CN103226418B - 带按键开关的电容式触摸板 - Google Patents

Abstract

本发明提供带按键开关的电容式触摸板，能够提高触摸薄板与检测电极之间的介电常数，并且能够将触摸薄板与检测电极之间的距离保持为恒定。带按键开关的电容式触摸板的按键开关与电容式触摸板成为一体，电容式触摸板具有形成有检测电极（44）的多层印刷基板（42）、硬质电介质板（46）以及触摸薄板（40），按键开关具有在形成与形成有检测电极（44）的多层印刷基板（42）的区域相同的区域中的金属弹片开关（52）、与金属弹片开关（52）对应而显示于触摸薄板（40）的表面的按键以及设于触摸薄板（40）与金属弹片（58）之间并且当按键被按下时按下金属弹片（58）的金属弹片按下部件（74）。

Description

带按键开关的电容式触摸板

技术领域

本发明涉及构成电子设备的输入操作部的输入装置，尤其涉及金属弹片开关与电容式触摸板成为一体的构造的带按键开关的触摸板。

背景技术

电子设备、例如近几年的数字电视播放接收装置多功能化，在作为这样的数字电视播放接收装置的输入装置的遥控器上，除了按键开关，还设置电容式触摸板。

按键开关用于频道选择、指示器操作等，电容式触摸板用于指示器操作、文字输入、页面切换等的输入。

在遥控器的操作面，按键开关与电容式触摸板不在不同的区域设置，而是按键开关与电容式触摸板成为一体的构造，即、在触摸板的区域内设置按键开关。

专利文献1中公开了具备这样的带按键开关的触摸板的遥控器的一个例子。该遥控器具备带按键开关的电容式触摸板，该带按键开关的电容式触摸板构成为，作为指示器的方向按键开关以及决定按键开关而发挥功能的多个金属弹片开关、与电容式触摸板成为一体。

对于该带按键开关的电容式触摸板而言，如图7所示，在多层印刷基板10上，形成有触摸板用检测电极（未图示），并在多层印刷基板10上，载置并固定有金属弹片开关12。这样的多层印刷基板10的整个面被橡胶薄板14覆盖。橡胶薄板14的周围通过双面粘结胶带16而粘结于多层印刷基板10。

在橡胶薄板14上，设有具有按键18的带按键的触摸薄板20。触摸薄板20是用于在电容式触摸板的输入时与手指接触的薄板。由于需要按下按键18，所以触摸薄板20不是由硬质的材料构成，而是由具有弹性的材料构成。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-82713号公报

专利文献1中所公开的以往的带按键开关的电容式触摸板具有如下课题。

（1）电容式触摸板的检测精度

为了提高电容式触摸板的检测精度，需要将形成于多层印刷基板10的检测电极与触摸薄板20之间的介电常数维持为高的水平，并且，需要将检测电极与触摸薄板20之间的距离保持为恒定。

对于以往的带按键开关的电容式触摸板而言，在检测电极与触摸薄板20之间设有橡胶薄板14。作为橡胶薄板14的材料而优选的硅橡胶的介电常数低，为3.0～3.5，除此之外，为了良好地按下按键18，需要在金属弹片开关12与触摸薄板20之间设置比金属弹片开关12的直径大的空间，从而无法将检测电极与触摸薄板20之间的介电常数维持为高的水平。

另外，对于以往的带按键开关的电容式触摸板而言，输入时，根据手指的接触状况，来按压橡胶薄板14，从而无法将检测电极与触摸薄板20之间的距离保持为恒定。

因此，以往的带按键开关的触摸板有检测精度低的课题。

（2）按下金属弹片开关12时的点击感

以往的带按键开关的触摸板中，当按下按键18时，隔着橡胶薄板14而按下金属弹片开关12。由于橡胶薄板14具有弹性，所以当按下按键18时，与直接按下金属弹片开关12的情况相比，有点击感降低的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供解决上述课题的带按键开关的触摸板。

