TW201316203A - 電容式觸控按鍵面板 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種電容式觸控按鍵面板，其包含一具有一底面及一表面的基板與一設於基板表面的按鍵區，該基板於其底面及/或表面形成有一個以上感應電極，該按鍵區具有一個以上的按鍵，該按鍵係位於感應電極的上方且與感應電極相對應；由於感應電極位於基板的底面及/或表面，因此透過按鍵識別感應電極的位置，只需觸碰按鍵即可使基板底面及/或表面的感應電極產生感應，藉此提供一不易磨損感應電極的電容式觸控按鍵面板。

Description

電容式觸控按鍵面板
本發明係一種電容式觸控面板，尤指一種具有按鍵識別且不易磨損感應電極的電容式觸控按鍵面板。
現今的電子產品要求輕薄短小，使用機械式按鈕開關的鍵盤，仍需設置機械按鈕活動空間與電子接點，造成佔據電子產品一定的厚度；又如我國新型專利權第M410914號之超薄鍵盤改良，係於彈性按鈕的內壁設有導電材料，當壓下按鈕時，該導電材料會接觸電路板的金屬導線而使線路導通，完成電子訊號的傳遞，唯當按鈕彈性疲乏或導電材料剝離時，會造成電路失效而無法傳遞訊號；又如常見的投射式電容觸控面板，係於一基板上形成一層ITO(氧化銦錫)或稱透明電極，再覆蓋一層保護膜以隔離手指與透明電極，當手指接觸保護膜時，手指會與該透明電極會形成感應電容，透過控制器的運算之後，可轉為電子訊號；但於基板上形成透明電極與保護膜，容易因為指甲或硬物的刮傷，而損害保護膜與透明電極，而使觸控面板故障，由於按鍵面板必須經常性地與手指或硬物接觸，若無適當的防刮技術，前述投射式電容觸控面板技術運用在按鍵面板上將有實際困難；又由於使用者在操作觸控面板時，易將手指與手掌靠近觸控面板，使得位於手指與手掌下方的感應電極因距離過近而產生誤感應，造成使用者困擾。
如前揭所述，傳統投射式電容觸控面板因表面的保護膜與透明電極易受刮傷而損壞，不適合用於製作按鍵面板；因此本發明主要目的在提供一種電容式觸控按鍵面板，其具有電容式觸控面板的特性，又可避免透明電極易受刮傷而損壞的問題；為達成前述目的所採取的主要技術手段係令前述電容式觸控按鍵面板包含有：一基板，係呈規則形狀，具有相對的一表面與一底面，其底面及/或表面形成有一個以上的感應電極、一接地層、一連接埠、一個以上連接感應電極與連接埠的導線，其中，接地層係隔離地位於感應電極周圍，並於其間形成一耦合電容；一按鍵區，係設置於基板的表面，其具有一個以上的按鍵，該按鍵與基板底面及/或表面的感應電極相對應且分別位於該等感應電極的上方，供識別各感應電極的所在位置；利用前述元件組成的電容式觸控按鍵面板，當手指未觸碰基板表面的按鍵時，基板底面及/或表面的感應電極與接地層原存在一耦合電容值，而當手指觸碰按鍵時，會使感應電極產生一感應電容值，該感應電容值加上原存在的耦合電容值會使感應電極的總電容值增加，藉此，可供與連接埠連接的控制器掃描讀取該感應電極被觸碰的訊息；由於感應電極係形成於基板的底面及/或表面，而使用者的操作區是位於基板表面的各按鍵上，因此操作時不虞損傷感應電極，又該按鍵係位於感應電極的上方，其可準確地導引使用者觸碰對應位置上的感應電極。
本發明次一目的係提供一種不易產生誤感應的電容式觸控按鍵面板，當感應電極設於基板時，由於使用者的手指與手掌靠近基板，易使位於手指與手掌下方的感應電極產生誤感應，因此本發明是使該按鍵區包含有一個以上具有高度與彈性的立體按鍵，當手指向立體按鍵下壓時，該立體按鍵可向內凹陷而縮短手指與感應電極之間的距離，使控制器讀取該感應電極被觸碰的訊息，又立體按鍵未下壓時，手指及手掌與感應電極之間具有一定距離，不會增加感應電極的感應電容值而使控制器產生誤感應。
關於本發明的第一較佳實施例，請參閱圖1所示，其包含一基板10與一按鍵區20；其中該基板10具有一底面及一表面，其底面形成有一個以上的感應電極11、一位於感應電極11周圍的接地層12、一連接埠13、一個以上連接感應電極11與連接埠13的導線14；其中，該接地層12係隔離地位於感應電極11周圍，於本實施例中，基板10底面形成有多數感應電極11，各感應電極11分別為圓形，請附加參閱圖2所示，該基板10的表面形成有一塗佈層16，可以依需求塗佈不同的顏色，以構成按鍵區20的底色，又基板10底面在感應電極11與接地層12的外側進一步形成有一保護層15。
