CN109804336A - 键盘装置 - Google Patents

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CN109804336A CN201780062634.1A CN201780062634A CN109804336A CN 109804336 A CN109804336 A CN 109804336A CN 201780062634 A CN201780062634 A CN 201780062634A CN 109804336 A CN109804336 A CN 109804336A
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豊泽雄一
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Abstract

本发明提供一种键盘装置，其响应性良好且可配合多种应用程序。本发明的键盘装置，具备：按键群10，其由多个按键所构成，且被附加上按键索引；内存13，其针对多个按键的各按键，可个别地将阈值数据写入至与按键索引对应的内存地址中、及自内存地址读出阈值数据，其中该阈值数据是用来决定按键是否被按下；按键电容检测部15，其检测与被选择的按键索引对应的按键的电容量；电容电压转换部，其将由按键电容检测部所检测出的按键的电容量转换成电压；数据转换部16，其读出与被选择的按键索引对应的内存内的内存地址的阈值数据，并将阈值数据转换成模拟数据；以及，按下判断部18，其将来自数据转换部的模拟数据与来自电容电压转换部的电压加以比较，以判断按键是否被按下。

Description

键盘装置
技术领域
本发明涉及一种键盘装置，其按键群的各按键的启动(ON)识别位置可改变。
背景技术
先前的键盘装置中，击键时的按键键程在任何按键中都是固定的。近来，对于键盘的需求变得多样化，例如专门游玩游戏等的游戏玩家，在游戏的游玩中需要快速的操作，而偏好将按键的按下键程缩短、或是将按键的启动(ON)识别位置(决定按键是否被按下的阈值)作成比通常状态更上方(更浅)。
专利文献1中，记载有一种静电电容式键盘，其使用一种能够对按键是否被按下的启动识别位置进行变更的按键开关。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-144220号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，这样会具有以下的烦杂性：游戏玩家必须根据游戏来分别使用按键键程不同的键盘。
又，专利文献1中，只能针对键盘的全部按键来总括地变更按键的启动识别位置，而不能对各按键来个别地变更启动识别位置。
于是，本发明的目的在于提供一种键盘装置，其响应性良好，且用户可针对各按键来个别地变更、调整启动识别位置，而能以一个键盘来配合多种应用程序。
解决问题的技术方案
为了达成前述目的，本发明的键盘装置，其特征在于，具备：按键群，其由多个按键所构成，且被附加上按键索引；内存，其针对前述多个按键的各按键，可个别地将阈值数据写入至与前述按键索引对应的内存地址中、及自前述内存地址读出前述阈值数据，其中该阈值数据是用来决定前述按键是否被按下；按键电容检测部，其检测与被选择的前述按键索引对应的前述按键的电容量；电容电压转换部，其将由前述按键电容检测部所检测出的前述按键的电容量转换成电压；数据转换部，其读出与被选择的前述按键索引对应的前述内存内的内存地址的阈值数据，并将前述阈值数据转换成模拟数据；以及，按下判断部，其将来自前述数据转换部的模拟数据与来自前述电容电压转换部的电压加以比较，以判断前述按键是否被按下。
发明的效果
根据本发明的键盘装置，针对多个按键的个别按键，分别设定用来决定按键是否被按下的阈值数据，并且数据转换部将阈值数据转换成模拟数据，且按下判断部将来自数据转换部的模拟数据与来自电容电压转换部的电压加以比较，以判断按键是否被按下。亦即，能够判断按键是否被按下，并通过改变用来决定按键是否被按下的阈值，来变更按键的启动识别位置。
