專利名稱：空間鼠標及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及觸摸傳感技術，特別涉及一種空間鼠標及其控制方法。
背景技術：
目前，市場上的鼠標裝置依據其運作的原理不同可以劃分為兩種，其一是滾球鼠標，另一種則是光學鼠標。其中，滾球鼠標是利用換算滾球在所放置的桌面或者平面上的移動方向和路徑來控制計算機系統(tǒng)中所顯示的游標的指向位置；而光學鼠標則是利用所產生的光線在桌面或者平面上所造成的反射情況來進行其控制。然而，目前的鼠標裝置大部分仍然采用傳統(tǒng)的機械式按鍵結構，影響了用戶的使用感受。實際上，目前市場上已逐漸采用觸摸感應按鍵來替代傳統(tǒng)的機械式按鍵。其中，電容式觸摸按鍵的設計也是觸摸感應按鍵技術中的一項熱點?，F在普遍使用的電容式觸摸按鍵系統(tǒng)都是使用塑料作為觸摸面板的材料，一般都不含金屬成分，以免引起錯位的觸發(fā)。所述塑料面板下具有PCB板(印制電路板)感應盤， 通過觸摸在PCB板感應盤正上方的塑料面板，就可觸發(fā)按鍵，以實現觸控操作。然而，對于現有的電容式觸摸按鍵系統(tǒng)，如果面板材料采用金屬材料或面板材料含金屬成分，則觸摸在面板的任何位置都將觸發(fā)按鍵，這就無法識別某一次的觸發(fā)是屬于哪一個按鍵，從而將引發(fā)觸摸操作錯誤，影響用戶的使用。因此，如何在空間鼠標的觸摸按鍵結構中實現采用金屬材料或含金屬成分的面板，且達到準確識別觸摸的目的，就成為了技術上亟待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種采用金屬材料或者含金屬成分的面板的空間鼠標及其控制方法， 以提高觸摸識別的準確度。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種空間鼠標，包括觸摸按鍵結構和控制裝置，所述觸摸按鍵結構包括金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離，所述多個按鍵及對應電極間的區(qū)域構成平板電容；所述控制裝置與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉移情況以獲得對應的電荷樣本值，對所述觸摸操作進行識別，并根據識別結果產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作，其中，所述檢測包括當觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
可選地，所述控制裝置包括多個單位電容，分別與觸摸按鍵結構中的各電極對應連接；多個電壓檢測及比較單元，分別與所述多個單位電容對應連接，檢測對應單位電容兩端電壓，在所述單位電容兩端電壓達到參考電壓時，輸出計數信號；計數單元，連接多個電壓檢測及比較單元，對各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號進行計數，并將各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值發(fā)送至識別分析單元；識別分析單元，以各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值作為各電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；將所述識別信息發(fā)送至操作控制單元；操作控制單元，接收所述識別信息，并根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作?？蛇x地，所述空間鼠標還包括位于多個按鍵下方的光源，所述光源與控制裝置相連；所述絕緣層的材料為透明絕緣材料；所述控制裝置在各按鍵的電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時， 開啟所述按鍵下方的所述光源?？