CN202404524U - 触控键盘的按压感测构造 - Google Patents

Abstract

触控键盘的按压感测构造，包括一压电式触控板及一压电式振动模块，其中：压电式触控板包括塑料材质的下基板；叠置在下基板上的第二导电层；相互间隔地布设在第二导电层上的若干按压结构，均具有感测层、接触层及连接层，感测层叠置在第二导电层上，接触层叠置在感测层上，且接触层由压阻材料或压电材料所制成，而连接层叠置在接触层上；设置在所有按压结构上的第一导电层；以及为塑料材质且叠置在第一导电层上的上基板；压电式振动模块包括一微控单元、一转换器及至少一压电式振动器，压电式振动模块与压电式触控板电气相接；当按压结构的接触层中的电阻值或电压、电流值超过所设定阀值时，产生一按键信号及反馈信号，进而达到由振动的提示作用。

Description

触控键盘的按压感测构造

技术领域

本实用新型是有关于一种键盘的感测构造，特别是指一种具压电式振动模块的触控键盘的按压感测构造。

背景技术

近年来，触控板及触控屏幕作为指令输入工具已广泛应用于移动电话、电脑等电子产品。以触控屏幕为例，使用者可以方便地使用手接触该触控屏幕以输入指令。另外，以装设在键盘上的触控板为例，使用者可以用手指轻触触控板或是在上面滑动，以类似鼠标操作的方式，向电脑发出操作指令。

触控板及触控屏幕通常有电阻式、电容式、超音波式及红外线式等多种类型，其中又以电阻式触控板的产品最多，电阻式触控板的设计主要又可区分为四线式、五线式、八线式。而四线式触控板因为成本及技术层面较为成熟等有利因素，几乎是所有触控板业者最基本的生产规格，其基本架构为一氧化铟锡导电玻璃(Indium Tin OxideGlass，ITO Glass)，一导电薄膜(ITO Film)，一般而言，氧化铟锡导电玻璃与导电薄膜导通后均使用+5V电压，及一位于二者之间的绝缘间隙子(Spacer)，其目的在于将氧化铟锡导电玻璃与导电薄膜进行支撑与分开，以避免无触摸时因导通造成短路而产生误触动作。

而一般电阻式触控面板是利用分别设置在上基板(包括第一导电层)的第一感测层与设置在下基板(包括第二导电层)的第二感测层之间非接触式而悬空的结构，在使用者按压时，必须使第一感测层与第二感测层接触，才会产生信号给微控单元进行后续动作，若是按压的施力太小导致第一感测层与第二感测层并未接触到，就无法发出信号给微控单元，造成无动作的现象发生，且没有反馈信号给振动器以产生提示振动，使用者可能会以为触控面板产生问题或是接触不良等，对使用者而言会认为产品有问题，对制造商而言在商誉上也容易受损。

有鉴于此，本案发明人以其所申请并经中国台湾智慧财产局核准的中国台湾新型专利第M395206号为基础及其多年从事电脑键盘的制造及设计实务经验，而积极研究改良，并经多次实物样品制作及测试，进而具体改良现有键盘的上述缺点，终致完成本实用新型。

实用新型内容

因此，为了解决上述问题，本实用新型目的为在于提供一种以压阻材料或压电材料的中间层作为对第一导电层与第二导电层直接进行夹层支撑，并借以发出按压信号，而不会有按压后无触动反馈信号的情况，以增进触控式键盘的使用效果。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种触控键盘的按压感测构造，其包括一压电式触控板及一压电式振动模块，其中：该压电式触控板包括一下基板，其为塑料材质所制；一第二导电层，叠置在该下基板上；若干按压结构，相互间隔地布设在该第二导电层上，各该按压结构具有一感测层、一接触层及一连接层，该感测层叠置在该第二导电层上，该接触层叠置在该感测层上，且该接触层由压阻材料或压电材料所制成，而该连接层叠置在该接触层上；一第一导电层，设置在该按压结构上；以及一上基板，其由塑料材质所制成，且叠置在该第一导电层上；而该压电式振动模块包括一微控单元、一转换器及至少一压电式振动器，该压电式振动模块与该压电式触控板电气相接。

