[发明专利]一种能识别触摸压力的3D触摸按键

说明书

本发明公开了一种能识别触摸压力的3D触摸按键，其包括金属感应片和绝缘按键，在自然状态下，该金属感应片呈截锥形螺旋弹簧状，该金属感应片由金属片制成，该金属感应片的两端分别形成为大端接触圈和小端接触圈；第一轴线方向上，该按键连接在该大端接触圈和小端接触圈两者之一上，该大端接触圈和小端接触圈两者之另一者用于连接在底部固定板上。本申请中，利用手指对按键的不同按压力，使金属感应片与手指之间产生不同大小的电容，从而可以根据按压力量的不同，作出相应的反馈结果。

技术领域

本发明涉及一种能识别触摸压力的3D触摸按键。

背景技术

随着触摸屏应用的普及，各类按键触摸屏的应用也逐渐普遍开来，按键触摸屏相对于传统的机械按键有着：更灵敏、更可靠、寿命更长、更美观等优点，按键触摸屏替代机械按键的应用越来越多。但按键式电容屏替代机械按键功能上并没有附加更新颖的功能。

由于按键式电容屏不能识别力的大小，无法应用于需要识别力反馈开关的应用场景，这限制了按键式电容屏的使用范围。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种能识别触摸压力的3D触摸按键，其包括金属感应片和绝缘按键，在自然状态下，该金属感应片呈截锥形螺旋弹簧状，该金属感应片由金属片制成，该金属感应片的两端分别形成为大端接触圈和小端接触圈；

第一轴线方向上，该按键连接在该大端接触圈和小端接触圈两者之一上，该大端接触圈和小端接触圈两者之另一者用于连接在底部固定板上。

当利用手指按压按键时，能够对金属感应片产生压力，使金属感应片产生压缩变形，金属感应片的高度降低，随着按压力的增大，金属感应片的高度逐渐降低，金属感应片的朝向按键的第一表面与按键朝向金属感应片的第二表面逐渐贴合，使金属感应片与手指之间的电容逐渐增大，当达到最大按压力时，能够使金属感应片形成平面螺旋状，金属感应片的朝向按键的第一侧面完全与按键朝向金属感应片的第二表面完全贴合，使金属感应片与手指之间的电容达到最大。当手指离开按键时，金属感应片恢复到截锥形螺旋弹簧形状，金属感应片的朝向按键的第一侧面完全与按键朝向金属感应片的第二表面之间接触面积达到最小，使金属感应片与手指的电容为0。利用手指对按键的不同按压力，使金属感应片与手指之间产生不同大小的电容，从而可以根据按压力量的不同，作出相应的反馈结果。

将大端接触圈和小端接触圈两个接触圈中用于连接到底部固定板上的接触圈称为下端接触圈，在使用时，该3D触摸按键中的金属感应片由下端接触圈接入电容按键控制电路，接入方式可以是在下端接触圈上直接焊接导线引出，并将导线接入到电容按键控制电路上；也可以用PCB板制作底部固定板，将电容按键控制电路集成在底部固定板上，下端接触圈与PCB板焊接导通接入电容按键控制电路。

进一步，为最大限度地利用金属感应片的压缩和回弹性能，当手指按压在该按键上时，能够压缩该金属感应片，且随着按压力的增大，能够使该金属感应片完全叠合在一起，呈平面螺旋状；当按压力逐渐降低，能够使该金属感应片逐渐伸长，当按压力撤销时，该金属感应片恢复原状。采用上述设计能够扩展金属感应片与按键之间形成最大电容和最小电容，以提高最大电容和最小电容之间的差值。

具体地，为保证绝缘性能，该按键采用具有良好绝缘性能的有机玻璃或玻璃制备。其中有机玻璃可以采用PC或PMMA等有机玻璃。为了便于识别，还可以采用绝缘油墨在按键背离金属感应片的一侧印制各种图案或字符。

进一步，为保证按键的强度，当按键采用有机玻璃制备时，按键的厚度为1-3mm；当按键采用玻璃制备时，按键的厚度为1-5mm。

且为了保证安全，玻璃需做强化处理，玻璃边缘做倒边处理，以保证使用安全性。

进一步，为适应手指的按压，按键呈圆形或矩形，当按键呈圆形时，按键的直径为20-30mm，当当按键呈矩形时，按键的长度和宽度均为20-30mm。以保证因个体差异导致的不同大小的手指头均能放置于按键内。