CN113608624A - 键盘和操作键盘的方法以及用于导航主机设备的系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种键盘和操作键盘的方法以及用于导航主机设备的系统，该用于导航主机设备的系统包括主机设备、用作图形用户接口(GUI)的显示器以及具有导航控制功能的键盘。该键盘至少包括框架、多个键、一个或更多个键顶触摸传感器、一个或更多个边缘触摸传感器以及键盘通信接口。该键盘是能够进行下述的多合一的输入设备：能够操作地接收来自用户的文本输入、鼠标光标输入以及姿势输入，将它们发送至主机设备，并且控制主机设备的GUI。有利地，键盘可以代替常规的键盘和鼠标而不牺牲任一装置的单独功能。

Description

键盘和操作键盘的方法以及用于导航主机设备的系统

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2020年5月4日提交的美国临时申请第63/019,809号的权益和优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及一种用于计算机的输入设备，并且更具体地，涉及一种用于计算机的导航输入设备。

背景技术

键盘是通常与个人计算机、平板电脑、游戏控制台或相关计算设备结合使用的输入设备，以实现来自用户的文本输入。通常，键盘以键或按钮的布置为特征，其中特定键或键的组合的致动对应于字母数字字符到计算机中的输入。

在过去，许多计算机采用字符用户接口(CUI)，所述接口接收和呈现仅字母数字格式的信息。因此，具有文本输入能力的常规键盘可能足以作为操作这些计算机所需的唯一输入设备。然而，现在许多较新的计算设备采用图形用户接口(GUI)，所述接口可视地再现用户与设备之间的交互。GUI可以在监视器上显示，并且以虚拟图标、窗、菜单、指针等为特征。对于这些计算设备，具有导航控制功能的附加输入设备可以是有益的或者甚至是必需的，以实现用户控制。例如，鼠标、指示杆或操纵杆可以实现控制在GUI内的虚拟指针的二维导航输入，也称为鼠标光标输入。同样，触控板(trackpad)或触摸板可以实现相同的特征，但可以进一步识别导航输入的特定模式并将该导航输入的特定模式映射到预编程的功能，也称为姿势输入。因此，许多现代计算设备利用键盘和鼠标两者作为互补输入设备，或者利用键盘和触控板两者作为互补输入设备。

因为键盘和鼠标在传统上是不同的装置，所以用户在操作计算机时可能需要频繁地从一个设备切换至另一个设备，从而在过程中遭受中断。切换可能是物理上的干扰，特别是当输入设备在物理上相距较远时，以及切换也可能是精神上的干扰。例如，用户可能需要在每次他们的手离开键盘时将他们的手指重新定位在正确的键上，这潜在地中断用户的思路。一些现有技术设计已经试图通过将常规键盘和常规触控板组合至单个输入设备中来解决这种低效率。遗憾地是，现有技术的设计也可能损害任一设备或两个设备的单独的功能。

在由Innopresso公司设计和销售的2合1触摸板融合键盘中找到了现有技术的这样的一个示例。该产品以QWERTY键盘和支承其键的多个触摸传感器为特征，使得整个键盘表面用作单个触控板。然而，为了实现键盘和触控板两者的功能，融合键盘可能会损害两种输入模式的人体工程学。特别地，融合键盘以窄键距(相邻键之间的距离)为特征，这可能会妨碍用户区分这些键之间的能力，从而降低键入的准确性和总体舒适度。融合键盘还放弃了键盘状(key dish)(每个单独的键的轻微凹入形状)，放弃了被设计成帮助引导用户的手指并使其保持在正确的键上的机制。可以推断出，键距被设计为窄并且键盘状被取消，以促进融合键盘的触控板外观，即以更好地近似常规触控板的表面平坦度。即使这样，任何尺寸的键距的存在都会在触控板表面中产生不规则性，这可能会降低针对鼠标光标输入和姿势输入的融合键盘的功效。