作为优选，该微控单元接收该压电式触控板的电信号后，经该转换器而启动该压电式振动器。

作为优选，该压电式振动器内部具有一压电式振动片。

作为优选，该触控键盘的按压感测构造还包括若干间隙子，其分别地设置在各该按压结构之间，且叠置在该第二导电层上，各该间隙子通过一框胶层而与该第一导电层连接。

作为优选，该触控键盘的按压感测构造还具有一底板，其叠置在该压电式触控板底部，且该底板用于组装该压电式振动模块。

作为优选，该触控键盘的按压感测构造还包括一印刷层，其设置在该上基板上，该印刷层上印制有若干键盘符号或数字。

作为优选，各该符号或数字相对应一个或一个以上的按压结构位置设置。

作为优选，该上基板与该下基板的塑料材质为聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)。

作为优选，该感测层由感测材质所制成。

本实用新型具有如下有益效果：

1、使用者可直接在触控面板上的虚拟键直接输入信息，无需再连接一般的输入键盘，缩小了整体体积；

2、与现有电阻式触控面板中两感测层之间为非接触的悬空结构相比，本实用新型触控键盘的按压感测构造的压电式触控板中的按压结构为直接与第一导电层及第二导电层接触并支撑，故可不使用或使用少量的间隙子进行上基板及下基板之间的支撑，借以降低成本，且可避免使用者因施力过小所造成无动作的状况发生，还能达到按压触控键盘的振动提示信号的效果。

附图说明

图1是本实用新型触控键盘的按压感测构造的按压感测构造的立体分解图。

图2是本实用新型触控键盘的按压感测构造的按压感测构造沿图1的A-A剖线的剖视图。

图3是本实用新型触控键盘的按压感测构造的微控单元处理反馈信号的方框图。

图4是本实用新型按压于上基板印刷层的单个字键与其相对应一个按压结构的按压状态剖视图。

图5是本实用新型按压于上基板印刷层中单个字键与其相对应的多个按压结构的按压状态剖视图。

主要附图标记说明

1压电式触控板

2下基板

3第二导电层

4按压结构

41感测层

42接触层

43连接层

5第一导电层

6上基板

7压电式振动模块

71微控单元

72转换器

73压电式振动器

731压电式振动片

80底板

91间隙子

92框胶层

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例做详细说明：

如图1及图2所示，其中，图1是本实用新型触控键盘的按压感测构造的立体外观图，图2是本实用新型触控键盘的按压感测构造从图1的A-A剖线的剖视图。

本实用新型的触控键盘的按压感测构造包括一压电式触控板1及一压电式振动模块7，其中：

该压电式触控板1包括一下基板2、一第二导电层3、若干按压结构4、一第一导电层5以及一上基板6。

该下基板2为塑料材质所制成，例如聚对苯二甲酸乙二醇脂(Polyethylene Terephthalate，PET)，但并不以此为限；而该第二导电层3叠置在该下基板2上。

各该按压结构4相互间隔地布设在该第二导电层3上，并具有一感测层41、一接触层42及一连接层43，其中，该感测层41由感测材质(如导体、半导体等)所制成，且叠置在该第二导电层3上，该接触层42叠置在该感测层41上，且该接触层42是由压阻材料或压电材料所制成，而该连接层43叠置在该接触层42上。

由于该接触层42是由压阻材料制成而具有压阻效应，即指当该接触层42感测组件受到外界压力作用于其上时，其电阻值会随之改变，尤其当以半导体材料作为感测组件材质时，阻值变化较其它材质更为显著；另外，当该接触层42由压电材料制成时，压电材料的特性为具有压电效应(piexoelectrics)而属一种机械能与电能互换的现象，而压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式，使得材料有应力场与电场耦合的效应，压电效应有两种，即正压电效应(directpiezoelectric effect)及逆压效应(converse piezoelectriceffect)，其中，正压电效应是将机械能转换为电能，当对压电材料施以物理压力时，材料体内之电偶极矩会因压缩而变短，此时压电材料为抵抗这变化会在材料表面产生正负电荷以保持原状，即产生电压或电流信号，本实用新型即利用此种原理；而逆压效应将电能转为机械能，当在压电材料表面施加电场(电压)，因电场作用时电偶极矩会被拉长，压电材料为抵抗变化而沿电场方向伸长。

第一导电层5设置在所有按压结构4上，而上基板6的材质与下基板2相同，是由如PET的塑料材质所制成，且叠置在第一导电层5上。

另外，在该上基板6上更可叠置一印刷层(图中未示出)，印制有若干键盘按键字母符号及数字，为了适应不同使用者的手指大小，各个按键字母符号及数字为相对应单一个按压结构4而设置，或者是相对应多个按压结构4而设置，意即单个按键字母符号或数字与其相对应一个按压结构4，形成代表其符号或数字的虚拟键，或者是单个按键字母符号或数字与其相对应的多个按压结构4，为代表其符号或数字的虚拟键。

为使该上基板6与下基板2之间的间距能更加稳固，因此本实用新型触控键盘的按压感测构造的压电式触控板1还包括若干间隙子(spacer)91，其分别地设置在各该按压结构4之间，且叠置在该第二导电层3上，各该间隙子91是通过一框胶层92而与该第一导电层5连接。

