CN107209616B - 薄膜键盘、保护套、移动终端设备和充电器 - Google Patents

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Abstract

用于操作电容式触摸屏的键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作面以及设备触摸屏的输出面，从输出位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动，同时操作元件包含一个导电的导电膜，因此绝缘层位于导电膜中朝向操作面的一侧。

Description

薄膜键盘、保护套、移动终端设备和充电器
本发明为用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘，该键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作侧以及设备触摸屏的执行侧，从初始位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动，同时操作元件包含一个导电的导电膜。
本发明还包括电子移动设备的保护套，包含一个键盘。
本发明还包括操作电容式触摸屏的程序，在第一步骤中对键盘的导电膜与触摸屏进行电气隔离。
电容式触摸屏作为操作和输出元件内嵌于先进设备中。若导电元件或手指接触电极，则通过更改触摸屏中至少一个电极测量出的电容来操作此类触摸屏。
配备电容式触摸屏的先进设备包括例如智能手机、平板电脑或手提电脑等，同时也包括餐饮收银机、家用电器或工业设备。
根据US 2010/0238119 A1说明移动式键盘，可将其安装在移动电话(智能手机)触摸屏的界面上。该键盘为内嵌各个按键的面板，材质为柔软或部分柔软的材料。按键为导电材料，因此可确保在操作相应按键时可在手指与触摸屏之间生成导电连接。此外，手指的操作将与触摸屏形成导电式连接，因此手指的电容可紧贴在触摸屏界面中并触发触摸屏操作。
根据US 8,325,150 B1说明另外一种可安装在移动电话中的键盘，其原理与安装在触摸屏上相同。每个按键均配备一个开孔，因此用户的手指可直接与触摸屏接触，或按键配备电导体，用于在操作相应按键时手指与触摸屏之间形成导电连接。该键盘可配备RFID设备、蓝牙设备或电触头，用于移动电话自动识别键盘。
根据US 2011/0241990 A1、US 8,206,047 B1、US 2011/0181514 A1和US 2002/0054030 A1说明用于移动电话且可安装在触摸屏上的键盘。此外，每个按键均具有一个开孔，因此手指可与相应的触摸屏接触，或材质为轻薄的电绝缘塑料材料，例如聚对酞酸乙二酯(PET)，因此在手指操作相应按键时可贴近触摸屏。触摸屏可记录手指操作导致的电容变化，并确定相应的按键操作。
该类型键盘的设计结构大体与传统的键盘相同，且配备多个操作元件，尤其是按键。将该键盘安装在相应的触摸屏界面上，该触摸屏可显示(举例)其中某一键盘的相应虚拟键盘。一般在键盘的操作侧对每个按键进行文字说明，用于简化键盘操作。键盘的初始状态位于触摸屏上，因此键盘的导电零件不接触触摸屏。
因此处于最新技术水平的键盘存在一点不足，即仅可在手指不戴手套时操作键盘。无法通过手套或义肢进行操作，因为这将妨碍操作触摸屏时人体的电场与触摸屏之间形成耦合电容。当用户的手指过于潮湿或者干燥时，也可能产生类似的问题。
根据US 2011/0267274 A1说明可用于移动电话触摸屏的键盘。用户可通过该键盘在按下某一按键时形成相应的触觉感应。键盘由一个配备多个开孔的底板组成。在底板上安装有一片弹性薄膜。弹性薄膜延伸覆盖底板开孔的部分形成按键。为将该键盘与电容式触摸屏组合使用，弹性薄膜结构型式为导电式。此类导电材料可为PVC(聚氯乙烯)，该材料的抗电阻性与人体手指的抗电阻性类似。
根据US 2011/0006992 A1说明用于移动电话的可旋转式键盘，可旋转的键盘通过可弯曲的电路板与移动电话的壳体连接。配备一台相应的传感器用于识别可旋转式键盘是否位于触摸屏上。该传感器可为接近传感器或磁传感器，通过该传感器可识别键盘中是否存在磁体。通过该传感器可将切换键盘自动为平放于触摸屏的模式或从触摸屏中取出键盘的模式。
根据US 2013/0335327 A1说明另外一种配备接地层的可折叠式键盘。操作按键后接地层将与触摸屏发生接触，用于传导触摸屏中存在的电荷。
已知一般的导电油墨为导电式粒子，例如碳粒子或银纳米涂层的铜粒子。在文章“Synthesis and Self-Assembly of Large-Area Cu Nanosheets and TheirApplication as an Aqueous Conductive Ink on Flexible Electronics”R.Dang etal.,ACS Appl.Mater.Interfaces，2014,6(1),页码622-629，2013年12月6日版中，该类型的导电油墨为银纳米涂层的铜纳米结晶。
