CN105049570B - 一种多功能手机旋转按钮结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多功能手机旋转按钮，包括：外端盖（101）、球面形压块（102）、压力检测环（103）、第一方向键上触点（104a）、第二方向键上触点（104b）、第三方向键上触点（104c）、第四方向键上触点（104d）、方向键底板（105）、第一方向键下触点（106a）、第二方向键下触点（106b）、第三方向键下触点（106c）、第四方向键下触点（106d）、转动触点（107）、转动拨环（108），按压键上触点（109），按钮底板（110）以及按压键下触点（111）。本发明具备垂直按压、方向按压和拨动等多种操作动作，一键多用，特别能够适合于需要精细调整光标位置的应用，具有垂直式的结构排布设计，便于组装，通过受力模式匹配来排除误触发，有助于手机正确判断和响应用户的操作动作。

Description

一种多功能手机旋转按钮结构
技术领域
本申请涉及手机机体结构，更具体地，涉及一种多功能手机旋转按钮结构。
背景技术
在应用键盘的手机当中，方向按钮或滚轮对于人机输入操作具有很重要的作用。例如，在文本输入操作或程序图标选择操作中，可通过持续性按压方向按钮或者划动滚轮实现屏幕光标的移动。图1A示出了手机键盘中常见的方向按钮外部结构，其中标示了箭头的四个按钮外边框可被按压，以实现沿上、下、左、右方向调整屏幕光标位置，方向按钮中部的方形部分作为确定键，当被按压时可命令手机执行光标插入、程序图标选中等操作。图1B示出了手机键盘中滚轮的外部结构，可以沿上、下、左、右等多个方向划动滚轮以调整光标位置，并且滚轮可被按压以产生确定键的输入。
近年来触摸屏手机迅速兴起，已基本取代了以键盘为输入方式的传统手机。由于在触摸输入方式中可以通过手指直接点击或划动来实现光标移动、程序图标选中等操作，因而上述方向按钮或滚轮也随之消失。触摸屏手机一般只在屏幕正下方保留一个主键按钮（HOME键），按压该主键可以命令手机执行退出当前程序、回归主屏幕等操作。
然而，点击或划动屏幕的输入方式虽然简便易用，但存在操作精度低的缺陷。据研究，目前的触摸屏在实际使用中的位置操作精度只能达到1平方厘米左右。这一方面是由于触摸屏自身对触摸位置辨识精度不够，另一方面也是因为用户手指与触摸屏的接触面积较大，而且手指的划动、点击动作也很难达到非常细小精确的程度。这样在执行精细的光标位置调整方面就会遇到瓶颈。例如，在文本输入的应用中，如果希望将光标移动一个字符甚至一个标点符号的距离，在触摸输入方式下，用户操作起来就比较困难和耗时。
如果采用传统的方向按钮或滚轮来实现上面提到的这些精细操作，则完全没有任何问题。例如，在文本输入中每点击一次方向按钮，就可以使光标在某个方向上移动一个字符和标点，具有足够的精确度，操作也很方便快捷。因此，人们希望对现有触摸屏手机的主键按钮进行改良，使之能够像传统的方向按钮和滚轮那样，满足精细位置调整的需求。
发明内容
针对现有技术的上述状况及缺陷，本发明提供了一种多功能手机旋转按钮，其可被应用作为触摸屏手机的主键按钮。
本发明第一方面的改进在于，在保留触摸屏手机主键按钮现有功能和向下按压的操作方式的同时，通过内部结构改进，使其结合了方向按钮和滚轮二者的功能和操作方式，能够适合于需要精细调整光标位置的应用。
本发明第二方面的改进在于，在扩展方向按钮和滚轮功能的同时，通过垂直式的结构排布设计，不增大其在手机正面所占用面积，能够适合触摸屏手机主键按钮的尺寸要求。
本发明第三方面的改进在于，具有防范操作动作错误识别的功能，用户可以对本发明的主键按钮执行垂直按压、方向按压、拨动等多种操作动作，而通过本项功能可以正确区分用户的上述多种操作动作，避免混淆，从而降低对用户操作动作的接触位置、发力方向、精细程度方面的要求，方便了实际使用。
