霍尔按键的制作方法

本发明涉及一种输入装置，主要涉及一种霍尔按键。

背景技术：

目前通用的按键有机械按键、硅胶按键和薄膜按键，其中，机械按键内有机械开关，机械开关内部有金属弹簧，通过触点的导通或断开实现开和关的功能，工艺简单，但是声音较大，且不能防水防尘。

硅胶按键具有优良的耐热性、耐寒性、耐环境性、电气绝缘性、耐疲劳性等特点，但是仍需要利用金属触点的导通或断开实现开和关的功能，属于触感型开关，从而不能其进行防水防尘的密封处理。

薄膜按键在导电薄膜上面布满了金属点，当按键向下运动的时候，按键下面的导电胶材料或者是金属弹片正好落到了金属点上面，达到接通的效果，从而完成相应工作。与传统的硅胶按键相比，薄膜按键具有更好的手感、更长的寿命，可以间接地提高使用导电膜的各类型开关的生产效率。薄膜按键是一种触感型开关，不能对薄膜按键进行防水防尘处理，否则薄膜按键不能正常工作。

霍尔按键利用霍尔元件和磁铁，无需进行接触，因此可以对霍尔按键进行防水防尘处理，但是因磁铁的磁场对距离的变化率较小，使得开关行程在4mm～5mm，而硅胶按键或薄膜按键的开关行程在1mm～2mm左右，因此当前的霍尔按键不能直接代替上述触感型的按键进行使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种霍尔按键，能够使获得较小的开关行程和较好的防水防尘的密封效果，且成本较低，容易操作。

本发明提供一种霍尔按键，包括：霍尔元件，和分别位于霍尔元件的相对两侧的第一磁铁和第二磁铁，且第一磁铁和第二磁铁的磁场方向相反。

优选的，第一磁铁还与按键帽固定连接。

本发明在霍尔按键处于非工作状态时，霍尔元件因第二磁铁的磁场输出低电平，当按压按键帽时，第一磁铁的磁场抵消第二磁铁的磁场，此时，霍尔元件输出高电平，当松开按键帽1时，第一磁铁的磁场的抵消作用消失，霍尔元件又输出低电平。根据变化的点评判断是否有按压按键，清晰可靠。

优选的，霍尔按键的开关行程为0～2mm。

优选的，霍尔元件与第一磁铁的距离为3mm～12mm，霍尔元件与第二磁铁的距离为1mm～10mm。

本发明中，通过设置上述距离，可使得开关行程较小。

优选的，霍尔元件为开关型霍尔元件或模拟型霍尔元件。

优选的，第一磁铁和第二磁铁为永久磁铁。

本发明中，开关型霍尔元件输出0和1，对按压按键前后的电平变化比较明显，对后续操作有较好的指示作用，操作简单，成本较低；模拟型霍尔元件输出数值，通过设置阈值再判断输出高电平还是低电平，使得霍尔按键操作灵活，用户设置阈值可调节霍尔按键的灵敏度；使用永久磁铁可延长霍尔按键的使用寿命。

本发明还提出了一种霍尔键盘，应用2个或2个上述的霍尔按键。

优选的，相邻2个的霍尔按键的最小距离大于10mm。

优选的，相邻2个的霍尔按键中间设置隔离层。

本发明中，霍尔键盘包括2个或2个以上的霍尔按键，通过设置相邻2个霍尔按键的最小距离、或者在相邻2个霍尔按键中间设置隔离层，避免了相邻的第一磁铁或第二磁铁的磁场对相邻的霍尔元件的影响，避免了误操作。

综上所述，本发明利用第二磁铁使得霍尔元件在非工作状态输出低电平，在按压时，霍尔按键输出高电平，松开后，霍尔按键又输出低电平，且开关行程缩短至0～2mm，可直接替换薄膜按键等触感型开关，结构简单，成本较低，能够达到很好的防水防尘的效果。。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1示出了本发明的霍尔按键的结构示意图。