本发明的目的为设计出可通过人体任意部位进行可靠操作的键盘，尤其是戴上手套或假手时也可实现触摸操作。
该目的将通过独立专利要求说明的对象实现。有利的设计方案将在各条附属要求中说明。
根据发明的设计结构，本发明为用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘，该键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作侧以及设备触摸屏的执行侧，从初始位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动。该键盘的优势在于操作元件配备导电层膜。
键盘设计为薄膜键盘。薄膜键盘的优势在于键盘以及每个操作元件均由特殊的导电膜有序组成，每个操作元件隐藏在导电膜的表面下。导电膜形成薄膜形状的底板，是薄膜键盘的主体部分。该类型的键盘具有以下优势：操作方便且易于生产，还可抵抗例如粉尘或水分等外部因素的干扰。
根据技术水平一般具有三种不同的作用原理，三种方法中用户的手指均可通过键盘的某一操作元件与触摸屏相互作用。在操作元件中可具备开孔，因此手指可直接与触摸屏接触。操作元件可由轻薄且电绝缘的塑料膜组成，因此手指可足够贴近触摸屏的界面，且触摸屏可计算手指的电容。在操作元件中可具备导电的元件，因此可通过导电元件在用户手指与触摸屏界面之间生成电接触。
以上发明的发明者已知通过在操作元件中配备导电膜，便可在操作元件的初始位置以及操作元件朝着触摸屏按下的位置之间形成足够大的电容变化，因此可通过传统的电容式触摸屏进行电容记录。因此必须在触摸屏和用户手指之间形成导电连接。该操作元件也可在戴上手套或假手的情况下进行操作。
绝缘层位于导电膜中朝向操作侧的一侧。通过配备绝缘层减少用户对各个操作元件的电气干扰，并在按下操作元件时主要形成相同的电容变化，且无论是采用绝缘体、导电体、带电体操纵操作元件，和/或肢体是否潮湿，操作元件均不受影响。
通过配备平面涂层在触摸屏和平面涂层之间形成电容，与平板电容器中平面涂层成比例相类似。导电膜表面越大，记录相应操作元件的操作将越简便和可靠。各个操作元件导电膜的最佳表面至少为4mm2，其中规格为至少6mm2以及至少10mm2。此外，初始位置和操作元件的操作位置之间存在的电容差越大，则操作元件与触摸屏在初始位置的间距越大。最佳间距至少为0.2mm，更好为0.4mm、0.6mm更好，0.8mm最佳。
导电膜应具有良好的导电性，因为存在绝缘层后仅通过导电膜传导电荷。在根据US 2011/0267274 A1说明的键盘中，操作键盘的手指和触摸屏的表面之间形成导电连接。此时通过极短且符合键盘厚度的路径进行导电传导。因此可使用导电性极差的材料，例如PVC。根据以上发明，不将该类导电性差的材料视为导电体。
导电膜结构设计为，导电膜相互距离1cm的两点之间的电阻不得大于2kOhm，尤其不得大于1kOhm以及最好不大于500Ohm。具备该电阻值的导电膜可直接用含有导电粒子的油墨或薄塑料膜代替。此类型的导电膜可内置在适用于薄膜键盘的薄膜结构中。
此类型的薄膜键盘可将智能手机或配备触摸屏的类似设备的优势与传统键盘的优势相结合。
设计结构的另一扩展说明为，导电膜朝向执行侧的一侧配有一层保护膜，最好为透明的UV涂层。该保护膜具有导电能力，因此导电膜与触摸屏之间可实现最佳导电连接。此类型保护膜可避免导电膜损坏。该保护膜的最佳材质为UV薄涂层。保护膜的厚度应足够薄，直至可忽略不计电阻的影响，且不电隔离导电膜。
最佳的设计结构为导电膜由导电油墨组成。该导电油墨的铁氧体粒子、塑料粒子和/或金属粒子较小，且具有极高的导电性。
最佳的规格为，多个操作元件(至少3个或4个或者所有的操作元件)具备一个共同的导电膜。由此形成的导电膜比各个操作元件单独配备且相互独立的导电膜更大。这将有利于增大储存的电荷并因此更可靠地进行触摸屏的操作。
为简化用户的键盘操作，在导电膜和绝缘层之间至少配备一个颜色层。绝缘层中的透明区域可直接透视该颜色，并因此可用颜色标记各个操作元件。因此用户可直接相互区分各个操作元件。对于儿童、弱视人群以及老年人而言，这将具有特别的含义。
绝缘层的材质最好为PET。PET是成本低廉且阻抗的材料，因此最佳适用于绝缘层中。
为避免绝缘层朝向操作侧，最好通过防刮层或材质为硬化聚合物的膜层，在朝向操作侧的一侧至少部分遮盖绝缘层。因此可确保在正常使用键盘时不损坏绝缘层。
设计结构的另一扩展说明为，操作元件位于格栅中。此外，格栅可将所有操作元件装入框中，因此各个操作元件可相互接触或存在细小间隙相互分开。格栅最好也可位于各个操作元件中且相互分开该操作元件。
