本發(fā)明涉及鍵位領(lǐng)域，特別涉及一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法、裝置及鍵盤(pán)。

背景技術(shù)：

鍵（Key）就是一種開(kāi)關(guān)，一般有兩種狀態(tài)，一種是它的常態(tài)，也就是本來(lái)狀態(tài)，另一種是選擇狀態(tài)，就是在外界影響下離開(kāi)常態(tài)后的一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)外界影響終止時(shí)，又回到常態(tài)。

鍵盤(pán)是鍵的集合，作為一種常用的輸入設(shè)備，鍵盤(pán)的鍵種類(lèi)不同而不同，目前的鍵盤(pán)有多種，例如目前廣泛使用的機(jī)械式鍵盤(pán)、薄膜式鍵盤(pán)、電容式鍵盤(pán)等等，都是是通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)鍵的狀態(tài)是按壓或者松開(kāi)方式輸入的，當(dāng)用手指或者其它方式向下按壓某個(gè)鍵時(shí)，采集該鍵狀態(tài)的電路產(chǎn)生反映該鍵狀態(tài)的信號(hào)，當(dāng)松開(kāi)時(shí)，該鍵復(fù)位，采集該鍵狀態(tài)的電路將采集到該鍵復(fù)位的信息，使用該鍵盤(pán)的主機(jī)通過(guò)接收到采集鍵狀態(tài)的電路所產(chǎn)生的信號(hào)確認(rèn)是否該鍵盤(pán)中鍵是否被選擇。無(wú)論哪種按鍵，其操作都需要與健體本身的接觸。這限制了其某些場(chǎng)合的接觸，例如：

醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等人流大、傳染性強(qiáng)場(chǎng)合的儀器設(shè)備；

煤氣灶、電磁爐等表面油污嚴(yán)重的家用電器；

高電壓的危險(xiǎn)設(shè)備。

還有眾多應(yīng)用場(chǎng)合，有強(qiáng)烈的衛(wèi)生、健康、安全需求，傳統(tǒng)按鍵都無(wú)法滿(mǎn)足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上的問(wèn)題，本發(fā)明一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法、裝置及鍵盤(pán)，本發(fā)明按鍵可以在非接觸情況下實(shí)現(xiàn)觸摸。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法，包括：

獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

S2.判斷所述的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是，進(jìn)入步驟S3，若否，進(jìn)入步驟S4;

S3. 反饋所述的鍵位具有隔空按鍵動(dòng)作并作出響應(yīng)；

S4. 確認(rèn)所述的鍵位不具有隔空按鍵動(dòng)作。

進(jìn)一步地，包括：

步驟S1具體是：獲取與每個(gè)鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

步驟S2具體包括以下步驟：

S21.判斷是全部的鍵位還是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是全部的鍵位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入步驟S4, 若是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入步驟S22;

S22.將所述的部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)相互比較，選擇變化最大的數(shù)值的鍵位，進(jìn)入步驟S3。

進(jìn)一步地，所述的步驟S1前還包括以下的步驟：

A1.獲取外部環(huán)境的光照度參數(shù)；

A2.判斷所述的光照度參數(shù)是否低于預(yù)設(shè)的光照度參數(shù)臨界值，若是，進(jìn)入步驟A3，若否，進(jìn)入步驟S1；

A3.啟動(dòng)照明裝置后進(jìn)入步驟S1。

進(jìn)一步地，所述的步驟S1，具體是：

S1.獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，所述的光環(huán)境變化信號(hào)引起了電信號(hào)的變化，所述的是電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大及除噪處理后，從模擬量的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置，包括：

光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元，獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

電壓臨界值判斷單元，判斷所述的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是，進(jìn)入按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元,若否，進(jìn)入確認(rèn)單元;

按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元，用于反饋所述的鍵位具有隔空按鍵動(dòng)作并作出響應(yīng)；

確認(rèn)單元，用于確認(rèn)所述的鍵位不具有隔空按鍵動(dòng)作。

進(jìn)一步地，包括：

光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元具體用于：獲取與每個(gè)鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

電壓臨界值判斷單元具體包括以下單元：

鍵位判斷單元，用于判斷是全部的鍵位還是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是全部的鍵位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入所述的確認(rèn)單元, 若是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入比較單元;

