一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘制造技术

本发明专利技术提供一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘，该键包括在外界影响下产生选择信号和撤除外界影响后自动恢复常态信号的键体，以及检测选择信号和常态信号的信号采集电路。所述的键体为光敏元件，所述的信号采集电路为检测所述的光敏元件电阻/电流变化的电路。本发明专利技术的有益效果是：使用的是普通、低成本的光敏器件作为光传感器，产品价格低廉，适合市场普遍推广。本发明专利技术的硬件设计和生产工艺简单，简单几个电子元器件即可，无需额外的光发射装置。本发明专利技术相对于薄膜按键、机械按键、电容按键灯，本发明专利技术按键可以在表面有水的环境中使用，克服了油污对按键的腐蚀以致损坏防水、防油污、寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子产品的输入设备和方法等领域，特别涉及一种应用于电子产品中采用光敏元件的键及使用该键的键盘。
技术介绍
键（Key）就是一种开关，一般有两种状态，一种是它的常态，也就是本来状态，另一种是选择状态，就是在外界影响下离开常态后的一个不稳定的状态，当外界影响终止时，又回到常态。键盘是键的集合，作为一种常用的输入设备，键盘的键种类不同而不同，目前的键盘有多种，例如目前广泛使用的机械式键盘就是采用机械按压式键的键盘，它是通过检测装置检测键的状态是按压或者松开方式输入的，当用手指或者其它方式向下按压某个键时，采集该键状态的电路产生反映该键状态的信号，当松开时，该键复位，采集该键状态的电路将采集到该键复位的信息，使用该键盘的主机通过接收到采集键状态的电路所产生的信号确认是否该键盘中键是否被选择。另外还有薄膜式、电容式等很多键盘。无论哪种按键，在某些特殊应用场合，都有其固有的不足，如：机械式，防水、防尘、防油污性能差，寿命有限制。薄模式，寿命比较差，在油污环境中很容易腐蚀。电容式，在表面有水的环境中，不能工作。以上例举的三种按键的不足之处，限制了它们的使用范围，例如在洗衣机、油烟机、热水器、洗碗机等容易触水或者高油污环境中，以上按键不能使用。目前键一般包括有键体，该键体本身有两种不同的状态，一种常态，如机械式按键的常态是没有任何外力加到它上面的状态，表示没有被选择，另外一种就是选择状态，此时通过手指或者其它方式按压该键，使它接触到下面的开关，使开关两端连接，信号采集电路采集到这个状态输出一个该键处于选择的状态信号，当松开该键时，该键在自身的弹簧或者其它复位装置的作用下脱离下面的开关，断开开关两端的连接，信号采集电路采集到这个状态，向主机发出该键没有被选择的信号，实现对键本身的功能。
技术实现思路
本专利技术为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘，包括：键体模块，用于在外界影响下产生选择信号和撤除外界影响后自动恢复常态信号。信号采集电路模块（4），用于检测选择信号和常态信号。其特征在于,所述键体模块进一步包括：光敏元件，随外界光辐射的变化其内部电阻/电流发生明显改变。信号采集电路模块（4）进一步包括：环境光源检测装置，用于检测外部环境亮度，判断为有光环境还是黑暗环境。发光装置，用于主动发出光线，通过外部反射再由光源检测装置感知；电压检测装置，用于检测光敏元件电压信号。信号调节装置（OP1），用于对电压信号进行放大、缩小、滤波等操作。模数转换装置（ADC），用于完成电压信号模拟到数字的转换。模拟开关装置（SW），在对多路模拟信号进行监控时，用于将这些模拟信号轮流切换到同一个模数转换装置输入。比较装置，用于将多个健体的变化电压数字做个比较，选出变化最大的光敏元件。信号处理装置，用于处理数字信号，根据数字信号来判断该健体是否有按键触摸动作。进一步地，所述光敏元件为光敏二极管（1），所述的信号采集电路包括与所述的光敏二极管（1）串联的分压电阻（2），所述的光敏二极管（1）与分压电阻（2）之间还设有反映所述光敏二极管（1）电阻变化的信号采集点（3）。进一步地，所述的信号采集点（3）与将所述的信号采集点（3）的电压数字化的模数转换装置（ADC）连接。进一步地，在所述的信号采集点（3）连接到所述的模数转换装置（ADC）之前还连接将所述的信号采集点（3）电压放大的信号调节装置（OP1）。进一步地，在述的信号采集点（3）连接到所述的信号调节装置（OP1）之前还连接有模拟开关装置（SW）。进一步地，所述键盘电路还设有对键进行照明的发光二极管作为照明装置。进一步地，所述信号采集电路装置中正电压从所述的光敏二极管（1）的阴极到阳极经所述的分压电阻（2）接地。进一步地，所述信号采集电路装置中正电压从通过所述的分压电阻（2）接入到所述的光敏二极管（1）的阴极，光敏二极管（1）的阳极接地。一种采用光敏元件键体的工作方法，其特征在于,所述键体的按键工作方法步骤如下：S101，为光敏元件提供工作电压。S102，光源检测装置判断外部环境是否为黑暗，是，则执行步骤S103，否则执行步骤S104。S103，启动照明装置并执行S104。S104，信号处理装置判断光敏元件电压是否改变，是，则执行步骤S105，否则判断为无按键触摸动作。S105，信号处理装置判断电压变化程度是否达到标准，是，则执行步骤S106，否则判断为无按键触摸动作。S106，信号处理装置判断是否为多个光敏元件电压发生变化，是，则执行步骤S107，否则判断为此按键处有触摸动作。S107，信号处理装置判断是否为全部光敏元件电压发生变化，是，则判断为无按键触摸动作，否则，执行步骤S108。S108，比较装置将多个光敏元件的变化电压做个比较，选出变化最大的，信号处理装置判断为此按键处有触摸动作。