专利名称：按键结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按键结构，且特别涉及一种可应用于方向键的按键结构。
背景技术：
方向键是一种常见的按键，而现今的手机、游戏机(game console)的游戏杆以及掌上型游戏机(handheld game console)等电子设备多半会采用方向键来作为操作工具。例如，上述电子设备的屏幕可以显示光标(cursor)，而使用者可以使用方向键来移动光标，从而操作电子设备。一般方向键通常包括至少四个接触电极组，而各个接触电极组包括一对彼此分离的电极。这些接触电极组分别代表不同的方向，即各个接触电极组能决定光标所要移动的方向。例如，上述四个接触电极组的其中一者可以用来移动光标往上、下、左或右的方向来移动。因此，在现有的方向键技术中，方向键所包括的接触电极组的数量越多，则方向键可以让光标越灵活地移动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种按键结构，其可应用于方向键。本发明提出一种按键结构，其适于电性连接一位置感测单元。上述按键结构包括一基板、一第一图案电极、一第二图案电极以及一压触件。基板具有一平面。第一图案电极配置在平面上，并具有一第一感测端。第二图案电极配置在平面上，并具有一第二感测端，其中第一图案电极不接触第二图案电极。压触件配置在第一图案电极与第二图案电极的上方，并包括至少一接触导体件。接触导体件用于接触第一图案电极与第二图案电极，以定义一接触位置，而位置感测单元根据第一感测端与第二感测端之间的一电阻值来感测接触位置。本发明另提出一种按键结构，其包括一基板、一第一图案电极、一第二图案电极以及一压触件。基板具有一平面，而第一图案电极配置在平面上，并具有一第一感测端。第二图案电极配置在平面上，并具有一第二感测端，其中第一图案电极不接触第二图案电极。压触件配置在第一图案电极与第二图案电极的上方，并包括至少一接触导体件。接触导体件用于接触第一图案电极与第二图案电极，以定义一接触位置，而第一感测端与第二感测端之间的一电阻值随着接触位置的改变而变化。综上所述，由于第一图案电极的第一感测端与第二图案电极的第二感测端之间的电阻值会随着接触位置的改变而变化，以至于本发明的按键结构得以应用于方向键。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A绘示本发明一实施例的按键结构的俯视示意图。
图1B绘示图1A中沿线A-A剖面而成的剖面示意图。图1C绘示图1A中移除压触件后的按键结构的俯视示意图。图2A绘示图1B中按键结构被按压时的剖面示意图。图2B绘示图1A中的按键结构在运行时的示意图。图3A绘示本发明另一实施例的按键结构的俯视示意图。图3B绘示图3A中沿线B-B剖面而成的剖面示意图。图3C绘示图3A中移除压触件后的按键结构的俯视示意图。其中，附图标记说明如下:10:位置感测单元100、200:按键结构110、210:第一图案电极112、212:第一环状部114、214:第一延伸条120、220:第二图案电极122:第二环状部124:第二延伸条130:基板132:平面140,240:压触件142,242:接触导体件T1、T3:第一感测端144:按键膜层144a:按键罩216:第一触垫226:第二触垫228:线段部228a:端部G1、G2:间隙L1:接触位置Pl:电传导路径S1:上表面S2:下表面T2、T4:第二感测端
具体实施例方式图1A绘示本发明一实施例的按键结构的俯视示意图，而图1B绘示图1A中沿线A-A剖面而成的剖面示意图。请参阅图1A与图1Β，按键结构100包括一第一图案电极110、一第二图案电极120、一基板130以及一压触件140。基板130具有一平面132,而第一图案电极110与第二图案电极120皆配置在平面132上，其中第一图案电极110与第二图案电极120 二者可视为一个接触电极组。基板130、第一图案电极110与第二图案电极120三者可以整合成一块电路板，其中此电路板可以是单面电路板(single-sided circuit board)、双面电路板(double-sided circuit board)或多层电路板(multilayer circuit board)。因此,基板130可以包括至少一层绝缘层，而第一图案电极110与第二图案电极120皆位于此绝缘层上，其中绝缘层例如是由树脂(resin)或胶片(prepreg)所形成。