设计结构的另一扩展说明为，导电膜或保护膜朝向执行侧的一侧存在不导电的格栅层，并在操作元件的区域内留出空隙。该格栅层一方面可作为导电膜与触摸屏之间的隔离区使用，用于避免导电膜和触摸屏之间形成意外的持续电接触，另一方面也可作为各个操作元件之间的分离元件，用于辅助触摸屏的精确操作。格栅层的材质最好为无纺材料或聚氨酯。
根据以上发明的另一方面，用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作侧以及设备触摸屏的执行侧，从初始位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动。该键盘的优势在于其与移动终端设备的可松开壳体部件连接。例如电池槽盖的可松开壳体部件。
键盘与移动终端设备的可松开壳体部件连接后，通过将可松开壳体部件更换为配备连接键盘的可松开壳体部件，直接在移动终端设备中安装符合发明设计的键盘。
移动终端设备为，可通过无线连接将数据与数据服务器或其他终端设备进行交流的设备。无线连接为标准化(电话)无线连接，例如GSM、UMTS或LTE。然而也可根据其他标准通过无线连接将移动终端设备用于传输数据，例如通过W-LAN、蓝牙或NCF。移动终端设备可配备发送/接收装置，用于根据不同标准发送或接收数据。
可松开壳体部件和键盘之间的连接最好为灵活的接合区域。
执行侧表面的键盘至少可局部配备一个粘结膜，例如橡胶膜。该粘结膜可避免键盘平放至触摸屏时滑落。防滑膜可涵盖平放至触摸屏的键盘整个区域。该防滑膜也可位于键盘的边缘区域。若移动终端设备的框架与触摸屏相接触，并且在触摸屏的平面中配备非触摸感应式表面，则防滑膜应位于键盘的以下区域：对应移动终端设备的非触摸感应式区域，且在此区域执行常规使用。
根据以上发明的另一方面，用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作侧以及设备触摸屏的执行侧，从初始位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动。该键盘的优势在于，键盘的操作元件材质为硬化聚合物膜，且在俯视图中主要为长方形状，在截面图中为拱形状，同时-操作元件具有圆形凹槽和/或
-聚合物层与不易弯曲的格栅框架连接。格栅框架可各自包围多个操作元件组，或可配备仅包围一组操作元件的单个格栅框架。该单一组别包括所有操作元件。若格栅框架包围多个操作元件组，则该操作元件组别各包含一个或两个操作元件。
围绕各操作元件的凹槽以及格栅框架均加强了键盘的牢固性，并避免操作元件的边缘在操作时单侧位移。因此操作元件在俯视图中主要为长方形状。长方形状的操作元件四角仅在俯视图中稍微呈倒圆角。操作元件的长方形设计结构可有效利用操作元件的键盘表面，同时间距小的各个操作元件可相互紧密排列。在传统的薄膜键盘中，操作元件在俯视图一般为圆形。操作元件的圆形设计虽然可实现薄膜键盘的简单生产制造并且功能可靠，但是无法实现操作元件的相互紧密排列。此外，每个圆形操作元件的面积比发明设计的长方形操作元件的面积更小。若操作元件的面积过小，将不利于以上所述的发明，根据该发明的设计结构，操作元件配备导电膜，因为操作元件越大，初始位置和在触摸屏中按下的操作元件位置之间的电容差将越大。
格栅框架最好为纤维增强的塑料材质。
根据以上发明的另一方面，用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘包括多个操作元件，配备用于客户操作的操作侧以及设备触摸屏的执行侧，从初始位置操作触摸屏时可朝着触摸屏的方向移动。该键盘的优势在于，键盘的操作元件由硬化聚合物层组成，且在截面图中为拱形状，同时在朝向执行侧的一侧中配备非导电的格栅层，其在操作元件的区域内留出空隙。
操作元件通过非导电的格栅层在初始位置与触摸屏保持间距。该非导电格栅层与以上所述的配备导电膜的操作元件说明结合后将具有优势，因为通过格栅层可以可靠地避免在触摸屏和操作元件之间形成导电连接，而且初始位置的操作元件与触摸屏之间的间距将增大，因此提高初始位置与触摸屏中的操作元件操作位置之间的电容差。
该键盘至少配备一个磁体。一方面磁体可用于将键盘固定至移动终端设备中，也可用于通过移动终端设备中的磁传感器检测键盘，例如作为霍尔传感器使用。键盘也可配备多个磁体，并最佳位于键盘的手动操作范围内。
以上发明的另一方面为，移动终端设备(例如移动电话，特指智能手机)均配备触摸屏，该触摸屏的优势在于，配备符合以上所述的一个或多个方面说明的键盘。
以上发明的另一方面为，移动终端设备(例如移动电话，特指配备触摸屏的智能手机)均配备一个壳体、电池和扬声器，壳体中的充电接口用于充电功能且至少配备一个扬声器孔。壳体中的扬声器位于扬声器孔附近。该移动终端设备的优势在于，充电接口和扬声器孔在壳体中的位置紧邻。充电接口和扬声器孔的此类型位置分配将实现移动终端设备的充电接口可与充电器的相应电触点连接，而且扬声器孔也可与充电器的空腔进行通讯连接。因此充电器可作为移动终端设备的共鸣体，因此一方面可增强移动终端设备的音量，另一方面可降低移动终端设备音频信号的音高。对于老年人而言，音调低且音量大比音调高且音量小更容易辨别。
