高分辨率按键式鼠标钮

技术领域

本发明涉及计算机输入设备，具体是一种高分辨率按键式鼠标钮。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，计算机己经融入到当今社会的各个领域中。而计算机应用的浪潮正在冲击和改变着人们传统的思维方式和工作方式，随着科技、生产、医疗等领域对计算机技术的进一步要求，应对苛刻的应用环境的专业化产品必然会溶入工业、医疗、科技等各个领域，这也对计算机输入设备的应用环境提出了越来越高的要求。

指点杆是一种主要应用于计算机键盘中的定点设备，用于替代鼠标之用，因此也被称为鼠标钮。

在现有技术中，传统的指点杆产品大多采用压力传感器识别手指的动作，其原理是通过手指的按压使压力传感器产生不同电压，以此判断手指的位置，从而转换为鼠标指针的运动方向；其优点是可以做到指针运动角度细分，鼠标分辨率为10度以内，同时通过压力大小来调整指针运动速度；但是，这种采用压力传感器的指点杆的缺点是成本太高，不能过高低宽温应用，也不能湿热环境应用。

此外，现有技术中的指点杆难以应对工业、医疗、高科技等领域的潮湿、霉菌、油污工业环境、化学腐蚀等特殊环境。

发明内容

本发明旨在提供一种高分辨率按键式鼠标钮，以弥补现有技术中指点杆产品的诸多不足。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

高分辨率按键式鼠标钮，包括硅胶面盖、PCBA控制板和USB电缆；

其中，硅胶面盖具有一个板状的基体，PCBA控制板的顶面被水密性的配合在硅胶面盖的基体底面，USB电缆从PCBA控制板的底面引出；

其中，基体的顶面一体成型有一个鼠标钮以及分列于鼠标钮左、右两侧的鼠标左键和鼠标右键；鼠标钮系向下穿入基体的圆柱形结构，其柱面上环设有过渡至基体的裙边，基体通过裙边为鼠标钮提供弹性支撑；鼠标钮的底面同心的设置有一个向下突出的圆台，圆台的端面上覆有与PCBA控制板的顶面间隙配合的导电层；

其中，PCBA控制板在顶面配置有多条相对于鼠标钮的轴线等角距对称分布的信号电极，各信号电极分别沿圆周的径向设置；PCBA控制板在顶面还配置有多条相对于鼠标钮的轴线等角对称隔分布的公共电极，各公共电极也分别沿圆周的径向设置；公共电极和信号电极交替分布，并且公共电极相互短接；按压鼠标钮致使圆台倾斜的接触PCBA控制板时，圆台倾斜方向的信号电极通过导电层与公共电极短接；

其中，PCBA控制板中配置有MCU芯片，以扫描各信号电极并识别出与公共电极短接的信号电极；MCU芯片通过USB电缆向计算机输出一个指针控制信号，指针控制信号驱动鼠标指针参照与公共电极短接的信号电极在圆周中所对应的指向进行运动；

其中，PCBA控制板的顶面配置有分别对应于鼠标左键和鼠标右键的按键电路，鼠标左键和鼠标右键在受压时分别触发对应的按键电路；对应于被触发的按键电路，MCU芯片通过USB电缆向计算机输出一个驱动鼠标指针点击的按键控制信号。

上述技术方案中，鉴于硅胶面盖采用硅胶一体成型，PCBA控制板的顶面被水密性的配合在硅胶面盖的基体底面，因此本发明的高分辨率按键式鼠标钮具有耐磨抗撕裂、抗干扰、耐化学品腐蚀、抗气液侵入的效果，在潮湿、霉菌、油污工业环境、化学腐蚀等特殊环境下也能正常工作，而且能在低温-50度与高温80度环境中应用，操作更有手感，提高了可操作性、耐用性、抗干扰性和抗损坏性。

有别于现有技术，本发明的高分辨率按键式鼠标钮并未采用压力传感器，而是利用按压鼠标钮致使圆台相对于轴线倾斜时，至少一条信号电极通过导电层与公共电极短接的方式，通过MCU芯片扫描并识别出与公共电极短接的信号电极；并且，MCU芯片通过USB电缆向计算机输出一个指针控制信号，通过指针控制信号驱动鼠标指针参照与公共电极短接的信号电极在圆周中所对应的指向角为方向进行运动。

