CN110879663A - 应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘 - Google Patents

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张佳恒
顾晓红
张敏敏
赵海
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
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Abstract

本发明涉及一种应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘，其中该电路基板设置有铜箔层和至少一个铜板传感器，所述的铜箔层和各个所述的铜板传感器相互隔离，并产生具有边缘效应的电场。采用了该发明中的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘，使得当外部非绝缘导体靠近键盘时，由于边缘电场效应的变化，键盘会被自动唤醒，相对于现有的通过直接接触键盘唤醒的方式，本发明的悬浮唤醒式键盘具有更为灵敏的响应方式，同时本发明通过合理设置电路硬件参数，以提高检测电容变化的灵敏度，提升了用户的体验感。

Description

应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及智能唤醒技术领域，具体是指一种应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘。
背景技术
以目前市场上的键盘为例，当键盘长时间不用时，键盘就会进入睡眠(低功耗)模式，只有再次使用键盘时，键盘才会唤醒，从而恢复正常工作。
现有的键盘唤醒方式一般都是按下键盘上的实体按键实现唤醒或者按下键盘上的触控按键(板)实现唤醒，当然也存在直接点击鼠标等唤醒方式。但上述采用直接触摸键盘或鼠标的方式存在着如下缺陷：当用户的手不方便直接与键盘或鼠标相接触时，无法实现键盘唤醒，没有达到良好的用户体验效果。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘。
为了实现上述目的，本发明的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘具有如下构成：
该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，其主要特点是，所述的电路基板设置有铜箔层和至少一个铜板传感器，所述的铜箔层和各个所述的铜板传感器相互隔离，并产生具有边缘效应的电场。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板中，所述铜板传感器的数量为两个，两个L形所述的铜板传感器对称设置于所述电路基板的左右区域。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板中，两个所述的铜板传感器设置于所述电路基板的中下位置。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板的铜箔层与接地层相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘，其主要特点是，所述的键盘包括上述应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板；以及，
检测单元，设置于触控芯片中，并与各个所述铜板传感器相连接，用于检测各个所述铜板传感器对地的电容值；
唤醒信号传输单元，设置于所述的触控芯片中，与所述的检测单元相连接，用于在所述电容值达到预设阈值时，传输唤醒信号至键盘主控芯片。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的键盘主控芯片与各个键盘按键相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘通过USB接口与PC电脑终端相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘通过无线通信与PC电脑终端相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的无线通信包括蓝牙通信和射频通信。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的触控芯片的扫描频率在450KHz～550KHz之间，所述触控芯片的充电电流在80uA～100uA之间。
采用了该发明中的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘，使得当外部非绝缘导体靠近键盘时，由于边缘电场效应的变化，键盘会被自动唤醒，相对于现有的通过直接接触键盘唤醒的方式，本发明的悬浮唤醒式键盘具有更为灵敏的响应方式，同时本发明通过合理设置电路硬件参数，以提高检测电容变化的灵敏度，提升了用户的体验感。
附图说明
图1为本发明的悬浮唤醒式键盘的总体示意图。
图2至图4为本发明的悬浮唤醒式键盘的等效电路图。
图5为本发明的悬浮唤醒式键盘的主要连接结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明涉及一种应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，该电路基板设置有铜箔层和至少一个铜板传感器，所述的铜箔层和各个所述的铜板传感器相互隔离，并产生具有边缘效应的电场。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板中，所述铜板传感器的数量为两个，两个L形所述的铜板传感器对称设置于所述电路基板的左右区域。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板中，两个所述的铜板传感器设置于所述电路基板的中下位置。