移动终端设备配备用于检测触摸屏中是否存在键盘的传感器。该传感器可为磁传感器，例如霍尔传感器、接近传感器或光敏传感器。
移动终端设备配备两个紧邻触摸屏的直线突出板条，其相互存在间距，因此键盘可在中间的小间隙通过。板条一方面用于保护触摸屏，因为如果移动终端设备位于触摸屏平面底板一侧，则仅板条与平面底板接触。此外，板条用于固定键盘在触摸屏中的位置。
以上发明的另一方面为，为移动终端设备配备充电器，充电器配备用于接触移动终端设备充电接口的电接触元件，并形成一个存在开孔的空心体，移动终端设备在充电器进行充电时，该空心体对准移动终端设备的扬声器孔。因此以上所述的优势便可实现：通过移动终端设备生成输出音频信号时，提高音量并降低音调。
根据发明的另一方面，还说明用于如智能手机之类的电子移动设备的保护套，配备符合上述其中一个要点的键盘。键盘符合发明的结构设计，可最佳用于智能手机或类似设备的保护套中。该类型的保护套可满足多种多样的功能，尤其是可避免设备受外部干扰的影响。通过该键盘可实现另一功能，即可运行物理键盘。键盘的最佳规格为可折叠式键盘，因此用户可简单快速地将键盘平放于触摸屏中或再次从触摸屏中取出，从而确保触摸屏中手指常规操作的方便性。
根据发明的另一方面，还说明开始时所描述的操作电容式触摸屏的程序方式，在第二步骤中导电膜通过手指的按压位于朝向触摸屏的一侧，电绝缘的绝缘层与触摸屏接触，并因此在触摸屏中形成虚拟操作界面。
以下将根据图纸进一步示例说明发明细节。图纸分别为：
图1：带保护套的智能手机并内置符合发明设计结构的键盘，
图2：图1键盘的截面图，
图3：带其他规格型式保护套的智能手机俯视图，内置符合发明设计结构的键盘，
图4：带其他规格型式保护套的智能手机俯视图，内置符合发明设计结构的键盘，
图5a-5f：分别为其他型号的智能手机俯视图、背面图和展示智能手机四面的侧视图，内置符合发明设计结构的键盘，以及
图6a-6d：图5a-5f的智能手机键盘俯视图、侧视图、背面图和沿着图6a直线A-A方向的截面图。
在图1中，键盘1位于移动终端设备3的保护套2中，以上规格示例为智能手机。保护套2包括一个平正面的元件4和一个平背面的元件5，其分别位于智能手机3的正面或背面，并通过铰链状的连接元件6相互连接。键盘1内置于正面元件4中。正面元件4另行配备一条间隙7，用于为智能手机3正面的触摸屏23形成视图场。间隙7也可通过透明的材料进行遮盖，例如透明聚合物。触摸屏位置主要包括智能手机3的整个正面，即也位于键盘1下方。
键盘1包括通过隔片8隔开的多个格栅形状操作元件9，且型式为按键。通过用户可通过按下该操作元件9对触摸屏23进行操作。若按键为透明型式，则触摸屏23为此显示符合键盘1的虚拟键盘。首先应激活触摸屏中的触摸感应式区域，其按键的位置分配符合键盘1。在间隙7形成的触摸屏23的可见区域中，可对用户输入进行反馈或显示借助键盘1所说明的文本。保护套2的正面元件4与内置的键盘1可通过铰链形状的连接元件6进行侧面折叠，因此可确保触摸屏手指常规操作的方便性。
在图2中，图表说明符合发明设计结构键盘1的截面图，其规格形式为薄膜键盘且包括三个操作元件9，并通过隔板状的区域8相互隔开。键盘1具有一个操作侧10和一个执行侧11。操作侧10朝向用户且执行侧11朝向操作的触摸屏23。在操作侧中，最上方的膜层12为防刮层或材质为硬化聚合物，其下方的绝缘层13可避免出现物理损坏。绝缘层13用于在操作侧10与执行侧11之间进行电绝缘。在屏蔽层13下方至少配备一个颜色层14，用于对每个操作元件9进行颜色标识。在颜色层14下方存在一个导电膜15，例如可通过导电油墨涂层生成。导电膜15在执行侧11的方向通过一个保护膜16(例如透明的UV涂层)进行覆盖，用于保护导电膜15。
由保护膜16覆盖的导电膜15上相距1cm的两点之间存在大小约为500Ohm的电阻。在保护膜16的正面测量该电阻的数值。
最后一层为格栅层17，在操作元件9的区域内存在间隙18。格栅层17的材质具有粘结特性(例如橡胶)，也可为其他材质，例如无纺材料。
配备绝缘层13后，可通过人体的任意部位，例如手指、戴手套的手指或电荷粉尘操作上述键盘。通过绝缘层13对导电膜15和操作的部位进行电绝缘，可确保操作的准确性且不受操作部位的影响。若未配置该绝缘层13，则在带有电荷的部位进行操作时将形成错误的触发，尤其是多次触发。
在使用过程中，键盘1的执行侧平放于触摸屏中，即格栅层17直接位于触摸屏中。在此状态下不操作触摸屏。导电膜15与触摸屏共同形成电容，类似于平板电容器。若需在触摸屏23中进行多次操作，用户应在操作侧10中按下一个或多个操作元件9。因此操作元件9沿着图2中箭头指示的操作方向19位移并靠近触摸屏。若导电膜15的电耦合仅需一个触摸屏电极，则电极中测量的电容将发生改变并作为操作触摸屏的信号。此外，每个操作元件9无需再与触摸屏23接触。测量电容数值变化，其由于导电膜15和触摸屏23间距的不同而形成。
