專利名稱：帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵和包括該按鍵的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的按鍵，尤其涉及帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵以及包括該按鍵的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在人們的日常生活和工作中，經(jīng)常需要使用各種電子設(shè)備，如電話機(jī)、計(jì)算機(jī)、個(gè)人電腦、筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話(手機(jī))或其他便攜式電子設(shè)備等。這些電子設(shè)備通常都具有輸入裝置，以使用戶能夠向電子設(shè)備輸入希望的信息或指令。 例如，鍵盤是最常用的一種輸入裝置。諸如移動(dòng)電話的便攜式電子設(shè)備，由于相比于計(jì)算機(jī)、個(gè)人電腦、筆記本電腦等本身體積小，因此它的鍵盤上的按鍵數(shù)量相對(duì)較少。典型地，移動(dòng)電話中的按鍵電路由觸點(diǎn)和觸片組成。觸點(diǎn)通常由移動(dòng)電話的電路板上的銅泊制成，由于傳統(tǒng)上一般將觸點(diǎn)鍍金， 因此這些觸點(diǎn)也被稱為按鍵金手指，每個(gè)按鍵金手指通常由兩個(gè)獨(dú)立的觸點(diǎn)組成，多個(gè)按鍵金手指組成按鍵板矩陣。觸片一般使用導(dǎo)電橡膠或者金屬蓋貼片開關(guān)(DOME貼片開關(guān)) 制成。為使用方便，每個(gè)觸片上對(duì)應(yīng)地設(shè)有一個(gè)手觸按鍵，使用時(shí)移動(dòng)電話的主電路板上的主控芯片掃描按鍵矩陣，得到按鍵被按的識(shí)別信息。鍵盤中有一組觸點(diǎn)平時(shí)都不與觸片接觸，當(dāng)按下某個(gè)手觸按鍵時(shí)，與該手觸按鍵相接的觸片同時(shí)與相應(yīng)的一組觸點(diǎn)接觸，使兩個(gè)觸點(diǎn)所連接的線路接通。所有的觸點(diǎn)組成一個(gè)鍵盤矩陣，移動(dòng)電話中的鍵盤電路(除觸摸屏外)一般通過對(duì)鍵盤矩陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描來確認(rèn)和識(shí)別按鍵。圖1例示了一種典型的直板移動(dòng)電話的分解立體圖。該移動(dòng)電話100包括外殼框架110、設(shè)置于外殼框架110上的按鍵120、與各按鍵120相對(duì)應(yīng)地設(shè)置在按鍵120下方的金屬蓋貼片開關(guān)130、主電路板140、在主電路板140上與金屬蓋貼片開關(guān)130相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的按鍵金手指矩陣150、以及與金屬蓋貼片開關(guān)130并行地設(shè)置在外殼框架110與主電路板140之間的顯示屏6。其他形式因素的移動(dòng)電話，例如翻蓋式移動(dòng)電話和滑蓋式移動(dòng)電話，與圖1所示的直板式移動(dòng)電話也基本上類似，主要的不同之處在于機(jī)體分為了兩個(gè)可相互移動(dòng)的部分。如圖1所示，通常的移動(dòng)電話具有4 X 5或5 X 5的按鍵矩陣。由于按鍵數(shù)量有限， 在同一個(gè)按鍵上通常疊置了多個(gè)符號(hào)和/或功能，因此帶來操作上的不便。圖2示出了一種折疊式的移動(dòng)電話200，該移動(dòng)電話100具有QWERTY鍵盤210。相比于傳統(tǒng)的具有4X5 或5X5的按鍵矩陣的移動(dòng)電話來說，這種具有QWERTY鍵盤210的移動(dòng)電話200由于按鍵數(shù)量增多，可以減少分布在每個(gè)按鍵上的符號(hào)和/或功能，相應(yīng)地可以改進(jìn)操作的便利性。另一方面，目前很多電子設(shè)備，特別是便攜式電子設(shè)備，都配備有觸摸板或觸摸屏功能。用戶只需手指在觸摸板或觸摸屏上輕輕滑動(dòng)，就可以改變光標(biāo)在顯示屏上的位置，進(jìn)行相應(yīng)的操作。這大大便利了用戶的操作，改善了用戶的使用體驗(yàn)。但是，在目前的諸如移動(dòng)電話的電子設(shè)備中，要么單獨(dú)具有按鍵鍵盤功能和上述觸摸板或觸摸屏功能中的ー個(gè)，要么雖然同時(shí)具有這兩種功能，但這兩種功能是由相互分立的硬件単獨(dú)實(shí)現(xiàn)的。這ー方面給用戶的使用造成了不便，另ー方面，也不利于電子設(shè)備的外形更加緊湊，滿足便于攜帶的需求。例如，無論是在圖1所示的移動(dòng)電話100中，還是在圖2所示的移動(dòng)電話200中，現(xiàn)有的鍵盤設(shè)計(jì)都沒有、也不可能將按鍵功能和觸摸檢測(cè)功能結(jié)合起來。因此，對(duì)于電子設(shè)備，特別是諸如移動(dòng)電話的便攜式電子設(shè)備而言，需要一種將按鍵功能和觸摸檢測(cè)功能結(jié)合為一體的觸摸按鍵方案，以提高電子設(shè)備的使用便利性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提出了本發(fā)明。本發(fā)明致カ于提供ー種用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵以及包括該按鍵的電子設(shè)備，這種按鍵將觸摸檢測(cè)功能和機(jī)械按鍵功能結(jié)合為一體，從而大大改善了用戶的使用便利性，并且有助于使電子設(shè)備的設(shè)計(jì)更加緊湊。