CN101641670A - 电阻式输入设备 - Google Patents

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Abstract

一种可以用作键板和/或触摸板的电阻式输入板，其包括具有多个电阻式感应板的上表面层，所述多个电阻式感应板被布置在所述上表面层下面。上表面在输入板的表面上连续延伸。电阻式感应板的数目并不需要与键的数目相匹配，其中所述键可由上表面层上的键板印迹来区分。由电阻式感应板所形成的网格可以比由按照键板印迹而定义的键所形成的网格更精细或更不精细。利用足够精细的电阻式感应板的阵列，输入板可以与常规触摸板类似地用于导航和绘制目的。

Description

电阻式输入设备
技术领域
本发明涉及诸如键和/或触摸板这样的电阻式输入板(resistive inputpad)，特别地，涉及可以在用于数据输入的电子设备中使用的输入板。
背景技术
电子设备经常采用触摸板或键板作为使得用户能够向***进行输入的装置。触摸板广泛实现于笔记本计算机应用中，并且经常为诸如计算机鼠标这样的常规指点设备的功能提供服务。常规触摸板的一些属性使得它们不适合于诸如移动电话或移动媒体播放器这样的移动设备的键板。这些触摸板通常具有电容式传感器，该电容式传感器很敏感并且不具有任何压力门限。因而，在表面上的任何触摸(即使处于很低的接触压力)都被记录。这对于用户或其它物体经常无意中触摸到键板的移动设备来说可能是有问题的。具体问题是：用户大部分时间经常使他们的拇指保持与表面接触，并且在诸如文本或数字输入这样的用户交互期间不会将他们的拇指从表面拿开。这对常规的推动式按钮键来说不是问题，但却使电容式感应触摸板不合适。电阻式感应触摸板可以通过具有针对输入所需要的最小压力的门限值来克服该问题。然而，用于电阻式触摸的当前键和/或触摸板解决方案仅可以输出x、y坐标值，而这将多个输入限于在那时的仅一次键击，并且使其对于小键板来说难以足够精确。
发明内容
基于该背景，本发明的目的是提供一种克服或者至少减少上述缺点的输入板。
该目的是通过提供一种输入板来实现的，该输入板包括上表面层以及在所述上表面层之下所布置的电阻式感应板的阵列。
因而，获得了一种输入板构造，由此可以没有任何问题地记录若干个同时的键击。
所述电阻式感应板可以包括导电橡胶层(a layer of conductiverubber)。导电橡胶具有固有压力门限(inbuilt pressure threshold)，超过该门限它就突然变得导电。
所述电阻式感应板可以具有取决于压力的导电性。
所述阵列可以形成网格(grid)。
所述上表面层可以由单片材料形成。
可以在所述上表面层上印刷键板图形(keypad graphics)。
在所述上表面层上的键板图形是通过背光生成的。
所述网格不需要与在键板印迹(keypad print)中的键的网格一对一地匹配。
一个电阻式感应板可以由按照键板印迹所定义的若干个键来共享。
由电阻式感应板的阵列所形成的网格可以比由按照键板印迹而定义的键所形成的网格更精细。
所述电阻式感应板可以被接线到连接器。
所述上表面层可以允许特定的可挠性(flexing)。
所述电阻式感应板可以由印刷线路板来支撑。
所述印刷线路板可以是其中使用了键和/或触摸板的设备的一部分。
所述电阻式感应板可以被链接以便形成垫子(mat)。
所述上表面层可以在输入板的整个表面上连续延伸。
上表面可以不允许任何实质上的可挠性，在这种情况下，可以沿所述上表面的***或沿携带所述上表面的元件的***来布置压力电阻式板。
所述上表面可以是移动设备的盖子的一部分，在这种情况下，可以在所述盖子的***与所述移动设备的框架之间布置所述电阻式感应板。
通过详细的描述，根据本发明的输入板的进一步的目的、特征、优点和特性将变得显而易见。