压触件140配置在第一图案电极110与第二图案电极120的上方，所以第一图案电极110与第二图案电极120皆位于压触件140与基板130之间。压触件140包括一接触导体件142，而接触导体件142位于第一图案电极110与第二图案电极120之间。此外，接触导体件142的形状可以是环状，如图1A所示。压触件140还可包括一按键膜层144，而按键膜层144配置在第一图案电极110与第二图案电极120上，并覆盖第一图案电极110与第二图案电极120。按键膜层144可为绝缘膜片，其例如是塑料膜片。此外，按键膜层144可具有可挠性(flexible)与弹性(elasticity)，所以按键膜层144可受外力的施加而形变。当按键膜层144不受此外力的施加时，按键膜层144基本上可恢复成形变前的外貌。当按键结构100没有被按压时，按键膜层144会具有一按键罩144a，而按键罩144a的形状可以是环状，因此环状的接触导体件142得以配置在按键罩144a内。按键膜层144还具有一上表面SI以及一相对上表面SI的下表面S2,其中下表面S2位于上表面SI与基板130之间，并且可接触第一图案电极110与第二图案电极120，而接触导体件142则位于下表面S2。承上述，从图1B来看，位于按键罩144a处的上表面SI为隆起的表面，而位于按键罩144a处的下表面S2为凹陷的表面，因此第一图案电极110与第二图案电极120 二者与接触导体件142之间存有一间隙Gl。也就是说，当按键结构100没有被按压时，第一图案电极110与第二图案电极120皆不会与接触导体件142接触。另外，在本实施例中，接触导体件142可以是一种附着在按键膜层144上的导体薄膜，其例如是金属薄膜或石墨薄膜。第一图案电极110不接触第二图案电极120。详细而言，在正常的按键结构100中，第一图案电极110是不会接触第二图案电极120，也不会与第二图案电极120相连，而在按键结构100未被按压的状态下，第一图案电极110会与第二图案电极120电性绝缘。第一图案电极110与第二图案电极120皆为导体，但是第一图案电极110与第二图案电极120 二者的电阻率皆大于3.5X10_5欧姆公尺(Ω.πι)，而此电阻率大于铜的电阻率。因此，相较于铜而言，第一图案电极110与第二图案电极120皆具有较高的电阻。此外，满足上述电阻率条件的材料例如是石墨，因此第一图案电极110与第二图案电极120 二者的材料可皆为石墨。图1C绘示图1A中移除压触件后的按键结构的俯视示意图。请参阅图1A至图1C，第一图案电极110的形状与第二图案电极120的形状可皆为环状，其中第一图案电极110围绕第二图案电极120，因此第一图案电极110与第二图案电极120可呈同心圆状排列，如图1C所示。在本实施例中，第一图案电极110与第二图案电极120 二者结构彼此相似。详细而言，第一图案电极110可以包括一第一环状部112以及多个连接第一环状部112的第一延伸条114，而第二图案电极120可以包括一第二环状部122以及多个连接第二环状部122的第二延伸条124。各条第一延伸条114可以从第一环状部112朝向第二图案电极120的第二环状部122延伸，而各条第二延伸条124可从第二环状部122朝向第一图案电极110的第一环状部112延伸。此外，这些第一延伸条114可呈辐射状分布，而这些第二延伸条124可呈辐射状分布，其中这些第一延伸条114与这些第二延伸条124可以彼此交错排列。请参阅图1A与图1C，按键结构100可以电性连接一位置感测单元10。详细而言，第一环状部112具有一第一感测端Tl，而第二环状部122具有一第二感测端T2，其中第一感测端Tl与第二感测端T2皆电性连接位置感测单元10，而第一感测端Tl与第二感测端T2皆可作为输出输入端(Input/Output, I/O)。位置感测单元10可以从第一感测端Tl与第二感测端T2接收第一图案电极110与第二图案电极120 二者其中之一所输出的感测信号，并且也可从第一感测端Tl与第二感测端T2传送电流至第一图案电极110或第二图案电极120。此外，位置感测单元10可以包括微处理器(micro processor),而此微处理器例如是中央处理器(Central ProcessingUnit, CPU)，但不限定本发明。图2A绘示图1B中按键结构被按压时的剖面示意图，而图2B绘示图1A中的按键结构在运行时的示意图。