于是，能够提供一种键盘装置，其响应性良好，且用户可针对各按键来个别地变更、调整启动识别位置，而能以一个键盘来配合多种应用程序。
附图说明
图1是本发明的实施例1的键盘装置的结构区块图。
图2是表示实施例1的键盘装置在通常使用时的处理的流程图。
图3是表示实施例1的键盘装置在用户选择阈值时的处理的流程图。
图4是本发明的实施例2的键盘装置的结构区块图。
图5是表示实施例2的键盘装置在出厂时、个别设定时的处理的流程图。
其中，附图标记的说明如下：
1 键盘装置
2 中央处理单元(CPU)
3 个人计算机(PC)
10 按键群
11 按键扫描检测部
12 闪存
13 随机存取内存(RAM)
14 按键扫描控制部
15 按键电容检测部
16 电容电压转换部(C－V转换部)
17 阈值扫描部和数字/模拟转换部
18 按下判断部
19 阈值设定切换部
20 按键码转换部
21、31 通讯控制部
22 阈值位准减算部
32 阈值控制部
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的键盘装置的实施例。图1是本发明的实施例1的键盘装置的结构区块图。键盘装置1，会根据静电电容量(模拟值)的变化来判断按键是否被按下，并通过改变用来决定按键是否被按下的阈值(threshold value)，来变更按键的启动识别位置。
键盘装置1，具备：按键群10、按键扫描检测部11、闪存12、随机存取内存(RAM)13、按键扫描控制部14、按键电容检测部15、C－V转换部(电容电压转换部)16、阈值扫描部和D/A(数字/模拟)转换部17、按下判断部18、阈值设定切换部19、按键码转换部20、通讯控制部21。
闪存12、RAM 13、按键扫描控制部14、阈值扫描部和D/A转换部17、按键码转换部20、通讯控制部21，被设在中央处理单元(CPU)2内。
按键群10，在电路上具备(m行×n列)个按键，并且对应各按键而附加上各按键索引。闪存12为非易失性内存，针对按键群10中的(m行×n列)个按键的各按键，预先储存用于按键的启动识别位置的阈值数据(阈值位准)。RAM 13，在电源起动时，读出被记忆在闪存12中的各按键的阈值数据，并将各按键的阈值数据记忆于与各按键索引对应的各内存地址中。
按键扫描控制部14，自按键群10中选择该按键索引，并自RAM 13检测出与被选择的该按键索引对应的内存地址内的阈值数据。按键扫描检测部11，一直扫描按键群10，并检测由按键扫描控制部14所选择出的按键索引。按键电容检测部15，对由按键扫描检测部11所检测出的按键索引的按键的电容进行检测。
C－V转换部16，将由按键电容检测部15所检测出的按键的电容量转换成电压，并输出至按下判断部18。阈值扫描部和D/A转换部17，从由按键扫描控制部14所选择出的RAM13内的内存地址读出按键的数字阈值，並将数字阈值转换成模拟阈值且输出至按下判断部18。
按下判断部18，在来自C－V转换部16的电压成为来自阈值扫描部和D/A转换部17的阈值以上的情况下，判断为有按键按下(按键启动(ON))，且在前述电压未满前述阈值的情况下，判断为没有按键按下(按键未启动(OFF))，并将按键是否被按下的数据输出至阈值设定切换部19。
阈值设定切换部19，在通常时，将来自按下判断部18的按键是否被按下的数据输出至按键码转换部20，且在键盘装置出厂时、个别设定时，经由阈值扫描部和D/A转换部17而将来自按下判断部18的按键启动时的阈值位准写入至RAM 13。
按键码转换部20，将与来自阈值设定切换部19的按键对应的按键码输出至通讯控制部21。
键盘装置1，连接至个人计算机(PC)3，PC 3具有：通讯控制部31、阈值控制部32、HID(Human Interface Device，人机接口装置)驱动器33。通讯控制部31，与键盘装置1内的通讯控制部21进行通讯。阈值控制部32，在用户已选择了阈值的情况下，经由通讯控制部31将被选择的阈值输出至键盘装置1内的通讯控制部21。
