一种图形用户界面输入装置

摘要

本发明公开一种图形用户界面输入装置，包括由柔性的可折叠材料制成的平面状操作面以及处理单元；所述操作面可以感测到其表面是否被按压以及按压位置等信息，并输出上述感测信息；该操作面分为移动区、左键点击区、右键点击区；所述处理单元接收所述操作面输出的感测信息，并根据所述按压位置信息以及按压位置的运动状况确定对应的光标位置以及按键动作。该图形用户界面输入装置的特点在于具有可折叠的柔性，便于携带并节省空间。

权利要求

1.一种图形用户界面输入装置，其特征在于，包括由柔性的可折叠材料制成的平面状操作面以及处理单元；所述操作面可以感测到其表面是否被按压以及按压位置信息，并输出上述感测信息；该操作面分为移动区、左键点击区、右键点击区，所述操作面包括：置于最底层的第一电路层，置于最上层的第二电路层，置于第一电路层与第二电路层中间的隔离层；上述各层均由可折叠弯曲的柔性材料制成，并且各层紧密地贴合在一起；所述第一电路层与第二电路层布置有电气元件；自由状态时，第一电路层的电气元件与第二电路层的电气元件被所述隔离层电隔离；当操作面表面某个位置被按压时，该位置的第一电路层与第二电路层的电气元件由于距离接近产生电磁状态的改变，该电磁状态的改变形成所述感测信息；所述处理单元接收所述操作面输出的感测信息，并根据所述按压位置信息以及按压位置的运动状况确定对应的光标位置以及按键动作。

2.根据权利要求1所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述处理单元首先判断按压位置所处的区域；处于移动区的按压信息用于确定光标位置及其移动信息；左键点击区、右键点击区的按压信息作为按键动作。

3.根据权利要求2所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述操作面还包括滚轮区；所述处理单元接收到来自于该区域的按压信号以及按压位置移动信号时，将其分别作为滚轮按压信号以及滚轮滚动信号处理。

4.根据权利要求1所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述电气元件为密布的导线；所述第一电路层的导线为横向平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置，所述第二电路层的导线为纵向平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置；或者所述第一电路层的导线为纵向平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置，所述第二电路层的导线为横向平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置；上述导线均接入所述处理单元。

5.根据权利要求4所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述导线上均有若干均匀分布的节点，第一电路层的节点与第二电路层的节点在空间位置上一一相对；所述隔离层具有若干规则排列的通孔，通孔所在位置与所述节点的位置对应；所述电磁状态的改变是第一电路层的导线与第二电路层的导线由不导通变为导通；所述处理单元接收所述感测信息后，根据发生该电磁状态改变的第一电路层的导线和第二电路层的导线分别确定按压位置的纵向坐标和横向坐标，或者分别确定按压位置的横向坐标和纵向坐标；上述坐标即为所述按压位置信息。

6.根据权利要求1所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述电气元件为密布的电极板；所述第一电路层的电极板为横向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置，所述第二电路层的电极板为纵向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置；或者所述第一电路层的电极板为纵向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置，所述第二电路层的电极板为横向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置；上述电极板通过导线接入所述处理单元。

7.根据权利要求6所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，第一电路层的电极板与第二电路层的电极板在空间位置上一一相对；所述隔离层具有若干规则排列的通孔，通孔所在位置与所述电极板的位置对应；所述电磁状态的改变是第一电路层的电极板与第二电路层的电极板由于距离改变而形成的电容值改变；所述处理单元接收所述感测信息后，根据发生该电容值改变的第一电路层的电极板和第二电路层的电极板分别确定按压位置的纵向坐标和横向坐标，或者分别确定按压位置的横向坐标和纵向坐标；上述坐标即为所述按压位置信息。

8.根据权利要求1-3任一项所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述处理单元同时接收到来自不同区域的按压位置信息，并综合上述信息，输出光标移动、点击、拖动的操作；其中，所述处理单元根据移动区的按压位置检测信息的变化，在不同位置不断获得新的位置检测信号，这些位置检测信号与按压开始的位置信号相比较，利用其相对位置变化形成的信号序列确定屏幕光标相对移动的方向和距离。

