專利名稱：一種用戶界面裝置及其便攜式終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于移動通信終端的感應(yīng)式鍵盤，具體的講是一種用戶界面裝置及其便攜式終端。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，手機作為便攜式終端的一種，已經(jīng)成為深受大眾歡迎的通信工具。手機隨著用戶的需要正向著小型化，人性化，多樣化和數(shù)據(jù)化發(fā)展。傳統(tǒng)的手機主要以通話為主。這對用戶界面裝置的要求相對簡單?；跈C電開關(guān)原理的手機按鍵鍵盤已能很好的滿足要求。這種鍵盤通常包括“0-9”十個數(shù)字/字母按鍵，及若干個功能鍵。按鍵下方設(shè)置有彈性帽，當(dāng)按鍵被按下后，彈性帽的導(dǎo)電層接觸并接通電開關(guān)。按鍵按壓動作收起來后彈性帽自動彈會原位，形成觸覺反饋，提示使用者按鍵動作已完成。鍵盤使用的機電開關(guān)技術(shù)已臻完善，易于實現(xiàn)，性能可靠。然而隨著越來越多的手機用戶開始使用像電子郵件(Email)，彩信(MMS)，即時信息(IM)和短信息(SMS)等手機文字信息通信方式，文字輸入對用戶界面裝置提出了新的要求。而在傳統(tǒng)手機按鍵鍵盤上輸入文字尤其是輸入像中文這樣的非字母的文字是件非常困難的事。隨著通信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，特別是伴隨著GPRS等寬帶技術(shù)的應(yīng)用，此類業(yè)務(wù)會要求用戶輸入更多的信息，而現(xiàn)有的用戶界面裝置不能再滿足以上的要求，這就使信息服務(wù)的廣泛應(yīng)用受到限制。
各種新型的用戶界面裝置被應(yīng)用到手機上，例如具有手寫識別功能的觸摸屏也被應(yīng)用在手機上來輸入文字。目前比較流行的兩種觸摸屏分別為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏，電阻式觸摸屏是由一層可變形的電阻薄膜和一層固定的電阻薄膜構(gòu)成，中間由空氣相隔離。其工作原理是當(dāng)用筆或手指接觸觸摸屏?xí)r，上層電阻受壓變形并與下層電阻接觸，下層電阻薄膜就能感應(yīng)出筆或手指的位置。第二種是電容式觸摸屏技術(shù)，電容式觸摸屏的工作原理與電阻式觸摸屏基本一樣，它主要是通過手寫筆向基板施加壓力時，電容值的改變來定位手寫筆的位置。觸摸屏這種新型的用戶界面裝置很好的解決了文字輸入的問題。然而，為了保持手機外形的小巧，大多數(shù)這類手機設(shè)計中只有一個觸摸屏而省略了數(shù)字按鍵鍵盤。觸摸屏上也可以用來顯示一個虛擬鍵盤，這樣的設(shè)計，用戶就需要點擊在觸摸屏上顯示的虛擬按鍵來撥號。虛擬鍵盤沒有提供觸覺反饋，用戶通常會覺得使用起來不方便，并容易產(chǎn)生錯誤操作。也有一些手機既有觸摸屏又有數(shù)字鍵盤，這樣的手機難免體積大，攜帶不方便?？傊|摸屏難以同時很好的滿足撥號通話，文字輸入，及小型化的要求。
最近像用在筆記本電腦上的觸摸板也被應(yīng)用在手機上，例如，US2003048257公開的裝置，諾基亞(Nokia)6108手機翻蓋上裝有數(shù)字按鍵鍵盤，用戶在按鍵上撥號，打開數(shù)字按鍵鍵盤的翻蓋，下面就是一個觸摸板。用戶可以用輸入筆在觸摸板上輸入文字。當(dāng)用戶用輸入筆在觸摸板上寫入文字的筆劃時，手機中的特殊IC控制器感應(yīng)到輸入筆在觸摸板上劃過時產(chǎn)生的壓力變化。進而筆劃在XY坐標(biāo)上的位置就被記錄下來，并送到手寫識別處理器上。然后與輸入筆劃相符合的幾個候選的字符就會被輸出并顯示在顯示屏上。接下來，用戶用輸入筆在觸摸板上點擊菜單及圖標(biāo)進行查找并選擇確認或刪除所顯示出的字符。但是同時具有觸摸板及數(shù)字按鍵，增加了手機成本及手機外形體積。