发明内容

在本领域中仍然需要一种既能实现键盘功能又能实现导航控制功能而不单独牺牲任一设备的效率、准确性或舒适性的输入设备。

根据本公开内容的一方面，公开了一种具有导航控制功能的键盘。键盘包括：框架；由框架支承的多个键；一个或更多个键顶触摸传感器，每个传感器位于多个键之一的表面上；一个或更多个边缘触摸传感器，每个传感器位于框架的边缘上；以及通信接口，该通信接口用于输出从一个或更多个键顶触摸传感器或者一个或更多个边缘触摸传感器接收的一个或更多个导航控制信号。

实施方式的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和完成。前面的总体描述和下面的详细描述两者均作为示例给出，并且是说明性的而不是对所要求保护的本发明的限制。

附图说明

将通过使用附图，以附加的特性和细节来描述和说明示例实施方式，在附图中：

图1示出了根据本公开内容的实施方式的用于导航主机设备的系统，该系统包括主机设备和具有导航控制功能的键盘。

图2示出了根据本公开内容的另一实施方式的用于导航主机设备的系统的高级示意图，该系统包括主机设备和具有导航控制功能的键盘。

图3示出了根据本公开内容的又一实施方式的用于导航主机设备的系统的详细示意图，该系统包括主机设备和具有导航控制功能的键盘。

图4示出了表示根据本公开内容的鼠标坐标转换函数并且特别是指数输出函数的图。

图5示出了表示根据本公开内容的鼠标坐标转换函数并且特别是连续输出函数的图。

图6示出了描绘根据本公开内容的实施方式的操作具有导航控制功能的键盘的方法的流程图。

图7示出了与图6所示的方法的步骤并且特别是检测触发的步骤对应的用户动作的图示。

图8示出了与图6所示的方法的步骤并且特别是其中键盘处于文本输入操作模式对应的用户动作的图示。

图9示出了与图6所示的方法的步骤并且特别是其中键盘处于鼠标光标输入模式对应的用户动作的图示。

图10示出了与图6所示的方法的步骤并且特别是其中键盘处于姿势输入模式对应的用户动作的图示。

图11示出了与图6所示的方法的步骤并且特别是其中键盘处于光标姿势输入模式对应的用户动作的图示。

图12A示出了根据本公开内容的实施方式的与操作具有导航控制功能的键盘的方法对应的用户动作的图示。

图12B示出了根据本公开内容的实施方式的与操作具有导航控制功能的键盘的方法对应的用户动作的图示。

图12C示出了根据本公开内容的实施方式的与操作具有导航控制功能的键盘的方法对应的用户动作的图示。

图12D示出了根据本公开内容的实施方式的与操作具有导航控制功能的键盘的方法对应的用户动作的图示。

具体实施方式

现在参照附图并且具体参照图1，用于导航主机设备的系统通常由附图标记1指代。系统1包括：主机设备10，该主机设备10包括显示器12和主机通信接口14；以及具有导航控制功能的键盘100。键盘100可以包括：至少一个框架101；由框架101支承的多个键110；一个或更多个键顶触摸传感器120，每个传感器120位于多个键110之一的表面上；一个或更多个边缘触摸传感器130，每个边缘触摸传感器130位于框架101的边缘上；以及键盘通信接口160。键盘100既可以作为常规键盘操作又可以作为导航输入设备即鼠标或触控板操作。因此，键盘100可以将文本输入、鼠标光标输入和姿势输入输入至主机设备10中。

现在转向图2，示出了键盘100的高级示意图。键盘100包括用户可以通过其输入动作的三个输入机制：多个键110、键顶触摸传感器120和边缘触摸传感器130。另外，每个输入机制可以在设备的后端具有支持硬件和软件，所述支持硬件和软件将用户动作转换为其相应的输入类型。第一输入机制——多个键110——可以表现为可机械致动的杆、电子开关、电容式键或本领域中能够检测按键的任何其他键设计。在后端，键编码器模块115可以将按键可操作地转换为用于主机设备10的文本输入。第二输入机制——键顶触摸传感器120——可以表现为电容式焊盘、触摸传感器或者本领域中能够检测触摸的坐标和/或运动的任何其他传感器。在后端，坐标空间转换模块125可以将触摸可操作地转换为用于主机设备10的鼠标光标输入或姿势输入。第三输入机制——边缘触摸传感器130——可以表现为电容式焊盘、触摸滑块或者本领域中能够检测触摸的坐标和/或运动的任何其他传感器。同样，在后端，姿势检测模块135可以将触摸可操作地转换为用于主机设备10的姿势输入。

