專利名稱：觸摸感應鍵盤及其控制方法
觸摸感應鍵盤及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種鍵盤，尤其涉及一種觸摸感應鍵盤及其控制方法。
背景技術：
電容式觸摸感應技術是一種通過檢測人體的對觸摸傳感器電容值的變化，從而確定靠近于傳感器的人體(如手指)位置的一種技術，廣泛應用于手持式設備。對于臺式設備，則廣泛地被簡單組裝在鍵盤的一側，完成文字輸入及主機控制功能。一方面，由于受制于手指的大小，為達成靈活快捷的輸入，鍵盤上的按鍵的面積不能無限縮小。另一方面，為達到良好的操作體驗，集成于鍵盤一側的觸摸板需要更大的面積。符合以上兩點用戶需求設計制作而成的帶觸摸板的鍵盤，勢必具備很大的面積。為輸入設備的小型化帶來障礙。同時，觸摸板須實現點選功能。傳統的做法是，通戶軟件算法控制，對手指的短時觸碰進行判斷，并產生對應的點選信號通知主機。業界一直未有辦法同時滿足用戶觸控面積大、占用空間少及點選動作清晰的需求。公知的鍵盤上的按鍵，由鍵升降結構支撐在鍵盤基板上，內置有受所述鍵升降結構作用的觸點開關，借助該觸點開關的導通向主機發送點選信號，鍵升降結構的選用非常多樣化，包括傳統的剪刀式、導柱式以及雙開式等，多見于各國專利文獻。公知的觸摸板，采 用軸坐標矩陣式電容傳感器實現，借助檢測X走向和Y走向的電容傳感器所形成的電容值變化而實現位置傳感。也多見于現有技術。現有技術中，鍵盤與觸摸板幾無關聯。
發明內容本發明的目的在于完善上述不足，提供一種觸摸感應鍵盤，滿足鍵盤輸入和觸摸輸入的需求，并確保該鍵盤占用空間最小化和觸控面積最大化。本發明的另一目的在于提供一適用于前述觸摸感應鍵盤的控制方法。為實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案本發明的觸摸感應鍵盤，包括底座、布置在底座上按照鍵盤布局設置的由若干開 關元素構成的矩陣開關薄膜，以及位于矩陣開關薄膜上方用于受力升、降以對應控制各開關元素的通、斷的若干按鍵裝置，所述按鍵裝置包括提供給用戶實施按壓操作的按壓部，其中所述按鍵裝置的按壓部與所述矩陣開關薄膜之間，設有用于在所述鍵盤布局范圍內感應外部人體介質的電容感應膜層；該鍵盤設有控制單元，用于識別任意開關元素的通斷狀態；用于通過檢測所述電容感應膜層的電流信號的變化而檢測所述外部人體介質所處鍵盤布局位置。借助互電容方式實現觸摸感應，所述電容感應膜層具有兩層結構，每層結構均包括多個相平行設置的導體，兩層結構以彼此導體的縱長方向的軸線正交排布設置以分別形成鍵盤布局的橫坐標和縱坐標，不同層的位置相對應的導體之間形成用于感應外部人體介質的電容式感應器，外部人體介質靠近該電容式感應器時，引起該電容式感應器所在的導體的電流變化，所述控制單元通過檢測不同層的導體電流變化而獲知外部人體介質所處鍵盤布局中的位置。本發明的一實施方式中，所述每個導體為一體延伸的線狀金屬件，對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩條金屬件經過該正下方處。另一實施方式中，所述每個導體由若干菱形導電片沿對角線方向串接而成，同一層結構中的多個導體之間以所述對角線相平行設置，兩層結構以彼此導體的所述對角線正交排布設置。對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩個導電片至少部分地位于該正下方處。 借助自電容方式實現觸摸感應，所述電容感應膜層具有兩層結構，每層結構均包括多個相平行設置的導體，兩層結構以彼此導體的縱長方向的軸線正交排布設置以分別形成鍵盤布局的橫坐標和縱坐標，同一層的相鄰導體之間形成用于感應外部人體介質的電容式感應器，外部人體介質靠近該電容式感應器時，引起該電容式感應器所在的導體的電流變化，所述控制單元通過檢測不同層的導體電流變化而獲知外部人體介質所處鍵盤布局中的位置。