电容感应按键开关及采用所述按键开关的键盘的制作方法

本实用新型涉及电子输入设备，尤其涉及一种电容感应按键开关及采用所述按键开关的键盘。

背景技术：

随着现代电子科技的发展，电子产品逐渐越来越深入人们的生活中，各类电子产品，如电话机、手机、笔记本电脑、遥控器等伴随人们的日常生活。

按键开关作为上述电子产品的输入装置，其尤为重要。现有技术的按键开关主要采用电容感应式开关，当按压过程中，按键下移改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件，这种开关是无触点非接触式的，磨损率小甚至可以忽略不计，也没有接触不良的隐患，具有噪音小、容易控制手感、使用寿命长的特点。

然而，上述设计方案仍然存在如下缺陷：按键开关的两电极之间为非接触式，必须严格保证两电极板之间的绝缘性，防止二者靠近时短路，通常是在两电极板之间设置绝缘层，该绝缘层通过受热固化粘合于任一电极板上，但是当按压力度较大时，两电极板难免发生接触，这就要求绝缘层具有较高的耐压耐磨损等性能，或者增加绝缘层厚度，这样必然导致生产成本增加。

因此，急需提供一种新结构的按键开关来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种价格低廉的、具有段落式的按压曲线的电容感应按键开关及采用该电容感应按键开关的键盘。

一种电容感应按键开关，包括：电容感应单元，所述电容感应单元包括相对间隔设置并相互耦合形成可调电容器的调节电极片、固定电极片及设置在所述调节电极片和/或所述固定电极片上并夹设于所述调节电极片与所述固定电极片之间的绝缘层，所述调节电极片设有弹性臂；按压体，所述按压体设有凸起，所述凸起弹性抵接于所述弹性臂以调节所述调节电极片与所述固定电极片耦合形成的电容器的电容值；具收容空间的外壳，所述电容感应单元和所述按压体收容于所述收容空间内，所述外壳设有挡片，所述挡片自所述外壳朝其收容空间侧延伸形成并用于抵持所述调节电极片以限制所述调节电极片向所述固定电极片方向回弹的距离，避免二者相接触发生碰撞。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述电容感应单元还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述调节电极片和/或所述固定电极片上，并位于所述调节电极片和所述固定电极片之间。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述固定电极片及所述挡片在所述调节电极片所在平面上的投影互不重叠。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述外壳包括相互嵌套配合的上盖和底座，所述上盖和所述底座共同围成所述收容空间，所述挡片自所述上盖的内表面朝所述收容空间侧延伸形成，且所述挡片末端悬置并抵持所述调节电极片。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述调节电极片包括贯穿所述底座的固定端、自所述固定端向所述收容空间侧延伸形成的弧形弯折端和自所述弧形弯折端向所述底座方向延伸形成的悬置端，所述弹性臂设于所述悬置端，所述挡片抵持所述弧形弯折端，所述固定电极片一端贯穿所述底座，另一端延伸至所述外壳的收容空间内。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述悬置端还包括平板部，所述弹性臂设有两个，分别间隔设于所述平板部两侧，对应的，所述按压体的凸起也设有两个，分别与所述弹性臂对应弹性抵接，且所述固定电极片在所述调节电极片上的正投影落入所述调节电极片的范围内。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，还包括弹性体，所述弹性体套设于所述按压体下端并夹设于所述按压体与所述底座之间。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述凸起设于所述按压体侧面，所述按压体上端贯穿所述上盖供按压并相对所述底座往复运动。

在本实用新型提供的电容感应按键开关的一种较佳实施例中，所述按压体包括活动支架和与所述活动支架滑动配合的按压支架，所述凸起设于所述活动支架，所述按压支架上端贯穿所述上盖供按压并相对所述活动支架沿竖直方向上下滑动，进而带动所述活动支架相对所述底座往复运动。

一种键盘，包括多个阵列设置的电容感应按键开关、金属板和线路板，所述金属板包括多个第一通孔，所述线路板包括多个第二通孔，所述电容感应按键开关分别对应贯穿所述金属板的第一通孔和所述线路板的第二通孔，并与所述金属板及所述线路板卡合固定，其中所述电容感应按键开关为上述所述的电容感应按键开关。