US2003025679，EP1197835公開了類似的用戶界面裝置，對同時具有觸摸板及按鍵鍵盤的設(shè)計加以改進。觸摸板被直接裝在按鍵鍵盤下面。按鍵鍵盤的功能保留，撥號通話很方便。同時非接觸式觸摸板可提供手寫識別功能在手機上來輸入文字。非接觸式觸摸板很薄，并不增加手機外形體積。不過將觸摸板與鍵盤機械的結(jié)合在一起在工程實現(xiàn)上卻不容易。為了按鍵鍵盤的機電開關(guān)得以工作，針對每一個按鍵，在觸摸板上都要相應(yīng)的打一個孔。這樣按壓按鍵時，按鍵的機械拄才可以順利穿過觸摸板從而壓動彈性帽。但是每一款手機的按鍵鍵盤設(shè)計并不相同，造成有孔的觸摸板需要針對每一款手機都不一樣。從而造成加工復(fù)雜度及生產(chǎn)成本的增加。非接觸式觸摸板是由數(shù)條X方向?qū)Ь€及Y方向?qū)Ь€組成。X方向?qū)Ь€及Y方向?qū)Ь€在每一孔附近要彎曲。非接觸式觸摸板的性能受非線性影響很大。每一款手機的鍵盤設(shè)計的不同造成非接觸式觸摸板的X方向?qū)Ь€及Y方向?qū)Ь€的彎曲度，及線間距都不同。為了通過補償(OFFSET)解決上述問題，非接觸式觸摸板IC變得復(fù)雜，甚至需要針對每一款手機都不一樣。從而造成加工復(fù)雜度及生產(chǎn)成本的增加。為了解決按鍵鍵盤背光的問題，非接觸式觸摸板需要使用透明材料，從而造成加工復(fù)雜度及生產(chǎn)成本的進一步增加。
US5917906公開了用戶界面裝置，對同時具有觸摸板及鍵盤的設(shè)計加以改進。在觸摸板上加上一組彈性帽及隔離層。隔離層包括一組小孔與彈性帽相匹配，這樣彈性帽及隔離層結(jié)構(gòu)的上表面相對平整。它們的上面再加一很平整的標(biāo)有按鍵標(biāo)志的輸入面。當(dāng)用筆或手指按壓按鍵標(biāo)志時，彈性帽提供了觸覺反饋，同時彈性帽與觸摸板的接觸部分產(chǎn)生壓力，從而通過觸摸板被壓部分的位置判定實現(xiàn)按鍵的功能。當(dāng)用筆或手指在輸入面上帶力滑動時，通過觸摸板被壓部分的軌跡判定實現(xiàn)手寫輸入功能。這一方案提供了手寫輸入功能及帶有觸覺反饋的按鍵的功能。然而它存在以下缺陷第一，當(dāng)用筆或手指按壓按鍵標(biāo)志時，彈性帽具有一定的面積，與觸摸板的接觸并不均勻。通過接觸受力，如何判定按鍵是否按下并不準(zhǔn)確。很容易產(chǎn)生誤判。接觸受力的判定臨界值與彈性帽的反彈點并不對應(yīng)，從而使用戶對觸覺反饋產(chǎn)生困惑，對是否已按下按鍵很容易產(chǎn)生誤判；第二，雖然輸入面可以很平以方便手寫輸入，但因為彈性帽的存在造成觸摸板的受力在有無彈性帽的地方并不平滑，使手寫輸入的手感差，受力的不均勻會使筆跡的識別產(chǎn)生不連續(xù)性，降低手寫輸入的識別率；第三，彈性帽與觸摸板直接接觸，彈性帽的經(jīng)常變形及移動會造成觸摸板的磨損。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種用戶界面裝置及其便攜式終端，并且在提供上述的新的文字輸入功能的同時，保持手機原有的外形結(jié)構(gòu)，也不失掉手機數(shù)字鍵盤原有的功能。
本實用新型的技術(shù)方案為一種用戶界面裝置，包括由至少一個感應(yīng)單元所形成的感應(yīng)面，及與所述感應(yīng)面相連的感應(yīng)電路，在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵；當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息；當(dāng)所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)鍵下的導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)。
所述的感應(yīng)單元包括電容，即所述的感應(yīng)單元是通過測量電容的變化產(chǎn)生位置信息。
所述的感應(yīng)單元包括電阻，即所述的感應(yīng)單元是通過測量電阻的變化產(chǎn)生位置信息。
所述的感應(yīng)單元包括電感，即所述的感應(yīng)單元是通過測量電感的變化產(chǎn)生位置信息。
所述的感應(yīng)單元包括阻抗，即所述的感應(yīng)單元是通過測量阻抗的變化產(chǎn)生位置信息。
所述的感應(yīng)鍵包括，具有觸覺反饋功能的機械構(gòu)件。
所述的感應(yīng)單元分布在同一平面。
所述的感應(yīng)單元分布在不同平面。
所述的感應(yīng)單元被印制成矩形、圓形、橢圓形、三角形、菱形、多邊形、或其他有比較好的導(dǎo)通特性及耦合電容的形狀。
選取相同或不同形狀的感應(yīng)單元在所述的感應(yīng)面上印刷成由感應(yīng)單元組成的點陣網(wǎng)。
每個感應(yīng)單元是所述點陣網(wǎng)中的節(jié)點。
所述的感應(yīng)面的靈敏度取決于所述點陣網(wǎng)的密度。
所述的感應(yīng)單元為導(dǎo)電材質(zhì)。
所述的感應(yīng)單元包括兩組不接通的導(dǎo)線組成。
