CN104484056A - 一种具有鼠标功能的键盘 - Google Patents

Abstract

一种具有鼠标功能的键盘，包括触摸板、左键、右键，触摸板位于键盘内部，按键区的下方，触摸板采用浮空触控技术，如纳米触控摸，这种键盘将鼠标功能和键盘功能有机融合在一起，用户的鼠标操作和键盘操作都在键盘上完成，通过手指不同的运动，实现不同的操作，上下运动，是打字操作；水平运动，是鼠标操作，键盘能自动识别用户的不同操作，并做出正确响应。这种鼠标具有使用方便，重量轻，体积小，便于携带的特点。可以与键盘结合，用于笔记本电脑时，可以取代普通触摸板。

Description

一种具有鼠标功能的键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘，尤其是一种与鼠标融合的键盘。

背景技术

键盘和鼠标都是常用的输入设备，缺一不可，由于这两者的功能和原理区别甚大，所以难以融合，键盘只具有输入文字的功能，而鼠标只具有定位光标的功能。在笔记本电脑上，鼠标通常采用触摸板，触摸板位于键盘的下方，和键盘是分离的，用户在操作时，如果既要用键盘，也要用鼠标，则手必须在键盘和鼠标（触摸板）两者之间来回移动，操作不便。并且还造成了电脑体积和重量过大，携带不便。为了解决鼠标使用和携带不便的问题，本发明提出一种新型的鼠标装置，将键盘和鼠标融合在一起，在键盘上既能完成文字输入操作，也能完成鼠标操作，用户在操作电脑时，手不必在键盘和鼠标之间来回移动，操作非常方便，同时还提高了笔记本的便携性。

发明内容

一种融合了鼠标功能的键盘，包括左键、右键，触摸板，其特征是：左键、右键位于键盘上。触摸板指能感应触摸的装置，又称为触控板等。触摸板位于键盘的按键区的按键底部的下面，触控板采用浮空触控技术（floating touch），浮空操作又叫悬空操作，指在隔着一定距离或者有一定介质时，也能进行触控操作，而不必接触，如电容触控技术能利用其自电容实现浮空触控；纳米触控膜也可以实现浮空触控操作。

      本发明中触摸板包括传感器（sensor），控制芯片及电路，相应的驱动程序等。触摸板工作模式分成三种：鼠标模式、键盘模式、纯感应模式；鼠标模式，触摸板具有鼠标的功能，类似于笔记本电脑上的触摸板。具体功能是感应手指信号或压力信号并控制光标和左右键等按键等操作，还可以有多点触控等功能。键盘模式，触摸板具有键盘的功能，具体功能是感应手指信号或压力信号并输入字符，包括控制字符等。纯感应模式，感应有无手指信号或手指信号的强弱或手指信号的移动方式，或者有无压力或压力大小或者压力点的移动方式。纯感应模式可以视为键盘模式和鼠标模式工作过程的一部分，而在键盘模式时，触摸板不能控制鼠标；在鼠标模式，不能输入字符。在不同的优选方案中，触摸板可以具有上述一个模式或多个模式或全部模式的组合。

手指在触摸板形成电信号，称为手指信号；物体接触到触摸板时，形成的电信号为接触信号；物体压到触摸板时，形成的信号称为压力信号。

触摸板上方的按键为玻璃材质、塑料材质或者其它能进行浮空操作的材质，为提高效果，可以在按键上开微孔。

减小键盘的按键之间的间隙，使键盘表面更平滑，便于手指移动。

可以在键盘上按键的间隙安装托放手指的指托。指托的作用是在食指做鼠标操作时，托放住其它手指，这既能避免误操作，又能为食指的移动提供支撑力。

左键、右键位于键盘的空格键附近或者指托上或键盘上其它易于操作的地方。

触摸板可以带有开关,用于控制触摸板的打开/关闭或者工作模式。开关可以安装在指托上，或者在左右键的上部或底部或底部对着的键盘的其它位置,也可以在其它易于手指操作的地方。开关可以是触摸开关，通过手指触摸进行控制,或者是感应开关。

