 以第一预设距离为 半径的圆形区域。

[0037] 其中， 如图 2所示， 第一组感应器中的感应器 101、 感应器 102、 感应器 103以 及感应器 104分布在圆形区域的圆弧上， 或者， 如图 2所示， 第一组感应器中的 一部分感应器 301和 304分布在圆弧上， 另一部分感应器 302和 303分布在圆形区 域内。

[0038] 在本发明实施例中， 基板 10上靠近边缘的区域可以是以基板 10的每个边缘为基 准， 向内延伸预设距离后得到的区域， 也可以是以基板 10的中心为中心所形成 的图形的边缘与基板 10的边缘形成的区域。

[0039] 作为一种实施方式， 第二组感应器分布在以基板 10的中心为圆心， 以第二预设 距离为半径的圆弧上， 其中， 第二预设距离大于第一预设距离。

[0040] 下面以图 1为例说明本发明实施例的工作原理： 如图 3所示， 假设按压点在模组 的中心点 A点； 从 C-A-B的信号分布如下图：

[0041] 可以看到， 按压在 C点吋， 第二组感应器中的感应器 203具有一定的信号； 此吋

， 第一组感应器的感应信号非常小。

[0042] 按压在 A点吋， 第一组感应器的感应信号量最大， 同吋第二组感应器具有较小 的感应信号。

[0043] 按压在 B点吋， 第二组感应器具有一定的感应信号， 同吋第一组感应器的感应 信号非常小。

[0044] 这样， 通过识别第一组感应器与第二组感应器的感应 信号的大小、 比值， 即可 确定按压点的位置以及所施加的按压力的大小 。

[0045] 按键的报键条件及按键范围为：

[0046] Signall>X设定值；

[0047] Xl>signall/signal2>X2; 其中， signall为按压在面板上第一组感应器输出的信 号； signal2为按压在面板上第二组感应器输出的信� �；

[0048] 其中， X为设定的某个信号大小的阈值， XI、 X2为设计的某个参数， 以第一组 感应器中心为报键的中心吋， XI、 X2在 1~5之间， 根据模组贴合的产品面板的 长度、 宽度及面板材质、 厚度等决定， 按键范围通过调节 xl和 x2进行， 此种情 况下， 可以限定按压在面板上该报键中心的触发压力 、 以及该按键的可按键范 围。

[0049] 本发明实施例通过在基板上设置两组传感器， 第一组感应器分布在基板上的中 心区域， 第二组感应器分布在所述基板上靠近边缘的区 域， 通过第一组感应器 和第二组感应器分别感应不同区域的压力值， 实现了准确判定基板收承受压力 的大小和位置。

[0050] 进一步的， 作为本发明的另一种实施例， 如图 4所示， 第一组感应器和第二组 感应器分别为分布在基板 10的正反两面的至少两对电阻， 电阻在基板 10的上表 面发生拉伸或者压缩变形吋通过改变阻值以输 出感应信号。

[0051] 具体的， 位于基板 10的正面的电阻在基板 10吋处于阻值变下的状态， 位于基板 10的负面的电阻在基板 10吋处于阻值变大的状态， 根据位于基板 10的正反两面 的至少两对电阻的阻值的大小的变化， 可以根据基板 10的上表面发生压缩变形 输出感应信号。

[0052] 作为一种实施方式， 第一组感应器包括第一电阻 Rl、 第二电阻 R2、 第三电阻 R 3以及第四电阻 R4， 第一电阻 R1和第二电阻 R2设置于基板 10的正面， 第三电阻 R 3和第四电阻 R4设置于基板 10的反面， 第一电阻 R1与第三电阻 R3相对设置， 第 二电阻 R2与第四电阻 R4相对设置。

[0053] 在该实施方式中， 具体的， 如图 5所示， 第一电阻 R1的第一端和第二电阻 R2的 第一端共接于电源电压， 第一电阻 R1的第二端连接第三电阻 R3的第一端， 并构 成第一组感应器的第一输出端， 第二电阻 R2的第二端连接第四电阻 R4的第一端 ， 并构成第一组感应器的第二输出端， 第三电阻 R3的第二端和第四电阻 R4的第 二端共接于地。

[0054] 其中， 第二组感应器包括第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电 阻 R8， 第五电阻 R5和第六电阻 R6设置于基板 10的正面， 第七电阻 R7和第八电阻 R8设置于基板 10的反面， 第五电阻 R5与第七电阻 R7相对设置， 第六电阻 R6与第 八电阻 R8相对设置。