所述的導(dǎo)線具有一定的寬度。
所述的兩組導(dǎo)線之間形成耦合電容。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述的兩組導(dǎo)線之間形成的耦合電容隨之改變。
所述的每一導(dǎo)線各連接一個具有一定面積的導(dǎo)電片。
所述的導(dǎo)電片被印制成矩形、圓形、橢圓形、三角形、菱形、多邊形、或其他有比較好的導(dǎo)通特性及耦合電容的形狀。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述的感應(yīng)物與所述的導(dǎo)電片之間形成的耦合電容。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述的感應(yīng)物與所述的導(dǎo)電片之間形成的耦合電容隨之改變。
所述的感應(yīng)電路包括一掃描電路，可分時逐一選擇每個感應(yīng)單元。
所述的感應(yīng)電路可同時報告每一個感應(yīng)單元的電容值大小和是否作為開關(guān)接通。
所述的感應(yīng)單元的電容值是通過電荷轉(zhuǎn)移測量方式得到的。
所述的感應(yīng)單元的電容值的信號強弱取決于電荷轉(zhuǎn)移的次數(shù)。
所述的感應(yīng)面具有背光。
在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵是指，在所述感應(yīng)面上安裝外表面標(biāo)有數(shù)字、字母、字符的機械構(gòu)件。
本實用新型還提供了一種具有用戶界面裝置的便攜式終端，包括，便攜式終端本體，其特征在于，所述便攜式終端的鍵盤區(qū)域為一用戶界面裝置，所述用戶界面裝置由至少一個感應(yīng)單元所形成的感應(yīng)面，及與所述感應(yīng)面相連的感應(yīng)電路，在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵；當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息；當(dāng)所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)鍵下的導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)；所述界面裝置為該便攜式終端的輸入裝置。
所述的移動通信終端為手機。
在所述便攜式終端的感應(yīng)面上標(biāo)出與手機標(biāo)準(zhǔn)鍵盤標(biāo)示及個數(shù)相同的感應(yīng)鍵。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息可經(jīng)過處理實現(xiàn)文字輸入。
當(dāng)所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)鍵下的導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)從而實現(xiàn)電開關(guān)的功能。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息可經(jīng)過處理控制便攜式終端的顯示屏的光標(biāo)。
當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時的運動軌跡可轉(zhuǎn)化為光標(biāo)在便攜式終端的顯示裝置上的移動，從而控制菜單條目的滾動。
本實用新型的有益效果在于，提供一種用戶界面裝置及其便攜式終端，并且在提供上述的新的文字輸入功能的同時，保持手機原有的外形結(jié)構(gòu)，也不失掉手機數(shù)字鍵盤原有的功能。


圖1為本實用新型的便攜式終端結(jié)構(gòu)的塊圖；圖2為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元矩陣形成感應(yīng)鍵盤的平面示意圖；圖3a為本實用新型應(yīng)用于手機的電容式感應(yīng)單元印刷圖案示意圖之一；圖3b為本實用新型應(yīng)用于手機的電容式感應(yīng)單元印刷圖案示意圖之二；圖3c為本實用新型應(yīng)用于手機的電容式感應(yīng)單元印刷圖案示意圖之三；
