CN109302170B - 模拟按键、终端设备和模拟按键的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模拟按键、终端设备和模拟按键的控制方法，其中，模拟按键包括：基板；键帽，活动连接于所述基板，以相对所述基板靠近和远离移动；光电感应器件，设于所述基板和所述键帽的其中一者，并向另一者发送检测光，且所述光电感应器件还接收所述检测光的反射光；以及信号处理单元，与所述光电感应器件电连接，通过接收所述光电感应器件所反馈的反射光来确定所述模拟按键的按压行程，并根据所述按压行程发出对应的操作信号。本发明的技术方案提供了一种光电式模拟按键。

Description

模拟按键、终端设备和模拟按键的控制方法

技术领域

本发明涉及模拟按键技术领域，特别涉及一种模拟按键、终端设备和模拟按键的控制方法。

背景技术

目前，模拟按键多为电位器、硅胶垫加碳膜、霍尔等方式实现，然而，上述模拟按键的实现方式普遍结构涉及复杂，且对适用环境要求较高。例如，电位器及硅胶垫加碳膜方式结构设计较复杂，并且误差较大(如：碳膜印刷阻值有20％左右误差)，而霍尔方式模拟按键则对结构精度要求较高，且对周边的磁环境有较高要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种模拟按键，旨在提供一种光电式模拟按键。

为实现上述目的，本发明提出的模拟按键包括：

基板；

键帽，活动连接于所述基板，以相对所述基板靠近和远离移动；

光电感应器件，设于所述基板和所述键帽的其中一者，并向另一者发送检测光，且所述光电感应器件还接收所述检测光的反射光；以及

信号处理单元，与所述光电感应器件电连接，通过接收所述光电感应器件所反馈的反射光来确定所述模拟按键的按压行程，并根据所述按压行程发出对应的操作信号。

可选地，所述光电感应器件设于所述基板，所述键帽具有透光部，所述光电感应器件向所述透光部发送检测光。

可选地，所述键帽由透光材质一体成型；或者，

所述键帽包括具有安装孔的键帽本体、及固设于所述安装孔的所述透光部。

可选地，所述光电感应器件所发射的光包括不可见光，所述不可见光包括定向发射的红外光。

可选地，所述光电感应器件设于所述基板，所述键帽设有面向所述基板的反光件，所述光电感应器件向该反光件发送检测光；或者

所述光电感应器件设于所述键帽，所述基板设有面向所述键帽的反光件，所述光电感应器件向该反光件发送检测光。

可选地，所述模拟按键还包括弹性复位件，所述弹性复位件设于所述键帽与所述基板之间，所述键帽通过所述弹性复位件与所述基板活动连接。

本发明还提出一种终端设备，包括前述的模拟按键。

本发明还提出一种模拟按键的控制方法，包括以下步骤：

获取沿所述模拟按键的轴线方向传播的检测光的反射光；

根据所述反射光确定所述模拟按键的按压行程；

根据所述按压行程发出对应的操作信号。

可选地，所述根据所述反射光确定所述模拟按键的按压行程的步骤具体为：根据所述反射光的光强变化，获取所述模拟按键的按压行程；或者，根据所述反射光的光强变化与预设的光强变化-按压行程对应关系，获取所述模拟按键的按压行程。

可选地，所述模拟按键的键帽具有透光部，朝所述透光部发送所述检测光，当获取到的反射光光强大于或等于预设值时，确定所述键帽被触接。

可选地，在确定所述键帽被触接之前，间断式地朝所述透光部发送所述检测光，以及在确定所述键帽被触接之后，持续地朝所述透光部发送所述检测光，直至确定所述键帽不再被触接。

本发明的技术方案中，随着用户手指对键帽的按压，键帽与基板的距离减小，也即光电感应器件所发送的检测光的折返距离减小，从而使得反射回光电感应器件的反射光变化，继而光电感应器件将反射光的变化转化为电信号，并传输至信号处理单元，而信号处理单元在接收到传输过来的电信号后，根据预设信息确定模拟按键的按压行程，再根据所确定的按压行程发出对应的操作信号；另外，本技术方案中，通过简单的基板、键帽、光电感应器件和信号处理单元的设置，即可通过光电信号确定按压行程，并实现模拟按键的操作信号输出，模拟按键的结构简单，便于组装，对应用环境要求不高，应用范围更为广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明模拟按键一实施例的结构示意图；其中，模拟按键处未被触摸的状态；

