专利名称：一种触摸式按键板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及触摸按键技术领域，特别是指一种触摸式按键板。
背景技术：
在某些高端电器，例如平板电视机上，大多为满足用户的体验需求而配备触摸式按键控制音量、频道、开关机，从原理上讲是将原来机械按键的触点更改为电容性触点，由触摸控制电路比较、计算触点的电容值而判断是否有按键动作，从而输出给电视机主电路相应的信号，达到控制电视的目的。然而，这种传统的触点控制方式比较死板，用户还是需要按键来完成相应的控制操作，且每个按键同时只能对应一种控制操作，例如通常的音量增、减键只有在通过菜单键激活菜单后，即需要额外的按键控制操作切换(音量增、减与方向控制之间的切换)，才能作为方向键使用。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种触摸式按键板，以实现在同一按键上同时能够完成两种控制操作，从而在触摸按键板上实现滑动或点击与滑动的组合操作。本实用新型提供的一种触摸式按键板，包括电容式触摸板，包括两个以上的触点按键；按键控制模块，与所述电容式触摸板连接，用于采样一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值，并根据所采样的电容值以及对应的所述触点按键生成与一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸相应的控制指令。由上可以看出，将采集到的一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值与一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸相应的控制指令对应，进而可通过点击和滑动的组合在同一按键上同时实现两种控制操作，例如，单独触碰音量增、减键可完成对应的增、减音量的控制操作，而无需额外的按键控制操作切换过程， 便可通过依次触碰音量增、减键，或其他按键(即滑动触摸按键)可实现诸如增加画面亮度等控制操作。从而，在电视待机或在房间环境很暗的情况下，用户只需在所述按键板上通过滑动便可达到控制与所述按键板连接的设备的目的，解决了传统的触摸按键方式由于触摸式按键没有明显的突起部分，所以用户很难精确地按在相应的按键上，甚至引起误操作的问题。在上述的按键板中，所述按键控制模块包括按键确定单元，用于确定出用户所触摸的一个触点按键或被依次触摸的两个以上的触点按键；电容检测单元，用于采样一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值；[0012]触摸动作判断单元，与所述按键确定单元和电容检测单元连接，用于根据所述按键触点和所采样的电容值和确定对按键触摸的操作；第一指令生成单元，与所述触摸动作判断单元连接，用于生成所确定出的对按键触摸操作对应的控制指令。由上可以看出，通过判断被触摸的触点按键以及由此产生的电容值，可以更为精确地确定出的对按键触摸操作对应的控制指令。在上述的按键板中，所述按键控制模块还包括计时单元，用于检测一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸的时长；所述触摸动作判断单元还与所述计时单元连接，用于结合所述时长完成所述对按键触摸操作的确定。由上可以看出，在通过判断被触摸的触点按键以及由此产生的电容值的基础上结合一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸的时长，可以更精确地确定出对按键触摸操作所对应的控制指令。在上述的按键板中，所述按键控制模块还包括传输单元，与所述第一指令生成单元连接，用于与所述触摸式按键板所连接设备进行包括输出所述控制指令、从该设备接收设备工作状态信号的信息传输。由上可以看出，通过传输单元实现与所述按键板连接的设备和所述按键板之间的 fn息通讯ο在上述的按键板中，还包括第二指令生成单元，与所述传输单元连接，用于根据所述触摸式按键板所连接设备的工作状态信号生成该设备工作状态显示指令；状态指示模块，与所述按键控制模块连接，用于根据所述工作状态信号显示该触摸式按键板所连接设备的工作状态。由上可以看出，所述按键板能够直观指示与其连接的设备的工作状态。在上述的按键板中，所述状态指示模块为LED。由上可以看出，所述状态指示模块具有低耗能的特点。在上述的按键板中，所述按键控制模块为单片机。由上可以看出，所述按键控制模块具有体积小、功耗低、可靠性高、有较强的模拟接口等优点。
