[go: up one dir, main page]

CN107340874B - 触控式键盘 - Google Patents

触控式键盘 Download PDF

Info

Publication number
CN107340874B
CN107340874B CN201710169945.XA CN201710169945A CN107340874B CN 107340874 B CN107340874 B CN 107340874B CN 201710169945 A CN201710169945 A CN 201710169945A CN 107340874 B CN107340874 B CN 107340874B
Authority
CN
China
Prior art keywords
key
touch
conductive
cap
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710169945.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107340874A (zh
Inventor
姚秉洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitake Information Corp
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN107340874A publication Critical patent/CN107340874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107340874B publication Critical patent/CN107340874B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/705—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by construction, mounting or arrangement of operating parts, e.g. push-buttons or keys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/83—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by legends, e.g. Braille, liquid crystal displays, light emitting or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/20—Dynamic coding, i.e. by key scanning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2201/00—Contacts
    • H01H2201/022—Material
    • H01H2201/026—Material non precious
    • H01H2201/028—Indium tin oxide [ITO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2219/00—Legends
    • H01H2219/028—Printed information
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2239/00—Miscellaneous
    • H01H2239/006—Containing a capacitive switch or usable as such

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

一种触控式键盘，包括：多个键帽、多个触键部、多个导电分布、一第一电路板以及一第二电路板。每个键帽上方包含一个触键部其具有一耦合电容。触键部与导电分布及第一电路板呈电性连接状态。第一电路板经由导电分布检测触键部的耦合电容以供产生第一按键信号。第二电路板检测键帽的击键，以供产生第二按键信号。