      如果触摸板具有鼠标模式和键盘模式，则工作时需要在两种模式之间正确切换。切换的条件，可以根据不同的硬件和软件逻辑而有所不同。

      触摸板有物理开关时，当触摸板开关打开时，触摸板进入鼠标模式；反之，退出鼠标模式。

      触摸板没有物理开关时，可以通过感应手指的移动方式进行判断，进入或退出鼠标模式。

      例如，如果感应到手指的横向移动，则触摸板进入鼠标模式。如果一段时间内没有感应到手指移动，退出鼠标模式。

      还可以当感应到手指移动而没有检测到键盘按键被按下或者触摸板没有检测到压力信号时，触摸板进入鼠标模式；反之，退出鼠标模式。

当触摸板已经处在鼠标模式，则键盘按键停止响应，即使不慎按下按键，也不会输入字符。

键盘上，有些按键位于触摸板上方，这些按键对应字符的输入方法有多种：

1、通过触摸板输入字符。触摸板上方的按键被按下时，手指靠近触摸板，按键的下部接触或施加压力到触摸板上，触摸板感应到压力点或接触点所在位置或者按下按键的手指的位置，输入该位置对应的按键所代表的字符；如果没有感应到按键被按下，而感应到手指信号，则控制光标。

浮空操作时，手指信号的强弱与手指的距离有关，当按下按键时，手指与触摸板的距离变近，根据触摸板感应信号强弱的不同，可以判断出按键是否按下，并进一步检测出手指位置。另外，当触摸板感应到接触或感应到压力时，都能判断出按键被按下并检测出具***置。

触摸板可以是压感触摸板，能感应到压力或检测压力大小或感应到压力点位置。也可以在触摸板与键盘按键接触位置或下方对应部位安装压力感应器，当键盘按键被按下时，按键底部使压力感应器受力，或者使触摸板在按键底部的压力下变形，使压力感应器受力，发出信号，输入按键代表的字符；

2、不通过触摸板输入。触摸板只具有鼠标模式，只起到鼠标作用，不起到键盘作用。通过浮空方式操作触摸板，控制鼠标。字符通过键盘按键输入，操作方法和工作过程与普通键盘相同。结构上可以由不同的方案，如触摸板上方的键盘按键通过一个连接结构连接一个触点，触点位置在触摸板一侧或上方或下方，触点接通，代表输入了该按键代表的字符；连接机构的作用是在按键被按下时，使触点接通，按键弹起时，使触点断开。该方案中，当检测到键盘按键被按下的信号的一段时间内，触摸板关闭，不响应手指移动，这样可以避免手指操作按键时，鼠标出现误操作。

也可以在按键上安装微型触点开关。

上述硬件构造和软件判断逻辑可以根据需要进行组合。

附图说明：

图1：键盘俯视图

      1：左键

      2：右键

      3：指托

      4：触摸板，虚线表示其位于内部

图2：按键触点连接图

      1：按键

      2：连接机构

      3：触点

      4：触摸板

具体实施方式：

实施例1

如图1所示，左键1、右键2位于空格键附近，用大拇指操作，触摸板4位于按键区中央部位的内部，内置在键盘之中。触摸板采用浮空触摸技术，如纳米触控膜，纳米触控膜是一种电容触摸技术的改进，允许手指与表面隔一段距离操作。当手指隔着按键实体时，纳米触控摸也能产生触控信号，这样，即使触控板位于按键下部，没有和手指直接接触，也能实现触控操作。浮空操作的距离约0.5cm，超过0.5cm时，信号微弱，触摸板不响应。为提高浮空操作的性能，触摸板上方的按键为塑料材质。

触控板是在按键区的中央位置，使用食指操作，按键区的其它位置不安装，其它手指不会被触摸板所感应到。触摸板的控制电路位于键盘内部。

当食指贴着键盘表面移动时，控制鼠标光标移动。左键、右键的功能和普通鼠标的功能一致。

为减小各个按键的间隙，在第一排字母键和第二排字母键之间安装有托放手指的指托3，当用户使用触摸板时，可以把手指放在指托上，指托既能避免手指误按键盘，也能为食指的移动提供着力点。左键和右键也可以安装在指托上，用中指或无名指操作。

用户在操作键盘时，输入文字的操作方法和普通键盘一样，在按下触摸板上方的那几个按键时，键盘按键下表面接触并按压触摸板，触摸板感应到压力，并检测出压力点位置，根据压力点位置和按键的对应关系，输入对应按键代表的字符。在操作鼠标时，手指放在指托上，指托上的触摸开关感应到手指并发出信号，使触摸板进入鼠标模式，此时，触摸板能控制光标移动。指托上的触摸开关使触摸板在不同模式之间切换，当手指放在触摸开关上时，触摸板进入鼠标模式，控制光标移动；当手指没有放在触摸开关上时，触摸板进入键盘模式，根据触摸压力点的位置，输入该点对应的按键代表的字符。