在本公开内容的一些实施方式中，键盘100用作与主机设备10不同的外围设备。例如，主机设备10可以是个人计算机、平板电脑、增强现实(AR)或虚拟现实(VR)头戴式显示器、游戏控制台或不包括其自己的键盘的类似计算设备。在这样的情况下，键盘通信接口160使得能够与主机10进行有线或无线连接，通过所述有线或无线连接来传输来自键编码器115、坐标空间转换模块125和姿势检测模块135的输出。通信接口160可以为通用串行总线(USB)、诸如Wi-Fi或蓝牙的射频(RF)信道、红外(IR)信道或本领域中已知的另一通信协议，本文不旨在对此进行限制。在本公开内容的其他实施方式中，键盘100本身可以用作主机设备10。例如，键盘100可以是智能电话、移动计算机等。在这样的情况下，键盘100还可以包括嵌入式计算机170，该嵌入式计算机170被配置成基于来自键盘的输入来接收和处理操作指令。

现在转向图3，示出了系统1的详细示意图。在图2介绍了三个输入机制及其相应后端模块的高级概述的情况下，图3分解了在功能上启用每个输入机制和模块的特定部件。

第一输入机制——多个键110——可以是以常规的QWERTY布局布置在框架101上的电容式键，但是其他键布局也是可能的并且被设想到。第二输入机制——键顶触摸传感器120——可以是位于触发键121上并且位于从多个键110中选择的一个或更多个归位键(home keys)122、123上的电容式焊盘。在功能上，归位键122、123可以用于接收导航输入，而触发键121可以用于在键盘的操作模式之间进行切换。在实施方式中，空格键被指定为触发键121，而F键和J键分别被指定为归位键122和归位键123。在其他实施方式中，其他键110或键110的组合可以替代地被选择为触发键121或归位键122、123。最后，边缘触摸传感器130可以是位于框架101的一个或更多个边缘上的电容式焊盘。在图1所示的实施方式中，可以存在放置在键盘100的顶部、底部、左侧和右侧边界中的每一个上的边缘触摸传感器130。然而，在其他实施方式中，可以存在不同数目或不同布置的边缘触摸传感器130，本文不旨在对此进行限制，只要它们的放置不干扰多个键110或键顶触摸传感器120的性能即可。

现在转向图3，键盘100还可以包括印刷电路板(PCB)190和一个或更多个电子电路，例如一个或更多个集成电路(IC)，或更具体地，在PCB 190上实现的一个或更多个专用集成电路(ASIC)192。键盘通信接口160也可以在PCB 190上实现，或者键盘通信接口160可以在键盘100的另一电路板上实现。在任一情况下，ASIC 192接收来自三个输入机制的模拟信号，对这些信号进行处理，并且将它们传输至接口160，用于随后与主机设备10的通信。

为了对模拟信号进行处理，ASIC 192首先实现模数转换器(ADC)194。ADC 194可以将来自多个键110的模拟按键信号转换为数字按键信号；将来自键顶触摸传感器120的模拟键顶触摸信号转换为数字键顶触摸信号；以及/或者将来自边缘触摸传感器130的模拟边缘触摸信号转换为数字边缘触摸信号。在一些实施方式中，在由ADC 194进行转换之后，数字信号直接可以被发送至通信接口160。在其他实施方式中，通过ASIC192的附加模块对数字信号进行进一步处理，ASIC 192的附加模块将信号转换为适当的文本输入、鼠标光标输入或姿势输入格式。这些附加模块包括触摸滑块编码器195、击键检测器196、触摸板XY编码器197、信号转换器198和鼠标坐标转换器199，下面将详细讨论它们中的每一个。

触摸滑块编码器195通过本领域已知的硬件、固件或软件装置的任意组合将来自ADC 194的数字边缘触摸信号可操作地转换为姿势输入。特别地，除其他可能的因素之外，触摸滑块编码器195可以考虑边缘触摸传感器130上的触摸的位置和/或边缘触摸传感器130上的触摸的运动作为时间的函数。触摸滑块编码器195可以能够解释本领域常见的任何数目的姿势，包括但不限于：水平滚动、竖直滚动、放大、缩小、平移和任务切换。在转换之后，姿势输入被发送至接口160并且被传送至主机设备10。