Description

触控式键盘
技术领域
本发明是关于一种计算机、行动装置或抬头显示设备/头戴显示设备/虚拟现实装置等电算装置的键盘，特别是关于一种同时支持触控操作与击键操作的实体键盘。
背景技术
现有计算机键盘由于仅能以击键(Keystroke，即按压按键)操作方式产生按键信号，对于新兴的触控操作的操作系统无法支持新的操作方式(无法以触摸方式产生按键信号)，当用户在输入数据的中途若有触控操作的需求，必须将手移到外接的触摸板或是触控屏幕上，在触控操作方式流行的今天现有计算机键盘显然力有未逮。
由于近年触控技术兴起，使得触控面板愈益普及，连带改变用户在操作以及数据输入方面的一些习惯，应运而生的一种技术是触控虚拟键盘，就是将触控面板以及虚拟键盘(On-Screen Keyboard)技术两者合而为一，使用者以手指轻轻触摸屏幕上的虚拟键盘按键即可输入数据，并可结合触控手势进行操作(例如触控滑动)。现有触控虚拟键盘虽然可让用户享受触控式操作的便利，然而，其缺乏实体按键的触感与回馈力，对于需要连续大量输入数据的工作者来说并不适合。
上述现有技术各有其缺点，亦即现有技术无法满足使用者需求，因此，实有必要改善现有技术以提出一种具有实体触控按键的键盘装置，可让用户一方面享用实体按键的触感与回馈力以协助输入数据，另一方面享用触控手势操作的便利，当输入数据的中途若有触控操作的需求，不需将手移开键盘即可直接操作，以便弥补现有技术不足之处。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种触控式键盘，其目的在于，用户利用同一个键盘的实体按键既可以击键操作方式产生按键信号，亦可以触摸方式产生按键信号，省却分别利用两个不同装置产生两种按键信号的麻烦。
本发明一实施例提出一种触控式键盘，包括支撑板、多个键帽、多个按键柱、多个导电分布、第一电路板及第二电路板。各键帽包含键帽柱、帽体及触键部。键帽柱连接于帽体。触键部设置于帽体相对于键帽柱的另一侧的接触面，并具有一耦合电容。各按键柱包含相对的固定端与开放端，固定端固接于支撑板，其中按键柱分别与键帽的键帽柱接合。各导电分布对应设置于相接合的键帽与按键柱上，并与键帽的触键部电性连接。第一电路板包含二导线，导线经由导电分布电性连接于触键部，以供检测耦合电容以产生第一按键信号。第二电路板包含多个按键接点及分别对应各按键接点配置的多个弹性件。各弹性件接受对应的键帽柱的挤压，而使得对应的按键接点受力而由常开状态变化为通路状态，以供产生第二按键信号。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
图1为本发明一实施例触键部的分布示意图；
图2为本发明第一实施例键帽的等角立体视图；
图3为本发明第一实施例键帽预留凹槽的等角立体视图；
图4为本发明第一实施例键帽预留凹槽的俯视图；
图5为本发明第一实施例键盘的等角立体视图；
图6为本发明第一实施例键帽至第一电路板拆解示意的等角立体视图；
图7为本发明第一实施例键帽至第一电路板拆解示意的等角立体仰视图；
图8为本发明第一实施例键帽至第二电路板拆解示意的等角立体视图；
图9为本发明第一实施例键帽至第二电路板的剖面图；
图10为本发明第二实施例键帽的等角立体仰视图；
图11为本发明第二实施例键帽至第二电路板拆解示意的等角立体视图；
图12为本发明第二实施例键帽至第二电路板的剖面图；
图13为本发明第三实施例键帽的等角立体视图；
图14为本发明第一、第二与第三实施例的键盘扫描电路与对应电算装置的系统方块图(一)；
图15为本发明第一、第二与第三实施例的键盘扫描电路与对应电算装置的系统方块图(二)；及
图16为本发明第一、第二与第三实施例的触控判断单元的电路图。
其中，附图标记：
10：触键部
10a：第一检测电极
10b：第二检测电极
12a、12b、12c：键帽
121：键帽柱
122：帽体
14：触键部凹槽
16：穿孔
18：键盘
20：支撑板
201：通孔
22a、22b：按键柱
24a、24c：第一导电条
24b、24d：第二导电条
26a、26c：第一导电壁
26b、26d：第二导电壁
28：第一电路板
281：通孔
30a：第一导线
30b：第二导线
32：橡胶帽
34a：上层薄膜电路板
34b：绝缘层
34c：下层薄膜电路板
341、342：接点
343：开孔
36a、36b：第二电路板
38：十字沟槽
40：键轴
411：弹簧
412：铜片
413：轴顶部
414：按键接点
415：隔离分支
42：印刷式电路板
44：微控制单元
46：键盘驱动程序
461：缓冲区
462：第一缓冲区
463：第二缓冲区
48：触控判断单元
50：击键判断单元
52：阀值
54：定时器
55:电容检测电路
56：比较器
58：多任务器
60：键盘扫描电路
62：覆盖层
64：电算装置
66：处理器
具体实施方式
本发明为使用于但不限定于个人计算机(PC/Mac)、笔记本电脑(Laptop/Notebook/Portable Computer)、智能手机(Smartphone)、平板计算机(Tablet PC)、智能电视(Smart TV)、抬头显示设备(Head-Up Display)/头戴显示设备(Head-MountedDisplay)/虚拟现实装置(Virtual Reality Display)、电视游乐器(Video Game Console，或TV Game Console)…等等电算装置(Computing Device)，通讯连接键盘18。所述通讯连接的方式可为无线通信或有线通讯方式。键盘18可设置于电算装置外部而与电算装置连接，或者可内置于电算装置中。