[0055] 对于第二组感应器， 具体的， 如图 6所示， 第五电阻 R5的第一端和第七电阻 R7 的第一端共接于电源电压， 第五电阻 R5的第二端连接第六电阻 R6的第一端， 并 构成第二组感应器的第一输出端， 第六电阻 R6的第二端连接第八电阻 R8的第一 端， 并构成第二组感应器的第二输出端， 第六电阻 R6的第二端和第八电阻 R8的 第二端共接于地。

[0056] 上述实施方式的工作原理如下： 第一组感应器包括第一电阻 Rl、 第二电阻 R2 、 第三电阻 R3以及第四电阻 R4， 第二组感应器包括第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8， 在布板上， 第一电阻 Rl、 第二电阻 R2、 第三电阻 R3以及第四电阻 R4处于按键板的中心位置， 可通过顺序排列或环形等排列方式 ； 第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8处于按键板的边缘位 置， 第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8距离中心点的位置 相同； 也可根据按键板的尺寸 （如为正方形的按键板， 或长方形的按键板） 微 调第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8分别对中心点的距离 ， 即第五电阻 R5、 第六电阻 R6、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8可以分布为椭圆形

、 菱形或其他分布。

[0057] 其中， 第一电阻 Rl、 第二电阻 R2、 第五电阻 R5以及第六电阻 R6分别起到检测 按键板上表面拉伸的作用， 当基板 10吋， 该四个电阻在按压后处于变小的状态 ； 第三电阻 R3、 第四电阻 R4、 第七电阻 R7以及第八电阻 R8分别与第一电阻 Rl、 第二电阻 R2、 第五电阻 R5以及第六电阻 R6相对设置， 用于检测按键面板下表面 的压缩变形， 该四个电阻在按压后处于变大的状态； 这样的布局， 有利于提高 按键板两组 Sensor的信号量， 提升灵敏度；

[0058] 本实施方式中， 感应信号通过四个电阻差分输出， 可以有效减少外界加载在电 阻上的噪声、 外界环境变化导致的温度漂移等； 由于外界的电磁噪声、 机械振 动、 温度漂移， 或其他噪声会加载到每一个电阻上， 经过电阻差分后， 这些共 同量被减掉， 故而能够抑制噪声和温度漂移。

[0059] 进一步的， 作为另一种实施方案： 如图 1， 该装置可仅使用第一组感应器， 第 一组感应器中的一部分感应器 101、 102、 103、 104分布在基板上的中心区域， 另一部分感应器 201、 202、 203、 204分布在所述基板上靠近边缘的区域； 其中 传感器 101、 102组成第一电阻 Rl， 传感器 103、 104组成第二电阻 R2; 传感器 201 、 202组成第三电阻 R3， 传感器 203、 204组成第四电阻 R4; 第一电阻 R1的第一 端和第二电阻 R2的第一端共接于电源电压， 第一电阻 R1的第二端连接第三电阻 R3的第一端， 并构成第一组感应器的第一输出端， 第二电阻 R2的第二端连接第 四电阻 R4的第一端， 并构成第一组感应器的第二输出端， 第三电阻 R3的第二端 和第四电阻 R4的第二端共接于地。 此吋整个单按键只输出一组信号；

[0060] 此吋按键范围的判断条件更新为：

[0061] Signall>X设定值；

[0062] signall为按压在面板上第一组感应器输出的信� �；

[0063] X为设定的某个信号大小的阈值， 当按压在面板对应第一组感应器中心且为设 定的报键中心吋， Signall将会为最大值； 当按压位置逐渐由中心位置向边缘移 动吋， Signall将会逐渐减小， 会超过过 0点至负值； 负值最大点位于第一组感应 器 201、 202、 203、 204所对应的某一位置。

[0064] 通过限定 X阈值， 从而获得按键范围的控制。 并在一定程度上可以限定按键的 触发压力。

[0065] 需要说明的是， 感应器的制作可以通过印刷的方法形成， 也可以通过蚀刻光刻 等方法形成， 也可以通过贴合独立的压力测量 Sensor的方法形成。

[0066] 作为本发明另一种实施例， 本发明还提供一种按键阵列， 如图 8所示， 包括上 述的单按键， 通过多个单按键的排列组合， 形成按压面板上多个按键或组合按 键。

[0067] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详细说明， 不能认 定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替 代或明显变型， 而且 性能或用途相同， 都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书 确定的专利保 护范围。