击键检测器196接收来自ADC 194的数字按键信号，并且确定数字按压信号是否被用户登记为预期击键(而不是说，错误激活)。在多个键110为电容式键的情况下，击键检测器196可以测量数字按键信号中的所产生的电容变化，并且将所述电容变化与预定的电容阈值进行比较。如果超过阈值，则击键检测器196将信号登记为击键，如果未超过阈值，则击键检测器196将信号不登记为击键。在键盘100采用机械键或电开关代替电容式键的情况下，击键检测器196可以替代地通过类似的机械阈值或电阈值来限定数字按键信号。在登记了击键之后，击键检测器196可以将击键信号和键码传输至信号转换器198，其中击键信号标识击键的存在，并且键码标识被按下的特定键110。

触摸板XY编码器197通过本领域已知的硬件、固件或软件装置的任意组合将来自ADC 194的数字键顶触摸信号可操作地转换为导航信息。导航信息可以描述例如作为时间的函数的触摸的XY坐标。随后，触摸板XY编码器197将导航信息发送至信号转换器198用于进一步处理。

信号转换器198接收来自击键检测器196的击键信号和键码，接收来自触摸板XY编码器197的导航信息，以及确定哪个输入(文本、鼠标光标或姿势)是由用户预期的。应当理解，因为键顶触摸传感器120位于多个键110上，所以用户可以在键入即预期输入文本输入时触摸键顶触摸传感器120。在这种情况下，信号转换器198可以既接收导航信息又接收击键信号，并且必须确定用户是否预期输入文本输入、鼠标光标输入或姿势输入。在另一情况下，用户可以触摸键顶触摸传感器120以移动鼠标或者以输入姿势。因此，信号转换器198必须确定用户是否预期输入鼠标光标输入或姿势输入。可以根据许多因素来确定预期的输入类型，这些因素包括但不限于击键的特定组合、多个击键之间的持续时间、导航输入的特性等。在本公开内容的实际应用部分中可以找到这些标准的更详细描述。

如果信号转换器198确定预期进行输入文本，则信号转换器198可以通过本领域已知的硬件、固件或软件装置的任意组合将来自击键检测器196的击键信号和键码转换为文本输入。在一些实施方式中，文本输入可以简单地是击键信号和键码，其中不需要进一步的编码。然后，文本输入被发送至接口160并且被传送至主机设备10。

如果信号转换器198确定预期进行姿势输入，则信号转换器198可以通过本领域已知的硬件、固件或软件装置的任意组合将数字键顶触摸信号转换为姿势输入。特别地，除其他可能的因素之外，信号转换器198可以考虑键顶触摸传感器120被触摸以及/或者键顶触摸传感器120上的触摸作为时间的函数的运动。信号转换器198可以能够解释本领域常见的任何数目的姿势，包括但不限于：水平滚动、竖直滚动、放大、缩小、平移和任务切换。在转换之后，姿势输入被发送至接口160并且被传送至主机设备10。

如果信号转换器198确定预期进行鼠标光标输入，则信号转换器198可以将导航信息从触摸板XY编码器197传输至鼠标坐标转换器199。进而，鼠标坐标转换器199通过本领域已知的硬件、固件或软件装置的任意组合将导航信息转换为鼠标光标输入。特别地，鼠标坐标转换器199可以通过图4和图5所示的两种方法之一对导航信息执行坐标转换。虽然图3示出了ASIC 192被部署在PCB 190上以实现各种模块194至199，但是应当理解，可以使用一个或更多个ASIC或不同于ASIC的IC来实现这些各种模块及其功能。