具體的，所述每個導體由若干菱形導電片沿對角線方向串接而成，同一層結構中的多個導體之間以所述對角線相平行設置，兩層結構以彼此導體的所述對角線正交排布設置。對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩個導電片至少部分地位于該正下方處。進一步，所述控制單元與一模式切換單元相連接，該模式切換單元限定所述控制單元用于識別所述外部人體介質所處鍵盤布局的位置和/或用于識別用戶通過按壓所述按鍵裝置中任意之一所導通的開關元素的唯一性特征信息。所述按鍵裝置包括帶觸點的彈性件、升降結構以及所述按壓部，所述彈性件對應于一個開關元素而定位在所述矩陣開關薄膜上，所述升降結構用于導引所述按壓部相對于所述底座的升降，所述按壓部提供給用戶進行按壓操作，當用戶按壓時，按壓部抵觸所述彈性件并帶動彈性件下沉以導通所述開關元素，當用戶按壓撤銷時，彈性件復位并斷開所述開關元素。所述矩陣開關薄膜與所述按鍵裝置的按壓部之間，由下至上依層次設置如下部件起固定支承作用的上蓋、所述電容感應膜層、保護膜。本發明的觸摸感應鍵盤控制方法，其包括如下步驟(I)提供按照鍵盤布局設置的各按鍵裝置的上方空間供外部人體介質進行移動操作；(2)利用預設在鍵盤布局范圍內的電容感應膜層檢測所述外部人體介質在鍵盤布局中所處的位置；(3)由一控制單元識別所述位置信息，生成相應的信號輸出。本發明一實施例中，該方法還包括如下步驟(4)控制單元通過檢測預設在鍵盤布局范圍內的矩陣開關薄膜上的各個開關元素的導通與否識別所述外部人體介質對某個按鍵裝置所實施的按壓操作；
(5)由所述控制單元識別所述開關元素的導通狀態并在開關元素之一被導通時產生表征外部人體介質進行觸控操作的觸控指令輸出。本發明另一實施例中，該方法還包括如下步驟控制單元通過檢測兩層結構中各導體的電流變化后的持續時長，在該時長達到預設閥值時，或控制單元通過檢測兩層結構中各導體的產生二次變化時，產生表征外部人體介質進行觸控操作的觸控指令輸出。與現有技術相比，本發明具有如下優點首先，本發明將電容感應膜層有機整合在傳統的鍵盤布局中，以鍵盤布局作為最大的觸摸感應面積范圍，并且必要時能夠將鍵盤按鍵操作或手指的懸停操作轉化為與觸摸 位置相對應的點選指令，使得鍵盤不僅能實現按鍵輸入，還能實現大面積觸摸感應輸入，不必再為鍵盤單獨設置觸摸板。其次，適應鍵盤布局中按鍵排布的特殊性，在電容感應膜層中對其兩層結構采用以對角線方向為軸進行正交耦合的形式實現電容式感應器，結構合理，易于更好地與各個字鍵相對應，且可以簡化連接復雜度。再者，本發明通過進一步配置模式切換單元，可以依據實際需要控制觸摸感應鍵盤處于純鍵盤輸入狀態、純觸摸感應輸入狀態，以及兩者混用狀態。
圖I為本發明觸摸感應鍵盤的組裝結構示意圖；圖2為本發明觸摸感應鍵盤被局部去除后的縱中剖視圖；圖3為本發明觸摸感應鍵盤第一實施例所采用的電容感應膜層中導體布局示意圖，其中電容式感應器以互電容的方式構成；圖4為本發明觸摸感應鍵盤第二實施例所采用的電容感應膜層中導體布局示意圖，其中電容式感應器以互電容的方式構成。
具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明本發明的觸摸感應鍵盤，用于接受用戶操作，將用戶操作轉換為輸入信號之后，傳輸給諸如個人計算機、筆記本電腦、超極本之類的終端設備。請參閱圖I和圖2，本發明的觸摸感應鍵盤，物理上由多層結構組成，自下而上，依次包括底座I、矩陣開關薄膜2、上蓋3、電容感應膜層4、保護膜5以及按照預設的鍵盤布局排列布置的多個按鍵裝置(未標號)，此外，觸摸感應鍵盤也應具備公知的鍵盤所必備的控制電路部分，例如控制單元8 (參閱圖5)、可選配置的無線信號收發電路、聲光警示電路等。