圖4為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元形成感應(yīng)鍵盤的解剖面示意圖；圖5描述了本實用新型電容式感應(yīng)單元矩陣與完全電耦合電路及微處理器軌電路連接示意圖；圖6描述了本實用新型完全電耦合電路及其完全電耦合電路之掃描電路設(shè)計示意圖；圖7描述了本實用新型完全電耦合電路之測量電路設(shè)計示意圖；圖8描述了本實用新型完全電耦合電路控制信號之電容時序示意圖；圖9描述了本實用新型完全電耦合電路控制信號之開關(guān)時序示意圖；圖10為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元矩陣形成感應(yīng)鍵盤的平面示意圖；圖11為本實用新型應(yīng)用于手機的一種電容式感應(yīng)單元印刷圖案的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
本實用新型提供了一種用戶界面及其通信終端，也提供了所述用戶界面的制作方法。圖1為本實用新型所述例如便攜式終端結(jié)構(gòu)的塊圖。便攜式終端包含一個微處理器(MPU)100，一個存儲器120，一個感應(yīng)鍵盤140，一個完全電耦合電路150，一個顯示器130及一個通信接口110。顯示裝置130用來顯示字符及各種信息。通信接口110可以是任何包括有收發(fā)器結(jié)構(gòu)的裝置，用戶可以通過該通信接口110和其他便攜式終端或是網(wǎng)絡(luò)進行通信，例如具有收發(fā)器的通信接口110可以與無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通信。
圖2為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元矩陣形成感應(yīng)鍵盤的平面示意圖；每個電容式感應(yīng)單元是用能夠?qū)щ姷牟牧嫌≈圃谟∷㈦娐钒迳稀＠缑總€電容式感應(yīng)單元210可由一對互不接觸的金屬銅線按照特定圖案構(gòu)成。每一個電容式感應(yīng)單元各連接兩條相互垂直的導(dǎo)線，X和Y方向的導(dǎo)線。圖2中表示了一例9×7的點陣，當(dāng)然，所述的電容式感應(yīng)單元點陣也可以有其他規(guī)格，在這里就不再詳細描述了。X和Y方向的導(dǎo)線在點陣的節(jié)點處是不接通的。這可以通過在節(jié)點處，X和Y方向的導(dǎo)線之間印上絕緣層，從而使X和Y方向的導(dǎo)線在點陣的節(jié)點處不接通。也可以在印刷電路板上打洞連線的方式實現(xiàn)。這種方式是成熟的印刷電路板制造現(xiàn)有技術(shù)，在此就不詳述了。圖3a、圖3b、圖3c分別為本實用新型應(yīng)用于手機的三種電容式感應(yīng)單元印刷圖案的示意圖；這三種圖案的結(jié)構(gòu)可以有多種形式的應(yīng)用。圖中的三種印刷圖案會有比較好的導(dǎo)通特性及耦合電容。當(dāng)然，所述的電容式感應(yīng)單元也可以有其他形式圖案，在這里就不再詳細描述了。本實用新型中的每一個電容式感應(yīng)單元都印刷成本圖所顯示的圖案，這樣就形成了本實用新型所述的電容式感應(yīng)單元的點陣網(wǎng)。在正常情況下，兩條由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電線是不接通的。
在電容式感應(yīng)單元形成的點陣網(wǎng)上加上機械構(gòu)件形成感應(yīng)鍵盤。只需部分電容式感應(yīng)單元被加以彈性帽為特點的機械構(gòu)件。這些機械構(gòu)件的上表面印有數(shù)字和字母符號從而形成感應(yīng)鍵。具體方案如圖4所示。圖4為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元形成感應(yīng)鍵盤的解剖面示意圖。當(dāng)手指向下按壓設(shè)置在按鍵機械表面430上的按鍵時，按鍵的機械柱420向下擠壓彈性帽440，對手指形成阻力。彈性帽440內(nèi)表面印有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層與每一個接觸到印刷電路板400上的電容式感應(yīng)單元210形成電連接并導(dǎo)通該電容式感應(yīng)單元的X和Y方向的導(dǎo)線。完全電耦合電路150及微處理器100判定此按鍵被按，并執(zhí)行相應(yīng)功能。當(dāng)手指松開時，彈性帽440的彈性帶動機械柱420將按鍵彈回原位，使之具有觸覺反饋。