本发明是按键开关与电容式触摸板成为一体的带按键开关的电容式触摸板，所述电容式触摸板具有：印刷基板，其形成有检测电极；硬质电介质板，其设在所述检测电极上；以及弹性触摸薄板，其设在所述硬质电介质板上，所述按键开关具有：多个金属弹片开关，它们形成在与形成有所述检测电极的所述印刷基板的区域相同的区域中；多个按键，它们分别与所述多个金属弹片开关对应，并显示在所述弹性触摸薄板的表面；以及多个金属弹片按下部件，它们设于所述弹性触摸薄板与金属弹片之间，当所述按键被按下时按下对应的金属弹片开关的金属弹片。

本发明的效果如下。

根据本发明的带按键开关的电容式触摸板，由于在弹性触摸薄板与检测电极之间使用硬质电介质板，所以能够提高弹性触摸薄板与检测电极之间的介电常数，并且能够将弹性触摸薄板与检测电极之间的距离保持为恒定，从而得到良好的检测精度。

另外，由于利用金属弹片按下部件来按下金属弹片，所以与以往的带按键开关的电容式触摸板相比，能够得到良好的点击感。

附图说明

图1是具备作为本发明的第一实施方式的带按键开关的触摸板的遥控器的俯视图。

图2是包括一个金属弹片开关的电容式触摸板部分的剖视图。

图3是表示形成于图1的遥控器的多层印刷基板的电极的导电膜图案的俯视图。

图4是表示使图2的金属弹片开关接通时的状态的图。

图5是表示作为本发明的第二实施方式的带按键开关的触摸板的电介质板、铰链、金属弹片按下部件的构造的局部俯视图以及局部剖视图。

图6是表示使图5的金属弹片开关接通时的状态的图。

图7是以往的带按键开关的触摸板的剖视图。

图中：

30—遥控器，32—带按键开关的电容式触摸板，34—频道选择按键开关，36—电容式触摸板，40—触摸薄板（弹性触摸薄板），42—多层印刷基板，44—检测电极，46、80—硬质电介质板，52—金属弹片开关，54—中央电极，56—周围电极，58—金属弹片，70—贯通孔，74、82—金属弹片按下部件，84—铰链。

具体实施方式

[第一实施方式]

对具备作为本发明的第一实施方式的带按键开关的电容式触摸板的遥控器进行说明。该带按键开关的电容式触摸板构成为，在用于操作指示器的电容式触摸板的区域内设有用于选择频道的按键开关。

如图1所示，该遥控器30具有带按键开关的电容式触摸板32。该带按键开关的电容式触摸板32中，频道选择按键开关34与电容式触摸板36为一体构造。

（电容式触摸板的构造）

首先，参照图2对电容式触摸板36的构造进行说明。如图2所示，电容式触摸板36具有触摸薄板40、形成于遥控器30的多层印刷基板42的表面的检测电极44、以及设于触摸薄板40与检测电极44之间的硬质电介质板46。

触摸薄板40是用于使手指接触在其上而进行移动的薄板，由弹性材料构成。使用弹性材料的理由在于，为了从触摸薄板40上按下后述的金属弹片按下部件74，必须具有弹性。作为弹性材料的一个例子，使用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）薄板。该触摸薄板40构成本发明的弹性触摸薄板。

检测电极44是用于利用电容的变化来检测触摸薄板40上的手指的位置的电极。通过检测手指的位置，能够进行指示器的操作。

检测电极44是利用在多层印刷基板42的表面上由铜构成的导电膜来形成。图3表示检测电极44的导电膜图案的一个例子。检测电极44由沿正交的X方向、Y方向中的沿X方向延伸的导电膜图案与沿Y方向延伸的导电膜图案构成。

Y方向的导电膜图案构成为，以串联的方式排列图示那样的四角的导电膜图案，并以并列的方式并列多个通过布线（未图示）来将相邻的四角的导电膜图案间连接的图案。

X方向的导电膜图案构成为，以串联的方式排列图示那样的四角的导电膜图案，并以并列的方式并列多个经由通孔而通过下层的布线来将相邻四角的导电膜图案间连接的图案。图2是X方向的局部剖视图，通孔由符号48表示，下层的布线由符号50表示。