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，該按鍵包括金屬蓋貼片；在所述金屬蓋貼片下方設(shè)置在所述電子設(shè)備的電路板上的按鍵金手指；在所述按鍵金手指周圍設(shè)置在所述電子設(shè)備的所述電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤；其中，所述金屬蓋貼片與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接，所述按鍵金手指與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的ー個(gè)表面貼裝焊盤相連接，并且其中，所述金屬蓋貼片連接到設(shè)置在所述電子設(shè)備的所述電路上的電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，該電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為對(duì)因手指在所述按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合所述按鍵的位置形成指示手指的觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了ー種如第一方面所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述金屬蓋貼片通過ー隔直電容器與所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路相連接。這樣，可以避免按鍵操作對(duì)觸摸檢測(cè)的影響。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了ー種如第二方面所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述隔直電容器具有IpF的電容。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了ー種如第一方面所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述金屬蓋貼片的數(shù)量為多個(gè)，并且所述按鍵金手指具有與所述金屬蓋貼片的數(shù)量相同的數(shù)量，由此構(gòu)成一包括多個(gè)按鍵的按鍵矩陣。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了ー種如第一方面所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述按鍵金手指由單個(gè)金屬材料部分構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了ー種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵、電路板以及電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，所述帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵包括金屬蓋貼片；
在所述金屬蓋貼片下方設(shè)置在所述電路板上的按鍵金手指；在所述按鍵金手指周圍設(shè)置在所述電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤；其中，所述金屬蓋貼片與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接，所述按鍵金手指與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的一個(gè)表面貼裝焊盤相連接，并且其中，所述金屬蓋貼片連接到所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，并且所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為對(duì)因手指在所述按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合所述按鍵的位置形成指示手指的觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，其中，所述金屬蓋貼片通過一隔直電容器與所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路相連接。這樣，可以避免按鍵操作對(duì)觸摸檢測(cè)功能的影響。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種如第七方面所述的電子設(shè)備，其中，所述隔直電容器具有IpF的電容。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，其中，通過軟件設(shè)置或按鈕操作來激活/禁用所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路的功能。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，其中，所述金屬蓋貼片的數(shù)量為多個(gè)，并且所述按鍵金手指具有與所述金屬蓋貼片的數(shù)量相同的數(shù)量，由此構(gòu)成一包括多個(gè)按鍵的按鍵矩陣。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，其中，所述按鍵金手指由單個(gè)金屬材料部分構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，其中，所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為，通過比較所檢測(cè)到的按鍵的電容和預(yù)設(shè)的閾值，來確定所述按鍵是否被手指觸摸。