蛇x地，所述控制裝置還包括感應閾值調整單元，接收識別分析單元計算的電荷樣本值，并根據預定時間內電荷樣本值的長期平均值調整觸摸感應閾值和接近感應閾值; 將調整后的觸摸感應閾值和接近感應閾值發(fā)送至所述識別分析單元。本發(fā)明還提供一種空間鼠標的控制方法，包括當空間鼠標的觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，控制裝置記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；空間鼠標的控制裝置根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能控制空間鼠標的操作?？蛇x地，所述空間鼠標的控制方法，還包括當電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，開啟對應的按鍵下方的光源。可選地，所述觸摸感應閾值和所述接近感應閾值均關聯(lián)于預定時間內電荷樣本值的長期平均值。與現有技術相比，上述技術方案公開的空間鼠標及其控制方法至少具有以下優(yōu)點。
1)本技術方案的空間鼠標具有金屬觸摸面板，通過將所述金屬觸摸面板接地且將金屬觸摸面板上的多個按鍵通過絕緣層隔離，使得所述多個按鍵得以互相區(qū)分。并且，由于金屬觸摸面板接地，只有當用戶手指按到金屬按鍵時才會觸發(fā)按鍵，相鄰兩鍵之間不會有任何響應，感應范圍的約束效果也較好，避免了相鄰按鍵在觸摸識別時的干擾。以及，當發(fā)生觸摸動作時，計算由于觸摸產生的電荷轉移量來作為識別觸摸的標準。因此，使得對于觸摸動作的觸摸識別更準確。并且，上述空間鼠標的觸摸識別實質上實現了零壓力的觸摸按鍵結構，提升了用戶在使用空間鼠標時的體驗。2)可選方案中，所述空間鼠標還可以包括位于各個按鍵下方的多個光源，當空間鼠標的控制裝置檢測到各按鍵的電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，所述控制裝置可以控制其光源的開啟，使得用戶在黑暗的環(huán)境中能夠看清各個按鍵，從而增加了用戶的操作體驗，進一步地提高了用戶的使用感受。3)可選方案中，所述空間鼠標的控制裝置還可以包括感應閾值調整單元，使得觸摸感應閾值和接近感應閾值能夠跟隨環(huán)境的變化而變化，進而使得所述空間鼠標處于復雜的環(huán)境時，能夠更加準確的檢測到接近感應事件與觸摸感應事件的觸發(fā)，進一步地提高了用戶的體驗。


圖1是本發(fā)明空間鼠標的結構示意圖；圖2是本發(fā)明空間鼠標中觸摸按鍵結構的一種實施例的俯視示意圖；圖3是圖2所示觸摸按鍵結構沿A-A方向的剖視示意圖；圖4是應用本發(fā)明空間鼠標進行觸摸識別的一種實現過程示意圖；圖5是應用本發(fā)明空間鼠標進行觸摸識別的一種實現示意圖；圖6在圖5所示觸摸識別過程中，電荷向控制裝置中的單位電容轉移的簡易示意圖。
具體實施例方式以下結合實施例及附圖分別對于空間鼠標及其控制方法進行詳細說明。實施例一如圖1所示，本實施例中，空間鼠標包括觸摸按鍵結構和控制裝置。參考圖2和圖3，所述觸摸按鍵結構的一種實施例包括金屬觸摸面板100，所述金屬觸摸面板100上具有多個金屬按鍵1 5，所述金屬按鍵與所述金屬觸摸面板100間通過絕緣層200隔離，所述金屬觸摸面板100接地；所述金屬觸摸面板100下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應的電極A E，所述偵測板與所述金屬觸摸面板100間絕緣隔離；所述多個按鍵及對應電極間的區(qū)域構成平板電容。上述觸摸按鍵結構的實施例中，通過絕緣層將各按鍵與金屬觸摸面板100隔離， 形成了各自鍵位獨立的多個按鍵。而通過將金屬觸摸面板100接地，只有當用戶手指按到金屬按鍵時候才會觸發(fā)按鍵，相鄰兩金屬按鍵之間不會有任何響應，感應范圍的約束效果也較好。并且，當用戶手指觸摸在金屬按鍵上時，電荷就會有一部分通過人體逃逸，并經由金屬按鍵對應的電極進行電荷轉移，從而通過檢測電荷轉移來實現對所述金屬按鍵的觸摸識別。由此可以看出，上述觸摸按鍵結構實質上實現了零壓力的觸摸按鍵結構，用戶無需用力按壓所述金屬按鍵就可被較為準確地檢測到觸摸行為，從而提升了用戶的使用感受。