图1为本实用新型提供的触摸式按键板应用于电视系统的结构图；图2为本实用新型提供的触摸式按键板按键的排列方式示意图；图3为手指在本实用新型提供的触摸式按键板上的滑动过程中产生的电容波形图；图4为本实用新型提供的触摸式按键板的工作流程图；图5为本实用新型提供的触摸式按键板除电源按键之外的按键模拟电压信号波形图；[0035]图6为本实用新型提供的触摸式按键板电源按键的模拟电压信号波形图。
具体实施方式
下面以本实用新型应用于电视为例，结合附图，对本实用新型提供的触摸式按键板进行详细地介绍。如图1所示，本实用新型提供的用于电视的触摸式按键板主要由按键模块、按键控制模块和状态指示模块组成。其中按键模块采用了电容式触摸板，用于向用户提供触摸按键，以与用户手指形成相应的电容。在本实施例中，电容式触摸板上设置有触点阵列，每个触点对应一个电视操作按键，例如，触点1对应电视的“菜单”按键，触点2对应电视的“信号源”按键，触点3对应电视的“音量-，，按键，触点4对应电视的“音量+”按键，触点5对应电视的“频道_”按键，触点6对应电视的“频道+”按键，等等，并且连续在依次相邻的触点1 6上滑动还对应电视的“开机”按键。按键控制模块，与所述按键模块连接，用于记录触摸一个或连续触摸依次相邻的多个触点按键的时长，同时检测和采样一个触点被触摸时的电容值或所述多个触点被触摸时的电容值，并根据所述时长和所采样的电容值判断出用户对按键触摸操作是点击、滑动还是无效的操作，然后生成并输出与该按键触摸操作对应的控制指令，即对应表示相应控制指令的电压值给电视主板的主控制器。所述按键控制模块包括按键确定单元、计时单元，电容检测单元，触摸动作判断单元、第一指令生成单元、传输单元和第二指令生成单元。本实施例采用高度集成的单片机作为所述按键控制模块。其中电容检测单元，用于检测一个或依次相邻的多个触点按键被触摸或连续触摸时产生的单个或连续的多个电容值。按键确定单元，记录有各个触点所接入的按键控制模块的各个接口，用于在相应触点按键被触摸时(对应接口检测到相应的电容信号时)，确定出用户所触摸的一个或多个触点按键。计时单元，用于记录一个触点被触摸、或依次相邻的多个触点按键被连续触摸时的时长。触摸动作判断单元，与所述按键确定单元、计时单元和电容检测单元连接，用于根据所确定的用户所触摸的一个或连续的多个触点按键、所述时长和电容值、判断出当前对按键触摸的操作。所判断出的操作包括所确定出的被触摸的单个触点按键被点击、所确定出的依次相邻的多个触点按键被依次滑动触摸。其中，确定的方法将在后文描述。第一指令生成单元，与所述触摸动作判断单元连接，用于生成与所判断出的按键触摸操作对应的控制指令。例如，生成上述触摸操作对应的表示“菜单” “关机”的控制指令，所述控制指令可以是表示不同指令的不同的电压值，将在后文描述。传输单元，与所述第一指令生成单元连接，用于输出所述控制指令给电视主板的主控制器，并可以接收电视主控制器发送过来的工作状态信号。第二指令生成单元，与所述传输单元连接，用于根据接收的所述电视主控制器发送过来的工作状态信号生成电视工作状态显示指令。[0048]状态指示模块，与所述按键控制模块的第二指令生成单元连接，用于根据所述电视工作状态信号显示当前电视的工作状态。在本实施例中，可采用低耗、长寿命的LED作为状态指示模块。例如，当电视待机时，所述状态指示灯亮起；当电视开机时，所述状态指示灯灭掉。下面通过对比传统电视的触摸式按键板设计，详细介绍本实用新型提供的一种用于电视的触摸式按键板的工作原理。在传统的电视触摸式按键板设计中，每个按键对应一个电压信号，且可采用单路或两路电压信号输出。例如，对于传统的电视触摸式按键板，当用户触摸“电源”按键时，触摸控制电路将会输出一个该按键触点对应电压信号给电视主板的主控制器。由此可知，通过传统电视的触摸式按键板实现对电视的相关控制需要用户准确地触摸到相关按键的触点，这样在比较昏暗的环境下找到并准确的触摸按键的触点是相当困难的。