CN102298479A - 键盘装置的触控面积量化感测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种键盘装置的触控面积量化感测系统及方法，该系统包括：一电阻式塑性触控板；一粘贴在触控板上面的印刷层，其印制有多个排列成矩阵的虚拟键；及一电路式组件，包括一触控面积计算模块及一微处理器；其中触压触控板之后，触控面积计算模块即计算任一被按压虚拟键的触控面积，若该触控面积超过一预设门槛值，触控面积计算模块即产生一触控信号，微处理器于收到触控信号后，即产生一对应按压虚拟键的信号并将该信号传至一计算机主机。

Description

键盘装置的触控面积量化感测系统及方法

技术领域

本发明有关于触控键盘装置，且尤其有关于一种感测手指按压触控面积以达到字键输入的装置及方法。

背景技术

近年来，触控板及触控屏幕作为指令输入工具已广泛应用于移动电话、计算机等电子产品。以触控屏幕为例，使用者可以方便地使用手接触该触控屏幕以输入指令。另外，以装设在键盘上的触控板为例，使用者可以用手指轻触触控板或是在上面滑动，以类似鼠标操作的方式，向计算机发出操作指令。

触控板及触控屏幕通常有电阻式、电容式、超音波式及红外线式等多种类型，其中又以电阻式触控板的产品最多，电阻式触控板的设计主要又可区分为四线式、五线式、八线式。而四线式触控板因为成本及技术层面较为成熟等有利因素，几乎是所有触控板业者最基本的生产规格，其市场占有率大约一半。其基本架构为一氧化铟锡导电玻璃(ITO(Indium Tin Oxide)Glass)，一导电薄膜(ITO Film)，一般而言，ITO Glass与ITO Film导通后均使用+5V电压，及一位于二者之间的绝缘间隔器(Spacer)，其目的在于将ITO Glass与ITOFilm分开，以避免无触摸时因导通造成短路而产生误动作。

中国台湾发明专利公开号200925956揭示一种“触控显示装置及其触控方法”，其中该触控显示装置包括一触控板、一与该触控板相对设置的显示屏、一与该触控板相邻设置的压力感应装置及一微处理器。该触控板接受外部压力，并根据该外部压力输出对应的位置识别信号；压力感应装置感测施加至该触控板的外部压力，并输出压力信号；该微处理器其接收并筛选所需的压力信号，并根据所需的压力信号输出控制信号至该显示屏。

中国台湾发明专利公开号200925966揭示一种“多点触控控制器的控制方法”，其提供一电阻式触控板，根据一第一接触体及至少一第二接触体分别与该电阻式触控板接触的一接触时间差决定该第一接触体及该第二接触体的接触顺序，并通过该电阻式触控板所感测的电压值依序决定一第一接触坐标以及至少一实际坐标，且该第一接触体与该电阻式触控板持续保持接触；根据该实际坐标的移动轨迹，决定至少一控制指令。

经查已知专利前案都针对压力感测，即感测手指的触碰压力再通过受压后其下方电阻的变化而产生对应的触控信号，对于手指接触触控板或触控屏幕的面积大小及其对于下方电阻变化的影响，则并无揭露，因此已知触控板及触控屏幕都有灵敏度不高或偏高的缺失，常发生错误动作，实则造成使用上的困扰及不便。

发明内容

本发明人针对现有技术的缺陷，本着锲而不舍的精神与精益求精的目的，积极不断的加以研究改良，并经常期的努力与试验，终于开发设计出本发明。

本发明的主要目的在于提供一种键盘装置的触控面积量化感测系统，其欲解决的问题点是针对已知压控式触控板及触控屏幕都针对压力感测，即感测手指的触碰压力再通过受压后其下方电阻的变化而产生对应的触控信号，对于手指接触触控板或触控屏幕的面积大小及其对于下方电阻变化的影响，则并无揭露，因此已知触控板及触控屏幕都有灵敏度不高或偏高的缺失，常发生错误动作，实则造成使用上的困扰及不便，而本发明即针对已知的问题点，而加以研发改良突破，以期使本发明具有精准确实的功效。

本发明是关于一种键盘装置的触控面积量化感测系统，包括：一电阻式塑性触控板；一粘贴在触控板上面的印刷层，其印制有多个排列成矩阵的虚拟键；及一电路式组件，包括一触控面积计算模块及一微处理器；其中触压触控板之后，触控面积计算模块即计算任一被按压虚拟键的触控面积，若该触控面积超过一预设门槛值，触控面积计算模块即产生一触控信号，微处理器于收到触控信号后，即产生一对应按压虚拟键的信号并将该信号传至一计算机主机进一步处理。

本发明提供的技术方案利用手指按压触控板时，计算出各手指在触控板上的触控面积，若超过预设门槛值，则产生一触控信号，微处理器收到触控信号后才产生一显示信号至计算机主机，以便计算机主机能进一步处理，而完成触控按键动作。通过计算出手指按压在虚拟键时的触控面积大小，可大幅增加触控按键精准度。