用大拇指操作左键、右键，或用中指操作指托上的左键、右键。食指贴在按键表面上移动，按键下的触摸板感应手指的移动，并控制光标的移动。

取一个无效时间，该时间内，触摸板不响应触摸动作。无效时间的定义是：触摸板不响应触摸动作的时间段。通常是按键被按下（或者是键盘向主机发出按键按下的电信号）的时刻之前或之后或之前和之后的一段时间，这段时间的长短可以根据需要取值，在该实施例中，无效时间是按键按下这一时刻之前的0.1秒至之后的0.1秒。无效时间能避免在按下按键时，鼠标执行误操作。当用户按下按键时，手指会短暂接触到按键上的触摸板，如果此时光标发生移动，就是误操作，无效时间能消除这种误操作。无效时间的长度也可以设置为其它值，比如0.2秒、0.3秒等。无效时间能进一步减少误操作。

采用多点触控时，当检测到其它手指位置不动，而只有食指移动时，光标随着食指移动。其它情况下，即使有触控操作，光标也不移动。

使用该键盘，在电脑操作过程中，手不必离开键盘就既能实现键盘输入，又能实现鼠标控制，避免在键盘和鼠标之间来回移动手，实现电脑“盲操作”。

实施例2

浮空压感触摸板安装在键盘按键区中央位置，按键的下方，取消指托及其上的感应开关，通过触摸压力感应区分按键操作和光标移动操作。当手指按下按键时，按键的下部对触摸板施加一个压力，触摸板检测出压力点位置，并根据按键与触摸板不同位置的对应关系，判断出是哪个按键被按下，输入被按下的按键代表的字符；当手指在按键表面移动时而没有按下按键时，触摸板在纯感应模式下，感应到手指信号，而没有感应到压力，或者感应到手指的信号与按键被按下时的信号强弱不同，由此判断是鼠标操作，进入鼠标模式，控制光标移动。手指在按键表面移动时，和触摸板的距离比按下按键时的距离大，触摸板浮空感应的信号强弱与手指的距离有关，根据信号强弱不同，可区分出手指是在按键表面还是按下了按键，以此进一步确定是键盘操作还是鼠标操作。

取消指托感应开关后，在鼠标操作时，其它手指不必放在指托上。

触摸板上方的按键材质使用普通键盘常见的塑料材质。

用户在键盘上输入字符时，操作方法与普通键盘一样，但是其工作过程与普通键盘不同，是通过触摸板实现字符输入；在控制鼠标时，手指在中央按键的表面移动，用大拇指操作左右键。键盘和鼠标操作都在键盘上完成，可以实现“盲操作”。

实施例3

   如图2，触摸板4位于按键‘G’、‘H’、‘B’、‘N’的下方，手指浮空操作触摸板，控制鼠标，与实施例1不同的是触摸板只用于控制鼠标，不用于输入字符，此例中，键盘输入字符的方法与普通键盘的方法类似，通过按键、触点等方式实现，如图2所示是上述四个按键和对应的触点的结构图，按键1通过连接结构2连接到触点，触点位于触摸板的一侧，其它按键的结构与普通键盘一样。输入上述四个字符的过程是：当按键1按下时，连接机构2使触点3接通，输入按键1代表的字符。输入其它字符的过程与普通键盘一样。

在不影响触摸板工作的情况下，触点也可以位于按键和触摸板之间或者触摸板的下方。

“GHJKL”和“BNM,.”两排按键之间安装指托，指托上安装触摸感应开关。当感应开关感应到手指时，触摸板进入鼠标工作模式；没有感应到手指时，触摸板进入非工作模式。在指托上也安装鼠标左右键，左右键与触摸开关合并，使用右手中指和无名指操作。

用户在键盘上输入字符时，操作方法与普通键盘一样，其内部工作过程也与普通键盘相同；在控制鼠标时，右手中指小指无名指移到指托上，食指在上述四个按键的表面移动，用大拇指操作左右键，键盘和鼠标操作都在键盘上完成，可以实现“盲操作”。