如在图4所见，可以通过指数输出来转换导航信息。在该方法中，在键顶触摸传感器120上的线性手指移动被映射到鼠标光标的指数移动。因为每个键顶触摸传感器120在尺寸上都受限于键110的表面积，所以指数输出使得用户能够快速导航显示器12的较大区域。在图5所见的替选方法中，可以通过边缘上的连续输出来转换导航信息。在该方法中，结束并停留在键顶触摸传感器120的边缘上的手指移动将使鼠标光标以其先前的动量移动。在不同的实施方式中，鼠标光标可以保持其先前的速度或者可以以设定的速度移动；以及/或者鼠标光标可以保持其先前的轨迹或者可以沿基于最后的触摸位置的方向移动。与指数输出类似，边缘上的连续输出使得用户能够快速导航显示器12的较大距离，而不考虑键顶触摸传感器120的表面积。在转换之后，鼠标坐标转换器199将鼠标光标输入发送至接口160，在接口160处，鼠标光标输入被传送至主机设备10。

继续参照图3，接口160将文本输入、鼠标光标输入或姿势输入传送至主机设备10，并且具体地传送至主机通信接口14。随后，主机设备10对该输入进行解释并且相应地表现，通过显示器12输出GUI的变化。用户在读取GUI的变化时，可以继续输入新的输入，并且从而重复该循环。在键盘100本身是主机设备10即具有嵌入式计算机170的情况下，接口160与接口14之间的通信可以被放弃，或者可以简单地在内部执行。以下是针对三个输入机制中的每个输入机制从键盘100上的用户动作到被主机10的接收的完整流水线的三个示例。

根据第一输入机制，用户可以使用多个键110来键入。从每个键110所得到的模拟按键信号可以被发送至ADC 194并且被转换为数字按键信号。接下来，数字按键信号可以被发送至击键检测器196并且被转换为击键信号和键码。击键信号和键码可以被发送至信号转换器198，在信号转换器198处，确定输入文本确实是由用户预期的。然后，信号转换器198可以将击键信号和键码作为文本输入发送至接口160，其中可能需要或可能不需要附加的编码。之后，接口160将文本输入发送至主机设备10。

根据第二输入机制，用户可以使用边缘触摸传感器130输入姿势。该姿势可以是例如从左至右的滑动运动。从边缘触摸传感器130所得到的模拟边缘触摸信号可以被发送至ADC 194并且被转换为数字边缘触摸信号。接下来，数字边缘触摸信号可以被发送至触摸滑块编码器195并且被转换为姿势输入。然后，触摸滑动编码器195可以将姿势输入发送至接口160，在接口160处，姿势输入随后被传送至主机设备10。

根据第三输入机制，用户还可以使用键顶触摸传感器120输入姿势。该姿势可以是例如两个归位键122、123的键顶触摸传感器120上的两个同时的从左至右的滑动运动。所得到的模拟键顶触摸信号可以被发送至ADC 194并且被转换为数字键顶触摸信号。接下来，数字键顶触摸信号可以被发送至触摸板XY编码器197并且被转换为导航输入。导航输入被传输至信号转换器198，在信号转换器198处，确定姿势输入确实是由用户预期的。然后，信号转换器198可以将导航输入转换为相应的姿势输入，并且将姿势输入发送至接口160。之后，接口160将姿势输入传送至主机设备10。

替选地，根据第三输入机制，用户还可以使用键顶触摸传感器120移动光标。所得到的模拟键顶触摸信号可以被发送至ADC 194并且被转换为数字键顶触摸信号。接下来，数字键顶触摸信号可以被发送至触摸板XY编码器197并且被转换为导航输入。导航输入被传输至信号转换器198，在信号转换器198处，确定鼠标光标输入确实是由用户预期的。之后，将导航输入发送至鼠标坐标转换器199，并且通过两种坐标转换方法中的一种——指数输出或边缘上的连续输出——转换为鼠标光标输入。然后，坐标转换器199可以将鼠标光标输入发送至接口160，在接口160处，鼠标光标输入随后被传送至主机设备10。