9.根据权利要求1-3任一项所述的图形用户界面输入装置，其特征在于，所述移动区具有坐标原点，根据按压位置与该坐标原点关系确定光标初始位置。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机输入设备，具体地说涉及一种图形用户界面输入装置。

背景技术

目前计算机等数字设备广泛采用操作便捷、迅速的图形用户界面输入方式(GUI)，该种输入方式需要相应的输入装置。目前用于GUI的主要输入设备是鼠标、触摸屏、触摸板等，用户可以操作上述设备在屏幕上控制光标迅速移动，并通过点击等简单的动作，在屏幕显示的图形上选择自己所需的选项。
由于图形用户界面输入设备是用户不可或缺的装置，因此，目前市场上存在许多设计各异的鼠标、触摸屏、触摸板等。
现有技术下的图形用户界面输入设备，都是采用刚性材料制造，虽然输入设备的体积一般不大，但是，毕竟要占据一定空间。由于数字设备越来越趋向于小型化，这些输入设备所占据的空间也不得不予以考虑。另外，本申请人已经提出专利号为200510135091.0的柔性键盘的专利申请，如果只有这种柔性键盘，而没有相配套的GUI输入设备，则柔性键盘的效果也会打折扣。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种图形用户界面输入装置，该图形用户界面输入装置具有柔性，可以与柔性键盘更好的配合，并便于携带。
本发明提供的图形用户界面输入装置，包括由柔性的可折叠材料制成的平面状操作面以及处理单元；所述操作面可以感测到其表面是否被按压以及按压位置信息，并输出上述感测信息；该操作面分为移动区、左键点击区、右键点击区，所述操作面包括：置于最底层的第一电路层，置于最上层的第二电路层，置于第一电路层与第二电路层中间的隔离层；上述各层均由可折叠弯曲的柔性材料制成，并且各层紧密地贴合在一起；所述第一电路层与第二电路层布置有电气元件；自由状态时，第一电路层的电气元件与第二电路层的电气元件被所述隔离层电隔离；当操作面表面某个位置被按压时，该位置的第一电路层与第二电路层的电气元件由于距离接近产生电磁状态的改变，该电磁状态的改变形成所述感测信息；所述处理单元接收所述操作面输出的感测信息，并根据所述按压位置信息以及按压位置的运动状况确定对应的光标位置以及按键动作。
优选地，所述处理单元首先判断按压位置所处的区域；处于移动区的按压信息用于确定光标位置及其移动信息；左键点击区、右键点击区的按压信息作为按键动作。
优选地，所述操作面还包括滚轮区；所述处理单元接收到来自于该区域的按压信号以及按压位置移动信号时，将其分别作为滚轮按压信号以及滚轮滚动信号处理。
优选地，所述电气元件为密布的导线；所述第一电路层的导线为横向平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置，所述第二电路层的导线为纵向平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置；或者所述第一电路层的导线为纵向平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置，所述第二电路层的导线为横向平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置；上述导线均接入所述处理单元。
优选地，所述导线上均有若干均匀分布的节点，第一电路层的节点与第二电路层的节点在空间位置上一一相对；所述隔离层具有若干规则排列的通孔，通孔所在位置与所述节点的位置对应；所述电磁状态的改变是第一电路层的导线与第二电路层的导线由不导通变为导通；所述处理单元接收所述感测信息后，根据发生该电磁状态改变的第一电路层的导线和第二电路层的导线分别确定按压位置的纵向坐标和横向坐标，或者分别确定按压位置的横向坐标和纵向坐标；上述坐标即为所述按压位置信息。
优选地，所述电气元件为密布的电极板；所述第一电路层的电极板为横向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置，所述第二电路层的电极板为纵向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置；或者所述第一电路层的电极板为纵向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的横向位置，所述第二电路层的电极板为横向均匀平行排列，用于确定所述操作面被按压的纵向位置；上述电极板通过导线接入所述处理单元。
优选地，第一电路层的电极板与第二电路层的电极板在空间位置上一一相对；所述隔离层具有若干规则排列的通孔，通孔所在位置与所述电极板的位置对应；所述电磁状态的改变是第一电路层的电极板与第二电路层的电极板由于距离改变而形成的电容值改变；所述处理单元接收所述感测信息后，根据发生该电容值改变的第一电路层的电极板和第二电路层的电极板分别确定按压位置的纵向坐标和横向坐标，或者分别确定按压位置的横向坐标和纵向坐标；上述坐标即为所述按压位置信息。
优选地，所述处理单元同时接收到来自不同区域的按压位置信息，并综合上述信息，输出光标移动、点击、拖动的操作；其中，所述处理单元根据移动区的按压位置检测信息的变化，在不同位置不断获得新的位置检测信号，这些位置检测信号与按压开始的位置信号相比较，利用其相对位置变化形成的信号序列确定屏幕光标相对移动的方向和距离。
优选地，所述移动区具有坐标原点，根据按压位置与该坐标原点的关系确定光标的初始位置。
本发明提供的图形用户界面输入装置具有柔性，便于用户携带，尤其是在采用柔性键盘的情况下，该输入装置能够更好的与柔性键盘配合使用，达到良好的输入效果。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的GUI输入装置的操作面外观图；
图2是本发明第一实施例提供的GUI输入装置的操作面结构图；
图3是本发明第一实施例的折叠状态的示意图；
图4是本发明第一实施例的平面组成结构；；
图5是本发明第一实施例的第一电路层导线分布示意图；
图6是本发明第一实施例的第二电路层导线分布示意图；
图7是本发明第一实施例的处理单元工作流程图；
图8是本发明第一实施例的处理单元初始化流程图。

