專利名稱：電磁感應(yīng)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁感應(yīng)開關(guān)，其上浮貼有上、下導(dǎo)電膜的基板配合特殊電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)的結(jié)構(gòu)及電路控制單元，以取得按鍵字符位置，并通過載入中央處理單元的程序，提供一可快速、無漏字、無錯(cuò)字、具有線性化及無聲響的電磁感應(yīng)開關(guān)。
最早的機(jī)械開關(guān)形成ON-OFF方式，進(jìn)而有真實(shí)N鍵(TRUE-N-KEY)，即全按全出方式。對(duì)于按鍵的電位矩陣，也改為短路N鍵(Short Nkey)，對(duì)于輸字鍵不可漏掉“字”(包括字符數(shù)等)，且快速輸入時(shí)不可“有錯(cuò)字”出現(xiàn)，而感受鍵盤的按鍵是線性、無折斷點(diǎn)、無聲為好；現(xiàn)有鍵盤有折斷點(diǎn)，有聲、非線性都不是所謂好鍵盤，對(duì)于鍵盤掃描矩陣另附加二極管的矩陣電路是改良的真實(shí)N鍵，經(jīng)由單晶片IC再經(jīng)ON-OFF調(diào)整電路，及鎖住控制等可使按鍵形成錯(cuò)誤少的特點(diǎn)，但每一開關(guān)加一個(gè)二極管于矩陣電路，例如有108個(gè)鍵則需加108個(gè)二極管，為此，相對(duì)成本不僅增加，且不易制成導(dǎo)電膜元件粘著于基板(PCB)或塑膠膜鍵盤上，現(xiàn)有技術(shù)只有電容式方式，即有上導(dǎo)電層、接觸層及下導(dǎo)電層三層膜板，其制程成本高且壽命短；易潮濕、穩(wěn)定度差；所使用的IC多，故因功能不好或成本高等原因不用此種方式。
第二種方法為電感式按鍵盤，用基板(PCB)及鐵磁線圈，再以放大線圈，穿透中間鍵孔，此種方式需雙面基板(PCB)，且變壓器繞線多；要用大電容器儲(chǔ)能；成本高等，故電感式鍵盤也被淘汰了。
新近較流行三層式導(dǎo)電膜板方式，以IBM公司所設(shè)計(jì)而言；形成虛擬的N鍵再以軟體技術(shù)配合電腦晶片及控制器，但以隱藏兩次自動(dòng)掃描方式修正錯(cuò)漏字，其生產(chǎn)成本及材料成本仍偏高，且易受濕度、塵埃等影響，導(dǎo)致觸接不良，及易發(fā)生混鍵。
本發(fā)明鑒于上述缺點(diǎn)提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺點(diǎn)的電磁感應(yīng)式開關(guān)，即提供一種按鍵開關(guān)、導(dǎo)電膜板及電路控制單元。
請(qǐng)參閱美國專利USP4494109號(hào)及4529967號(hào)，為電感式或電容式鍵盤選擇方式，其所呈現(xiàn)的功能不佳，即為形成漏錯(cuò)字，成本高，有聲及非線性觸感；另外美國專利USP4494109號(hào)為利用非接觸式而采用變壓器和次感應(yīng)方式行列信號(hào)再經(jīng)多工器及二進(jìn)位/十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器及二進(jìn)位計(jì)數(shù)器和儲(chǔ)存鎖定電路所組成。USP4529967號(hào)為利用感測(cè)形成及互感原理經(jīng)由集極開路及解碼器，模擬多路轉(zhuǎn)換器和電壓比較器，反向器及微處理組合N鍵循環(huán)，為利用電磁作用的按鍵方式及配合掃描控制，上述方式及作法與本發(fā)明不同。USP3698531為鍵盤的固態(tài)開關(guān)采用交流震動(dòng)及彈簧，由不同的磁區(qū)方式產(chǎn)生不同的交鏈交流波經(jīng)基準(zhǔn)電位探測(cè)，脈沖波產(chǎn)生及閘控SW，再經(jīng)輸出閘路，此元件的結(jié)構(gòu)及工作原理與本發(fā)明不同。USP3825909為利用磁體及兩區(qū)段感應(yīng)交鏈方式的固態(tài)元件，此與本發(fā)明的開關(guān)元件不同。USP3740746是采用感應(yīng)磁鼓及兩半圓邊及隔離板，組成行列碼化轉(zhuǎn)換其為至少三層以上分離板及上下導(dǎo)磁區(qū)；其結(jié)構(gòu)及形狀和結(jié)合狀態(tài)與本發(fā)明也不同。USP4283714號(hào)為交叉行列式感應(yīng)按鍵與本發(fā)明不同，USP3651567是為非接觸內(nèi)鎖系統(tǒng)其采用中間交叉通路及磁環(huán)方式再配合多路轉(zhuǎn)換器和比較器，上述的機(jī)構(gòu)不同于本發(fā)明。USP4300127號(hào)為固態(tài)非接觸型，其采用交鏈上下兩磁環(huán)再配合磁蕊，按鍵開關(guān)部分由固定的初次線圈形成動(dòng)作電流。USP4344068案為磁圈磁簧收集系統(tǒng)，采用磁塊及分別磁區(qū)并配行列盤面做掃描，經(jīng)由放大器、比較器、移位器及鎖定和微處理機(jī)工作，并由差分器與固態(tài)元件和線電流電壓驅(qū)動(dòng)提升工作電壓及電流，此系統(tǒng)的按鍵方式及系統(tǒng)組成與本發(fā)明不同。