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供了一種如第十二方面所述的電子設(shè)備，其中，所述預(yù)設(shè)的閾值是基于按鍵未被手指觸摸時(shí)的電容而設(shè)置的。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供了一種如第六方面所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備是便攜式電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵和具有該按鍵的電子設(shè)備， 既可以檢測(cè)按鍵被按壓時(shí)的按鍵操作，又可以檢測(cè)手指觸摸按鍵時(shí)所引起的電容變化，并利用這種電容變化并結(jié)合按鍵的位置形成指示電子設(shè)備的顯示屏上的光標(biāo)位置的信號(hào)。這樣，既節(jié)省了電子設(shè)備的空間，又便于用戶操作，大大改善了使用的便利性。參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的這些和其他方面。在這些描述和附圖中， 具體公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。針對(duì)一個(gè)實(shí)施方式描述和/或例示的特征，可以在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中以相同方式或以類似方式使用，和/或與其他實(shí)施方式的特征相結(jié)合或代替其他實(shí)施方式的特征使用。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“包括”當(dāng)在本說明書中使用時(shí)用來指所述特征、要件、步驟或組成部分的存在，但不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要件、步驟、組成部分或它們的組合的存在或増加。參照以下附圖，將更好地理解本發(fā)明的許多方面。附圖中的組成部分不一定按比例繪制，重點(diǎn)在于清楚地例示出本發(fā)明的原理。為了便于例示和描述本發(fā)明的ー些部分，可以將附圖中的對(duì)應(yīng)部分在尺寸上放大，例如，放大得相對(duì)于其他部分比在根據(jù)本發(fā)明實(shí)際制成的示例性設(shè)備中的要大。在本發(fā)明的ー個(gè)圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣骺梢耘cー 個(gè)或更多個(gè)其它圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣飨嘟Y(jié)合。此外，在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)在全部圖中都標(biāo)示對(duì)應(yīng)的部分，并且可以用來標(biāo)示ー個(gè)以上實(shí)施方式中的相同或類似部分。


所包括的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，例示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并與文字說明一起用來解釋本發(fā)明的原理，其中對(duì)于相同的要素，始終用相同的附圖標(biāo)記來表示。在附圖中圖1是例示一種現(xiàn)有技術(shù)的直板移動(dòng)電話的分解立體圖，該移動(dòng)電話包括由金屬蓋貼片和按鍵金手指構(gòu)成的按鍵開關(guān)；圖2是例示一種現(xiàn)有技術(shù)的帶QWERTY鍵盤的折疊式移動(dòng)電話的立體圖；圖3例示了常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵開關(guān)，其中(a)是該常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵開關(guān)的外觀結(jié)構(gòu)圖，(b)是該常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵開關(guān)中的按鍵金手指的結(jié)構(gòu)圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖5是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖；以及圖6是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式可互換術(shù)語“電子設(shè)備，，和“電子裝置，，包括便攜式無線電通信設(shè)備。術(shù)語“便攜式無線電通信設(shè)備”在下面被稱為“移動(dòng)無線電終端”、“便攜式電子裝置”或“便攜式通信裝置”，包括所有諸如移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、通信裝置、電子記事簿、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能電話、便攜式通信裝置等的設(shè)備。在本申請(qǐng)中，主要就形式為移動(dòng)電話(也稱為“手機(jī)”)的便攜式電子裝置描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不應(yīng)限于移動(dòng)電話的情況，而可以涉及任何類型的合適的電子設(shè)備，這樣的電子設(shè)備的示例包括媒體播放器、游戲設(shè)備、PDA和計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。