实施例1
接着，一边参照附图一边说明如此构成的实施例1的键盘装置的处理。首先，说明电源启动时、阈值的选择时、阈值的编辑变更时的处理。
电源启动时，CPU 2，将用于按键群10的各按键的启动识别位置的阈值数据读取至RAM 13，其中该等阈值数据是在之前被储存至闪存12中。
又，在用户选择了其他阈值数据的情况下，CPU 2，亦将被储存在闪存12中的用于各按键的启动识别位置的阈值数据读取至RAM 13。作为阈值数据，例如可例示出：使按键的键程变浅的小阈值、作成中等键程的中阈值、作成深键程的大阈值。用户，自该等3个阈值中选择任一者。
在已将用户任意选择的阈值变更数据储存于RAM 13中的情况下，CPU 2，将RAM 13内的阈值变更数据写入至闪存12的阈值储存区域(个别)中。进一步，当用户要编辑阈值数据时，CPU 2，仅重写(改写)RAM 13内的阈值数据，而直到发出储存命令为止都不会进行对于闪存12的数据重写。
接着，一边参照图2所示的流程图一边说明通常使用时的动作。此处，说明以下的情况：将闪存12的阈值储存区域的阈值数据读出至RAM 13的阈值编辑变更区域，并输出按键索引mjnk的按键码。此处，表示闪存12的该按键索引mjnk的阈值位准为m，且输出至RAM13的例子。
首先，按键扫描控制部14，自按键群中10选择该按键索引(步骤S11)。接着，按键扫描控制部14，检测与被选择的该按键索引对应的RAM 13的内存地址内的阈值数据(步骤S12)。
接着，按键扫描检测部11，扫描按键群10，以检测由按键扫描控制部14所选择出的该按键索引(步骤S13)。进一步，按键电容检测部15，检测该按键索引的按键的电容值(步骤S14)。C－V转换部16，将由按键电容检测部15所检测到的该按键的电容值转换成电压值V1(步骤S15)。
进一步，阈值扫描部和D/A转换部17，从由按键扫描控制部14所选择出的RAM 13内的内存地址，读出按键的数字阈值位准(步骤S16)，并将数位阈值位准m除以分辨率y比特，然后将所得到的值乘上全尺度跨距电压值V，藉此算出模拟阈值电压值V2＝V×(m/y比特)，并输出至按下判断部18(步骤S17)。
进一步，按下判断部18，将该按键的电压值V1与该按键的阈值电压值V2进行比较(步骤S18)，在V1≧V2的情况下，输出该按键的启动(ON)信号(步骤S19)。而在并非V1≧V2的情况下，返回步骤S11的处理，并重复进行步骤S11～S18的处理。
接着，阈值设定切换部19，将来自按下判断部18的按键的ON、OFF输出作为输入，当通常使用时，将该按键的ON信号朝向按键码转换部20传送，并经由通讯控制部21来输出至PC 3。按键码转换部20，将该按键转换成编码，并经由通讯控制部21来将按键码输出至PC 3(步骤S20)。
如此，根据实施例1的键盘装置，针对多个按键的个别按键，分别设定用来决定按键是否被按下的阈值数据，并且D/A转换部17将阈值数据转换成模拟数据，且按下判断部18将来自D/A转换部17的模拟数据与来自C－V转换部16的电压加以比较，以判断按键是否被按下。亦即，能够判断按键是否被按下，并通过改变用来决定按键是否被按下的阈值，来变更按键的启动识别位置。
于是，用户能够个别对各按键改变、调整启动识别位置，而以一个键盘来实现针对任意按键的浅键程、深键程的设定，而能够提供一种可配合多种应用程序且响应性良好的键盘。
又，由于针对个别按键来将按键的阈值位准细分化为y比特(分辨率)阶段，相较于将全部按键一起作成阈值可变的作法，更能够自由地设定、变更所偏好的按键的启动识别位置，而增加对于游戏等应用程序中的细微按键操作对应的泛用性。又，针对全部按键，能够个别地将按键的启动识别位置设定成无段式。
又，因为在闪存12中记忆有阈值，即使切断电源，只要没有去更新成新的阈值，阈值便会被一直记忆住。又，能够吸收按键构造中潜在具有的机械性、电性的个体差异，而能够提供稳定且高精准度的制品。进一步，能够灵活地吸收静电电容型键盘可能会潜在具有的静电电容的个体差异，来加以对应。
