專利名稱：一種人機(jī)交互信息檢測(cè)裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人機(jī)交互信息的檢測(cè)裝置與方法，具體涉及一種計(jì)算機(jī)信息輸入裝置與方法。
背景技術(shù)：
目前按鍵信息的產(chǎn)生主要有機(jī)械式，隨著技術(shù)的發(fā)展，觸摸技術(shù)也開始應(yīng)用在按鍵信息的產(chǎn)生和檢測(cè)中，摩托羅拉公司推出的手機(jī)A732就利用“電容觸控式感應(yīng)鍵盤輸入技術(shù)”來實(shí)現(xiàn)；Quantum推出的芯片QT220和QT240利用電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)來實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)輸入。
上述技術(shù)在技術(shù)上較為復(fù)雜，成本比較高，不太適合大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過如下技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低成本的觸摸輸入一種應(yīng)用于計(jì)算機(jī)或手機(jī)的輸入方法使用者的皮膚接觸兩個(gè)以上的觸點(diǎn)，使用者皮膚將觸點(diǎn)之間的信號(hào)導(dǎo)通，產(chǎn)生按鍵按下信息；使用者的皮膚離開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)之間的信號(hào)不導(dǎo)通，產(chǎn)生按鍵釋放信息；上述方法中，所述信號(hào)可以是電信號(hào)，也可以是光信號(hào)。
當(dāng)所述信號(hào)為光信號(hào)的時(shí)候，所述觸點(diǎn)分別位于不同的觸片上，所述觸片具有電阻，當(dāng)使用者的皮膚在觸片上滑動(dòng)，使不同位置的觸點(diǎn)導(dǎo)通，使得觸片上的信號(hào)隨皮膚的滑動(dòng)發(fā)生變化，根據(jù)變化的信號(hào)得到皮膚在觸片上的滑動(dòng)方向和速度。
一種具體的輸入裝置，包括觸點(diǎn)1、作用在觸點(diǎn)1上的信號(hào)源、觸點(diǎn)2、連接于觸點(diǎn)2的信號(hào)檢測(cè)電路，當(dāng)使用者的皮膚連通觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2，信號(hào)通過皮膚電阻進(jìn)入觸點(diǎn)2，信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)到所述信號(hào)，給出按鍵按下信息。
上述裝置可以包括多個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)分別位于觸片1和觸片2上，所述觸片2具有電阻，當(dāng)觸片1與觸片2上的觸點(diǎn)通過皮膚導(dǎo)通后，信號(hào)源的信號(hào)通過觸片1經(jīng)皮膚電阻傳到觸片2，在信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)出來，信號(hào)檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到信號(hào)的強(qiáng)弱，得到導(dǎo)通的觸點(diǎn)位置；信號(hào)檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到信號(hào)的變化趨勢(shì)，得到導(dǎo)通的觸點(diǎn)位置變化趨勢(shì)。所述檢測(cè)電路包括兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)，所述兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)分別位于觸片2的兩端，所述兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)與一差分放大器兩路輸入信號(hào)連接。
上述信號(hào)檢測(cè)電電路還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，微處理器，所述差分放大器的信號(hào)輸出，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入微處理器，微處理器根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)的跳變得出不同觸點(diǎn)的導(dǎo)通，得到按鍵信息；微處理器根據(jù)數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)弱變化，得到導(dǎo)通觸點(diǎn)的位置變化趨勢(shì)和方向，得到使用者的手指移動(dòng)方向和速度。
一種應(yīng)用于計(jì)算機(jī)或手機(jī)的輸入裝置，包括光觸點(diǎn)1、作用在光觸點(diǎn)1上的信號(hào)源、光觸點(diǎn)2、連接于光觸點(diǎn)2的信號(hào)檢測(cè)電路，所述信號(hào)源為光源，所述信號(hào)檢測(cè)電路為光檢測(cè)電路，所述光源通過光觸點(diǎn)1發(fā)射，當(dāng)使用者的皮膚接觸到光觸點(diǎn)1和光觸點(diǎn)2的時(shí)候，所述光信號(hào)經(jīng)過皮膚反射到光觸點(diǎn)2，并由檢測(cè)電路檢測(cè)出來，輸出按鍵按下信號(hào)；當(dāng)使用者的皮膚離開，觸點(diǎn)2檢測(cè)不到所述光信號(hào)，輸出按鍵釋放信號(hào)。所述觸點(diǎn)與光源或檢測(cè)電路之間由光纖連接。


