光电键盘制造技术

一种光电键盘，包括按键符号本体、键盘编码器，其中还包括传感器阵列，排列在按键符号本体的外缘上，是由光学传感器件的发射头与另一相对边缘处光学传感器件的接收头组成，工作时光学传感器件的发射头与对应的光学传感器件的接收头之间形成光路；通过手指敲击按键符号本体上的符号标记，而造成光路遮挡，产生遮挡信号；键盘编码器还包括扫描控制器，其用于控制传感器阵列的的扫描方式，所述的键盘编码器将光学传感器探测到的遮挡信号转换为串行键盘编码并对串行码进行缓存，且调节键盘的各种参数，并经由通信接口传送给主机；达到组成器件简单，便于携带，输入速度快，并且制造成本低目的，具有很高的市场开发前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种输入设备，特别涉及的是采用光学传感方式，通过捕捉手指敲击动作，从而起到了输入功能的光电键盘。
技术介绍
纵观现在出现的输入设备，可以大致分成手机数字键盘、手写触摸屏、折叠式机械键盘、虚拟键盘四种，他们的特点如下数字键盘和手写触摸屏已经得到广泛的应用，但它们的通病是输入速度过慢，并且必须具备一定的物理空间，只能达到约20字/分钟的输入速率。折叠式机械键盘可以展开成笔记本键盘，获得约40字/分钟的比较理想的输入速度，但是由于原理是基于对现有键盘的压缩，所以体积不可能做得很小，不方便携带。虚拟键盘这是一种无线传感器触发式输入设备，通过探测人手的动作来判定敲击动作。体积小，输入方式接近键盘，具有输入速度高与便携性两方面的优点。但这个产品的缺点就是生产成本过高，并且耗电量很大，普通的电池只能维持2小时的使用时间；高成本和高能耗的缺点导致该产品迟迟无法打开市场，没能得到广泛的普及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种光电键盘，克服现存输入设备的缺陷，在达到令人满意的输入速度的同时，使其体积缩小，便于携带，独创的传感器阵列可以精准的通过判定手指的敲击动作，达到输入的目的，并且所用器件简单，制造成本低，具有广阔的市场开发前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案，在于提供了一种光电键盘，包括按键符号本体、键盘编码器，其中，按键符号本体上表示着按键符号；键盘编码器，接收按键信号转换成串行码，并对串行码进行缓存，调节键盘的各种参数，经由通信接口传送给主机； 还包括传感器阵列，排列在按键符号本体的外缘处，所述的传感器阵列是由光学传感器件的发射头与另一相对的按键符号本体边缘处光学传感器件的接收头组成，工作时光学传感器件的发射头与对应的光学传感器件的接收头之间形成光路；通过手指敲击按键符号本体上的符号标记，而造成光路遮挡，产生遮挡信号；键盘编码器还包括扫描控制器，其用于控制传感器阵列的扫描过程，所述的键盘编码器将光学传感器件探测到的遮挡信号转换为串行码。所述的光学传感器件为红外线传感器或激光传感器。所述的扫描方式采用X、Y两向扫描或采用X或Y交叉式一维扫描。所述的传感器阵列的排列方式，当采用X、Y两向扫描时，两组光学传感器件的发射头与光学传感器件的接收头，分别相对设置于按键符号本体外缘的X和Y方向上；当采用采用X或Y交叉式一维扫描时，则有一组光学传感器件的发射头与光学传感器件的接收头，相对设置于按键符号本体外缘的X或Y方向上。一种光电键盘的扫描方法，其是通过键盘编码器中的扫描控制器实现的，其步骤为a.光学传感器件的发射头向相应的至少一光学传感器件的接收头发出光线，形成至少一光路；b.光学传感器的接收头判断光路是否受到遮挡，若遮挡执行c，若未遮挡光路通畅执行e；c.产生遮挡信号，并将遮挡信号传送至键盘编码器处理；d.光学传感器件的发射头光源停止发光，若进行下一组扫描执行a，若结束，则执行e；e.停止扫描。所述的按键符号本体，可以采用光投影的方法，在扫描范围内投射出按键符号图案或者采用印有字符标示的薄膜，展开于扫描范围内。所述的通信接口，包括PS2接口、USB接口、红外接口或者蓝牙接口。本专利技术的优势在于，键盘构造简洁，制造成本底，灵敏度高，具有便携式键盘的特征，适合大批量的工业生产。以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。附图说明图1为本专利技术光电键盘的结构示意图；图2为本专利技术传感器阵列扫描方式较佳实施例一的示意图；图3为本专利技术传感器阵列扫描方式较佳实施例二的示意图；图4为本专利技术传感器阵列扫描方式较佳实施例三的示意图；图5为本专利技术的按键符号本体的实物横线标示法示意图；图6为本专利技术扫描控制器对传感器阵列进行扫描的过程流程图。