圖5描述了本實用新型電容式感應(yīng)單元矩陣與完全電耦合電路及微處理器軌電路連接示意圖；X方向的9條導(dǎo)線X1，X2，...X9，與Y方向的7條導(dǎo)線Y1，Y2，...Y7分別連接到完全電耦合電路上。當(dāng)手指靠近感應(yīng)單元矩陣時，完全電耦合電路的測量結(jié)果以數(shù)字信號OD，和模擬信號OA的形式報告微處理器100。微處理器100用清空(RESET)和時鐘(TIMER)控制完全電耦合電路。圖6描述了本實用新型完全電耦合電路設(shè)計示意圖；完全電耦合電路是由掃描電路，測量電路，及控制電路三部分組成。掃描電路用來分時逐一選擇感應(yīng)單元；測量電路用來逐一判斷開關(guān)斷/通及手指相對感應(yīng)面的位置信息；控制電路用來控制協(xié)調(diào)。以下具體描述各部分電路。
圖6進一步描述了本實用新型完全電耦合電路之掃描電路設(shè)計示意圖；掃描電路用來分時逐一選擇感應(yīng)單元。X選擇電路用來在多條X倍號線中選擇一條。Y選擇電路用來在多條Y倍號線中選擇一條。KX1，KX2，...KX9是開關(guān)。一般可以用MOSET開關(guān)管實現(xiàn)。SX1，SX2，...SX9是相應(yīng)的開關(guān)控制信號。Y選擇電路原理同X選擇電路一樣。完全電耦合電路之掃描電路的控制時序是一標(biāo)準(zhǔn)掃描時序。這個時序可用計數(shù)器(COUNTER)，有限狀態(tài)機(FINITE-STATE-MACHINE)，或微處理器(MCU)實現(xiàn)。
圖7描述了本實用新型完全電耦合電路之測量電路設(shè)計示意圖；其中X，Y是掃描電路的輸出。在一特定時段對應(yīng)一已知感應(yīng)單元。K1，K2，K3是三個開關(guān)。S1，S2，S3是對應(yīng)的三個開關(guān)控制信號。D是一D型寄存器。電信號Si控制打入。S/H是一標(biāo)準(zhǔn)的取樣和保持(SAMPLE-AND-HOLD)電路。這一電路在在一特定時段取樣，并保持取樣信號不變直到下一取樣。從而保證所得取樣信號在被處理過程中保持不變。由信號S0控制。SD為D型寄存器的反相輸出。結(jié)合與門(AND GATE)控制各開關(guān)和S/H電路。CS為一系統(tǒng)電容。RS為系統(tǒng)電阻。參數(shù)值均較大。OD為數(shù)字輸出，OA為模擬輸出，VCC為電源，VDD為地。
圖8描述了本實用新型完全電耦合電路控制信號之電容時序示意圖；圖9描述了本實用新型完全電耦合電路控制信號之開關(guān)時序示意圖；對于每一個感應(yīng)單元而言，時序有四個步驟清空(RESET)，充電(CHARGE)，轉(zhuǎn)移(TRANSFER)，及測量(MEASURE)。清空這一步驟是為了把CS和CXY的電容清空。CXY是感應(yīng)單元的X，Y導(dǎo)線之間所形成的耦合電容。如果上一次SD＝0，說明上一次X，Y導(dǎo)線接通，此時CXY和CS已清空，不必重復(fù)。如果上一次SD＝1，說明上一次X，Y導(dǎo)線未接通，應(yīng)用電容時序，此時合上開關(guān)K2和K3，等于把X端和CS正端接地，清除所有剩余電荷。充電這一步驟是為了給CXY充電。因為X，Y導(dǎo)線可能接通接地，故加RS電阻以防短路。發(fā)出S1信號后，開關(guān)K1接通。如果X，Y導(dǎo)線未接通，則VCC不形成回路，此時有Vi＝VCC，X，Y導(dǎo)線形成的電容充電。如果X，Y導(dǎo)線接通，則Vi＝VDD(地)。無論接通與否，在K1開關(guān)合上后，發(fā)一短脈沖(PAUSE)把Vi值打入D寄存器。在轉(zhuǎn)移這一步驟，如果X，Y導(dǎo)線未接通，此時有Vi＝VCC，故SD＝1。所有開關(guān)均能正常工作。此時將開關(guān)K2合上，K1打開，把電容CXY上的電荷轉(zhuǎn)移到大電容CS上。如果X，Y導(dǎo)線接通，則Vi＝VDD(地)。故SD＝0。所有開關(guān)均不工作。無變化。在測量這一步驟，如果X，Y導(dǎo)線未接通，此時給信號S0，把VCC打入一標(biāo)準(zhǔn)SAMPLE-AND-HOLD電路。并把結(jié)果作為系統(tǒng)模擬輸出OA報告給微處理器(MCU)。否則無變化。對每一個感應(yīng)單元重復(fù)以上步驟。輸出結(jié)果是如果X，Y導(dǎo)線未接通，OD＝1，OA＝手指位置；如果X，Y導(dǎo)線接通，Ob＝0，OA＝不變。所有上述的元器件都可以被包含在一個整體化的電路中。
