CN108803888A - 一种键盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种键盘，包括壳体和按键，还包括动作捕捉装置，动作捕捉装置固定安装在壳体的边缘，动作捕捉装置在按键上方形成电磁波平面，手在按键上滑动时，手指遮挡电磁波后，动作捕捉装置可检测出手的运动状态和位置，判断手的动作手势，可以让有键程的键盘按键区域表面实现触摸板功能，可实现移动指针以替代鼠标的功能，在操作键盘输入和移动指针的两种操作之间切换便捷，工作效率高。

Description

一种键盘
技术领域
本发明涉及计算机外设输入设备技术领域，具体涉及一种键盘。
背景技术
现有的有键程的键盘和笔记本电脑中的键盘通常只有按键功能，需要另外连接鼠标控制指针移动，在操作键盘和操作鼠标切换过程中，手需要在键盘和鼠标之间来回移动，降低了工作效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种键盘，使有键程的键盘按键表面就可触控，可代替鼠标和触摸板，还可以提供多点手势操作，用以解决现有在操作键盘和操作鼠标切换过程中，手需要在键盘和鼠标之间来回移动导致工作效率降低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例的技术方案为：
一种键盘，包括壳体和按键，还包括动作捕捉装置，动作捕捉装置固定安装在壳体的边缘，动作捕捉装置通过发射探测波在按键上方形成探测波平面捕捉进入探测波平面内物体的运动状态。
本发明实施例进一步设置为：所述壳体边缘固定连接有一圈边框，所述按键位于边框内侧，动作捕捉装置固定连接在边框的内侧壁上，动作捕捉装置为红外对射传感器。
本发明实施例进一步设置为：所述边框为矩形框状，所述红外对射传感器具有两组，每一组红外对射传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端分别位于边框内侧的两个相对的面上。
本发明实施例进一步设置为：所述动作捕捉装置为CCD线性阵列探测器，CCD线性阵列探测器具有一对且分别固定连接在所述壳体的边缘，两个CCD线性阵列探测器分别位于壳体的其中两个相邻的角上；壳体的边缘固定连接有反射膜，反射膜位于壳体在两个CCD线性阵列探测器所在边的相对的另外三条边上。
本发明实施例进一步设置为：所述动作捕捉装置为微型雷达，微型雷达发射电磁波，在按键上形成电磁波面，当物体进入电磁波面遮挡后，电磁波经过反射后形成回波，微型雷达接收回波，通过对回波计算确认物体坐标和运动状态。
本发明实施例进一步设置为：所述动作捕捉装置包括红外线发射器和红外线接收装置，红外线发射器固定连接在所述壳体边缘的中心位置，红外线接收装置与壳体相固定连接且位于红外线发射器的上方。
本发明实施例进一步设置为：所述动作捕捉装置为声波雷达，声波雷达发射声波，在按键上形成声波面，当物体进入声波面遮挡后，声波经过反射后形成回波，声波雷达接收回波，通过对回波计算确认物体坐标和运动状态。
本发明实施例进一步设置为：所述壳体断开分为两部分，按键分别位于两部分壳体上，两部分壳体上均设有动作捕捉装置。
本发明实施例具有如下优点：
1、使用按键输入字符过程中，可通过手指在按键区域的移动或特定的动作来控制指针移动，实现鼠标的功能，字符输入和指针移动两种操作之间切换便捷，工作效率高；
2、壳体断开分为两部分，两只手可分别对两部分键盘进行操作，在座在椅子上时，将两部分键盘分别固定在椅子的扶手上，便于坐靠在椅子上对两部分键盘同时操作，提高使用的舒适度，提高操作效率。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是图1中A-A处的剖视图；
图3是图1中B-B处的剖视图；
图4是实施例1中体现红外对射传感器工作原理的示意图；
图5是实施例2的结构示意图；
图6是实施例2中体现CCD线性阵列探测器工作原理的示意图；
图7是实施例3的结构示意图；