图2为图1中模拟按键处于被触摸状态的结构示意图；

图3为图1中模拟按键的光电感应器件与信号处理单元的连接示意图；

图4为本发明模拟按键的控制方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	基板	20	键帽
21	键帽本体	22	透光部
				30	光电感应器件	31	光发射部
32	光接收部	40	信号处理单元
				41	微处理器	42	存储器
50	弹性复位件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种模拟按键。

参照图1至图3，在本发明一实施例中，该模拟按键包括：

基板10；

键帽20，活动连接于基板10，以相对基板10靠近和远离移动；

光电感应器件30，设于基板10，并向键帽20发送检测光，且光电感应器件30还接收该检测光的反射光；以及

信号处理单元40，与光电感应器件30电连接，通过接收光电感应器件30所反馈的反射光来确定模拟按键的按压行程，并根据按压行程发出对应的操作信号。

本实施例中，通常地，基板10设置为电路板；优选地，信号处理单元40集成在该电路板上，以简化模拟按键的结构，便于模拟按键的小型化设置。

通常地，光电感应器件30包括光发射部31和光接收部32，其中，光发射部31发送检测光，光接收部32接收检测光的反射光，且信号处理单元40电连接于光接收部32。随着用户手指对键帽20的按压，键帽20与基板10的距离减小，也即所述检测光的折返距离减小，从而使得反射回光接收部32的反射光变化，光接收部32通常将反射光的变化转化为数字信号，并传输至信号处理单元40；当然，于其他实施例中，光接收部32也可将反射光变化所对应的模拟信号传输至信号处理单元40。

本实施例中，信号处理单元40通常包括微处理器41和存储器42，其中，微处理器41电连接于光接收部32，并在接收到光接收部32传输过来的数字信号后，根据存储器42的预设信息，确定模拟按键的按压行程，再根据所确定的按压行程发出对应的操作信号；当然，于其他实施例中，所述预设信息也可存储在微处理器41自身，即是说微处理器41自带存储空间，而无需额外设置存储器42，此时，微处理器41在接收到光接收部32所反馈的反射光的变化之后，根据微处理器41自身存储的预设信息确定模拟按键的按压行程。

需要说明的是，本实施例中，光电感应器件30向信号处理单元40所反馈的反射光变化通常为光强变化，可以理解，随着键帽20与基板10的距离减小，所反馈的反射光光强会增强。然本设计不限于此，于其他实施例中，光电感应器件30向信号处理单元40所反馈的反射光变化还可以是反射光入射点的偏移距离变化等。

本发明的技术方案中，通过简单的基板10、键帽20、光电感应器件30和信号处理单元40的设置，即可通过光电信号确定按压行程，并实现模拟按键的操作信号输出，模拟按键的结构简单，便于组装。

本实施例中，通常地，模拟按键还包括弹性复位件50，该弹性复位件50设于键帽20与基板10之间，键帽20通过弹性复位件50与基板10活动连接，如此，可使得键帽20具有自复位能力，即是说，可使得在键帽20所受到的按压力撤销后，键帽20可通过弹性复位件50所提供的回复力复位至初始位置。然本设计不限于此，于其他实施例中，也可不增设弹性复位件50，如此，用户在按压完成之后，需要手动提起键帽20，而将键帽20复位。

可选地，弹性复位件50设置为压缩弹簧，一方面，压缩弹簧成本低廉，安装简便，且压缩弹簧具有良好的复位弹性，键帽20的复位更为可靠；另一方面，由于压缩弹簧被压缩得越短，其所可以提供的回复力越大，因此模拟按键中，该压缩弹簧的增设还可使键帽20给用户压力变化体验的效果。然本设计不限于此，于其他实施例中，弹性复位件50还可设置为弹性橡胶套筒、簧片组、或者以上各种具有复位弹性的零件的组合等等。