比較單元，用于將所述的部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)相互比較，選擇變化最大的數(shù)值的鍵位，進(jìn)入所述的按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元。

進(jìn)一步地，所述的光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元前還包括以下的步驟：

光照度參數(shù)獲取單元，用于獲取外部環(huán)境的光照度參數(shù)；

光照度參數(shù)臨界值判斷單元，用于判斷所述的光照度參數(shù)是否低于預(yù)設(shè)的光照度參數(shù)臨界值，若是，進(jìn)入啟動(dòng)單元，若否，進(jìn)入所述的光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元；

啟動(dòng)單元，用于啟動(dòng)照明裝置后進(jìn)入所述的光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元。

進(jìn)一步地，所述的光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元具體用于：獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，所述的光環(huán)境變化信號(hào)引起了電信號(hào)的變化，所述的是電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大及除噪處理后，從模擬量的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鍵位隔空反應(yīng)的鍵盤(pán)，包括多個(gè)鍵位及與所述的多個(gè)鍵位一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件，與所述的多個(gè)鍵位及光敏元件組件均相連接的控制器，所述的控制器具有上述的裝置。

進(jìn)一步地，所述的光敏元件組件包括光敏二極管及與所述的光敏二極管相連的分壓電阻。

實(shí)施本發(fā)明的一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法、裝置及系統(tǒng)，具有以下有益的技術(shù)效果：

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中薄膜按鍵、機(jī)械按鍵、電容按鍵需要直接接觸鍵位，本發(fā)明的技術(shù)方案的鍵體采用的是光敏元件，當(dāng)手指或者其他物體隔空接觸在按鍵位置時(shí)，將遮擋住此處的外部光線(xiàn)，利用光敏元件，對(duì)外部光環(huán)境的變化進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而判斷該位置是否有按鍵觸摸的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)“隔空”接觸鍵位，人手無(wú)需接觸面板，衛(wèi)生、健康、操作靈活。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的方法流程圖；

圖1a為本發(fā)明的信號(hào)采集電路模塊的第一實(shí)施例模塊圖；

圖1b為本發(fā)明的信號(hào)采集電路模塊的第二實(shí)施例模塊圖；

圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的方法流程圖；

圖3為本發(fā)明的第三實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的方法流程圖；

圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置方框圖；

圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置方框圖；

圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置方框圖；

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的鍵盤(pán)模塊圖；

圖8是本發(fā)明鍵位隔空的原理圖；

圖9是本發(fā)明的實(shí)施例用于鍵位隔空反應(yīng)的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法，包括：

S1. 獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

鍵位用于在外界影響下產(chǎn)生選擇信號(hào)和撤除外界影響后自動(dòng)恢復(fù)常態(tài)信號(hào)；光敏元件，隨外界光輻射的變化其內(nèi)部電阻/電流發(fā)生明顯改變；光環(huán)境變化信號(hào)是通過(guò)電壓檢測(cè)裝置并輸入至信號(hào)采集電路模塊采集到的。所述的光環(huán)境變化信號(hào)經(jīng)過(guò)放大及除噪處理后，從模擬量的光環(huán)境變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的光環(huán)境變化信號(hào)。

如圖1a所示，信號(hào)采集電路模塊集成于CPU中，主要包括：信號(hào)調(diào)節(jié)裝置（OP），用于對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、縮小、濾波等操作；模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置（ADC），用于完成電壓信號(hào)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；模擬開(kāi)關(guān)裝置（SW），在對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，用于將這些模擬信號(hào)輪流切換到同一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸入；光敏元件為光敏二極管1，所述的信號(hào)采集電路包括與所述的光敏二極管1串聯(lián)的分壓電阻2，所述的光敏二極管1與分壓電阻2之間還設(shè)有反映光敏二極管1電阻變化的信號(hào)采集點(diǎn)3；信號(hào)采集點(diǎn)3與將信號(hào)采集點(diǎn)3的電壓數(shù)字化的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置（ADC）連接；在信號(hào)采集點(diǎn)3連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置（ADC）之前還連接將信號(hào)采集點(diǎn)3電壓放大的信號(hào)調(diào)節(jié)裝置（OP）；在信號(hào)采集點(diǎn)3連接到信號(hào)調(diào)節(jié)裝置（OP）之前還連接有模擬開(kāi)關(guān)裝置（SW）。信號(hào)采集電路裝置中正電壓從光敏二極管1的陰極到陽(yáng)極經(jīng)分壓電阻2接地。

