CN202120231U - 人机接口输入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电信设备，公开了一种人机接口输入设备。本实用新型中，取消了机械式键盘，完全由触摸屏模组2采集输入信号，触摸屏模组2中包含的触摸屏201上各区域的含义，由显示模组3显示给用户，微处理器1对采集的输入信号进行处理后，得到触控事件发生的位置，并可根据该位置得到相应的鼠标、键盘输入信息，利用无线收发模组4将得到的鼠标、键盘输入信息发送给智能终端设备。由触摸屏模组、显示模组在微处理器协调下的触控键盘来替代机械式键盘，从而将物理上原本独立的键盘和触摸板合二为一，简化了系统结构，提高了可靠性并缩小了产品体积。

Description

人机接口输入设备

技术领域

本实用新型涉及电信设备，特别涉及人机接口输入设备。

背景技术

现有的很多智能终端设备，如电脑(包括台式、便携式)、游戏机、学习机、IPTV，GoogleTV等设备，都设有实现键盘及触摸式输入结构两种输入部件。常见的如笔记本电脑上的嵌入式键盘及触摸板，或将笔记本电脑输入部分独立出来并微型化得到的“掌上键鼠”。其中中国实用新型专利授权公告号CN201489448U，公告日2010年05月26日，实用新型的名称为“一种终端设备的输入设备”，该申请案公开了这类输入设备的最新成果，采用单个微处理器来同时实现键盘、触摸板输入。

在现有技术的中，上述键盘和触摸板是两个物理上彼此独立的部分，其键盘部分是普通机械式键盘，触摸输入部分只完成鼠标输入功能，现有技术即使合用了一个微处理器，其产品的整合度依旧不高，机械部分多，结构复杂，产品体积偏大，可靠性偏低，同时产品功能的扩展能力很弱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种人机接口输入设备，使得机械式键盘可被省略，将物理上原本独立的键盘和触摸板合二为一，简化了系统结构，提高了可靠性并缩小了产品体积。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种人机接口输入设备，包含：微处理器1、采集输入信号的触摸屏模组2、向用户显示触摸屏模组2中包含的触摸屏201上各区域含义的显示模组3、无线收发模组4；

所述触摸屏模组2、所述显示模组3、所述无线收发模组4分别与所述微处理器1相连；

其中，所述微处理器1从所述触摸屏模组2获取采集到的输入信号，得到触控事件发生的位置，并根据该位置得到相应的鼠标、键盘输入信息；所述无线收发模组4将从所述微处理器1处得到的鼠标、键盘输入信息发送给智能终端设备。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，在人机接口输入设备中，取消了机械式键盘，完全由触摸屏模组2采集输入信号，触摸屏模组2中包含的触摸屏201上各区域的含义，由显示模组3显示给用户，微处理器1对采集的输入信号进行处理后，得到触控事件发生的位置，并可根据该位置得到相应的鼠标、键盘输入信息，利用无线收发模组4将得到的鼠标、键盘输入信息发送给智能终端设备。由于现有技术中的机械式键盘被省略，由触摸屏模组、显示模组在微处理器协调下的触控键盘来替代，从而将物理上原本独立的键盘和触摸板合二为一，简化了系统结构，提高了可靠性并缩小了产品体积。

另外，触摸屏201为透光器件或不透光器件。当触摸屏201为透光器件时，显示器件302位于该触摸屏201的正下方；当触摸屏201为不透光器件时，显示器件302位于该触摸屏201的正上方。从而使得使用者可以很直观的得知触摸屏201的哪部分区域是按键输入区，哪部分区域是鼠标、手势输入区。

另外，显示器件302可以是能动态改变显示内容的主动显示器件，如液晶显示器(TFT)，电子纸(e-paper)等。使得按键定义的扩充变得及其简单，并可完成与用户输入的实时交互，从而可实现手写输入等现有技术无法支持的复杂功能。

另外，显示器件302也可以是仅印刷有按键定位标记并配有多功能按键状态指示LED灯的被动显示器件，实现简单，有利于降低成本。

另外，触摸屏模组2可通过利用电阻，电容，压电式，红外线或超声波原理完成输入信号的检测。使得本实用新型具备灵活多变的实现方式。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式的人机接口输入设备结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式中的显示器件302的示意图；

