CN104699254B - 一种触摸键盘及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸键盘及电子设备，该触摸键盘包括：PCB板，包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；键盘架，贴合设置在PCB板上，键盘架上具有与M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；触摸层，贴合设置在键盘架上；其中，PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合，M个镂空格中充满惰性气体，当触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，M个气压传感器中与第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得第一按压操作的第一压强值，当第一压强值大于第一阈值时，表征第一气压传感器对应的第一按键被按下。通过上述技术方案提供一种气压传感器触摸键盘。

Description

一种触摸键盘及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及触摸键盘及电子设备。

背景技术

随着电脑的诞生，人机交互的基础设备也随着应运而生。无论是过去，还是现在输入设备键盘都在人机交互工程中起到至关重要的作用。键盘根据工作原理分为机械键盘、塑料薄膜式键盘、无接点静电电容键盘等。

现有技术中，机械键盘采用类似金属接触式开关，工作原理是使触点导通或断开，其特点是工艺简单、打字时节奏感强，但是噪音大、不易清理、磨损大；塑料薄膜式键盘的键盘内部共分四层，实现了无机械磨损，但是长期使用后由于材质问题手感会发生变化；无接点静电电容键盘使用类似电容式开关的原理，通过按键时改变电极间的距离引起电容容量改变从而驱动编码器，特点是无磨损且密封性较好，但是打字手感差、精度低。

发明内容

本发明实施例提供一种触摸键盘及电子设备，用于通过气压传感器实现对输入操作的自然响应。

本发明实施例提供一种触摸键盘，包括：

触摸PCB板，包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；

键盘架，贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架上具有与所述M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；

触摸层，贴合设置在所述键盘架上；

其中，所述PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

可选的，所述PCB板具体为电容式触摸PCB板。

可选的，所述触摸层具体为无机玻璃层或有机玻璃层。

可选的，所述触摸层具体为外表面平滑的玻璃层或外表面包含M个凸起的玻璃层，其中所述M个凸起与所述M个气压传感器相对应。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：

触摸键盘，包含PCB板、键盘架及触摸层，所述PCB板包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；所述键盘架贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架上具有与所述M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；所述触摸层贴合设置在所述键盘架上；

其中，所述PCB、键盘架及触摸层相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

可选的，所述PCB板具体为电容式触摸PCB板。

可选的，所述触摸层具体为无机玻璃层或有机玻璃层。

可选的，所述触摸层具体为外表面平滑的玻璃层或外表面包含M个凸起的玻璃层，其中所述M个凸起与所述M个气压传感器相对应。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、通过在PCB板上设置M个气压传感器，每个气压传感器对应一个按键；在PCB上贴合设置键盘架，键盘架上的M个镂空格与M个气压传感器一一对应；并在键盘架上贴合设置触摸层，其中PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合且在M个镂空格中充满了惰性气体，当第一气压传感器感应到触摸层第一区域上按压操作产生的压强值超过第一阈值时，表征第一气压传感器对应的第一按键被按下，从而通过气压传感器实现对输入操作的自然响应，进而提供一种气压式的触摸键盘。

2、通过采用电容式触摸PCB板，实现气压式触摸键盘与电容式触摸屏的结合，即用户在同一触摸屏上既可以进行各种触摸操作，也可以进行按键操作，增加了触摸屏的应用功能，具有更佳的用户体验。

3、由于本发明实施例提供的触摸层可以设置为外表面平滑的玻璃层，没有机械结构外露，能够有效的减少键盘表面因为凹凸结构而积灰，能够进一步减小触摸键盘的厚度，便于嵌入设置到电子设备中，大大提升了用户体验。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的一种触摸键盘的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的触摸键盘响应输入操作的流程示意图；

