在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统

摘要

一种在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统，有依次连接的电脑显示器、电脑主机板、译码器和键入信号电路，还有与译码器的信号输入端相连接的用于确定手指所处位置的手指位置电路，手指位置电路和键入信号电路的信号输入端分别连接设置在键盘上的各个输入按键，并且，手指位置电路连接所述译码器的一个信号输入端口，键入信号电路的信号输出端连接所述译码器的另一个信号输入端口。本发明输入者可以在屏幕上看到自己手指在键盘上的位置，减少寻找键盘具体按键的时间，提高键盘输入效率；减少输入错误发生的概率。输入者无须再低头看键盘，在显示器和键盘之间频繁切换，减少头部的疲劳，减少眼睛因在明暗之间频繁切换调焦等引起的疲劳。

说明书

技术领域

本发明涉及一种键盘输入系统。特别是涉及一种在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统。 

背景技术

现有广泛使用的键盘向电脑输入信息的技术的结构和原理是，按键按下后生成一个键入信号，传输到译码器，再通过USB或PS2接口传输到电脑主机板，交由电脑处理，最后在电脑屏幕上光标处显示键入码。 

现有的键盘输入系统存在一个问题：键盘不能感知人的手指在键盘上的位置，因此，在输入信息时，除少数可盲打的情况以外，操作者需要不断低头看键盘去寻找按键，然后再看显示器以选定键入符号。现有的键盘输入系统，即使在眼睛看着键盘输入的情况下，也无法确保输入到屏幕上的字符都是自己想要输入的。这是因为：①不能确保按键确实按下，②按下多个按键，③带有联想功能的输入软件可能给出多种词语组合，还是需要操作者通过看屏幕进行选择。由于头部不断在键盘和屏幕之间切换观看，且容易出错，极大降低了输入效率。同时，眼睛在键盘和屏幕这一明一暗之间来回切换和聚焦，容易疲劳。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高键盘输入的效率，减轻输入者头部和眼睛疲劳的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统。 

本发明所采用的技术方案是：一种在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统，包括有依次连接的电脑显示器、电脑主机板、译码器和键入信号电路，还设置有与所述的译码器的信号输入端相连接的用于确定手指所处位置的手指位置电路，所述的手指位置电路和键入信号电路的信号输入端分别连接设置在键盘上的各个输入按键，并且，所述的手指位置电路连接所述译码器的一个信号输入端口，所述的键入信号电路的信号输出端连接所述译码器的另一个信号输入端口。 

所述的设置在键盘上的各输入按键结构相同，均包括有：设置在键盘上片的通孔上的按键导轨，下端位于所述的按建导轨内并沿所述的按键导轨移动的按键主体，位于按键主体的下方在按动按键主体向下移动的压力推动下与位于键盘下片上的键入信号电路相连的橡胶弹性体，所述的按键主体上设置有在按动按键主体向下移动的初始时刻就被触动的触动开关，所述的触动开关与所述的手指位置电路相连接。 

所述的触动开关为连接在按键主体上且在按动按键主体时就能够触动的触摸感应开关，所述的触摸感应开关的信号输出端通过连接导线连接所述的手指位置电路的信号输入端。 

所述的触动开关为连接在按键主体上且在按动按键主体时就能够触动的微触开关，所述的微触开关的信号输出端通过连接导线连接所述的手指位置电路的信号输入端。 

所述的触动开关包括有连接在所述按键主体底部侧边的活动开关触点，与所述的活动开 关触点相对应设置并连接在所述的手指位置电路的信号输入端的固定开关触点，所述的活动开关触点在按动按键主体向下移动时与所述的固定开关触点相接触，并且所述的按键主体与所述的橡胶弹性体之间还设置有橡胶弹性体上段。 