图3是根据本实用新型第一实施方式中的选用TS3518芯片作为核心器件实现人机接口输入设备的示意图；

图4是根据本实用新型第二实施方式中的选用TS3518芯片作为核心器件实现人机接口输入设备的示意图。

具体实施方式

本实用新型的第一实施方式涉及一种人机接口输入设备。具体结构如图1所示。

该人机接口输入设备包含：微处理器1、触摸屏模组2、显示模组3、无线收发模组4。触摸屏模组2、显示模组3、无线收发模组4分别与微处理器1相连。

其中，显示模组3用于向用户显示触摸屏模组2中包含的触摸屏201上各区域的含义；触摸屏模组2用于采集输入信号；微处理器1用于对采集的输入信号进行处理后，得到触控事件发生的位置，并根据该位置得到相应的鼠标、键盘输入信息；无线收发模组4用于将微处理器1得到的鼠标、键盘输入信息发送给智能终端设备。

具体地说，触摸屏模组2中包含触摸屏201和触摸屏驱动检测集成电路202。触摸屏201通过该触摸屏驱动检测集成电路202和微处理器1相连。显示模组3包含显示器件302和显示驱动集成电路301。显示器件302通过显示驱动集成电路301与微处理器1相连。

触摸屏201可以是一个可透光器件，也可以是一个不透光器件。显示器件302的主要功能是标注或显示鼠标输入区、键盘输入区及其详细键位。显示器件302可以是一个能动态改变显示内容的主动显示器件，如液晶显示器(TFT)，电子纸(e-paper)等可动态改变显示内容的显示器件；也可以是一个被动显示器件，如仅印刷有按键定位标记并配有多功能按键状态指示LED灯的简易显示组件。

在本实施方式中，显示器件302为能动态改变显示内容的主动显示器件。该显示器件显示的区域包含两类，其中一类区域为键盘输入区，另一类区域为鼠标、手势输入区，如图2所示。

在本实施方式中，如果触摸屏201为透光器件，则显示器件302位于该触摸屏的正下方；如果触摸屏201为不透光器件，则显示器件302位于该触摸屏的正上方。从而使得使用者可以很直观的明白触摸屏201的哪部分区域是按键输入区，哪部分区域是鼠标、手势输入区。

触摸屏模组2可通过利用电阻，电容，压电式，红外线或超声波原理完成输入信号的检测，使得本实用新型具备灵活多变的实现方式。无线收发模组4的无线工作频率可以是27M，2.4G，5.8G或其他ISM频段，其通信协议可以是蓝牙(Bluetooth)，Zigbee或其他标准或非标准无线通信协议，在此不一一赘述。

值得一提的是，本实施方式中的触摸屏模组、显示模组、无线收发模组中所用的集成电路及系统中的微处理器集成电路，可相互组合，甚至全部集成在同一集成电路中。

下面对本实施方式的人机接口输入设备的具体使用过程进行说明：

当使用者点触触摸屏201后，和触摸屏201相连接的触摸屏驱动检测集成电路202将检测到这个点触信号并报告给微处理器1，微处理器1在该信号进一步处理后，将可知道使用者点触的详细信息，例如有同时有几个点接触了触摸屏，这几个触控点的坐标信息等等。如果触控点是位于鼠标、手势输入区，微处理器1将对触控事件进一步处理成对应的鼠标事件或按键及鼠标的组合事件后通过无线收发模组4报告给智能终端设备。例如单点在鼠标、手势输入区的滑动动作将被报告成一系列的鼠标移动事件，单点在鼠标、手势输入区的“单击”动作将被报告成鼠标的“右键按下”及“右键松开”两个事件，双点在鼠标、手势输入区的“放大”动作将被报告成“CTRL”键和鼠标“滚轮向前”的按键及鼠标组合事件，双点在鼠标、手势输入区的“缩小”动作将被报告成“CTRL”键和鼠标“滚轮向后”的按键及鼠标组合事件；如果触控点是位于按键输入区，微处理器1将通过无线收发模组4把触控点所在的按键键值，及按下、松开等按键事件报告给智能终端设备；当所用的触摸屏模组2只支持单点触控输入时，可采用如下方案解决这一问题：

微处理器1检测到当前按键是“CTRL”“Shift”“ALT”“CapsLk”及“Fn”时，微处理器1将通过显示驱动集成电路301改变相应的键在显示器件302上的显示状态，例如高亮显示；同时相应键的状态将被保持直到该键被再次按下，并且这些被保持在按下状态的键的键值，将和后续被按下的键的键值同时报告给智能终端设备，例如，使用者先点触了“CTRL”键，此后“CTRL”键变成高亮状态，使用者再按下了“C”键，微处理器1将报告“CTRL”+“C”而不是“C”给智能终端设备。