在具體的實施例中，所述金屬按鍵的觸摸面可以與所述金屬觸摸面板100平齊， 也可以高于或低于所述金屬觸摸面板100。在具體的實施例中，所述金屬按鍵和所述金屬觸摸面板100可以采用同一種材料，以節(jié)約制造成本及優(yōu)化制造流程。例如，所述金屬按鍵和所述金屬觸摸面板100的材料均可以為銅。在實際制造時，可以先形成金屬觸摸面板100，并在所述金屬觸摸面板100上按各按鍵的大小及鍵位分布進行打孔，打孔的孔徑大小應大于各按鍵的大小。隨后，再形成各金屬按鍵，并將各金屬按鍵與金屬觸摸面板100進行對位后固定，在各金屬按鍵與金屬觸摸面板100的間隙內填充絕緣材料形成絕緣層200以進行隔離。在具體的實施例中，各金屬按鍵可以為實心金屬盤。則所述實心金屬盤的形狀可以為任意適合所述觸摸按鍵結構的形狀，例如圓形或方形，此處并不以此限定。在具體的實施例中，各金屬按鍵也可以為金屬字符，則所述金屬按鍵可同時實現觸摸檢測及提示按鍵功能，無需再在金屬觸摸面板100上重新絲印按鍵字符。在具體的實施例中，所述絕緣層200的材料可以為玻璃，或者也可以為其他已知的各種絕緣材料。所述電極為銅箔，或者也可以為其他已知的各種導電材料。需要說明的是，所述金屬觸摸面板100上的按鍵為5個僅為舉例，并不應對其實現方式加以限制。所述按鍵的個數及功能的分配都可以依據實際所需實現的觸摸功能而相應設置，例如，在其他的實施例中，所述金屬觸摸面板100上的按鍵可以為8個、20個或者更
^^ ο另外，在本實施例中可以預先設定某一按鍵(例如，按鍵1)的觸摸功能為啟動空間鼠標，則當所述按鍵1被觸摸后就可以將所述空間鼠標啟動；反之，若所述按鍵1未被觸摸，空間鼠標則不會被啟動。這樣，用戶在實際操作中，只有通過觸摸按鍵1才能實現對所述空間鼠標的啟動，觸摸其他按鍵不會對空間鼠標的啟動造成干擾，因而可以有效地避免用戶在實際應用中產生的誤操作，并且有效地減小了誤操作造成的能量損耗。需要說明的是，在本實施例中，空間鼠標的啟動功能按鍵采用的是金屬觸摸按鍵結構，但是其不應限制本發(fā)明的保護范圍。在其他實施例中，還可以采用其他按鍵結構，例如空氣按鍵、機械按鍵等等，該按鍵結構與控制裝置連接，當控制裝置檢測到具有空間鼠標啟動功能按鍵結構被觸發(fā)(按下)時，同樣會產生啟動空間鼠標的控制信號，以啟動所述空間鼠標。通過上述觸摸按鍵結構的說明可以看到，當要對所述觸摸按鍵結構進行操作時， 用戶的手指對電荷累積區(qū)域中電荷量的影響并非是直接觸摸帶電荷的電極來實現的，而是接觸了金屬按鍵。導致上述情況出現的原理在于，當各電極在充電后各自產生了源電場，所述源電場為靜電場，且在各電極表面形成電荷累積區(qū)域。當用戶的手指接觸到金屬按鍵時，會使得所述電場分布產生變化，引發(fā)電荷累積區(qū)域中電荷的轉移，從而電荷累積區(qū)域中電荷量發(fā)生了變化。由此可以看出，一旦某個電極的電荷累積區(qū)域中發(fā)生了劇烈的電荷量變化，一般就可以認為所述電極對應的按鍵發(fā)生了觸摸操作。從而，基于此情況就可通過對電荷累積區(qū)域進行電荷補充的方式來獲得按鍵在面臨觸摸時對應的電荷累積區(qū)域的電荷量樣本值， 并確定電荷樣本值小于觸摸感應閾值的情況為觸摸事件的發(fā)生。
