專利名稱：一種改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型計(jì)算機(jī)軟硬件及接口技術(shù)，特別是液晶屏顯示和觸摸屏的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前觸摸屏的技術(shù)由于其非機(jī)械式的平板結(jié)構(gòu)，易于編程，正逐漸得到越來(lái)越廣 泛的應(yīng)用，也有人用觸摸屏做成一些通訊，機(jī)電產(chǎn)品的鍵盤，但應(yīng)用于計(jì)算機(jī)時(shí)，如何使其 更方便用戶使用，尤其是如何整合整個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，在不浪費(fèi)原有投資的情況下，使之 更具效費(fèi)比，則是一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明整合了相關(guān)電子電路及控制系統(tǒng)，采用觸摸顯示屏技術(shù)，避免了灰塵，污垢 的困擾，易于清潔，同時(shí)可以動(dòng)態(tài)地顯示當(dāng)前要使用的按鍵符號(hào)和組合，提供了一種直觀， 便捷和親和的人機(jī)界面，因?yàn)檎狭送ㄓ玫慕涌谠O(shè)計(jì)與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序以及省電方案，使 之更具通用性，經(jīng)濟(jì)性和可行性。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是由一塊透明觸摸屏(3)和一塊帶有背光省電控制的 顯示屏(5)共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)鍵盤的主體，并包含有對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制電路系統(tǒng)；數(shù)字控制電 路系統(tǒng)包含微處理器MCU(1)，觸摸屏控制器(2)，顯示屏驅(qū)動(dòng)器(4)，存儲(chǔ)器(8)，輸入輸出 接口控制器(6)，背景燈照明控制(9)。 使用觸摸屏(3)作為計(jì)算機(jī)鍵盤的輸入載體，觸摸屏(3)被覆蓋在顯示屏(5)之 上，觸摸屏(3)按照鍵盤的布局被劃分成若干傳感區(qū)域，一旦有手指的觸碰，對(duì)應(yīng)傳感區(qū)域 就會(huì)輸出電信號(hào)給觸摸屏控制器(2)，觸摸屏控制器(2)再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為按鍵的位置信 息并傳輸給微處理器MCU(l)，微處理器MCU(l)通過內(nèi)部緩存處理后經(jīng)輸入輸出接口控制 器(6)與計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)的CPU進(jìn)行通信；而顯示屏(5)則同時(shí)按照鍵盤的布局顯示對(duì)應(yīng) 的按鍵符號(hào)，其替代了原計(jì)算機(jī)鍵盤上的印刷標(biāo)識(shí)，微處理器MCU(l)從存儲(chǔ)器(8)中讀取 要顯示的鍵符信息，然后輸出指令到顯示屏驅(qū)動(dòng)器(4)，通過該驅(qū)動(dòng)器控制顯示屏(5)要顯 示的按鍵內(nèi)容；同時(shí)微處理器MCU(l)還要通知計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)當(dāng)前的鍵盤顯示狀態(tài)，以備 計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)調(diào)用不同的鍵符查詢表。 對(duì)于某些不支持多點(diǎn)觸摸的觸摸屏，在要用到兩鍵，甚至三鍵的組合輸入的場(chǎng)合， 象CTRL，ALT， SHIFT功能鍵，可以考慮特殊處理方案，如當(dāng)?shù)谝淮伟聪翪TRL或ALT或SHIFT 這三個(gè)鍵時(shí)，程序?qū)⒈３制浒存I輸入狀態(tài)，當(dāng)有其它按鍵輸入時(shí)，如X鍵，程序?qū)⑵渑袛酁?CTRL+X (或ALT+X，或SHIFT+X)，直至再次按下CTRL或ALT或SHIFT這三個(gè)鍵，程序?qū)⑨尫?這種保持狀態(tài)并回到普通狀態(tài)。 通過微處理器MCU(l)的控制，顯示畫面切換的形式可以包含各種動(dòng)畫效果。
輸入輸出接口控制器(6)可以是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的通用總線接口，也可以是USB或PS2 等外部通用接口?；谀壳癢INDOWS等操作系統(tǒng)的條件，只要在計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)上安裝特別開發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序，本發(fā)明鍵盤就能象其它普通鍵盤一樣簡(jiǎn)單連接到計(jì)算機(jī)主機(jī)上使用， 而無(wú)需更改原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 通過背景燈照明控制單元(9)及微處理器MCU(l)內(nèi)嵌程序的省電控制方法，可以 在不影響實(shí)際顯示效果的前提下有效節(jié)約電能，并改變背景燈顏色以增強(qiáng)顯示效果。