本发明所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，包括外端盖（101）、球面形压块（102）、压力检测环（103）、第一方向键上触点（104a）、第二方向键上触点（104b）、第三方向键上触点（104c）、第四方向键上触点（104d）、方向键底板（105）、第一方向键下触点（106a）、第二方向键下触点（106b）、第三方向键下触点（106c）、第四方向键下触点（106d）、转动触点（107）、转动拨环（108），按压键上触点（109），按钮底板（110）以及按压键下触点（111）；其中，所述外端盖（101）的外侧表面具有十字形凸键；所述球面形压块（102）固定于所述外端盖（101）的内侧表面，具有向内凸出的局部圆球体形状；所述压力检测环（103）嵌套所述球面形压块（102）并被固定于外端盖（101）的内侧表面；所述第一至第四方向键上触点（104a-d）固定于压力检测环(103)下方, 所述第一至第四方向键下触点（106a-d）固定于所述方向键底板(105)外侧表面上并且与所述第一至第四方向键上触点（104a-d）在空间位置上相匹配；所述球面形压块（102）可转动地与所述方向键底板（105）相结合，从而在所述外端盖（101）的十字形凸键的任一十字末端位置受到按压时，所述球面形压块（102）发生偏转使与该受到按压的位置相匹配的方向键上触点与方向键下触点电接触而生成触发信号；并且，在组装后所述外端盖（101）、球面形压块（102）、压力检测环（103）、第一至第四方向键上触点（104a-d）、方向键底板（105）以及第一至第四方向键下触点（106a-d）被接合为一体化的方向键部分，所述方向键部分可以响应受到的按压而整体下移，以及响应水平方向的拨动而整体转动；所述转动触点（107）固定在所述方向键底板（105）的内侧表面外缘，所述转动拨环（108）环绕所述方向键底板（105）安装，并且所述转动触点（107）的末端接触所述转动拨环（108），从而在所述方向键部分整体转动时产生角度检测信号；所述按压键上触点（109）安装于方向键底板（105）的内侧表面，所述按钮底板（110）在相匹配的空间位置上包括按压键下触点（111），从而在所述方向键部分整体下移时所述按压键上触点（109）与按压键下触点（111）电接触而生成触发信号；并且，所述压力检测环（103）用于根据外端盖（101）的十字形凸键的各十字末端位置的受力生成压力感应信号，从而根据所述压力感应信号判断外端盖（101）的受力模式以便识别误触发。
优选的是，所述压力检测环（103）在与所述第一至第四方向键上触点（104a-d）及第一至第四方向键下触点（106a-d）相匹配的空间位置上分别具有第一至第四压电检测片（103a-103d），所述第一至第四压电检测片（103a-103d）输出用于判断外端盖（101）的受力模式的第一至第四压力感应信号。
优选的是，所述球面形压块（102）采用弹性材料制作，在所述外端盖（101）受到按压时发生可回复性形变。
优选的是，所述方向键底板（105）外侧表面的中心位置具有球面形的下凹部位，所述下凹部位与所述球面形压块（102）的末端相匹配，使所述球面形压块（102）可在所述下凹部位内相对于所述方向键底板（105）发生偏转。
优选的是，所述压力检测环（103）包括底环（103e），所述第一至第四压电检测片（103a-103d）处于所述底环（103e）的外表面且向外凸起，当受到由外端盖（101）传导的压力时所述第一至第四压电检测片（103a-103d）会分别产生所述第一至第四压力感应信号。
优选的是，所述转动拨环（108）是具有一定电阻值的电阻器，并且所述转动拨环（108）与所述转动触点（107）构成滑动变阻器结构，随着所述转动触点（107）转至与转动拨环（108）的不同位置相接触，连接转动触点（107）与转动拨环（108）的引线之间的电阻值也发生变化，从而改变所述角度检测信号的大小。
在本发明的基础上，还提供了一种触摸屏手机，其特征在于，其正表面包括触摸屏以及以上方案所述的多功能手机旋转按钮，所述触摸屏手机还包括处理器，用于响应所述多功能手机旋转按钮的触发信号和角度检测信号而执行相应的功能，并且根据所述压力感应信号判断多功能手机旋转按钮的外端盖（101）的受力模式，根据所述受力模式识别和忽略误触发产生的所述触发信号和角度检测信号。
优选的是，所述触摸屏手机的处理器用于在收到所述按压键上触点（109）与按压键下触点（111）接通产生的触发信号时，判断所述第一至第四压力感应信号是否均大于第一阈值，并且判断第一至第四压力感应信号中任意两个之差是否小于第二阈值；如果所述第一至第四压力感应信号均大于第一阈值且第一至第四压力感应信号中任意两个之差小于第二阈值，则响应所述按压键上触点（109）与按压键下触点（111）接通产生的触发信号而执行相应的功能。