本發(fā)明的目的是提供一種電磁感應(yīng)開關(guān)，包括其上浮貼有上、下導(dǎo)電膜的膜板配合特殊電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)的結(jié)構(gòu)及電路控制單元，以取得按鍵字符位置，并通過載入中央處理單元的程序，實(shí)現(xiàn)快速、無漏字、無錯(cuò)字、具有線性化及無聲響。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電磁感應(yīng)開關(guān)，通過開發(fā)設(shè)計(jì)，使其降低制成成本，且不會(huì)發(fā)生混鍵。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種電磁感應(yīng)式開關(guān)，包括一鍵盤矩陣掃描裝置，其上設(shè)有多組電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)，各電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)上分別有一磁柱，電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)下方的相對(duì)位置上，設(shè)有一上、下浮貼導(dǎo)電膜的基板，基板上對(duì)應(yīng)于磁柱的相對(duì)位置上分別設(shè)有透孔，以使電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)被按壓時(shí)，磁柱恰可穿過透孔，而使下導(dǎo)電膜感應(yīng)出電流；一解碼器，連接于上導(dǎo)電膜的掃描線，掃描線有電流變化時(shí)，其外部空間會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)，并由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)的磁柱切割磁力線，形成電磁鐵，而由下導(dǎo)電膜的回歸線感應(yīng)出電流；一電流及電壓控制電路，連接于基板的上、下導(dǎo)電膜，以增加探測(cè)感應(yīng)電流的靈敏度；一中央處理單元，連接于解碼器的輸入端，中央處理單元分別與輸入/輸出連接部、振蕩器及指示顯示部連接；一模擬多路轉(zhuǎn)換器，連接于下導(dǎo)電膜的回歸線，且模擬多路轉(zhuǎn)換器連接于中央處理單元，所述模擬多路轉(zhuǎn)換器接受中央處理單元的控制信號(hào)，以使經(jīng)由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)感應(yīng)的電流信號(hào)，可作多路選擇；一信號(hào)放大裝置，連接于模擬多路轉(zhuǎn)換器的輸出端，所述信號(hào)放大裝置將經(jīng)由模擬多路轉(zhuǎn)換器輸出選擇的信號(hào)予以放大，以增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度；一信號(hào)觸發(fā)裝置，連接于信號(hào)放大裝置的輸出端，所述信號(hào)觸發(fā)裝置接受信號(hào)放大裝置輸出的信號(hào)，并定出上下限基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確度，予以判定為高基準(zhǔn)電位或低基準(zhǔn)電位；一信號(hào)鎖定/清除裝置，連接于信號(hào)觸發(fā)裝置的輸出端，且信號(hào)鎖定/清除裝置的輸出端連接于中央處理單元，該信號(hào)鎖定/清除裝置接受信號(hào)觸發(fā)裝置的輸出信號(hào)，并輸出至中央處理單元，以鎖定或清除信號(hào)；一工作中斷點(diǎn)控制裝置，連接至信號(hào)放大裝置，且中斷點(diǎn)控制裝置連接至中央處理單元，所述工作中斷點(diǎn)控制裝置接受中央處理單元的控制信號(hào)，以取得ON-OFF的上、下限，并做按觸位置修正；通過以上電路連接，使其可修正不同的手指按動(dòng)力量引起不確定的ON-OFF，同時(shí)可改善按鍵時(shí)的漏失字符數(shù)或改善線性且為無聲，以及避免錯(cuò)字。
以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。其中，

圖1是本發(fā)明的電路連接方塊圖；圖2是本發(fā)明的電磁按鍵感應(yīng)開關(guān)的分解圖；圖3是本發(fā)明的基板與外部電路連接的示意圖；圖4是本發(fā)明的電磁按鍵感應(yīng)開關(guān)與基板連結(jié)關(guān)系的示意圖。
請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明為一種電磁感應(yīng)開關(guān)，包括一電路控制單元1、一基板2及多個(gè)電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3等單元；其中電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3設(shè)在鍵盤矩陣掃描裝置11中，該鍵盤矩陣掃描裝置11的鍵掃描方式為一次多掃描方式，而非按一個(gè)方式掃描，各電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3分別包括一鍵座31、一彈簧32、一鍵柱33、一磁柱34及一鍵帽35等構(gòu)件單元，其中在鍵座31上開設(shè)有一容置空間311，以使彈簧32、鍵柱33可依序軸設(shè)于其中，容置空間311的一側(cè)設(shè)有一容置槽312，以裝設(shè)一呈中空的磁柱34，該鍵柱33上接有一鍵帽35，且在鍵柱33的一側(cè)設(shè)有一柱體331，以與磁柱34連接成一體；當(dāng)電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3被按壓時(shí)，該磁柱34可穿透一其上浮貼有上、下導(dǎo)電膜的基板2，而使下層電膜22感應(yīng)出電流(根據(jù)電流安培定律)。