用户选择阈值时的处理
接着，一边参照图3，一边说明用户选择阈值时的处理。图3中，说明以下的情况：用户自PC 3选择闪存12的阈值储存区域的设定，将该设定值读入RAM 13的阈值编辑变更区域，并输出按键索引mjnk的按键码。此处，表示以下的例子：闪存12的该按键索引mjnk的阈值位准为k，且输出至RAM 13。
首先，在PC 3的阈值控制部32中，由用户所选择的阈值，经由通讯控制部31被传送至通讯控制部21。作为此阈值，例如能够例示出：用来使按键的键程变浅的小阈值、用来作成中等键程的中阈值、用来作成深键程的大阈值。用户，自该等3个阈值中选择任一者。
通讯控制部21，基于被选择的阈值，自多个闪存12－1～12－(n+1)中选择具有该被选择的阈值的闪存12(步骤S11a)。接着，通讯控制部21，将被选择的闪存12的全部数据读出至RAM 13中(步骤S12a)。
接着，按键扫描检测部11，扫描按键群10，以检测出由按键扫描控制部14所选择出的该按键索引(步骤S13)。进一步，按键电容检测部15，检测该按键索引的按键的电容值(步骤S14)。C－V转换部16，将由按键电容检测部15所检测到的该按键的电容值转换成电压值V1(步骤S15)。
进一步，阈值扫描部和D/A转换部17，从由按键扫描控制部14所选择出的RAM 13内的内存地址，读出按键的数字阈值位准(步骤S16)，并将数位阈值位准m除以分辨率y比特，然后将所得到的值乘上全尺度跨距电压值V，藉此算出模拟阈值电压值V2＝V×(k/y比特)，并输出至按下判断部18(步骤17)。
进一步，按下判断部18，将该按键的电压值V1与该按键的阈值电压值V2进行比较(步骤S18)，在V1≧V2的情况下，输出该按键的启动(ON)信号(步骤S19)。而在并非V1≧V2的情况下，返回步骤S11a的处理，并重复进行步骤S11a～S18的处理。
接着，阈值设定切换部19，将来自按下判断部18的按键的ON、OFF输出作为输入，在通常使用时，将该按键的ON信号输出至按键码转换部20。按键码转换部20，将该按键转换成编码，并经由通讯控制部21来将按键码输出至PC 3(步骤S20)。
根据如此，便能够由用户来对全部按键个别地选择、决定按键阈值。又，能够使全部按键个别地记忆多个按键阈值。
实施例2
图4是本发明的实施例2的键盘装置的结构区块图。因为各个按键中在构造上具有个体差异，所以在将相同厚度的间隔件(spacer)插入全部按键中，且按下全部按键时，会发生在个别按键中的启动识别位置不同的情形，也就是在其中某个按键例如会是3位准，而在另一按键会是2位准。因此，实施例2的键盘装置，是将相同厚度的间隔件插入全部按键中，并在按下全部按键时求出与个别按键中的启动识别位置对应的阈值，以吸收按键的个体差异。
在此例中，对于具有3种不同厚度的间隔件的各个间隔件来求出各自的阈值。将以下3种间隔件依序插入按键中来求出阈值：用来将按键例如作成1.5mm键程的厚间隔件，用来将按键例如作成2.2mm键程的中等厚度间隔件，用来将按键例如作成3.0mm键程的薄间隔件。
实施例2的键盘装置，如图4所示，相对于实施例1的键盘装置，更具备阈值位准减算部22。阈值位准减算部22，当将间隔件插入全部按键中且按下全部按键时，自较大的阈值到较小的阈值依序对阈值位准进行减算，并将已减算过的阈值位准输出至阈值扫描部和D/A转换部17。
接着，一边参照图5所示的流程图，一边说明实施例2的键盘装置在出厂时、个别设定时的处理。此处，表示该按键索引的阈值位准N为x，且成为V2＝V1的过程。
首先，将用来决定阈值位准的间隔件插入键盘中(步骤11b)。接着，将RAM 13内的该按键的阈值位准N设定成N＝y比特(步骤11c)。
接着，按下全部按键，以将全部按键推向用来决定阈值位准的间隔件(步骤12b)。接着，按键扫描检测部11，扫描按键群10，以检测由按键扫描控制部14所选择出的该按键索引(步骤S13)。进一步，按键电容检测部15，检测该按键索引的按键的电容值(步骤S14)。C－V转换部16，将由按键电容检测部15所检测到的该按键的电容值转换成电压值V1(步骤S15)。