而在本实施例中，所述电视触摸式按键板的按键排列方式如图2所示，本实用新型可以更智能地实现上述传统的触摸按键操作，还可以通过手指如箭头所示从左至右在上述触摸式按键上滑动来实现例如电视的开机操作；相反，手指如箭头所示从右至左在上述触摸式按键上滑动便可实现诸如电视的待机操作。其具体的工作原理如下手指在触摸单个触摸式按键时产生的电容值与手指在多个触摸式按键上滑过 (手指在各个触摸式按键中间时表示一个按键的触摸未释放的同时进入另一个按键区域) 时产生的电容值不同。如图3所示，通过事先的采样，确定手指触摸单个按键产生的电容阈值为Pl，即触点电容超过Pl时表示手指动作为触摸单个所述按键；确定手指在各个触摸式按键中间时产生的电容阈值为P2，在电容值超过P2、小于Pl时表示手指在各个触摸式按键上滑过；确定所述按键板空闲无按键操作时的噪声滤除电容阈值为P3，只有在触点产生的电容值大于P3时，才判断是否有触摸按键操作。由于不同触摸式按键的印刷线路板元件的摆放、走线各有不同，因此上述电容阈值在不同的硬件环境中取值也各不相同。此外，考虑到不同用户操作(触摸或滑动)所述按键板会存在个体差异，例如，有的用户操作动作较快，有的则较慢。因此，通过统计众多体验用户的操作耗时，确定出单个按键操作和滑动按键操作的平均耗时。即，触摸单个触摸式按键(电容大于Pi)的时长超过50ms则为单个按键操作确认，否则认定为干扰信号并滤除；滑过各个触摸式按键(电容大于P2、小于Pl)的总时长在0.5至2秒内表示滑动按键操作，超过此时长范围后的操作均按最后检测到的单个按键操作处理。如图4所示，在所述电视触摸式按键板上电后，由触摸动作判断单元判断电容检测单元检测到的当前所述按键板的触点(触摸式按键)电容值大小如果该电容值大于 P1，则由按键确定单元确定用户当前触摸的触点，计时单元开始计时，等待50ms后由触摸动作判断单元判断当前触点电容值是否仍然大于Pl 如果当前触点电容值仍然大于P1，则由触摸动作判断单元确认作用于当前触点上的按键触摸操作为点击，并由第一指令生成单元生成与点击该触点对应的控制指令；如果当前触点电容值在小于Pl且大于P2的电容值与大于Pl的电容值之间交替变化(包括触摸按键一瞬间时电容大于Pl但等待50ms后电容小于Pl且大于P2的这种情况)，由按键确定单元确定出由于连续触碰触点而形成的触点序列(触点触碰顺序)，计时单元开始计时，如果触摸动作判断单元判断出在0. 5至2秒内所有触点都已包含在触点序列内，则触摸动作判断单元开始判断该触点序列是否和电视当前状态匹配(即从左向右滑动触点的开机动作与电视待机状态匹配，从右向左滑动触点的待机动作与电视开机状态匹配。通过确定触点的排列顺序，便可判断出滑动的方向，例如，预
先设置触点的排列从左至右为“菜单”、“信号源”.......“频道+”，如果排在按键确定单元
确定出的触点序列中第一位上的触点为“菜单”，则滑动触点的方向为从左向右)。若匹配， 则触摸动作判断单元确定上述的连续触碰触点形成了按键滑动操作，并由第一指令生成单元生成该滑动操作对应的开机或待机(相当于“电源”按键操作)的控制指令；若不匹配， 则由触摸动作判断单元清除所述触点序列(即确定此次操作无效)，返回继续监听触点动作。此外，超过0. 5至2秒这一时间限制的触点序列也将被清除。触点产生上述情况之外的任何电容值，均被触摸动作判断单元视为干扰信号而被滤除。在此之后，触摸动作判断单元继续监听触点动作。在本实施例中，通过第一指令生成单元生成的与所述触点按键操作相对应的控制指令(电压信号)可如下设置如图5所示，所述按键板空闲时第一指令生成单元生成3. 3V 的电压信号，触发“菜单”按键时第一指令生成单元生成2. 4士0. 2V的电压信号，触发“信号源”按键时第一指令生成单元生成2. 0士0. 2V的电压信号，触发“音量_”按键时第一指令生成单元生成1. 6士0. 2V的电压信号，触发“音量+”按键时第一指令生成单元生成1. 2士0. 2V 的电压信号，触发“频道_”按键时第一指令生成单元生成0. 8士0. 2V的电压信号，触发“频道+”按键时第一指令生成单元生成0. 4士0. 2V的电压信号。电视主板的主控制器在识别控制指令时，认为在上述电压士0.2V范围内的电压信号均为同一按键所产生。