通过遵循本文中所公开的设计，可以利用导航控制功能来实现键盘100，从而使得键盘100的用户能够容易且准确地向主机设备10输入文本输入、鼠标光标输入或姿势输入。

实际应用

本申请可以在具有图形用户接口的任何数目的计算设备中找到工业适用性，所述计算设备包括但不限于：个人计算机、平板电脑、智能手机、VR或AR头戴式显示器、视频游戏控制台、车载计算机等。特别地，键盘100可以应用于可以利用文本输入、鼠标光标输入或姿势输入的任何主机设备10，并且对利用所有这三个的那些主机设备10可以是最有用的。通过采用本文中所公开的设计，通过单个设备既可以实现键入功能又可以实现多合一GUI控制功能，从而避免对单独的键盘和鼠标、触控板或触摸板的需要。这可以减少连接至主机设备10的外部部件的数目，潜在地释放主机设备10的端口，减少功率使用，并且为用户清理空间。

此外，当与常规的键盘和鼠标相比时，本公开内容的键盘100可以实现更符合人体工程学的且有效的用户体验。通过使用键盘100，用户可以避免在他们键入和/或导航GUI时在输入设备之间进行切换，从而节省了时间并且减少了中断。键盘100有效地结合了文本和导航输入，而不牺牲任一操作的准确性或舒适性。作为用于文本输入的设备，多个键110(及其布置)可以与常规键盘的键相同。作为用于鼠标光标输入的设备，键顶触摸传感器120通过坐标转换可以有效地导航GUI。作为用于姿势输入的设备，多个输入机制以键顶触摸传感器120和边缘触摸传感器130的形式允许各种可能的姿势。此外，通过键顶触摸传感器120或者边缘触摸传感器130可以输入特定姿势的事实为用户创建更大的自由度和可定制性。

现在转向图6至图12，示出了操作具有导航控制功能的键盘100的方法600。具体地，图6是概述方法600的步骤的流程图，而图7至图12示出了与每个步骤对应的示例性用户动作。该方法至少包括：从位于触发键121上的键顶触摸传感器120检测触发激活；以及基于触发激活进入键盘100的操作模式。

参照图6和图7，该方法可以开始于从触发键121上的键顶触摸传感器120检测触发激活(框610)。在实施方式中，触发键121可以是常规QWERTY键盘上的空格键，并且触发激活可以是对相应的传感器120的快速触摸，而没有伴随的击键。在其他实施方式中，触发激活可以更复杂，例如具有最小持续时间的触摸，其中可以由特定的应用要求来确定附加标准。

参照图6和图8，如果没有触发激活，则键盘100可以继续至框612，并对于击键的存在进行检测。如果检测到击键，则键盘100可以进入用于接收文本输入的文本输入模式(框614)。因此，键盘100可以仅使用来自多个键110的信号，并且将相应的文本输入传送至主机设备10。换句话说，如果没有触发激活但是检测到击键，则键盘100表现为本领域中的常规键盘。因此，如图8所见，用户可以使用多个键110中的任何一个进行键入。在完成框614之后，键盘100可以返回至框610并且重新开始方法600。

参照图6、图9和图10，如果存在触发激活，则键盘100可以根据附加标准进入用于接收鼠标光标输入的鼠标光标输入模式(框632)或者用于接收姿势输入的姿势输入模式(框640)。在实施方式中，键盘100可以在触发激活之后的预确时间段内对于在一个或更多个归位键122、123上的触摸(再次，没有伴随的击键)进行检测(框620)。如果检测到至少一个归位触摸(home touch)，则该方法进行至框630，进一步限定检测到的触摸的总数。如果恰好检测到一个归位触摸，则键盘100进入光标输入模式(框632)。因此，如图9所示，用户可以像鼠标或触摸板一样导航归位键122、123中的任一个，以与主机设备10的GUI上的光标进行交互。替选地，如果归位键122、123两者都被触摸，则键盘100进入姿势模式(框640)。因此，如图10所示，用户可以像触摸板一样导航两个归位键123、123，输入姿势以与主机设备10的GUI进行交互。在实施方式中，键盘100可以被预编程有图10所见的姿势中的一个或更多个，其中每个姿势可以对应于GUI上的水平滚动、竖直滚动或缩放功能。然而，应当理解，所示出的姿势仅是示例性的，其中不旨在对可用姿势的类型和数目的限制，也不旨在对其如何进行编程的限制。在完成框640之后，键盘100可以返回至框610并且重新开始方法600。