请参阅图2A与图2B，接触导体件142可用于接触第一图案电极110与第二图案电极120，以使第一图案电极110与第二图案电极120 二者彼此电性导通，并定义出一接触位置LI，其如图2B中的圆形网点区域所示。详细而言，当按键结构100被按压时，按键罩144a会被压扁，以至于接触导体件142会朝向基板130移动，直到接触导体件142接触第一图案电极110与第二图案电极120。此外，本发明所述的接触位置乃是指第一图案电极110与第二图案电极120 二者因按键结构100被按压而与接触导体件142所接触的位置。因此，图2B中的接触位置LI是表示位于接触位置LI处的接触导体件142接触第一图案电极110与第二图案电极120。当接触导体件142接触第一图案电极110与第二图案电极120而定义出接触位置LI时，会形成一电传导路径Pl (如图中所示的粗黑线条)，其中电传导路径Pl的两端分别位于第一感测端Tl与第二感测端T2，而电传导路径Pl会经过部分第一环状部112、至少一第一延伸条114、部分第二环状部122、至少一第二延伸条124以及位于接触位置LI处的接触导体件142。当按键结构100被按压时，利用电传导路径P1，原先彼此电性绝缘的第一图案电极110与第二图案电极120得以彼此电性导通，以至于位置感测单元10可以从第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电流与电压来量测出第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值。此外，由于第一图案电极110与第二图案电极120 二者电阻率皆大于3.5X IO-5欧姆公尺(Ω.m)，因而可以降低量测第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值的固难度。根据基本电学的知识，上述电阻值与电传导路径Pl的路径长度成正比，而电传导路径Pl的路径长度会受到接触位置LI的改变而变化。以图2B为例，当接触位置LI沿着第一图案电极110与第二图案电极120往顺时针方向移动时，电传导路径Pl的路径长度会被拉长，从而增加第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值。 反之，当接触位置LI沿着第一图案电极110与第二图案电极120往逆时针方向移动时，电传导路径Pl的路径长度会被缩短，从而减少第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值。由此可知，第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值会随着接触位置LI的改变而变化，以至于一个电阻值基本上会对应到一个接触位置。因此，位置感测单元10可根据第一感测端Tl与第二感测端T2之间的电阻值来感测接触位置LI。当使用者按压压触件140，以使第一图案电极110经由接触导体件142与第二图案电极120电性导通时，位置感测单元10能感测第一图案电极110与第二图案电极120 二者与接触导体件142接触的位置，进而操作电子设备，其例如是手机、游戏机、掌上型游戏机、电脑或翻译机。如此，按键结构100可以应用于方向键，让使用者可以使用按键结构100来操作上述电子设备。例如，按键结构100不仅可以控制屏幕上的光标往上、下、左与右的方向来移动，而且还可以控制光标往其它任意方向来移动，让使用者可以灵活地控制光标移动。图3A绘示本发明另一实施例的按键结构的俯视示意图，而图3B绘示图3A中沿线B-B剖面而成的剖面示意图。请参阅图3A与图3B，本实施例的按键结构200包括一基板130、一第一图案电极210、一第二图案电极220以及一压触件240，其中第一图案电极210与第二图案电极220皆配置在平面132上，且彼此不接触，而压触件240配置在第一图案电极210与第二图案电极220的上方。压触件240包括一按键膜层144与多个接触导体件242，其中这些接触导体件242配置在按键罩144a内，并位于下表面S2。当按键结构200没被按压时,第一图案电极210与第二图案电极220 二者与这些接触导体件242之间会存有一间隙G2，所以第一图案电极210与第二图案电极220皆不与任何接触导体件242接触。此外，各个接触导体件242的形状可为点状，且这些接触导体件242可呈环状排列，并可皆为导体薄膜，例如金属薄膜或石墨薄膜。