表面貼裝金屬蓋貼片按鍵(SMT DOME按鍵)是ー種表面貼裝型機(jī)械按鍵，它將金屬蓋貼片、按鍵金手指和表面貼裝焊盤(SMT PAD)組合在一起。這種按鍵廣泛用于移動(dòng)電話的設(shè)計(jì)，例如，電源鍵、攝像機(jī)鍵、側(cè)鍵、音量鍵和導(dǎo)航鍵。下面參照?qǐng)D3對(duì)常規(guī)的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖3(a)例示了表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300的外觀結(jié)構(gòu)圖。在四個(gè)角部分別設(shè)置有表面貼裝焊盤311、312、313和314，在中央部位設(shè)置著通常為球冠形的金屬蓋貼片315。 金屬蓋貼片315具有合適的彈性，以有利于手指按壓和在按壓釋放后恢復(fù)到原狀。圖3(b)例示了表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300中包括的按鍵金手指320的結(jié)構(gòu)圖。 按鍵金手指320的典型結(jié)構(gòu)包括內(nèi)環(huán)321 (KEY_0UT)和外環(huán)322 (KEY_IN)。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，KEY_IN和KEY_0UT分別是鍵盤掃描電路的連接端子，這里不再詳細(xì)描述。即，按鍵金手指320的內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322分別與鍵盤掃描電路的KEY_0UT端子和KEY_IN端子電連接。內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322例如通過在絕緣基板323上鍍敷具有優(yōu)異導(dǎo)電性的金屬材料 (例如銅)而形成。優(yōu)選地，在內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322上還可以鍍敷金，以增加其在和金屬蓋貼片315接觸時(shí)的導(dǎo)電性。另外，優(yōu)選地，還可以在內(nèi)環(huán)321上設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)凸點(diǎn)，以改進(jìn)按鍵被按壓時(shí)金屬蓋貼片315與內(nèi)環(huán)321的接觸度。按鍵金手指320的內(nèi)環(huán)321通過布線(圖中未示出)與表面貼裝焊盤311和312 電連接，外環(huán)322通過布線(圖中未示出)與表面貼裝焊盤313和314電連接。表面貼裝焊盤311、312、313、314分別電連接到鍵盤掃描電路的相應(yīng)端子。下面簡(jiǎn)要介紹一下表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300的工作原理。首先，按鍵金手指320中的內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322都被上拉至高電平。當(dāng)執(zhí)行按鍵掃描的時(shí)候，按鍵掃描電路(圖中未示出)首先將外環(huán)322下拉到地，然后檢測(cè)內(nèi)環(huán)321的電平狀態(tài)。如果按鍵300沒有按下，則內(nèi)環(huán)321依然保持高電平；而如果按鍵300被按下，則金屬蓋貼片315會(huì)將內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322電接通，從而將內(nèi)環(huán)321電連接到地，因而內(nèi)環(huán)321 也變?yōu)榈碗娖?地電平)。由此，通過檢測(cè)內(nèi)環(huán)322的電平變化，可以檢測(cè)出按鍵300的按
壓/釋放。這樣，當(dāng)用手指按壓按鍵300時(shí)，通過金屬蓋貼片315分別與按鍵金手指320的內(nèi)環(huán)321和外環(huán)322相接觸，鍵盤掃描電路可以檢測(cè)到相應(yīng)的按鍵操作。在以上描述的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300中，在未被按壓時(shí)，金屬蓋貼片315與按鍵金手指320之間實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了一個(gè)電容器。而當(dāng)手指觸摸到金屬蓋貼片315時(shí)，人體的感應(yīng)電容會(huì)疊加到金屬蓋貼片315與按鍵金手指320之間的電容上，從而引起電容的變化。 因此，通過檢測(cè)這種電容變化，可以檢測(cè)到手指對(duì)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300的觸摸。當(dāng)手指在包括多個(gè)這種按鍵300的鍵盤上在觸摸按鍵的同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，結(jié)合這種電容變化的檢測(cè)和各個(gè)按鍵的位置，可以檢測(cè)出手指在整個(gè)鍵盤上的滑動(dòng)，進(jìn)而形成指示手指的位置和/或移動(dòng)的信號(hào)，利用該信號(hào)，可以移動(dòng)電子設(shè)備的顯示屏上的光標(biāo)的位置。據(jù)此，提出了本發(fā)明的帶觸摸檢測(cè)功能的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵。下面參照?qǐng)D4-6來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的帶觸摸檢測(cè)功能的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵。為方便起見，這里僅以一個(gè)按鍵為例進(jìn)行說明，但事實(shí)上，電子設(shè)備可以包括有多個(gè)這樣的按鍵構(gòu)成的按鍵矩陣。