相應地，空間鼠標的控制裝置與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉移情況以獲得對應的電荷樣本值，對所述觸摸操作進行識別，并根據識別結果產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作，其中，所述檢測包括當觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。所述控制裝置包括多個單位電容、多個電壓檢測及比較單元、計數單元、識別分析單元、操作控制單元，其中，多個單位電容，分別與觸摸按鍵結構中的各電極對應連接；多個電壓檢測及比較單元，分別與所述多個單位電容對應連接，檢測對應單位電容兩端電壓，在所述單位電容兩端電壓達到參考電壓時，輸出計數信號；計數單元，連接多個電壓檢測及比較單元，對各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號進行計數，并將各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值發(fā)送至識別分析單元；識別分析單元，以各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值作為各電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；將所述識別信息發(fā)送至操作控制單元；操作控制單元，接收所述識別信息，并根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作。相應地，參照圖4所示，本發(fā)明空間鼠標的控制方法的一種實施方式，包括步驟sl，當空間鼠標的觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，控制裝置記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；步驟s2，以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；步驟S3，將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；步驟s4，空間鼠標的控制裝置根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能控制空間鼠標的操作。具體地，在本實施例中，將按鍵1的觸摸功能預設為啟動空間鼠標，那么當按鍵1 對應的電荷樣本值小于觸摸感應閾值，則所述按鍵1被識別為被觸摸按鍵，所述控制裝置的輸出單元基于所述識別信息實現對空間鼠標的操作，即將所述空間鼠標進行啟動。其中，在進行所述觸摸識別之前，還需要進行一些初始化過程，包括檢測背景環(huán)境信號，屏蔽第一頻率(本實施例中為80KHz)至第二頻率(本實施例中為120KHz)范圍外的信號，在檢測到所述第一頻率至第二頻率范圍內的信號后，產生觸發(fā)信號。所述觸發(fā)信號觸發(fā)所述觸摸識別過程。圖5示出了本發(fā)明空間鼠標的控制方法的一種實現示意圖，所述空間鼠標的觸摸按鍵結構中，金屬觸摸面板和按鍵的材料均為銅，按鍵和金屬觸摸面板間的絕緣層的材料為玻璃，偵測板上與按鍵位置對應的電極為銅箔。
當手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵時，電荷就會有一部分通過人體逃逸， 并經由所述按鍵位置對應的銅箔產生電荷轉移。為了獲悉所述電荷轉移的情況，可以采用電壓檢測的手段。參照圖6所示，可以將所述觸摸按鍵結構中的各個銅箔與所述控制裝置相連，所述控制裝置中包括有多個單位電容，每一銅箔分別與所述控制裝置中一單位電容對應連接。如前述，當手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵時，從人體逃逸的電荷會有一部分經由所述銅箔產生電荷轉移。而由于單位電容與所述銅箔已存在電連接，電荷就會向控制裝置中的單位電容轉移，此過程即相當于對控制裝置中的單位電容進行充電。由于電容兩端的電壓很容易測得，因此可以通過對單位電容兩端的電壓進行檢測來獲得電荷轉移的情況。具體地，采用電容量較小的單位電容，通常可以采用pF級的電容，例如0.5pF。這樣，單位電容就較容易被從銅箔轉移的電荷充滿。基于此，通過控制裝置中的電壓檢測及比較單元，將單位電容兩端的電壓與所述單位電容充滿時兩端的電壓(參考電壓)進行比較， 就可獲悉所述單位電容是否充滿。