优选的是，所述触摸屏手机的处理器用于在收到第一至第四方向键上触点（104a-d）和第一至第四方向键下触点(106a-d)中的某一对接通而产生的触发信号时，判断第一至第四压电检测片（103a-d）中与该对触点相匹配的压电检测片产生的压力感应信号是否大于第三阈值，并且判断与该压电检测片在顺时针、逆时针方向上相邻的两个压电检测片所产生的压力感应信号是否均小于第四阈值；如果与该对触点相匹配的压电检测片产生的压力感应信号大于第三阈值，且与该压电检测片在顺时针、逆时针方向上相邻的两个压电检测片所产生的压力感应信号均小于第四阈值，则响应该对触点接通所产生的触发信号而执行相应的功能。
优选的是，所述触摸屏手机的处理器用于在收到由所述转动触点(107)和转动拨环(108)的相对位移而产生的角度检测信号之后，判断角度检测信号是否大于或等于预定的角度阈值，如果大于角度阈值则响应该角度检测信号而执行相应的功能；如果小于所述角度阈值，则继续判断是否存在由所述第一至第四压电检测片（103a-d）中的两个相邻的压电检测片所产生的压力感应信号均大于第五阈值，且至少一个压电检测片所产生的压力感应信号小于第六阈值的情况，其中第六阈值小于第五阈值；如果存在由两个相邻的压电检测片所产生的压力感应信号均大于第五阈值且至少一个压电检测片所产生的压力感应信号小于第六阈值的情况，则响应该角度检测信号而执行相应的功能。
可见，本发明的多功能手机旋转按钮具备垂直按压、方向按压和拨动等多种操作动作，结合了现有触摸屏手机的主键和现有键盘手机中的方向按钮和滚轮功能和操作方式，一键多用，能够控制手机对不同的操作动作产生不同类型的响应，特别是能够适合于需要精细调整光标位置的应用，弥补了触摸屏手机只保留主键带来的操作精度不足的缺陷。而且本发明通过垂直式的结构排布设计，不增大其在手机正面所占用面积，能够适合触摸屏手机主键按钮的尺寸要求，便于组装。本发明还通过受力情况与预定的受力模式是否匹配来排除其中的误触发，有助于手机正确判断和响应用户的操作动作，降低了使用本发明的多功能手机旋转按钮过程中的操作难度和动作精细程度上的要求。
附图说明
图1A是现有技术中的手机方向按钮外部结构示意图；
图1B是现有技术中的手机滚轮外部结构示意图；
图2是应用本发明的触摸屏手机外部结构示意图；
图3是本发明实施例的多功能手机旋转按钮的拆分结构示意图；
图4是本发明实施例的多功能手机旋转按钮完成组装后的结构剖视图；
图5是在方向按压动作下，本发明实施例的多功能手机旋转按钮的结构剖视图；
图6是在垂直按压动作下，本发明实施例的多功能手机旋转按钮的结构剖视图；
图7是本发明实施例的多功能手机旋转按钮中压力检测环的结构示意图；
图8是本发明实施例中对于垂直按压操作动作的受力模式识别流程；
图9是本发明实施例中对于方向按压操作动作的受力模式识别流程；
图10是本发明实施例中对于拨动操作动作的受力模式识别流程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述。需要指出，对优选实施例阐述的目的是为了更加充分地展示本发明的各方面的特点和有益效果。因此，优选实施例是作为示例性的，不应理解为是对本发明保护范围的限制。本发明的保护范围应当以权利要求书所请求的内容为准。
图2是应用本发明的触摸屏手机外部结构示意图。其中，可见本发明的多功能手机旋转按钮1设置在手机屏幕下方，其位置和占用面积与现有触摸屏手机的主键按钮（HOME键）基本相同。
在下面的介绍中，为了便于表述清楚，我们将手机屏幕所在的平面称为正表面，与该正表面垂直并向下的方向称为垂直方向，在该垂直方向上靠近手机屏幕的一侧称为外侧，相反的一侧称为内侧。
图3示出了本发明的多功能手机旋转按钮的拆分结构示意图。如图3所示，所述多功能手机旋转按钮沿着从外侧至内侧的方向分别包括外端盖101，球面形压块102，压力检测环103，第一方向键上触点104a，第二方向键上触点104b，第三方向键上触点104c，第四方向键上触点104d，方向键底板105，位于所述方向键底板105的外侧表面的第一至第四方向键下触点106a、106b、106c和106d，位于方向键底板105的内侧表面外缘的转动触点107，转动拨环108，位于方向键底板105的内侧表面中心的按压键上触点109，按钮底板110，以及位于所述按钮底板110外侧表面中心的按压键下触点111。