实施例4

浮空触摸板安装在键盘按键区中央位置，按键的下方，按键和触摸板的下方与每个按键对应的位置安装有触点，触摸板具有柔性，当键盘按键被按下时，按键底部对触摸板施加压力使之向下变形，接触下方的触点并使其接通，从而输入被按下的按键所代表的字符。

手指在按键表面移动时，和触摸板的距离约1cm，比按下按键时的距离（0.5cm）大，触摸板浮空感应的信号强弱不同，根据信号不同，区分出手指是在按键表面还是按下了按键。如果是在按键表面，则为鼠标操作，控制光标。如果是按下了按键，则鼠标不响应，避免误操作。

用户在键盘上输入字符时，与普通键盘的操作方法一样；在控制鼠标时，手指在键盘中央按键的表面移动，用大拇指操作左右键，可以实现“盲操作”。

实施例5

键盘采用超薄结构，浮空触摸板安装在键盘按键区中央位置，按键的下方。左右键靠近空格键，在空格键靠近人体的一侧。

触摸开关位于按键支撑板的对着桌面的那一面的正对着左右键中间的位置上，触摸开关采用浮空感应触摸技术。

当手指放在左右键的中间部位时，触摸开关浮空感应到手指，打开触摸板，使触摸板进入鼠标状态。食指在键盘表面移动，控制光标。此时，食指与触摸板的距离约为5mm。当手指不放在触摸开关上，触摸板进入键盘状态，当手指按下触摸板上方的按键时，食指与触摸板的距离变近，约为2mm，触摸板感应到手指的信号，并且测量出手指的位置，根据字符与触摸板各个部位的对应关系，输入对应的字符。例如字符T对应着触摸板左上角位置，当按下按键T时，如果感应开关关闭，同时左上角感应到了手指信号（信号强度为2mm的距离对应的强度），则输入字符T。不在触摸板上方的按键，其输入字符的方式和普通键盘一样。例如字符Q不在触摸板上方，当按下按键Q时，通过键盘内部的导电膜上触点的接触输入字符Q，此时不是通过触摸板输入的。

用户在使用时，输入字符的方法和普通键盘一样。控制鼠标时，左手大拇指放在左右键的中间，右手食指贴着键盘表面移动，可以移动光标。无论鼠标操作还是输入字符，手不必离开键盘，只用通过手指的不同移动方式，就既能实现文字输入，又能实现鼠标控制。

Claims (10)

1.一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：包括鼠标左键、鼠标右键、触摸板，触摸板能进行浮空操作，触摸板位于键盘按键的下面。

2.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板的工作模式分为三种：鼠标模式、键盘模式和纯感应模式；鼠标模式，触摸板具有鼠标的功能，具体功能是感应手指信号或压力信号并控制光标等鼠标操作；键盘模式，触摸板具有键盘的功能，具体功能是感应手指信号或压力信号并输入字符等键盘操作；纯感应模式，感应有无手指信号或手指信号的强弱或者手指的移动方式，或者有无压力或压力大小或者压力点的移动方式；触摸板可以只具有一种工作模式或多种模式的组合。

3.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板上方的键盘按键带有开关触点，当按键处于不同的按下/弹起状态时，触点处于打开或关闭状态，可以根据按键的状态，使触摸板进入相应模式。

4.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板上方的键盘按键被按下时，手指靠近触摸板或者按键的下部接触或施加压力给触摸板，触摸板感应到手指信号或按键的接触或按键的压力，并检测出手指或接触点或压力点位置，输入该位置对应的按键所代表的字符。

5.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板上方的键盘按键通过一个连接结构连接一个触点，触点接通，则输入了该按键代表的字符；连接机构的作用是在按键被按下时，使触点接通，按键弹起时，使触点断开。

6.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：键盘上按键的间隙安装有托放手指作用的指托，指托上可以安装触摸板的开关。

7.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：鼠标左键、右键位于键盘空格键附近或者在指托上，左键或右键的上部或底部或左右键下部对着的键盘其它位置可以安装触摸板的开关。

8.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板带有开关时,当触摸板开关打开时，触摸板进入鼠标模式，反之，退出鼠标模式；当触摸板没有物理开关时，可以通过感应手指的移动方式进行判断，应该进入还是退出鼠标模式。

9.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：触摸板上方的按键为玻璃材质或者其它能进行浮空操作的材质。

10.基于权利要求1所述的一种具有鼠标功能的键盘，其特征是：如果触摸板具有鼠标模式和键盘模式，则当在鼠标模式时,键盘按键停止响应。