硬质电介质板46是用于保持触摸薄板40与检测电极44之间的距离、并且确保触摸薄板40与检测电极44之间的介电常数的部件。因此，优选使用介电常数大的材料来形成。作为这样的硬质电介质板46的一个例子，使用丙烯酸树脂板。丙烯酸树脂的介电常数是2.7～4.5，其具有与铝相同程度的硬度。此外，作为硬质电介质板46的材料，除了丙烯酸树脂，也可以使用介电常数是2.4～4.1的ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂等其它的树脂。

这样的硬质电介质板46通过双面粘结胶带而粘结于多层印刷基板42，但对此未图示。

（频道选择按键开关的构造）

如图1所示，上述的电容式触摸板36的区域包括频道选择按键开关34。按键开关是通过敲打按键来输入接通、切断的开关，基本上，由按键与开关构成。

在本实施方式中，作为开关，使用既知的金属弹片开关。如图2所示，金属弹片开关52具备在形成有检测电极44的多层印刷基板42的相同的表面上形成的中央电极54、和包围中央电极54的周围电极56，还具有与周围电极56导电性地接合的金属弹片58。如图3所示，这些中央电极54以及周围电极56在电容式触摸板36的形成有检测电极44的区域内形成。因此，在中央电极54以及周围电极56的形成部分，不形成检测电极44的导电膜。

如图2所示，中央电极54经由贯通多层印刷基板42的贯通孔60而与形成于多层印刷基板42的背面的布线62连接。另外，周围电极56经由贯通多层印刷基板42的贯通孔64而与形成于多层印刷基板42的背面的布线66连接。

若按下金属弹片58的顶部，则金属弹片58弯曲，而顶部与多层印刷基板42上的中央电极54接触。其结果，中央电极54与周围电极56经由金属弹片58导通。若解除针对金属弹片58的顶部的按下，则金属弹片58复原至原先的形状，从而中央电极54与周围电极56成为非导通状态。在本实施方式中，为了按下金属弹片58，使用后述的作为单独部件的金属弹片按下部件74。

在硬质电介质板46上、且在与金属弹片58对应的位置上设有贯通孔70。贯通孔70的下部具有容纳金属弹片58的穹顶状的凹部72。形成这样的穹顶状的凹部72来容纳金属弹片58的理由在于，在金属弹片58存在的部分以外的区域内，在触摸薄板40与检测电极44之间无法存在空间。这样的空间的存在会使触摸薄板40与检测电极44之间的介电常数降低，从而不推荐。

上述的金属弹片按下部件74由头部74a与脚部74b构成。金属弹片按下部件74的形状的一个例子为，头部74a是圆板，脚部74b是圆柱。这样的按下部件与硬质电介质板46相同，由丙烯酸树脂来制作。这是为了提高触摸薄板40与检测电极44之间的介电常数。

在贯通孔70，插通金属弹片按下部件74的脚部74b，脚部74b的前端以与金属弹片58的顶部抵接的方式配置。另外，贯通孔70的上部具有容纳金属弹片按下部件74的头部74a的凹部76。

在金属弹片按下部件74的脚部74b的前端与金属弹片58的顶部抵接的状态下，在凹部76的底面76a与按下部件的头部74a的下表面74c之间，确保如下距离，即，如图4所示，当用手指78从触摸薄板40上按下金属弹片按下部件74时，金属弹片58弯曲而被按下直至与中央电极54接触为止。

另外，在金属弹片按下部件74的脚部74b的前端与金属弹片58的顶部抵接的状态下，如图2所示，硬质电介质板46的上表面与金属弹片按下部件74的头部74a的上表面位于相同平面上。这是由于当利用电容式触摸板36进行输入时，当手指在触摸薄板40上滑动时，触摸薄板40的面优选平坦。

在使用频道选择按键开关34（参照图1）来选择频道的情况下，触摸薄板40也作为显示按键的显示薄板而发挥功能。该情况下，在位于金属弹片按下部件74的头部74a的上部的触摸薄板40的表面部分，如图1所示地印制包括频道编号1～12的按键，而构成按键。图1中，按键作为被四角的框围起的数字而印制。