此外，为确保电视低功耗待机，在电视待机时仅允许一个特定的电压信号(例如OV电压信号)输入电视主板，即OV电压信号为电视的开机/待机控制指令。如图6所示，在本实施例中由上述滑动操作触发“电源”按键时，第一指令生成单元生成OV的电压信号。除了上述如图3示出的触点的滑动组合之外，还可以根据需要对触点进行任意组合。例如，在所述按键板上由多个触点排列成半圆，这些触点用于调节电视(如音量、频道等)，半圆内可以任意布局排列多个用于电视操作功能(如音量操作、频道操作等)选择的触点，点击半圆内的某一触点，例如“频道”，此时可以在半圆上通过顺时针滑动向前选择频道，也可以在半圆上逆时针滑动实现向后选择频道。上述以电视为例进行说明，不难理解，可应用于使用触摸式按键板的任意设备，如洗衣机、MP3等设备。另外，上述以依次相邻的多个触点按键被连续触摸，即被滑动触摸为例进行的说明，不难理解，不相邻的两个或多个触点按键被在规定时间内被按照预定顺序依次点击，也可以对应一个预先指定的操作指令，原理与上类同，不再赘述。所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种触摸式按键板，其特征在于，包括电容式触摸板，包括两个以上的触点按键；按键控制模块，与所述电容式触摸板连接，用于采样一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值，并根据所采样的电容值以及对应的所述触点按键生成与一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸相应的控制指令。
2.根据权利要求1所述的按键板，其特征在于，所述按键控制模块包括按键确定单元，用于确定出用户所触摸的一个触点按键或被依次触摸的两个以上的触点按键；电容检测单元，用于采样一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值；触摸动作判断单元，与所述按键确定单元和电容检测单元连接，用于根据所述触点按键和所采样的电容值确定对按键触摸的操作；第一指令生成单元，与所述触摸动作判断单元连接，用于生成所确定出的对按键触摸操作对应的控制指令。
3.根据权利要求2所述的按键板，其特征在于，所述按键控制模块还包括计时单元，用于检测一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸的时长；所述触摸动作判断单元还与所述计时单元连接，用于结合所述时长完成所述对按键触摸操作的确定。
4.根据权利要求2所述的按键板，其特征在于，所述按键控制模块还包括传输单元，与所述第一指令生成单元连接，用于与所述触摸式按键板所连接设备进行包括输出所述控制指令、从该设备接收设备工作状态信号的信息传输。
5.根据权利要求4所述的按键板，其特征在于，还包括第二指令生成单元，与所述传输单元连接，用于根据所述触摸式按键板所连接设备的工作状态信号生成该设备工作状态显示指令；状态指示模块，与所述按键控制模块连接，用于根据所述工作状态信号显示该触摸式按键板所连接设备的工作状态。
6.根据权利要求5所述的按键板，其特征在于，所述状态指示模块为LED。
7.根据权利要求1所述的按键板，其特征在于，所述按键控制模块为单片机。
专利摘要本实用新型提供了一种触摸式按键板，包括电容式触摸板，包括两个以上的触点按键；按键控制模块，与所述电容式触摸板连接，用于采样一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸时的电容值，并根据所采样的电容值以及对应的所述触点按键生成与一个触点按键被触摸或两个以上的触点按键被依次触摸相应的控制指令。从而实现在同一按键上同时能够完成两种控制操作，即在触摸按键板上实现滑动或点击与滑动的组合操作。
文档编号H03K17/96GK202127390SQ20112018880
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者王伟, 班春迎, 郭伟, 郭宏钊 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔电子有限公司