綜上所述，在電容式感應(yīng)單元形成的點陣網(wǎng)上加上機械構(gòu)件形成感應(yīng)鍵盤。只有部分電容式感應(yīng)單元被加以彈性帽為特點的機械構(gòu)件。機械構(gòu)件的上表面印有數(shù)字和字母符號從而形成感應(yīng)鍵。當(dāng)手指向下按壓設(shè)置于按鍵機械表明430上的按鍵時，按鍵的機械柱420向下擠壓彈性帽440，對手指形成阻力。彈性帽440內(nèi)表面印有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層與每一個接觸到的印刷電路板400上的電容式感應(yīng)單元210形成電連接并導(dǎo)通該電容式感應(yīng)單元的X和Y方向的導(dǎo)線。通過掃描，完全電耦合電路150及微處理器100判定此按鍵被按，并執(zhí)行相應(yīng)功能。當(dāng)手指松開時，彈性帽440的彈性帶動機械柱420將按鍵彈回原位，使之具有觸覺反饋。
當(dāng)手指在感應(yīng)鍵盤上滑動時，通過掃描，完全電耦合電路可以報告微處理器(MCU)每一個感應(yīng)單元的電容值大小。通過計算每一個感應(yīng)單元的電容值變化，再計算出變化的重心，即可定出在每一時刻的手指位置。從而使手指的運動軌跡通過感應(yīng)單元產(chǎn)生多維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具有手寫識別功能的微處理器100對上述多維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行處理，產(chǎn)生復(fù)數(shù)個欲輸入文字的候選字，并最終將欲輸入文字選擇顯示到便攜式終端的顯示裝置上。
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的另外一種具體實施方式
圖10為本實用新型通過電容式感應(yīng)單元矩陣形成感應(yīng)鍵盤的平面示意圖；每個電容式感應(yīng)單元是用能夠?qū)щ姷牟牧嫌≈圃谟∷㈦娐钒迳稀＠缑總€電容式感應(yīng)單元可由一對互不接觸的金屬銅線按照特定圖案構(gòu)成。每一個電容式感應(yīng)單元各連接兩條相互垂直的導(dǎo)線，X和Y方向的導(dǎo)線。圖10中表示了一例9×7的點陣，當(dāng)然，所述的電容式感應(yīng)單元點陣也可以有其他規(guī)格，在這里就不再詳細描述了。X和Y方向的導(dǎo)線在點陣的節(jié)點處是不接通的。這可以通過在節(jié)點處，X和Y方向的導(dǎo)線之間印上絕緣層，從而使X和Y方向的導(dǎo)線在點陣的節(jié)點處不接通。也可以在印刷電路板上打洞連線的方式實現(xiàn)。這種方式是成熟的印刷電路板制造現(xiàn)有技術(shù)，在此就不詳述了。圖11為本實用新型應(yīng)用于手機的一種電容式感應(yīng)單元印刷圖案的示意圖；包括兩個菱形導(dǎo)電片，分別接X和Y方向的導(dǎo)線。這種圖案的結(jié)構(gòu)可以有多種形式的應(yīng)用。本圖中的這種印刷圖案會有比較好的導(dǎo)通特性及耦合電容。當(dāng)然，所述的電容式感應(yīng)單元也可以有其他形式圖案，在這里就不再詳細描述了。本實用新型中的每一個電容式感應(yīng)單元都印刷成本圖所顯示的圖案，這樣就形成了本實用新型所述的電容式感應(yīng)單元的點陣網(wǎng)。在正常情況下，兩條由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電線是不接通的。
在部分電容式感應(yīng)單元上加以彈性帽為特點的機械構(gòu)件。這些機械構(gòu)件的上表面印有數(shù)字和字母符號從而形成感應(yīng)鍵。具體方案如上一具體實施方式
所示。當(dāng)手指向下按壓按鍵機械表面430上按鍵時，按鍵的機械柱420向下擠壓彈性帽440，對手指形成阻力。彈性帽440內(nèi)表面印有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層與每一個接觸到的印刷電路板400上的電容式感應(yīng)單元210形成電連接并導(dǎo)通該電容式感應(yīng)單元的X和Y方向的導(dǎo)線。通過掃描，完全電耦合電路150及微處理器100判定此按鍵被按，并執(zhí)行相應(yīng)功能。當(dāng)手指松開時，彈性帽440的彈性帶動機械柱420將按鍵彈回原位，使之具有觸覺反饋。