所述的所述的触动开关包括有设置在按键主体底部侧边的常闭触点，与所述的常闭触点相接触并连接在所述的手指位置电路上的电路开关触点，所述的常闭触点在按动按键主体向下移动时与所述的电路开关触点断开接触，并且所述的按键主体与所述的橡胶弹性体之间还设置有橡胶弹性体上段。 

所述的设置在键盘上的各输入按键结构相同，均包括有设置在键盘上片的通孔上的按键导轨，下端位于所述的按建导轨内并沿所述的按建导轨移动的按键主体，连接在按键主体底部的突起，位于键盘上片的下面，在按动按键主体向下移动时与所述的按键主体底部的突起相连的手指位置电路，位于手指位置电路下面并与所述的突起对应设置，且在按动按键主体向下移动的压力推动下与位于键盘下片上的键入信号电路相连的橡胶弹性体。 

所述的手指位置电路与所述的键入信号电路结构相同，均采用矩阵电路。 

本发明的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统，具有以下有益效果： 

1.输入者可以在屏幕上看到自己手指在键盘上的位置，减少寻找键盘具体按键的时间，提高键盘输入效率； 

2.减少输入错误发生的概率。 

3.输入者无须再低头看键盘，在显示器和键盘之间频繁切换，减少头部的疲劳，减少眼睛因在明暗之间频繁切换调焦等引起的疲劳。 

附图说明

图1是本发明的整体构成结构示意图； 

图2是本发明的手指位置电路构成原理图； 

图3是本发明按键部分的第一实施例的结构示意图； 

图4是本发明按键部分的第二实施例的结构示意图； 

图5是本发明按键部分的第三实施例的结构示意图。 

图6是本发明按键部分的第四实施例的结构示意图； 

图7是本发明按键部分的第五实施例的结构示意图。 

图中 

1：电脑显示器     2：电脑主机板 

3：译码器         4：手指位置电路 

5：键入信号电路   6：输入按键 

7：键盘上片       8：键盘下片 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统做出详细说明。 

如图1所示，本发明的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统，包括有依次连接的电脑显示器1、电脑主机板2、译码器3和键入信号电路5，还设置有与所述的译码器3 的信号输入端相连接的用于确定手指所处位置的手指位置电路4，所述的手指位置电路4和键入信号电路5的信号输入端分别连接设置在键盘上的各个输入按键6，并且，所述的手指位置电路4连接所述译码器3的一个信号输入端口，所述的键入信号电路5的信号输出端连接所述译码器3的另一个信号输入端口。所述的显示器上显示有含手指位置的浮动虚拟键盘11。 

本发明的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统，相对现有键盘相比增加了四个部分： 

1.手指触摸或轻压按键的感应器和开关； 

2.在键盘内部的手指位置电路； 

3.对手指位置信号和按键敲击信号进行统一译码的译码器； 

4.一个显示在电脑屏幕上的浮动虚拟键盘软件，浮动虚拟键盘随鼠标光标位置改变，显示手指在按键上的位置信息和按键敲击的符号。 

本发明的在显示器上能动态显示手指位置的键盘输入系统的设计原理是：当按键6受到手指触摸或轻压但尚未完全按下时，能够给出一个电信号，经过键盘内一个新增的手指位置电路4送给译码器3。译码器3将此信号编码处理，生成手指位置信号，通过USB、PS2接口或无线的方式传输到电脑主机板2。预装在电脑硬盘中的专门编写的屏显软件，在电脑显示器1上生成一个随光标移动的浮动虚拟键盘11。当电脑主机板2接收到手指位置信号时，该软件就在浮动虚拟键盘上显示手指的位置。当敲击按键时，键入信号也会通过该屏显软件在浮动虚拟键盘上显示出来。 

所述的手指位置电路4与所述的现有键盘的键入信号电路5结构相同，均采用矩阵电路。所述的手指位置电路4可以有三种：第一种采用现有的三层式键盘薄膜电路；第二种是柔性的单层薄膜电路片，如图2所示；第三种是硬质的PCB电路板，其电路与第二种相同。 