鼠标钮被按压时，随着用力大小不同，圆台相对于轴线倾斜的程度也不同， PCBA控制板对倾斜的圆台构成阻挡、致使圆台的边沿发生弹性挤压变形的程度与圆台相对于轴线倾斜的程度成正比。也就是说，鼠标钮被较轻按压时，可以确保仅有一条信号电极与公共电极短接；而鼠标钮被加重按压时，会由两条或两条以上相邻的信号电极与公共电极短接。

仅有一条信号电极同时通过导电层与公共电极短接时，指针控制信号驱动鼠标指针以第一速度参数向第一方向运动；其中，第一方向系与公共电极短接的信号电极在圆周中所对应的指向角。

有两条或两条以上相邻的信号电极同时通过导电层与公共电极短接时，指针控制信号驱动鼠标指针以第二速度参数向第二方向运动；其中，方向参数的取值采用与公共电极短接的各信号电极在圆周中所对应的指向角的中间值；其中，第二速度参数按与公共电极短接的信号电极总数进行加权递增。

显然，上述技术方案中，相对于鼠标钮的轴线等角距对称分布的信号电极总数设置得越多，鼠标指针的运动方向越精确；而且，按压鼠标钮的力度越大，鼠标指针的运动速度越快。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）具有耐磨抗撕裂、抗干扰、耐化学品腐蚀、抗气液侵入的效果，在潮湿、霉菌、油污工业环境、化学腐蚀等特殊环境下也能正常工作，而且能在低温-50度与高温80度环境中应用，操作更有手感，提高了可操作性、耐用性、抗干扰性和抗损坏性；

（2）采用电极扫描的方式代替压力传感器实现方向识别和压力识别，成本低，适于高低宽温应用，也能在湿热环境应用；

（3）具有较强的抗干扰性,即使键盘处于电磁干扰强烈的环境下,仍能正常工作；

（4）能够进行无噪音快速、准确的数据输入,具有良好舒适的操作触感；

（5）可广泛应用于实验室、各种医疗场所、军事领域、工业领域；

（6）在包括但不限于 DOS、Windows95、98、NT、ME、2000、2003、XP、Vista、Win7、Linux、Unix、Mac OSX的操作系统中具有良好的兼容性。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的剖视结构示意图。

图3是本发明的结构分解示意图。

图4是本发明中信号电极和公共电极的结构示意图。

具体实施方式

如图1到图4所示，高分辨率按键式鼠标钮，包括硅胶面盖1、PCBA控制板2和USB电缆3；

其中，硅胶面盖1具有一个板状的基体11，PCBA控制板2的顶面被水密性的配合在硅胶面盖1的基体11底面，USB电缆3从PCBA控制板2的底面引出；

其中，基体11的顶面一体成型有一个鼠标钮111以及分列于鼠标钮111左、右两侧的鼠标左键112和鼠标右键113；鼠标钮111系向下穿入基体11的圆柱形结构，其柱面上环设有过渡至基体11的裙边114，基体11通过裙边114为鼠标钮111提供弹性支撑；鼠标钮111的底面同心的设置有一个向下突出的圆台115，圆台115的端面上覆有与PCBA控制板2的顶面间隙配合的导电层116；

其中，PCBA控制板2在顶面配置有多条相对于鼠标钮111的轴线等角距对称分布的信号电极21，各信号电极21分别沿圆周的径向设置；PCBA控制板2在顶面还配置有多条相对于鼠标钮111的轴线等角对称隔分布的公共电极22，各公共电极22也分别沿圆周的径向设置；公共电极22和信号电极21交替分布，并且公共电极22相互短接；按压鼠标钮111致使圆台115倾斜的接触PCBA控制板2时，圆台115倾斜方向的信号电极21通过导电层116与公共电极22短接；

其中，PCBA控制板2中配置有MCU芯片23，以扫描各信号电极21并识别出与公共电极22短接的信号电极21；MCU芯片23通过USB电缆3向计算机输出一个指针控制信号，指针控制信号驱动鼠标指针参照与公共电极22短接的信号电极21在圆周中所对应的指向进行运动；

其中，PCBA控制板2的顶面配置有分别对应于鼠标左键112和鼠标右键113的按键电路（图未示出），鼠标左键112和鼠标右键113在受压时分别触发对应的按键电路；对应于被触发的按键电路，MCU芯片23通过USB电缆3向计算机输出一个驱动鼠标指针点击的按键控制信号。