本说明书的图式用以说明本发明的功能及技术特征，并非用以限定本发明的外观造型。
参阅图1，本发明第一实施例触键部10的分布示意图，触键部10由第一检测电极10a与第二检测电极10b两者组合而成，第一检测电极10a与第二检测电极10b彼此不相互导通而且相邻而可形成耦合电容。在一实施例中，第一检测电极10a与第二检测电极10b呈指叉状而相对交错分布。触键部10是由高导电材料所制成。触键部10位于键帽12a的上方外表面(即可供手指触碰的接触面)。为方便说明以及容易辨识，在此第一检测电极10a与第二检测电极10b特以粗黑线表示，本发明并未限定触键部10的颜色。在一些实施例中，触键部10的材料为高导电聚合物(Highly Conductive Polymer)，在工艺中可添加任意颜色的染料，使制成的触键部10与键帽12a为同样的颜色，使两者在外观上犹如一体，较为美观，或是选择对比度高的颜色(如黑与白)分别制作触键部10与键帽12a，使触键部10在视觉效果上有显眼的功效。另外，本发明亦未限定触键部10的外型为如图所示的方型，在一些实施例中触键部10的外型亦可为环型(常见于现有触控电子装置的按键，未描绘)。
参阅图2，本发明第一实施例键帽12a的等角立体视图(Axonometric View)，在此以浮凸的方式表示第一实施例键帽12a上的触键部10，但并非限定触键部10须高于键帽12a的表面。在一些实施例中，键帽12a上方外表面为平整面(即，触键部10内嵌于键帽12a中，使得触键部10与间隙中的键帽12a塑料为同样高度)，不致让使用者有手指触感上的差异。为方便说明，图式省略键帽12a上各键帽12a代表标记，此并非用以限定本发明键帽12a上的印刷标示，实际上，键帽12a上的印刷标示若无采用任何烧蚀或蚀刻工法，不会影响触键部10的正常运作。
接下来请同时参阅图3与图4。图3为本发明第一实施例键帽12a预留凹槽的等角立体视图。图4为本发明第一实施例键帽预留凹槽的俯视图。以下说明键帽12a及触键部10的制作方式，在一些实施例中，键帽12a通过键帽模具以塑料射出成型后，利用化学蚀刻或激光蚀刻工艺，制作出与第一检测电极10a与第二检测电极10b的分布形状相符的触键部凹槽14以及分别位于第一检测电极10a与第二检测电极10b下方的穿孔16。接着，再以填充、涂布或印刷技术将液态的高导电材料注入至触键部凹槽14与穿孔16，并待其固化。或者，可以黏贴方式/组合方式将已成型的固态触键部10(如高导电聚合物，或铜箔片)组装至键帽12a的触键部凹槽14与穿孔16中。在一些实施例中，亦可采用二次射出/二次射出成型(即，DoubleShot Mould Injection/Double Shot Injection Molding，又称二次注塑)工艺，将键帽12a及触键部10以两次的塑料射出成型制作。例如：先利用触键部10包含导电条的模具以高导电材料进行第一次射出，待成型后再加装键帽模具以ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)、PBT(聚丁烯对苯二甲酸脂)或POM(聚缩醛脂)材料进行第二次射出，反之亦可，先以有预留触键部凹槽14以及穿孔16的键帽模具以ABS、PBT或POM进行第一次射出，待成型后再以高导电材料进行第二次射出。通过上述的制作方法，将可在触键部凹槽14与穿孔16中设置高导电材料，并使得键帽12a的上方外表面为平整。在此，前述穿孔16的位置与截面取决于第一检测电极10a与第二检测电极10b之间的分布与间距，同时亦应考虑后续将提及的第一导电条24a及第二导电条24b的所在位置。
参阅图5，本发明第一实施例键盘的等角立体视图，为方便以下说明，此图式的键盘18拔除部份键帽12a，以呈现出键帽12a下方的支撑板20及按键柱22a等结构。在一些实施例中，支撑板20为键盘18的上部外壳(Upper Case)的一部分，即两者为一体，位于键盘18上表面，在另一些实施例中，支撑板20位于键盘18上部外壳的下层，两种实施例的支撑板20皆设置有按键柱22a，且支撑板20与按键柱22a为一体成形。键盘18除了包含键帽12a、支撑板20及按键柱22a之外，还包含第一电路板28、第二电路板36a、弹性件(如键轴40或橡胶帽32)、键盘扫描电路60等元件，于后将再说明。
