力反馈式电容触摸按键结构及采用该结构的键盘制造技术

本发明专利技术公开一种键盘及其所采用的力反馈式电容触摸按键结构，该按键结构包括底板、铺设在底板上且布设有电容感应板，以及设置在电容感应板上方的键帽，所述电容感应板对应于所述键帽位置处设有用于检测用户触摸操作该键帽的电容单元，所述键帽与所述电容感应板之间形成夹层空间，该夹层空间内置有至少一个块状弹性元件，所述弹性元件偏离所述键帽的周边设置，用于向因触摸操作该键帽而产生的朝向所述电容单元的外部作用力提供反作用力。本发明专利技术的按键结构适用于整个键盘中，键盘中的部分或每一个按键均可采用这种按键结构，采用这种按键结构的键盘，按键时具有明显的力反馈效果，有助于用户准确快速地进行按键操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种力反馈式电容触摸按键结构，且涉及采用该结构的一种键盘。
技术介绍
传统的计算机键盘中，多采用带键升降结构及导电触点的方式实现按键操作，导电触点内部的弹性结构能为键帽提供一个反作用力，从而给压按在键帽上的手指提供一种段落式的力反馈，增强使用者对按键触摸的感知效果。这种由键升降结构实现的按键多见于现有技术，最早的键升降结构被本领域技术人员概括为剪刀式结构，后期本申请人曾另辟蹊径提供一种双开式结构，具体请参阅CN101783257A号专利公告。这种传统键盘所采用 的键升降结构构件较多，体积相对较大，使得由此组成的整个按键都无法真正小型化。随着技术的不断演进，电容式触摸感应技术被应用到键盘中，是一种通过检测人体的对触摸传感器电容值的变化，从而确定靠近于传感器的人体(如手指)位置的一种技术，这种技术使得键盘的按键结构变得越来越薄，符合小型化要求。目前这种技术广泛应用于手持式设备，例如微软公司最近推出的surface平板电脑所配置的键盘即运用了此一技术。此外，本申请人于2012年6月21日提交的CN201210208987. 7号专利申请所提供的力反馈按键装置及采用该装置的点选设备，也运用了电容式触摸技术。已公开的采用电容式触摸技术的点选设备的现有技术中，按键结构一般包括底板、电容感应板以及键帽，电容感应板按照公知的各种矩阵排列方式设计好对应于既定的按键布局的电容布局之后，可以以粘固或其它公知方式平铺在底板上，然后，对应按键布局上的各个键位，在电容感应板上方设置键帽。对于每一个按键而言，手指靠近但未触摸其键帽时，人体对键帽与电容感应板之间的空气的存在影响极小，从而对相应的电容的影响也较小，据此可视为按键未触摸或压按；手指触摸并且触摸其键帽时，键帽与电容感应板之间的空气被排出，介质改变，电容也随之变化，显然，据此可以确认按键被触摸或压按。也就是说，只有手指与键帽接触时，才会形成足够的电容变化从而激励该按键产生输入信号。这种结构带来了如何令用户感知触摸或压按的问题，现有技术中多利用震动功能实现触控反馈，即在用户触摸时，导通该按键，由主机软件驱动电机产生震动效果通知使用者，但这种方式耗电且效果不自然；也可以利用键帽自身的弹性特性自行回释，但显然其回释力远远不足以产生可供人体清楚感知的力反馈效果。无合适的力反馈效果的按键，手感不佳，用户便不能实现真正快速的输入，由于快速打字时手指会无意间触碰到按键，所以极易产生误操作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于完善上述不足，提供一种力反馈式电容触摸按键结构，使其实现在被外力进行触摸或压按时能够反馈合适的作用力以供用户感知该触摸或压按操作，并且，以不影响按键结构的外部尺寸为前提。本专利技术的另一目的在于提供一适采用前述的按键结构的键盘，从而为由电容触摸式技术实现的键盘提供一种可实现快速输入的设备。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案本专利技术的力反馈式电容触摸按键结构，包括底板、铺设在底板上且布设有电容感应板，以及设置在电容感应板上方的键帽，所述电容感应板对应于所述键帽位置处设有用于检测用户触摸操作该键帽的电容单元，所述键帽与所述电容感应板之间形成夹层空间，该夹层空间内置有至少一个块状弹性元件，所述弹性元件偏离所述键帽的周边设置，用于向因触摸操作该键帽而产生的朝向所述电容单元的外部作用力提供反作用力。所述弹性元件其一端固定于键帽底面以使弹性元件与该键帽底面相垂直，与该端相对的另一端面向所述电容感应板。较佳的，所述弹性元件具有多个，散列或矩阵式地置于该夹层空间中。所述各弹性元件在键帽与电容感应板的相对方向上的长度相等。进一步，所述弹性元件与所述键帽均为软性材质且一体成型。所述弹性元件具有空心结构，该空心结构连通至该夹层空间。所述弹性元件为截面呈圆柱形或多边柱形的块状，或为半球形的块状。较佳的，所述弹性元件在键帽与电容感应板的相对方向上的长度小于所述键帽与所述电容感应板之间的垂直距离，可用于模拟出段落式力反馈效果。具体的，所述键帽形成于按键套上，该按键套具有与所述电容感应板相贴合固定的基部、相对该基部台阶状高起的按压部，以及用于连接所述基部与按压部的伸缩部，所述按压部和伸缩部构成所述键帽，所述基部、按压部以及伸缩部均一体成型，且伸缩部的厚度小于所述按压部的厚度。