CN116194743A - 输入装置、输入系统和检测方法 - Google Patents

Abstract

本公开的目的是提供能够实现调节操作点的输入装置、输入系统和检测方法。输入装置(10)包括可移动构件(2)、压力传感器(6)和反转构件(5)。可移动构件(2)向下移动。压力传感器(6)通过可移动构件(2)的向下移动而被按压。反转构件(5)被配置为当可移动构件(2)的向下的移动量超过预定阈值时，使从反转构件(5)施加到压力传感器(6)的负载停止增加并开始减少。

Description

输入装置、输入系统和检测方法

技术领域

本公开总体上涉及输入装置、输入系统和检测方法，并且更具体地涉及其中的每一项都使用压力传感器的输入装置、输入系统和检测方法。

背景技术

专利文献1公开了一种开关(输入系统)，其中将要在向上/向下方向上可滑动地操作的按钮设置在通过将盖组装到基座上而形成的空间中。当通过克服由复位弹簧施加的弹簧力按下按钮时，一对接触端子变成彼此导通，从而输出操作信号。

在专利文献1的开关中，当输出操作信号时，按钮的位置(操作点)由开关的机械结构确定在固定位置处。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：JP 2015-035402 A

发明内容

本公开的目的是提供输入装置、输入系统和检测方法，所有这些都被构造或设计成使操作点可调。

根据本公开的一个方面的输入装置包括可移动构件、压力传感器和反转构件。可移动构件向下移动。压力传感器通过可移动构件的向下移动而被按压。反转构件被配置为当可移动构件的向下的移动量超过预定阈值时，使从反转构件施加到压力传感器的负载停止增加并开始减少。

根据本公开的另一方面的输入系统包括上述输入装置；以及处理单元。反转构件将施加到可移动构件的负载传递到压力传感器。压力传感器输出表示由可移动构件的向下移动施加的负载的检测值。处理单元通过将检测值与参考值进行比较来检测可移动构件是否已经移动到对应于参考值的特定位置之外。

根据本公开的另一方面的检测方法被设计为使用输入装置，该输入装置包括可移动构件、压力传感器、弹性构件和反转构件。可移动构件向下移动。压力传感器输出表示当可移动构件向下移动时由可移动构件施加的负载的检测值。弹性构件向可移动构件施加向上的力。反转构件通过克服由弹性构件施加的向上的力将施加到可移动构件的负载传递到压力传感器。反转构件被配置为，当可移动构件的向下的移动量超过预定阈值时，使从反转构件施加到压力传感器的负载停止增加并开始减少。检测方法包括获取步骤和检测步骤。获取步骤包括从压力传感器获取检测值。检测步骤包括通过将检测值与参考值进行比较来检测可移动构件是否已经移动到对应于参考值的特定位置之外。

附图说明

图1是根据示例性实施例的输入装置的透视图；

图2是输入装置的平面图；

图3是沿图2所示的平面III-III截取的并且示出了尚未操作的输入装置的横截面图；

图4是沿图2所示的平面III-III截取的并且示出了已经操作的输入装置的横截面图；

图5是输入装置的分解透视图；

图6是包括输入装置的电子器件的框图；

图7是示出输入装置的示例性操作的曲线图；和

图8是示出根据示例性实施例的检测方法的流程图。

具体实施方式

将参考附图描述根据示例性实施例的输入装置10和输入系统1。注意，下面将描述的实施例只是本公开的各种实施例中的示例性实施例，不应被解释为限制性的。相反，在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据设计选择或任何其他因素以各种方式容易地修改示例性实施例。在以下实施例的描述中将要参考的附图都是示意性表示。因此，附图中所示的各个构成元件的尺寸(包括厚度)的比率并不总是反映它们的实际尺寸比率。

(1)概述

如图1-图3所示，根据示例性实施例的输入装置10包括可移动构件2、压力传感器6和反转构件5。可移动构件2向下移动。压力传感器6通过可移动构件2的向下移动而被按压。反转构件5被配置为当可移动构件2的向下的移动量超过预定阈值(峰值阈值ST2；参考图7)时，使从反转构件5施加到压力传感器6的负载停止增加并开始减少。

输入系统1包括输入装置10和处理单元11(参见图6)。反转构件5将施加到可移动构件2的负载传递到压力传感器6。压力传感器6输出表示由可移动构件2的向下移动施加的负载的检测值。处理单元11通过将检测值与参考值进行比较来检测可移动构件2是否已经移动到与参考值相对应的特定位置(以下称为“操作点”)之外。