當(dāng)手指在感應(yīng)鍵盤上滑動時，手指與每一個感應(yīng)單元形成耦合電容，通過掃描，完全電耦合電路可以報告微處理器(MCU)每一個感應(yīng)單元的耦合電容值大小。通過計算每一個感應(yīng)單元的耦合電容值變化，再計算出變化的重心，即可定出在每一時刻的手指位置。從而使手指的運動軌跡通過感應(yīng)單元產(chǎn)生多維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具有手寫識別功能的微處理器100對上述多維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行處理，產(chǎn)生復(fù)數(shù)個欲輸入文字的候選字，并最終將欲輸入文字選擇顯示到便攜式終端的顯示裝置上。完全電耦合電路及其微處理器的實施方式與前面一例相同。
本實用新型的有益效果在于，在提供手寫文字輸入功能的同時，保持手機原有的外形結(jié)構(gòu)，也不失掉手機數(shù)字鍵盤原有的功能，并且降低手機的原材料成本。
以上具體實施方式
僅用于說明本實用新型而非用于限定本實用新型。
權(quán)利要求1.一種用戶界面裝置，其特征在于包括，由至少一個感應(yīng)單元所形成的感應(yīng)面，及與所述感應(yīng)面相耦合的感應(yīng)電路；在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵；所述的感應(yīng)面接受外部感應(yīng)物在其表面上的有效空間內(nèi)的滑動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)物的位置信息；所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)單元中導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元包括電容，所述的感應(yīng)單元通過測量電容的變化產(chǎn)生位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元包括電阻，所述的感應(yīng)單元通過測量電阻的變化產(chǎn)生位置信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元包括電感，所述的感應(yīng)單元通過測量電感的變化產(chǎn)生位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元包括阻抗，即所述的感應(yīng)單元通過測量阻抗的變化產(chǎn)生位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)鍵包括，具有觸覺反饋功能的機械構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元分布在同一平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元分布在不同平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元被印制成矩形、圓形、橢圓形、三角形、多邊形、或其他有比較好的導(dǎo)通特性及耦合電容的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用戶界面裝置，其特征在于，選取相同或不同形狀的感應(yīng)單元在所述的感應(yīng)面上印刷成由感應(yīng)單元組成的點陣網(wǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用戶界面裝置，其特征在于，每個感應(yīng)單元是所述點陣網(wǎng)中的節(jié)點。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)面的靈敏度取決于所述點陣網(wǎng)的密度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)單元由兩組不接通的導(dǎo)線組成；所述的導(dǎo)線具有一定的寬度；所述的兩組導(dǎo)線之間形成耦合電容；當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述的兩組導(dǎo)線之間形成的耦合電容隨之改變。