圆盘形的所述外端盖101的最外侧为十字形凸键，该十字形凸键可以由用户手指触摸和操作，可供执行的操作动作包括沿垂直方向按压该十字形凸键的十字交叉中心位置（下称垂直按压），沿垂直方向按压该十字形凸键的上、下、左、右四个十字末端位置中的任意一个（下称方向按压）以及沿着基本上平行于手机正表面的方向拨动该十字形凸键使外端盖101顺时针或逆时针转动（下称拨动）。对应于不同的操作动作，所述多功能手机旋转按钮产生并发出不同的触发信号，以便使手机的处理器响应所述触发信号而执行不同的功能。例如，在进行垂直按压时，手机可以执行退出当前程序、回归主屏幕等功能，作用类似于现有技术中的主键按钮（HOME键）；在进行方向按压时，手机可以执行将光标沿上、下、左、右中的对应方向移动单位距离的功能，作用类似于现有技术中的方向按钮；当进行拨动时，手机可以执行将光标沿上、下、左、右或倾斜方向移动、拍照变焦等功能，作用类似于现有技术中的滚轮。
球面形压块102固定在所述外端盖101的内侧表面上，呈向内凸出的局部圆球体形状，并且其与外端盖101相接触的截面的半径小于外端盖101的半径。球面形压块102可以采用刚性材料或者具有一定回复性形变能力的弹性材料制作。压力检测环103嵌套所述球面形压块102安装，并被固定于外端盖101的内侧表面上。四个方向键上触点104a、104b、104c、104d被固定安装于压力检测环103下方，其安装位置与所述十字形凸键的上、下、左、右四个十字末端位置相对齐。方向键底板105为刚性材料制作的圆盘，在该圆盘外侧表面的中心位置具有球面形的下凹部位，该下凹部位与球面形压块102的末端相匹配，即球面形压块102的圆球体形状的末端可以转动地嵌入至所述下凹部位内。在方向键底板105的外侧表面上，位于其外周部位分别具有第一至第四方向键下触点106a、106b、106c和106d，方向键下触点的安装位置与所述第一至第四方向键上触点相对齐。所述方向键上触点104a-104d和方向键下触点106a-106d均采用适合作为开关触点的导电材料制作，如铜等导电金属；并且通过引线连接至手机的PCB电路板，从而当二者相接触时会实现电路导通而发出触发信号。
图4示出了本发明所述多功能手机旋转按钮的完成组装后的结构剖视图。在完成组装后，外端盖101，球面形压块102，压力检测环103，第一至第四方向键上触点104a-104d，方向键底板105以及第一至第四方向键下触点106a-106d被接合为一体化结构，将该一体化结构称为方向键部分。该方向键部分可以响应用户的方向按压动作而生成相应的触发信号，也可以作为一体化结构在用户的垂直按压动作下整体地向下移动，以及在用户的拨动动作下整体地顺时针或者逆时针转动。
图5示出了在方向按压动作下，本发明所述多功能手机旋转按钮的结构剖视图。其中，箭头示出了在方向按压动作下外端盖101的受力位置和受力方向。在该外力的作用下，外端盖101向被按压的一侧倾斜，球面形压块102在所述下凹部位内相对于方向键底板105发生偏转，如果球面形压块102是弹性材料制作的，还会发生一定的可回复性形变。球面形压块102带动与受力位置相对齐的第一方向键上触点104c与第一方向键下触点106c发生电接触，从而接通电路，产生代表方向按压动作的触发信号。手机响应该触发信号，而执行与现有手机中方向按钮被按压时相类似的功能，例如将光标沿上、下、左、右中被按压的对应方向移动单位距离的功能。从图5中可以看到，球面形压块102与所述下凹部位相匹配形成与跷跷板相类似原理的结构，随着外端盖101被按压的一侧倾斜，其它三个方向键上触点向着远离对应的方向键下触点的位置偏移，避免产生错误的电接触。当外力消失后，该方向键部分会恢复为图4中所示的位置。如果球面形压块102是弹性材料制作的，外力消失后其自身会恢复自然形状而产生回复力。如果球面形压块102是刚性的，则需要在组装的方向键部分中增加弹性结构，以便在外力消失后提供回复力。
回到图3和图4，可以看到转动拨环108环绕方向键底板105安装，二者之间存在一定间隙，使位于方向键底板105的内侧表面外缘的转动触点107的末端接触转动拨环108。当执行上述拨动的操作动作时，随着所述方向键部分作为整体绕其中心轴顺时针或者逆时针转动，带动所述转动触点107绕着该中心绕转动，从而转至与转动拨环108的不同位置相接触。转动触点107采用导电材料制作且通过转动触点引线连接至手机的PCB电路板，转动拨环108是具有一定电阻值的电阻器，并且在其预定的引线位置处也连接拨环引线。这样，转动触点107与转动拨环108就构成一个结构简单的滑动变阻器，随着转动拨环108转至不同的位置，转动触点引线与拨环引线之间的电阻值也发生变化，导致二者之间的电信号发生变化。由于该变化的电信号与转动触点107的转动位置相对应，可以作为代表按钮转动角度的角度检测信号，手机响应该角度检测信号的大小执行相应的功能，例如在照相的应用中，随着按钮被拨动，可以执行放大或缩小画面范围的变焦操作。