图3为本申请实施例二提供的一种电子设备的结果方框图。

具体实施方式

在本申请实施例提供的技术方案中，通过在PCB板上设置M个气压传感器、键盘架及触摸层，并在键盘架上与M个气压传感器相对应的M个镂空格中充满惰性气体，使得触摸层上有按压操作时，气压传感器能够检测出按压操作对应的压强值，并在检测出压强值大于阈值时表征对应的按键被按下，从而提供一种气压式触摸键盘。

下面结合附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。

实施例一

请参考图1，本发明实施例提供一种触摸键盘，包含：

PCB板11，包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；

键盘架12，贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架12上具有与所述M 个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；

触摸层13，贴合设置在所述键盘架12上；

其中，所述PCB板11、键盘架12及触摸层13相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

在具体实施过程中，气压传感器能够检测出被测气体的气压变化，并将被测气体的气压转换为电信号输出，因此本发明实施例在印制电路板（Printed circuit board，PCB）即PCB板11上贴合设置M个气压传感器，用于检测被测气体的气压变化。具体的，M个气压传感器可以通过表面贴装技术（Surface Mounted Technology，SMT）进行贴合设置，无需对PCB板钻插装孔，直接将气压传感器贴、焊到PCB板上，实现气压传感器的引脚与PCB焊盘之间的机械与电气连接，有效的减少电磁和射频干扰。进一步的，为了便于用户触控操作，M个气压传感器的排布可以根据标准键盘的布局进行排布，也可以按照人体工程学键盘的布局进行排布。关于M的取值可以为101、102、104等，也可以由设计者根据产品实际需求选择任意大于等于1的整数。

在贴合设置有M个气压传感器的PCB板11上，进一步在PCB板上贴合设置键盘架12，键盘架12上具有与M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格。当键盘架12完全贴合在PCB板11上时，M个气压传感器中的每一个气压传感器都对应置于一个镂空格中。具体的，键盘架12可以由塑料制作而成，采用表面贴装技术贴合设置在PCB板11上，并且每个镂空格之间互不相通。

在键盘架12上进一步贴合设置触摸层13。具体的，可以在充满化学性质稳定的气体的环境下，将键盘架12和触摸层13贴合密封，使得M个镂空格中充满化学性质稳定的气体。其中，化学性质稳定的气体可以是惰性气体如氦气、氖气、氩气等，也可以是常温条件下很稳定的氮气。例如，在氮气环境下，将键盘架12和触摸层13贴合密封，键盘架12的每一个镂空格中则相应的充满了氮气，每个镂空格中的氮气的气压发生变化时，如当用户用手指按压触摸层13的某个区域，该区域由于压力的作用产生形变进而压缩对应镂空格中的氮气，那么在该镂空格中的气压传感器则能够检测出氮气被压缩后的气压值。当气压传感器检测出的气压值大于第一阈值时，可表征该气压传感器对应的按键被按下，此时通过PCB板12上的处理芯片将对应的按键代码传输给与触摸键盘相连电子设备的处理器，或者将对应的按键代码传输给触摸键盘所在的电子设备上的处理器，进而实现按键输入。

在具体实施过程中，触摸层13可以为无机玻璃层，也可以为有机玻璃层。为了保证触摸层的耐用性和透明性，可以选择采用有机玻璃中的亚克力（Polymethylmethacrylate，PMMA）制作而成的触摸层13。触摸层13可以制作成外表面平滑的玻璃层，此时触摸键盘则为外表面平滑的键盘，便于携带且外观美观大方。当然，触摸层13也可以制作成外表面包含M个凸起的玻璃层，其中该M个凸起与M个气压传感器相对应。

在实际应用中，本发明实施例提供的PCB板11，可以是普通PCB板11，也可以是电容式触摸PCB板11。当PCB板11为电容式 触摸印制电路板时，PCB 板11上还设置有电容电极，当用户在触摸层13上进行触摸操作时，能够引起电容电极上电子的移动，从而能够准确的定位出用户在触摸层上的触摸位置，进一步使处理器对用户的触摸操作进行相应的响应。