或如圖1b所示，所述信號(hào)采集電路裝置中正電壓從通過(guò)分壓電阻2接入到光敏二極管1的陰極，光敏二極管1的陽(yáng)極接地。

S2.判斷隔空信號(hào)數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是，進(jìn)入步驟S3，若否，進(jìn)入步驟S4;

信號(hào)處理裝置判斷光敏元件電壓是否改變，是，則執(zhí)行下一步的判斷，否則判斷為無(wú)按鍵觸摸動(dòng)作；

下一步的判斷可以是：信號(hào)處理裝置判斷電壓變化程度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，是，則執(zhí)行步驟S3，否則判斷為無(wú)按鍵觸摸動(dòng)作；

S3. 反饋鍵位具有隔空按鍵動(dòng)作并作出響應(yīng)；

S4. 確認(rèn)鍵位不具有隔空按鍵動(dòng)作。

隔空按鍵的原理在于：一種采用光敏元件的鍵及使用該鍵的鍵盤(pán)，鍵體采用的是一個(gè)光敏元件，當(dāng)手指或者其他物體“隔空”接觸在按鍵位置時(shí)，將遮擋住此處的外部光線(xiàn)，或者發(fā)出紅外光，也就是此處的光環(huán)境發(fā)生了變化。利用光敏元件，對(duì)外部光環(huán)境的變化進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而判斷該位置是否有按鍵觸摸的動(dòng)作。

鍵所處光環(huán)境的變化，會(huì)引起光敏元件電阻或者電流的變化，利用一種信號(hào)采集電路，采集光敏器件的變化情況，進(jìn)而判斷此處是否有按鍵觸摸動(dòng)作。

本發(fā)明的有益效果是：

使用的是普通、低成本的光敏器件作為光傳感器，產(chǎn)品價(jià)格低廉，適合市場(chǎng)普遍推廣。硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單幾個(gè)電子元器件即可，無(wú)需額外的光發(fā)射裝置。相對(duì)于薄膜按鍵、機(jī)械按鍵、電容按鍵燈，本專(zhuān)利可以在表面有水的環(huán)境中使用，克服了油污對(duì)按鍵的腐蝕以致?lián)p壞防水、防油污、壽命長(zhǎng)。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法，包括：部分步驟與方法的第一實(shí)施例相同，不同之處在于：

步驟S1具體是：獲取與每個(gè)鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

步驟S2具體包括以下步驟：

S21. 判斷是全部的鍵位還是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是全部的鍵位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入步驟S4, 若是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入步驟S4, 若是部分的健位的每個(gè)光環(huán)境變化信號(hào)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入步驟S22;

S22.將所述的部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)相互比較，選擇變化最大的數(shù)值的鍵位，進(jìn)入步驟S3。

實(shí)現(xiàn)方式可為：信號(hào)處理裝置判斷是否為多個(gè)光敏元件電壓發(fā)生變化，是，則執(zhí)行下面的第一步，否則判斷為此按鍵處有觸摸動(dòng)作；

第一步，信號(hào)處理裝置判斷是否為全部光敏元件電壓發(fā)生變化，是，則判斷為無(wú)按鍵觸摸動(dòng)作，否則，執(zhí)行下面的第二步；

第二步，比較裝置將多個(gè)光敏元件的變化電壓做個(gè)比較，選出變化最大的，信號(hào)處理裝置判斷為此按鍵處有觸摸動(dòng)作。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的方法的第三實(shí)施例，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法，包括：部分步驟與方法的第一實(shí)施例相同，不同之處在于：

所述的步驟S1前還包括以下的步驟：

A1.獲取外部環(huán)境的光照度參數(shù)；

A2.判斷所述的光照度參數(shù)是否低于預(yù)設(shè)的光照度參數(shù)臨界值，若是，進(jìn)入步驟A3，若否，進(jìn)入步驟S1；

A3.啟動(dòng)照明裝置后進(jìn)入步驟S1。

實(shí)施例三的技術(shù)方案是為了解決當(dāng)光照度參數(shù)不達(dá)標(biāo)時(shí)，比如：外部環(huán)境為黑暗環(huán)境時(shí)，光敏元件不能正常工作的技術(shù)問(wèn)題，則需要啟動(dòng)照明裝置。