所述电容感应板、按键套的按压部和伸缩部共同定义所述夹层空间。本专利技术的键盘，其按照预设的键盘布局形成多个按键，其中至少一个按键采用如前所述的力反馈式电容触摸按键结构。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点首先，通过在键帽与电容感应板之间的夹层空间增设弹性元件，当用户触摸操作该键帽时，给键帽施加朝向电容感应板的作用力，使弹性元件被压迫而积蓄弹性势能，从而提供一个反作用力给键帽并传导到用户手指，由此使得用户获得触摸压按的神经感知，有助于用户的快速输入的实现以及有助于用户确认是否已经正确触摸按键。弹性元件的设置，另一方面的作用是当键帽自身因机械疲劳而塌陷时，可以藉由弹性元件与电容感应板的抵触而使键帽依然与电容感应板维持适当的距离。其次，通过使弹性元件的轴向尺寸小于键帽与电容感应板之间的距离这一特征，用户触摸压按键帽时，前期由于无阻力，可以迅速下按键帽，直至弹性元件抵触电容感应板，此时阻力(由弹性元件释放弹性势能而产生反作用力所致)骤增，其下按键帽的速度会有微小却足以被感知的变化，直至键帽完全被下按到与电容感应板相抵触，这种阻力变化的过程，即可模拟出段落感式力反馈效果，增加用户操作手感，同理有利于优化用户输入速度和按键准确率。再者，通过将弹性元件与键帽一体成型，而键帽又属于键盘按键套的一部分，因而，制造键盘时，可以采用注塑之类的手段一次性形成按键套，非常便于实现，且结构稳定性也较佳。附图说明图I为 本专利技术的键盘的组装结构分解示意图；图2为本专利技术的键盘的组装后一个其所采用的本专利技术的力反馈式电容触摸按键结构的结构示意图；图3为图2所示的力反馈式电容触摸按键结构被触摸下压时的形变效果示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明请参阅图I所揭示的本专利技术的键盘的组装结构示意图，该键盘采用电容式触摸感应技术实现按键操作信号的采集，关于电容式触摸感应技术的原理及具体实现方案，多见于现有技术，且因本专利技术主要涉及按键结构的改进，故恕不就电容式触摸感应技术的具体实现进行详述。在结构上，如图I所示，本专利技术的键盘包括底板I、双面胶2、电容感应板3以及按键套4。其中底板I作为整个键盘的支撑元件，主要起结构上的支承和封装作用，将其余键盘构件容纳在底板I所提供的凹槽(未图示)空间内。所述双面胶2则供电容感应板3与底板I各以一面相固定，本质上是一种常用的连接方式，因而也可被其它方式所替换，例如弃用该双面胶2而采用螺锁、卡扣的方式。所述电容感应板3按照所需要的预设的键盘布局，运用公知技术，以矩阵的方式设置有与按键在位置上相对应的多个电容单元31，当这些电容单元31上方的空气介质被改变时，其电容值将产生变化，即意味着该处存在触摸或按压操作，至于电容单元31如何以矩阵排列以及每个电容单元31的具体由几处电容形成，则存在多种公知实现方式，由此，检测其电容值即可确定该处是否存在按键操作，从而可以实现键盘按键输入的基本功能。当然，在电气上，还有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种力反馈式电容触摸按键结构，包括底板、铺设在底板上且布设有电容感应板，以及设置在电容感应板上方的键帽，所述电容感应板对应于所述键帽位置处设有用于检测用户触摸操作该键帽的电容单元，其特征在于：所述键帽与所述电容感应板之间形成夹层空间，该夹层空间内置有至少一个块状弹性元件，所述弹性元件偏离所述键帽的周边设置，用于向因触摸操作该键帽而产生的朝向所述电容单元的外部作用力提供反作用力。

【技术特征摘要】
1.一种力反馈式电容触摸按键结构，包括底板、铺设在底板上且布设有电容感应板，以及设置在电容感应板上方的键帽，所述电容感应板对应于所述键帽位置处设有用于检测用户触摸操作该键帽的电容单元，其特征在于所述键帽与所述电容感应板之间形成夹层空间，该夹层空间内置有至少一个块状弹性元件，所述弹性元件偏离所述键帽的周边设置，用于向因触摸操作该键帽而产生的朝向所述电容单元的外部作用力提供反作用力。2.根据权利要求I所述的力反馈式电容触摸按键结构，其特征在于，所述弹性元件其一端固定于键帽底面以使弹性元件与该键帽底面相垂直，与该端相对的另一端面向所述电容感应板。3.根据权利要求2所述的力反馈式电容触摸按键结构，其特征在于，所述弹性元件具有多个，散列或矩阵式地置于该夹层空间中。4.根据权利要求2所述的力反馈式电容触摸按键结构，其特征在于，所述各弹性元件在键帽与电容感应板的相对方向上的长度相等。5.根据权利要求2所述的力反馈式电容触摸按键结构，其特征在于，所述弹性元件与所述键帽均为软性材质且一体成型。6.根据权利要求I所述的力反馈式电容触摸按键结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎柏松，
申请(专利权)人：珠海市智迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：