图8是实施例3中体现微型雷达工作原理的示意图；
图9是实施例4的结构示意图；
图10是实施例5中体现红外线发射器和红外线接收装置工作原理的示意图。
其中，
1、壳体；11、边框；
2、按键；
3、红外对射传感器；31、发射端；32、接收端；
4、CCD线性阵列探测器；41、反射膜；
5、微型雷达；
6、红外线发射器；
7、红外线接收装置。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种键盘，如图1所示，包括壳体1和按键2(为避免按键2按键区域的轮廓线对整体视图轮廓线造成的干扰，按键2的细节轮廓线予以省略)，结合图2和图3，还包括动作捕捉装置，本实施例中的动作捕捉装置为红外对射传感器3，红外对射传感器3固定安装在壳体1的边缘，动作捕捉装置用于捕捉按键2上方物体的运动状态。壳体1边缘固定连接有一圈边框11，按键2位于边框11内侧，动作捕捉装置固定连接在边框11的内侧壁上。
结合图4，边框11为矩形框状，红外对射传感器3具有两组，每一组红外对射传感器3包括呈直线排布的发射端31和呈直线排布的接收端32且两者相互平行，发射端31和接收端32分别位于边框11内侧的两个相对的面上，红外端与接收端32之间的连线位于按键2的上方，发射端31和接收端32之间的连线构成一个网格状红外光平面(平面指的是光线宏观上运动路径构成的面)。红外对射传感器3与键盘内部的芯片电连接，手操作键盘过程中，手指遮挡在两组红外对射传感器3的发射端31和接收端32之间，手在键盘上方的不同位置处遮挡的红外对射传感器3位置不同，芯片计算被遮挡的红外对射传感器3位置获得手在按键2上方的坐标参数，手指在按键2上方起落过程中可使同一位置处的发射端31和接收端32对射间隔通断，根据间隔通断的间隔时长以及坐标发生的位移变化速度以及坐标发生的变化值可分析获得手在按键2上方进行的动作，从而判断手是在敲打按键2还是在移动指针(替代鼠标移动指针)。在输入字符和移动指针两种操作之间切换便捷，可提高工作效率。
本实施例适用于有键程的键盘、笔记本电脑键盘。
实施例2
一种键盘，与实施例1的不同之处在于，如图5所示，动作捕捉装置为CCD线性阵列探测器4，CCD线性阵列探测器4具有一对且分别固定连接在壳体1的边缘，两个CCD线性阵列探测器4分别位于壳体1的其中两个相邻的角上；两个CCD线性阵列探测器4位于壳体1靠近人体的一侧(以人使用键盘时的相对位置为参考)。壳体1的边缘固定连接有反射膜41，反射膜41位于壳体1在两个CCD线性阵列探测器4所在边的相对的另外三条边上。
结合图6，CCD线性探测器4内集成有红外线发射装置(图中未画出)，红外线发射装置的光线发射方向与CCD线性探测器4光线接收方向平行，CCD线性阵列探测器4的红外线发射装置发出红外线，红外线经过反射膜41反射后进入CCD线性阵列探测器4的接收模块中。CCD线性阵列探测器4发射模块发出的红外线在按键2上方交叉构成一个红外线平面(红外线宏观上运动路径构成的面)，在没有手指阻挡时，CCD线性探测器4检测到的是一条完整的光带，当手指在按键2区域中挡住光线传播路径时，在CCD线性探测器4测到的光带中会出现没有经过反射膜41反光的区域，根据对应的区域计算出手指在按键2区域的位置，是一种交叉点测试定位方式。
手指遮挡红外线后，可阻断CCD线性阵列探测器4的发生模块与CCD线性阵列探测器4的接收模块之间的传递，CCD线性阵列探测器4与键盘内部的芯片电连接，芯片根据手指遮挡红外线的位置计算分析手的实时位置，根据手在同一位置遮挡的时间以及手起落造成的间隔式通断的间隔时间判断手的动作。
本实施例适用于有键程的键盘、笔记本电脑键盘。
实施例3
一种键盘，与实施例1的不同之处在于，如图7所示，动作捕捉装置为微型雷达5(如谷歌研发的Project Soli)，微型雷达5与键盘中的芯片电连接，微型雷达5固定连接在壳体1边缘的中心位置，微型雷达5位于壳体1相对人体的另一边(人使用键盘时，微型雷达5位于键盘与人相对的另一边)。结合图8，微型雷达5发射出的电磁波在按键2上方形成一个电磁波平面，手在按键2上方工作时遮挡电磁波后，电磁波反射回到微型雷达5中，微型雷达5根据收发的时间差测得手指的位置数据和相对距离，经过计算可得到手指的坐标和运动状态。本实施例适用于有键程的键盘、笔记本电脑键盘。