手指位置电路与译码器连接。译码器将接收到的信号进行编码，给出不同于键入信号的手指位置信号的编码，然后通过USB、PS2接口或无线的方式传输到电脑主机板。译码器的核心是含有固化的手指位置信号编码程序的集成电路，可选用现有的键盘用集成电路，如HT82A523R或HT82K629A，也可设计新的专用集成电路。 

本发明的输入按键6与手指位置电路4组合有五种组合结构。具体如下： 

如图3所示，第一种组合结构是：所述的设置在键盘上的各输入按键6结构相同，均包括有：设置在键盘上片7的通孔上的按键导轨62，下端位于所述的按键导轨62内并沿所述的按建导轨62移动的按键主体61，位于按键主体61的下方在按动按键主体61向下移动的压力推动下与位于键盘下片8上的键入信号电路5相连的橡胶弹性体65，所述的按键主体61上设置有在按动按键主体61向下移动的初始时刻就被触动的触动开关63，所述的触动开关63与所述的手指位置电路4相连接，在本实施例中，设置手指位置电路4的电路板采用薄膜电路板或PCB电路板。所述的触动开关63为连接在按键主体61上且在按动按键主体61时就能够触动的触摸感应开关，所述的触摸感应开关的信号输出端通过连接导线64连接所述的手指位置电路4的信号输入端。 

图3所示的按键结构的工作原理是：当手指接触按键主体61时，位于按键主体61表面 下的由触摸感应开关构成的触动开关63（电阻式或电容式触摸开关）导通，这个接通信号由连接导线64通过单层的手指位置电路4送给译码器3。当需要键入符号时，敲击按键主体61时，按键整体沿着按键导轨62下移，橡胶弹性体65坍塌变形，其向下突出的部分按压导通键入信号电路5。当撤去外力后，弹力使一切恢复原状。 

如图4所示，第二种组合结构是：所述的设置在键盘上的各输入按键6结构相同，均包括有：设置在键盘上片7的通孔上的按键导轨62，下端位于所述的按建导轨62内并沿所述的按建导轨62移动的按键主体61，位于按键主体61的下方在按动按键主体61向下移动的压力推动下与位于键盘下片8上的键入信号电路5相连的橡胶弹性体65，所述的按键主体61上设置有在按动按键主体61向下移动的初始时刻就被触动的触动开关63，所述的触动开关63与所述的手指位置电路4相连接，在本实施例中，设置手指位置电路4的电路板采用薄膜电路板或PCB电路板。所述的触动开关63为连接在按键主体61上且在按动按键主体61时就能够触动的微触开关，所述的微触开关的信号输出端通过连接导线64连接所述的手指位置电路4的信号输入端。 

图4所示的按键结构的工作原理是：手指轻压按键主体61导通由微触开关构成的触动开关63，这个接通信号由连接导线64通过单层的手指位置电路4送给译码器3。当需要键入符号时，敲击按键主体61时，按键6整体沿着按键导轨62下移，其向下突出的部分按压导通键入信号电路5。当撤去外力后，弹力使一切恢复原状。 

如图5所示，第三种组合结构是：所述的设置在键盘上的各输入按键6结构相同，均包括有：设置在键盘上片7的通孔上的按键导轨62，下端位于所述的按建导轨62内并沿所述的按建导轨62移动的按键主体61，位于按键主体61的下方在按动按键主体61向下移动的压力推动下与位于键盘下片8上的键入信号电路5相连的橡胶弹性体65，所述的按键主体61上设置有在按动按键主体61向下移动的初始时刻就被触动的触动开关63，所述的触动开关63与所述的手指位置电路4相连接，在本实施例中，设置手指位置电路4的电路板采用单层薄膜电路板。所述的触动开关63包括有连接在所述按键主体61底部侧边的活动开关触点631，与所述的活动开关触点631相对应设置并连接在所述的手指位置电路4的信号输入端的固定开关触点632，所述的活动开关触点631在按动按键主体61向下移动时与所述的固定开关触点632相接触，并且所述的按键主体61与所述的橡胶弹性体65之间还设置有橡胶弹性体上段66。 