图2示出了本发明的霍尔按键的另一结构的示意图。

图3示出了本发明的霍尔键盘的结构图。

图4示出了本发明的霍尔键盘的另一结构图。

附图标记：

100，200，1001，1002，1003–霍尔按键

101，201–按键帽

102，202–第一磁铁

103，203–第二磁铁

104，204–霍尔元件

300–霍尔键盘

301–壳体

302–密封胶

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

实施例一：

图1示出了本发明的霍尔按键的结构示意图。

如图1(a)所示，霍尔按键100包括按键帽101、第一磁铁102、第二磁铁103、和霍尔元件104，其中，第一磁铁102和第二磁铁103是相同的，但是磁场方向相反，且分别位于霍尔元件的相对两侧。第二磁铁103和霍尔元件104的位置相对固定，其之间的距离为h1，此时霍尔元件104因第二磁铁103的磁场输出低电平。当未按压按键帽101时，第一磁铁102位于s2位置处，其与霍尔元件104的距离为h2。

如图1(b)所示，当按图示箭头方向按压按键帽101时，第一磁铁102的磁场开始抵消第二磁铁103的磁场。当第一磁铁102位于s1位置处，此时第一磁铁102与霍尔元件104的距离为h1，第一磁铁102的磁场完全抵消第二磁铁103的磁场，霍尔元件104输出高电平。

当停止按压按键帽101时，第一磁铁102开始回弹至s2位置处，此时，第一磁铁102的磁场对第二磁铁103的磁场的抵消作用消失，霍尔元件104因第二磁铁103的磁场再次输出低电平。

在另一实施例中，距离h1为1mm～10mm，距离h2为3mm～12mm，且h2>h1，霍尔按键100的开关行程为距离h2与h1的差值，范围为1mm～2mm。

在又一实施例中，霍尔元件104为单极性霍尔元件或双极性霍尔元件。

再一实施例中，未按压按键帽101时，设置霍尔元件104因第二磁铁103的磁场输出高电平；按压按键帽101后，第一磁铁102的磁场完全抵消第二磁铁103的磁场后，霍尔元件104输出低电平；当停止按压按键帽101时，第一磁铁102的磁场对第二磁铁103的磁场的抵消作用消失，此时霍尔元件104因第二磁铁103的磁场再次输出高电平。

本实施例中，第一磁铁102的s极向上、n极向下，第二磁铁103的n极向上、s极向下，使得第一磁铁102与第二磁铁103的磁场方向相反。类似的，当设置第一磁铁102的n极向上、s极向下时，第二磁铁103的s极向上、n极向下。

为了使得霍尔按键100获得更长的使用寿命，第一磁铁102和第二磁铁103为永久磁铁。

本实施例中，在霍尔按键处于非工作状态，霍尔元件因第二磁铁的磁场输出低电平，当按压按键帽101时，第一磁铁102的磁场抵消第二磁铁103的磁场，此时，霍尔元件输出高电平，当松开按键帽101时，第一磁铁102的磁场的抵消作用消失，霍尔元件又输出低电平。本实施例通过设置距离h1和h2，使得开关行程h3缩小至1mm～2mm，可以直接替代现有的薄膜按键等触感型开关，仅增加第二磁铁103，成本较低，容易生产。

实施例二：

在图1所示的霍尔按键100的结构示意图中，霍尔元件104为开关型霍尔元件，其输出信号为0和1。当未按压按键帽101时，霍尔元件104因第二磁铁103的磁场输出低电平0；当按压按键帽101时，第一磁铁102的磁场开始抵消第二磁铁103的磁场，直至全部抵消，此时，霍尔元件104输出高电平1；当松开按键帽101时，第一磁铁102回弹，第一磁铁102的磁场对第一磁铁103的抵消作用消失，此时，霍尔元件104因第二磁铁103的磁场又输出低电平0。

