专利名称：一种触摸按键感应装置、电子设备、雨量传感器及汽车的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子传感器技术领域，尤其涉及一种触摸按键感应装置、电子设
备、雨量传感器及汽车。
背景技术：
目前电子设备中触摸按键感应装置普遍的剖面结构如图1A所示，通过导电金属 弹簧103支撑固定在顶端的金属片102紧贴面板101将感应电极从电路板104延伸到触摸 按键的位置，其中感应电极102 —般为如图1B所示的圆形。这种结构对于基于自电容检测 原理(侦测由于触摸使感应电极自身的分布电容发生改变)的触摸检测电路来说是合适 的，但是不能适应基于互电容或投射式电容检测原理(侦测由于触摸使两个电极间耦合电 容发生的改变)的触摸检测电路，从而也就不利于提供更加优良的触摸检测性能。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种触摸按键感应装置、电子设备、雨量传感器及汽 车，旨在解决目前的触摸按键装置其单个感应电极结构不能适应基于互电容的触摸检测电 路的问题。 本实用新型是这样实现的，一种触摸按键感应装置，包括安装有控制器的主电路 板和通过弹性材料支撑紧贴安装于电子设备面板内面的触摸按键感应部件，所述触摸按键 感应部件的基板上分布有至少两个具有绝缘间隙的感应电极。 上述感应电极之间构成相互的电容耦合的关系，对这些电极组合之间的电容进行
侦测，通过配套的检测控制电路即可对出现在触摸按键位置的触摸动作进行检测。 进一步地，所述至少两个感应电极处于所述基板的同一层面上。 进一步地，所述至少两个感应电极包括一个中心电极，以及围绕所述中心电极分
布的一个或一个以上形状对称的外围电极。 进一步地，所述至少两个感应电极包括一个中心电极，以及围绕所述中心电极呈 对称阵列分布的多个电极。 进一步地，所述至少两个感应电极处于所述基板的不同层面上。 进一步地，所述不同层面上分布的电极在垂直投影面上形成的构图是对称的。 进一步地，所述至少两个感应电极分别通过软导线或金属弹簧与所述主电路板形
成电气连接。 本实用新型的另一目的在于提供一种电子设备，包括一触摸按键感应装置，所述 触摸按键感应装置为如上所述的触摸按键感应装置。 本实用新型的另一目的在于提供一种雨量传感器，包括一触摸按键感应装置，所 述触摸按键感应装置为如上所述的触摸按键感应装置。 本实用新型的另一目的在于提供一种汽车，包括一自动雨刮器，其特征在于，所述 自动雨刮器包括一如上所述的雨量传感器。
3[0015] 本实用新型通过在感应装置的基板上分布至少两个电极，形成互电容检测时用于 产生电容耦合的电极组合，以适应基于互电容的触摸检测电路；同时还可以通过增加电极 的数目来更好地实现一些特定的功能，例如接近检测，识别人体触摸、湿抹布和水覆盖等情 况。
图1A是电子设备中触摸按键的普遍剖面结构示意图； 图IB是图1A中感应电极的一般形状示意图； 图2A是本实用新型第一实施例提供的电子设备中触摸按键的剖面结构示意图； 图2B是图2A中外圈电极和中心电极的位置关系示意图； 图2C是图2A中两个电极的一种变形示意图； 图3是本实用新型第一实施例的一种变形结构图； 图4是本实用新型第一实施例的另一种变形结构图； 图5是本实用新型第二实施例提供的电子设备中触摸按键的剖面结构示意图； 图6、图7和图8是本实用新型第三实施例提供的电子设备中触摸按键的剖面结构 示意图。
具体实施方式为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。 本实用新型实施例中，在电子设备的面板上布局有触摸按键位置，按键面板下方 的感应装置的基板上分布有至少两个感应电极，以形成基于互电容触摸检测时的电极组 合，其中，该至少两个电极的相对位置和形状可以灵活设置。 图2A示出了本实用新型第一实施例提供的电子设备中触摸按键感应装置的剖面 结构示意图。为了便于描述，仅示出了与本实用新型相关的部分。 参照图2A，按键面板202用于承受手指201的按压动作，按键面板202下方贴附 有布置了感应电极的触摸感应部件基板205。触摸感应部件基板205上面分布有圆环状的 外圈电极203和位于外圈电极203内部且与外圈电极203相隔离的中心电极204，外圈电 极203和中心电极204的位置关系如图2B所示。触摸感应部件基板205通常为印刷电路 板(Printed Circuit Board, PCB)，此时外圈电极203和中心电极204就是该PCB板上面 的布线。中心电极204通过导电体206连接到主控电路板208上，外围电极203则通过软 导线207连接到主控电路板208上。本实施例中，导电体206选用金属弹簧。考虑到安装 时触摸感应部件基板205紧贴面板202的内面，弹簧会受压发生形变，相应地，导线207选 用质地比较柔软的线材，且长度上保留必要的伸縮余地。在此实施例中金属弹簧206同时 起着弹性支撑材料和导电体的双重作用。如果采用其他非导体的弹性材料做支撑，中心电 极204与主控电路板208的连接仍然采用软导线207。 进一步地，将圆形或圆环形的电极改成其它对称图形并不会显著影响效果。