本發(fā)明可以使用一種反白顯示的負(fù)向顯示屏型式，增強(qiáng)顯示效果的同時(shí)又可有效 控制成本。 本發(fā)明可以替代計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)功能，其將觸摸顯示屏劃分成兩個(gè)部分，一部分用于 鼠標(biāo)控制板，一部分用于混合功能按鍵區(qū)，且兩個(gè)區(qū)域可以編程互換以適應(yīng)左手或右手用 戶的習(xí)慣。 本發(fā)明可以用作手寫輸入的設(shè)備，其將觸摸顯示屏劃分成兩個(gè)部分，一部分用于 手寫板，一部分用于混合功能按鍵區(qū)，且兩個(gè)區(qū)域可以編程互換以適應(yīng)左手或右手用戶的 習(xí)慣。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施范例來(lái)進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
圖1是本發(fā)明案例的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)剖面圖 圖2是本發(fā)明案例的顯示屏顯示的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤布局 圖3是本發(fā)明案例的觸摸屏的示意圖 圖4是本發(fā)明案例的電路原理方框圖 圖5是本發(fā)明案例的一個(gè)簡(jiǎn)化的控制流程圖及對(duì)應(yīng)的鍵盤顯示變化示意圖
具體實(shí)施例方式
為方便描述，在這里以全點(diǎn)陣反白顯示液晶屏，104鍵標(biāo)準(zhǔn)IBM PC鍵盤為例進(jìn)行 說明。 圖1所示為觸摸屏和液晶顯示屏組合的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖，透明的觸摸屏被覆蓋在顯示 屏之上，顯示屏所顯示的鍵符透過觸摸屏被投射出來(lái)。 圖2所示一標(biāo)準(zhǔn)104鍵鍵盤布局，在默認(rèn)的狀態(tài)下，顯示屏將顯示如圖2所示的標(biāo) 準(zhǔn)鍵盤布局的圖案。 圖3所示為觸摸屏的規(guī)劃，觸摸屏對(duì)應(yīng)地被劃分成104個(gè)傳感區(qū)，并按矩陣關(guān)系引 出行列電極，每一個(gè)傳感區(qū)由唯一對(duì)應(yīng)的行和列所定義。 如圖4所示，其工作原理為，微處理器MCU(1)作為該數(shù)字控制電路系統(tǒng)的核心，內(nèi) 嵌有鍵盤掃描和管理程序，它處于不斷掃描觸摸屏(3)輸入的狀態(tài)；微處理器MCU(l)將首 先從存儲(chǔ)器(8)中讀取要顯示的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤圖案，輸出指令給顯示屏驅(qū)動(dòng)器(4)，指示顯示屏 (5)顯示相應(yīng)的鍵盤圖案，同時(shí)微處理器MCU(l)要通知計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)當(dāng)前的鍵盤顯示狀 態(tài)，以備計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)調(diào)用不同的鍵符查詢表，然后微處理器MCU(l)等待觸摸屏控制器 (2)的輸入，一旦觸摸屏(3)的傳感區(qū)有任何感應(yīng)，等效于按鍵輸入，則觸摸屏控制器(2)就 將行列電信號(hào)裝換為對(duì)應(yīng)的位置信息并傳輸給微處理器MCU(l)，微處理器MCU(l)經(jīng)緩存 處理后將其與存儲(chǔ)器(8)中當(dāng)前調(diào)用的按鍵鍵表對(duì)應(yīng)以判別其鍵值，并把它轉(zhuǎn)譯為鍵盤掃 描碼，然后再經(jīng)輸入輸出接口控制器(6)發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)，計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)經(jīng)緩存處
4理后得出當(dāng)前輸入鍵值的ASCII碼或Unicode碼，并執(zhí)行相關(guān)操作，在計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)上顯
示字符或執(zhí)行某一命令；如果用戶要改變鍵盤的顯示圖案，如用戶想要改變大小寫字母鍵 盤，輸入鍵盤CAPS LOCK鍵之后，顯示屏(5)就將在大寫和小寫字母鍵盤之間轉(zhuǎn)換。在整個(gè) 程序工作的過程中，微處理器MCU(l)將通過背景燈照明控制(9)去調(diào)節(jié)背光顯示的亮度并 控制其顯示的時(shí)間，并控制不同顏色的燈。 圖5是一個(gè)簡(jiǎn)化的控制流程圖及對(duì)應(yīng)顯示屏(5)的三個(gè)鍵盤顯示變化示意圖，它 說明了另一個(gè)改變鍵盤顯示的例子。假如用戶想要輸入復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，假設(shè)鍵盤Ei鍵被 定義為特殊功能鍵，則用戶輸入Ei后，顯示屏(5)將從"標(biāo)準(zhǔn)鍵盤顯示模式"轉(zhuǎn)入"菜單顯示 模式"，當(dāng)用戶經(jīng)菜單選擇"數(shù)學(xué)運(yùn)算鍵盤"的功能后，微處理器MCU(l)將從存儲(chǔ)器(8)中讀 取要顯示的鍵盤圖案，輸出指令給顯示屏驅(qū)動(dòng)器(4)，顯示屏(5)就將轉(zhuǎn)入"數(shù)學(xué)運(yùn)算鍵盤" 顯示模式(同時(shí)微處理器MCU(l)通知計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)該狀態(tài)的變化)，微處理器MCU(l)又 將處于等待按鍵輸入的狀態(tài)， 一旦用戶輸入任何數(shù)學(xué)運(yùn)算鍵盤中的按鍵，微處理器MCU (1) 就把鍵盤掃描碼傳給計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)，計(jì)算機(jī)主機(jī)(7)顯示相應(yīng)的鍵符，如此反復(fù)。
