CN103701449B - 复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备，复合型按键由光感模块与触摸模块构成，控制方法包括以下步骤：获取所述光感模块采集的光通量数据；判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到触摸信号；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能，本发明能够实现一个按键对应多种按键功能的同时减少器件的数量及其占用的空间，降低成本。

Description

复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备

技术领域

本发明涉及消费类电子技术领域，尤其涉及一种复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备。

背景技术

随着电子产品的小型化和集成化的发展，电子产品的生产在趋向于轻薄短小化的同时，更多的生产商还要求能够降低其生产成本。例如由于触摸技术的广泛应用，显示设备越来越多地使用触摸按键代替传统的实体按键。

现有技术中的显示设备一般使用的触摸按键为电容式触摸按键或者电阻式触摸按键，这两种触摸按键均采用IC（integrated circuit，集成电路）来实现，与传统按键一样，一个按键一般对应一种按键功能。在一些现有技术中，采用多个感光器件可以实现显示设备的背光的调节功能及对应的感光按键的功能，但是这种技术需要在显示设备上布设多个感光器件，其占用的空间较大，成本较高，同时当手指接近感光按键时不能够准确判断是执行感光按键还是执行背光调节功能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备，旨在实现一个按键对应多种按键功能的同时减少器件的数量及其占用的空间，降低成本。

为了达到上述目的，本发明提出一种复合型按键的控制装置，包括光感模块、触摸模块及处理模块，所述光感模块及触摸模块分别与所述处理模块电连接，所述复合型按键由所述光感模块与所述触摸模块构成，其中：

所述触摸模块用于获取触摸信号；

所述光感模块用于采集光通量数据；

所述处理模块用于判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到所述触摸信号；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能。

优选地，所述处理模块还用于当所述光通量数据不发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行触摸模块对应的触摸按键功能。

优选地，所述触摸模块为电阻式感应电路或电容式感应电路。

优选地，所述电阻式感应电路包括依次电连接的触摸单元、触摸信号生成单元及第一滤波整形单元，所述第一滤波整形单元与所述处理模块电连接。

优选地，所述光感模块为光感电路，所述光感电路包括依次电连接的光感单元、光电转换单元及第二滤波整形单元，所述第二滤波整形单元与所述处理模块电连接。

优选地，所述光感单元嵌设于所述触摸单元中，或者所述光感单元置于所述触摸单元的下方构成所述复合型按键。

优选地，所述光感单元为一光感器件，或者为一光感器件及一聚光器件的组合；

当所述光感单元嵌设于所述触摸单元中时，所述触摸单元为一金属片，当所述光感单元置于所述触摸单元的下方时，所述触摸单元为一透明导电触摸器件。

本发明还提供一种复合型按键的控制方法，所述复合型按键由光感模块与触摸模块构成，该控制方法包括以下步骤：

获取所述光感模块采集的光通量数据；

判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到触摸信号；

若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；

若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能。

优选地，所述判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到触摸信号的步骤之后包括：

若所述光通量数据不发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行触摸模块对应的触摸按键功能。

本发明还提供一种显示设备，包括上述的复合型按键的控制装置。

本发明提出的一种复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备，通过将光感模块与触摸模块构成所述复合型按键，当用户对该复合型按键进行操作或者环境光变化而引起光感模块的光通量数据发生变化时，通过进一步判断触摸模块是否获取到触摸信号来区分是用户对该复合型按键进行操作还是环境光发生变化，若获取到触摸信号时，可确认为用户对该复合型按键进行操作，此时执行光感模块对应的光感按键功能；若没有获取到触摸信号时，可确认为环境光发生变化，控制装置随着环境光的变化而适应性地自动调整背光亮度，本发明的光感模块只需要设置一个光感单元，触摸模块也只需要设置一个触摸单元，即可实现一个按键对应两种按键功能的同时，减少器件的数量及其占用的空间，降低成本，同时能使得按键控制功能更加准确。