基板2設(shè)于電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3下方的相對(duì)位置上，該基板2對(duì)應(yīng)于磁柱34相對(duì)的位置上，各設(shè)有一透孔23，并在該基板2的上、下表面，鄰近透孔23的周圓面，設(shè)有多組大致呈同心圓形狀、并開列有兩軌道通路的上、下導(dǎo)電膜21、22，上、下導(dǎo)電膜21、22采用交叉垂直交連方式，以利于電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3被按壓時(shí)，使磁柱34穿過透孔23，形成導(dǎo)通電流，其中上導(dǎo)電膜21的一軌道通路(掃描線)211與解碼器18連接；下導(dǎo)電膜22的一軌道通路(回歸線)221與類模擬多路轉(zhuǎn)換器12連接；上、下導(dǎo)電膜21的上、下軌道通路212、222分別連接至電流及電壓控制電路10，以增加探測(cè)電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3感應(yīng)電流的靈敏度；當(dāng)掃描線211有電流變化時(shí)，其外部空間會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)，并由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3的磁柱34切割磁力線，形成電磁鐵，而由回歸線221感應(yīng)出電流。
參閱圖1及圖3所示，上導(dǎo)電膜21的掃描線211通過一解碼器18連接于中央處理單元17；下導(dǎo)電膜22的回歸線221連接于模擬多路轉(zhuǎn)換器(MUX)12，模擬多路轉(zhuǎn)換器12連接于中央處理單元17，該模擬多路轉(zhuǎn)換器12接受中央處理單元17的控制信號(hào)，以使經(jīng)由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)3感應(yīng)的電流信號(hào)，可作多路選擇。
信號(hào)放大裝置13，連接于模擬多路轉(zhuǎn)換器12的輸出端，該信號(hào)放大裝置13將經(jīng)由模擬多路轉(zhuǎn)換器12輸出選擇的信號(hào)予以放大，以增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。
信號(hào)觸發(fā)裝置15，連接于信號(hào)放大裝置13的輸出端，該信號(hào)觸發(fā)裝置15接受信號(hào)放大裝置13輸出的信號(hào)，并定出上下限基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確度，予以判定為高基準(zhǔn)電位或低基準(zhǔn)電位。
信號(hào)鎖定/清除裝置16，連接于信號(hào)觸發(fā)裝置15的輸出端，且信號(hào)鎖定/清除裝置16的輸出端連接于中央處理單元17，該信號(hào)鎖定/清除裝置16接受信號(hào)觸發(fā)裝置15的輸出信號(hào)，并輸出至中央處理單元17，以鎖定或清除信號(hào)。
工作中斷點(diǎn)控制裝置14，連接于信號(hào)放大裝置13，且該工作中斷點(diǎn)控制裝置14連接至中央處理單元17，該工作中斷點(diǎn)控制裝置14接受中央處理單元17的控制信號(hào)，以取得ON-OFF的上、下限，并作按觸位置的修正。
此外，中央處理器17分別與輸入/輸出連接部19、振蕩器20及指示顯示部30連接。
根據(jù)以上電路連接，使其可修正不同的手指按動(dòng)力量引起不確定的ON-OFF，同時(shí)可針對(duì)改善按鍵時(shí)的漏失字符數(shù)或改善線性且為無聲，及避免錯(cuò)字等功能。
綜上所述，本發(fā)明的電磁感應(yīng)開關(guān)，具有下列優(yōu)點(diǎn)1、無錯(cuò)漏字現(xiàn)象。
2、呈線性、觸感良好。
3、可調(diào)整鍵盤的ON-OFF的下限及上限。
4、無聲音。
5、無失真。
6、工作快速。
權(quán)利要求