现在返回至图6，如果两个归位键122、123都没有被触摸，则键盘100可以继续至框622。在框622中，如果在触发键121上检测到两个接触点(例如，如果用户用两个拇指触摸空格键)，则操作模式是用于接收光标姿势输入的光标姿势输入模式(框624)。因此，如图11所示，用户可以利用两个接触点来导航触发键121，输入光标姿势以与主机设备10的GUI进行交互。在实施方式中，键盘100可以被编程有所示的光标姿势中的一个或更多个，其中不旨在对可用姿势的类型或数目的限制，也不旨在对其如何进行编程的限制。然而，如果未检测到触发键121的两个触摸，则键盘100可以继续至框612以转变为文本输入模式。在完成框624之后，键盘100可以返回至框610并且重新开始方法600。

最后，在本公开内容的一些实施方式中，可以在任何时间点使用键盘100的边缘触摸传感器130，而与操作模式无关。如图12A至图12D所见，用户可以导航位于框架101的各个边缘上的边缘触摸传感器130，以与主机设备10的GUI进行交互。在实施方式中，键盘100可以被编程有一个或更多个描绘的姿势，其中每个姿势可以对应于GUI的水平滚动、竖直滚动、缩放或任务切换功能。然而，应该理解，不旨在对可用姿势的类型和数目的限制，也不旨在对其如何进行编程的限制。在一些实施方式中，边缘触摸传感器130可以能够在键盘100的任何操作模式期间接收姿势输入，或者可以仅在完成预定标准之后的特定操作模式下是可用的。

本公开内容中叙述的所有示例和条件语言旨在用于教导目的以帮助读者理解本公开内容和发明人为了促进本领域而贡献的构思，并且应当被解释为不限于这样的具体叙述的示例和条件。尽管详细地描述了本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下可以对这些实施方式进行各种改变、替换和更改。

Claims (20)

1.一种键盘，包括：

框架；

由所述框架支承的多个键；

一个或更多个键顶触摸传感器，每个传感器位于所述多个键之一的表面上；

一个或更多个边缘触摸传感器，每个传感器位于所述框架的边缘上；以及

通信接口，所述通信接口用于输出从所述一个或更多个键顶触摸传感器或者所述一个或更多个边缘触摸传感器接收的一个或更多个导航控制信号。

2.根据权利要求1所述的键盘，其中，所述多个键包括电容式键，并且所述多个键被配置成接收文本输入。

3.根据权利要求1所述的键盘，其中，所述一个或更多个键顶触摸传感器包括电容式焊盘，并且所述一个或更多个键顶触摸传感器被配置成接收鼠标光标输入和姿势输入。

4.根据权利要求3所述的键盘，其中，所述一个或更多个键顶触摸传感器位于下述键的表面上：

所述多个键中所包括的一个或更多个归位键，所述归位键包括F键和J键；以及

所述多个键中所包括的一个或更多个触发键，所述触发键包括空格键。

5.根据权利要求1所述的键盘，其中，所述一个或更多个边缘触摸传感器包括电容式焊盘，并且所述一个或更多个边缘触摸传感器被配置成接收姿势输入。

6.根据权利要求1所述的键盘，还包括嵌入式计算机，所述嵌入式计算机基于来自所述键盘的输入来接收和处理指令。

7.根据权利要求1所述的键盘，还包括：

印刷电路板PCB；

安装在所述PCB上的至少一个电子电路；以及

在所述至少一个电子电路上实现的模数转换器ADC，其中，所述ADC实现下述中的至少一个：

将来自所述多个键之一的模拟按键信号转换为数字按键信号；

将来自所述一个或更多个键顶触摸传感器的模拟键顶触摸信号转换为数字键顶触摸信号；以及

将来自所述一个或更多个边缘触摸传感器的模拟边缘触摸信号转换为数字边缘触摸信号。

8.根据权利要求7所述的键盘，其中，所述至少一个电子电路还实现触摸滑块编码器，所述触摸滑块编码器将来自所述ADC的所述数字边缘触摸信号转换为姿势输入。

9.根据权利要求7所述的键盘，其中，所述至少一个电子电路还实现信号转换器，所述信号转换器能够操作地接收来自所述ADC的所述数字按键信号和所述数字键顶触摸信号，以及确定是否预期进行文本输入、鼠标光标输入或姿势输入。