请参考图2，下面结合具体的实例，对本发明提供的触摸键盘的工作过程进行详细说明。假设触摸键盘设置在一平板电脑中，其中PCB板11为电容式触摸PCB板，当触摸键盘处于工作状态时，执行如下步骤：

S201：通过PCB板上的电容传感器和气压传感器检测触摸层13是否存在触摸操作，获得第一检测结果。具体的，第一检测结果包含两种情况：一是触摸层13上存在触摸操作，二是触摸层13上不存在触摸操作。当触摸层13上不存在触摸操作时，不执行输入数据传输的操作，当触摸层13上存在触摸操作时，继续执行S202。

S202：当第一检测结果表明触摸层13上存在触摸操作时，通过与触摸操作所在第一区域对应的第一气压传感器检测触摸操作产生的第一压强值，并判断第一压强值是否大于第一阈值，获得第一判断结果。其中第一阈值为预定义的用于判断用户操作目的是使用触摸键盘，还是使用电容屏的设定值。同样的，第一判断结果也具有两种情况：第一种情况是第一压强值不大于第一阈值，即第一压强值小于等于第一阈值，表明用户的触摸操作仅仅想使用电容屏对应的功能，此时对应执行S203；第二种情况是，第一压强值大于第一阈值，表明用户的触摸操作是想使用触摸键盘，此时对应执行S204。

S203：当第一压强值不大于第一阈值时，通过电容传感器上的电子变化确定触摸操作的触摸位置，从而使得平板电脑执行与当前触摸位置上对应的指令。例如：用户在触摸层13上轻轻向左滑动，由于该滑动操作向下按压的力度较轻，因此对应的气压传感器检测到该滑动操作产生的第一压强值小于第一阈值，此时执行S203通过电容传感器上的电子变化确定触摸操作的触摸位置（8,8）至（18,8），此时电容屏上正显示着图片查看器查看的一张图片，平板电脑计算获得该滑动操作对应的指令为查看下一张图片，因此执行显示下一张图片的指令，在电容屏上显示下一张图片。

S204：当第一压强值大于第一阈值时，通过触控操作所在位置对应的第一气压传感器将第一气压值传输给触摸键盘对应的处理芯片，并由处理芯片处理获得对应的按键编码，表征第一气压传感器对应的按键被按下，即用户的该触摸操作在使用触摸键盘向电子设备输入信息。例如：用户在触摸键盘的中心点执行敲击操作，中心点对应的第一气压传感器为按键“H”对应的传感器，那么对应的第一气压传感器将检测到该敲击操作，并检测出该敲击操作对应压缩镂空格中的惰性气体产生的第一压强值大于第一阈值，将第一压强值传输给触摸键盘的处理芯片，由处理芯片处理获得按键“H”的编码，表征按键“H”被按下，即用户向电子设备输入了字母“H”。

由此可见，本发明实施例提供的触摸键盘不仅可以实现普通键盘的信息输入功能，还能实现电容屏的触摸输入功能。并且，由于本发明实施例提供的触摸层可以设置为外表面平滑的玻璃层，没有机械结构外露，能够有效的减少键盘表面因为凹凸结构而积灰，能够进一步减小触摸键盘的厚度，便于嵌入设置到电子设备中，大大提升了用户体验。

在上述实施例中，通过在PCB板上设置M个气压传感器，每个气压传感器对应一个按键；在PCB上贴合设置键盘架，键盘架上的M个镂空格与M个气压传感器一一对应；并在键盘架上贴合设置触摸层，其中PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合且在M个镂空格中充满了惰性气体，当第一气压传感器感应到触摸层第一区域上按压操作产生的压强值超过第一阈值时，表征第一气压传感器对应的第一按键被按下，从而通过气压传感器实现对输入操作的自然响应，进而提供一种气压式的触摸键盘。