附图说明
在本说明书的下面详述部分中，将参照附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的具有输入板的移动设备的正视图；
图2是根据本发明的实施例的输入板的正视图；
图3是图2所示的输入板的截面图；以及
图4示出了在移动设备中根据本发明的输入板的另一实施例。
具体实施方式
在下面的详细描述中，将通过优选实施例来描述根据本发明的输入板。根据本发明的输入板可以用作键板和用作触摸板。
根据本发明的输入板可以用于诸如PC这样的固定设备中、诸如膝上型计算机这样的便携式设备中，或者诸如移动电话这样的移动设备中。图1图示了根据本发明的实施例的具有输入板的移动电话1。
移动电话1包括用户接口，该用户接口具有外壳2、显示器3、开/关按钮(未示出)、扬声器5(仅示出了开口)以及扩音器6(在图1中不可见)。根据第一优选实施例的电话1适于经由诸如GSM 900/1800MHz网络的蜂窝网络进行通信，但也可以仅适于与码分多址(CDMA)网络、3G网络或基于TCP/IP的网络一起使用，以便(例如，经由WLAN、WIMAX或类似网络)覆盖可能的VoIP网络或者VoIP和诸如UMA(通用移动接入)的蜂窝网络的混合网络。
输入板7具有第一组键8作为字母数字键。输入板板2另外具有包括两个软件的第二组键9、两个呼叫处理键(摘机键11和挂机键12)，以及5向导航键10。在该实施例中，第一组键由根据本发明的输入板形成，而第二组键由常规推动式按钮键形成。在另一实施例中(未示出)，键板的所有键均由根据本发明的输入板形成。在所示出的实施例中，在键板的上表面层上印刷了键板图形，包括键之间的分隔线。
可拆卸的后盖(未示出)准许SIM卡(未示出)和在移动电话后面的可充电电池24(参见图3)出入，可充电电池24为移动电话1的电子组件提供电力。
移动电话1具有平板显示器3，该平板显示器3通常由具有任选背光的LCD制成，诸如能够显示彩色图像的TFT矩阵。
图2和图3图示了根据本发明的输入板7的第一实施例。输入板包括上表面层10。上表面层20可以配备有键板印迹(如图1所示)并且具有对如图1和图2中所示的键进行划分的印迹。可以通过背光将划分键的线以及键板印迹印刷、雕刻、压花或投影到上表面层20上。可以将所印刷或雕刻的键板印迹应用于上表面层的正面或背面。以网格的形式布置键8，在该实施例中是以3乘4的网格，如在用于电话的标准ITU-T键板中常见的。然而，可以以任何其它形式的网格(未示出)来定义任何其它数目的键。
在该实施例中，上表面层20由单层材料形成，诸如聚合材料或聚合材料的混合物。上表面层20允许特定的可挠性。
多个电阻式感应板22被布置在上表面层20下面的网格形状的阵列中。在该实施例中，电阻式感应板22被布置在3乘3的阵列中。在本实施例中，压敏板(pressure sensitive pad)22分别与键8重叠，并且因而9个板22足以覆盖12个键8。压敏板包括导电橡胶层，其具有取决于压力的电阻。这样的橡胶材料可从商标为
Figure G2008800086876D00041
ZL45.1的Xilor Research LLC获得。这是具有大约45Shore A(邵尔A)硬度的压敏导电橡胶。其电阻随压力的变化非常剧烈：当压力低于启动压力(actuation pressure)时，材料处于高电阻状态＞30MW；当压力等于或大于启动压力时，材料处于非常低的电阻状态(可以低至0.1W或更低)。可以使用具有压敏电阻的其它导电橡胶。
电阻式感应板22由印刷线路板24支撑。印刷线路板24不一定形成输入板27的一部分，而可以是诸如移动电话1这样的其中使用了键和/或触摸板7的设备的一部分。印刷线路板被连线，以便当在所关注的电阻式感应板22的区域中的上表面层20上施加了压力时，检测电阻式感应板22的电阻的变化。在另一实施例中(未示出)，电阻式感应板22被连线到连接器。在实施例中(未示出)，电阻式感应板22通过细丝(filament)等互连以便形成电阻式感应垫(未示出)。