圖4是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。圖5是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵的結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖。如圖4和5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400包括表面貼裝焊盤411、412、413和414、金屬蓋貼片415以及按鍵金手指420。和圖3所示的常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300不同的是，按鍵金手指420僅由一部分構(gòu)成。相比于圖3中所示的常規(guī)按鍵金手指320，按鍵金手指420被適當(dāng)?shù)販p小，這有助于減小電容性能的側(cè)面效應(yīng)，以盡量不影響表面貼裝焊盤413和414、金屬蓋貼片415 與手指之間的電容效應(yīng)，這有利于提高電容檢測(cè)的靈敏度，進(jìn)而提高按鍵觸摸檢測(cè)的靈敏度。另外，相比于圖3中所示的常規(guī)金屬蓋貼片按鍵300，在圖4所示的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400中，表面貼裝焊盤411、412、413和414的連接關(guān)系也有變化。如圖3所示，在常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300中，表面貼裝焊盤311和312與按鍵金手指320的內(nèi)環(huán)321 (KEY_0UT)電連接，表面貼裝焊盤313和314與按鍵金手指320 的外環(huán)322(KEY_IN)電連接，并且表面貼裝焊盤311、312、313和314分別電連接到鍵盤掃描電路的相應(yīng)端子。而在圖4和圖5所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400中，僅表面貼裝焊盤411與按鍵金手指420 (KEY_IN)電連接。表面貼裝焊盤412可以保留，例如根據(jù)情況用于KEY_IN或者其他待定設(shè)計(jì)，這提供了設(shè)計(jì)靈活性。表面貼裝焊盤413和414用于KEY_0UT，即電連接到鍵盤掃描電路的KEY_0UT端子，并且用作電容式觸摸墊。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400的按鍵掃描操作類似于圖3 中所示的常規(guī)表面貼裝金屬蓋貼片按鍵300的按鍵掃描操作，這里不再詳述。下面重點(diǎn)說明表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400的觸摸檢測(cè)功能。下面參照?qǐng)D6的電路連接示意圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400的觸摸檢測(cè)功能。參照?qǐng)D6，按鍵金手指420與表面貼裝焊盤411電連接，用于KEY_IN，S卩，電連接到鍵盤掃描電路的KEY_IN端子。表面貼裝焊盤412可以保留。金屬蓋貼片415與表面貼裝焊盤413電連接，用于KEY_0UT，即電連接到鍵盤掃描電路的KEY_0UT端子。另外，金屬蓋貼片415與表面貼裝焊盤414電連接，表面貼裝焊盤414與設(shè)置在電子設(shè)備的電路板上的電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430電連接。另外，還設(shè)置了分別與表面貼裝焊盤411、413電連接的上拉電阻器R1、R2，以增強(qiáng)鍵盤矩陣的驅(qū)動(dòng)能力。電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430可以被設(shè)置為對(duì)手指440觸摸按鍵所引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合按鍵位置形成指示位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。具體地說，由于鍵盤矩陣中的各個(gè)按鍵具有相同的按鍵結(jié)構(gòu)，即各個(gè)按鍵中的金屬蓋貼片415、表面貼裝焊盤411-414以及按鍵金手指420具有相同或者基本相同的形狀、 尺寸并且這些構(gòu)成部分具有相同或者基本相同的排列關(guān)系，因此當(dāng)沒有手指440觸摸吋， 各個(gè)按鍵中的金屬蓋貼片415、表面貼裝焊盤413和414以及按鍵金手指420之間形成的電容可以是相同或者基本相同的。當(dāng)手指440觸摸按鍵吋，人體的感應(yīng)電容會(huì)疊加在按鍵固有的電容上，導(dǎo)致電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430檢測(cè)到的電容相比于按鍵固有的電容有顯著變化(増大)。