下面介紹實(shí)現(xiàn)以上的各方法的裝置，裝置沒(méi)有記載的技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以上的方法中的記載。

請(qǐng)參閱圖4，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置1，包括：

光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10，用于獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

電壓臨界值判斷單元20，用于判斷所述的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是，進(jìn)入按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元30，若否，進(jìn)入確認(rèn)單元40;

按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元30，用于反饋所述的鍵位具有隔空按鍵動(dòng)作并作出響應(yīng)；

確認(rèn)單元40，用于確認(rèn)所述的鍵位不具有隔空按鍵動(dòng)作。

請(qǐng)參閱圖5，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置1，部分單元與圖4中相同，不同之處在于，包括：

光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10具體用于：獲取與每個(gè)鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的每個(gè)光敏元件組件的每個(gè)光環(huán)境變化信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)；

電壓臨界值判斷單元20具體包括以下單元：

鍵位判斷單元201，用于判斷是全部的鍵位還是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，若是全部的鍵位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入所述的確認(rèn)單元40, 若是部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的臨界值，則進(jìn)入比較單元202;

比較單元202，用于將所述的部分的健位的每個(gè)隔空信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)相互比較，選擇變化最大的數(shù)值的鍵位，進(jìn)入所述的按鍵動(dòng)作響應(yīng)單元30。

請(qǐng)參閱圖6，一種用于鍵位隔空反應(yīng)的裝置1，部分單元與圖4或圖5中相同，不同之處在于，包括：

光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10前還包括以下的步驟：

光照度參數(shù)獲取單元5，用于獲取外部環(huán)境的光照度參數(shù)；

光照度參數(shù)臨界值判斷單元6，用于判斷所述的光照度參數(shù)是否低于預(yù)設(shè)的光照度參數(shù)臨界值，若是，進(jìn)入啟動(dòng)單元7，若否，進(jìn)入光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10；

啟動(dòng)單元7，用于啟動(dòng)照明裝置后進(jìn)入光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10。

其中，以上光環(huán)境變化信號(hào)獲取單元10具體用于：獲取與鍵位對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件的光環(huán)境變化信號(hào)；所述的光環(huán)境變化信號(hào)經(jīng)過(guò)放大及除噪處理后，從模擬量的光環(huán)境變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的隔空信號(hào)數(shù)據(jù)。

請(qǐng)參閱圖7、一種用于鍵位隔空反應(yīng)的鍵盤(pán)100，包括多個(gè)鍵位200及與所述的多個(gè)鍵位200一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏元件組件300，與多個(gè)鍵位200及光敏元件組件300均相連接的控制器400，控制器400具有上述的裝置1。

光敏元件組件300包括光敏二極管及與所述的光敏二極管相連的分壓電阻。

下面進(jìn)行更進(jìn)一步的說(shuō)明：

目前鍵一般包括有鍵體，該鍵體本身有兩種不同的狀態(tài)，一種常態(tài)，如機(jī)械式按鍵的常態(tài)是沒(méi)有任何外力加到它上面的狀態(tài)，表示沒(méi)有被選擇，另外一種就是選擇狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)手指或者其它方式按壓該鍵，使它接觸到下面的開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)兩端連接，信號(hào)采集電路采集到這個(gè)狀態(tài)輸出一個(gè)該鍵處于選擇的狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)松開(kāi)該鍵時(shí)，該鍵在自身的彈簧或者其它復(fù)位裝置的作用下脫離下面的開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)兩端的連接，信號(hào)采集電路采集到這個(gè)狀態(tài)，向主機(jī)發(fā)出該鍵沒(méi)有被選擇的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵本身的功能。

信號(hào)處理裝置，用于處理數(shù)字信號(hào)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)來(lái)判斷該健體是否有按鍵觸摸動(dòng)作。