該按鍵區20包含有一個以上的平面按鍵21，於本實施例中，該平面按鍵21係設置於基板10表面的塗佈層16上，且分別與基板10底面的感應電極11相對應，供識別各感應電極11的所在位置，各平面按鍵21可以印刷方式形成在基板10上，除了圖案外亦可附加文字、符號，以代表相對應的按鍵功能。
當手指未觸碰基板10表面的平面按鍵21時，基板10底面的感應電極11與接地層12之間存在一耦合電容值，而當手指觸碰其中一平面按鍵21時，由於人體對地形成一迴路，使得手指可視為一電極並與該感應電極11產生一感應電容值，該感應電容值加上原本的耦合電容值，而使該感應電極11與接地層12之間的總電容值增加，藉此可供與連接埠13連接的控制器掃描讀取該感應電極11被觸碰的訊息；請參閱圖3所示，由於感應電極11、接地層12與導線14係形成於基板10的底面，而使用者的操作與接觸區域是位於基板10表面的各按鍵上，因此操作時不虞損傷基板10底面的感應電極11、接地層12與導線14，而造成電容式觸控按鍵面板故障的問題。
關於本發明的第二較佳實施例，請參閱圖4所示，係與第一較佳實施例大致相同，唯該按鍵區20包含有一個以上具有彈性的立體按鍵22，各立體按鍵22係具有一表面且可供指示數字或符號，當其表面受力下壓時，該具有彈性的表面會向內凹陷(如圖中虛線所示)，意即，當使用者的手指施加5至200公克重的力道於立體按鍵22的表面時，該表面會向內凹陷而縮短與感應電極11的距離，並由人體對地迴路透過該立體按鍵22增加感應電極11的總電容值，使控制器掃描讀取該感應電極11被觸碰的訊息，又該立體按鍵22受力時會向內凹陷可增加使用者的觸感，令使用者具有按鍵回饋力道的感覺。
關於本發明的第三較佳實施例，請參閱圖5所示，係與第一較佳實施例大致相同，唯該感應電極11與接地層12係設置於基板10表面與塗佈層16之間，又各平面按鍵21係設置於塗佈層16的表面上，使各平面按鍵21分別與感應電極11相對應，以識別各感應電極11的位置，藉由塗佈層16與各平面按鍵21不同顏色的配置，可使平面按鍵21容易辨識其位置。
關於本發明的第四較佳實施例，請參閱圖6所示，係與第二較佳實施例大致相同，唯該感應電極11與接地層12係設置於基板10的表面上，且各感應電極11係分別位於各立體按鍵22的下方且相對應。
關於本發明的第五較佳實施例，請參閱圖7所示，該感應電極11、11’係分設於基板10的表面與底面，其中，該感應電極11係設置於基板10的表面且位於塗佈層16的下方，又該感應電極11’係設置於基板10的底面且位於保護層15的上方，該基板10於邊緣處形成有一個以上貫穿其表面及底面的導通孔101，使基板10表面的感應電極11遂可通過導通孔101連接至位於基板10底面連接埠13的其中一連接端子132，又位於底面的感應電極11’則連接至連接埠13中的另一連接端子131，利用上述導通孔技術可減少導線14繞過基板10邊緣而容易磨損及面板平整化的問題。
關於本發明的第六較佳實施例，請參閱圖8所示，係與第二較佳實施例大致相同，唯該立體按鍵22的表面係向內凹陷，並於該內凹的表面上形成有一凸粒221，該凸粒221可避免使用者的手指因過於接近感應電極11而使控制器產生誤感應。
請參閱圖9所示，係將本發明的電容式觸控按鍵面板設置於一鍵盤的內部，用以取代傳統機械式按鍵與電路板，由於該電容式觸控按鍵面板厚度較傳統機械式鍵盤薄，可減少機械式按鍵的設置體積與重量，又使用者手指接觸區域是在基板10表面的按鍵區20，因此操作時不需擔心會損壞感應電極11；請參閱圖10所示，利用的印刷方式將按鍵圖案形成於基板10上，除了圖案外亦可附加文字、符號，以代表相對應的按鍵功能，可得到如同現有鍵盤的立體視覺效果。。