参见图3和图4，方向键底板105的内侧表面中心具有的按压键上触点109，按钮底板110在其中心具有相对应的按压键下触点111。在图4所示的自然状态下，二者脱离接触。图6示出了在垂直按压动作下，本发明所述多功能手机旋转按钮的结构剖视图。图6中箭头表示在垂直按压动作下外端盖101的受力位置和受力方向。在该外力作用下，所述方向键部分作为整体垂直向下移动，使按压键上触点109与按压键下触点111发生电接触，产生代表垂直按压动作的触发信号。手机响应该触发信号，而执行退出当前程序、回归主屏幕等类似主键按钮被按下时执行的功能。
可见，本发明的多功能手机旋转按钮具备垂直按压、方向按压和拨动等多种操作动作，结合了现有触摸屏手机的主键和现有键盘手机中的方向按钮和滚轮功能和操作方式，一键多用，能够控制手机对不同的操作动作产生不同类型的响应，特别是能够适合于需要精细调整光标位置的应用，弥补了触摸屏手机只保留主键带来的操作精度不足的缺陷。而且本发明通过垂直式的结构排布设计，不增大其在手机正面所占用面积，能够适合触摸屏手机主键按钮的尺寸要求，便于组装。
本发明的多功能手机旋转按钮具备上述多种操作动作，而由于用户的手指与按钮接触面积较大，并且发力位置、方向和力度并不能总是保持足够准确，有可能引起不应有的触点接触而产生错误的触发信号。例如，在执行垂直按压动作时，有可能手指与按钮的接触点并非严格处于按钮中心，而是向上、向下、向左或者向右存在少许偏离，或者是发力不均，这样就导致按压键上触点109与按压键下触点111接通的同时，第一至第四方向键上触点104a-104d和第一至第四方向键下触点106a-106d中的一对也误接通而产生方向键操作的触发信号。又例如，在执行拨动动作时，虽然理想状况下因发力方向基本上平行于手机正表面而不会造成方向键上触点与方向键下触点彼此接触，但在实际操作中有可能由于用力稍大而向按钮施加垂直方向上的压力，造成第一至第四方向键上触点104a-104d和第一至第四方向键下触点106a-106d中的一对误接通。不应有的触发信号会使手机对操作动作产生误判，干扰手机的正确响应。
为了解决上述问题，本发明的多功能手机旋转按钮加装了上述压力检测环103，基于检测结果而判断按钮的受力模式，并预先将受力模式与正确的操作动作相关联，在触点误接通的状态下也可以根据受力模式识别操作动作，具有防范对操作动作混淆或者错误识别的功能，明显增大了手机对按钮操作产生正确响应的概率，这也就降低对用户操作动作的接触位置、发力方向、精细程度方面的要求，方便了实际使用。
图7示出了本发明的多功能手机旋转按钮中压力检测环103的结构示意图。如图7所示，压力检测环103包括底环103e，在底环103e的外侧表面与四个方向键上触点104a-104d相对齐的位置处分别具有略向外凸起的第一压电检测片103a、第二压电检测片103b、第三压电检测片103c及第四压电检测片103d，以上压电检测片由压电材料制作，当其受到由外端盖101传导的压力时会分别产生第一至第四压力感应信号，并且根据各压电检测片所受压力的大小不同，各压力感应信号的数值也发生变化。压力感应信号被分别采集和量化之后提供给手机PCB电路板上的CPU等处理芯片，处理芯片通过将第一至第四压力感应信号与预定阈值进行比较而判断按钮的受力模式，通过受力模式识别正确的操作动作，排除触点误接通所产生的触发信号。