接着将触发用户按下操作元件9的操作，因此操作元件9与箭头方向19相反自动再次返回初始位置，并结束导电膜15与触摸屏之间的电耦合。
在图3中说明保护套2的第二种规格型式，包括一个符合发明设计结构的键盘1，参考标记和零件名称与图1相同。该规格型式与图1中图示规格型式的不同之处在于，正面元件4在智能手机3的正面区域20中留有空隙，因此用户可操作智能手机3触摸屏23的部分区域。此外，铰链形状的连接元件6不位于智能手机3较长的一面，而是位于较短的一面。
在图4中说明保护套2的第三种规格型式，包括一个符合发明设计结构的键盘1，参考标记和零件名称与图1相同。该规格型式与图1中图示规格型式的不同之处在于，图示说明的正面元件4中存在四个磁体21以及一个磁体22。磁体21用于将保护壳2固定在智能手机3中。智能手机3可检测是否存在磁体22，例如通过未图示说明的霍尔传感器。因此智能手机3可在配备保护壳2时自动进行程序，并在触摸屏中准备符合键盘1的一个虚拟键盘。
其他规格示例在图5a-6d中进行说明。该规格示例为移动终端设备智能手机3，键盘1旋转固定于智能手机中。
智能手机3的正面24配备一个触摸屏23，覆盖智能手机3的大部分正面24。在该智能手机3中有一个上边缘25和一个下边缘26，一方面通过键盘1的位置分配确定，另一方面通过触摸屏23中可显示字体的屏幕显示确定，这在智能手机的上边缘25向上对准的情况下有利于用户操作。一般可可90°度旋转屏幕显示，因此屏幕显示在横屏时可在触摸屏23中进行显示，然而在窄屏显示时已确定以下规格示例的上边缘25和下边缘26。
智能手机3有一个上正面27(图5f)、一个下正面28(图5e)、一个右纵向正面(图5d)、一个左纵向正面30(图5c)以及一个背面31(图5b)。
在上正面27中有一个开/关按键32、一个多功能插孔33以及一个用于连接耳机或扬声器的插孔34。多功能插孔33在以下规格示例中为Micro-USB插孔，既可作为连接充电线的插孔使用，也可作为数据连接插孔使用。
在右侧的纵向正面29中有一个拨动开关35，主要用于调整智能手机3的音量。在左侧的纵向正面30中有两个按钮36、37。上方按钮36用于摄像头操作，下方按钮37用于闪光灯操作。
背面31大部分为一个可松开式的后盖38，后盖的下方边缘26向上延伸，背面31可松开式后盖38的上方有一个坚固的手机盖29。在固定手机盖39中有一个透明的窗口40，在该窗口下有一个闪光灯41和一个摄像头42。闪光灯41为白色的发光二极管。在可松开式后盖38和固定手机盖39之间有一个圆形按钮43，作为紧急呼叫按钮使用。
在智能手机3中的可松开式手机盖3中有一个充电式电池和一个SIM卡插孔。打开可松开式后盖38后可看见电池和SIM卡的插孔，插入SIM卡和/或更换电池。
在下方边缘26中的背面31后有两个可接触充电器通讯电触点的电接触元件44，用于对智能手机3的电池进行充电。此外，在下方边缘26的区域中有一个插孔45设计于智能手机3的壳体46中。在智能手机3中扬声器紧邻插孔45，因此扬声器生成的声波可直接穿过插孔45。因此该插孔在以下图示中也称为扬声器孔45。以上规格示例自行配备一个扬声器孔45，也可配备多个扬声器孔。扬声器孔45的位置紧邻电接触元件44，因此在将智能手机插入充电器中时，电接触元件44可接触到相应的触点，而且扬声器孔45可进入充电器的空腔中，因此充电器具有音效增强的功能。扬声器孔45无需直接紧邻接触元件44。根据以上发明，扬声器孔45紧邻电接触元件44的位置表示扬声器孔与移动终端的边缘相同，因此将移动终端插入充电器时，扬声器孔45以及电接触元件44可与充电器接触。
在右侧的纵向正面29中有一个开口(未图示说明)，取出智能手机3的可松开式后盖38之后可看到该开口。通过开口可从内向外推入笔夹47。笔夹47位于壳体46的内侧并通过相应的止动件进行固定。笔夹47用于固定操作触摸屏23的触控笔48。智能手机3的用户若无需使用触控笔操作触摸屏43，则可通过打开智能手机3的可松开式后盖38并向内通过开口拔出笔夹47取出笔夹47。
在智能手机3正面24的下边缘26中有三个按钮(未图示说明)紧邻触摸屏23。三个按钮横向排列，中间的按钮为“主页按钮”且具有多种功能，在一般情况下操作“主页按钮”后显示屏幕的顶部，一般也称为“主页键”。
在此规格示例中，键盘1通过铰链状的连接元件6紧固连接可松开式的后盖38。此外，铰链状的连接元件6与可松开式后盖38焊接和/或粘结。因此键盘1紧固连接在智能手机3中，同时也可在松开式后盖38更换为未连接该类型键盘的可松开式后盖时，从智能手机3中取出键盘，因此智能手机符合传统的不配备可折叠式键盘的智能手机。将键盘固定在可松开式后盖38可实现在传统的智能手机3中轻松地加装此可折叠式键盘。
键盘1配备多个操作元件9，参见图(6a,6c)，以及多个磁体21，21与图4中所说明的规格示例类似。