上述技术方案中，鉴于硅胶面盖1采用硅胶一体成型，PCBA控制板2的顶面被水密性的配合在硅胶面盖1的基体11底面，因此本发明的高分辨率按键式鼠标钮111具有耐磨抗撕裂、抗干扰、耐化学品腐蚀、抗气液侵入的效果，在潮湿、霉菌、油污工业环境、化学腐蚀等特殊环境下也能正常工作，而且能在低温-50度与高温80度环境中应用，操作更有手感，提高了可操作性、耐用性、抗干扰性和抗损坏性。

有别于现有技术，本发明的高分辨率按键式鼠标钮111并未采用压力传感器，而是利用按压鼠标钮111致使圆台115相对于轴线倾斜时，至少一条信号电极21通过导电层116与公共电极22短接的方式，通过MCU芯片23扫描并识别出与公共电极22短接的信号电极21；并且，MCU芯片23通过USB电缆3向计算机输出一个指针控制信号，通过指针控制信号驱动鼠标指针参照与公共电极22短接的信号电极21在圆周中所对应的指向角为方向进行运动。

在较佳的实施方式中，硅胶面盖1的基体11在底面成型有供PCBA控制板2嵌入的容槽110，PCBA控制板2的顶面与容槽110的顶壁面接触配合，PCBA控制板2的周沿与容槽110的侧壁粘合密封。

在较佳的实施方式中，硅胶面盖1的基体11在顶面的四角分别开设有向下贯通基体11和PCBA控制板2的安装孔10，采用螺钉穿入安装孔10的方式将硅胶面盖1和PCBA控制板2固定在工作台面或计算机设备上。当然，也可以采用直接粘接或嵌入卡设的方式将硅胶面盖1和PCBA控制板2固定在工作台面或计算机设备上。

在较佳的实施方式中，鼠标钮111的圆台115在端面上设有若干分别对应于公共电极22和信号电极21的交替间隙中的突起触点（图未示出），突起触点致使导电层116形成相应的若干个对应于公共电极22和信号电极21的交替间隙中的隆起部。

在较佳的实施方式中，导电层116系密集的结合在圆台115的端面上的导电碳粒。

在较佳的实施方式中，硅胶面盖1采用硅酸凝胶材质。

在较佳的实施方式中，裙边114沿环向的断面成U型。

在较佳的实施方式中，鼠标钮111的圆台115将端面设置为球冠结构，球冠结构的球心位于鼠标钮111的轴线上。

有别于现有技术，本发明的高分辨率按键式鼠标钮111并未采用压力传感器，而是利用按压鼠标钮111致使圆台115相对于轴线倾斜时，至少一条信号电极21通过导电层116与公共电极22短接的方式，通过MCU芯片23扫描并识别出与公共电极22短接的信号电极21；并且，MCU芯片23通过USB电缆3向计算机输出一个指针控制信号，通过指针控制信号驱动鼠标指针参照与公共电极22短接的信号电极21在圆周中所对应的指向角为方向进行运动。

鼠标钮111被按压时，随着用力大小不同，圆台115相对于轴线倾斜的程度也不同，PCBA控制板2对倾斜的圆台115构成阻挡、致使圆台115的边沿发生弹性挤压变形的程度与圆台115相对于轴线倾斜的程度成正比。也就是说，鼠标钮111被较轻按压时，可以确保仅有一条信号电极21与公共电极22短接；而鼠标钮111被加重按压时，会由两条或两条以上相邻的信号电极21与公共电极22短接。

按压鼠标钮111致使圆台115倾斜并且仅有一条信号电极21同时通过导电层116与公共电极22短接时，指针控制信号驱动鼠标指针以第一速度参数向第一方向运动；其中，第一方向系与公共电极22短接的信号电极21在圆周中所对应的指向角。按压鼠标钮111致使圆台115倾斜并且有两条或两条以上相邻的信号电极21同时通过导电层116与公共电极22短接时，指针控制信号驱动鼠标指针以第二速度参数向第二方向运动；其中，方向参数的取值采用与公共电极22短接的各信号电极21在圆周中所对应的指向角的中间值；其中，第二速度参数按与公共电极22短接的信号电极21总数进行加权递增。

显然，上述技术方案中，相对于鼠标钮111的轴线等角距对称分布的信号电极21总数设置得越多，鼠标指针的运动方向越精确；而且，按压鼠标钮111的力度越大，鼠标指针的运动速度越快。

对于本领域的技术人员来说，可根据本发明所揭示的结构和原理获得其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本发明的保护范畴。