参阅图6，为本发明第一实施例键帽12a至第一电路板28拆解示意的等角立体俯视图，为了使图式更加清楚，于此未完整绘出支撑板20与第一电路板28的全体。键帽12a呈蕈型，包含位于下端的键帽柱121及连接于键帽柱121的上端的帽体122。按键柱22a为两端开口的空心柱状体。于此以四方柱为例说明，但在一些实施例中，按键柱22a可为其他几何形状的柱体，如圆柱。按键柱22a的下端为固定端，用以固接于支撑板20；上端为开放端，用以容置键帽12a的键帽柱121，而可与键帽柱121接合，使键帽12a经由与按键柱22a组装而固定于键盘18上。键帽柱121可为空心或实心，与此以空心为例。键帽柱121的外侧表面(即与按键柱22a相邻的表面)设置有分别与前述穿孔16位置相对应的第一导电条24a及第二导电条24b。在此，第一导电条24a及第二导电条24b是相对设置，即设置在键帽柱121的相对两面上。按键柱22a的开放端的内壁具有第一导电壁26a与第二导电壁26b，第一导电壁26a与第二导电壁26b的设置位置与键帽柱121的第一导电条24a及第二导电条24b的位置相对应。藉此，在键帽12a组装于按键柱22a上的情形下，第一导电壁26a与第一导电条24a彼此接触而电性连接；第二导电壁26b与第二导电条24b彼此接触而电性连接。第一导电壁26a穿过支撑板20而延伸出支撑板20的底面(即相对于键帽12a的另一面，亦即面对第一电路板28的一面)；第二导电壁26b穿过支撑板20而延伸出支撑板20的底面(即相对于键帽12a的另一面，亦即面对第一电路板28的一面)。
按键柱22a与支撑板20皆以非导电性材料所制作，在一些实施例中，按键柱22a与支撑板20以塑料射出成型，再于按键柱22a内壁黏贴上导电片(即，第一导电壁26a与第二导电壁26b)，例如由高导电聚合物或铜箔所制成的导电片。在一些实施例中，可采用二次射出工艺，先利用支撑板模具以非导电材料(如ABS)进行第一次射出以制作出支撑板20及按键柱22a，待成型后再以高导电材料进行第二次射出以制作出第一导电壁26a与第二导电壁26b。
图7为本发明第一实施例键帽12a至第一电路板28拆解示意的等角立体仰视图。请同时参阅图6与图7，其说明了由键帽12a上的触键部10至第一电路板28之间的导电分布。导电分布是对应设置于相接合的键帽12a与按键柱22a上，并与键帽12a的触键部10电性连接。具体而言，导电分布主要可以由下述的第一导电条24a、第二导电条24b、第一导电壁26a与第二导电壁26b所构成，并电性连接于触键部10与第一导线30a与第二导线30b之间。第一检测电极10a通过穿孔16内的导体与第一导电条24a连接。键帽12a组装至按键柱22a后(键帽12a下端的键帽柱121组装至按键柱22a中)，第一导电条24a即与第一导电壁26a接合，而第一导电壁26a穿过支撑板20而延伸出支撑板20的底面(即面对第一电路板28的一面)。支撑板20下方设有第一电路板28，其邻近于支撑板20的一侧为电路面，而对应键帽12a的位置具有第一导线30a及第二导线30b。当第一电路板28的电路面朝上贴合至支撑板20的下方时，第一导电壁26a即与第一导线30a接合而可导通，藉此可于第一检测电极10a至第一导线30a之间完成一条立体、可活动的导电分布。至于第二检测电极10b至第二导线30b之间的布局与接合方式亦与前述的第一检测电极10a至第一导线30a之间的布局与接合方式相同，同样可形成依序由第二检测电极10b、第二导电条24b、第二导电壁26b至第二导线30b的导电分布，于此不再重复赘述。经完整组装后，当手指未触摸键帽12a时，第一检测电极10a与第二检测电极10b之间具有耦合电容，此时电容值为一固定值，当手指触摸键帽12a后，造成第一检测电极10a与第二检测电极10b之间电荷的改变而使得耦合电容值发生变化。前述触键部10至第一电路板28之间的导电分布即是用以电性连接至触控判断单元48(如图14所示)，以便触控判断单元48经由导电分布检测因使用者触摸键帽12a的触键部10所引起的耦合电容值变化，据以产生按键信号(于后称“第一按键信号””)。
在一些实施例中，为使第一导电条24a与第一导电壁26a之间，及第二导电条24b与第二导电壁26b有良好的接触同时不会因太紧密而影响按键的击键手感，除了精密的尺寸设计与制造，以及考虑导电条与导电壁所制成的材料其摩擦系数问题(在其他相同条件下，当两者相对的摩擦系数愈低时，按键的击键愈滑顺)，导电条与导电壁之间还可添加适量的导电油膏，以增加两者的接合面积、降低摩擦系数并减少气隙的发生，导电油膏为稠化合成油并包含超细导电原料(例如超细铜粉)。
在本实施例中，于按键柱22a内壁的不相邻两侧设有第一导电壁26a与第二导电壁26b(即第一导电壁26a与第二导电壁26b是相对设置)，以对应第一导电条24a及第二导电条24b的位置；在一些实施例中，第一导电壁26a与第二导电壁26b可设在按键柱22a内壁的相邻两侧，或是在内壁的同一侧。唯，若在同一侧，第一导电壁26a与第二导电壁26b互不相接。然而，第一导电壁26a与第二导电壁26b不论是设置在相邻侧或不相邻侧，甚至是在同一侧面，其均须分别与第一导电条24a及第二导电条24b相对应设置。
请同时参阅图8与图9。图8为本发明第一实施例键帽12a至第二电路板36a拆解示意的等角立体视图。图9为本发明第一实施例键帽12a至第二电路板36a的剖面图，沿图4的A-A线的剖视图。前述已说明键帽12a上的触键部10至第一电路板28之间的导电分布，于此不再赘述。第二电路板36a包含多个按键接点及分别对应各按键接点配置的多个弹性件(于此以橡胶帽32为例说明)，各弹性件接受对应的键帽柱121的挤压，而使得对应的按键接点受力而由常开状态变化为通路状态，第二电路板36a便可据以产生一第二按键信号，以下将进一步说明。第二电路板36a可包含依序层叠的上层薄膜电路板34a、绝缘层34b以及下层薄膜电路板34c(此三者合称第二电路板36a，为薄膜电路板)。橡胶帽32则设置在上层薄膜电路板34a上。