附图说明

图1是根据本发明的触控板的立体图，并显示手指轻放在触控板上的情形；

图2A是图1的圆圈B所示区域的放大图；

图2B与图2A类似，说明手指用力按压触控板之后，手指在虚拟键的对应触控面积增加的情形，作为图2A的对照；

图3A是沿着图1线A-A看去的剖视图；

图3B与图3A类似，其对应图2A；

图3C与图3A类似，是手指用力按压在触控板的虚拟键后，触控板的数个位置因为被手指按压而弹性凹陷，因而增加触控面积，再进一步产生对应虚拟键的触控信号，其对应图2B；

图4是本发明处理触控信号的方块图；及

图5是本发明的动作流程图。

附图标号

1触控板

10虚拟键

101上基板

102第一导电层

103第一感测层

104第二感测层

105第二导电层

106框胶层

107柱体

108下基板

20触控面积计算模块

30微处理器

40计算机主机

具体实施方式

以下谨以具体实施例，且佐以附图作详细说明，便于对于本发明的技术特征，有更进一步的了解。

本发明提供一种键盘装置的触控面积量化感测系统，在此以装设在计算机键盘上的触控板，作为根据本发明的较佳实施例来说明。

首先请参考图1至图5，其显示一矩形触控板1，其包括一粘贴在上面的印刷层，印刷层上印制有多个排列成矩阵的符号及或数字作为虚拟键10供使用者按压选择，及一电路式组件其包括一触控面积计算模块20及一微处理器30。该电路式组件可以设置在一专用电路板上，或是并入键盘的电路板。

参考图1及图3A，触控板1是一电阻式触控板且包括一上基板(由聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)PET制成)101，一第一导电层102，其与上基板11接合，一第一感测层(由感测材料(sensing material)制成)103，其上方与第一导电层102接合而其下方则向内凸出，一第二感测层(由感测材料制成)104，其与第一感测层103相隔一段距离，一第二导电层105，其上端与第二感测层104接合，及一下基板108，其亦由PET制成。

在第一导电层102与第二导电层105之间则设置多个柱体107，其柱体107下端接合第二导电层105，而其柱体107上端则通过一框胶层106而与第一导电层102固定接合，其中该柱体17与第一感测层103呈平行间隔交错配置。

计算机开机时，触控面积计算模块20即启动。

各虚拟键10是分成多个点其配置成一阵列(即阵列式的点)，各点以平面坐标(X，Y)表示，即分成XxY个点，例如第一点可以用坐标(X1，Y1)表示。在一实施例，一个1cm平方的虚拟键10可分成10X10个点。

以图2A及图3B为例，当一手指轻轻地放在触控板1的上基板101(以小箭号表示手指指纹与触控板1的接触面积较小，因此一虚拟键10只有一小部分的上基板101凹陷)，要说明的是只要阴影线接触到的点都算是该点已被按压。因此图2A手指按压在一虚拟键10的按压面积，以其对应触控部分来计算是100个点中的10个。触控面积计算模块20即根据一预设门槛值来判定是否产生一触控信号，该预设门槛值可设定为：若百分之八十以上的点被阴影线占据即表示该虚拟键10已被按压，所以触控面积计算模块20会产生一触控信号，倘若图2A由于只有百分之十的点被阴影线占据，即表示该虚拟键10未被按压，所以触控面积计算模块20不会产生触控信号。

继而，以图2B及图3C为例，其显示手指用力按压在触控板1的上基板101(以大箭号表示手指指纹与触控板1的接触面积较大，或手指对应按压力道克数增大，因此一虚拟键10大部分的上基板101凹陷)，该触控面积计算模块20感测到被阴影线占据的点数增加，例如在此例点数增加到90个，由于百分之九十的点被阴影线占据，即表示手指下方的虚拟键10已被手指按压，所以触控面积计算模块20会产生一触控信号。

在此要说明的是本发明的实施技术是电阻式压力感测，当手指按压触控板1上的虚拟键10后，当第一感测层103与第二感测层104接触时会造成短路，产生电压降(即改变电阻值)；但是必须要有足够数目的第一感测层103与第二感测层104接触才会产生足够的电压降，才能通过预设门槛值而产生触控信号。图3B的轻微碰触一虚拟键10只产生一个第一感测层103与第二感测层104的接触(这只是范例)，所以无法产生足够的电压降，不能通过预设门槛值因而无法产生触控信号。相反地，图3C的用力按压一虚拟键10而产生多个第一感测层103与第二感测层104的接触，而当若百分之八十以上的点被阴影线占据即表示该虚拟键10已被按压，所以产生足够的电压降，而通过预设门槛值而产生一触控信号。

请参考图4，若微处理器30收到来自触控面积计算模块20的触控信号，则微处理器30会产生对应被按压虚拟键10的键码(keycode)，并将对应该键码的信号通过USB端口而传送至计算机主机40。计算机主机40即动作以处理收到的按键信息及采取进一步动作。