附图说明

图1是本发明复合型按键的控制装置的一实施例的结构示意图；

图2是图1所示触摸模块、光感模块以及处理模块的电路连接关系图；

图3是图2所示光感单元嵌设于触摸单元中形成复合型按键的俯视图；

图4是图3所示的截面图；

图5是图2所示光感单元置于触摸单元下方形成复合型按键的截面图；

图6是本发明复合型按键的控制方法的第一实施例的流程示意图；

图7是本发明复合型按键的控制方法的第二实施例的流程示意图；

图8是本发明显示设备一实施例的结构示意图。

为了使发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

具体地，如图1所示，本发明一实施例提出一种复合型按键的控制装置，包括触摸模块1、光感模块2及处理模块3，光感模块2及触摸模块1分别与处理模块3电连接，光感模块2与触摸模块1构成复合型按键，其中：

触摸模块1用于获取触摸信号，光感模块2用于采集光通量数据；

处理模块3用于判断光感模块2的光通量数据是否发生变化，并判断触摸模块1是否获取到触摸信号；若光感模块2的光通量数据发生变化且触摸模块1获取到触摸信号时，执行光感模块2对应的光感按键功能；若光感模块2的光通量数据发生变化且触摸模块1没有获取到触摸信号时，执行环境调光功能，进一步地，在处理模块3在判断光通量数据发生变化时还可以进一步地判断光通量数据是否达到预设值，在达到预设值时判断是否有触摸信号，若有则执行光感按键功能；若光通量数据发生变化时若没有触摸信号，则执行环境调光功能，从而能进一步防止误操作。

其中，触摸模块1可采用电阻式或电容式的触摸器件构成，光感模块2可采用光敏器件构成，处理模块3可以是MCU(Micro Control Unit，微控制单元)或者CPU。

本实施例光感模块2用于采集光通量并将光通量转换为光通量数据，采集到的光通量数据变化时光通量数据发生变化。触摸模块1用于感应是否有人体的接触，若有人体接触时，将触摸信息转换为触摸信号。处理模块3具体通过将本次获取的光通量数据及上一次获取的光通量数据进行比对来判断光通量数据是否发生变化。

本实施例将光感模块2与触摸模块1组合构成复合型按键，当光感模块2的光通量数据发生变化时，可能是环境光变化引起或者用户操作该复合型按键而引起，因此，进一步判断触摸模块1是否获取到触摸信号，若触摸模块1获取到触摸信号时，则可以判定是用户在操作该复合型按键时产生光通量的变化及产生触摸信号，此时执行光感模块对应的光感按键功能；若触摸模块没有获取到触摸信号时，则可以判定是环境光发生变化但用户没有操作该复合型按键，此时执行环境调光功能。

其中，光感按键功能为预先设置，环境调光功能实质上与一个功能按键对应，但本实施例中与环境调光功能对应的功能按键可自动执行操作，因此不作为专门的功能按键来说明。环境调光功能即随着环境光的变化而适应性地自动调整背光亮度，简化了操作步骤，能够达到节省资源的效果。

本实施例的光感模块2只需要设置一个光感单元，触摸模块1也只需要设置一个触摸单元，即可实现一个按键对应两种按键功能的同时，减少器件的数量及其占用的空间，降低成本。

本实施例通过将光感模块与触摸模块构成所述复合型按键，当用户对该复合型按键进行操作或者环境光变化而引起光感模块的光通量数据发生变化时，通过进一步判断触摸模块是否获取到触摸信号来区分是用户对该复合型按键进行操作还是环境光发生变化，若获取到触摸信号时，可确认为用户对该复合型按键进行操作，此时执行光感模块对应的光感按键功能；若没有获取到触摸信号时，可确认为环境光发生变化，控制装置随着环境光的变化而适应性地自动调整背光亮度，本发明的光感模块只需要设置一个光感单元，触摸模块也只需要设置一个触摸单元，即可实现一个按键对应两种按键功能的同时，减少器件的数量及其占用的空间，降低成本。