具体实施方式

本实施例提供一种图形用户界面(GUI)输入装置，该装置与柔性键盘制为一体。所述柔性键盘功能的实现，本申请人已经在前述的相关中国专利申请200510135091.0中说明。
所述输入装置包括操作面和处理单元。
请参看图1，该图示出本发明第一实施例提供的GUI输入装置的操作面外观图，该操作面指图1所示操作面2，该图还示出与该图形用户界面输入装置结合为一体的所述柔性键盘键盘面1。尽管该实施例中，该输入装置的操作面2与柔性键盘键盘面1集成为一体，实际上，所述输入装置完全可以与所述柔性键盘完全分离，作为独立的装置使用。
如图1所示，本发明所提供的输入装置的操作面2与柔性键盘键盘面1集成为一体，布置在柔性键盘键盘面1右侧。所述操作面2分布有电气元件，可以用于感测所述操作面2是否被按压、按压位置、以及是否进行选中操作等信息，并输出上述感测信息。
所述处理单元(图未示)可以与所述操作面2集成为一体，例如位于所述操作面2的一侧或平面内，也可以与所述操作面2分离，只通过电缆线联系，甚至进行无线联接。该处理单元接收所述操作面2输出的感测信息，并根据其中的按压位置信息以及按压位置信息变化的距离和方向，确定该GUI输入设备的输入操作。处理单元具体实现上述操作的过程见后叙。
图2说明操作面2的具体结构。所述操作面2用于实现该GUI输入装置的操作，GUI装置的主要操作包括移动光标、左键点击、右键点击等，还可以有滚轮移动操作。为实现上述操作，所述操作面2包括移动区21、左键点击区22、右键点击区23、滚轮移动区24。
所述移动区21的作用是感知表面按压位置及其按压位置的移动变化。为了便于依据按压位置确定对应的光标在显示屏上的位置，可以将该移动区21的某一点作为坐标原点，当第一次感测到操作面21上的被按压位置时，则处理单元根据感测到的位置信息，计算被按压点与所述坐标原点的关系，并据此确定屏幕光标的初始位置。在该区域的按压位置变化时，其变化形成按压位置检测信息序列，根据其变化方向和获得的检测信息量，计算确定光标移动的距离和方向等信息。
所述左键点击区22的作用是感测对该区域的按压，并将该信息传递到所述处理单元，处理单元获得该信息后，产生左键点击指令输出。所述左键点击指令包括单击、双击以及按压等。
所述右键点击区23的作用于左键点击区22相仿。
所述滚轮移动区24用于产生滚轮移动信号。其感知在该区域的按压位置以及按压位置的移动，所述处理单元接收到上述信号后，分别产生滚轮的按压和滚动信号，在GUI屏幕上显示。图2中示出上述的滚轮移动区24呈十字形，分别对应于纵向滚轮和横向滚轮，使该GUI装置具有4D鼠标的效果。用户需要在上述区域按压并且移动按压位置，处理单元据此获得滚轮滚动的信息。
用户在上述各区域的按压操作可以同时进行，上述信息由处理单元获得后，进行综合处理，获得点击、拖动等各种操作类型。
请参看图3，为上述键盘和GUI输入装置一体的输入设备的折叠状态示意图。图中示出上述输入设备被折叠为三折。这是由于该输入设备为一平面，并且采用轻薄的柔性可折叠材料制成。该柔性材料可以折叠卷曲，以便携带。因此，此种输入设备具有普通输入设备无可比拟的便利性。
图4示出该输入设备(包括键盘和GUI输入装置)的平面组成结构。
该图示出，该输入设备在平面上包括三层，从上至下分别为：第一电路层41、隔离层42、第二电路层43。上述三层是紧密地贴合在一起的。