鍵盤(pán)電路還設(shè)有對(duì)鍵進(jìn)行照明的發(fā)光二極管作為照明裝置。

如圖8所示，隔空反應(yīng)的原理在于，外部電壓經(jīng)過(guò)分壓電阻R1進(jìn)入光發(fā)射管D1A，光發(fā)射管D1A發(fā)出光線(xiàn)，遇到遮擋物后反射，反射到光接收管D2B。

光接收管D2B與分壓電阻R2之間的共同接點(diǎn)為B點(diǎn)，控制器電路板30上的處理單元 MCU 采集光接收管處 B 點(diǎn)的電壓。當(dāng)有遮擋物出現(xiàn)時(shí)，遮擋物距離光發(fā)射管D1A/光接收管D2B越近，B點(diǎn)電壓變化越劇烈；反之，B點(diǎn)電壓變化越微弱。具體是變高還是變低，是由外部自然環(huán)境光和健位本身發(fā)射的光線(xiàn)綜合決定。根據(jù) B 點(diǎn)電壓的變化，判定遮擋物距離的遠(yuǎn)近，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隔空觸摸。

本發(fā)明中對(duì)光敏器件1和分壓電阻2施加電壓VCC。當(dāng)外部光環(huán)境不變時(shí)，流過(guò)光敏器件1的電流也不會(huì)改變，光敏信號(hào)采集點(diǎn)B的電壓也不會(huì)改變。當(dāng)外部光環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，流過(guò)光敏器件1的電流會(huì)隨之發(fā)生變化，進(jìn)而信號(hào)采集點(diǎn)B的電壓也會(huì)發(fā)生變化。信號(hào)采集和處理電路4對(duì)信號(hào)采集點(diǎn)B的電壓進(jìn)行采集并處理，根據(jù)這點(diǎn)電壓的變化情況，判斷出光敏元件1處是否有外部物體的觸摸動(dòng)作。

圖8中的光敏器件所示為光敏二極管，但根據(jù)光敏器件的特性，有光與無(wú)光時(shí)電阻不同，其它的光敏元件如光敏電阻、光敏三極管等都可以取代光敏二極管，信號(hào)采集和處理電路可以是比較器電路、信號(hào)放大電路、ADC采集電路或CPU電路。

針對(duì)一些靈敏度比較強(qiáng)的光敏器件，無(wú)需信號(hào)放大，可以直接送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。

當(dāng)光環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，例如光照度增強(qiáng)引起光敏二極管1電流增大，光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)B電壓降低，反之光照度減弱則引起D1光敏二極管1電流減小，導(dǎo)致光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)B電壓升高。

外部光環(huán)境緩慢變化時(shí)，光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)B的變化也是緩慢的變化。對(duì)于這種緩慢的變化，CPU判斷為無(wú)按鍵動(dòng)作。

外部光環(huán)境急劇變化時(shí)，例如房間的開(kāi)/關(guān)燈動(dòng)作，雖然此時(shí)是光環(huán)境急劇變化，但是這種變化同時(shí)作用在所有的按鍵上，此時(shí)，CPU也判斷為無(wú)按鍵動(dòng)作。當(dāng)手指按在某一個(gè)光敏按鍵上時(shí)，則只有這個(gè)按鍵處的光環(huán)境發(fā)生變化，其他按鍵處的光環(huán)境不變。此時(shí)，則判斷此按鍵處有觸摸動(dòng)作。當(dāng)同時(shí)遮擋多個(gè)光敏按鍵時(shí)，CPU選出其中變化最劇烈的判斷為此按鍵處有觸碰動(dòng)作。

圖1a中，光敏二極管1檢測(cè)鍵狀態(tài)的信號(hào)采集電路為一個(gè)連接在光敏二極管1陽(yáng)極與地之間的分壓電阻2，光敏二極管的陰極接高電壓，此時(shí)，如果沒(méi)有外界因素遮蔽照射到光敏二極管1上的光線(xiàn)，則光敏二極管1的阻值不變，流經(jīng)光敏二極管1與分壓電阻2中的電流將不變，則光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)3輸出的電壓也將不變，此時(shí)表示鍵處于常態(tài)。