作为一种优选的实施例，处理模块3还用于若光感模块2的光通量数据不发生变化且触摸模块1获取到触摸信号时，执行触摸模块1对应的触摸按键功能，即用户的操作不增加或减少光感模块2的采集的光通量，以及环境光也没有发生变化的情况下，仅仅对该复合型按键进行触摸操作，此时执行触摸按键功能。触摸按键功能与光感按键功能一样，均为预先设置，可设置为其他的任意按键功能，这样能通过一个复合按键实现光感按键、触摸按键以及环境调光功能。

在一优选的实施例中，如图2所示，光感模块2为光感电路，触摸模块1为电阻式感应电路或电容式感应电路。

其中，电阻式感应电路包括依次电连接的触摸单元11、触摸信号生成单元12及第一滤波整形单元13，电阻式感应电路无需扫描运动轨迹。光感电路包括依次电连接的光感单元21、光电转换单元22及第二滤波整形单元23，第一滤波整形单元13及第二滤波整形单元23分别与处理模块3电连接。

光感单元21为一光感器件，或者为一光感器件及一聚光器件的组合，光感器件可为光敏电阻、光敏三极管、光敏二级管、光晶体管、光电管等能将外界环境光线接收并转变为电信号的器件。聚光器件优选为透镜，在图2所示的电路图中没有标出。在具体实施过程中，将聚光器件设置于光感器件的上方，可将外界环境光聚集，由光感器件接收聚集后的光线。

触摸单元11为金属片或者透明导电触摸器件，透明导电触摸器件如为透明导电薄膜或者透明导电玻璃等。光感单元21的光感面积的大小不大于一般成人的小拇指肚的面积的大小，而触摸单元11要的触摸面积比光感单元21的光感面积大很多，其作用是将上述的三种按键功能的执行条件明显地区分开来，保证能够准确执行对应的按键功能，其中当触摸模块1为电容式感应电路时，电容式感应电路中用于感应触摸信号的触摸单元11位于光感器件21的下方，其具体的感应电路为现有技术，在此不再累述。

如图3及图4所示，当光感单元21嵌设于触摸单元11中构成复合型按键时，触摸单元11为金属片；如图5所示，当光感单元21置于触摸单元11的下方构成复合型按键时，触摸单元11为透明导电的触摸器件，该透明导电的触摸器件不影响光感单元21接收光线。

继续参阅图2，触摸信号生成单元12包括电阻R0、R1、R2、R3、R4、场效应管Q1及晶体管Q2，第一滤波整形单元13包括电阻R5及电容C1。

其中，电阻R0分别与触摸单元11及场效应管Q1的栅极电连接；电阻R1一端电连接于电阻R0及场效应管Q1之间，另一端接地；电阻R2一端与电源VCC电连接，另一端与场效应管Q1的漏极电连接；电阻R3一端与场效应管Q1的漏极电连接，另一端与晶体管Q2的基极电连接；电阻R4一端电连接电源VCC，另一端电连接晶体管Q2的集电极；场效应管Q1的源极及晶体管Q2的发射极均接地；电阻R5一端电连接晶体管Q2的集电极，另一端分别电连接至电容C1及处理模块3。

触摸单元11接收人体接触信号，利用人体导体特性，当人触摸触摸单元11时，电荷会转移一部分到人体上，形成电流。通过R0电阻形成电压并触发场效应管Q1的导通，经晶体管Q2反向作用后形成正脉冲信号并经由电阻R5及电容C1构成的第一滤波整形单元13后，形成的触摸信号传送至处理模块3的GPIO（General Purpose Input Output，通用输入/输出）口。

光电转换单元22包括电阻R6、R7、R8、R9、及晶体管Q3，第二滤波整形单元23包括电阻R10及电容C2。

其中，电阻R6及R7的一端分别电连接光感单元21，电阻R6的另一端电连接晶体管Q3的基极，电阻R7的另一端接地，光感单元21的另一端接电源VCC；电阻R8的一端电连接晶体管Q3的集电极，另一端接电源VCC；电阻R9的一端电连接晶体管Q3的发射极，另一端接地；电阻R9的一端电连接晶体管Q3的集电极，另一端电连接至电容C2及处理模块3。