请参看图5，该图示出第一电路层41的导线分布示意图。图中还示出位于输入设备一端的处理单元44。该图示出所述第一电路层41表面布置有密布的横向平行分布的导线，为达到较好的感测效果，在导线上相隔一定距离规则的布置有若干面积相对较大的节点45。该横向平行分布的导线可以用于检测被按压点的纵向位置。
请参看图6，该图示出所述第二电路层表面布置有密布的纵向平行分布的导线，为达到较好的感测效果，在导线上规则的布置有若干面积较大的节点46。所述节点46与第一电路层的节点45在数量上相同，在空间位置上一一重叠对应。上述导线均连接到所述处理单元44内。该纵向分布的导线可以检测获得被按压点的横向坐标位置。
上述第一电路层41与第二电路层43中导线的布置也可以是第一电路层41布置纵向平行分布的导线，同时，第二电路层43布置横向平行分布的导线，此时第一电路层41与第二电路层43检测获得的位置信息的含义也相反。
请继续参看图4。图中示出，在所述第一电路层41与第二电路层43之间，具有隔离层42。该隔离层42为一种绝缘薄膜，并且在与所述第一电路层41与第二电路层42上的节点45、节点46对应的位置具有通孔。
所述第一电路层41、隔离层42和第二电路层43均使用轻薄的柔性材料制作，并且三层之间紧密贴合。
当所述输入设备平面处于自由状态时，由于隔离层42的作用，第一电路层41与第二电路层42上的导线相互绝缘。
当所述输入设备平面被按压时，由于隔离层42上具有通孔，在压力的作用下，该位置的第一电路层41的节点45与对应的第二电路层43的节点46通过隔离层42在该位置的通孔接触并导通。检测上述电状态的改变，即可获得输入设备平面被按压以及按压位置的信息。
当获得所述按压位置信息后，所述处理单元立即判断该按压位置所在的区域，如果属于键盘面1，则进行键盘的键值判断；如果属于操作面2的移动区21，在初始状态下，则根据所确定的原点，确定按压的相对位置，并将该位置对应到相应的光标位置并在屏幕上显示；如果所述按压位置移动，则检测获得一系列的检测信息序列，该检测信息序列，反映按压位置的移动方向和距离，根据该方向和距离对应的控制屏幕光标的移动。如果按压位置在所述左键点击区22、右键点击区23，则产生相应的点击信号；如果属于所述的滚轮移动区24，则产生滚轮被按压的信号，如果在所述按压信号在滚轮区24移动，则产生滚轮移动信号。上述各种来自操作面2的不同区域的信号，同时进入处理单元，处理单元根据上述信号进行综合处理。
需要说明的是，本实施例中柔性键盘键盘面1和操作面2采用同样的平面结构，作为一体。具体的按压信号的含义取决于处理单元对按压位置的判断。但是，实际上操作面2可以采用不同的内部结构，获得与键盘面1不同的感测信号，作为操作面信号输出。由于图形用户界面输入装置需要获得光标在屏幕上连续移动的效果，需要比键盘输入具有更高的分辨率，因此，在鼠标移动区21可以布置键盘面1密度更高的节点，以便提高该输入装置的分辨率(DPI)值。
上述实施例提供的图形用户界面输入装置是与所述柔性键盘设置为一体的，实际上，该图形用户界面输入装置也可以与所述柔性键盘分离。此时，该装置内部的检测电路可以采用更为密布的导线，以获得更高的分辨率。