在操作中，印刷线路板将被连接到在设备(在该设备中使用了键板)中的处理器。该处理器将从每个电阻式感应板22接收信号，并且根据来自电阻式感应板22的组合信号来确定触摸/按压的位置。该处理器还将能够确定在表面上的多个同时的按压。因而，可以进行同时键击。
在电阻式感应板22中的导电橡胶具有特定的基于压力的开关，其中在该压力处，导电性突然改变。因而，橡胶材料具有固有门限，并且如果施加了低于该门限的压力，则不记录任何用户输入。如果用户偶然触摸了输入板7，或者如果在用户输入期间用户没有将他/她的拇指或其它手指完全移开对输入板7的触摸，则这是有利的。
在一实施例中(未示出)，电阻式感应板22的阵列比在所示出的实施例中的明显更精细，并且比用于区分在键板的各种键上的按压所需要的明显更精细。在该实施例中，可以精确地确定通过用户在输入板上移动手指或其它物体而创建的导航信号，从而允许与从常规触摸板的输入一样的进行绘制和/或导航输入。由电阻式感应板22的网格所定义的最小分辨率将取决于应用的类型。对于在移动电话上的菜单和应用中的简单导航，相对低的分辨率将是可接受的，而绘制和手写识别应用将要求更高的分辨率。
图4图示了根据本发明的键板7的另一实施例。参照移动电话1图示了该实施例。该移动电话类似于参照图1所描述的移动电话。在该实施例中，键板7具有上表面，其是刚性的，即，它不允许任何实质上的可挠性。需要刚性的目的是为了避免盖子4的扭曲，因为这样的扭曲将降低由电阻式感应板22所递送的信号的精度，并且将使得处理器和设备(其中使用了输入板7)更难以确定触摸输入板的物体的确切压力点。
该上表面与移动电话的前盖4集成。前盖4通过沿前盖4的***分布的电阻式感应板25而悬挂于移动电话的核心框架26。电阻式感应板25被布置在核心框架26的上表面与前盖4的向下投影边缘之间的线27上。电阻式感应板25耦合到在移动电话1中的处理器。
电阻式感应板25的组合信号在适当的软件例程的帮助下，允许移动电话1中的处理器确定所施加在盖子上的压力的位置。当所施加的压力高于给定门限时，并且当通过电阻式感应板25的组合信号而确定了位置时，处理器将输入视为对于与输入板已被触摸的位置相关联的键的键击。
对来自电阻式感应板25的连续或有规律的监控还将允许处理器识别在前盖4上的压力的移动点。这样的压力移动点可以用作导航输入。可以确定在前盖上的任何位置，其中在该位置上施加了高于门限的压力用于改变压力板的导电性。因而，前盖4的整个前表面可以用作输入板，包括显示器3的区域。
类似于以上的实施例，键印迹可以被印刷在输入板7上。可选地，键印迹可以通过背光来创建(在这种情况下，输入板的上表面需要是基本上透明的)。
上表面层20的表面可以齐平或者可以配备有键板印迹的压花或雕刻部分和/或配备有将输入板7划分成键8的线。
本发明具有很多优点。不同的实施例或实施方式可以产生一个或多个以下优点。应当注意，这不是穷尽的列举，并且可以存在文中没有描述的其它优点。本发明的一个优点是：它允许用户在输入板上利用拇指或其它手指来支持其中使用了键板的设备，就像用户利用常规推动式按钮键板所做的一样，而不激活键板的任何功能。本发明的另一优点是：可以记录多个同时的键按压，这在若干现行软件协议中特别有利，例如打游戏。本发明的另一优点是：它允许诸如在利用单个输入解决方案来进行绘制或导航中的导航功能。本发明的又一优点是：在生产设施中，可以几乎瞬时地重新定义对键的布置。本发明的又一优点是：很多不同类型的材料可以用于上表面层，因为电阻式传感器类型的板对于上表面层并不要求任何特定的特性。本发明的另一优点是：在其中布置了输入板的外壳部分可以基本上是完全刚性的，并且可以由任何刚性材料制成，诸如金属、模制塑料和木材。可以通过单个方法来记录在布置了键板的元件的表面的任何部分上的触摸或按压。