圖1是觸摸按鍵裝置的基本原理示意圖；圖2是多檢測(cè)點(diǎn)的觸摸按鍵裝置示意圖；圖3是采用差分放大器的檢測(cè)電路；圖4是采用差分放大器的檢測(cè)電路的一種具體設(shè)計(jì)形態(tài)；圖5是采用差分放大器的檢測(cè)電路的另一種具體設(shè)計(jì)形態(tài)；圖6是利用差分放大器來放大振蕩信號(hào)的原理圖；圖7為使用光信號(hào)的原理示意圖；圖8為將本發(fā)明應(yīng)用到手機(jī)上的設(shè)計(jì)方案。
具體實(shí)施方案本發(fā)明的觸摸檢測(cè)，采用的是利用人體皮膚的導(dǎo)電特性來實(shí)現(xiàn)的，如圖1，設(shè)置兩個(gè)相互靠近的觸片1和觸片2，兩個(gè)觸片的形狀可以多種形式，觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2分別位于，并可以相互平行曲行成各種形狀，當(dāng)使用者的手指接觸觸片的時(shí)候，在觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2之間，其皮膚電阻等效為電阻RV，這時(shí)電阻R12上的電壓V11發(fā)生變化，經(jīng)過放大電路和檢測(cè)電路，能夠檢測(cè)出這種變化，得出按鍵行為的發(fā)生，V10為信號(hào)源，電阻R10來調(diào)節(jié)信號(hào)大小和防止電勢(shì)沖擊，在觸片1和觸片2上可以跨接防靜電裝置。
因皮膚電阻因個(gè)人體質(zhì)、氣候、溫度、是否出汗，甚至人的情緒等等原因影響，其阻值變化非常大，需要考慮消除這些影響，如圖2，利用電橋的原理，觸片2由半導(dǎo)體材料組成，R23與R24阻值相等，當(dāng)手指在觸片1和觸片2上滑動(dòng)的時(shí)候，V21與V22發(fā)生變化，經(jīng)過差分放大，不但能區(qū)分按鍵的動(dòng)作，并且能夠感知手指在觸片上的位置。觸片2可以由多個(gè)電阻(R25)串連而成，在各個(gè)電阻連接處引出觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)可以設(shè)置成具體的按鍵，電容C23和C24，分別與R23、R24組成高通濾波電路，可以消除一定的浪涌。
圖3為一檢測(cè)電路，在觸片2兩端的電壓經(jīng)差分放大器處理，經(jīng)AD轉(zhuǎn)化進(jìn)入MPU，MPU可以根據(jù)AD值得出手指偏移觸片中心值的多少，或根據(jù)AD的變化量得出手指的移動(dòng)方向和速度。
該電路還可以設(shè)計(jì)成多種形態(tài)，如圖4，電壓信號(hào)作用在觸片2上，觸片1與電源地相連，信號(hào)源VCC與通過電阻與觸片2連接。
如圖5，在觸片1和觸片2之間的手指接入或靠近可以導(dǎo)致觸片1和觸片2之間的分布電容發(fā)生變化，當(dāng)信號(hào)源VDD是振蕩源的時(shí)候，信號(hào)會(huì)在手指接觸的部位導(dǎo)通，這時(shí)在觸片上可以不設(shè)計(jì)裸露的觸點(diǎn)。
圖6給出的是利用差分放大器來放大振蕩信號(hào)的原理圖，信號(hào)V41和V42經(jīng)隔直電容進(jìn)入差分放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)一高通濾波器經(jīng)AD轉(zhuǎn)化，進(jìn)入微處理器，微處理器可以計(jì)算出手指在觸片上的位置，根據(jù)不同的位置可以判斷出那個(gè)鍵按下或手指的移動(dòng)方式或方向。
當(dāng)然如果直接檢測(cè)V41或V42的電勢(shì)變化，可以檢測(cè)出手指靠近時(shí)的電容變化或皮膚電阻因情緒變化而變化的狀態(tài)，利用這個(gè)特性可以在手機(jī)等電子設(shè)備中開發(fā)出有趣的應(yīng)用。
圖7為使用光信號(hào)的原理示意圖，當(dāng)手指靠近發(fā)光管的時(shí)候，光線被反射，接收管可以接收到光，當(dāng)手指離開的時(shí)候光線進(jìn)入不到接收管，還可以用光纖來傳遞光信號(hào)，在一個(gè)按鍵位置放置多個(gè)接收光纖，將放光管和接收管集中設(shè)計(jì)在一個(gè)芯片中，在12鍵系統(tǒng)中，可以設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)光管，4個(gè)接收管來處理。
圖8為將本發(fā)明應(yīng)用到手機(jī)上的設(shè)計(jì)方案，利用本發(fā)明，手機(jī)上可以完全不用機(jī)械式按鍵，手機(jī)顯示屏右邊的觸片可以作為滑動(dòng)感應(yīng)區(qū)，按鍵可以直接由印刷電路組成，印刷電路之間可以是電阻導(dǎo)通。
因人的手指觸摸按鍵的時(shí)候可能同時(shí)觸摸到多個(gè)按鍵，可以用軟件的來判斷使用者真實(shí)的觸鍵愿望，如(1，2，4)對(duì)應(yīng)(1)；(1，2，3)對(duì)應(yīng)(2)，(2，4，5，6，8)對(duì)應(yīng)(5)等等。
這些詳細(xì)設(shè)計(jì)，沒有將靜電防護(hù)等其他內(nèi)容放入，這些公知技術(shù)不是本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。這些公知技術(shù)有多種具體形式，可以方便的組合到本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于計(jì)算機(jī)或手機(jī)的輸入方法，其特征是使用者的皮膚接觸兩個(gè)以上的觸點(diǎn)，使用者皮膚將觸點(diǎn)之間的信號(hào)導(dǎo)通，產(chǎn)生按鍵按下信息；使用者的皮膚離開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)之間的信號(hào)不導(dǎo)通，產(chǎn)生按鍵釋放信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入方法，其特征在于所述的信號(hào)為電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入方法，其特征在于所述的信號(hào)為光信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入方法，其特征在于，所述觸點(diǎn)分別位于不同的觸片上，所述觸片具有電阻，當(dāng)使用者的皮膚在觸片上滑動(dòng)，使不同位置的觸點(diǎn)導(dǎo)通，使得觸片上的信號(hào)隨皮膚的滑動(dòng)發(fā)生變化，根據(jù)變化的信號(hào)得到皮膚在觸片上的滑動(dòng)方向和速度。