此外，上述的本实施方式的检测电极44的构造是一个例子，也可以使用电容式触摸板的既知的任一种构造的检测电极。例如，检测电极的X方向以及Y方向的电极图案也可以在双层构造的多层印刷基板上形成。该情况下，金属弹片开关52的中央电极54以及周围电极56形成于检测电极的上层。

[第二实施方式]

接下来，对作为本发明的第二实施方式的带按键开关的电容式触摸板进行说明。在本实施方式中，金属弹片按下部件不是如第一实施方式那样地作为单独部件，而是与硬质电介质板形成为一体，并通过铰链而支撑于电介质板，以便能够将按下部件按下。铰链本身也与电介质板形成为一体。即，硬质电介质板、金属弹片按下部件、铰链通过硬质电介质而一体成型。此外，硬质电介质板也能够兼作遥控器的壳体。

图5是表示一体成型的硬质电介质板80、金属弹片按下部件82、铰链84的构造的图。为简化附图，仅局部表示包括两个按下部件的部分，省略触摸薄板的图示。此外，图5（a）是局部俯视图，图5（b）是图5（a）的A-A线剖视图。

金属弹片按下部件82由头部82a以及脚部82b构成。金属弹片按下部件82的形状的一个例子是，头部82a是圆板，脚部82b是圆柱。

如图5所示，金属弹片按下部件82的头部82a在两侧部通过铰链84而支撑于硬质电介质板80。铰链84的厚度小且弯曲而具有弹力，从而当按下按键（未图示）时，能够容易地向下方按下。

多层印刷基板42的构造与第一实施方式相同。此外，图5（b）中，为简化附图，未图示检测电极。

金属弹片按下部件82的脚部82b的前端以与金属弹片58的顶部抵接的方式配置。

在金属弹片按下部件82的脚部82b的前端与金属弹片58的顶部抵接的状态下，硬质电介质板80的上表面、金属弹片按下部件82的头部82a的上表面以及铰链84的上表面位于相同平面上。这与第一实施方式相同，当利用电容式触摸板进行输入时，当手指在触摸薄板上滑动时，触摸薄板的面优选平坦。

图6是设有触摸薄板40的状态的局部剖视图。如图6所示，若用手指78按下在触摸薄板40上印制的按键，则按下被铰链84支撑的金属弹片按下部件82，从而使金属弹片58弯曲而使金属弹片开关接通。

根据本实施方式，由于不将金属弹片按下部件82设为单独部件，从而有部件件数少的优点。

工业上的应用可行性

本发明的带按键开关的电容式触摸板不仅能够在遥控器上利用，还能够在各种电子设备的输入装置上利用。

Claims (4)

1.一种带按键开关的电容式触摸板，其按键开关与电容式触摸板成为一体，其特征在于，

所述电容式触摸板具有：

印刷基板，其形成有检测电极；

硬质电介质板，其设在所述检测电极上；以及

弹性触摸薄板，其设在所述硬质电介质板上，

所述按键开关具有：

多个金属弹片开关，它们形成在与形成有所述检测电极的所述印刷基板的区域相同的区域中，所述金属弹片开关具备中央电极以及能够弯曲而与中央电极接触的金属弹片；

多个按键，它们分别与所述多个金属弹片开关对应，并显示在所述弹性触摸薄板的表面；以及

多个金属弹片按下部件，它们设于所述弹性触摸薄板与所述金属弹片之间，当按下所述按键时按下对应的所述金属弹片开关的金属弹片。

2.根据权利要求1所述的带按键开关的电容式触摸板，其特征在于，

所述硬质电介质板具有贯通孔，

所述金属弹片按下部件插通所述贯通孔，并配置为与所述金属弹片的顶部抵接，当所述按键被按下时，按下所述金属弹片。

3.根据权利要求2所述的带按键开关的电容式触摸板，其特征在于，

所述硬质电介质板以及所述金属弹片按下部件由丙烯酸树脂形成。

4.根据权利要求1所述的带按键开关的电容式触摸板，其特征在于，

所述金属弹片按下部件通过铰链而支撑于所述硬质电介质板，

所述金属弹片按下部件、所述铰链以及所述硬质电介质板形成为一体，

所述金属弹片按下部件配置为与所述金属弹片的顶部抵接，当所述按键被按下时，按下所述金属弹片。