此外，第一电路层41和第二电路层43中，也可以密布电极板，在发生按压动作后，由于电极板两个电路层的距离变化，引起电容变化，检测该电容变化，即可获得按压位置信息。使用电容检测的方法与上述使用电路通断方法除了检测的信号不同外，其他方面并无不同。在此不再详述。
图7为本发明第一实施例所提供的图形用户界面输入装置的处理单元的工作流程图，该流程图可以进一步说明处理单元对检测信号的处理过程。以下将该处理单元的工作过程结合图7予以说明。
步骤S71，开始。
步骤S72，初始化。
初始化用以确定初始信息。该初始信息包括初次接收的按压位置信息，并将该按压位置的坐标与基准点坐标相比较，计算出对应于屏幕上光标的坐标位置，以便在屏幕上适当位置显示光标，作为初始光标。初始化过程的步骤可以参见图8。
步骤S73，按一定的采样时间间隔接收按压位置检测信息。
所述按压位置检测信息包括在该输入装置的移动区21、左键点击区22、右键点击区23、滚轮区24等各个区域的按压位置检测信息。由于该输入装置需要控制光标在屏幕上的连续移动，因此，需要采用较小的采样时间间隔，保证光标移动的连续性。所述处理单元接收到按压位置检测信息，首先判断按压位置检测信息来自的区域，从而获得各个按压位置检测信号的含义。
步骤S74，计算相对位移。
该输入装置的主要功能是控制光标进行相对移动，其相对移动的方向和位移量取决于按压位置的位移方向和距离。处理单元根据从所述移动区21中获得的一定时间间隔内的一系列的按压位置坐标信息，形成一个输入序列。该输入序列与初始化获得的按压位置相比较，获得与初始位置的相对位移的方向以及位移量。其中，所述位移量是根据按压位置移动中检测到的输入信号个数确定的。当按压位置在移动区21上移动时，在不同位置的节点不断获得新的位置检测信号，这些位置检测信号与按压开始的位置信号相比较，利用其相对位置变化形成的信号序列控制屏幕光标的相对移动。
步骤S75，查表获得按压位置检测信号组合的含义。
由于GUI输入装置中各个输入区域的检测信号组合构成不同的操作，因此，处理单元获得来自各个区域的按压检测结果后，需要查表判断所要进行的操作。例如，仅仅是移动区21有按压位置移动，则对应于光标移动；若同时按压左键点击区22和在移动区21有位置移动，则是进行拖动操作。
步骤S76，判断按压位置集合是否有效；若有效，则进入步骤S77；若无效，则返回步骤S72。
所述按压位置集合是否有效，是指所获得的按压位置组合是否有意义，若有，则可以进行对应的屏幕显示；否则，重新进行初始化。
步骤S77，根据获得的操作信息，在屏幕上进行显示。
其中，所述初始化过程参见图8。
步骤S81，开始。
步骤S82，接收初始化指令。
该初始化指令可以由外部输入指令产生，也可以是处理单元开机时自动产生。
步骤S83，获取按压位置信息。
所述按压位置信息是初始化指令发出后获得的最初的按压位置信息。
步骤S84，判断按压位置信息是否有效；若是，则进入步骤S85；若否，则返回步骤S82。
接收到按压位置信息后，首先判断按压位置信息是否有效，也就是判断各个按压位置信息的组合是否有意义。若有效，则继续进入步骤S85；若无效，则返回步骤S82，等待新的初始化指令。
步骤S85，根据选择模式生成对应的显示信息。
由于选择模式的不同，对于同样的按压位置可能产生不同的显示信息。
步骤S86，初始化结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。