支撑板20对应于键帽柱121下方的位置还设有通孔201，且第一电路板28对应于键帽柱121下方的位置也设有通孔281，使得键帽12a被按压时，键帽柱121可朝向第二电路板36a移动而通过通孔201、281，进而挤压橡胶帽32。并且，通孔281是位于第一导线30a及第二导线30b之间。其中，上层薄膜电路板34a的电路面朝下并于对应橡胶帽32的下方位置设有接点341，而下层薄膜电路板34c的电路面朝上同样于对应橡胶帽32的下方位置设有接点342，两者的接点341、342(合称“按键接点”)由中间的绝缘层34b隔开，绝缘层34b对应前述按键接点的位置设有一开孔343，即上层薄膜电路板34a与下层薄膜电路板34c的接点341、342为常开状态。当使用者按压键帽12a后，键帽12a下端的键帽柱121即把橡胶帽32往下挤压，使得上层薄膜电路板34a的接点341穿过绝缘层34b的开孔343与下层薄膜电路板34c的接点342接合，成为通路状态。换句话说，按压键帽12a使第二电路板36a的按键接点成为通路状态供使用者以击键操作方式产生按键信号(即，本发明的第二按键信号)，所谓的“击键”包含按键的按压(Key Down)与释放(Key Up)。此实施例适用于薄膜式键盘，即第二电路板36b为薄膜式电路板。
为说明第一导电壁26a及第二导电壁26b穿过支撑板20而延伸出支撑板20的底面，以便与第一导线30a及第二导线30b接合，于此刻意凸显第一导电壁26a及第二导电壁26b的延伸部分，以及第一导线30a及第二导线30b的厚度，造成图式中支撑板20与第一电路板28之间有巨大间隙的错觉，实则支撑板20与第一电路板28为紧密贴合。
在一些实施例中，第一导线30a及第二导线30b直接布线在支撑板20底端相对于按键柱22a的另一面，并与第一导电壁26a及第二导电壁26b导通，亦即在此实施例中第一电路板28是与支撑板20整合在一起，而支撑板20底端涂覆或贴合一层薄膜(即如图9中原本第一电路板28的位置)用以保护支撑板20底端的第一导线30a及第二导线30b。
请参阅图10、图11以及图12，其为本发明第二实施例的示意图，本实施例与第一实施例相同之处以相同的结构与元件符号表示，且不再赘述。图10为本发明第二实施例键帽12b的等角立体仰视图，图11为本发明第二实施例键帽12b至第二电路板36b拆解示意的等角立体视图，图12为本发明第二实施例键帽12b至第二电路板36b的剖面图(如同图4的通过二穿孔16的A-A线的剖视图)。本实施例适用于机械式键盘，即利用键轴40(Key Switch，或Mechanical Switch，又称机械轴)取代前一实施例中的橡胶帽32；并利用印刷式电路板42取代前一实施例中的上层薄膜电路板34a、绝缘层34b以及下层薄膜电路板34c。键轴40的顶端包含轴顶部413，在此实施例中轴顶部413具有十字接点(又称十字轴)为机械式键盘常见的标准接点之一。为了与键轴40的十字接点组合，本实施例键帽12b的键帽柱121下端具有十字沟槽38。在另一些实施例中，键轴40的轴顶部413亦可采一字接点(未描绘)，键帽12b的键帽柱121下端则对应具有一字沟槽(未描绘)。换言之，键帽12b的键帽柱121下端可设置与键轴40的轴顶部413的接点形状配合的沟槽。键轴40内部具有容置空间，而可容纳弹簧411以及二个铜片412，在按压键帽12b前，键轴40具有一隔离分支415，介于此二铜片412之间，使得二铜片412没有导通。当按压键帽12b时键帽12b的键帽柱121下推轴顶部413至该容置空间，进而使得键轴40内部的二个铜片412彼此接触而导通，铜片412分别电连接于印刷式电路板42上的二个按键接点(按键接点414为常开状态)，使得此按键接点414成为通路状态，而产生按键信号(即，本发明的第二按键信号)。尔后，当手指放开键帽12b时，键轴40内的弹簧411将轴顶部413推回原位(初始位置)，而铜片412也随之离开按键接点414。为使键帽12b的轴顶部413可推进至键轴40中，本实施例的第一导电条24c与第二导电条24d较前一实施例短，但仍有足够面积与按键柱22b内壁的第一导电壁26c及第二导电壁26d接合。
为说明第一导电壁26c及第二导电壁26d穿过支撑板20而延伸出支撑板20的底面，以便与第一导线30a及第二导线30b接合，于此刻意凸显第一导电壁26c及第二导电壁26d的延伸部分，以及第一导线30a及第二导线30b的厚度，造成图式中支撑板20与第一电路板28之间有巨大间隙的错觉，实则支撑板20与第一电路板28为紧密贴合。
在一些实施例中，第一导线30a及第二导线30b直接布线在支撑板20底端相对于按键柱22a的另一面，并与第一导电壁26c及第二导电壁26d导通，亦即在此实施例中第一电路板28是与支撑板20整合在一起，而支撑板20底端涂覆或贴合一层薄膜(即如图12中原本第一电路板28的位置)用以保护支撑板20底端的第一导线30a及第二导线30b。
参阅图13，本发明第三实施例键帽12c的拆解示意等角立体视图，字母/数字/符号标示(于此为大写字母“A”)可印刷在键帽12c上与触键部10相邻的侧面(即，面向使用者的一侧)。此外，键帽12c上亦可设置有覆盖层62，以保护触键部10。在一些实施例中，各按键所代表的字母/数字/符号标示可印刷在键帽12c上方(未描绘)，此时可在键帽12c上设置透明或有色的覆盖层62，再于覆盖层上印刷各按键所代表的字母/数字/符号标示。或者，先于键帽12c上印刷各按键所代表的字母/数字/符号标示，再设置透明的覆盖层62。
