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(chǎng)上的消費(fèi)電子產(chǎn)品種類越來越趨于多樣化，用戶對(duì)于這些消費(fèi)電子產(chǎn)品的使用感受要求也日漸提高。而消費(fèi)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(xiàng)關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的機(jī)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(shí)機(jī)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(chǎng)上已逐漸采用觸摸感應(yīng)按鍵來替代傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵。其中，電容式觸摸按鍵的設(shè)計(jì)也是觸摸感應(yīng)按鍵技術(shù)中的一項(xiàng)熱點(diǎn)。
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(cuò)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(shí)現(xiàn)觸控操作。然而，對(duì)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(shí)別某一次的觸發(fā)是屬于哪一個(gè)按鍵，從而將引發(fā)觸摸操作錯(cuò)誤，影響用戶的使用。
因此，如何在觸摸按鍵系統(tǒng)中實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)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(cè)板上的各電極相連，檢測(cè)各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對(duì)應(yīng)的電荷樣本值，對(duì)所述觸摸操作進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生識(shí)別控制信號(hào)輸出，所述檢測(cè)包括
當(dāng)觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對(duì)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(duì)應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對(duì)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(shí)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(shí)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(diǎn)通過將金屬觸摸面板接地且將金屬觸摸面板上的多個(gè)按鍵通過絕緣層隔離，使得所述多個(gè)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(shí)才會(huì)觸發(fā)按鍵，相鄰兩鍵之間不會(huì)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(shí)別時(shí)的干擾。
以及，當(dāng)發(fā)生觸摸動(dòng)作時(shí)，計(jì)算由于觸摸產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移量來作為識(shí)別觸摸的標(biāo)準(zhǔn)。因此，使得對(duì)于觸摸動(dòng)作的觸摸識(shí)別更準(zhǔn)確。
并且，上述的觸摸識(shí)別實(shí)質(zhì)上實(shí)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(shí)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(shí)別的一種實(shí)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(shí)別的一種實(shí)現(xiàn)示意圖5在圖4所示觸摸識(shí)別過程中，電荷向控制器中的單位電容轉(zhuǎn)移的簡(jiǎn)易示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖分別對(duì)于觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸識(shí)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(shí)施例包括
金屬觸摸面板100，所述觸摸面板100上具有多個(gè)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(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極A E， 所述偵測(cè)板與所述觸摸面板100間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離小于所述金屬觸摸面板100相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離。
上述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的實(shí)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(dú)立的多個(gè)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(shí)候才會(huì)觸發(fā)按鍵，相鄰兩鍵之間不會(huì)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(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離，從而創(chuàng)造了一個(gè)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(shí)，電荷就會(huì)有一部分通過人體逃逸，并經(jīng)由金屬按鍵對(duì)應(yīng)的電極進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，從而通過檢測(cè)電荷轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述金屬按鍵的觸摸識(shí)別。由此可以看出，上述按鍵結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上實(shí)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(cè)到觸摸行為，從而提升了用戶的使用感受。
在具體的實(shí)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(shí)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(shí)際制造時(shí)，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(duì)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(shí)施例中，各金屬按鍵可以為實(shí)心金屬盤。則所述實(shí)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(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)觸摸檢測(cè)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(shí)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(gè)僅為舉例，并不應(yīng)對(duì)其實(shí)現(xiàn)方式加以限制。所述按鍵的個(gè)數(shù)及功能的分配都可以依據(jù)實(shí)際所需實(shí)現(xiàn)的觸摸功能而相應(yīng)設(shè)置。在其他的實(shí)施例中，所述金屬觸摸面板100上的按鍵可以為8個(gè)、20個(gè)或者更多。
相應(yīng)地，本發(fā)明觸摸裝置的一種實(shí)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(cè)板上的各電極相連，對(duì)各電極進(jìn)行充電，檢測(cè)各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對(duì)應(yīng)的電荷樣本值，對(duì)所述觸摸操作進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生識(shí)別控制信號(hào)輸出，所述檢測(cè)包括
記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對(duì)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(duì)應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對(duì)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(shí)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(shí)別為被觸摸按鍵。
所述控制器包括多個(gè)單位電容、多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元、計(jì)數(shù)單元、識(shí)別分析單元、輸出單元，其中，
多個(gè)單位電容，分別與觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各電極對(duì)應(yīng)連接；
多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元，分別與所述多個(gè)單位電容對(duì)應(yīng)連接，檢測(cè)對(duì)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(shí)，輸出計(jì)數(shù)信號(hào)；
計(jì)數(shù)單元，連接多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元，對(duì)各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)，并將各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值發(fā)送至識(shí)別分析單元；
識(shí)別分析單元，以各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值作為各電極對(duì)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(shí)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(shí)別為被觸摸按鍵；將所述識(shí)別信息發(fā)送至輸出單元；
輸出單元，基于所述識(shí)別信息產(chǎn)生識(shí)別控制信號(hào)并輸出。
參照?qǐng)D3所示，應(yīng)用本發(fā)明觸摸裝置進(jìn)行觸摸識(shí)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(shí)，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對(duì)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(duì)應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對(duì)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(shí)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(shí)別為被觸摸按鍵。
其中，在進(jìn)行所述觸摸識(shí)別之前，還需要進(jìn)行一些初始化過程，包括檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率(本實(shí)施例中為80KHz)至第二頻率(本實(shí)施例中為120KHz)范圍外的信號(hào)，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)所述觸摸識(shí)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(shí)別的一種實(shí)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(cè)板上與按鍵位置對(duì)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(shí)，電荷就會(huì)有一部分通過人體逃逸， 并經(jīng)由所述按鍵位置對(duì)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(cè)的手段。