当有光照时，光感单元21的载流子被激发，产生光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电流，其产生的电流对由R6、R7、R8、R9、Q3构成的光电转换单元22进行控制，经该光电转换单元22的放大作用后可根据光电流的大小输出不同的电压信号，电压信号经过由电阻R10及电容C2构成的第二滤波整形单元23后形成光通量数据，该光通量数据送至处理单元3的ADC（模数转换）接口，以在处理单元3的ADC模块中完成模数信号的转换。

处理单元3的ADC模块对光通量数据进行模拟数字转换，具体为将模拟光通量数据的电压信号转换为8位或16位二进制的数字信号，处理单元3通过本次的数字信号与上一次的数字信号的比对来判断该数字信号是否发生变化。其中，二进制数字信号为00000000表示光通量为零。处理单元3通过判断该数字信号和触摸信号的结合作为光感按键操作、触摸按键操作及环境调光功能的操作的执行条件。

举例说明本实施例的光感按键功能及触摸按键功能，例如操作触摸按键可显示用户设置菜单，通过触摸按键的连续操作可以实现菜单项的纵向选择功能，在选定某一菜单功能后，通过光感按键可执行确认功能并进入下一级菜单，并且在子菜单中通过触摸按键的连续操作可以实现子菜单的纵向选择功能，也可以通过长按触摸按键和长按光感按键退出操作菜单等。

如图6所示，本发明一实施例提出一种复合型按键的控制方法，复合型按键由光感模块与触摸模块构成，包括：

步骤S101，获取所述光感模块采集的光通量数据；

步骤S102，判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到触摸信号；

其中，本实施例的方法在一复合型按键的控制装置上实现，触摸模块可采用电阻式或电容式的触摸器件构成，光感模块可采用光敏器件构成，控制装置可以包括MCU(MicroControl Unit，微控制单元)或者CPU。

本实施例光感模块采集光通量并将光通量转换为光通量数据，采集到的光通量变化时光通量数据发生变化。触摸模块感应是否有人体的接触。控制装置具体通过将本次获取的光通量数据及上一次获取的光通量数据进行比对来判断光通量数据是否发生变化，当光通量数据发生变化时，进一步判断触摸模块是否获取到触摸信号。

步骤S103，若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；

其中，光感按键功能为预先设置。

本实施例将光感模块与触摸模块组合构成复合型按键，当光感模块的光通量数据发生变化时，可能是环境光变化引起或者用户操作该复合型按键而引起，因此，进一步判断触摸模块是否获取到触摸信号，若触摸模块获取到触摸信号时，则可以判定是用户在操作该复合型按键时产生光通量的变化及产生触摸信号，此时执行光感模块对应的光感按键功能。

步骤S104，若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能。

本实施例在光感模块的光通量数据发生变化时，若触摸模块没有获取到触摸信号，则可以判定是环境光发生变化但用户没有操作该复合型按键，此时执行环境调光功能。

其中，环境调光功能即随着环境光的变化而适应性地自动调整背光亮度，简化了操作步骤，能够达到节省资源的效果。

本实施例的光感模块只需要设置一个光感单元，触摸模块也只需要设置一个触摸单元，即可实现一个按键对应两种按键功能的同时，减少器件的数量及其占用的空间，降低成本。

作为一种优选的实施例，如图7所示，本发明另一实施例提出一种复合型按键的控制方法，包括：

步骤S201，获取光感模块中的光通量数据；

步骤S202，判断光感模块中的光通量数据是否发生变化，若是，则进入步骤S203，若否，则进入步骤S206；

步骤S203，判断触摸模块是否获取到触摸信号，若是，则进入步骤S204，若否，则进入步骤S205；

步骤S204，执行光感模块对应的光感按键的功能；

步骤S205，执行环境调光功能；

步骤S206，判断触摸模块是否获取到触摸信号，若是，则进入步骤S207，若否，则进入步骤S208；

步骤S207，执行触摸模块对应的触摸按键功能；

步骤S208，操作无效。

本实施例中，当获取光感模块中的光通量数据后将本次的光通量数据与上一次获取的光通量数据进行对比及判断，当判断光感模块的光通量数据不发生变化且触摸模块获取到触摸信号时，执行触摸模块对应的触摸按键功能，即用户的操作不增加或减少光感模块的采集的光通量，以及环境光也没有发生变化的情况下，仅仅对该复合型按键进行触摸操作，此时执行触摸按键功能。触摸按键功能与光感按键功能一样，均为预先设置，可设置为其他的任意按键功能，这样能通过一个复合按键实现光感按键、触摸按键以及环境调光功能。