作為示例，電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430可以被設(shè)置為將電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430檢測(cè)到的電容與一固有電容閾值THl進(jìn)行比較，當(dāng)所檢測(cè)到的電容與該固有電容閾值THl之差超過預(yù)設(shè)的電容變化閾值TH2時(shí)，判斷相應(yīng)按鍵被手指440觸摸。同時(shí)，根據(jù)按鍵與電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430之間的連接關(guān)系，電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430也能夠判斷出是哪個(gè)按鍵被觸摸，即判斷出觸摸的位置。固有電容閾值THl是根據(jù)按鍵固有的電容設(shè)置的。例如，固有電容閾值THl可以在電子設(shè)備出廠時(shí)由廠商預(yù)先設(shè)定。另選地，考慮到隨著鍵盤在長期使用中可能引起的電容變化，也可以通過電子設(shè)備中的軟件來操作電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430，使電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430檢測(cè)任一未被手指觸摸的按鍵的電容，并將所檢測(cè)到的電容設(shè)置為所述固有電容閾值TH1。另選地，可以通過電子設(shè)備中的軟件來操作電容式觸摸檢測(cè)掃描電路 430，使電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430檢測(cè)多個(gè)未被手指觸摸的按鍵的電容，并將所檢測(cè)到的多個(gè)電容的平均值設(shè)置為所述固有電容閾值TH1，這樣可以有利地減小因按鍵的物理結(jié)構(gòu)偏差所帶來的影響。電容變化閾值TH2的設(shè)置要考慮不同個(gè)人的不同手指觸摸按鍵時(shí)所造成的電容變化有所不同。例如，電容變化閾值TH2可以在電子設(shè)備出廠時(shí)由廠商預(yù)先設(shè)定。另選地， 可以通過電子設(shè)備中的軟件來操作電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430，使電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430檢測(cè)被任一手指觸摸的任一按鍵的電容，隨后計(jì)算所檢測(cè)到的電容與預(yù)先設(shè)置好的固有電容閾值THl的差，并將該差乘以一取值在0到1之間的因子，將所得的值作為電容變化閾值TH2提供給電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430。所述因子的值優(yōu)選地例如在0. 1到0. 8 之間，更優(yōu)選地例如在0. 2到0. 6之間，更優(yōu)選地例如在0. 3到0. 5之間，這樣可以充分適應(yīng)不同個(gè)人、不同手指的電容變化。另選地，也可以用多根手指分別觸摸同一按鍵或多個(gè)不同按鍵，計(jì)算由此檢測(cè)到的多個(gè)電容的平均值，并計(jì)算該平均值與預(yù)先設(shè)置好的固有電容閾值THl的差，并將該差乘以如前所述的因子，將所得的值作為電容變化閾值TH2提供給電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430，這樣，可以有利地減小因按鍵的物理結(jié)構(gòu)偏差和不同個(gè)人的不同手指的電容特性所帶來的影響。優(yōu)選的是，表面貼裝焊盤414通過隔直電容器C連接到電容式觸摸檢測(cè)掃描電路 430，從而使機(jī)械按鍵功能和觸摸檢測(cè)功能相互獨(dú)立。這樣，當(dāng)金屬蓋貼片415被按下而使得KEY_IN直接接地時(shí)，不會(huì)使電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430直接接地而造成系統(tǒng)紊亂，從而可以避免按鍵操作對(duì)觸摸檢測(cè)的影響。隔直電容器C的大小可以根據(jù)移動(dòng)電話的具體設(shè)計(jì)而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。優(yōu)選地，隔直電容器C可以具有例如IpF的電容。這樣，就構(gòu)成了在硬件上將機(jī)械按鍵功能和觸摸檢測(cè)功能結(jié)合起來但使它們?cè)诓僮魃舷嗷オ?dú)立的按鍵。一方面，可以如常規(guī)那樣檢測(cè)用戶的按鍵操作，另一方面，可以檢測(cè)用戶手指在按鍵上的觸摸操作?？梢岳缤ㄟ^軟件設(shè)置或單獨(dú)設(shè)置的按鈕的操作等，來對(duì)電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430的功能進(jìn)行激活/禁用。如前所述，和常規(guī)一樣，可以將多個(gè)這種表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400排成陣列， 構(gòu)成所需要的鍵盤矩陣。在此情況下，各個(gè)按鍵400都可以經(jīng)由隔直電容器C連接到電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430。當(dāng)手指在鍵盤矩陣上觸摸按鍵同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，電容式觸摸檢測(cè)掃描電路430可以檢測(cè)到是哪個(gè)按鍵的電容發(fā)生了變化，從而結(jié)合按鍵的位置，形成指示手指的位置和/或移動(dòng)的信號(hào)，并將該信號(hào)提供給處理裝置以形成指示顯示屏上的光標(biāo)的位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。