用户可以通过操作可移动构件2(即，通过向可移动构件2施加操作力)向下移动可移动构件2。这使得可移动构件2朝向操作点移动。此外，在向可移动构件2施加操作力时，负载从可移动构件2经由反转构件5施加到压力传感器6。压力传感器6输出表示所接收的负载(即，压力)的检测值。

在这种情况下，可以通过将参考值设定为适当值来调整操作点。也就是说，为输入装置10提供压力传感器6使得操作点可调节。如本文中使用的，操作点是指可移动构件2在处理单元11生成指示可移动构件2已经移动超过某个位置的操作信号时的位置。换句话说，操作点是可移动构件2在处理单元11检测到对可移动构件2执行的操作时的位置。例如，可以在输入系统1的制造过程中在装运输出系统1之前设定参考值。替代地，例如，也可以通过用户在输入接口103(参考图6)上执行的操作来设定参考值。

例如，输入系统1可以用于向各种类型的电子器件输入命令。例如，输入系统1的输入装置10可以内置于用于操作计算机的键盘中。也就是说，输入装置10的可移动构件2可以用作键盘的键。

输入系统1可以被保持在例如电子器件100的壳体中(参见图6)。随着施加到压力传感器6的负载(压力)增加，压力传感器6的检测值相应地增加。当其量等于或大于预定值的负载被施加到可移动构件2以使可移动构件2移动超过操作点时，压力传感器6的检测值达到参考值。然后，处理单元11生成指示可移动构件2已经移动超过操作点的操作信号，并将操作信号输出到容纳在电子器件100的壳体中的控制单元101(参考图6)。控制单元101被配置为对电子器件100执行总体控制。根据处理单元11提供的操作信号，控制单元101向容纳在电子器件100的壳体中的电路模块102(参见图6)输出用于控制电路模块102的控制信号。

在将要对可移动构件2执行的各种类型的操作中，使可移动构件2超过操作点的操作是关于输入装置10和电子器件100的有效操作。另一方面，使可移动构件2不超过操作点的操作是关于输入装置10和电子器件100的无效操作。

当可移动构件2被操作为超过操作点时，电子器件100做出预定响应。当电子器件100做出预定响应时，可移动构件2的移动量根据参考值而变化。因此，用户感觉到的电子器件100的响应速度可以通过调整参考值来增加或减小。根据本公开的输入装置10特别有效地用作电子竞技的输入装置(例如键盘)，其中响应速度应该稍微提高。

同时，假设处理单元11基于可移动构件2移动时将要打开和关闭的触点的打开和关闭状态而检测到可移动构件2已经移动超过操作点的情况来作为根据本实施例的输入系统1的比较示例。在该比较示例中，如果触点的接触电阻已经增加，例如，处理单元11可能无法准确检测到可移动构件2已经移动超过操作点。相反，根据本实施例的输入系统1可以减少进行这种不准确检测的机会。

注意，本文中使用的术语“下”和“向下”仅指可移动构件2在操作时移动的方向，不应解释为限制输入装置10的使用方向。相反，输入装置10也可以沿这样的取向使用：该取向例如使如本文所使用的“向下”(朝下)变成向上、向前、向后、向左或向右。

同样，如本文中使用的术语“上”和“向上”仅指与术语“下”和“向下”所指方向相反的方向，不应解释为限制输入装置10的使用方向。相反，输入装置10也可以沿这样的取向使用：该取向例如使如本文所使用的“上”(向上)变成向下、向前、向后、向左或向右。

(2)详细信息

接下来，将进一步详细描述根据本实施例的输入系统1。除非另有说明，否则将在没有负载通过操作施加到可移动构件2的假设下描述输入系统1的各个构成元件。

如图6所示，输入系统1包括输入装置10和处理单元11。输入系统1优选地还包括控制单元101和输入接口103。

如图1-图5所示，输入装置10包括可移动构件2、盖3、弹性构件4、反转构件5、压力传感器6和壳体7。此外，如图3所示，输入装置10还包括光源81和光源81安装在其上的板82。

可移动构件2和压力传感器6沿向上/向下方向彼此叠置地布置。当从可移动构件2观察时，压力传感器6设置在可移动构件2的下方。当从压力传感器6观察时，可移动构件2设置在压力传感器6上方。在图4中，第一方向X1对应于向下方向，第二方向X2对应于向上方向。注意，指示第一方向X1和第二方向X2的箭头在图4中仅出于说明目的而示出，并且是不真实的。