通过计算出手指按压在虚拟键10时的触控面积大小，可大幅增加精准度，以去除因为已知触控板及触控屏幕的灵敏度不高或偏高而导致的错误动作。

本发明的动作流程图则可以参考图5，当键盘启动时，微处理器30会持续扫瞄触控板1以感测手指是否按压在触控板1上，若有，触控面积计算模块20即计算手指按压在触控板1的某一虚拟键10上的触控面积是否大于一预设门槛值，若大于该预设门槛值，则产一触控信号并将该信号传送至微处理器30，当微处理器30收到该触控信号时，即产生对应被按压虚拟键10键码的信号，并将该信号传送到计算机主机40作进一步处理，而完成触控按键动作。

上述只是以一手指为范例来说明，本发明亦允许多个手指同时在触控板1上触摸及按压，对于任一被按压的虚拟键10只要符合上述条件都可产生对应的触控信号，即多组触控信号供次一级的微处理器30处理，即对于计算机键盘上的触控板，本发明可实施至少一点触控或多点触控。

由上述本发明的实施例可知，本发明利用手指按压触控板时，计算出各手指在触控板上的触控面积，若超过预设门槛值，则产生一触控信号，微处理器收到触控信号后才产生一显示信号至计算机主机，以便计算机主机能进一步处理，而完成触控按键动作。通过计算出手指按压在虚拟键时的触控面积大小，可大幅增加触控按键精准度。

上述实施例仅为说明本发明的原理及功效，并非用以限制本发明的主要技术特征及范围。因此本领域的技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明已具新颖性、创造性及产业上的实用性，并符合发明专利要件，依法提起申请。

Claims (9)

1.一种键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，所述键盘装置的触控面积量化感测系统包括：

一电阻式触控板；

一粘贴在触控板上面的印刷层，其印制有多个虚拟键；及

一电路式组件，包括一触控面积计算模块及一微处理器；

其中触压所述触控板之后，所述触控面积计算模块即计算任一被按压虚拟键的触控面积，若所述触控面积超过一预设门槛值，所述触控面积计算模块即产生一触控信号，而所述微处理器于收到触控信号后，即产生一对应按压虚拟键的信号并将所述信号传至一计算机主机。

2.如权利要求1所述的键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，各虚拟键分成XxY个点，当手指触压在触控板的虚拟键时，触控面积计算模块即计算出触控板表面的凹陷点数，作为对应所述虚拟键的触控面积。

3.如权利要求2所述的键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，预设门槛值定义为：若凹陷点数超过一虚拟键的总点数的百分之八十，即表示所述虚拟键已被所述物件按压，而通过预设门槛值。

4.如权利要求1所述的键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，触控板包括：一上基板，一第一导电层，其与上基板接合，一第一感测层，其上方与第一导电层接合而其下方则向内凸出，一第二感测层，其与第一感测层相隔一段距离，一第二导电层，其上端与第二感测层接合，及一下基板。

5.如权利要求4所述的键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，在第一导电层与第二导电层之间设置多个柱体，各柱体的下端接合第二导电层而其上端则通过一框胶层而与第一导电层固定接合，而且柱体与第一感测层呈平行交错配置。

6.如权利要求4所述的键盘装置的触控面积量化感测系统，其特征在于，上、下基板分别由聚对苯二甲酸乙二醇酯PET制成。

7.一种键盘装置的触控面积量化感测方法，其特征在于，所述键盘装置的触控面积量化感测方法包括以下步骤：

当键盘装置启动时，键盘装置的微处理器会持续扫瞄一触控板，以感测手指是否按压在触控板上；

若有，一触控面积计算模块即计算出触控板表面的凹陷点数，作为对应设置在触控板上多个虚拟键之一的触控面积；

若判定所述触控面积大于一预设门槛值，则产一触控信号并将所述信号传送至微处理器；及

当微处理器收到所述触控信号时，即产生对应被按压虚拟键的键码号，并将所述信号传送到一计算机主机。

8.如权利要求7所述的键盘装置的触控面积量化感测方法，其特征在于，各虚拟键分成XxY个点，当手指触压在触控板的虚拟键时，触控面积计算模块即计算出触控板表面的凹陷点数，作为对应所述虚拟键的触控面积；其中预设门槛值定义为：若凹陷点数超过一虚拟键的总点数的百分之八十，即表示所述虚拟键已被按压，而通过预设门槛值。

9.如权利要求7所述的键盘装置的触控面积量化感测方法，其特征在于，所述触控板包括：一上基板，一第一导电层，其与上基板接合，一第一感测层，其上方与第一导电层接合而其下方则向内凸出，一第二感测层，其与第一感测层相隔一段距离，一第二导电层，其上端与第二感测层接合，及一下基板；及其中在第一导电层与第二导电层之间设置多个柱体，各柱体的下端接合第二导电层而其上端则通过一框胶层而与第一导电层固定接合，而且柱体与第一感测层呈平行交错配置。

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