所述的底座1，形成一收容空間10用于裝配前述其余部件，該收容空間10占據了幾乎整個底座1，并且，僅以實現觸摸感應功能論，該收容空間10可不必再添加任何獨立構造的觸摸板。所述的矩陣開關薄膜2，其構造及技術實現多見于現有技術，恕不行贅述。該矩陣開關薄膜2同理按照預設的鍵盤布局，以矩陣排列的方式設置了多個開關元素(未標號圖示)，每一個開關元素的導通均導致產生一個唯一性特征信息，例如，其中一個開關元素被導通時，該開關元素的導通能被鍵盤的控制單元8所識別，將產生最終用于表征字符“a”的信號，并由該控制單元8轉換為輸入信號輸出。而其中，該開關元素的導通被控制單元8識另O，控制單元8賴以識別其為表征字符“a”的信號特征，即為所述唯一性特征信息。依據該唯一性特征信息，不僅可以確定用戶的輸入表達，還可以將鍵盤布局視為坐標系，確定用戶手指按壓時所處的位置。所述的按鍵裝置，按照鍵盤布局設計所需個數設置，其個數自然也與所述矩陣開關薄膜2的開關元素個數基本相對應(一般一一對應，但也可以是一個按鍵裝置對應兩個開關元素，如空格鍵)。自鍵盤誕生之后演進幾十年來，其結構也已多種多樣，典型的有如剪刀式支架、雙開式支架以及伸縮柱式結構等，多見于專利文獻，可以將這些用于導引按鍵裝置升降的結構概括為升降結構，以方便后續的說明。具體的，所述按鍵裝置包括提供給用戶實施按壓操作的按壓部77、用于抵觸所述矩陣開關薄膜2中的開關元素的帶觸點710的彈性件71、以及如前所述，用于導引所述按壓部77的升或降以作用于所述彈性件71，最終導致彈性件71所對應的開關元素被觸點710按壓導通或關斷的升降結構。本實施例中，采用伸縮柱式結構用于實現按鍵裝置的升降結構。概而言之，各按鍵裝置位于矩陣開關薄膜2上方，用于受力升、降以對應控制矩陣開關薄膜2中各相應開關元素的通、斷。由按鍵裝置 的結構可知，按鍵裝置自下至上，依次包括彈性件71、升降結構和按壓部77，所有按鍵裝置的彈性件71均布置在矩陣開關薄膜2上，嚴格對應于各個開關元素的位置進行定位，因而，可以理解為彈性件71在物理結構上自成一層，這僅僅是為理解的方便而加以說明，不應視為對本發明的限制。在所述矩陣開關薄膜2上方是彈性件71，彈性件71上方則裝設所述上蓋3。所述上蓋3用于與所述底座I在彼此的邊緣上實現扣合連接，當然也可采取包括螺鎖在內的其它安裝方式，并且，上蓋3底部設置一些用于抵觸底座I的肋板31以便維持上蓋3與底座I之間的穩固安裝。顯然，上蓋3與底座I之間的收容空間10的深度(高度)是可以靈活設置的，只要設置好兩者在高度方向上的固定位置即可。然而，對本實施例而言，所述上蓋3不僅僅用做固定件，同時還與按鍵裝置相配合，充當該按鍵裝置的升降結構的一部分的作用。具體而言，為了確保按鍵裝置的安裝，需要在上蓋3對應于各個所述開關元素的位置處設置通孔(被導引柱73充滿而未標號)，而在所述按鍵裝置的按壓部77底面，則設置導引柱73。將按鍵裝置的按壓部77置于所述上蓋3頂方位置，按壓部77底面的導引柱73經過相應的所述通孔以穿過上蓋3，最終抵觸所述彈性件71。由此，借助所述導引柱73與通孔的配合導引，按壓部77便可以實現相對于底座I的升降動作，在其受用戶所施加的外力而下沉時迫使彈性件71下降以抵觸并導通相應的開關元素，在用戶外力撤除時，彈性件71自身回釋力作用于所述導引柱73，按壓部77便被回彈至原位置。顯然，即使是實現導引柱73與通孔的配合本身，也并不一定要依賴于在上蓋3中設置該通孔來實現，而可以在該通孔的范圍內再設置獨立的柱形孔來容許所述導引柱73升降而實現。所述的上蓋3的上方，對應各個所述的開關元素的位置所設置的通孔的上方，設有用于沿軸向加長該通孔的墻體33，這一墻體33的設置，便于后續在上蓋3上定位設置所述電容感應膜層4和保護膜5。所述的電容感應膜層4，采用在一薄膜兩面設置兩層結構實現，并且，在電容感應膜層4上對應所述上蓋3上方的各個墻體33設置允許墻體33通過的通孔40，以便將電容感應膜層4套設到上蓋3上方處。