由于手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵過程中，經由所述銅箔轉移的電荷可能大于單位電容充滿所需電荷，還可在控制裝置中設置多個與單位電容數量對應的放電電路。在控制裝置中的電壓檢測及比較單元檢測到單位電容兩端電壓達到參考電壓時，所述放電電路就啟動對單位電容的放電。由于單位電容的電容量較小， 因此也較容易被所述放電電路快速放電，進而放電所需時間很少。從而，可以保證整個觸摸識別過程的精確性。在對單位電容放電后，單位電容又將被經由銅箔轉移的電荷充滿，隨后又將經歷再次放電，此過程一直循環(huán)直至手指觸摸或臨近觸摸銅薄膜上某一按鍵的動作結束ο由于電壓檢測及比較單元在單位電容兩端電壓達到參考電壓時會輸出計數信號， 則在上述手指觸摸或臨近觸摸動作結束時，電壓檢測及比較單元將輸出多個計數信號?；诖耍ㄟ^控制裝置中的計數單元就可記錄到相應的計數信號的計數值，所述計數值就可作為所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時相應按鍵的電荷樣本值。在獲得各按鍵對應的電荷樣本值后，就可通過控制裝置中的識別分析單元進行分析，將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。從而，完成本次觸摸識別過程。實施例二在本實施例中，相對于前述實施例一，所述空間鼠標還包括位于多個按鍵下方的光源，所述光源與控制裝置相連；所述絕緣層的材料為透明絕緣材料；所述控制裝置在各按鍵對應的電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，開啟所述按鍵下方的所述光源。在本實施例中，所述空間鼠標的按鍵下方增設了光源，當控制裝置檢測到某一按鍵的電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，實際發(fā)生的情況是用戶的手指靠近所述空間鼠標時，此時通過控制裝置開啟光源就能夠使用戶在黑暗的環(huán)境中看清各個按鍵，增強了用戶的操作體驗，進一步提高了用戶的使用感受。此外，當所述控制裝置在識別獲得被觸摸按鍵后，還可以調亮所述被觸摸按鍵下方的光源，從而當用戶觸摸某個按鍵時，可以將該鍵位處的光線更明亮，以提示按鍵，使得用戶的操作體驗進一步獲得增強。以下對本實施例中空間鼠標的控制方法做進一步說明。本實施例的控制方法可以實現當用戶手指靠近空間鼠標的觸摸按鍵結構以及觸摸按鍵時，對所述光源進行相應控制。為方便描述，將用戶手指靠近觸摸按鍵結構對應的情況定義為接近感應事件觸發(fā)，將用戶手指觸摸按鍵時對應的情況定義為觸摸感應事件觸發(fā)；將所述觸摸感應閾值預設為第一預定值，將所述接近感應閾值預設為第二預定值，所述第一預定值和第二預定值均為固定值。具體地說，當用戶手指靠近所述金屬觸摸面板的某一按鍵時，電荷就會有一部分通過人體逃逸。而此時，所述控制裝置就會對由此產生的電荷轉移情況進行檢測，獲得該按鍵對應的單位電容被充滿的次數，將所述被充滿的次數作為用戶手指靠近過程中的電荷樣本值。從而，所述控制裝置就可進行接近感應事件的判定。通常，為使得接近感應事件的判定準確，所述控制裝置會基于多個電荷樣本數據進行判定，以獲得判定結果。例如，連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足Tth < CS < Pth (1)則，所述控制裝置判定接近感應事件觸發(fā)，進行上述開啟光源的操作。其中，CS是各次的電荷樣本值，Pth是接近感應閾值，Tth是觸摸感應閾值。當然，由于引發(fā)上述電荷累積區(qū)域中電荷發(fā)生變化的原因并不僅僅是用戶手指靠近觸摸按鍵結構，可能還會有其他環(huán)境干擾的影響。為了獲得更準確的判定結果，可以綜合更多次的判定來最終獲得接近感應事件的觸發(fā)是否對應了用戶手指靠近觸摸按鍵結構的情況。