这些接触导体件242与前述实施例的接触导体件142 二者功用相同，即这些接触导体件242可用于接触第一图案电极210与第二图案电极220，以定义出接触位置并形成电传导路径。第一图案电极210具有一第一感测端T3，而第二图案电极220具有一第二感测端T4。第一感测端T3与第二感测端T4皆可用来作为输出输入端，而上述电传导路径的两端分别位于第一感测端T3与第二感测端T4。上述接触位置的定义及形成电传导路径的原理皆与前述实施例相同，所以在本实施例中，电传导路径的路径长度会受到接触位置的改变而变化，以至于第一感测端T3与第二感测端T4之间的电阻值随着接触位置的改变而变化。如此，电性连接第一感测端T3与第二感测端T4的位置感测单元10可量测出第一感测端T3与第二感测端T4之间的电阻值，并根据电阻值来感测接触位置。由此可知，按键结构100、200 二者感测接触位置的原理皆相同。值得一提的是，若将压触件240更换成前述实施例中的压触件140，仍不影响按键结构200的运行。反之，在前述实施例中，若将压触件140更换成本实施例中的压触件240，也不影响按键结构100的运行。因此，压触件140与240皆可使用于按键结构100、200其中任一种，而图式所示的按键结构100、200仅为举例说明，非限定本发明。图3C绘示图3A中移除压触件后的按键结构的俯视示意图。请参阅图3A至图3C，在本实施例中，第一图案电极210、110 二者构造相似，第二图案电极220、120 二者构造也相似，而以下将主要针对第一图案电极210、110的差异以及第二图案电极220、120的差异来进行说明。第一图案电极210包括一第一环状部212、多条第一延伸条214与多个第一触垫216，而第二图案电极220包括多个第二触垫226与多条线段部228。各条第一延伸条214连接在第一环状部212与其中一个第一触垫216之间，而各条线段部228连接其中一个第二触垫226，其中这些接触导体件242用于接触第一触垫216与第二触垫226。承上述，各个第二触垫226位于其中一个第一触垫216的对面，而各个第一触垫216以及与其相邻的第二触垫226皆位于其中一条第一延伸条214以及与其相邻的线段部228之间。此外，第一环状部212具有第一感测端T3，而其中一条线段部228 (图3A与图3C中，长度最长的线段部228)具有第二感测端T4。各条线段部228具有两端部228a，而第二感测端T4为其中一个端部(仅以T4标示)。在第二图案电极220中，其中一条线段部228的其中一端部228a连接另一线段部228的其中一端部228a，以使线段部228呈齿轮状排列。详细而言，这些线段部228实质上呈锯齿状排列，并沿着第一图案电极210排列，因此从图3A与图3C来看，这些第一图案电极210所排列而成的形状与齿轮的形状相似。此夕卜，各个第二触垫226连接其中一个端部228a，而其它端部228a则彼此相连。综上所述，由于第一图案电极的第一感测端与第二图案电极的第二感测端之间的电阻值会随着接触位置的改变而变化，使得本发明的按键结构得以应用于方向键。例如，利用上述电阻值的变化，本发明的按键结构能控制屏幕上的光标移动，从而让使用者得以操作电子设备(例如手机、游戏机、掌上型游戏机、电脑或翻译机)。其次，本发明的按键结构只采用一个接触电极组(即第一图案电极与第二图案电极)，即能让光标不仅往上、下、左与右的方向移动，而且还可以控制光标往其它任意方向来移动，让使用者灵活地控制光标移动。相较于习知方向键而言，本发明的按键结构能促进电子设备的体积缩小，从而满足现今电子设备所朝向的小体积化的发展趋势。此外，在习知方向键中，一个接触电极组具有一对输出输入端。由于习知方向键通常包括至少四个接触电极组，因此习知方向键的输出输入端的数量为四个或四个以上。然而，本发明的按键结构所具有的输出输入端(即第一感测端与第二感测端)的数量可以只有二个，因此相较于习知方向键而言，本发明的按键结构具有数量较少的输出输入端。如此，本发明的按键结构不仅能促进电子设备的体积缩小，且还可以降低电路布线(layout)的困难度。以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种按键结构，用于电性连接位置感测单元，其特征在于，该按键结构包括: 基板，具有平面； 第一图案电极，配置在该平面上，并具有第一感测端； 第二图案电极，配置在该平面上，并具有第二感测端，其中该第一图案电极不接触该第二图案电极；以及 压触件，配置在该第一图案电极与该第二图案电极的上方，并包括至少一接触导体件，所述至少一接触导体件用于接触该第一图案电极与该第二图案电极，以定义接触位置，而该位置感测单元根据该第一感测端与该第二感测端之间的电阻值来感测该接触位置。