因此， 外圈电极203和中心电极204的布线有时也可以采用其它对称的形状，如图2C所示的八角形。 有时考虑到适应特殊的面板材料或安装位置关系，或根据不同触摸控制芯片的检 测原理，为了得到最好的检测效果，有时需要将感应电极的空间位置置于不同层面上。图3 示出了第一实施例的一种变形结构，其中，中心电极204位于外围电极203的下层，保持一 定的垂直距离。图4示出了第一实施例的另一种变形结构，其中，中心电极204位于外围电 极203的上层，同样保持一定的垂直距离。在这两个第一实施例的变形结构中，由于中心电 极204与外围电极203处于不同的层面上，因此，可以适当縮小外围电极尺寸或者扩大中心 电极尺寸，允许它们在垂直方向上有重叠，进而获得最佳的检测效果。这种情况下，不同层 面上分布的电极在垂直投影面上形成的构图是对称的。还需要指出，必要的时候，为了让两 个层面上的电极保持一定的垂直距离，两个电极层面可以布置在不是同一块基板上，也就 是说，两个电极层面之间可以插入多块基板或让基板之间留有空隙。 图5示出了本实用新型第二实施例提供的电子设备中触摸按键感应装置的感应 电极单元的剖面投影结构图，为了便于描述，仅示出了与第一实施例不同的部分。本实施例 包含三个电极，增加外圈电极的数量，可以更好地实现一些特定的功能，例如接近检测，识 别人体触摸、湿抹布和水覆盖等等情况。 图6、图7和图8示出了本实用新型第三实施例提供的电子设备中触摸按键感应装 置的感应电极单元的剖面结构，为了便于描述，同样仅示出了与第一实施例不同的部分。将 外围电极圈用多个圆形(图6)或其他形状(图7、图8)的独立电极取代，组成围绕中心电 极对称分布的阵列，也可较好地实现一些特定的功能，例如接近检测，识别人体触摸、湿抹 布和水覆盖等情况。 应当理解，上述各实施例均以外电极包含中心电极的位置关系进行了描述，具体 实施时各个电极的形状和彼此之间的位置关系并不限于此，只要设置具有绝缘间隙的两个 或两个以上的电极即可。 由于这里提到的触摸检测都是基于对于电极之间互电容的侦测，而正是人体手指 的相对面板的接近或触摸引起感应电极之间的互电容发生变化，触摸检测控制电路通过检 测到这个电容变化即可判断触摸动作的出现。而实际上，除人体外，其他物质，例如水，出现 在触摸按键装置的部位也会引起电极之间互电容的变化，只是引起变化的特点有所不同而 已。因此，利用本实用新型提出的触摸按键感应装置，还可以很好地用来侦测面板表面的液 体量。它的这个特点的一个转换的应用就是作为一种雨量传感器，用于装备汽车上的自动 雨刮器。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种触摸按键感应装置，包括安装有控制器的主电路板和通过弹性材料支撑紧贴安装于电子设备面板内面的触摸按键感应部件，其特征在于，所述触摸按键感应部件的基板上分布有至少两个具有绝缘间隙的感应电极。
2. 如权利要求1所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述至少两个感应电极处于 所述基板的同一层面上。
3. 如权利要求2所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述至少两个感应电极包括 一个中心电极，以及围绕所述中心电极分布的一个或一个以上形状对称的外围电极。
4. 如权利要求2所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述至少两个感应电极包括 一个中心电极，以及围绕所述中心电极呈对称阵列分布的多个电极。
5. 如权利要求1所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述至少两个感应电极处于 所述基板的不同层面上。
6. 如权利要求5所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述不同层面上分布的电极 在垂直投影面上形成的构图是对称的。
7. 如权利要求1至6任一项所述的触摸按键感应装置，其特征在于，所述至少两个感应 电极分别通过软导线或金属弹簧与所述主电路板形成电气连接。
8. —种电子设备，包括一触摸按键感应装置，其特征在于，所述触摸按键感应装置为权 利要求1至6任一项所述的触摸按键感应装置。
9. 一种雨量传感器，包括一触摸按键感应装置，其特征在于，所述触摸按键感应装置为 权利要求1至6任一项所述的触摸按键感应装置。
10. —种汽车，包括一 自动雨刮器，其特征在于，所述自动雨刮器包括一如权利要求9 所述的雨量传感器。
专利摘要本实用新型适用于电子传感器技术领域，提供了一种触摸按键感应装置，通过弹性材料支撑紧贴安装于电子设备面板内面，所述触摸按键感应装置的基板上分布有至少两个具有绝缘间隙的感应电极。本实用新型通过在感应装置的基板上分布至少两个电极，形成相互耦合的电极组合，以适应基于互电容或投射式电容的触摸感应检测电路。
文档编号G01W1/14GK201467098SQ20092013164
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者朱星火 申请人:深圳市汇顶科技有限公司