另外，雖然在圖中沒有示出，但可以理解的是，和常規(guī)按鍵一祥，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400也可以包括設(shè)置在金屬蓋貼片415上方的非金屬按鍵殼，該非金屬按鍵殼可以充當(dāng)手指與按鍵400的金屬材料部分所形成的電容器之間的電介質(zhì)，以增強(qiáng)感應(yīng)電容的效應(yīng)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的表面貼裝金屬蓋貼片按鍵400，既可以檢測(cè)金屬蓋貼片415被按壓時(shí)的按鍵操作，又可以檢測(cè)手指觸摸金屬蓋貼片415所引起的電容變化，利用這種電容變化并結(jié)合按鍵的位置，可以形成指示電子設(shè)備的顯示屏上的光標(biāo)位置的信號(hào)。這樣，既可以節(jié)省電子設(shè)備的空間，又便于用戶操作，大大改善了使用的便利性。根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式，和提供了ー種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵、電路板以及電容式觸摸檢測(cè)掃描電路。所述帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵包括金屬蓋貼片；在所述金屬蓋貼片下方設(shè)置在所述電路板上的按鍵金手指；在所述按鍵金手指周圍設(shè)置在所述電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤；其中，所述金屬蓋貼片與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接，所述按鍵金手指與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的 ー個(gè)表面貼裝焊盤相連接，并且其中，所述金屬蓋貼片連接到所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路。所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路用于對(duì)因手指在所述按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合按鍵的位置形成指示手指觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。在上述電子設(shè)備中，金屬蓋貼片可以通過一隔直電容器與電容式觸摸檢測(cè)掃描電路相連接。這樣，可以將機(jī)械按鍵功能與觸摸檢測(cè)功能隔離開，避免按鍵操作對(duì)觸摸檢測(cè)功能的影響。優(yōu)選地，隔直電容器可以具有IpF的電容。例如，可以通過軟件設(shè)置或按鈕操作來激活/禁用電容式觸摸檢測(cè)掃描電路的功能。金屬蓋貼片按鍵可以有多個(gè)，以形成鍵盤矩陣。在上述電子設(shè)備中，各個(gè)按鍵的按鍵金手指由單個(gè)金屬材料部分構(gòu)成。在上述電子設(shè)備中，電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為，通過比較所檢測(cè)到的按鍵的電容和預(yù)設(shè)的閾值，來確定按鍵是否被手指觸摸。例如，所述預(yù)設(shè)的閾值是基于按鍵未被手指觸摸時(shí)的電容而設(shè)置的。上述電子設(shè)備可以是諸如移動(dòng)電話的各種便攜式設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的帶觸摸功能的按鍵和具有該按鍵的電子設(shè)備，既可以檢測(cè)按鍵被按壓時(shí)的按鍵操作，又可以檢測(cè)手指觸摸按鍵所引起的電容變化，利用這種電容變化并結(jié)合按鍵的位置形成指示電子設(shè)備的顯示屏上的光標(biāo)位置的信號(hào)。這樣，既節(jié)省了電子設(shè)備的空間，又便于用戶操作，大大改善了使用的便利性。以上參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。這些實(shí)施方式的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施方式的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變， 因此不是要將本發(fā)明的實(shí)施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
權(quán)利要求
1.一種用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，該按鍵包括 金屬蓋貼片；在所述金屬蓋貼片下方設(shè)置在所述電子設(shè)備的電路板上的按鍵金手指； 在所述按鍵金手指周圍設(shè)置在所述電子設(shè)備的所述電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤； 其中，所述金屬蓋貼片與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接， 所述按鍵金手指與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的一個(gè)表面貼裝焊盤相連接，并且其中，所述金屬蓋貼片連接到設(shè)置在所述電子設(shè)備的所述電路板上的電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，該電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為對(duì)因手指在所述按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合所述按鍵的位置形成指示手指的觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述金屬蓋貼片通過一隔直電容器與所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述隔直電容器具有IpF的電容。