用于實現觸摸板的電容感應膜層4有自電容和互電容兩種實現方式，實現觸控功能的關鍵 在于獲知外部人體介質在觸摸界面所處的位置及其變化軌跡以及在某一位置所實施的觸控操作(指令)。本發明中，優選互電容方式。詳見圖3所示的所述電容感應膜層4的電路原理示意圖。所述電容感應膜層4的兩層結構中的每一層，均設有與鍵盤縱長方向成45或-45度傾斜關系的導體41或42，這些導體41、42均由菱形導電片44在對角線方向上串接而成，但構成同一導體41、42的各個導電片44本身的對角線并不必成一直線，主要是為了適應鍵盤布局中上下列的相鄰字鍵與字鍵彼此的按壓部77之間并非成對角線重合的特點，這樣可以確保每一字鍵的按壓部77的正下方以同樣的方式對應一組導電片44。由此形成的兩層結構中的每一層，其所包含的多個導體41或42，均呈平行關系，可以視為以各導體41、42中的導電片44的對角線相平行設置。而兩層結構分別設置在薄膜的正反面，因彼此角度差為90度，因此，兩層結構(參照41、42)中的一個的各導體41與另一個的各導體42便成正交排布關系，這樣，其中一層結構中的導體可以形成橫坐標，而另一層結構中的導體則形成橫坐標，兩層結構剛好構建一坐標系。兩層結構的設置，剛好使按鍵裝置的按壓部77的正下方設置有四個導電片44，各有兩個導電片44分別屬于兩層結構，四個導電片44均有一部分與按壓部77的正下方投影相交叉，而與其它導電片44則成無交叉無重疊的無干涉設置。導電片44的形狀可以采用廣義上的菱形設計，所謂廣義上的菱形，指其包含了正方形。周圍若干個按鍵裝置所圍成幾個相鄰的按壓部77正下方所對應的分別屬于兩層結構的兩組導電片44，由于它們各有大致位于其幾何中心的連接部(未示出)，因而，兩組導電片44所共同構成的方形的幾何中心處會出現交叉重疊，但并不接觸，因而形成平行電容，可以單獨形成電容式傳感器。而分別屬于兩層結構的每兩個相鄰導電片44在彼此的邊緣處也能形成邊緣電容，也可以構成電容式感應器。通過將處于底側的導體層接地，在頂面的導體層處加高頻電壓，借助所述控制單元掃描縱橫兩個坐標所對應的導體的電流變化，即當外部人體介質如手指靠近到某些導電片44上方時，該些導電片44與外部人體介質以及相應的電容式感應器之間構成并聯電容，從而導致相應的導體的電流發生變化，確定兩層結構中發生電流變化的導體便可確定外部人體介質所處的電容感應膜層構建的坐標系的位置，從而確定外部人體介質所處鍵盤布局中的位置。更具體的檢測原理可參閱一些公知的觸摸感應控制技術，恕不贅述。可見，鍵盤布局中的每個按鍵裝置，均至少可以設置一個所述的電容式傳感器，通過檢測所有電容式傳感器的電容變化以及由此引起的導體上的電流變化，便可感知外部人體介質所處的大致位置。這樣的設計顯然符合互電容感應觸摸技術的精神，應為本領域技術人員所理解，然而也基于鍵盤布局的特殊性做了適應性的結構改進，因而，其結構更為合理，可以避免使用過多的引腳。將電容感應膜層4的通孔40與所述上蓋3的墻體33套設之后，電容感應膜層4的安裝即告完成。同理，可以在電容感應膜層4下方以類似的物理開孔的方式墊設一電路基板(未圖示)，而在電容感應膜層4上方以類似的物理開孔的方式設置一保護膜5。所述各按鍵裝置的按壓部77，在生產工藝中可以用夾具或其它方式，先按照鍵盤布局將各按壓部 連成一獨立層6,以便完成統一組裝。