2.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该压触件还包括一按键膜层，该按键膜层具有至少一按键罩，而所述至少一接触导体件配置在所述至少一按键罩内。
3.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述接触导体件的数量为多个，各接触导体件的形状为点状，且所述多个接触导体件呈环状排列。
4.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述至少一个接触导体件的形状为环状。
5.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该第一图案电极的形状与该第二图案电极的形状皆为环状，而该第一图案电极围绕该第二图案电极。
6.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该第一图案电极包括第一环状部以及多个连接该第一环状部的第一延伸条，而各第一延伸条从该第一环状部朝向该第二图案电极延伸，该第一环状部具有该第一感测端。
7.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该第一图案电极与该第二图案电极二者的电阻率皆大于3.5 X IO-5欧姆公尺。
8.如权利要求1至7中任一项所述的按键结构，其特征在于，该第一图案电极与该第二图案电极二者的材料皆为石墨。
9.如权利要求6所述的按键结构，其特征在于，所述多个第一延伸条呈辐射状分布。
10.如权利要求6所述的按键结构，其特征在于，该第二图案电极包括第二环状部以及多个连接该第二环状部的第二延伸条，而各第二延伸条从该第二环状部朝向该第一环状部延伸，该第二环状部具有该第二感测端。
11.如权利要求10所述的按键结构，其特征在于，所述多个第一延伸条呈辐射状分布，而所述多个第二延伸条呈辐射状分布，所述多个第一延伸条与所述多个第二延伸条彼此交错排列。
12.如权利要求6所述的按键结构,其特征在于,该第一图案电极还包括多个第一触垫，各第一延伸条连接在该第一环状部与其中一第一触垫之间，而所述至少一个接触导体件用于接触该第一触垫。
13.如权利要求12所述的按键结构，其特征在于，该第二图案电极还包括: 多个线段部，各线段部具有两端部，其中一线段部的其中一端部连接另一线段部的其中一端部，以使这些线段部呈齿轮状排列，而这些端部的其中之一为该第二感测端； 多个第二触垫，各第二触垫位于其中一第一触垫的对面，且各第一触垫以及与其相邻的该第二触垫皆位于其中一第一延伸条以及与其相邻的该线段部之间，各第二触垫连接各线段部的其中一端部，而所述多个线段部的其它多个端部彼此相连，所述至少一个接触导体件用于接触该第二触垫。
14.一种按键结构，其特征在于，该按键结构包括: 基板，具有平面； 第一图案电极，配置在该平面上，并具有第一感测端； 第二图案电极，配置在该平面上，并具有第二感测端，其中该第一图案电极不接触该第二图案电极；以及 压触件，配置在该第一图案电极与该第二图案电极的上方，并包括至少一接触导体件，所述至少一接触导体件用于接触该第一图案电极与该第二图案电极，以定义接触位置，而该第一感测端与该第二感 测端之间的电阻值随着该接触位置的改变而变化。
全文摘要
一种按键结构，包括一基板、一第一图案电极、一第二图案电极以及一压触件。基板具有一平面，而第一图案电极配置在平面上，并具有一第一感测端。第二图案电极配置在平面上，并具有一第二感测端，其中第一图案电极不接触第二图案电极。压触件配置在第一图案电极与第二图案电极的上方，并包括至少一接触导体件。接触导体件用于接触第一图案电极与第二图案电极，以定义一接触位置，而第一感测端与第二感测端之间的一电阻值随着接触位置的改变而变化。
文档编号G06F3/033GK103164048SQ20111045674
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月16日
发明者张全汪 申请人:金宝电子工业股份有限公司