1.一種電磁感應(yīng)式開關(guān)，其特征在于，包括一鍵盤矩陣掃描裝置，其上設(shè)有多組電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)，各電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)上分別有一磁柱，電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)下方的相對(duì)位置上，設(shè)有一上、下浮貼導(dǎo)電膜的基板，基板上對(duì)應(yīng)于磁柱的相對(duì)位置上分別設(shè)有透孔，以使電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)被按壓時(shí)，磁柱恰可穿過透孔，而使下導(dǎo)電膜感應(yīng)出電流；一解碼器，連接于上導(dǎo)電膜的掃描線，掃描線有電流變化時(shí)，其外部空間會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)，并由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)的磁柱切割磁力線，形成電磁鐵，而由下導(dǎo)電膜的回歸線感應(yīng)出電流；一電流及電壓控制電路，連接于基板的上、下導(dǎo)電膜，以增加探測(cè)感應(yīng)電流的靈敏度；一中央處理單元，連接于解碼器的輸入端，中央處理單元分別與輸入/輸出連接部、振蕩器及指示顯示部連接；一模擬多路轉(zhuǎn)換器，連接于下導(dǎo)電膜的回歸線，且模擬多路轉(zhuǎn)換器連接于中央處理單元，所述模擬多路轉(zhuǎn)換器接受中央處理單元的控制信號(hào)，以使經(jīng)由電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)感應(yīng)的電流信號(hào)，可作多路選擇；一信號(hào)放大裝置，連接于模擬多路轉(zhuǎn)換器的輸出端，所述信號(hào)放大裝置將經(jīng)由模擬多路轉(zhuǎn)換器輸出選擇的信號(hào)予以放大，以增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度；一信號(hào)觸發(fā)裝置，連接于信號(hào)放大裝置的輸出端，所述信號(hào)觸發(fā)裝置接受信號(hào)放大裝置輸出的信號(hào)，并定出上下限基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確度，予以判定為高基準(zhǔn)電位或低基準(zhǔn)電位；一信號(hào)鎖定/清除裝置，連接于信號(hào)觸發(fā)裝置的輸出端，且信號(hào)鎖定/清除裝置的輸出端連接于中央處理單元，該信號(hào)鎖定/清除裝置接受信號(hào)觸發(fā)裝置的輸出信號(hào)，并輸出至中央處理單元，以鎖定或清除信號(hào)；一工作中斷點(diǎn)控制裝置，連接至信號(hào)放大裝置，且中斷點(diǎn)控制裝置連接至中央處理單元，所述工作中斷點(diǎn)控制裝置接受中央處理單元的控制信號(hào)，以取得ON-OFF的上、下限，并做按觸位置修正；通過以上電路連接，使其可修正不同的手指按動(dòng)力量引起不確定的ON-OFF，同時(shí)可改善按鍵時(shí)的漏失字符數(shù)或改善線性且為無聲，以及避免錯(cuò)字。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)開關(guān)，其特征在于，上、下導(dǎo)電膜可貼附于鄰近透孔的圓周面的位置上，大致呈同心圓形狀，且分別開列兩軌道通路。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)開關(guān)，其特征在于，上、下導(dǎo)電膜的一個(gè)軌道通路連接至電流及電壓控制電路。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電磁感應(yīng)開關(guān)，其特征在于，上、下導(dǎo)電膜可采用交叉垂直的交連方式。
5.如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)開關(guān)，其特征在于，在電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)上設(shè)有一鍵柱，鍵柱上可設(shè)有一柱體，以與磁柱接設(shè)成一體。
6.如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)開關(guān)，其特征在于，鍵盤矩陣掃描裝置的按鍵的按鍵掃描方式為一次多掃描方式，而非按一個(gè)方式掃描。
全文摘要
一種電磁感應(yīng)開關(guān),包括一其上浮貼有上、下導(dǎo)電膜的基板、多個(gè)電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)及電路控制單元等,使基板配合特殊電磁感應(yīng)按鍵開關(guān)的結(jié)構(gòu)及電路控制單元,其由模擬多路轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大裝置、信號(hào)觸發(fā)裝置、信號(hào)鎖定/清除裝置、中央處理單元、工作中斷點(diǎn)控制裝置等組成,以取得按鍵字符位置,并利用載入中央處理單元的程序,使其實(shí)現(xiàn)快速、無漏字、無錯(cuò)字、具有線性化及無聲響的功能。
文檔編號(hào)H01H36/00GK1195178SQ9710495
公開日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月1日
發(fā)明者陳振文 申請(qǐng)人:旭麗股份有限公司