例如，將前述連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足公式(1)后獲得的判定結果作為初步判定結果，若連續(xù)5次的初步判定結果均顯示接近感應事件觸發(fā)，則確定接近感應事件的觸發(fā)對應了用戶手指靠近觸摸按鍵結構的情況。此時，由所述控制裝置開啟位于多個按鍵下方的光源，以使用戶在黑暗的環(huán)境中看清各個按鍵。而為了保證后續(xù)對用戶手指對按鍵的觸摸識別的準確性，所述控制裝置可以停止對電荷轉移情況的檢測，即禁止金屬觸摸面板對應的感應通道，以使得金屬面板的電位重新固定到接地電位，保證按鍵功能正常使用。當用戶手指繼續(xù)靠近金屬觸摸面板直至最終觸摸到金屬面板上的一個或多個按鍵時，所述控制裝置可進行相應的觸摸識別，在識別獲得被觸摸按鍵后，調亮所述被觸摸按鍵下方的光源。與前述判定接近感應事件類似，為使得觸摸感應事件的判定準確，所述控制裝置也會基于多個電荷樣本值數據進行判定，以獲得判定結果。例如，連續(xù)8次獲得的電荷樣本值滿足CS < Tth (2)則，所述控制裝置判定觸摸感應事件觸發(fā)，進行調亮所述被觸摸按鍵下方的光源的操作。其中，CS仍表示各次的電荷樣本值，Tth仍表示觸摸感應閾值。更進一步，為了獲得更準確的判定結果，可以綜合更多次的判定來最終獲得觸摸感應事件的觸發(fā)是否對應了用戶手指觸摸所述觸摸按鍵結構的情況。例如，將前述連續(xù)8 次獲得的電荷樣本值滿足公式(2)后獲得的判定結果作為初步判定結果，，若連續(xù)5次的初步判定結果均顯示觸摸感應事件觸發(fā)，則確定觸摸感應事件的觸發(fā)對應了用戶手指觸摸所述觸摸按鍵結構的情況。當觸摸完成，用戶手指逐漸遠離所述觸摸按鍵結構時，電荷樣本值(CS)也開始緩緩升高。當電荷樣本值滿足CS ^ (Tth+LTA) X 75 % 時，則，所述控制裝置判定觸摸感應終止，恢復所述被觸摸按鍵下方的光源調亮前的亮度。其中，LTA(Long Term Average)表示沒有觸發(fā)任何條件時，所述電荷樣本值的長期平均值。而判定時的參數75%也可調整為其他數值，例如87.5%，主要視環(huán)境對所述觸摸按鍵結構的噪聲影響而定。隨著用戶手指進一步遠離所述觸摸按鍵結構，電荷樣本值繼續(xù)升高，當電荷樣本值滿足〇5彡(卩也+1^7\)\75%時，則，所述控制裝置判定接近感應也終止，并關閉所有按鍵下方的光源，重新處于監(jiān)控所述電荷樣本值的狀態(tài)，并相應地根據上述觸發(fā)條件開啟或調亮光源。需要說明的是，在本實施例中，將所述觸摸感應閾值預設為第一預定值，將所述接近感應閾值預設為第二預定值僅為舉例，并不應用于限制本發(fā)明的保護范圍，在其他實施例中，還可以根據實際需求將所述觸摸感應閾值和接近感應閾值預設成其他的固定值。實施例三在本實施例中，相對于前述實施例二，所述空間鼠標的控制裝置還包括感應閾值調整單元，接收識別分析單元計算的電荷樣本值，并根據預定時間內電荷樣本值的長期平均值調整觸摸感應閾值和接近感應閾值；將調整后的觸摸感應閾值和接近感應閾值發(fā)送至所述識別分析單元。所述感應閾值調整單元包括數據采集單元，在預定時間內采集電荷樣本值，并計算得出電荷樣本值的長期平均值；將所述電荷樣本值的長期平均值輸出至感應閾值計算單元；感應閾值計算單元，根據接收到的所述電荷樣本值的長期平均值計算得出所述接收感應閾值和觸摸感應閾值；其中，當電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，所述接近感應事件觸發(fā)，當電荷樣本值小于觸摸感應閾值時，所述觸摸感應事件觸發(fā)。在本實施例中，所述空間鼠標的控制裝置中增加了感應閾值調整單元，使得觸摸感應閾值和接近感應閾值能夠跟隨環(huán)境的變化而變化，進而使得所述空間鼠標處于復雜的環(huán)境時，能夠更加準確的檢測到接近感應事件與觸摸感應事件的觸發(fā)，提高了用戶的體驗。下面對本實施例中空間鼠標的控制方法做詳細說明。本實施例的控制方法可以對空間鼠標的觸摸感應閾值和接近感應閾值進行自動調整和補償。為方便描述，仍然將用戶手指靠近觸摸按鍵結構對應的情況定義為接近感應事件觸發(fā)，將用戶手指觸摸按鍵時對應的情況定義為觸摸感應事件觸發(fā)。具體地，數據采集單元工作的過程包括在預定時間內，以預定的間隔時間采集數據(即采集電荷樣本值)；將其采集到的多個電荷樣本值進行累加求和；再求其平均后得出電荷樣本值的長期平均值；最后將所述電荷樣本值的長期平均值發(fā)送至感應閾值計算單兀。感應閾值計算單元，接收所述電荷樣本值的長期平均值，并根據接收到的電荷樣