进一步，检测出RAM 13内的该按键索引(步骤S16a)，阈值扫描部和D/A转换部17，读出RAM 13内的该按键索引的阈值位准(步骤S16c)，对阈值位准N进行D/A转换，算出模拟阈值电压值V2＝V×(1/y比特)，并将模拟阈值电压值V2输出至按下判断部18(步骤17a)。
进一步，按下判断部18，将该按键的电压值V1与该按键的阈值电压值V2进行比较(步骤S18a)，在并非V1＝V2的情况下，阈值位准减算部22，将RAM 13内的D/A值(阈值位准)减去1(步骤S16b)。此外，阈值的初期值是N，所以此处是进行N＝N－1的减算处理。接着，返回步骤S16a的处理，并重复进行步骤S16a、步骤S16c、步骤S17a、步骤S18a、步骤S16b的处理。
亦即，阈值位准减算部22，针对RAM 13内的按键的阈值位准N，以N、N－1、N－2、…、x、…、3、2、1的方式逐次减去1来进行减算，而阶段性地扫描阈值位准，并反复进行V2＝V×(x/y比特)的运算直到阈值电压V2与电压V1的值一致为止。
按下判断部18，在成为V1＝V2的情况下，阈值设定切换部19，将与电压V1一致时的阈值电压V2中的阈值位准x作为间隔件的阈值位准，并将阈值位准x记忆于RAM 13的该按键地址中(步骤S19b)。进一步，CPU 2，将RAM 13的阈值位准x储存至闪存12的阈值储存区域或是阈值储存区域(个别)的该地址中(步骤S19c)。
如此，根据实施例2的键盘装置，将相同厚度的间隔件插入全部按键中，并求出将全部按键按下时与个别按键的启动识别位置对应的阈值。亦即，能够针对个别按键来作成可将按键个体差异吸收的阈值，因此即便各按键在构造上具有个体差异，也能够将按键个体差异吸收。又，亦能够针对全部按键个别地使用单独的间隔件，以藉此单独变更按键阈值。
此外，在实施例1、2中已说明过静电电容式的键盘装置，其可将任意按键的按键启动识别位置变更至任意位置，但本发明并不一定要是静电电容式的键盘装置，例如可为模拟式的输入设备，且只要是可设定阈值来将按键是否被按下(ON/OFF)的情形输出的键盘装置即可。

Claims (5)

1.一种键盘装置，其特征在于，具备：
按键群，其由多个按键所构成，且被附加上按键索引；
内存，其针对前述多个按键的各按键，可个别地将阈值数据写入至与前述按键索引对应的内存地址中、及自前述内存地址读出前述阈值数据，其中该阈值数据是用来决定前述按键是否被按下；
按键电容检测部，其检测与被选择的前述按键索引对应的前述按键的电容量；
电容电压转换部，其将由前述按键电容检测部所检测出的前述按键的电容量转换成电压；
数据转换部，其读出与被选择的前述按键索引对应的前述内存内的内存地址的阈值数据，并将前述阈值数据转换成模拟数据；以及，
按下判断部，其将来自前述数据转换部的模拟数据与来自前述电容电压转换部的电压加以比较，以判断前述按键是否被按下。
2.如权利要求1所述的键盘装置，其中，具备闪存，该闪存保存有前述多个按键的全部按键的阈值数据，且在电源起动时将前述全部按键的阈值数据写入至前述内存中。
3.如权利要求2所述的键盘装置，其中，具备通讯控制部，该通讯控制部与选择阈值的外部计算机进行通讯；
前述闪存被设置多个；
前述通讯控制部，选择包含有由前述计算机所选择出的前述阈值的前述闪存，并自被选择的前述闪存中将前述阈值数据读出至前述内存中。
4.如权利要求2或3所述的键盘装置，其中，前述闪存，在储存作业时读出被储存在前述内存中的前述阈值数据，并加以储存。
5.如权利要求1至4中任一项所述的键盘装置，其中，具备阈值设定部，该阈值设定部在来自前述数据转换部的模拟数据与来自前述电容电压转换部的电压一致的情况下，针对每个按键个别地进行将此时的前述阈值数据记忆于前述内存中的处理。
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