組裝本發明的觸摸感應鍵盤是非常容易的，只需按照前述的結構關系，一層一層相繼組裝即可。所涉為公知原理，恕不行贅述。至于鍵盤所公知的其它電路結構，主要是其控制單元8，則可收藏在鍵盤的任意空間處。控制單元8在電氣上需與矩陣開關薄膜2和電容感應膜層4相連接，以便一方面通過識別矩陣開關薄膜2中某個開關元素被導通，以與該開關元素被導通而產生的唯一性特征信息為依據生成一輸入信號對外輸出，該開關元素被導通也可以視為用戶在該處的觸控操作，從而由控制單元產生觸控指令；另一方面，通過檢測電容感應膜層4中因電容式傳感器被并聯而引起的導體電流變化來識別外部人體介質位于鍵盤布局中的位置信息，并將這些位置信息轉換為指令信息輸出。控制單元8的這兩方面的功能也可分解為其不同的工作模式，但是，控制單元8實現該兩種不同工作模式的方法不局限于前述的揭示。如前所述，電容感應膜層4本身構建了一個坐標系，因而，參照索尼公司最近推出的“floating touch”技術，可以利用外部人體介質在鍵盤布局上方的懸停時長(相應導體得到持續一定時長的相對恒定的電流)或者突 然伸縮(使相應導體的電流突然發生二次變化)這兩種方式來確定外部人體介質在該位置處的觸控操作，不一定要按壓所述按鍵裝置的按壓部才視為產生觸控操作，從而可以替代前述的開關元素的導通操作而使控制單元8產生觸控指令。而實現此一判斷的過程，同理可以由所述控制單元8實現。可見，本發明中，控制單元8實現不同工作模式的方式是靈活的。通過控制單元8內部的實現，或者通過設置一與控制單元8相連接的模式切換單元(未圖示)，可以進一步豐富本發明觸摸感應鍵盤的功能。具體而言，借助所述模式切換單元，可以向用戶提供一機械或電容式開關，由用戶設置所述控制單元8的工作模式，例如，當機械或電容式開關處于第一狀態時，模式切換單元便提供參數設置，使控制單元8據此而工作在僅用于接收按鍵裝置輸入的狀態，此時，控制單元8只負責將用戶敲擊按鍵時產生的唯一性特征信息轉換為字符信息(如ASCII碼)輸入信號向外輸出，這一狀態下，鍵盤具有最傳統的按鍵操作輸入功能；當機械或電容式開關處于第二狀態時，模式切換單元便提供參數設置，使控制單元8據此而工作在既接收用戶敲擊按鍵時產生的唯一性特征信息的輸入，又接收外部人體介質(如用戶手指)的位置信息輸入，換言之，這種狀態下，控制單元8不斷將外部人體介質的位置信息作為輸入信號輸出，當用戶敲擊按鍵時，還將該按鍵所表征的鍵盤布局中的位置的信息、觸控指令，甚至連同該按鍵所表征的字符信息一并轉換為輸入信號輸出，這種狀態顯然屬于混輸的狀態；當然，還可設置第三狀態，令控制單元8只接收位置信息和敲擊鍵盤時產生的唯一性特征信息所對應的位置信息以及觸控指令(或控制單元8啟動識別外部人體介質是否懸停或突然伸縮以產生的觸控指令)，并將之轉換為輸入信號輸出，這種狀態下，鍵盤所起作用便完全等同于傳統的觸摸板。如前所述，模式切換單元既可獨立成一功能模塊，也可由控制單元8 一并實現。除了采用機械或電容開關輔以實現控制單元8的工作狀態切換之外，也可智能自行判別。具體而言，控制單元8可以自行檢測各層結構的導體的電流變化，當其檢測到有多個導體(例如3個或3個以上，但不受此限)的電流發生顯著變化(如低于某一預設閾值)時，便可自動視為前述的第一工作狀態，并使控制單元8工作于該工作狀態；當控制單元8檢測到每層結構中只有兩個導體的電流發生變化時，便可視為前述的第二或第三工作狀態，并使控制單元8工作于該工作狀態。可見，模式切換單元的設置，豐富了觸摸感應鍵盤的功能，為用戶提供了人性化定制手段。以上闡述的本發明的第一實施例，充分揭示了本發明的觸摸感應鍵盤的物理和電氣結構，以及其工作原理和控制方法，足證本發明的觸摸感應鍵盤依賴于觸摸感應與字鍵輸入的一體化設計，可以廣泛替代傳統的鍵盤設計，其在將既定面積提供于鍵盤布局的同時，還以該鍵盤布局所占的既定面積提供了觸摸感應功能。本發明觸摸感應鍵盤的第二實施例請參閱圖4，其采用線狀金屬件代替第二實施例中由導電片44串接形成的導體，確保每個按鍵裝置正下方有兩層結構各兩條金屬件經 過，相互交叉的上下兩層結構的導體便可形成平行電容以作為電容式感應器使用，由此便可實現與第一實施例同等的效果，由控制單元8實現導體上電流變化的檢測，以便感知外部人體介質的位置信息。