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)電路包括一掃描電路，可分時逐一選擇每個感應(yīng)單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)電路可同時報告每一個感應(yīng)單元的電容值大小和是否作為開關(guān)接通。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)面具有背光。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面裝置，其特征在于，在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵是指，在所述感應(yīng)面上安裝外表面標(biāo)有數(shù)字、字母、字符的機械構(gòu)件。
18.一種具有用戶界面裝置的便攜式終端，包括，便攜式終端本體，其特征在于，所述便攜式終端的鍵盤區(qū)域為一用戶界面裝置，所述用戶界面裝置包括至少一個感應(yīng)單元所形成的感應(yīng)面，及與所述感應(yīng)面相耦合的感應(yīng)電路；在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵；所述的感應(yīng)面接受外部感應(yīng)物在其表面上的有效空間內(nèi)的滑動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)物的位置信息；所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)單元中導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)；所述界面裝置為該便攜式終端的輸入裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有用戶界面裝置的便攜式終端，其特征在于，所述的移動通信終端為手機。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有用戶界面裝置的便攜式終端，其特征在于，在所述便攜式終端的感應(yīng)面上標(biāo)出與手機標(biāo)準(zhǔn)鍵盤標(biāo)示及個數(shù)相同的感應(yīng)鍵。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有用戶界面裝置的便攜式終端，其特征在于，當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息經(jīng)過處理實現(xiàn)文字輸入。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有用戶界面裝置的便攜式終端，其特征在于，當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時，所述感應(yīng)電路報告所述感應(yīng)物的位置信息經(jīng)過處理控制便攜式終端的顯示屏的光標(biāo)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的具有用戶界面裝置的便攜式終端，其特征在于，當(dāng)一感應(yīng)物在所述感應(yīng)面上的有效空間內(nèi)滑動時的運動軌跡能夠轉(zhuǎn)化為光標(biāo)在便攜式終端的顯示裝置上的移動，從而控制菜單條目的滾動。
專利摘要本實用新型提供了一種用戶界面裝置及其便攜式終端，其中包括，由至少一個感應(yīng)單元所形成的感應(yīng)面，及與所述感應(yīng)面相耦合的感應(yīng)電路；在所述感應(yīng)面上至少標(biāo)出一個感應(yīng)鍵；所述的感應(yīng)面接受外部感應(yīng)物在其表面上的有效空間內(nèi)的滑動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)物的位置信息；所述感應(yīng)鍵被按動時，所述感應(yīng)電路輸出所述感應(yīng)單元中導(dǎo)線被電接通的開關(guān)狀態(tài)。并且在提供上述的新的文字輸入功能的同時，保持手機原有的外形結(jié)構(gòu)，也不失掉手機數(shù)字鍵盤原有的功能。
文檔編號G06K11/06GK2742499SQ200420077259
公開日2005年11月23日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者酈東, 郭進 申請人:酈東, 郭進