动作捕捉装置不局限于采用电磁波作为探测波，也可以采用声波作为探测波，如采用声波雷达作为探测波发射装置。
实施例4
一种键盘，与实施例1的不同之处在于，如图9所示，壳体1断开分为两部分，按键2分别位于两部分壳体1上，两部分壳体1上均设有动作捕捉装置，两部分键盘内部的控制电路板通过无线通信模块或数据线连接。两只手可分别对两部分键盘进行操作，在座在椅子上时，将两部分键盘分别固定在椅子的扶手上，便于坐靠在椅子上对两部分键盘同时操作，提高使用的舒适度，提高操作效率。
实施例5
一种键盘，与实施例1的不同之处在于，如图10所示(图10中F所指的为使用者的手指示意图)，动作捕捉装置包括红外线发射器6和红外线接收装置7(如摄像头、照相机等)，红外线接收装置7与键盘内部的芯片电连接，红外线发射器6固定连接在壳体1边缘的中心位置，红外线接收装置7与壳体1相固定连接且位于红外线发射器6的正上方，红外线发射器6发出的红外电磁波在按键2上方形成光平面，手指遮挡电磁波后，光反射进入红外线接收装置7，红外线接收装置7根据接收的反射电磁波角度计算得出手的位置，根据位置变化值和变化速度判断手的动作。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种键盘，包括壳体(1)和按键(2)，其特征是：还包括动作捕捉装置，动作捕捉装置固定安装在壳体(1)的边缘，动作捕捉装置通过发射探测波在按键(2)上方形成探测波平面捕捉进入探测波平面内物体的运动状态。
2.根据权利要求1所述的一种键盘，其特征是：所述壳体(1)边缘固定连接有一圈边框(11)，所述按键(2)位于边框(11)内侧，动作捕捉装置固定连接在边框(11)的内侧壁上，动作捕捉装置为红外对射传感器(3)。
3.根据权利要求2所述的一种键盘，其特征是：所述边框(11)为矩形框状，所述红外对射传感器(3)具有两组，每一组红外对射传感器(3)包括发射端(31)和接收端(32)，发射端(31)和接收端(32)分别位于边框(11)内侧的两个相对的面上。
4.根据权利要求1所述的一种键盘，其特征是：所述动作捕捉装置为CCD线性阵列探测器(4)，CCD线性阵列探测器(4)具有一对且分别固定连接在所述壳体(1)的边缘，两个CCD线性阵列探测器(4)分别位于壳体(1)的其中两个相邻的角上；壳体(1)的边缘固定连接有反射膜(41)，反射膜(41)位于壳体(1)在两个CCD线性阵列探测器(4)所在边的相对的另外三条边上。
5.根据权利要求1所述的一种键盘，其特征是：所述动作捕捉装置为微型雷达(5)，微型雷达发射电磁波，在按键(2)上形成电磁波面，当物体进入电磁波面遮挡后，电磁波经过反射后形成回波，微型雷达接收回波，通过对回波计算确认物体坐标和运动状态。
6.根据权利要求1所述的一种键盘，其特征是：所述动作捕捉装置包括红外线发射器(6)和红外线接收装置(7)，红外线发射器(6)固定连接在所述壳体(1)边缘的中心位置，红外线接收装置(7)与壳体(1)相固定连接且位于红外线发射器(6)的上方。
7.根据权利要求1所述的一种键盘，其特征是：所述动作捕捉装置为声波雷达，声波雷达发射声波，在按键(2)上形成声波面，当物体进入声波面遮挡后，声波经过反射后形成回波，声波雷达接收回波，通过对回波计算确认物体坐标和运动状态。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种键盘，其特征是：所述壳体(1)断开分为两部分，按键(2)分别位于两部分壳体(1)上，两部分壳体(1)上均设有动作捕捉装置。
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