本發明觸摸感應鍵盤的未圖示的第三實施例中，所述觸摸感應鍵盤采用自電容的方式實現所述的電容感應膜層4，其與第一實施例的區別主要在于電氣方面的實現不同。主要體現在其兩層結構中，每層結構均利用相鄰導體的位置相應的導電片44形成的邊緣電容，從而構造電容式感應器。為電容感應膜層4施加高頻交變電流后，在每層結構中檢測相鄰兩個導體的電流是否發生變化，即可感知該兩個導體之間的某個位置是否有外部人體介質靠近，由于兩層結構分別形成縱橫坐標，檢測兩層結構的導體的電流變化便可確定由電容感應膜層4構建的坐標系中的某個點是否存在影響導體電流變化的外部人體介質，從而確定外部人體介質所處的鍵盤布局的位置。顯然，用自電容這種方式完全可以替代自電容的方式，實現本發明的目的。綜上所述，本發明借鑒現有技術中成熟的觸摸感應技術，將其應用到傳統鍵盤中，由此實現觸摸感應鍵盤，觸摸感應鍵盤占用面積小，在同一鍵盤布局上同時實現鍵盤輸入和觸摸感應輸入兩種功能。概而言之，以上實施例僅用以說明本發明而并非限制本發明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種觸摸感應鍵盤，包括底座、布置在底座上按照鍵盤布局設置的由若干開關元素構成的矩陣開關薄膜，以及位于矩陣開關薄膜上方用于受力升、降以對應控制各開關元素的通、斷的若干按鍵裝置，所述按鍵裝置包括提供給用戶實施按壓操作的按壓部，其特征在于: 所述按鍵裝置的按壓部與所述矩陣開關薄膜之間，設有用于在所述鍵盤布局范圍內感應外部人體介質的電容感應膜層； 該鍵盤設有控制單元，用于識別任意開關元素的通斷狀態；用于通過檢測所述電容感應膜層的電流信號的變化而檢測所述外部人體介質所處鍵盤布局位置。
2.根據權利要求I所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述電容感應膜層具有兩層結構，每層結構均包括多個相平行設置的導體，兩層結構以彼此導體的縱長方向的軸線正交排布設置以分別形成鍵盤布局的橫坐標和縱坐標，不同層的位置相對應的導體之間形成用于感應外部人體介質的電容式感應器，外部人體介質靠近該電容式感應器時，引起該電容式感應器所在的導體的電流變化，所述控制單元通過檢測不同層的導體電流變化而獲知外部人體介質所處鍵盤布局中的位置。
3.根據權利要求2所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述每個導體為一體延伸的線狀金屬件。
4.根據權利要求3所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩條金屬件經過該正下方處。
5.根據權利要求2所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述每個導體由若干菱形導電片沿對角線方向串接而成，同一層結構中的多個導體之間以所述對角線相平行設置，兩層結構以彼此導體的所述對角線正交排布設置。
6.根據權利要求5所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩個導電片至少部分地位于該正下方處。
7.根據權利要求I所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述電容感應膜層具有兩層結構，每層結構均包括多個相平行設置的導體，兩層結構以彼此導體的縱長方向的軸線正交排布設置以分別形成鍵盤布局的橫坐標和縱坐標，同一層的相鄰導體之間形成用于感應外部人體介質的電容式感應器，外部人體介質靠近該電容式感應器時，引起該電容式感應器所在的導體的電流變化，所述控制單元通過檢測不同層的導體電流變化而獲知外部人體介質所處鍵盤布局中的位置。