请同时参阅图14及图16，图14为本发明第一、第二与第三实施例的键盘扫描电路60与对应电算装置64的系统方块图(一)，图16为触控判断单元48的电路图。键盘扫描电路60可以是位于独立于前述第一电路板28与第二电路板36b的电路板上，也可以部分或整体设置在第一电路板28与第二电路板36b上，本发明实施例不限制其位置关系。键盘扫描电路60包含：微控制单元44(Micro Control Unit)、触控判断单元48及击键判断单元50，其可具有个别的电路，或者可整合在一起，例如以单一集成电路(Integrated Circuit，IC)实现。电算装置64包含处理器66与键盘驱动程序46。键盘驱动程序46储存于一储存媒体中，如非挥发性内存、硬盘、固态硬盘或记忆卡等。键盘驱动程序包含缓冲区461。
触控判断单元48包含相连接的定时器54与电容检测电路55。电容检测电路55包含比较器56。电容检测电路55比较电容值变化的方法包含：弛张振荡器感测(或称RC震荡法)、充放电转换(Charge Transfer，或称充放电比较)，或连续近似法(或称电容耦合模拟转换，利用电容对电压转换器及模拟数字转换器)。如采用弛张振荡器感测，则定时器54用以计算RC震荡的频率或周期。如采用充放电转换或连续近似法，则定时器54用以计数耦合电容的充放电时间。触控判断单元48电连接至对应于每一个键帽12a、12b、12c的导线30a、30b，用以根据一阀值52比较各个键帽12a、12b、12c的耦合电容值的变化(实质上亦可为对应端电压的变化或震荡频率/周期变化)，而在变化超过阀值52时判断为检测到键帽12a、12b、12c表面被触碰，并产生第一按键信号。阀值52可通过分压电路来设定为特定电压值(于此未详细绘出)，或者可以数字方式将经模拟数字转换后的耦合电容值(或者为端电压值或震荡频率)与设定为特定数值的阀值相比较。
微控制单元44通过键盘驱动程序46将该第一按键信号储存至缓冲区461，并发送中断请求(Interrupt Request)至电算装置64的处理器66。第一按键信号包含对应此键帽12a、12b、12c的编码。接着，电算装置64的处理器66响应中断请求自缓冲区461读取第一按键信号，而可得知哪一个键帽12a、12b、12c被触碰。缓冲区461采用先进先出(FIFO，First-in First-out)的队列架构。
击键判断单元50电连接至对应于每一个键帽12a、12b、12c的接点341、342或称按键接点414，用以检测接点341、342或称按键接点414因击键而由常开状态变化为通路状态，据以产生第二按键信号，微控制单元44通过键盘驱动程序46将该第二按键信号储存至缓冲区461，并发送中断请求至电算装置64的处理器66。第二按键信号包含对应此键帽12a、12b、12c的编码。接着，电算装置64的处理器66响应中断请求自缓冲区461读取第二按键信号，而可得知哪一个键帽12a、12b、12c被击键。
在一些实施例中，如图15所示，相较于图14的差异是，于此是以两个独立的第一缓冲区462与第二缓冲区463取代前述的缓冲区461。亦即，第一按键信号与第二按键信号各自储存于第一缓冲区462及第二缓冲区463，用以供电算装置64的处理器66读取时区别第一缓冲区462及第二缓冲区463内的数据类别。
在一些实施例中，第一按键信号储存至专属的第一缓冲区462后，不以发送中断请求的方式通知电算装置64的处理器66，而是电算装置64的处理器66以轮询(Polling)方式每隔一段时间自动读取专属于第一按键信号的第一缓冲区462。同样地，第二按键信号储存至专属的第二缓冲区463后，也可由电算装置64的处理器66以轮询(Polling)方式每隔一段时间自动读取专属于第二按键信号的第二缓冲区463。
在一些实施例中，触控判断单元48进一步包含一个多任务器58(Multiplexer)，电连接电容检测电路55，以让全部或部分的触键部10共同使用定时器54与电容检测电路55，可节省定时器54与电容检测电路55的重复设置。
在一些实施例中，第一电路板28上连接至对应各个键帽12a、12b、12c的第一导线30a、第二导线30b的布线是采用矩阵式架构，以通过行列扫描方式检测对应各个键帽12a、12b、12c的耦合电容值，以提高触控判断单元48的接脚利用效率。亦即，采用矩阵式架构可大幅减少触控判断单元48和各键帽12a、12b、12c上触键部10之间的导线联机数量。
需注意，本发明的实施例并非限制键盘18的所有按键均必须为上述结构的组成，若有部分按键不需具有触碰功能，亦可采用现有的一般按键结构即可。此外，前述触键部10与导电分布(即第一导电条24a、24c、第二导电条24b、24d、第一导电壁26a、26c与第二导电壁26b、26d)可由高导电材料所制成，例如：氧化铟锡(ITO)、高导电聚合物(HighlyConductive Polymer)、奈米银线(Silver Nanowires)、金属网格(Metal Mesh)、石墨烯(Graphene)、奈米碳管(Carbon Nanotubes)…等。