实施例二

请参考图3，本发明实施例提供一种电子设备30，包括：

触摸键盘31，包含PCB板、键盘架及触摸层，所述PCB板包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；所述键盘架贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架上具有与所述M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；所述触摸层贴合设置在所述键盘架上；

其中，所述PCB、键盘架及触摸层相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

在具体实施过程中，所述PCB板具体为电容式触摸PCB板，使得本发明实施例提供的触摸键盘不仅具有普通键盘的信息输入功能，还具有电容屏的触摸输入功能。

在具体实施过程中，触摸键盘31的触摸层具体可以为无机玻璃层，也可以为有机玻璃层。较佳的，为了使得触摸层具有较高的清晰度和耐用性，可以选用有机玻璃层作为触摸层。

由于本发明实施例提供的触摸键盘采用的是气压传感器来检测用户的输入操作，因此触摸层具体可以为外表面平滑的玻璃层，也可以为外表面包含M 个凸起的玻璃层，其中所述M个凸起与所述M个气压传感器相对应。

通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，可以实现如下一个或多个技术效果：

1、通过在PCB板上设置M个气压传感器，每个气压传感器对应一个按键；在PCB上贴合设置键盘架，键盘架上的M个镂空格与M个气压传感器一一对应；并在键盘架上贴合设置触摸层，其中PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合且在M个镂空格中充满了惰性气体，当第一气压传感器感应到触摸层第一区域上按压操作产生的压强值超过第一阈值时，表征第一气压传感器对应的第一按键被按下，从而通过气压传感器实现对输入操作的自然响应，进而提供一种气压式的触摸键盘。

2、通过采用电容式触摸PCB板，实现气压式触摸键盘与电容式触摸屏的结合，即用户在同一触摸屏上既可以进行各种触摸操作，也可以进行按键操作，增加了触摸屏的应用功能，具有更佳的用户体验。

3、由于本发明实施例提供的触摸层可以设置为外表面平滑的玻璃层，没有机械结构外露，能够有效的减少键盘表面因为凹凸结构而积灰，能够进一步减小触摸键盘的厚度，便于嵌入设置到电子设备中，大大提升了用户体验。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种触摸键盘，包括：

PCB板，包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；

键盘架，贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架上具有与所述M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；

触摸层，贴合设置在所述键盘架上；

其中，所述PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

2.如权利要求1所述的触摸键盘，其特征在于，所述PCB板具体为电容式触摸PCB板。

3.如权利要求1所述的触摸键盘，其特征在于，所述触摸层具体为无机玻璃层或有机玻璃层。

4.如权利要求1-3中任一权项所述的触摸键盘，其特征在于，所述触摸层具体为外表面平滑的玻璃层或外表面包含M个凸起的玻璃层，其中所述M个凸起与所述M个气压传感器相对应。

5.一种电子设备，包括：

触摸键盘，包含PCB板、键盘架及触摸层，所述PCB板包含M个气压传感器，其中，每个气压传感器分别对应一个按键，M为大于等于1的整数；所述键盘架贴合设置在所述PCB板上，所述键盘架上具有与所述M个气压传感器在位置上对应的M个镂空格；所述触摸层贴合设置在所述键盘架上；

其中，所述PCB板、键盘架及触摸层相互密封贴合，所述M个镂空格中充满惰性气体，当所述触摸层的第一区域上存在第一按压操作时，所述M个气压传感器中与所述第一区域对应的第一气压传感器能够检测获得所述第一按压操作的第一压强值，当所述第一压强值大于第一阈值时，表征所述第一气压传感器对应的第一按键被按下。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述PCB板具体为电容式触摸PCB板。

7.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述触摸层具体为无机玻璃层或有机玻璃层。

8.如权利要求5-7中任一权项所述的电子设备，其特征在于，所述触摸层具体为外表面平滑的玻璃层或外表面包含M个凸起的玻璃层，其中所述M个凸起与所述M个气压传感器相对应。