相较于现有技术，本实用新型提供的电容感应按键开关具有以下有益效果：

一、通过在外壳上设置挡片，该挡片用于抵持调节电极片以限制所述调节电极片向所述固定电极片方向回弹的距离，避免二者相接触发生碰撞，减少对所述绝缘层的撞击，所述绝缘层的磨损少，因此，对夹设于所述调节电极片与所述固定电极片之间的绝缘层的耐压耐磨损等性能的要求较低，从而降低生产成本；

二、通过设置挡片后，可以减少绝缘层的厚度，进一步降低生产成本；

三、通过按压体上下移动推动所述调节电极片向所述固定电极片靠近或远离，进而改变所述电容感应单元的电容值以控制所述电容感应按键开关的开启和关闭，避免了调节电极片和固定电极片之间的摩擦损耗，延长使用寿命；

四、通过所述按压体配合所述弹性体实现机械按压的传递，保证了所述电容感应按键开关的按压触感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的键盘的立体分解示意图；

图2是图1所示键盘的电容感应按键开关一较佳实施例的立体分解示意图；

图3是图2所示电容感应按键开关的外壳的结构示意图；

图4是图2所示电容感应按键开关一种工作状态的侧面剖视图；

图5是图2所示电容感应按键开关另一工作状态的侧面剖视图；

图6是图1所示键盘的电容感应按键开关另一较佳实施例的立体分解示意图；

图7是图6所示电容感应按键开关的按压体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的键盘的立体分解示意图。所述键盘2包括多个阵列设置的键帽21、多个阵列设置的电容感应按键开关1、金属板23、线路板24和发光LED25。所述金属板23包括多个第一通孔231，所述线路板24包括多个第二通孔241。所述金属板23和所述线路板24相对间隔设置，所述电容感应按键开关1分别对应贯穿所述金属板23的第一通孔231和所述线路板24的第二通孔241，并与所述金属板23及所述线路板24卡合固定，所述键帽21对应盖设在所述电容感应按键开关1上。

所述线路板24上集成有多个导电线路(未标示)和屏蔽地线242，所述电容感应按键开关1的焊脚与所述线路板1的导电线路电连接。所述金属板23通过金属导体或导线与所述线路板24的屏蔽地线242电连接，构成抗电磁干扰电路，防止电磁干扰，从而提高所述键盘2的输入可靠性。其中所述金属导体可以为金属螺丝柱或者金属螺丝，只要能实现所述金属板23和所述线路板24的屏蔽地线电连接的任意方式都是可行的，最终目的是为了将所述金属板23与所述线路板24的屏蔽地线电连接。

所述发光LED25固定在所述电容感应按键开关1的外壳上，且其焊脚贯穿所述外壳并与所述线路板24电连接。当然，所述发光LED25也可以采用贴片式LED，贴设于所述线路板24的正面或者背面。在本实施例中，所述发光LED25为贴片式LED，其贴设于所述线路板24的背面。

再请结合参阅2-5，所述电容感应按键开关1包括具收容空间的外壳(未标号)、按压体12、弹性体13和电容感应单元14。所述外壳与所述键盘2的金属板23及线路板24卡合固定，所述按压体12和所述弹性体13对应收容于所述外壳内，所述弹性体13夹设于所述按压体12和所述外壳之间，弹性支撑所述按压体12在设定行程范围内沿竖直方向滑动，所述电容感应单元14设于外壳上，并与所述键盘2的线路板24对应电连接，同时所述按压体12弹性抵压所述电容感应单元14实现对其电容值调整。

所述外壳包括相互嵌套配合的上盖111和底座112，所述上盖111和所述底座112共同围成收容空间。所述上盖111包括顶壁和与所述顶壁相接设置的侧壁。所述顶壁设有通孔1111和挡片1112，所述挡片1112自所述顶壁的内表面朝所述收容空间侧延伸形成，且其末端悬置。优选的，所述挡片1112与所述上盖111一体成型。所述底座112设有导程管1121和对称设于所述导程管1121两侧的两个长条形滑槽1122。