8.根據權利要求7所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述每個導體由若干菱形導電片沿對角線方向串接而成，同一層結構中的多個導體之間以所述對角線相平行設置，兩層結構以彼此導體的所述對角線正交排布設置。
9.根據權利要求8所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，對應于每個按鍵裝置的按壓部正下方，該兩層結構中的每一層均有兩個導電片至少部分地位于該正下方處。
10.根據權利要求I至9中任意一項所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述控制單元與一模式切換單元相連接，該模式切換單元限定所述控制單元用于識別所述外部人體介質所處鍵盤布局的位置和/或用于識別用戶通過按壓所述按鍵裝置中任意之一所導通的開關元素的唯一性特征信息。
11.根據權利要求I至9中任意一項所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述按鍵裝置包括帶觸點的彈性件、升降結構以及所述按壓部，所述彈性件對應于一個開關元素而定位在所述矩陣開關薄膜上，所述升降結構用于導引所述按壓部相對于所述底座的升降，所述按壓部提供給用戶進行按壓操作，當用戶按壓時，按壓部抵觸所述彈性件并帶動彈性件下沉以導通所述開關元素，當用戶按壓撤銷時，彈性件復位并斷開所述開關元素。
12.根據權利要求I至9中任意一項所述的觸摸感應鍵盤，其特征在于，所述矩陣開關薄膜與所述按鍵裝置的按壓部之間，由下至上依層次設置如下部件起固定支承作用的上蓋、所述電容感應膜層、保護膜。
13.一種觸摸感應鍵盤控制方法，其特征在于，其包括如下步驟 (1)提供按照鍵盤布局設置的各按鍵裝置的上方空間供外部人體介質進行移動操作； (2)利用預設在鍵盤布局范圍內的電容感應膜層檢測所述外部人體介質在鍵盤布局中所處的位置； (3)由一控制單元識別所述位置信息，生成相應的信號輸出。
14.根據權利要求13所述的觸摸感應鍵盤控制方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟 (4)控制單元通過檢測預設在鍵盤布局范圍內的矩陣開關薄膜上的各個開關元素的導通與否識別所述外部人體介質對某個按鍵裝置所實施的按壓操作； (5)由所述控制單元識別所述開關元素的導通狀態并在開關元素之一被導通時產生表征外部人體介質進行觸控操作的觸控指令輸出。
15.根據權利要求13所述的觸摸感應鍵盤控制方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟 控制單元通過檢測兩層結構中各導體的電流變化后的持續時長，在該時長達到預設閥值時，或控制單元通過檢測兩層結構中各導體的產生二次變化時，產生表征外部人體介質進行觸控操作的觸控指令輸出。
全文摘要
本發明的觸摸感應鍵盤，包括底座、布置在底座上按照鍵盤布局設置的由若干開關元素構成的矩陣開關薄膜，以及位于矩陣開關薄膜上方用于受力升、降以對應控制各開關元素的通、斷的若干按鍵裝置，所述按鍵裝置包括提供給用戶實施按壓操作的按壓部，所述按鍵裝置的按壓部與所述矩陣開關薄膜之間，設有用于在所述鍵盤布局范圍內感應外部人體介質的電容感應膜層；該鍵盤設有控制單元，用于識別任意開關元素的通斷狀態；用于通過檢測所述電容感應膜層的電流信號的變化而檢測所述外部人體介質所處鍵盤布局位置。本發明還提供了該觸摸感應鍵盤的控制方法。本發明的觸摸感應鍵盤占用面積小，在同一鍵盤布局上同時實現鍵盤輸入和觸摸感應輸入兩種功能。
文檔編號H03K17/96GK102778958SQ20121025361
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者黎柏松 申請人:珠海市智迪科技有限公司