综上所述，本发明实施例提出的键盘18利用第一电路板28以及第二电路板36a、36b分别接收触碰后产生的第一按键信号以及击键后产生的第二按键信号，用户利用同一个键盘18的实体按键既可以击键方式操作，亦可以触摸方式操作，省却分别利用两个不同装置产生两种按键信号的麻烦。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种触控式键盘，其特征在于，包括：
一支撑板，包含多个第一通孔；
多个键帽，各该键帽包含一键帽柱、一帽体及一触键部，该键帽柱连接于该帽体，该触键部设置于该帽体相对于该键帽柱的另一侧的一接触面并具有一耦合电容；
多个按键柱，各该按键柱包含相对的一固定端与一开放端，该固定端固接于该支撑板，其中该些按键柱分别与该些键帽的该键帽柱接合；
多个导电分布，各该导电分布对应设置于相接合的该键帽与该按键柱上，并与该键帽的该触键部电性连接；
一第一电路板，包含多个导线以及多个第二通孔，每个该第一通孔及每个该第二通孔分别对应该些按键柱设置的下方设置，每二个该导线分别与该些键帽对应设置且位于对应的该第二通孔外围，每二该个导线经由该导电分布电性连接于该触键部，以供检测该耦合电容以产生一第一按键信号；以及
一第二电路板，包含多个按键接点及分别对应各该按键接点配置的多个弹性件，各该键帽被按压时，对应的该 键帽柱朝向该第二电路板移动而通过对应的该第一通孔及该第二通孔进而挤压对应的该弹性件，各该弹性件接受对应的该键帽柱的挤压，而使得对应的该按键接点受力而由常开状态变化为通路状态，以供据以产生一第二按键信号；
其中，各该键帽更包含二导电条，设置于该键帽柱的外侧表面，该帽体具有二穿孔，以供该触键部分别经由该二穿孔电连接至该二导电条，各该按键柱更包含二导电壁，设置于该按键柱的该开放端的内壁，该二导电壁分别电性连接该二导电条，且穿过该支撑板而延伸出该支撑板的底面以分别与该第一电路板的各二个导线分别电性连接，使该二导电条与该二导电壁形成立体、可活动的该导电分布。
2.如权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，该键盘更包括一键盘扫描电路，包含：
一触控判断单元，电连接至对应于该些键帽的该些导线，以分别经由该些导电分布检测该些耦合电容以产生该第一按键信号；及
一击键判断单元，电连接至对应该些键帽的该些按键接点，以分别检测该些按键接点由常开状态变化为通路状态，据以产生该第二按键信号。
3.如权利要求2所述的触控式键盘，其特征在于，该键盘扫描电路更包含：
一微控制单元，通过一键盘驱动程序将该第一按键信号与该第二按键信号储存至一电算装置的一缓冲区，并发送一中断请求至该电算装置的一处理器，使该电算装置的该处理器读取该缓冲区中储存的该第一按键信号与该第二按键信号。
4.如权利要求2所述的触控式键盘，其特征在于，该键盘扫描电路更包含：
一微控制单元，通过一键盘驱动程序将该第一按键信号储存至电算装置的一第一缓冲区，并将该第二按键信号储存至该电算装置的一第二缓冲区，该电算装置的处理器以轮询方式读取该第一缓冲区中储存的该第一按键信号与该第二缓冲区中储存的该第二按键信号。
5.如权利要求2所述的触控式键盘，其特征在于，该触控判断单元进一步包含一电容检测电路，用以于该耦合电容值的变化超过一阀值时产生该第一按键信号。
6.如权利要求5所述的触控式键盘，其特征在于，该触控判断单元进一步包含一多任务器，以让全部或部分的该些触键部共同使用该电容检测电路。
7.如权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，该第一电路板上连接至对应各该键帽的该些导线的布线是采用一矩阵式架构。
8.如权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，该触键部与该导电分布是由一高导电材料所制成，该高导电材料为：一氧化铟锡、一高导电聚合物、一奈米银线、一金属网格、一石墨烯或一奈米碳管。
9.如权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，更包含多个覆盖层，分别设置在该些键帽的该触键部上。
10.权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，该键帽上与该触键部相邻的侧面上印刷有字母、数字或符号标示。
11.如权利要求1所述的触控式键盘，其特征在于，该第一电路板与该支撑板整合在一起，各该二导线设置于该支撑板相对于该按键柱的另一面。
CN201710169945.XA 2016-04-29 2017-03-21 触控式键盘 Active CN107340874B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105113615A TWI681426B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 觸控式鍵盤
TW105113615 2016-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107340874A CN107340874A (zh) 2017-11-10
CN107340874B true CN107340874B (zh) 2021-04-06