附图标记说明1-传感器阵列；11-红外线发射头；12-红外线接收头；13-实物横线；2-键盘编码器；21-扫描控制器；3-通信接口；4-主机；5-按键符号本体。具体实施例方式根据图1所示，为本专利技术光电键盘的结构示意图，本专利技术的光电键盘包括按键符号本体5、传感器阵列1、和键盘编码器2；当手指敲击到按键符号本体5某一符号位置时，传感器阵列1采用的光学传感器件为红外线传感器，其捕捉该敲击动作，发送出遮挡信号，当有敲击动作被侦测到时，别的敲击动作全部失效；键盘编码器2的作用将传感器探测到的遮挡信号转换为串行码，并对串行码进行缓存，且调节键盘的各种参数，并经由通信接口3传送给主机4，可以接收主机4发来的控制信号；键盘编码器2同时还包括一个控制传感器阵列扫描过程的扫描控制器21。其中传感器阵列1形如一个窗框，根据扫描方式的不同，其可分为两种构架结构，第一种方式当采用X、Y两向扫描时，如图2所示，其为本专利技术传感器阵列扫描方式较佳实施例一的示意图，本传感器阵列1物理实体仅为四周的四根细杆，可以非常容易的设计为伸缩、折叠等方式，易于携带。方框的尺寸约30cm*15cm，杆可以做到很细，在相对的平行框上，分别装有红外线发射头11与红外线接收头12，红外线发射头11与红外线接收头12一一对应。红外线发射头11向对面的红外线接收头12发射红外线，形成一条光路。传感器阵列1在X、Y方向分别生成光路，构成光路网。当手指处于指定位置时，X、Y方向光路同时受到遮挡，通过遮挡信号便可以判定手指的敲击位置，进而反映为相应的按键动作，扫描顺序是先纵向扫描，扫描纵向的有5条光路，当手指敲击时，纵向扫描光路被遮挡，此时再通过横向扫描来确定有效的位置，横向的有效遮挡线确定了，则相应的按键位置也就得到确定。这种扫描方式在无敲击的情况下，只有少数(实施例为5条光路)红外线发射头在进行扫描，可以大大减少无效扫描的功耗。第二种方式若仅采用X或Y交叉式一维扫描，则仅用两列平行的物理实体细杆结构，就可以达到扫描目的，如图3所示为本专利技术传感器阵列1扫描方式较佳实施例二的示意图，对应的两列平行的红外线发射头11和红外线接收头12，每一个红外线发射头11与红外线接收头12都仅仅有一条光线，通过光线的交插而确定每一个键的位置。根据图4所示，其为本专利技术传感器阵列1扫描方式较佳实施例三的示意图，非一一关联的复合扫描，由一个红外线发射头11与多个红外线接收头12相关联，通过一个红外线发射头11一次发出多条红外线，多个红外线接收头12接收，判定多条光路上的遮挡情况，如此可以减少发射头数量，降低功耗。关于红外线光路之间的衍射和干涉问题键盘正常使用时不会发生衍射、干涉等现象，红外射线基本按直线传播。红外光源视为一点光源，发出扇形红外射线，接收端视为一接收点，则接收端被遮挡的充要条件是，红外线发射头11光源与红外线接收头12的连线上被遮挡；光线实际的粗细，由红外线发射头11光源与接收点的大小决定。关于扫描的时间人手指的敲击速度最快大约是每秒5次。即每次敲击的时间大约0.2秒，所以两次扫描的时间间隔只要小于0.2秒，即每秒钟扫描大于5次，便可以保证不会漏掉每次敲击所要传输的键码。发光头的闪烁频率为f(可以达到十几千hz至几万hz)，即每个灯管闪烁一次的时间为1/f秒。假设有s个发光管，则全部扫描一遍的时长为s/f秒(这里假设扫描过程中同时只有一个发光管点亮)。则每秒钟发光管点亮的总时间相当于一个发光管持续发光5*s/f秒；假设数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电键盘，包括按键符号本体、键盘编码器，其中，按键符号本体上表示着按键符号；键盘编码器，接收按键信号转换成串行码，并对串行码进行缓存，调节键盘的各种参数，经由通信接口传送给主机。其特征在于，还包括传感器阵列，排列在按键符 号本体的外缘处，所述的传感器阵列是由光学传感器件的发射头与另一相对的按键符号本体边缘处光学传感器件的接收头组成，工作时光学传感器件的发射头与对应的光学传感器件的接收头之间形成光路，通过手指敲击按键符号本体上的符号标记，而造成光路遮挡，产生遮挡信号；键盘编码器还包括扫描控制器，其用于控制传感器阵列的扫描过程，所述的键盘编码器将光学传感器件探测到的遮挡信号转换为串行码。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超逸，
申请(专利权)人：郭超逸，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]