4.如權(quán)利要求1所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述金屬蓋貼片的數(shù)量為多個(gè)，并且所述按鍵金手指具有與所述金屬蓋貼片的數(shù)量相同的數(shù)量，由此構(gòu)成一包括多個(gè)按鍵的按鍵矩陣。
5.如權(quán)利要求1所述的用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵，其中，所述按鍵金手指由單個(gè)金屬材料部分構(gòu)成。
6.一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵、電路板以及電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，所述帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵包括 金屬蓋貼片；在所述金屬蓋貼片下方設(shè)置在所述電路板上的按鍵金手指； 在所述按鍵金手指周圍設(shè)置在所述電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤； 其中，所述金屬蓋貼片與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接， 所述按鍵金手指與所述多個(gè)表面貼裝焊盤中的一個(gè)表面貼裝焊盤相連接， 并且其中，所述金屬蓋貼片連接到所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，并且所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為對(duì)因手指在所述按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合所述按鍵的位置形成指示手指的觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，所述金屬蓋貼片通過一隔直電容器與所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路相連接。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述隔直電容器具有IpF的電容。
9.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，通過軟件設(shè)置或按鈕操作來激活/禁用所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路的功能。
10.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，所述金屬蓋貼片的數(shù)量為多個(gè)，并且所述按鍵金手指具有與所述金屬蓋貼片的數(shù)量相同的數(shù)量，由此構(gòu)成一包括多個(gè)按鍵的按鍵矩陣。
11.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，所述按鍵金手指由單個(gè)金屬材料部分構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，所述電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為，通過比較所檢測(cè)到的按鍵的電容和預(yù)設(shè)的閾值，來確定所述按鍵是否被手指觸摸。
13.如權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其中，所述預(yù)設(shè)的閾值是基于按鍵未被手指觸摸時(shí)的電容而設(shè)置的。
14.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，該電子設(shè)備是便攜式電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供用于電子設(shè)備的帶觸摸檢測(cè)功能的按鍵和包括該按鍵的電子設(shè)備。該按鍵包括金屬蓋貼片；在金屬蓋貼片下方設(shè)置在電子設(shè)備的電路板上的按鍵金手指；在按鍵金手指周圍設(shè)置在電子設(shè)備的電路板上的多個(gè)表面貼裝焊盤；其中，金屬蓋貼片與至少兩個(gè)表面貼裝焊盤相連接，按鍵金手指與一個(gè)表面貼裝焊盤相連接，并且其中，金屬蓋貼片連接到設(shè)置在電子設(shè)備的電路板上的電容式觸摸檢測(cè)掃描電路，該電容式觸摸檢測(cè)掃描電路被設(shè)置為對(duì)因手指在按鍵上的觸摸而引起的電容變化進(jìn)行檢測(cè)，從而結(jié)合按鍵的位置形成指示手指的觸摸位置和/或移動(dòng)的信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K17/96GK102571056SQ20101061218
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉一農(nóng), 李雪強(qiáng) 申請(qǐng)人:索尼愛立信移動(dòng)通訊有限公司