在另一实施例中，霍尔元件104为模拟型霍尔元件，其输出数值。当未按压按键帽101时，霍尔元件104因第二磁铁103的磁场输出数值c；当按压按键帽101时，第一磁铁102的磁场开始抵消第二磁铁103的磁场，此时，霍尔元件104输出数值d；当松开按键帽101时，第一磁铁102回弹至s1处，第一磁铁102的磁场对霍尔元件的作用减小至零，此时，霍尔元件104因第二磁铁103的磁场输出数值c。

当数值c≤第一阈值时，设置为低电平，当数值d≥第二阈值时，设置为高电平，若数值c和d不满足上述条件，则认为按压无效。

当未充分按压时，即当第一磁铁102在未到达s1位置处就松开按键帽101时，通过判断当前位置处的霍尔元件104的输出值，若此输出值≥第二阈值，仍被设置为高电平。

在另一实施例中，第一阈值为0.1v～0.3v，第二阈值为0.6v～0.8v。

本实施例中使用开关型霍尔元件或模拟型霍尔元件，扩大了使用范围，操作简单，成本较低。

实施例三：

图2示出了本发明的霍尔按键的另一结构的示意图。

实施例三与实施例一的区别在于，实施例一中的第一磁铁102和第二磁铁103是完全相同的；实施例三中，第一磁铁202的磁力大于第二磁铁203的磁力。

如图2所示的霍尔按键200中，未按压按键帽201时，第一磁铁202位于s2位置处，其与霍尔元件204之间的距离为h2，第二磁铁203与霍尔元件204之间的距离为h1，此时霍尔元件204因第二磁铁203的磁场输出低电平。当按下按键帽201时，第一磁铁202运动至s1位置处，第一磁铁202的磁场完全抵消了第二磁铁203的磁场，此时霍尔元件204输出高电平，霍尔按键200的开关行程为h3。

当设置距离h1为1mm～10mm，距离h2为3mm～12mm时，因第一磁铁的磁力202的磁力较大，开关行程h3进一步减小至0～2mm。

本实施例中，通过设置不同磁力的第一磁铁和第二磁铁，进一步减小了开关行程，使得更容易操作，成本较低。

实施例四：

图3示出了本发明的霍尔键盘的结构图。

如图3所示，霍尔键盘200包括3个霍尔按键1001、1002和1003，其中，3个第二磁铁和3个霍尔元件均固定在霍尔键盘200的壳体301内部，3个第一磁铁位于壳体301的表面。相邻2个霍尔按键的最小距离为d，且d≥10mm，避免第一磁铁或第二磁铁的磁场对相邻的霍尔元件的作用。

为了进一步减小距离d，可在相邻2个霍尔按键中间设置隔离层，防止相邻的第一磁铁或第二磁铁的磁场对相邻的霍尔元件的作用，此时，相邻2个霍尔按键的最小距离为隔离层的厚度。

为了简化安装或密封工艺，可以把所有的第二磁铁安装在一基座上，再对每个第二磁铁设置对应的霍尔元件和第一磁铁。

在另一实施例中，为了达到较好的防水防尘的密封效果，把第二磁铁和霍尔元件利用密封胶302进行密封，如图4所示，一方面固定了第二磁铁和霍尔元件的位置，另一方面，密封胶302使得霍尔按键防尘防水，且不会影响霍尔按键正常工作。为了方便操作，把所有的第二磁铁和霍尔元件和霍尔键盘200中的其他元件一起密封。

本实施例中，当设置若干个霍尔按键时，相邻的霍尔按键的最小距离要大于10mm，或者在相邻的霍尔按键中间设置隔离层，避免第一磁铁或第二磁铁的磁场对相邻的霍尔元件的作用。把第二磁铁和霍尔元件进行密封，达到很好的防水防尘效果。

综上所述，利用第二磁铁使得霍尔元件在非工作状态输出低电平，在按压霍尔按键时输出高电平，松开霍尔按键后又输出低电平，且开关行程缩短至1mm～2mm，可直接替换薄膜按键等触感型开关，结构简单，成本较低，能够达到很好的防水防尘的效果。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。