在以下实施例的描述中，稍后将描述的两个端子622(参考图2)并排布置的方向在此定义为向右/向左方向，并且垂直于向上/向下方向、向右/向左方向这两个方向的方向在此被定义为向前/向后方向。然而，这些方向不被限定为将输入装置10的使用方向限制为任何特定方向。

(2.1)壳体

如图5所示，壳体7包括底壁71、周壁72、内筒部73和多个(例如，在本实施例中为四个；参见图2)引挂部74。

底壁71具有矩形板形状。如本文中使用的，“矩形”是包括正方形和矩形的概念。周壁72沿着底壁71的厚度从底壁71的外边缘突出(即，向上突出)。因此，壳体7形成为具有开口顶部的盒的形状。在俯视图中，周壁72的内边缘的分别对应于四个角的部分被倒角。

内筒部73具有圆筒形形状。内筒部73从围绕底壁71的中心的圆形区域沿着底壁71的厚度突出(即，向上突出)。此外，底壁71的位于内筒部73内部的部分是开放的。也就是说，壳体7具有贯通部75。贯通部75是覆盖内筒部73的内部空间和底壁71的开口的空腔。贯通部75在向上/向下方向上贯穿壳体7。在俯视图中，贯通部75具有圆形形状。

多个(例如，四个)引挂部74是从周壁72的外表面突出的突起。如图2所示，四个引挂部74中的两个引挂部74从周壁72的前表面突出，并且在向右/向左方向上并排布置。另外两个引挂部74从周壁72的后表面突出，并且在向右/向左方向上并排布置。

(2.2)盖

盖3由金属材料制成。盖3包括盖本体31和多个(例如，在本实施例中为四个)引挂爪32。

盖本体31具有矩形板形状。盖本体31的厚度与向上/向下方向对齐。盖本体31与壳体7的周壁72的顶表面接触。盖本体31从壳体7的上方覆盖壳体7。盖本体31具有贯通部310，该贯通部310是贯穿盖本体31的通孔。贯通部310被设置成穿过包括盖本体31的中心的区域。在俯视图中，贯通部310具有圆形形状。可移动构件2设置在贯通部310的内部。

多个(例如，四个)引挂爪32从盖本体31突出。这些引挂爪32中的每一个都从盖本体31向下突出，然后从其底部向左或向右进一步突出。

四个引挂爪32中的两个引挂爪从盖本体31的前边缘突出，并沿向右/向左方向并排布置。另外两个引挂爪32从盖本体31的后边缘突出，并沿向右/向左方向并排布置。

多个引挂爪32与壳体7的多个引挂部74一一对应。每个引挂爪32都引挂在相应的一个引挂部74上。这允许壳体7和盖3连接在一起。也就是说，壳体7和盖3通过卡扣配合连接在一起。多个引挂爪32和多个引挂部74用作将壳体7和盖3连接在一起的连接结构。

(2.3)压力传感器

压力传感器6是电容式压力传感器。如图3和图5所示，压力传感器6包括第一电极61、第二电极62、中间构件63和绝缘片64。

中间构件63具有弹性。中间构件63介于第一电极61和第二电极62之间。绝缘片64夹设在中间构件63和第二电极62之间。更具体地，第一电极61、中间构件63、绝缘片64和第二电极62按此顺序在向上/向下方向上彼此叠置地布置，使得第一电极61位于顶部，第二电极61位于底部。

(2.3.1)第一电极和第二电极

第一电极61和第二电极62中的每一个都是具有导电性的金属板。第一电极61和第二电极62彼此电绝缘。

第一电极61具有矩形板形状。第一电极61具有贯通部610，该贯通部610是贯穿第一电极61的通孔。贯通部610被设置成穿过包括第一电极61的中心的区域。在俯视图中，贯通部610具有圆形形状。在贯通部610的内部，设置有壳体7的内筒部73。

第二电极62具有矩形板形状。第二电极62具有贯通部620，该贯通部620是贯穿第二电极61的通孔。贯通部620被设置为穿过包括第二电极62的中心的区域。在俯视图中，贯通部620具有圆形形状。在贯通部620的内部，设置有壳体7的内筒部73。

第二电极62通过插入成型与壳体7一体化。也就是说，通过使用第二电极62作为插入构件来将壳体7插入成型的。

此外，第二电极62被分成两个电极片P1。也就是说，第二电极62包括两个电极片P1。这两个电极片P1在向右/向左方向上并排布置。这两个电极片P1彼此电绝缘。贯通部620设置在这两个电极片P1之间。