操作元件9的尺寸分为单倍型和双倍型。单倍尺寸的操作元件宽度约15mm且高度约为7mm。双倍尺寸的操作元件9宽度和高度均约为15mm。操作元件的宽度应至少为8mm、10mm和12mm。操作元件的高度应至少为4mm、其次6mm、再次8mm或10mm。
键盘1为薄膜键盘，配备多层薄膜49，一个格栅层17和一个框架格栅50(图6d)。薄膜49的结构符合图2说明，包括最上层12、绝缘层13、颜色层14、导电膜15、保护膜16。格栅层17在键盘1的执行侧11中，覆盖除了操作元件9区域之外的整个键盘区域。格栅层17包围每个操作元件9，无论是单倍尺寸或双倍尺寸的操作元件。格栅层17的材质为电绝缘的材料，例如无纺材料、橡胶或其他塑料层。
键盘的所有膜层结构至少在一个或多个操作元件区域中也可为透明状。在此类的规格型式中，表示每个操作元件含义的屏幕(象形符号、数字等等)均在触摸屏中进行显示。可根据不同的语言和不同的字体自由设置该键盘。
框架格栅50位于键盘1的操作侧10中。框架格栅50材质为硬材料，尤其是纤维增强的塑料材质，例如玻璃纤维增强的塑料。框架格栅50包围所有双倍尺寸的操作元件以及一对单倍尺寸的操作元件(图6a)。键盘1的框架格栅50具有机械坚固性。在框架格栅50中套上一层皮革。也可使用其他观感更佳的覆盖材料。
每个操作元件9均通过薄膜49中相应的圆形凹槽51围起。凹槽51为薄膜49中的成型凹槽，其凸显操作元件9的边缘且用于加固操作元件9。在硬薄膜49中无需配备凹槽。
框架格栅50除了具有用于操作元件9的间隙之外，还存在位于智能手机3“主页键”区域的其他间隙52。可通过柔软易弯曲的膜层(例如人造革)遮盖该间隙52，因此在键盘遮盖“主页键”的情况下也可通过此柔软层进行操作。可通过柔软层遮盖的间隙在图6a和6c中已标为参考标记52。
智能手机3沿着右侧和左侧的纵向正面29、30以及沿着上边缘25的正面24，配备一个位于其他正面24上方的小隔片53。若以正面24将智能手机3放在平面底板中，则智能手机的隔片53位于底板中且触摸屏不位于底板。因此可避免触摸屏出现损坏。此外，沿着纵向正面的隔片部分间距符合键盘1宽度，因此相互存在间距的隔片53用于放置并固定键盘1。
智能手机3配备磁体，其位于智能手机中键盘1至磁体21的通讯位置。通过该磁体将键盘固定于智能手机3的正面24。在智能手机3中有一个磁场感应器(特指霍尔传感器)位于接口中，并符合磁体22或键盘1的接口。
也可在智能手机3的背面31安装磁体，用于固定键盘1并在键盘1折叠在智能手机3的背面31时与键盘1的磁体21共同作用。
以上所说明的规格示例为智能手机移动终端设备。在发明的设计结构说明中，每个配备触摸屏的移动终端设备一般均适用于配备符合本发明设计结构的键盘，通过该键盘可在触摸屏中触发操作。
移动终端设备3配备控制装置，通过传感器检测触摸屏23中是否存在键盘1，确定键盘1是否平放在触摸屏23中。若在触摸屏23中识别到键盘1，则控制装置将移动终端设备3切换至键盘模式。若不存在键盘1，则移动终端设备将通过控制装置切换至触摸屏模式。在触摸屏模式中，智能手机的下边缘有三个常规按钮(OK/主页/返回)(未图示说明)。
在键盘模式中，打开触摸屏23中预设的触摸屏区域并通过操作元件感应打开输入，每个区域中各有一个操作元件9。在该区域中各自有一个功能，在操作相应操作元件9时执行该功能。例如功能为输入电话号码数字。触摸屏23位于键盘1以外的区域将用于显示。在键盘模式中，操作触摸屏后触摸屏未占用的区域无操作。在触摸屏的该区域中无操作。然而可通过触摸该未占用的触摸屏区域移动或标记显示的元件。与触摸屏显示元件相关的操作仅可通过操作键盘模式中的某一按键触发。因此确保在键盘模式中不会因为意外触摸未占用的触摸屏区域而导致错误的触发。在键盘模式中可限制移动终端设备的预设基本功能，例如电话、读取和/或发送短信。因此可在键盘模式中确保操作的简便性，也可避免操作时出现错误。此外，可使用显示温度、时间、日期、状态消息、网络、电池充电状态和/或背景图片的基本功能。
键盘1的每个操作元件9或按键与传统的移动电话相比更大。这可实现老年人可靠简便地操作元件。此外，在大形状的操作元件中通过放大字母和数字进行相应的文字说明，可简单读取内容。因此，大形的操作元件在应用中具有明显的实用优势。此外，操作元件形状大与内置的导电膜15可在操作元件与触摸屏之间形成极大的电容改变，且可简单并可靠地确定该数值。该键盘为用户提供操作元件9，作用方式与机械按键相同且具有固定的触摸点，无需直接将键盘耦合在移动终端设备的电路中。此外，可通过手指、假手、戴手套的手指、潮湿手指、笔或其他物体操作键盘1，可靠地触发某个操作元件的操作，并通过触摸屏23电容测量装置进行识别。
在触摸屏模式中，移动终端设备3与其他传统移动终端设备相同，均通过触摸屏操作。仅需通过折叠或展开触摸屏23的键盘1便可在触摸屏模式和键盘模式之间进行切换。