图8示出了本发明中对于垂直按压操作动作的受力模式识别流程。具体而言，在步骤801中，当检测到按压键上触点109与按压键下触点111二者接通而产生代表垂直按压操作动作的触发信号时，为了判断这一触发是由真正的垂直按压动作所引起的，还是由其它类型的操作动作所产生的误触发，可以在步骤802中分别检测所述第一至第四压力感应信号是否均大于第一阈值；在第一至第四压力感应信号均大于第一阈值的情况下，进至步骤803，否则转至步骤805；在步骤803中，判断第一至第四压力感应信号中任意两个之差是否小于第二阈值；在第一至第四压力感应信号中任意两个之差均小于第二阈值的情况下，则进至步骤804，否则转至步骤805；在步骤804中生成垂直按压确定信号，确认本次触发确实为真正的垂直按压动作而产生的；在步骤805中生成垂直按压否定信号，表示本次触发并非由真正的垂直按压操作动作产生的，而是其它类型的操作动作引起的误触发。在步骤806，在收到垂直按压确定信号后，手机可对按压键上触点109与按压键下触点111触发而产生的触发信号作出响应，执行与垂直按压相对应的功能；相反，在步骤807，当收到垂直按压否定信号后，手机忽略上述触发信号而不作出任何响应，从而消除了误触发对手机功能的干扰。上述受力模式识别的原理在于，当按钮受到真正的垂直按压动作后，其受力点虽然有可能存在一定偏离，但基本上处于按钮外端盖的中心位置，而且受力方向基本上是沿垂直方向向下的，从而位于外端盖四周的第一压电检测片103a、第二压电检测片103b、第三压电检测片103c及第四压电检测片103d在垂直按压动作下均会受到一定数值以上的压力，而且以上压力基本上是均匀分布的，从而使各压力感应信号的大小与上述阈值设置相符合。相反，在方向按压或者拨动操作下，按钮的受力点会位于外端盖的边缘处，导致某一个或者最多某两个压电检测片的所受压力较大，而其它压电检测片就会基本上不受到压力作用，不会出现四个压力感应信号均大于第一阈值的情形；进一步地，受压和不受压的压电检测片所产生的压力感应信号之间相差明显较大，也会出现它们之间的差值大于第二阈值的情形。由于压力检测环的存在，假设在执行方向按压或者拨动操作时由于发力过大等原因误触发了按压键上触点109与按压键下触点111，但由于所检测到的受力模式与真正的垂直按压操作下的受力模式并不匹配，该误触发会被手机所忽略，不会对手机正确执行功能产生干扰。
图9示出了本发明中对于方向按压操作动作的受力模式识别流程。具体而言，当检测到四对方向键上、下触点中的某一对接通时，例如在步骤901中第一方向键上触点104a和第一方向键下触点106a彼此接通产生触发信号，则在步骤902中判断与以上两个触点在垂直空间上相对齐的第一压电检测片103a产生的第一压力感应信号是否大于第三阈值，且与第一压电检测片103a在顺时针、逆时针方向上相邻的另外两个压电检测片103b、103d所产生的第二和第四压力感应信号是否小于第四阈值，如果以上情形存在则进至步骤903，否则进至步骤904。在步骤903中生成方向按压确定信号，表示本次触发确实为真正的方向按压动作而产生的。而在步骤904中生成方向按压否定信号，表示本次触发并非由真正的方向按压操作动作产生的，而是其它类型的操作动作引起的误触发。在步骤905，在收到方向按压确定信号后，手机可对方向键上触点104a和方向键下触点106a触发而产生的触发信号作出响应，执行与该方向按压相对应的功能；相反，在步骤906，当收到方向按压否定信号后，手机忽略上述触发信号而不作出任何响应，从而消除了误触发对手机功能的干扰。上述受力模式识别的原理在于，真正的方向按压会使与十字形凸键被按压的某一个末端相对齐的压电检测片受到一定数值以上的压力，而其它三个压电检测片则不会受到较大压力，从而使各压力感应信号的大小与上述阈值设置相符合。相反，在垂直按压下，四个或者至少三个压电检测片均会因受压而产生超过上述第四阈值的信号，这样，即使在垂直按压下由于发力倾斜而导致某一对方向键上、下触点误触发，由于在这种情况下所检测到的受力模式与真正的方向按压动作的受力模式并不匹配，该误触发也会被手机忽略而不至发生干扰。在拨动动作中，也有可能由于发力过大或者方向偏离使某一对方向键上、下触点误触发，但是，由于在拨动动作中手指接触十字形凸键的两个十字末端之间的下凹部位并发力，则除了与上述被误触发的一对方向键上、下触点相对齐的压电检测片会因受力而产生较大信号之外，与该压电检测片在顺时针或逆时针方向相邻的另一压电检测片也必然因同一受力而产生较大信号，因此同样无法与上述针对真正的方向按压操作所设置的阈值相匹配，通过受力模式的识别，也可以消除因拨动造成的方向键上、下触点误触发所带来的干扰。