在一实施例中，该应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板的铜箔层与接地层相连接，并且该铜箔层在电路基板的非布线区均需铺设，上述非布线区指各个所述的铜板传感器的放置区域以及一些必要的电路器件布线区域以外的区域。
请参阅图5所示，本发明还涉及一种悬浮唤醒式键盘，包括上述应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板；以及，
检测单元，设置于触控芯片中，并与各个所述铜板传感器相连接，用于检测各个所述铜板传感器对地的电容值；
唤醒信号传输单元，设置于所述的触控芯片中，与所述的检测单元相连接，用于在所述电容值达到预设阈值时，传输唤醒信号至键盘主控芯片。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的键盘主控芯片与各个键盘按键相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘通过USB接口实现与PC电脑终端之间的通信。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘通过无线通信与PC电脑终端相连接。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的无线通信包括蓝牙通信和射频通信。
在一实施例中，该悬浮唤醒式键盘的触控芯片的扫描频率在450KHz～550KHz之间，所述触控芯片的充电电流在80uA～100uA之间。
优选地，该悬浮唤醒式键盘的触控芯片的扫描频率为500KHz，该触控芯片的充电电流为100uA。
在一具体实施方式中，本发明的射频通信方式包括但不限于NFC(Near FieldCommunication)近距离无线通信、RFID(Radio Frequency Identification)通信。
在一具体实施方式中，请先参阅图2所示，本发明的悬浮唤醒键盘由传感器铜块和铺地的铜箔层构成，当两者靠得很近时，由于耦合现象的存在，故会产生一个电容值Cp，其属于寄生电容，典型数量级在10pF至300pF之间。再请参阅图3所示，由于传感器铜块和铜箔层之间形成的一边缘电场能够穿透外覆层，使得当人体的手靠近边缘电场附近时，人体的手和传感器铜块、铜箔层之间也会产生一个寄生电容。因为人体组织是导电的，可以将人体看作为连接大地的导体，因此图3最终可以等效为图4，即人体的手使得传感器铜块和铜箔层之间增加了一个附加电容Cf，其电容值的数量级在0.1pF至10pF，假设传感器铜块对地测得的电容值为Cx，那么，当没有手指靠近感应传感器铜块时，Cx≈Cp；当手指靠近时候，Cx≈Cp+Cf，同时对上述检测到的电容值进行累加滤波计算，有效地滤除了环境噪声。
在一具体实施方式中，本发明通过合理设置电路硬件参数，具体来说，可设置触控芯片的扫描频率在500KHz附近，以及触控芯片的充电电流在100uA附近，以提高检测电容变化的灵敏度。优选地，可适当增加本发明中铜板传感器的面积，并分布于键盘中下端的左右两侧，从而增加传感器铜块和铜箔层之间形成的边缘电场的电场效应面积。
采用了该发明中的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板以及相应键盘，使得当外部非绝缘导体靠近键盘时，由于边缘电场效应的变化，键盘会被自动唤醒，相对于现有的通过直接接触键盘唤醒的方式，本发明的悬浮唤醒式键盘具有更为灵敏的响应方式，同时本发明通过合理设置电路硬件参数，以提高检测电容变化的灵敏度，提升了用户的体验感。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，其特征在于，所述的电路基板设置有铜箔层和至少一个铜板传感器，所述的铜箔层和各个所述的铜板传感器相互隔离，并产生具有边缘效应的电场。
2.根据权利要求1所述的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，其特征在于，所述铜板传感器的数量为两个，两个L形所述的铜板传感器对称设置于所述电路基板的左右区域。
3.根据权利要求2所述的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，其特征在于，两个所述的铜板传感器设置于所述电路基板的中下位置。
4.根据权利要求1所述的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板，其特征在于，所述的铜箔层与接地层相连接。
5.一种悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述的键盘包括权利要求1至4中任一项所述的应用于悬浮唤醒式键盘的电路基板；以及，
检测单元，设置于触控芯片中，并与各个所述铜板传感器相连接，用于检测各个所述铜板传感器对地的电容值；
唤醒信号传输单元，设置于所述的触控芯片中，与所述的检测单元相连接，用于在所述电容值达到预设阈值时，传输唤醒信号至键盘主控芯片。
6.根据权利要求5所述的悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述的键盘主控芯片与各个键盘按键相连接。
7.根据权利要求5所述的悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述的悬浮唤醒式键盘通过USB接口与PC电脑终端相连接。
8.根据权利要求5所述的悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述的悬浮唤醒式键盘通过无线通信与PC电脑终端相连接。
9.根据权利要求8所述的悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述的无线通信包括蓝牙通信和射频通信。
10.根据权利要求5所述的悬浮唤醒式键盘，其特征在于，所述触控芯片的扫描频率在450KHz～550KHz之间，所述触控芯片的充电电流在80uA～100uA之间。
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