S109，信号处理装置作出按键触摸指示。进一步地，电压检测装置检测信号采集点（3）处的电压，传送给信号调节装置（OP1）。进一步地，信号调节装置（OP1）对检测到的信号采集点（3）电压信号进行放大、缩小、滤波等操作，将其调节到合适的大小后，传送给模数转换装置（ADC）。进一步地，模数转换装置（ADC）接收电压信号后将电压信号数字化，传送给信号处理装置。进一步地，模拟开关装置（SW）将多个光敏元件电压信号轮流切换到模数转换装置（ADC）数字化输入信号处理装置。本专利技术提供了一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘，键体采用的是一个光敏元件，当手指或者其他物体接触在按键位置时，将遮挡住此处的外部光线，或者发出红外光，也就是此处的光环境发生了变化。利用光敏元件，对外部光环境的变化进行检测，进而判断该位置是否有按键触摸的动作。键所处光环境的变化，会引起光敏元件电阻或者电流的变化，利用一种信号采集电路，采集光敏器件的变化情况，进而判断此处是否有按键触摸动作。本专利技术的有益效果是：使用的是普通、低成本的光敏器件作为光传感器，产品价格低廉，适合市场普遍推广。硬件设计和生产工艺简单，简单几个电子元器件即可，无需额外的光发射装置。相对于薄膜按键、机械按键、电容按键灯，本专利可以在表面有水的环境中使用，克服了油污对按键的腐蚀以致损坏防水、防油污、寿命长。附图说明图1为本专利技术键原理图（1）。图2为本专利技术键原理图（2）。图3为本专利技术实施例1键连接图。图4为本专利技术实施例2键连接图。图5为本专利技术实施例3键连接图。图6为本专利技术实施例4键连接图。图7为本专利技术实施例5键连接图。图8为本专利技术实施例6键连接图。图9为本专利技术实施例7键连接图。图10为本专利技术实施例8键连接图。图11为本专利技术实施例9键连接图。图12为本专利技术实施例10键连接图。图13为本专利技术实施例11键连接图。图14为本专利技术实施例12键连接图。图15为本专利技术实施例13键盘原理图。图16为本专利技术按键工作方法步骤流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术中对光敏器件1和分压电阻2施加电压VCC。当外部光环境不变时，流过光敏器件1的电流也不会改变，光敏信号采集点3的电压也不会改变。当外部光环境发生变化时，流过光敏器件1的电流会随之发生变化，进而信号采集点3的电压也会发生变化。信号采集和处理电路4对信号采集点3的电压进行采集并处理，根据这点电压的变化情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘，包括：键体模块，用于在外界影响下产生选择信号和撤除外界影响后自动恢复常态信号；信号采集电路模块（4），用于检测选择信号和常态信号；其特征在于，所述键体模块进一步包括：光敏元件，随外界光辐射的变化其内部电阻/电流发生明显改变；信号采集电路模块（4）进一步包括：环境光源检测装置，用于检测外部环境亮度，判断为有光环境还是黑暗环境；发光装置，用于主动发出光线，通过外部反射再由光源检测装置感知；电压检测装置，用于检测光敏元件电压信号；信号调节装置（OP1），用于对电压信号进行放大、缩小、滤波等操作；模数转换装置（ADC），用于完成电压信号模拟到数字的转换；模拟开关装置（SW），在对多路模拟信号进行监控时，用于将这些模拟信号轮流切换到同一个模数转换装置输入；比较装置，用于将多个健体的变化电压数字做个比较，选出变化最大的光敏元件；信号处理装置，用于处理数字信号，根据数字信号来判断该健体是否有按键触摸动作。

【技术特征摘要】
1.一种采用光敏元件的键及使用该键的键盘，包括：键体模块，用于在外界影响下产生选择信号和撤除外界影响后自动恢复常态信号；信号采集电路模块（4），用于检测选择信号和常态信号；其特征在于，所述键体模块进一步包括：光敏元件，随外界光辐射的变化其内部电阻/电流发生明显改变；信号采集电路模块（4）进一步包括：环境光源检测装置，用于检测外部环境亮度，判断为有光环境还是黑暗环境；发光装置，用于主动发出光线，通过外部反射再由光源检测装置感知；电压检测装置，用于检测光敏元件电压信号；信号调节装置（OP1），用于对电压信号进行放大、缩小、滤波等操作；模数转换装置（ADC），用于完成电压信号模拟到数字的转换；模拟开关装置（SW），在对多路模拟信号进行监控时，用于将这些模拟信号轮流切换到同一个模数转换装置输入；比较装置，用于将多个健体的变化电压数字做个比较，选出变化最大的光敏元件；信号处理装置，用于处理数字信号，根据数字信号来判断该健体是否有按键触摸动作。2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述光敏元件为光敏二极管（1），所述的信号采集电路包括与所述的光敏二极管（1）串联的分压电阻（2），所述的光敏二极管（1）与分压电阻（2）之间还设有反映所述光敏二极管（1）电阻变化的信号采集点（3）；所述的信号采集点（3）与将所述的信号采集点（3）的电压数字化的模数转换装置（ADC）连接；在所述的信号采集点（3）连接到所述的模数转换装置（ADC）之前还连接将所述的信号采集点（3）电压放大的信号调节装置（OP1）；在述的信号采集点（3）连接到所述的信号调节装置（OP1）之前还连接有模拟开关装置（SW）。3.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，根据权利要求3所述的键盘，其特征在于，所述信号采集电路装置中正电压从所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭利民，
申请(专利权)人：郭利民，
类型：发明
国别省市：广东;44