图10示出了本发明中对于拨动操作动作的受力模式识别流程。具体而言，当在步骤1001中产生由于转动触点107和转动拨环108的相对位移而产生的角度检测信号之后，则在步骤1002中首先判断该角度检测信号是否大于或等于预定的角度阈值，如果大于则直接进至步骤1004；如果未大于预定的角度阈值，则在步骤1003继续判断在第一至第四压电检测片所产生的压力感应信号中，是否存在两个相邻的压电检测片所产生的压力感应信号均大于第五阈值，且至少一个压电检测片所产生的压力感应信号小于第六阈值的情况，其中第六阈值小于第五阈值；如果是则进至步骤1004，否则进至步骤1005。在步骤1004中生成拨动确定信号，表示本次触发确实为真正的拨动动作而产生的。而在步骤1005中生成拨动否定信号，表示本次触发并非由真正的拨动动作产生的，而是其它类型的操作动作引起的误触发。在步骤1006，在收到拨动确定信号后，手机可对所述角度检测信号作出响应，执行与拨动操作相对应的功能；相反，在步骤1007，当收到拨动否定信号后，手机忽略上述角度检测信号而不作出任何响应，从而消除了误触发对手机功能的干扰。上述受力模式识别的原理在于，由于垂直按压或方向按压动作其主要的发力方向为垂直方向，即使引起按钮发生一定角度的转动，也不会达到很大的程度，因此可以首先判断按钮转动的角度是否超过一定阈值，如果超过则可以直接判定当前的操作动作是真正的拨动。而当按钮转动的角度没有达到上述阈值，即小幅度转动的情况下，再通过判断压力感应信号是否与上述阈值相匹配，确认按钮当前的受力模式符合拨动操作，然后再由手机对角度检测信号进行响应。
综上所述，本发明在按钮触点被触发的情况下，继续通过进一步的压力检测确定按钮的受力情况，通过受力情况与预定的受力模式是否匹配来排除其中的误触发，有助于手机正确判断和响应用户的操作动作，降低了使用本发明的多功能手机旋转按钮过程中的操作难度和动作精细程度上的要求。

Claims (10)

1.一种多功能手机旋转按钮，其特征在于，包括外端盖(101)、球面形压块(102)、压力检测环(103)、第一方向键上触点(104a)、第二方向键上触点(104b)、第三方向键上触点(104c)、第四方向键上触点(104d)、方向键底板(105)、第一方向键下触点(106a)、第二方向键下触点(106b)、第三方向键下触点(106c)、第四方向键下触点(106d)、转动触点(107)、转动拨环(108)，按压键上触点(109)，按钮底板(110)以及按压键下触点(111)；其中，所述外端盖(101)的外侧表面具有十字形凸键；所述球面形压块(102)固定于所述外端盖(101)的内侧表面，具有向内凸出的局部圆球体形状；所述压力检测环(103)嵌套所述球面形压块(102)并被固定于外端盖(101)的内侧表面；所述第一至第四方向键上触点(104a-d)固定于压力检测环(103)下方,所述第一至第四方向键下触点(106a-d)固定于所述方向键底板(105)外侧表面上并且与所述第一至第四方向键上触点(104a-d)在空间位置上相匹配；所述球面形压块(102)可转动地与所述方向键底板(105)相结合，从而在所述外端盖(101)的十字形凸键的任一十字末端位置受到按压时，所述球面形压块(102)发生偏转使与该受到按压的位置相匹配的方向键上触点与方向键下触点电接触而生成触发信号；所述转动触点(107)固定在所述方向键底板(105)的内侧表面外缘，所述转动拨环(108)环绕所述方向键底板(105)安装，并且所述转动触点(107)的末端接触所述转动拨环(108)，所述转动触点(107)采用导电材料制作并连接转动触点引线，所述转动拨环(108)是具有一定电阻值的电阻器，并且在其预定的引线位置处连接拨环引线，转动触点(107)与转动拨环(108)构成一个滑动变阻器，随着转动拨环(108)转至不同的位置，转动触点引线与拨环引线之间的电阻值也发生变化，导致二者之间产生与转动触点(107)的转动位置相对应的变化电信号，作为代表按钮转动角度的角度检测信号；所述按压键上触点(109)安装于方向键底板(105)的内侧表面，所述按钮底板(110)在相匹配的空间位置上包括按压键下触点(111)，从而所述按压键上触点(109)与按压键下触点(111)电接触而生成触发信号；并且，所述压力检测环(103)用于根据外端盖(101)的十字形凸键的各十字末端位置的受力生成压力感应信号，从而根据所述压力感应信号判断外端盖(101)的受力模式以便识别误触发。