依此類推，其它的特定鍵盤顯示和輸入，象非英文的鍵盤及各種功能圖形界面等 均可照此方法而行。 至于鍵盤顯示畫面切換的模式則在微處理器MCU(l)內(nèi)的程序中予以定義，一經(jīng) 用戶選定，在每一次畫面切換的改變中都會(huì)遵照既定的動(dòng)畫效果執(zhí)行，直至用戶或程序重 新選定?？紤]到現(xiàn)在有些觸摸屏還不支持多點(diǎn)觸摸的局限性，對(duì)于CTRL， ALT, SHIFT特殊 功能鍵，由于習(xí)慣上要用到兩鍵，甚至三鍵的組合輸入，在MCU(l)的程序中，可以考慮如下 的處理方案，當(dāng)?shù)谝淮伟聪翪TRL或ALT或SHIFT這三個(gè)鍵時(shí)，MCU(l)的程序?qū)⒈３制浒存I 輸入狀態(tài)，當(dāng)有其它按鍵輸入時(shí)，如X鍵，MCU(l)的程序?qū)⑵渑袛酁镃TRL+X(或ALT+X，或 SHIFT+X)，直至再次按下CTRL或ALT或SHIFT這三個(gè)鍵，MCU(l)的程序?qū)⑨尫湃缡堑谋３?狀態(tài)。 以上發(fā)明可以應(yīng)用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)，筆記本電腦，學(xué)習(xí)機(jī)，及某些工業(yè)控制輸入設(shè) 備，在具體的應(yīng)用中，技術(shù)開發(fā)人員有可能需要根據(jù)具體領(lǐng)域作個(gè)別調(diào)整和改變。本發(fā)明 實(shí)施方式的說明僅是依據(jù)該發(fā)明方案的一個(gè)優(yōu)選范例，并不能被理解為對(duì)本發(fā)明方案的限 制。
權(quán)利要求
一種改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于其由一塊觸摸屏和一塊顯示屏共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)鍵盤的主體，并包含有對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制電路系統(tǒng)及其內(nèi)嵌的管理程序，以控制觸摸鍵盤的顯示及其畫面的切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于使用了通用的計(jì)算機(jī)總線接口 ，可直接應(yīng)用于臺(tái)式機(jī)，或筆記本電腦，或其它 需要計(jì)算機(jī)鍵盤的機(jī)電設(shè)備，而無(wú)需對(duì)原有的設(shè)備或設(shè)計(jì)作更改。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于其包含了一個(gè)反白顯示的負(fù)向顯示屏型式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于其包含了背光省電控制單元，且可以使用不同的背光燈顏色。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于使用顯示屏來(lái)表現(xiàn)鍵盤的界面，其顯示何種類型何種內(nèi)容的按鍵符號(hào)或功能 圖形允許用戶通過菜單或圖形界面進(jìn)行操作改變。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于其顯示畫面切換的形式可以包含各種動(dòng)畫效果
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于對(duì)于某些不支持多點(diǎn)觸摸的觸摸屏，在要用到兩鍵，甚至三鍵的組合輸入的場(chǎng)合，象CTRL， ALT, SHIFT功能鍵，可以考慮特殊處理方案，如當(dāng)?shù)谝淮伟聪翪TRL或ALT或 SHIFT這三個(gè)鍵時(shí)，程序?qū)⒈３制浒存I輸入狀態(tài)，當(dāng)有其它按鍵輸入時(shí)，如X鍵，程序?qū)⑵渑?斷為CTRL+X (或ALT+X，或SHIFT+X)，直至再次按下CTRL或ALT或SHIFT這三個(gè)鍵，程序?qū)?釋放這種保持狀態(tài)并回到常規(guī)狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于可以將觸摸顯示屏劃分成兩個(gè)部分，一部分用于鼠標(biāo)控制板，一部分用于混合 功能按鍵區(qū)，且兩個(gè)區(qū)域可以編程互換以適應(yīng)左手或右手用戶的習(xí)慣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于可以將觸摸顯示屏劃分成兩個(gè)部分，一部分用于手寫板，一部分用于混合功能 按鍵區(qū)，且兩個(gè)區(qū)域可以編程互換以適應(yīng)左手或右手用戶的習(xí)慣。
全文摘要
本發(fā)明為一種改進(jìn)的觸摸顯示屏式的計(jì)算機(jī)鍵盤輸入設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，它由一塊觸摸屏和一塊帶有背光省電控制的顯示屏共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)鍵盤的主體，并包含有對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制電路系統(tǒng)及其內(nèi)嵌的管理程序，以控制觸摸鍵盤的顯示及其畫面的切換，它可直接應(yīng)用于當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中而無(wú)需對(duì)原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作任何更改。
文檔編號(hào)G06F3/0488GK101714053SQ20091010687
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者翁印嵩 申請(qǐng)人:翁印嵩