符合于弧形表面的柔性触摸板传感器网格制造技术

一个触摸板，由用作触摸敏感表面的柔性不导电材料和在其上安装触摸板电路的ＰＣ板（７０）组合而成，其中通过产生由导电墨形成的导电迹线，把触摸板传感电极放置在触摸敏感表面（７６）上，该触摸敏感表面（７６）能符合各种弧形表面，并能通过保护壳传感，从而使触摸敏感表面（７６）受到保护并且不与指示对象直接接触。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及组合计算机输入装置，如键盘和触摸板(touchpad)。更具体地说，本专利技术涉及把键盘的现有部件与一集成结构的触摸板组合起来，用于一个改进的系统把带有触摸板电路的PC板与键盘部件耦合，本专利技术还涉及把触摸板的柔性传感器部分和该触摸板的刚性电路部件部分与其他部分组合起来。2.
技术介绍
现有技术包括提供具有集成触摸板的计算机输入装置的系统。例如，现有技术包括信息室(Kiock)、计算机键盘以及利用触摸板作为输入接口的信息装置。可能最通用的装置是计算机键盘。在键盘和触摸板
中公知的是它们能被包括在同一个键盘壳体或机架内。例如，图1显示现有技术的典型的QWERTY键盘10的顶视图，它已把10键数字键盘12移动到更靠近字母键，并把触摸板14放在了它的位置。图2是由先驱技术构成的另一键盘18，它利用了一种人类工程学设计。键盘18有一个触摸板20放在键盘下方手腕放置的区域。这一安排使10键键盘22仍在键盘18中它的最熟悉的位置。不幸的是，由于一些重要的理由，把触摸板放入键盘中并不总是一件简单的任务。例如，显然希望使键盘尽可能地便宜。触摸板也有部件成本，它们还有某些结构上的要求不同于键盘而且往往比键盘的成本更高。在解释了典型现有技术的键盘的内部结构之后将讨论这些方面。图3说明制造键盘内部结构的一种方法。在该图中显示了键盘的内部布局，它是使用类似塑料的材料(如聚酯薄膜)做成的几层薄片(sheet)构成的。这些薄片在性质上一般是不导电的。第一薄片30有多个导电迹线32分布在上面，是用导电材料如碳墨或银墨画出的。这些导电迹线32横断的位置是当键盘的键被按下时在第一薄片30上与之接触的位置。还可使用简单的丝网印刷工艺在聚酯薄膜上分布墨迹线。重要的是要理解这一墨迹应用工艺不是特别精确，所以通常用于容限(tolerance)高的过程，如在键盘的导电迹线上使用。第三聚酯薄片36也有导电迹线38，它们横切键盘键的每个位置，与第一薄片30的导电迹线32相同，但沿着不同的轴线。第二或者说中间的聚酯薄片40用于在键未被按下时使第一薄片30与第三薄片36分开。在第二薄片40中做了许多孔42，它们也对应于键盘的键的位置。这样，当一个键被按下时，由于在中间薄片或者说第三薄片36中有相应的孔42，使在第一薄片30上的导电迹线32能被按下与第三薄片36上的导电迹线38接触。这一按使在一个唯一位置的一组导电迹线32、38压在一起，形成了一个电路径，它由键盘电路感知，从而确定哪个键被按下。键盘电路是至少一个集成电路，它位于与塑料薄片30、36、40分离的一块PC板上。已经解释了现有技术的键盘的典型内部结构和操作，而添加触摸板使结构复杂了，因为触摸板通常要求一个刚性PC板(印刷电路板)作为其传感电路的一部分。例如，一个电容敏感触摸板通常要求一个PC板用作为一个表面，在其上放置传感电极。使用PC板的理由是这些电极的相对位置通常要求很准确，因为现有技术的触摸板传感电路没有大的制造误差容限。对制造不规则性的这一容限通常是触摸板电路本身的函数。触摸板电路固有地对电噪声、电极间距以及其他因素敏感，这些因素限制准确检测和确定触摸板表面上指示对象位置的能力。例如，以很精确的图案或网格布置X和Y导电迹线。本专利技术人已知的所有触摸板电路的误差容限(动态范围)是这样的，即在没有精确的网格布置的情况下触摸板将不会起作用，而只有使用PC板才能一致性地实现这种精确的网格布置。换言之，现有技术的触摸板通常是如此敏感，以致于如果要把触摸板包括在一个键盘壳体内的话，就必须在键盘壳体内包括一个用于触摸板传感电极网格的PC板。在检验包括触摸板的现有技术键盘的结构时发现，塑料薄片通常被移去或使其尺寸减至最小，以便为用于触摸板传感电极的PC板腾出空间。这是图1中所示带有触摸板的情况。在图2中，人类工程学键盘的较大尺寸允许在其中包括一个PC板而没有重大修改，但仍然要求为触摸板使用一个大的PC板。