2.根据权利要求1所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，所述压力检测环(103)在与所述第一至第四方向键上触点(104a-d)及第一至第四方向键下触点(106a-d)相匹配的空间位置上分别具有第一至第四压电检测片(103a-103d)，所述第一至第四压电检测片(103a-103d)输出用于判断外端盖(101)的受力模式的第一至第四压力感应信号。
3.根据权利要求2所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，所述球面形压块(102)采用弹性材料制作，在所述外端盖(101)受到按压时发生可回复性形变。
4.根据权利要求3所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，所述方向键底板(105)外侧表面的中心位置具有球面形的下凹部位，所述下凹部位与所述球面形压块(102)的末端相匹配，使所述球面形压块(102)可在所述下凹部位内相对于所述方向键底板(105)发生偏转。
5.根据权利要求4所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，所述压力检测环(103)包括底环(103e)，所述第一至第四压电检测片(103a-103d)处于所述底环(103e)的外表面且向外凸起，当受到由外端盖(101)传导的压力时所述第一至第四压电检测片(103a-103d)会分别产生所述第一至第四压力感应信号。
6.根据权利要求5所述的多功能手机旋转按钮，其特征在于，所述转动拨环(108)是具有一定电阻值的电阻器，并且所述转动拨环(108)与所述转动触点(107)构成滑动变阻器结构，随着所述转动触点(107)转至与转动拨环(108)的不同位置相接触，连接转动触点(107)与转动拨环(108)的引线之间的电阻值也发生变化，从而改变所述角度检测信号的大小。
7.一种触摸屏手机，其特征在于，其正表面包括触摸屏以及权利要求1-6中任意一项所述的多功能手机旋转按钮；所述触摸屏手机还包括处理器，处理器用于响应所述多功能手机旋转按钮的触发信号和角度检测信号而执行相应的功能，并且根据所述压力感应信号判断多功能手机旋转按钮的外端盖(101)的受力模式，根据所述受力模式识别和忽略误触发产生的所述触发信号和角度检测信号。
8.根据权利要求7所述的触摸屏手机，其特征在于，所述触摸屏手机的处理器用于在收到所述按压键上触点(109)与按压键下触点(111)接通产生的触发信号时，判断所述第一至第四压力感应信号是否均大于第一阈值，并且判断第一至第四压力感应信号中任意两个之差是否小于第二阈值；如果所述第一至第四压力感应信号均大于第一阈值且第一至第四压力感应信号中任意两个之差小于第二阈值，则响应所述按压键上触点(109)与按压键下触点(111)接通产生的触发信号而执行相应的功能。
9.根据权利要求7或8所述的触摸屏手机，其特征在于，所述触摸屏手机的处理器用于在收到第一至第四方向键上触点(104a-d)和第一至第四方向键下触点(106a-d)中的某一对接通而产生的触发信号时，判断第一至第四压电检测片(103a-d)中与该对触点相匹配的压电检测片产生的压力感应信号是否大于第三阈值，并且判断与该压电检测片在顺时针、逆时针方向上相邻的两个压电检测片所产生的压力感应信号是否均小于第四阈值；如果与该对触点相匹配的压电检测片产生的压力感应信号大于第三阈值，且与该压电检测片在顺时针、逆时针方向上相邻的两个压电检测片所产生的压力感应信号均小于第四阈值，则响应该对触点接通所产生的触发信号而执行相应的功能。
10.根据权利要求7所述的触摸屏手机，其特征在于，所述触摸屏手机的处理器用于在收到由所述转动触点(107)和转动拨环(108)的相对位移而产生的角度检测信号之后，判断角度检测信号是否大于或等于预定的角度阈值，如果大于角度阈值则响应该角度检测信号而执行相应的功能；如果小于所述角度阈值，则继续判断是否存在由所述第一至第四压电检测片(103a-d)中的两个相邻的压电检测片所产生的压力感应信号均大于第五阈值，且至少一个压电检测片所产生的压力感应信号小于第六阈值的情况，其中第六阈值小于第五阈值；如果存在由两个相邻的压电检测片所产生的压力感应信号均大于第五阈值且至少一个压电检测片所产生的压力感应信号小于第六阈值的情况，则响应该角度检测信号而执行相应的功能。
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