尽管已经参照使用导电橡胶的电阻式感应板描述了本发明，然而应当理解，可以使用任何其它类型的电阻式感应板，只要它们足够精确和一致地测量压力变化。
如在权利要求中使用的术语“包括”并不排除其它元件或步骤。如在权利要求中使用的术语“一”或“一个”并不排除多个。
虽然在前述说明书中努力促使注意被认为特别重要的本发明的那些特征，但是应当理解，申请人请求保护涉及任何可获专利权的特征或所引用的上文和/或附图中所示的特征的组合，而不管是否已经对其特别加以强调。此外应当理解，在考虑了本公开的情况下，本领域的技术人员可以对本发明的装置进行修改和/或改进，并且仍保持在如下面的权利要求所阐述的本发明的范围和精神之内。

Claims (20)

1.一种输入板，其包括：
上表面层；以及
在所述上表面层之下布置的电阻式感应板的阵列。
2.根据权利要求1所述的输入板，其中，所述电阻式感应板包括导电橡胶层。
3.根据权利要求1或2所述的输入板，其中，所述电阻式感应板具有取决于压力的导电性。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的输入板，其中，所述阵列形成网格。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的输入板，其中，所述上表面层由一片材料形成。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的输入板，其中，在所述上表面层上印刷了键板图形。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的输入板，其中，在所述上表面层上的键板图形是通过背光生成的。
8.根据权利要求6或7所述的输入板，其中，所述键板印迹、纹路或压花定义了键的网格，并且其中，所述电阻式感应板的网格与所述键的网格并不一对一地匹配，并且电阻式感应板的数目可低于或高于键的数目。
9.根据权利要求8所述的输入板，其中，一个电阻式感应板由按照键板印迹、纹路或压花所定义的若干个键来共享。
10.根据权利要求8所述的输入板，其中，由电阻式感应板的阵列所形成的网格比由按照键板印迹而定义的键所形成的网格更精细。
11.根据权利要求1至10中任何一项所述的输入板，其中，所述电阻式感应板被接线到连接器。
12.根据权利要求1至11中任何一项所述的输入板，其中，所述上表面层允许特定的可挠性。
13.根据权利要求12所述的输入板，其中，所述电阻式感应板由印刷线路板来支撑。
14.根据权利要求13所述的输入板，其中，所述印刷线路板是其中使用了键和/或触摸板的设备的一部分。
15.根据权利要求12至14中任何一项所述的输入板，其中，所述电阻式感应板被链接以形成连贯表面。
16.根据权利要求1至12中任何一项所述的输入板，其中，所述上表面层在所述输入板的整个表面上连续延伸。
17.根据权利要求1至11中任何一项所述的输入板，其中，所述上表面实质上是非可挠的，并且其中，沿所述上表面的***或者沿携带所述上表面的元件的***来布置所述压力电阻式板。
18.根据权利要求17所述的输入板，其中，所述上表面是移动设备的盖子的一部分，并且其中，所述电阻式感应板被布置在所述盖子的***与所述移动设备的框架之间。
19.一种移动设备，其包括根据权利要求1至18中任何一项所述的输入板。
20.一种用于移动设备的盖子，所述盖子包括根据权利要求1至18中任何一项所述的输入板。
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