在本实施例中，进一步地，键帽20具有透光部22，光电感应器件30向该透光部22发送检测光，如此，当用户手指未放在键帽20上时，所述检测光会直接通过透光部22透射出去，而不会形成反射回光电感应器件30的反射光；而当用户用手指放在键帽20上时，所述检测光通过透光部22后，会经手指所折返，而形成反射回光电感应器件30的反射光，继而光电感应器件30将反射光光强反馈到微处理器41，从而在微处理器41反射光光强大于或等于预设值时，可确定键帽20有被触接。即是说，本实施例技术方案的模拟按键，在无需设置额外的结构和电路的情况下，就可识别到仅放在键帽20上但未进行按压的手指。然本设计不限于此，在光电感应器件30设置在基板10上的其他实施例中，还可在键帽20上设置面向基板10的反光件，光电感应器件30向该反光件发送检测光，如此，形成反射光更为有效，提高光电感应器件30对反射光变化的感应灵敏度，从而提高该模拟按键操作信号的灵敏度。

另外，还需要说明的是，在本发明的再一些其他实施例中，光电感应器件30也可以设在键帽20上，基板10则设有面向键帽20的反光件，光电感应器件30向该反光件发送检测光，如此，亦可形成有效的反射光。

在本实施例中，进一步地，键帽20由相互独立的键帽本体21和透光部22结合而成，具体地，键帽本体21具有安装孔，透光部22固设在安装孔中。然本设计不限于此，于其他实施例中，键帽20也可以由透光材质一体成型。本实施例中，通常地，透光部22采用透明材质所制成，以提高反射光光强，从而提高模拟按键的灵敏度；当然，于其他实施例中，透光部22也可以采用半透明材质所制成，只要可以有效透光即可。

可选地，本实施例中，透光部22二次注塑固定于键帽本体21，以保证透光部22与键帽本体21之间的可靠固定。然本设计不限于此，于其他实施例中，透光部22也可通过紧配嵌设或者粘接嵌设的方式固定在键帽本体21的安装孔中。

在本实施例中，进一步地，光电感应器件30所发射的光包括不可见光；可以理解，不可见光的使用，可降低该模拟按键的光给用户所造成的不适。然本设计不限于此，于其他实施例中，光电感应器件30也可以发射可见光，以获得更炫的外观，提升用户体验。

本实施例中，优选地，光电感应器件30所发射的不可见光包括红外光；红外光容易获得，且相较于紫外光，更为安全。

进一步地，该红外光包括定向发射的红外光；可以理解，定向发射有利于反射光的有效形成。可选地，光电感应器件30包括红外光光源、及与红外光光源配合的反光杯，该反光杯将红外光光源所发射的红外光定向发射至透光部22。然本设计不限于此，于其他实施例中，光电感应器件30所发射的红外光还可以包括激光，可以理解，激光具有良好的定向发射特性。可选地，本实施例中，红外光光源为红外LED，红外LED本身就具有良好的定向发射特性，且成本低廉；当然，于其他实施例中，红外光光源也可以包括其他的可以发射红外光的光源。

本发明还提出一种终端设备，该终端设备包括模拟按键，该模拟按键的具体结构参照上述实施例，由于本终端设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种模拟按键的控制方法。

参照图4，在本发明一实施例中，包括以下步骤：

步骤S10、获取沿模拟按键的轴线方向传播的检测光的反射光；

步骤S20、根据反射光确定模拟按键的按压行程；

步骤S30、根据按压行程发出对应的操作信号。

本实施例中，沿模拟按键的轴线方向传播的光既可以是模拟按键自身的部件所发出的，也可以是其他设备所提供的，并且，其传播方向既可以是朝向键帽的方向，也可以是背向键帽的方向，只要检测光的折返位置与反射光的接收位置之间的距离会随着键帽按压行程的增大而减小即可；如此，随着键帽的被按压，反射光会具有变化，当模拟按键的信号处理单元接收到该反射光的变化之后，可根据预设信息确定模拟按键的按压行程，再根据所确定的按压行程发出对应的操作信号；换言之，本技术方案实现了通过光电信号确定按压行程，并实现模拟按键的操作信号输出。

需要说明的是，本实施例中，所述反射光的变化通常为光强变化，可以理解，随着键帽按压行程的增大，所反馈的反射光光强会增强。然本设计不限于此，于其他实施例中，所述反射光的变化还可以是反射光入射点的偏移距离变化等。

在本实施例中，进一步地，所述步骤S30具体为：根据反射光的光强变化，获取模拟按键的按压行程；此处的获取模拟按键按压行程的方式可以包括计算，可以理解，此时所述预设信息为对应的计算程式，通常地，光强变化与按压行程呈正相关，其一般呈正比，也可以是非线性的，当然，此处的获取模拟按键按压行程的方式还可以包括仿真模拟等。然本设计不限于此，所述步骤S30还可具体为：根据反射光的光强变化与预设的光强变化-按压行程对应关系，获取模拟按键的按压行程；可以理解，此时所述预设信息为光强变化-按压行程对应关系，信号处理单元可简单地通过查询的方式得到按压行程，当然，该光强变化-按压行程对应关系需要通过预先的实验获得。