5.一種應(yīng)用于計(jì)算機(jī)或手機(jī)的輸入裝置，其特征在于包括觸點(diǎn)1、作用在觸點(diǎn)1上的信號(hào)源、觸點(diǎn)2、連接于觸點(diǎn)2的信號(hào)檢測(cè)電路，當(dāng)使用者的皮膚連通觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2，信號(hào)通過皮膚電阻進(jìn)入觸點(diǎn)2，信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)到所述信號(hào)，給出按鍵按下信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸入裝置，其特征在于該裝置包括多個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)分別位于觸片1和觸片2上，所述觸片2具有電阻，當(dāng)觸片1與觸片2上的觸點(diǎn)通過皮膚導(dǎo)通后，信號(hào)源的信號(hào)通過觸片1經(jīng)皮膚電阻傳到觸片2，在信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)出來，信號(hào)檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到信號(hào)的強(qiáng)弱，得到導(dǎo)通的觸點(diǎn)位置；信號(hào)檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到信號(hào)的變化趨勢(shì)，得到導(dǎo)通的觸點(diǎn)位置變化趨勢(shì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)，所述兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)分別位于觸片2的兩端，所述兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入點(diǎn)與一差分放大器兩路輸入信號(hào)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，微處理器，所述差分放大器的信號(hào)輸出，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入微處理器，微處理器根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)的跳變得出不同觸點(diǎn)的導(dǎo)通，得到按鍵信息；微處理器根據(jù)數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)弱變化，得到導(dǎo)通觸點(diǎn)的位置變化趨勢(shì)和方向，得到使用者的手指移動(dòng)方向和速度。
9.一種應(yīng)用于計(jì)算機(jī)或手機(jī)的輸入裝置，其特征在于包括觸點(diǎn)1、作用在觸點(diǎn)1上的信號(hào)源、觸點(diǎn)2、連接于觸點(diǎn)2的信號(hào)檢測(cè)電路，所述信號(hào)源為光源，所述信號(hào)檢測(cè)電路為光檢測(cè)電路，所述光源通過觸點(diǎn)1發(fā)射，當(dāng)使用者的皮膚接觸到觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2的時(shí)候，所述光信號(hào)經(jīng)過皮膚反射到觸點(diǎn)2，并由檢測(cè)電路檢測(cè)出來，輸出按鍵按下信號(hào)；當(dāng)使用者的皮膚離開，觸點(diǎn)2檢測(cè)不到所述光信號(hào)，輸出按鍵釋放信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述輸入裝置，其特征在于，所述觸點(diǎn)與光源或檢測(cè)電路之間由光纖連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種按鍵信息產(chǎn)生裝置。一種計(jì)算機(jī)或手機(jī)輸入裝置，包括手套基本單元、按鍵單元、按鍵檢測(cè)單元、編碼譯碼單元、MPU單元、通訊單元、顯示單元、電源單元八個(gè)單元。手套基本單元為該裝置的載體部分，按鍵單元感應(yīng)按鍵信息，按鍵檢測(cè)單元檢測(cè)具體有效的按鍵信息，編碼譯碼單元將按鍵信息進(jìn)行編碼，編碼后傳送到通訊單元，通訊單元將信息傳遞到計(jì)算機(jī)或手機(jī)，MPU單元監(jiān)控各個(gè)單元的工作，并將相關(guān)信息通過指示燈顯示出來，電源單元提供整個(gè)裝置的供電。本發(fā)明還公開了一種使用該裝置的計(jì)算機(jī)組網(wǎng)方式，和一種配合該發(fā)明裝置的快速輸入方法。使用該發(fā)明可以方便的在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行計(jì)算機(jī)或手機(jī)操作，并且該發(fā)明裝置方便攜帶，在使用中效率高，可靠性高。
文檔編號(hào)H04Q7/32GK1858689SQ200610033719
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者梁良 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司