所述按压体12的其中一侧面设有两个凸起1211，所述凸起1211的侧表面为倾斜面，另二相对侧表面设有长条形滑条1212，所述长条形滑条1212与所述底座112的长条形滑槽1122相互装配形成滑轨滑条配合结构。所述按压体12上端自所述上盖111的通孔1111穿出供按压并相对所述底座112往复运动，其下端插入所述底座112的导程管1121内。

所述弹性体13套设于所述按压体12及所述导程管1121外侧，并夹设在所述按压体12与所述底座112之间。当所述按压体12沿竖直方向下移时，其压缩所述弹性体13，所述弹性体13由于自身的弹性形变对应产生反作用力，直至施加至所述按压体12的向下作用力与所述弹性体13因形变产生的反作用力趋于平衡时，所述按压体12停止下移。在本实施方式中，所述弹性体13优选为压缩不锈钢弹簧，当所述弹性体13组装于所述电容感应按键开关1时，所述弹性体13处于压缩状态。

所述电容感应单元14包括相对间隔设置并相互耦合形成可调电容器的调节电极片141、固定电极片142及绝缘层143。所述绝缘层143夹设于所述调节电极片141和所述固定电极片142之间，所述绝缘层143采用耐高温150°以上的绝缘材料加工而成，其可以通过受热固化粘合于所述调节电极片141和/或所述固定电极片142表面，只要夹设在所述调节电极片141和所述固定电极片142之间，防止二者接触时短路的任何设计都是可行的。

所述调节电极片141采用弹性导电材料加工而成，其包括贯穿所述底座112的固定端1411、自所述固定端1411向所述收容空间侧延伸形成的弧形弯折端1412和自所述弧形弯折端1412向所述底座112方向延伸形成的悬置端1413。所述固定端1411贯穿所述底座112并与所述线路板24电连接。所述悬置端1413包括平板部14131和两个弹性臂14132。两个所述弹性臂14132分别间隔设于所述平板部14131两侧。所述按压体12的两个凸起1211分别与所述弹性臂14132对应弹性抵接。所述固定电极片142为一导电材质，如铜片加工而成，其设于所述调节电极片141和所述按压体12之间，其一端固定于所述底座112，并贯穿所述底座112与所述线路板24电连接，另一端则朝所述收容空间内部延伸设置。优选的，所述固定电极片142及所述挡片1112在所述调节电极片141所在平面(即垂直于水平面的平面)上的投影互不重叠，即所述挡片1112并非是设置在所述调节电极片141与所述固定电极片142之间。所述固定电极片142在所述调节电极片141上的正投影落入所述调节电极片141的范围内，所以当所述按压体12向下移动带动所述调节电极片141倾斜时，二者的相对面积未发生变化。所述上盖111的挡片1112抵持于所述调节电极片141的弧形弯折端1412，以限制所述调节电极片141向所述固定电极片142方向回弹的距离，避免二者相接触发生碰撞。由于所述调节电极片141受到所述挡片1112的抵持，当所述凸起1211对所述调节电极片141的抵压力消失时，所述调节电极片141的悬置端143向所述固定电极片142方向回弹，该回弹距离被所述挡片1112限制在一定范围内，以避免二者相接触发生碰撞，减少对所述绝缘层143的撞击，因而所述绝缘层143的磨损少。

依据电容器的概念，其电容值通常代表其容纳电荷的本领，设定用字母C表示，则电容器的电容值C＝εS/4πkd，其中d为极板之间的间距，S代表极板的正对面积，ε代表介电常数，k为静电常数。具体在本实施方式中，d即为固定电极片142与所述调节电极片141之间的距离；S即为所述固定电极片142与所述调节电极片141之间的相对表面积；ε即为夹设于所述固定电极片142与所述调节电极片141之间的绝缘层143的介电常数，k为静电常数，由于所述调节电极片141与所述固定电极片142之间的相对面积不变，如此，则所述电容感应单元14的电容值C随着所述固定电极片142与所述调节电极片141之间的距离的变化而变化。也就是说，当调整所述固定电极片142与所述调节电极片141之间的距离值时，则所述电容感应单元14的电容值对应调整。具体而言，当所述调节电极片141受外力作用倾斜时，则所述固定电极片142与所述调节电极片141之间的间距增大，根据电容值的计算公式：C＝εS/4πkd，对应所述电容感应单元14的电容值减小。当所述固定电极片142与所述调节电极片141相对平行间隔设置时，则所述电容感应单元14的电容值最大。因此，当所述调节电极片141自倾斜状态旋转为平行于所述固定电极片142的状态时，所述电容感应单元14的电容值逐渐增大；反之，则电容感应单元14的电容值逐渐减小。