10.根据权利要求9所述的键盘，其中，所述至少一个电子电路还实现击键检测器，所述击键检测器确定来自所述ADC的所述数字按键信号是否登记为击键。

11.根据权利要求9所述的键盘，其中，所述至少一个电子电路还实现触摸板XY编码器，所述触摸板XY编码器将来自所述ADC的所述数字键顶触摸信号转换为导航信息。

12.根据权利要求11所述的键盘，其中，所述至少一个电子电路还包括鼠标坐标转换器，所述鼠标坐标转换器将来自所述触摸板XY编码器的所述导航信息操作地转换为鼠标光标输入。

13.一种用于导航主机设备的系统，包括：

主机设备，包括：

用作图形用户接口GUI的显示器；以及

主机通信接口，所述主机通信接口用于接收从一个或更多个键顶触摸传感器和一个或更多个边缘触摸传感器接收的一个或更多个导航控制信号；以及

具有导航控制功能的键盘，包括：

框架；

由所述框架支承的多个键；

所述一个或更多个键顶触摸传感器，每个传感器位于所述多个键之一的表面上；

所述一个或更多个边缘触摸传感器，每个传感器位于所述框架的边缘上；以及

键盘通信接口，所述键盘通信接口用于输出从所述一个或更多个键顶触摸传感器或者所述一个或更多个边缘触摸传感器接收的所述一个或更多个导航控制信号。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述多个键被配置成接收文本输入；所述一个或更多个键顶触摸传感器包括电容式焊盘，并且所述一个或更多个键顶触摸传感器被配置成接收鼠标光标输入和姿势输入；并且所述一个或更多个边缘触摸传感器包括电容式焊盘，并且所述一个或更多个边缘触摸传感器被配置成接收姿势输入。

15.一种操作键盘的方法，包括：

从位于触发键上的键顶触摸传感器检测触发激活；以及

基于所述触发激活来进入所述键盘的操作模式，使得：

如果未检测到所述触发激活，则所述操作模式为文本输入模式；以及

如果检测到所述触发激活，则所述操作模式为鼠标光标输入模式、姿势输入模式和光标姿势输入模式中的一个。

16.根据权利要求15所述的方法，如果检测到所述触发激活，则所述方法还包括下述步骤：

在预定的持续时间内，从位于所述一个或更多个归位键上的所述一个或更多个键顶触摸传感器检测一个或更多个归位触摸；以及

基于归位触摸的数目来进入所述键盘的操作模式，使得：

如果检测到一个归位触摸，则所述操作模式为所述鼠标光标输入模式；

如果检测到两个归位触摸，则所述操作模式为所述姿势模式；以及

如果未检测到归位触摸，则所述操作模式为所述光标姿势输入模式。

17.根据权利要求16所述的方法，如果所述操作模式为所述鼠标光标输入模式，则所述方法还包括下述：

从位于所述归位键上的所述键顶触摸传感器接收模拟键顶触摸信号；以及

通过指数转换或连续输出转换来将所述模拟键顶触摸信号操作地转换为鼠标光标输入。

18.根据权利要求16所述的方法，如果所述操作模式为所述姿势输入模式，则所述方法还包括下述：

从位于两个归位键上的所述键顶触摸传感器接收模拟键顶触摸信号；以及

将所述模拟键顶触摸信号操作地转换为姿势输入；

其中，所述姿势输入为水平滚动、竖直滚动、放大、缩小、平移或任务切换。

19.根据权利要求16所述的方法，如果所述操作模式为所述光标姿势输入模式，则所述方法还包括下述：

从位于所述触发键上的所述键顶触摸传感器接收模拟键顶触摸信号；以及

将所述模拟键顶触摸信号操作地转换为光标姿势输入；

其中，所述光标姿势输入为横向光标移动。

20.根据权利要求15所述的方法，所述方法在任何操作模式期间还包括下述：

接收来自边缘触摸传感器的模拟边缘触摸信号；以及

将所述模拟边缘触摸信号操作地转换为姿势输入；

其中，所述姿势输入为水平滚动、竖直滚动、放大、缩小、平移或任务切换。

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