Family

ID=60158490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710169945.XA Active CN107340874B (zh) 2016-04-29 2017-03-21 触控式键盘

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9997309B2 (zh)
CN (1) CN107340874B (zh)
TW (1) TWI681426B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI661449B (zh) * 2018-01-29 2019-06-01 達方電子股份有限公司 鍵帽結構及其按鍵
TWI636471B (zh) * 2018-04-09 2018-09-21 褚錦雄 具有雙感應模式之按壓開關
WO2019205168A1 (zh) * 2018-04-28 2019-10-31 华为技术有限公司 一种键盘及电子设备
TWI686828B (zh) * 2018-08-31 2020-03-01 群光電子股份有限公司 鍵盤
CN110879664B (zh) * 2018-09-06 2023-06-13 群光电子股份有限公司 键盘
TWI725748B (zh) * 2020-02-21 2021-04-21 達方電子股份有限公司 撓性電路板連接端及薄膜電路板
CN113539715A (zh) * 2020-04-14 2021-10-22 褚锦雄 可插拔的多功能按压开关
CN113534964A (zh) * 2020-04-20 2021-10-22 富泰华工业（深圳）有限公司 键盘及其制作方法
CN113641249B (zh) * 2020-05-11 2024-04-02 重庆达方电子有限公司 触控键盘及其键盘触控电极模块
TWI767752B (zh) * 2021-06-11 2022-06-11 謝逸帆 推式複合鍵帽
CN113703612B (zh) * 2021-08-30 2023-09-22 业成科技（成都）有限公司 触控按键及触控装置
WO2024032547A1 (zh) * 2022-08-09 2024-02-15 广州虚线电子有限公司 一种触控键帽、键盘及键盘触控输入组件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2742499Y (zh) * 2004-08-12 2005-11-23 郦东 一种用户界面装置及其便携式终端
CN101930866A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 毅嘉科技股份有限公司 具有触控功能的机械键盘
CN102436309A (zh) * 2011-12-22 2012-05-02 苏州巴米特信息科技有限公司 一种键盘电路
CN103677283A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 义隆电子股份有限公司 具有触控板按键的键盘
CN104898852A (zh) * 2014-03-07 2015-09-09 致伸科技股份有限公司 具有触控功能的键盘装置
CN105516845A (zh) * 2014-10-10 2016-04-20 瑞昱半导体股份有限公司 音频编码单元、可携式电子装置和按键控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421432A (en) * 1981-09-04 1983-12-20 Honeywell Inc. Key switch cap mounting arrangement
GB2413011B (en) * 2003-12-24 2006-01-18 Dale Mcphee Purcocks Keyboards
US10459564B2 (en) * 2009-11-13 2019-10-29 Ezero Technologies Llc Touch control system and method
US20150340176A1 (en) * 2012-04-12 2015-11-26 Chang-Lung Wu Keyboard having touch mode and character mode and method for operating the same
TW201421518A (zh) * 2012-11-21 2014-06-01 Primax Electronics Ltd 發光鍵盤
TWI465965B (zh) * 2012-12-19 2014-12-21 Primax Electronics Ltd 發光觸控鍵盤
TWI539367B (zh) * 2014-03-07 2016-06-21 致伸科技股份有限公司 具有觸控功能之鍵盤裝置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2742499Y (zh) * 2004-08-12 2005-11-23 郦东 一种用户界面装置及其便携式终端
CN101930866A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 毅嘉科技股份有限公司 具有触控功能的机械键盘
CN102436309A (zh) * 2011-12-22 2012-05-02 苏州巴米特信息科技有限公司 一种键盘电路
CN103677283A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 义隆电子股份有限公司 具有触控板按键的键盘
CN104898852A (zh) * 2014-03-07 2015-09-09 致伸科技股份有限公司 具有触控功能的键盘装置
CN105516845A (zh) * 2014-10-10 2016-04-20 瑞昱半导体股份有限公司 音频编码单元、可携式电子装置和按键控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9997309B2 (en) 2018-06-12
TW201738917A (zh) 2017-11-01
CN107340874A (zh) 2017-11-10
US20170316899A1 (en) 2017-11-02
TWI681426B (zh) 2020-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107340874B (zh) 触控式键盘
CN107391059B (zh) 屏幕键盘的显示方法及非暂态计算机可读取媒体
CN103513838B (zh) 可携式电子装置及其按键垫
CN105706206B (zh) 无控制器的快速触感反馈键盘
CN103713742B (zh) 电容式触控键盘
US9638731B2 (en) Capacitive touch keyboard
TWI698774B (zh) 鍵盤觸控指令之產生方法及其電腦程式產品與非暫態電腦可讀取媒體
TW201327273A (zh) 觸控按鍵模組及其模式切換方法
CN202404524U (zh) 触控键盘的按压感测构造
TW201633069A (zh) 輸入裝置、鍵盤及電子機器
CN104240999B (zh) 键盘装置
CN101930866A (zh) 具有触控功能的机械键盘
CN104898852B (zh) 具有触控功能的键盘装置
CN100359450C (zh) 能够引发按键感觉的触控板
US20140092060A1 (en) Touch panel
CN103779121B (zh) 薄型压力式按键结构
CN102036515A (zh) 电子装置的机壳结构
TW202249047A (zh) 鍵盤裝置及其按鍵結構
CN206003668U (zh) 按键装置及键盘
TWI532066B (zh) 鍵盤模組
CN220874523U (zh) 触压感应模组、耳机及电子装置
CN110941348A (zh) 具有显示功能的模块化键盘
CN202306519U (zh) 虚拟键盘辅助输入装置
WO2007089049A1 (en) Keyboard for notebook computer using one body style keypad
US8648810B2 (en) Integrated input apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 6 / F, 4 / F, No.1, Section 1, Chongyang Road, Sanjiang District, Xinbei, Taiwan, China

Applicant after: Yao Bingyang

Address before: 3 / F, Lane 2, Lane 70, Section 2, Heping West Road, longxingli, Zhongzheng District, Taipei, Taiwan, China

Applicant before: Yao Bingyang

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230607

Address after: Taiwan, Taipei, China new North Road, paragraph 39, No. 11, building two

Patentee after: MITAKE INFORMATION Corp.

Address before: 6 / F, 4 / F, No.1, Section 1, Chongyang Road, Sanjiang District, Xinbei, Taiwan, China

Patentee before: Yao Bingyang