当所述电容感应按键开关1工作时，提供外力施加至所述按压体12一端，推动所述按压体12沿着竖直方向向下移动，当所述按压体12下移一定行程时，所述弹性臂1411脱离所述凸起1211的抵接而沿所述凸起1211的倾斜面向上移动，此时所述调节电极片141对所述凸起1211的抵接力(即对所述按压体12向上的支撑力)瞬间消失，手指会有明显顿挫感，增强了键盘的触控手感，同时所述调节电极片141的平板部14131自倾斜状态转为平行于所述固定电极片142的状态，所述平板部14131与所述固定电极片142之间的距离发生改变，使得所述电容感应单元14的电容值在受外按压作用时发生变化，且所述电容感应单元14的电容值最终达到最大。

相反，当消除外力作用时，则所述弹性体13推动所述按压体12沿着竖直方向朝远离所述底座112方向移动，直至所述按压体12的凸起1211重新弹性抵接于所述调节电极片141的弹性臂14132，在该过程中，所述调节电极片141与所述固定电极片142之间的间距d发生改变，最终所述电容感应单元14的电容值达到最小。

综上所述，在外力作用下，所述电容感应单元14的电容值随着所述按压体12的下压而输出电容值逐渐变大的电容信号，此时所述电容感应按键开关1处于开启状态；相反，当消除外力作用，所述电容感应单元14的电容值随着所述按压体12的上移而输出电容值逐渐减小的电容信号，此时所述电容感应按键开关1处于关闭状态。

作为上述实施方式的进一步改进，所述电容感应按键开关1的按压体12还可以采用分体式结构，如图6和图7所示，而其他结构与上述结构均相同，在此不再赘述。具体的，所述按压体12包括活动支架121和与所述活动支架121滑动配合的按压支架122。所述活动支架121整体呈中空的方形结构，其内表面形成有滑槽(未标号)，外表面设有凸起1211和长条形滑条1212。所述按压支架122整体呈长柱型，其下侧表面延伸形成有卡钩1221。所述按压支架122贯穿所述活动支架121，其上端自所述上盖111的通孔穿出供按压，下端悬置收容于所述外壳的收容空间内，并通过所述卡钩1221与所述活动支架121的滑槽滑动配合设置，使得所述按压支架122相对所述活动支架121沿竖直方向在设定行程范围内可以自由上下相对往复滑动，同时所述活动支架121的长条形滑条1212与所述底座112的长条形滑槽1122相互装配形成滑轨滑条配合结构。当所述按压支架122受外力作用，产生沿竖直方向向下运动趋势，同时传递压力至所述活动支架121，使得所述活动支架121随同所述按压支架122在竖直方向相对所述底座112同步上下移动。

相较于现有技术，本实用新型提供的电容感应按键开关1具有以下有益效果：

一、通过在外壳上设置挡片1112，该挡片1112用于抵持调节电极片141以限制所述调节电极片141向所述固定电极片142回弹的距离，避免二者相接触发生碰撞，减少对所述绝缘层143的撞击，所述绝缘层143的磨损少，因此，对夹设于所述调节电极片141与所述固定电极片142之间的绝缘层143的耐压耐磨损等性能的要求较低，从而降低生产成本；

二、通过设置挡片1112后，可以减少绝缘层143的厚度，进一步降低生产成本；

三、通过按压体12上下移动推动所述调节电极片141向所述固定电极片142靠近或远离，进而改变所述电容感应单元14的电容值以控制所述电容感应按键开关1的开启和关闭，避免了调节电极片141和固定电极片142之间的摩擦损耗，延长使用寿命；

四、通过所述按压体12配合所述弹性体13实现机械按压的传递，保证了所述电容感应按键开关1的按压触感。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。