在本实施例中，进一步地，模拟按键的键帽具有透光部，朝透光部发送所述检测光，当获取到的反射光光强大于或等于预设值时，确定键帽被触接。如此，当用户手指未放在键帽上时，所述检测光会直接通过透光部透射出去，而不会形成反射光；而当用户用手指放在键帽上时，所述检测光通过透光部后，会经手指所折返，而形成反射光，继而可将反射光光强反馈到模拟按键的信号处理单元，从而在反射光光强大于或等于预设值时，确定键帽有被触接。即是说，本实施例技术方案的模拟按键，在无需设置额外的结构和电路的情况下，就可识别到仅放在键帽上但未进行按压的手指。

本实施例中，进一步地，在确定键帽被触接之前，间断式地朝透光部发送所述检测光，如此，可节省该模拟按键的能耗。

进一步地，在确定键帽被触接之后，持续地朝透光部发送所述检测光，直至确定键帽不再被触接；如此，可以更为有效地判断该模拟按键是否处于被长时间触接的状态。不失一般性，该模拟按键通常可以应用于游戏手柄，其被短时间触接按压(单击)所对应的操作指令，和被长时间触接按压(长按)所对应的操作指令通常是不一样的，例如，在该游戏手柄应用于射击类游戏时，模拟按键被单击所对应的操作指令通常是射击一次，而被长按所对应的操作指令通常是连续射击。

需要说明的是，本实施例中，在确定键帽不再被触接之后，可以判定，此时模拟按键是在确定键帽被触接之前，其所采用的检测光发送方式是间断式的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种模拟按键，其特征在于，包括：

基板；

键帽，活动连接于所述基板，以相对所述基板靠近和远离移动，所述键帽具有透光部；

光电感应器件，设于所述基板，并向所述透光部发送检测光，且所述光电感应器件还接收所述检测光的反射光，当获取到的反射光光强大于或等于预设值时，确定所述键帽被触接；以及

信号处理单元，与所述光电感应器件电连接，通过接收所述光电感应器件所反馈的反射光来确定所述模拟按键的按压行程，并根据所述按压行程发出对应的操作信号。

2.如权利要求1所述的模拟按键，其特征在于，所述键帽由透光材质一体成型；或者，

所述键帽包括具有安装孔的键帽本体、及固设于所述安装孔的所述透光部。

3.如权利要求1所述的模拟按键，其特征在于，所述光电感应器件所发射的光包括不可见光，所述不可见光包括定向发射的红外光。

4.如权利要求1至3任一项所述的模拟按键，其特征在于，所述模拟按键还包括弹性复位件，所述弹性复位件设于所述键帽与所述基板之间，所述键帽通过所述弹性复位件与所述基板活动连接。

5.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的模拟按键。

6.一种模拟按键的控制方法，其特征在于，所述模拟按键的键帽具有透光部，所述模拟按键的控制方法包括以下步骤：

获取朝所述透光部传播的检测光的反射光；当获取到的反射光光强大于或等于预设值时，确定所述键帽被触接；

根据所述反射光确定所述模拟按键的按压行程；

根据所述按压行程发出对应的操作信号。

7.如权利要求6所述的模拟按键的控制方法，其特征在于，所述根据所述反射光确定所述模拟按键的按压行程的步骤具体为：

根据所述反射光的光强变化，获取所述模拟按键的按压行程。

8.如权利要求7所述的模拟按键的控制方法，其特征在于，所述根据所述反射光的光强变化，获取所述模拟按键的按压行程的步骤具体为：

根据所述反射光的光强变化，计算所述模拟按键的按压行程；或者，

根据所述反射光的光强变化与预设的光强变化-按压行程对应关系，获取所述模拟按键的按压行程。

9.如权利要求6所述的模拟按键的控制方法，其特征在于，在确定所述键帽被触接之前，间断式地朝所述透光部发送所述检测光，以及

在确定所述键帽被触接之后，持续地朝所述透光部发送所述检测光，直至确定所述键帽不再被触接。

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