參照?qǐng)D5所示，可以將所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各個(gè)銅箔與所述控制器相連，所述控制器中包括有多個(gè)單位電容，每一銅箔分別與所述控制器中一單位電容對(duì)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(shí)，從人體逃逸的電荷會(huì)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(huì)向控制器中的單位電容轉(zhuǎn)移，此過程即相當(dāng)于對(duì)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(cè)得，因此可以通過對(duì)單位電容兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)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(jí)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(cè)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(shí)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(gè)與單位電容數(shù)量對(duì)應(yīng)的放電電路。在控制器中的電壓檢測(cè)及比較單元檢測(cè)到單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時(shí)，所述放電電路就啟動(dòng)對(duì)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(shí)間很少。從而，可以保證整個(gè)觸摸識(shí)別過程的精確性。在對(duì)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(dòng)作結(jié)束。
由于電壓檢測(cè)及比較單元在單位電容兩端電壓達(dá)到參考電壓時(shí)會(huì)輸出計(jì)數(shù)信號(hào)， 則在上述手指觸摸或臨近觸摸動(dòng)作結(jié)束時(shí)，電壓檢測(cè)及比較單元將輸出多個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)?；诖?，通過控制器中的計(jì)數(shù)單元就可記錄到相應(yīng)的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值，所述計(jì)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(shí)相應(yīng)按鍵的電荷樣本值。
在獲得各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷樣本值后，就可通過控制器中的識(shí)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(shí)別為被觸摸按鍵。從而，完成本次觸摸識(shí)別過程。
在本發(fā)明觸摸裝置的其他實(shí)施例中，相對(duì)于前述實(shí)施例，還包括
位于多個(gè)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(duì)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(shí)，開啟所述光源。
所述觸摸裝置的實(shí)施例中，由于在按鍵下方增設(shè)了光源，當(dāng)控制器檢測(cè)到某一按鍵對(duì)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(shí)，實(shí)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(shí)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(gè)按鍵，增強(qiáng)了用戶的操作體驗(yàn)，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(shí)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(gè)按鍵時(shí)，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(yàn)進(jìn)一步獲得增強(qiáng)。
以下對(duì)于上述用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)及觸摸按鍵時(shí)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(duì)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(shí)對(duì)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(shí)，電荷就會(huì)有一部分通過人體逃逸。而此時(shí)，所述控制器就會(huì)對(duì)由此產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行檢測(cè)，獲得該按鍵對(duì)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(huì)基于多個(gè)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(shí)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(yàn)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(huì)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(duì)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(duì)應(yīng)了用戶手指靠近觸摸按鍵結(jié)構(gòu)的情況。此時(shí)，由所述控制器開啟位于多個(gè)按鍵下方的光源，以使用戶在黑暗的環(huán)境中看清各個(gè)按鍵。而為了保證后續(xù)對(duì)用戶手指對(duì)按鍵的觸摸識(shí)別的準(zhǔn)確性，所述控制器可以停止對(duì)電荷轉(zhuǎn)移情況的檢測(cè)，即禁止金屬觸摸面板對(duì)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(gè)或多個(gè)按鍵時(shí)，所述控制器可進(jìn)行相應(yīng)的觸摸識(shí)別，在識(shí)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(huì)基于多個(gè)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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)，
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(shí)，所述電荷樣本值的長(zhǎng)期平均值。而判定時(shí)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(duì)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(shí)，
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(gè)方面和實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白本發(fā)明的其它方面和實(shí)施方式。本發(fā)明中公開的多個(gè)方面和實(shí)施方式只是用于舉例說明，并非是對(duì)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(gè)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(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)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(shí)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(xiàng)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(cè)板上的各電極相連，檢測(cè)各電極上的電荷轉(zhuǎn)移情況以獲得對(duì)應(yīng)的電荷樣本值，對(duì)所述觸摸操作進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生識(shí)別控制信號(hào)輸出，所述檢測(cè)包括當(dāng)觸摸按鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，記錄從各電極上轉(zhuǎn)移的電荷總量對(duì)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(duì)應(yīng)的電壓達(dá)到參考電壓的次數(shù)作為所述電極對(duì)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(shí)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(shí)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(gè)單位電容、多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元、計(jì)數(shù)單元、識(shí)別分析單元、輸出單元，其中，多個(gè)單位電容，分別與觸摸按鍵結(jié)構(gòu)中的各電極對(duì)應(yīng)連接；多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元，分別與所述多個(gè)單位電容對(duì)應(yīng)連接，檢測(cè)對(duì)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(shí)，輸出計(jì)數(shù)信號(hào)；計(jì)數(shù)單元，連接多個(gè)電壓檢測(cè)及比較單元，對(duì)各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)，并將各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值發(fā)送至識(shí)別分析單元；識(shí)別分析單元，以各電壓檢測(cè)及比較單元輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值作為各電極對(duì)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(shí)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(shí)別為被觸摸按鍵；將所述識(shí)別信息發(fā)送至輸出單元；輸出單元，基于所述識(shí)別信息產(chǎn)生識(shí)別控制信號(hào)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(gè)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(duì)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(shí)，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(shí)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(gè)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(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；所述金屬按鍵相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)板間的距離小于所述金屬觸摸面板相對(duì)于所述偵測(cè)板的一面與所述偵測(cè)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(shí)別時(shí)的干擾。
文檔編號(hào)H03K17/975GK102522977SQ201110335050
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江蘇惠通集團(tuán)有限責(zé)任公司