如图8所示，图8是本发明显示设备一实施例的结构示意图，本实施例的显示设备包括复合型按键的控制装置100，复合型按键的控制装置100可参阅上述相关实施例的附图及文字的具体描述，此处不再赘述。

本发明的一种复合型按键的控制装置、控制方法及显示设备，通过将光感模块与触摸模块构成所述复合型按键，当用户对该复合型按键进行操作或者环境光变化而引起光感模块的光通量数据发生变化时，通过进一步判断触摸模块是否获取到触摸信号来区分是用户对该复合型按键进行操作还是环境光发生变化，若获取到触摸信号时，可确认为用户对该复合型按键进行操作，此时执行光感模块对应的光感按键功能；若没有获取到触摸信号时，可确认为环境光发生变化，控制装置随着环境光的变化而适应性地自动调整背光亮度，本发明的光感模块只需要设置一个光感单元，触摸模块也只需要设置一个触摸单元，即可实现一个按键对应两种按键功能的同时，减少器件的数量及其占用的空间，降低成本；另外，在光感模块的光通量数据不发生变化且获取到触摸模块的触摸信号时，执行触摸按键功能，因而，本发明能够在一个复合型按键的基础上，明显地区分三种按键执行对应功能的条件，有利于按键的小型化及集成化的发展，节约成本，同时能使得按键控制功能更加准确。

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

Claims (7)

1.一种复合型按键的控制装置，其特征在于，包括光感模块、触摸模块及处理模块，所述光感模块及触摸模块分别与所述处理模块电连接，所述复合型按键由所述光感模块与所述触摸模块构成，其中：

所述触摸模块用于获取触摸信号；

所述光感模块用于采集光通量数据；

所述触摸模块至少包括一用于感应触摸信号的触摸单元，所述光感模块至少包括一用于感应光信号的光感单元，所述光感单元嵌设于所述触摸单元中，或者所述光感单元置于所述触摸单元的下方构成所述复合型按键；

所述处理模块用于判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到所述触摸信号；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能；

所述处理模块还用于当所述光通量数据不发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行触摸模块对应的触摸按键功能。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述触摸模块为电阻式感应电路或电容式感应电路。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述电阻式感应电路包括依次电连接的触摸单元、触摸信号生成单元及第一滤波整形单元，所述第一滤波整形单元与所述处理模块电连接。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述光感模块为光感电路，所述光感电路包括依次电连接的光感单元、光电转换单元及第二滤波整形单元，所述第二滤波整形单元与所述处理模块电连接。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述光感单元为一光感器件，或者为一光感器件及一聚光器件的组合；

当所述光感单元嵌设于所述触摸单元中时，所述触摸单元为一金属片，当所述光感单元置于所述触摸单元的下方时，所述触摸单元为一透明导电触摸器件。

6.一种复合型按键的控制方法，其特征在于，所述复合型按键由光感模块与触摸模块构成，所述触摸模块至少包括一用于感应触摸信号的触摸单元，所述光感模块至少包括一用于感应光信号的光感单元，所述光感单元嵌设于所述触摸单元中，或者所述光感单元置于所述触摸单元的下方构成所述复合型按键；该控制方法包括以下步骤：

获取所述光感模块采集的光通量数据；

判断所述光通量数据是否发生变化，并判断所述触摸模块是否获取到触摸信号；

若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行光感模块对应的光感按键功能；

若所述光通量数据发生变化且所述触摸模块没有获取到所述触摸信号时，执行环境调光功能；

若所述光通量数据不发生变化且所述触摸模块获取到所述触摸信号时，执行触摸模块对应的触摸按键功能。

7.一种显示设备，包括权利要求1至5任一项所述的复合型按键的控制装置。