11本值的長期平均值計算得出接近感應閾值和觸摸感應閾值。以下結合具體數據對上述過程作進一步說明。例如，在本實施例中，將預定時間設定為Is ；將預定的間隔時間預設為IOms ；則所述數據采集單元在Is內將會采集到100個數據。數據采集單元進行工作時，即將Is內采集到的100個數據進行累加求和，計算其平均值后得出電荷樣本值的長期平均值，所述電荷樣本值的長期平均值被發(fā)送于感應閾值計算單元。而所述感應閾值計算單元，根據接收到的電荷樣本值的長期平均值計算得出接近感應閾值和觸摸感應閾值。例如，在本實施例中，將接近感應閾值定義為電荷樣本值的長期平均值的八分之一；將觸摸感應閾值定義為電荷樣本值的長期平均值的十六分之一。因此，當控制裝置檢測到電荷樣本值小于所述感應閾值計算單元得出的接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，就會觸發(fā)接受感應事件；而當電荷樣本值小于所述感應閾值計算單元得出的觸摸感應閾值時，就會觸發(fā)觸摸感應事件。需要說明的是，在實際應用中，可以根據實際需求調整所述預定時間、預定的間隔時間以及第二預定時間的具體數值；另外，本實施例的接近感應閾值和觸摸感應閾值的計算還可以采取其他計算方法來確定，本實施例中僅為舉例說明，其不應限制本發(fā)明的保護范圍。以上公開了本發(fā)明的多個方面和實施方式，本領域的技術人員會明白本發(fā)明的其它方面和實施方式。本發(fā)明中公開的多個方面和實施方式只是用于舉例說明，并非是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的真正保護范圍和精神應當以權利要求書為準。
權利要求
1.一種空間鼠標，其特征在于，包括觸摸按鍵結構和控制裝置，所述觸摸按鍵結構包括金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述多個金屬按鍵及對應電極間的區(qū)域構成平板電容；所述控制裝置與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉移情況以獲得對應的電荷樣本值，對觸摸操作進行識別，并根據識別結果產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作，其中，所述檢測包括當觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值； 將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵。
2.如權利要求1所述的空間鼠標，其特征在于，所述控制裝置包括 多個單位電容，分別與觸摸按鍵結構中的各電極對應連接；多個電壓檢測及比較單元，分別與所述多個單位電容對應連接，檢測對應單位電容兩端電壓，在所述單位電容兩端電壓達到參考電壓時，輸出計數信號；計數單元，連接多個電壓檢測及比較單元，對各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號進行計數，并將各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值發(fā)送至識別分析單元；識別分析單元，以各電壓檢測及比較單元輸出的計數信號的計數值作為各電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；將所述識別信息發(fā)送至操作控制單元；操作控制單元，接收所述識別信息，并根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作。
