一种人机交互信息检测装置与方法

摘要

本发明公开了一种按键信息产生装置。一种计算机或手机输入装置，包括手套基本单元、按键单元、按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、显示单元、电源单元八个单元。手套基本单元为该装置的载体部分，按键单元感应按键信息，按键检测单元检测具体有效的按键信息，编码译码单元将按键信息进行编码，编码后传送到通讯单元，通讯单元将信息传递到计算机或手机，MPU单元监控各个单元的工作，并将相关信息通过指示灯显示出来，电源单元提供整个装置的供电。本发明还公开了一种使用该装置的计算机组网方式，和一种配合该发明装置的快速输入方法。使用该发明可以方便的在运动中进行计算机或手机操作，并且该发明装置方便携带，在使用中效率高，可靠性高。

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互信息的检测装置与方法，具体涉及一种计算机信息输入装置与方法。

背景技术

目前按键信息的产生主要有机械式，随着技术的发展，触摸技术也开始应用在按键信息的产生和检测中，摩托罗拉公司推出的手机A732就利用“电容触控式感应键盘输入技术”来实现；Quantum推出的芯片QT220和QT240利用电荷转移技术来实现触摸感应输入。

上述技术在技术上较为复杂，成本比较高，不太适合大规模的应用。

发明内容

本发明通过如下技术来实现低成本的触摸输入：

一种应用于计算机或手机的输入方法：

使用者的皮肤接触两个以上的触点，使用者皮肤将触点之间的信号导通，产生按键按下信息；

使用者的皮肤离开触点，触点之间的信号不导通，产生按键释放信息；

上述方法中，所述信号可以是电信号，也可以是光信号。

当所述信号为光信号的时候，所述触点分别位于不同的触片上，所述触片具有电阻，当使用者的皮肤在触片上滑动，使不同位置的触点导通，使得触片上的信号随皮肤的滑动发生变化，根据变化的信号得到皮肤在触片上的滑动方向和速度。

一种具体的输入装置，包括触点1、作用在触点1上的信号源、触点2、连接于触点2的信号检测电路，当使用者的皮肤连通触点1和触点2，信号通过皮肤电阻进入触点2，信号检测电路检测到所述信号，给出按键按下信息。

上述装置可以包括多个触点，这些触点分别位于触片1和触片2上，所述触片2具有电阻，当触片1与触片2上的触点通过皮肤导通后，信号源的信号通过触片1经皮肤电阻传到触片2，在信号检测电路检测出来，信号检测电路根据检测到信号的强弱，得到导通的触点位置；信号检测电路根据检测到信号的变化趋势，得到导通的触点位置变化趋势。所述检测电路包括两个检测信号输入点，所述两个检测信号输入点分别位于触片2的两端，所述两个检测信号输入点与一差分放大器两路输入信号连接。

上述信号检测电电路还可以包括模数转换电路，微处理器，所述差分放大器的信号输出，经模数转换电路转换为数字信号，进入微处理器，微处理器根据所述数字信号的跳变得出不同触点的导通，得到按键信息；微处理器根据数字信号的强弱变化，得到导通触点的位置变化趋势和方向，得到使用者的手指移动方向和速度。

一种应用于计算机或手机的输入装置，包括光触点1、作用在光触点1上的信号源、光触点2、连接于光触点2的信号检测电路，所述信号源为光源，所述信号检测电路为光检测电路，所述光源通过光触点1发射，当使用者的皮肤接触到光触点1和光触点2的时候，所述光信号经过皮肤反射到光触点2，并由检测电路检测出来，输出按键按下信号；当使用者的皮肤离开，触点2检测不到所述光信号，输出按键释放信号。所述触点与光源或检测电路之间由光纤连接。

附图说明

图1是触摸按键装置的基本原理示意图；

图2是多检测点的触摸按键装置示意图；

图3是采用差分放大器的检测电路；

图4是采用差分放大器的检测电路的一种具体设计形态；

图5是采用差分放大器的检测电路的另一种具体设计形态；

图6是利用差分放大器来放大振荡信号的原理图；

图7为使用光信号的原理示意图；

图8为将本发明应用到手机上的设计方案。

具体实施方案

本发明的触摸检测，采用的是利用人体皮肤的导电特性来实现的，如图1，设置两个相互靠近的触片1和触片2，两个触片的形状可以多种形式，触点1和触点2分别位于，并可以相互平行曲行成各种形状，当使用者的手指接触触片的时候，在触点1和触点2之间，其皮肤电阻等效为电阻RV，这时电阻R12上的电压V11发生变化，经过放大电路和检测电路，能够检测出这种变化，得出按键行为的发生，V10为信号源，电阻R10来调节信号大小和防止电势冲击，在触片1和触片2上可以跨接防静电装置。

因皮肤电阻因个人体质、气候、温度、是否出汗，甚至人的情绪等等原因影响，其阻值变化非常大，需要考虑消除这些影响，如图2，利用电桥的原理，触片2由半导体材料组成，R23与R24阻值相等，当手指在触片1和触片2上滑动的时候，V21与V22发生变化，经过差分放大，不但能区分按键的动作，并且能够感知手指在触片上的位置。触片2可以由多个电阻(R25)串连而成，在各个电阻连接处引出触点，这些触点可以设置成具体的按键，电容C23和C24，分别与R23、R24组成高通滤波电路，可以消除一定的浪涌。

图3为一检测电路，在触片2两端的电压经差分放大器处理，经AD转化进入MPU，MPU可以根据AD值得出手指偏移触片中心值的多少，或根据AD的变化量得出手指的移动方向和速度。

该电路还可以设计成多种形态，如图4，电压信号作用在触片2上，触片1与电源地相连，信号源VCC与通过电阻与触片2连接。

如图5，在触片1和触片2之间的手指接入或靠近可以导致触片1和触片2之间的分布电容发生变化，当信号源VDD是振荡源的时候，信号会在手指接触的部位导通，这时在触片上可以不设计裸露的触点。

图6给出的是利用差分放大器来放大振荡信号的原理图，信号V41和V42经隔直电容进入差分放大器，放大后的信号经一高通滤波器经AD转化，进入微处理器，微处理器可以计算出手指在触片上的位置，根据不同的位置可以判断出那个键按下或手指的移动方式或方向。

当然如果直接检测V41或V42的电势变化，可以检测出手指靠近时的电容变化或皮肤电阻因情绪变化而变化的状态，利用这个特性可以在手机等电子设备中开发出有趣的应用。

图7为使用光信号的原理示意图，当手指靠近发光管的时候，光线被反射，接收管可以接收到光，当手指离开的时候光线进入不到接收管，还可以用光纤来传递光信号，在一个按键位置放置多个接收光纤，将放光管和接收管集中设计在一个芯片中，在12键系统中，可以设计一个发光管，4个接收管来处理。

图8为将本发明应用到手机上的设计方案，利用本发明，手机上可以完全不用机械式按键，手机显示屏右边的触片可以作为滑动感应区，按键可以直接由印刷电路组成，印刷电路之间可以是电阻导通。

因人的手指触摸按键的时候可能同时触摸到多个按键，可以用软件的来判断使用者真实的触键愿望，如(1，2，4)对应(1)；(1，2，3)对应(2)，(2，4，5，6，8)对应(5)等等。

这些详细设计，没有将静电防护等其他内容放入，这些公知技术不是本发明的实质内容。这些公知技术有多种具体形式，可以方便的组合到本发明。