在键盘模式和触摸屏模式中可显示一个或多个顶部屏幕，也称为主页屏幕。在任意一个屏幕显示中启动应用或操作时，打开其下一级屏幕显示并在触摸屏中显示。所有下一级屏幕显示中均包括返回功能，操作后将打开上一级屏幕显示。在触摸屏模式中，通过触摸操作元件表示返回功能，是触摸屏23的触摸感应式区域，通过“返回”字符标识且属于切换至上一级屏幕显示的操作。此外，触摸屏模式中的返回功能也可通过右下方的按钮实现。可按下该按钮，或可按下触摸操作元件返回。
在键盘模式中，通过键盘1的操作元件显示返回功能，属于触摸屏中显示的表示“返回”的字符。为此使用操作元件9的某一个操作元件，其紧邻未占用的触摸屏23区域。
在使用电话过程中，可在键盘模式和触摸屏模式之间进行切换，且无需中断通话。
此外，在键盘模式和/或触摸屏模式中根据功能的重要性排列显示多种功能，最重要的功能将位于顶部。重要性的标准也可为用户在移动终端设备中使用功能的频率。在最上方一栏显示返回功能以及必要时显示搜索功能。
若在应用软件(App)运行过程中将触摸屏模式切换至键盘模式，则保存应用软件的状态并中断应用软件的继续运行。在触摸屏23的未占用区域显示屏幕显示，且不受应用软件的影响。用户仅可使用键盘模式的功能，尤其是打电话和读取或发送短信。若将键盘1从触摸屏23中去除后切换回至触摸屏模式，则移动电话的控制装置自动切换至上一保存的应用软件状态。继续运行应用软件。在通话过程中不适用。若在通话过程中从键盘模式切换至触摸屏模式，则在触摸屏中显示打电话的有用信息和操作。仅当已结束通话后，继续运行之前因为将触摸屏模式切换至键盘模式而中断的应用软件。
通过此程序可确保在通话过程中不会在移动终端设备中执行错误的功能，而且移动终端设备的用户可随时轻松使用通话功能，通过将键盘1平放于触摸屏中将移动终端设备切换至键盘模式。这将有利于对计算机或智能手机操作不熟悉的用户简单地操作移动终端设备。
参考标记列表
1键盘 28下正面
2保护套 29右纵向正面
3移动终端设备 30左纵向正面
4平正面元件 31背面
5平背面元件 32开/关按键
6铰链状连接元件 33多功能插孔
7间隙 34插孔
8隔片 35拨动开关
9操作元件 36按钮
10操作侧 37按钮
11执行侧 38可松开式后盖
12最上层 39固定手机盖
13绝缘层 40窗口
14颜色层 41闪光灯
15导电膜 42摄像机
16保护膜 43按钮
17格栅层 44电接触元件
18间隙 45扬声器孔
19箭头 46壳体
20上方区域 47笔夹
21磁体 48触控笔
22磁体 49薄膜
23触摸屏 50框架格栅
24正面 51凹槽
25上边缘 52间隙
26下边缘 53隔片
27上正面

Claims (36)

1.一种用于操作电容式触摸屏的薄膜键盘，包括多个操作元件，所述多个操作元件具有用于由客户操作的操作侧以及附接到触摸屏上的执行侧，并且能够从初始位置朝着触摸屏的方向移动以操作触摸屏，其中，所述操作元件包括一个导电膜(15)并且导电膜(15)朝向操作侧(10)的一侧配有一层绝缘层(13)，其中，薄膜键盘的多数操作元件(9)具有一个共同的导电膜(15)。
2.根据权利要求1所述的薄膜键盘，其特征在于，在所述导电膜(15)的朝向执行侧(11)的一侧上配有保护膜(16)。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜键盘，其特征在于，所述导电膜(15)由导电油墨组成。
4.根据权利要求1或2所述的薄膜键盘，其特征在于，所述导电膜(15)和绝缘层(13)之间至少有一个颜色层(14)。
5.根据权利要求1或2所述的薄膜键盘，其特征在于，所述绝缘层(13)主要由PET材质组成。
6.根据权利要求1或2所述的薄膜键盘，其特征在于，所述绝缘层(13)在面对所述操作侧(10)的一侧上至少部分地由硬化聚合物制成的防刮层覆盖。
7.根据权利要求1所述的薄膜键盘，其特征在于，所述薄膜键盘的所有操作元件(9)具有一个共同的导电膜(15)。
8.根据权利要求2所述的薄膜键盘，其特征在于，所述保护膜(16)是透明的UV涂层。
9.一种用于操作移动终端设备的如权利要求1所述的电容式触摸屏的键盘，包括多个操作元件，所述多个操作元件具有用于由客户操作的操作侧以及附接到触摸屏上的执行侧，并且能够从初始位置朝着触摸屏的方向移动以操作触摸屏，其特征在于，所述键盘与移动终端设备的可拆卸壳体部件连接。
10.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于，将所述可拆卸壳体部件和键盘之间的连接设计为灵活的接合区域。
11.根据权利要求9或10所述的键盘，其特征在于，所述键盘在执行侧的区域的表面上具有至少一个粘合层。
12.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于，所述可拆卸壳体部件是电池盖。
13.根据权利要求11所述的键盘，其特征在于，所述粘合层是橡胶层。