如果有手指或者其它東西遮蔽照射到光敏二極管1上的光線(xiàn)，則流經(jīng)光敏二極管1與分壓電阻2中的電流將發(fā)生改變，則光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)3輸出的電壓也將發(fā)生改變，表示鍵處于選擇狀態(tài)。當(dāng)遮蔽光敏二極管1上光線(xiàn)的物體移走后，光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)3輸出的電壓也將恢復(fù)到遮擋前的狀態(tài)，恢復(fù)常態(tài)。

圖1b在圖1a的基礎(chǔ)上，把光敏器件D1和電阻R1調(diào)換了一下位置，這種情況下，只是使信號(hào)變化的極性發(fā)生了變化，CPU判斷是否有按鍵觸摸動(dòng)作，也只要把信號(hào)原來(lái)的“上升/下降”改為“下降/上升”即可。

為了增加靈敏度在ADC之前對(duì)將光敏二極管1與分壓電阻2之間的信號(hào)采集點(diǎn)3的電壓進(jìn)行放大，增加了一個(gè)放大器，圖中所示為運(yùn)算放大器OP，可以理解的是，該放大器也可以是三極管或MOS管。

如圖9所示，一種實(shí)現(xiàn)隔空反應(yīng)的鍵盤(pán)，包括多個(gè)鍵位，鍵位為上述的鍵位200。

更佳地，光敏元件組件300包括有由光敏器件D1、D2…Dn加上外圍電路組成的鍵體，在每個(gè)鍵上還設(shè)置有一個(gè)發(fā)光二極管L1、L2.....Ln對(duì)鍵上方進(jìn)行照射，R1、R2.....Rn及RL1、RL2.....RLn為分壓電阻，S1、S2.....Sn為電壓信號(hào)采集點(diǎn)。

這里加入發(fā)光二極管L1、L2.....Ln的作用：為其對(duì)應(yīng)的光敏器件提供光源，判斷光敏電阻處是否有光的反射，進(jìn)而判斷是否有觸摸動(dòng)作。

多個(gè)光敏元件組件組成一個(gè)鍵盤(pán)，按鍵識(shí)別電路通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)輪流檢測(cè)多個(gè)光敏元件組件的狀態(tài)。

本發(fā)明使用的是普通、低成本的光敏器件作為光傳感器，產(chǎn)品價(jià)格低廉，適合市場(chǎng)普遍推廣，硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單幾個(gè)電子元器件即可，相對(duì)于薄膜按鍵、機(jī)械按鍵、電容按鍵等，可以在表面有水的環(huán)境中使用，克服了油污對(duì)按鍵的腐蝕以致?lián)p壞防水、防油污、壽命長(zhǎng)，本方案借助的是外部的自然光、燈光或者內(nèi)部的LED光，是100nm～2400nm之內(nèi)所有的光譜，而非僅僅紅外光，且無(wú)須特別的光發(fā)射裝置。

本發(fā)明提供一種采用光敏元件的鍵及使用該鍵的鍵盤(pán)，該鍵包括在外界影響下產(chǎn)生選擇信號(hào)和撤除外界影響后自動(dòng)恢復(fù)常態(tài)信號(hào)的鍵體，以及檢測(cè)選擇信號(hào)和常態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集電路。所述的鍵體為光敏元件，所述的信號(hào)采集電路為檢測(cè)所述的光敏元件電阻/電流變化的電路。本發(fā)明的有益效果是：使用的是普通、低成本的光敏器件作為光傳感器，產(chǎn)品價(jià)格低廉，適合市場(chǎng)普遍推廣。本發(fā)明的硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單幾個(gè)電子元器件即可，無(wú)需額外的光發(fā)射裝置。

實(shí)施本發(fā)明的一種用于鍵位隔空反應(yīng)的方法、裝置及系統(tǒng)，具有以下有益的技術(shù)效果：

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中薄膜按鍵、機(jī)械按鍵、電容按鍵需要直接接觸鍵位，本發(fā)明的技術(shù)方案的鍵體采用的是光敏元件，當(dāng)手指或者其他物體隔空接觸在按鍵位置時(shí)，將遮擋住此處的外部光線(xiàn)，利用光敏元件，對(duì)外部光環(huán)境的變化進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而判斷該位置是否有按鍵觸摸的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)“隔空”接觸鍵位，人手無(wú)需接觸面板，衛(wèi)生、健康、操作靈活。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。