图3为选用上海泰凌微电子公司的TS3518芯片作为核心器件实现本实施方式的人机接口输入设备的具体结构图，该TS3518芯片内部集成了触摸屏驱动检测集成电路202和微处理器1；选用DIPTFT43A作为显示模组3，该显示模组通过TS3518的一个SPI接口和TS518相连；选用BK2411作为无线收发模组4，该无线收发模组4通过TS3518的另一个SPI接口和TS518相连。

由于在本实施方式中，现有技术中的机械式键盘被省略，由触摸屏模组、显示模组在微处理器协调下的触控键盘来替代，从而将物理上原本独立的键盘和触摸板合二为一，简化了系统结构，提高了可靠性并缩小了产品体积。

而且，由于显示器件302可以是能动态改变显示内容的主动显示器件，如液晶显示器(TFT)，电子纸(e-paper)等。因此可使得按键定义的扩充变得及其简单，并可完成与用户输入的实时交互，从而可实现手写输入等现有技术无法支持的复杂功能。

本实用新型的第二实施方式涉及一种人机接口输入设备。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，显示器件302为能动态改变显示内容的主动显示器件。而在本实用新型第二实施方式中，显示器件302为仅印刷有按键定位标记并配有多功能按键状态指示LED灯的被动显示器件。显示器件302可直接与微处理器1相连。

具体地说，如图4所示，仍选用上海泰凌微电子公司的TS3518芯片作为核心器件，其内部集成了触摸屏驱动检测集成电路202和微处理器1；选用BK2411作为无线收发模组4，该无线收发模组4通过TS3518的一个SPI接口和TS518相连。

在本实施方式中，将类似图2的触控键盘输入区及触控鼠标、手势输入区的图案直接印制到不透明的触摸屏201面板上，该图案和“CTRL”“Shift”“ALT”“CapsLk”及“Fn”的LED状态指示灯一起构成了一个简易的被动显示器件，其中“CTRL”“Shift”“ALT”“CapsLk”及“Fn”的LED状态指示灯分别和TS3518的GPIO管脚CSN，SCL，SDA，SDO，BUSY相连。因为在本实施方式中显示器件302上的显示内容不变，只是用“CTRL”“Shift”“ALT”“CapsLk”及“Fn”的LED状态指示灯的亮和灭来表示这些按键的状态，所以本实施方式中省略了显示驱动集成电路301。实现简单，有利于降低成本。

上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种人机接口输入设备，其特征在于，包含：微处理器(1)、采集输入信号的触摸屏模组(2)、向用户显示所述触摸屏模组(2)中包含的触摸屏(201)上各区域含义的显示模组(3)、无线收发模组(4)；

所述触摸屏模组(2)、所述显示模组(3)、所述无线收发模组(4)分别与所述微处理器(1)相连；

其中，所述微处理器(1)从所述触摸屏模组(2)获取采集到的输入信号，得到触控事件发生的位置，并根据该位置得到相应的鼠标、键盘输入信息；所述无线收发模组(4)将从所述微处理器(1)处得到的鼠标、键盘输入信息发送给智能终端设备。

2.根据权利要求1所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述触摸屏模组(2)中还包含触摸屏驱动检测集成电路(202)；

所述触摸屏(201)通过所述触摸屏驱动检测集成电路(202)和所述微处理器(1)相连。

3.根据权利要求2所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述显示模组(3)包含显示器件(302)；

所述触摸屏(201)为透光器件，所述显示器件(302)位于所述触摸屏(201)的正下方。

4.根据权利要求2所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述显示模组(3)包含显示器件(302)；

所述触摸屏(201)为不透光器件，所述显示器件(302)位于所述触摸屏(201)的正上方。

5.根据权利要求3或4所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述显示器件(302)显示的区域包含两类，其中一类区域为键盘输入区，另一类区域为鼠标、手势输入区。

6.根据权利要求3或4所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述显示器件(302)为能动态改变显示内容的主动显示器件；所述显示模组(3)还包含显示驱动集成电路(301)；

所述显示器件(302)通过所述显示驱动集成电路(301)与所述微处理器(1)相连。

7.根据权利要求3或4所述的人机接口输入设备，其特征在于，所述显示器件(302)为仅印刷有按键定位标记并配有多功能按键状态指示LED灯的被动显示器件；

所述显示器件(302)直接与所述微处理器(1)相连。

8.根据权利要求2所述的人机接口输入设备，其特征在于，

所述触摸屏模组(2)通过利用电阻，电容，压电式，红外线或超声波原理完成所述输入信号的检测。

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