还必须穿过键盘壳体切开一个孔。从而使触摸板表面暴露于指示对象。除了包括一个PC板用于触摸板传感电极网格外，还必须包括某种装置用于把塑料薄片30、36、40上的导电迹线32、38连接到控制电路。控制电路被装在键盘壳体内的那些PC板上。由于所用材料的性质，这一连接器要比较强固。例如，在导电迹线中使用的墨能氧化。于是，使用的连接器，其施加较大的压力以迫使导电迹线压在PC板上的相应导电迹线，这一压力通常能克服氧化，但需要额外的硬件造成压力连接。如果提供一种装置减小装在键盘壳体内的触摸板所需PC板数量，那将是比现有技术优越。改善PC板和键盘塑料薄片之间的连接界面将是另一优点。利用塑料薄片用于触摸板的触摸板传感器电极，从而降低键盘的成本和复杂性，将是另一优点。另一个优点是提供一种新的方式把触摸板传感器电极安装到键盘壳体，与键盘本身的塑料薄片的存在无关。最后，在柔性材料(如塑料或聚酯薄片)上提供触摸板传感器电极，从而使触摸板能符合于弯曲的表面，如键盘壳体的内部，这也是一个优点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种柔性表面，在其上放置触摸板传感器电极，从而使触摸板的表面能沿弧形表面放置。另一个目的是把触摸板和键盘集成到一个键盘壳体内，其中触摸板以键传感装置结构中使用的塑料薄片代替通常用于触摸板传感器电极的PC板材料。另一个目的是改善PC板和用于触摸板传感器电极的塑料薄片之间的连接。另一个目的是去掉压力连接器，以更可靠和成本较低的连接装置代替它。另一个目的是通过使用用于键盘电路导电迹线的导电墨制造触摸板传感器电极来降低制造键盘的成本。另一个目的是通过使用具有高度制造偏差容限的触摸板电路使得能够以比较不精确的丝网印刷工艺制造传感器电极。另一个目的是把传感器电极放置在塑料薄片上，然后把塑料薄片直接固定在键盘盖的下侧，从而不需要在键盘盖中切孔以让用户接触触摸板。在一个优选实施例中，本专利技术是一个触摸板，由用作触摸敏感表面的柔性不导电材料和在其上安装触摸板电路的PC板组合而成，其中通过产生由导电墨形成的导电迹线，把触摸板传感电极放置在触摸敏感表面上，该触摸敏感表面能符合各种弧形表面，并且能通过保护壳传感，从而使触摸敏感表面受到保护并且不与指示对象直接接触。在本专利技术的第一方面中，触摸板放置在具有多层塑料薄片的键盘内，在这些薄片上放置用导电墨形成的导电迹线，其中触摸板传感器电极放在这些相同的塑料薄片上，但它们延伸到触摸板区域。在本专利技术的第二方面中，一个新的连接器把塑料薄片的导电迹线与包括键盘或触摸板电路的至少一个PC板耦合，从而产生关于击键和触摸板控制的数据。在本专利技术的第三方面中，使用内在地具有低制造容限的低成本工艺(如丝网印刷(silk screening))把触摸板传感电极置于塑料薄片上。在本专利技术的第四方面中，把触摸板传感电极放置在塑料薄片上的制造容限可以较低，因为驱动触摸板传感电极的电路在其设计中具有显著较高的动态范围。在本专利技术的第五方面中，触摸板传感电极放置在塑料薄片上，这些塑料薄片又直接放置在键盘壳体的弧形顶盖的下侧面上。在本专利技术的第六方面中，触摸板电路和传感电极足够敏感，使得能够检测和跟踪直接在触摸板传感电极上方键盘壳体上的指示对象。结合附图考虑下文中的详细描述，将使本领域技术人员明显看出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向计算机系统提供数据输入的触摸板，它包括一个可与弧形表面相符合的柔性触摸敏感表面，所述触摸板包含：至少两个柔性不导电薄片，在其上放置触摸板传感电极，其中至少两个柔性不导电薄片重叠，使得触摸板传感电极形成至少一个网络，该网格确定触摸板 的触摸敏感区域，而且其中至少两个柔性不导电薄片能弯曲，从而符合于一弧形表面；一个印刷电路板；以及安装在该印刷电路板上的触摸板控制电路，其中触摸板控制电路与触摸板传感电极电耦合，从而从触摸板传感电极接收传感信息，而且其中触摸板控制电路 产生多个与来自触摸板的数据输入相对应的信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治格费德，理查德伍利，丹尼尔李，布赖恩泰勒，
申请(专利权)人：西奎公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]