由前述可知，該電容式觸控按鍵面板具有電容式觸控面板的特性，又使用者係透過設於基板10表面按鍵區20的各按鍵21、22進行觸碰，可避免感應電極11遭受使用者刮傷而損壞的問題，再者，位於基板10表面的感應電極11，可經由該導通孔101連接至位於基板10底面的連接埠13，減少導線14因繞過基板10的邊緣處而產生容易磨損及面板的平整化的問題。
10．．．基板
101．．．導通孔
11、11’．．．感應電極
12．．．接地層
13．．．連接埠
131、132．．．連接端子
14．．．導線
15．．．保護層
16．．．塗佈層
20．．．按鍵區
21．．．平面按鍵
22．．．立體按鍵
221．．．凸粒
圖1：係本發明第一較佳實施例之立體圖。
圖2：係本發明第一較佳實施例之剖面圖(平面按鍵)。
圖3：係本發明第一較佳實施例之底視平面圖。
圖4：係本發明第二較佳實施例之剖面圖(立體按鍵)。
圖5：係本發明第三較佳實施例之剖面圖。
圖6：係本發明第四較佳實施例之剖面圖。
圖7：係本發明第五較佳實施例之剖面圖。
圖8：係本發明第六較佳實施例之剖面圖。
圖9：係本發明第一較佳實施例之使用狀態示意圖。
圖10：係本發明第一較佳實施例之外觀示意圖。
10．．．基板
11．．．感應電極
12．．．接地層
13．．．連接埠
14．．．導線
20．．．按鍵區

Claims (9)

  1. 一種電容式觸控按鍵面板，包含有：一基板，係呈規則形狀，具有相對的一表面與一底面，其底面及/或表面形成有一個以上的感應電極、一接地層、一連接埠、一個以上連接感應電極與連接埠的導線，其中，接地層係隔離地位於感應電極周圍，並於其間形成一耦合電容；一按鍵區，係設置於基板的表面，其具有一個以上的按鍵，各按鍵分別與基板底面及/或表面的感應電極相對應且分別位於該等感應電極的上方，供識別各感應電極的所在位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控按鍵面板，該基板表面形成有一個以上的感應電極，又基板表面於感應電極的外側形成有一塗佈層，該按鍵區係在塗佈層上形成有一個以上的平面按鍵或設有一個以上的立體按鍵。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控按鍵面板，該基板的表面形成有一塗佈層，又基板底面形成有一個以上的感應電極，該基板底面於感應電極的外側形成有一保護層，該按鍵區係在塗佈層上形成有一個以上的平面按鍵或設有一個以上的立體按鍵。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控按鍵面板，該基板底面形成有一個以上的感應電極，又基板底面於感應電極的外側形成有一保護層，該按鍵區係在塗佈層上形成有一個以上的平面按鍵或設有一個以上的立體按鍵。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控按鍵面板，該基板的表面與底面分別形成有一個以上感應電極，該基板底面於感應電極的外側形成有一保護層，又基板表面於感應電極的外側形成有一塗佈層，該按鍵區係在塗佈層上形成有一個以上的平面按鍵或設有一個以上的立體按鍵。
  6. 如申請專利範圍第2至5項任一項所述之電容式觸控按鍵面板，該立體按鍵具有伸縮彈性，按壓時會使立體按鍵向內凹陷而縮短與感應電極的距離。
  7. 如申請專利範圍第2至5項任一項所述之電容式觸控按鍵面板，該立體按鍵具有伸縮彈性，其表面係向內凹陷並形成有一凸粒，可避免手指因接近感應電極而產生誤感應。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電容式觸控按鍵面板，該立體按鍵上施加5至200公克重的壓力，會使立體按鍵向內凹陷。
  9. 如申請專利範圍第1、2或5項所述之電容式觸控按鍵面板，該基板上形成有一個以上貫穿其表面及底面的導通孔，使位於基板表面的感應電極；該連接埠係位於基板底面，並經由該導通孔與基板表面的感應電極連接。
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