3.如權利要求1或2所述的空間鼠標，其特征在于，還包括位于多個按鍵下方的光源，所述光源與控制裝置相連；所述絕緣層的材料為透明絕緣材料；所述控制裝置在各按鍵的電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，開啟所述按鍵下方的所述光源。
4.如權利要求3所述的空間鼠標，其特征在于，所述控制裝置在識別獲得被觸摸按鍵后，調亮所述被觸摸按鍵下方的光源。
5.如權利要求2所述的空間鼠標，其特征在于，所述控制裝置還包括感應閾值調整單元，接收識別分析單元計算的電荷樣本值，并根據預定時間內電荷樣本值的長期平均值調整觸摸感應閾值和接近感應閾值；將調整后的觸摸感應閾值和接近感應閾值發(fā)送至所述識別分析單元。
6.如權利要求5所述的空間鼠標，其特征在于，所述感應閾值調整單元包括數據采集單元和感應閾值計算單元，數據采集單元，在預定時間內采集電荷樣本值，并計算得出電荷樣本值的長期平均值； 將所述電荷樣本值的長期平均值輸出至感應閾值計算單元；感應閾值計算單元，根據接收到的所述電荷樣本值的長期平均值計算得出接近感應閾值和觸摸感應閾值；當電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，所述接近感應事件觸發(fā)；當電荷樣本值小于觸摸感應閾值時，所述觸摸感應事件觸發(fā)。
7.如權利要求6所述的空間鼠標，其特征在于，計算得出電荷樣本值的長期平均值包括對在預定時間內采集到的多個電荷樣本值進行累加求和，并計算其平均值，以得出所述電荷樣本值的長期平均值。
8.—種如權利要求1 7任一項所述的空間鼠標的控制方法，其特征在于，包括當空間鼠標的觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時，控制裝置記錄從各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數；以各電極上轉移的電荷總量對應的電壓達到參考電壓的次數作為所述電極對應的按鍵在所述觸摸按鍵結構面臨觸摸或臨近觸摸時的電荷樣本值；將電荷樣本值小于觸摸感應閾值的按鍵識別為被觸摸按鍵；空間鼠標的控制裝置根據所述識別為被觸摸按鍵的預設功能控制空間鼠標的操作。
9.如權利要求8所述的空間鼠標的控制方法，其特征在于，還包括當電荷樣本值小于接近感應閾值且大于觸摸感應閾值時，開啟對應的按鍵下方的光源。
10.如權利要求9所述的空間鼠標的控制方法，其特征在于，空間鼠標的控制裝置在識別獲得被觸摸按鍵后，調亮所述被觸摸按鍵下方的光源。
11.如權利要求8或9所述的空間鼠標的控制方法，其特征在于，所述觸摸感應閾值和所述接近感應閾值均關聯(lián)于預定時間內電荷樣本值的長期平均值。
12.如權利要求11所述的空間鼠標的控制方法，其特征在于，所述預定時間內電荷樣本值的長期平均值，通過對在預定時間內采集到的多個電荷樣本值進行累加求和，并計算其平均值后得出。
全文摘要
一種空間鼠標及其控制方法。所述空間鼠標包括觸摸按鍵結構和控制裝置，所述觸摸按鍵結構包括金屬觸摸面板，所述觸摸面板上具有多個金屬按鍵，所述按鍵與所述觸摸面板間通過絕緣層隔離，所述觸摸面板接地；所述觸摸面板下的偵測板，所述偵測板上具有多個與按鍵位置對應的電極，所述偵測板與所述觸摸面板間絕緣隔離；所述控制裝置與所述偵測板上的各電極相連，檢測各電極上的電荷轉移情況以獲得對應的電荷樣本值，對所述觸摸操作進行識別，并根據識別結果產生識別控制信號以控制所述空間鼠標的操作。所述空間鼠標感應范圍的約束效果較好，避免了相鄰按鍵在觸摸識別時的干擾。
文檔編號G06F3/033GK102339149SQ20111032892
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權日2011年10月25日
發(fā)明者嚴松, 劉正東, 唐元浩, 龍江, 龍濤 申請人:江蘇惠通集團有限責任公司