图5所示的按键结构的工作原理是：手指轻压按键主体61，按键向下施加轻微的力，其下面的橡胶弹性体上段66坍塌变形，按键沿着按键导轨62向下轻微滑动，按键主体61底部的活动开关触点631接通连接在柔性的单层手指位置电路4上的固定开关触点632，所产生的信号由手指位置电路4送给译码器3。当需要键入信息时，敲击按键主体61时，按键6整体沿着按键导轨62下移，分段的橡胶弹性体上段66和橡胶弹性体65均坍塌变形，手指位置信号接通后，柔性的薄膜电路随之弯曲，保持接通状态，橡胶弹性体65内向下突出的部分按压导通键入电路5，所产生的手指位置信号和键入信号同时送给译码器3。此种接触开关将按键下的橡胶弹性体的变形设计为二级，第一级橡胶弹性体上段66只需要很小的压力即变形坍塌，第二级橡胶弹性体65需要正常的按键敲击力才变形坍塌。 

如图6所示，第四种组合结构是：所述的设置在键盘上的各输入按键6结构相同，均包括有：设置在键盘上片7的通孔上的按键导轨62，下端位于所述的按建导轨62内并沿所述的按建导轨62移动的按键主体61，位于按键主体61的下方在按动按键主体61向下移动的压力推动下与位于键盘下片8上的键入信号电路5相连的橡胶弹性体65，所述的按键主体61上设置有在按动按键主体61向下移动的初始时刻就被触动的触动开关63，所述的触动开关63与所述的手指位置电路4相连接，在本实施例中，设置手指位置电路4的电路板采用PCB电路板。所述的所述的触动开关63包括有设置在按键主体61底部侧边的常闭触点633，与所述的常闭触点633相接触并连接在所述的手指位置电路4上的电路开关触点634，所述的常闭触点633在按动按键主体61向下移动时与所述的电路开关触点634断开接触，并且所述的按键主体61与所述的橡胶弹性体65之间还设置有橡胶弹性体上段66。 

图6所示的按键结构的工作原理是：与图5所示的接触开关类似，只是手指位置电路是硬的PCB电路板，平时处于接通状态。当手指轻压按键主体61时，按键主体61下面的橡胶弹性体上段66坍塌变形，按键6沿着按键导轨62向下轻微滑动，按键主体61底部的常闭触点633与手指位置电路4上的电路开关触点634断开，产生的电信号经手指位置电路4送给译码器。其余部分与图5所示结构相同。 

所述的设置在键盘上的各个输入按键6的结构还可以采用如图7所示的结构，均包括有设置在键盘上片7的通孔上的按键导轨62，下端位于所述的按建导轨62内并沿所述的按建导轨62移动的按键主体61，连接在按键主体61底部的突起67，位于键盘上片7的下面，在按动按键主体61向下移动时与所述的按键主体61底部的突起67相连的手指位置电路4，位于手指位置电路4下面并与所述的突起67对应设置，且在按动按键主体61向下移动的压力推动下与位于键盘下片8上的键入信号电路5相连的橡胶弹性体65。 

如图7所示的输入按键6与手指位置电路组合是增加一套与现有键盘一样的薄膜电路做手指位置电路，只是将这一套三层的薄膜电路的中间隔离层42适当加厚，以便在手指未轻压按键主体61时，承托住按键本身的重量，保持上下两层电路断开。当手指轻按按键主体61时，按键主体61下部突起将由三层薄膜电路板构成的手指位置电路的上层电路41与下层电路43接通。键入信息时，敲击按键主体61，按键整体沿着按键导轨62下移，橡胶弹性体65坍塌变形，其中的向下突出部分按压接通键入电路5。撤去外力后，弹力使一切恢复原状。