而该压电式振动模块7包括一微控单元(MCU-micro controlunit)71、一转换器(inverter)72及至少一压电式振动器73，该压电式振动模块7与该压电式触控板1电气相接，而该压电式振动模块7是通过该微控单元71接收处理该压电式触控板1的信号，并经由该转换器72对信号电压频率调变处理后，进而启动该压电式振动器73，该压电式振动器73内部具有一压电式振动片731，当接收到电压信号后，会因压电效应使该压电式振动片731产生机械变形而伸展及收缩，借此特性使得该压电式振动片731产生振动，使使用者在按压字键后，将感受到该压电式振动器73的反馈振动，另外，该压电式触控板1底部还叠置有一底板80，该底板80的适当位置处可供该压电式振动模块7组设及固定，并可提供该压电式触控板1支撑及保护的效果。

请参考图3，其表示本实用新型触控键盘的按压感测构造通过一微控单元71处理反馈信号的方框图；该按压结构4中的感测层41可电性连接一微控单元71，且该微控单元71电性连接信号的转换器72，该转换器72电性连接该压电式振动器73，则该微控单元71经过该转换器72而可控制启动该压电式振动器73，使每次按压字键时，能够产生振动的效果，其详细操作将在下文作详细描述。

如图4及图5所示，其中，图4是本实用新型施力于该上基板6印刷层的单个符号数字键与其相对应一个按压结构4时的剖视图，图5是本实用新型施力于该上基板6印刷层的单个符号数字键与其相对应的多个按压结构4时的剖视图。

当使用者以手指按压施力于该上基板6印刷层的单个符号或单个数字与其相对应一个按压结构4的虚拟键时(如图4所示)，因该接触层42受施力而被压缩，以该接触层42为压阻材料为例，则该接触层42的电阻值会有所改变，而该感测层41会感测到该接触层42电阻值的压阻变化的状态，当其超过所设定阀值时则会传输一对应的按键信号至一处理器或电脑主机(图中未示出)，而其电阻值的压阻变化阀值可由处理器的软件调整设定，以适应使用者的手指施力的力道触感需求；此外，当其超过所设定阀值时则会产生一反馈信号(如图3所示)，而发送信号至该压电式振动模块7的该微控单元71，并由该微控单元71经该转换器72转换信号以控制启动该压电式振动器73，使得该压电式振动器73内的该压电式振动片731振动而产生振动效果，进而达到振动提示传输按键信号的作用。

相同地，当使用者以手指按压施力于印刷层中单个符号或单个数字与其相对应多个按压结构4的虚拟键时(如图5所示)，因多个接触层42受施力而被压缩，以接触层42为压阻材料为例，则接触层42的电阻值会有所改变，而该感测层41会感测到该多个接触层42电阻值的压阻变化的状态，当其超过所设定阀值时则产生反馈信号，进而能发送按压触动的振动提示信号。

因此，借由上述结构，使用者可直接在触控面板上的虚拟键直接输入信息，无需再连接一般的输入键盘，以缩小整体体积；且与现有电阻式触控面板中两感测层之间为非接触的悬空结构相比，本实用新型触控键盘的按压感测构造的压电式触控板1中的按压结构4为直接与第一导电层5及第二导电层3接触并支撑，故可不使用或使用少量的间隙子91进行上基板6及下基板2之间的支撑，藉以降低成本，且可避免使用者因施力过小所造成无动作的状况发生，还能达到按压触控键盘的振动提示信号的效果。

以上所述实施例为用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型，因此数值的变更或等效组件的置换仍应属于本实用新型的范畴。

Claims (8)

1.一种触控键盘的按压感测构造，包括一压电式触控板及一压电式振动模块，其特征在于：

该压电式触控板包括：

一下基板，为塑料材质所制；

一第二导电层，叠置在该下基板上；

若干按压结构，相互间隔地布设在该第二导电层上，各该按压结构具有一感测层、一接触层及一连接层，该感测层叠置在该第二导电层上，该接触层叠置在该感测层上，且该接触层由压阻材料或压电材料所制成，而该连接层叠置在该接触层上；

一第一导电层，设置在该按压结构上；以及

一上基板，由塑料材质所制成，且叠置在该第一导电层上；

该压电式振动模块包括：一微控单元、一转换器及至少一压电式振动器，该压电式振动模块与该压电式触控板电气相接。

2.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，该微控单元接收该压电式触控板的电信号后，经该转换器而启动该压电式振动器。

3.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，该压电式振动器内部具有一压电式振动片。

4.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，还包括若干间隙子，其分别地设置在各该按压结构之间，且叠置在该第二导电层上，各该间隙子是通过一框胶层而与该第一导电层连接。

5.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，还具有一底板叠置在该压电式触控板底部，且该底板供组装该压电式振动模块。

6.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，还包括一印刷层，其设置在该上基板上。

7.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，该上基板与该下基板的塑料材质为聚对苯二甲酸乙二醇脂。

8.如权利要求1所述的触控键盘的按压感测构造，其特征在于，该感测层由感测材质所制成。 

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