14.一种用于操作移动终端设备的如权利要求1所述的电容式触摸屏的键盘，包括多个操作元件，所述多个操作元件具有用于由客户操作的操作侧以及附接到触摸屏上的执行侧，并且能够从初始位置朝着触摸屏的方向移动以操作触摸屏，其特征在于，所述键盘的操作元件(9)材质为硬化聚合物膜，且在俯视图中基本是矩形的，在截面上具有近似圆顶形的拱形形状，其中，所述操作元件具有环绕的凹槽，和/或所述聚合物膜与刚性的格栅框架连接。
15.根据权利要求14所述的键盘，其特征在于，所述格栅框架包围一个或多个操作元件组。
16.根据权利要求14或15所述的键盘，其特征在于，所述格栅框架的材质为纤维增强的塑料材料。
17.一种用于操作移动终端设备的如权利要求1所述的电容式触摸屏的键盘，包括多个操作元件，所述多个操作元件具有用于由客户操作的操作侧以及附接到触摸屏上的执行侧，并且能够从初始位置朝着触摸屏的方向移动以操作触摸屏，其特征在于，所述键盘的操作元件(9)材质为硬化聚合物膜，且在俯视图中基本是矩形的，在截面图上具有近似圆顶形的拱形形状，其中，在朝向执行侧(11)的一侧上设置非导电的格栅层(17)，所述非导电的格栅层(17)在操作元件(9)区域中被切除。
18.根据权利要求17所述的键盘，其特征在于，所述键盘包括至少一个磁体(21，22)。
19.根据权利要求18所述的键盘，其特征在于，所述键盘具有多个磁体(21、22)，所述多个磁体(21、22)设置在所述键盘的边缘区域上。
20.一种具有触摸屏的移动终端的保护套，其特征在于，其具有根据权利要求9-19中任一项所述的键盘。
21.根据权利要求20所述的保护套，其特征在于，所述移动终端设备是移动电话。
22.一种具有触摸屏的移动终端，其特征在于，其具有根据权利要求9-19中任一项所述的键盘。
23.根据权利要求22所述的移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备是移动电话。
24.一种具有如权利要求17所述的键盘的移动终端设备，所述移动终端设备还具有壳体、电池和扬声器，其中，在壳体上设置有用于对电池进行充电的充电触点以及至少一个扬声器孔，其中，所述扬声器布置在所述壳体中与扬声器孔相邻的位置，其特征在于，所述充电触点和所述扬声器孔设置在壳体(46)的同一边缘。
25.根据权利要求24所述的移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备具有用于检测所述键盘是否位于触摸屏中的传感器。
26.根据权利要求25所述的移动终端设备，其特征在于，所述传感器是磁传感器、接近传感器或光敏传感器。
27.根据权利要求25所述的移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备具有一个控制装置，所述控制装置与传感器连接以检测键盘是否附接在触摸屏上，并且在键盘附接在触摸屏上时将移动终端设备切换至键盘模式，并且在键盘未附接在触摸屏上时将移动终端设备切换至触摸屏模式。
28.根据权利要求27所述的移动终端设备，其特征在于，在触摸屏上的键盘模式下，预定区域被切换为对输入灵敏，所述输入分别配设有一个操作元件。
29.根据权利要求27所述的移动终端设备，其特征在于，在未被键盘覆盖的触摸屏区域上的键盘模式下，输入区域被切换为有限制性的灵敏。
30.根据权利要求27所述的移动终端设备，其特征在于，在键盘模式下，仅激活移动终端设备的的预设的基本功能。
31.根据权利要求27所述的移动终端设备，其特征在于，键盘模式和触摸屏模式都有一个或多个顶部屏幕显示，其中，在任意屏幕显示中调用应用程序或操作时，将调用并显示下一级屏幕显示，其中，每个下一级屏幕显示均具有返回功能，操作该功能后将调用上一级屏幕显示。
32.根据权利要求31所述的移动终端设备，其特征在于，在触摸屏模式下，返回功能由具有触敏区域的触摸操作元件表示，在所述触敏区域中显示有表示单词“返回”的字符，并且在键盘模式下，返回功能由键盘的操作元件表示，在触摸屏上显示的表示单词“返回”的字符被分配给操作元件。
33.根据权利要求24所述的移动终端设备，其特征在于，在与触摸屏相邻的位置上布置了两个笔直的、突出的条，这些条彼此间隔开，使得键盘之间几乎没有间隙。
34.根据权利要求24所述的移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备是移动电话。
35.根据权利要求30所述的移动终端设备，其特征在于，所述基本功能是打电话和/或读取和发送短消息。
36.一种用于操作具有如权利要求1所述的薄膜键盘的电容式触摸屏的方法，其中，在第一步骤中，将键盘的导电膜与触摸屏设置为电气间隔，其特征在于，在第二步骤中，在设置于导电膜的背向触摸屏的一侧上的电绝缘层上通过手指的按压使导电膜与触摸屏电接触，从而在触摸屏上操作虚拟操作界面。
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