这两个电极片P1中的每一个都包括电极本体621和端子622。也就是说，第二电极62包括两个电极本体621和两个端子622。

在俯视图中，这两个电极本体621中的每一个都具有U形形状。这两个电极本体621在向右/向左方向上并排布置，以彼此隔开，其中，这两个电极本体621的末端面向彼此。这两个电极本体621彼此电绝缘。这两个电极本体621经由绝缘片64和中间构件63面向第一电极61。

这两个端子622中的每一个都暴露在壳体7之外。更具体地，这两个端子622中的一个暴露于壳体7的右侧，而另一个端子622暴露于壳体7的左侧。这两个端子622例如通过焊接而机械连接并电连接到板82上的导电构件(参见图3)。作为焊接技术，例如可以采用回流焊接或DIP焊接。这两个端子622与处理单元11电连接(参见图6)。

在两个电极片P1中的每一个中，端子622连接到电极本体621。端子622从壳体7的内部穿过壳体7延伸到壳体7的外部。

(2.3.2)绝缘板

第二电极62和中间构件63经由绝缘层彼此电绝缘。在本实施例中，绝缘片64用作绝缘层。

绝缘片64具有电气绝缘性。绝缘片64具有矩形板形状。绝缘片64具有贯通部640，该贯通部640是贯穿绝缘片64的通孔。贯通部640被设置为穿过包括绝缘片64的中心的区域。在俯视图中，贯通部640具有圆形形状。在贯通部640的内部，设置有壳体7的内筒部73。

(2.3.3)中间构件

中间构件63由具有导电性的橡胶制成。更具体地，通过在作为绝缘体的橡胶中均匀地分散诸如碳颗粒的导电颗粒来形成中间构件63。用于将中间构件63成型的方法的示例包括液体注射成型(LIM)。

中间构件63整体形成为板状。当沿着中间构件63的厚度观察时，中间构件63具有矩形外周边缘形状。中间构件63经由绝缘片64面向第二电极62的两个电极本体621。中间构件63和第二电极62通过绝缘片64彼此电绝缘。

中间构件63具有贯通部630，该贯通部630是贯穿中间构件63的通孔。贯通部630被设置为穿过包括中间构件63的中心的区域。在俯视图中，贯通部630具有圆形形状。在贯通部630的内部，设置有壳体7的内筒部73。

如图3所示，中间构件63包括基部631和多个突起632。基部631具有板状形状。基部631具有矩形的外周边缘形状。在沿着基部631的厚度的两个表面中，面向第一电极61的表面(即，上表面)与第一电极61接触，从而使得中间构件63电连接到第一电极61。多个突起632沿着基部631的厚度从两个表面中面向第二电极62的表面(即，下表面)突出。

中间构件63在多个突起632处与绝缘片64接触。使中间构件63在多个突起632处而不是在基部631上与绝缘片64接触，稳定了中间构件63和绝缘片64之间的接触状态。

在向可移动构件2施加操作力时，负载通过反转构件5从可移动构件2传递到压力传感器6。中间构件63在该负载下被压缩。更具体地，中间构件63在向上/向下方向上被压缩，从而缩短了第一电极61和第二电极62之间的距离。在移除操作力时，中间构件63恢复中间构件63在被施加操作力之前所呈现的原始形状。

当向下推动可移动构件2时，中间构件63在向上/向下方向上被压缩并变形以在垂直于向上/向下方向的方向上膨胀。当中间构件63变形时，中间构件63与第二电极62(的两个电极片P1)之间的静电电容变化。压力传感器6从两个端子622输出包括关于静电电容变化的信息的模拟电信号(检测值)。处理单元11(参考图6)基于由压力传感器6提供的检测值执行处理。注意，在图6中，使用两个电极片P1中的一个电极片P1和中间构件63作为对向电极的电容器用C1表示，并且使用另一个电极片P1和中间元件63作为对向电极的电容器用C2表示。

压力传感器6输出表示电容器C1、C2的组合电容的电信号作为检测值。这允许处理单元11基于组合电容测量施加到压力传感器6的负载的大小。

可以采用各种已知方法中的任何一种，作为允许处理单元11测量静电电容(即，上述组合电容)的方法。例如，可以采用开关电容器方法。根据开关电容器方法，基于存储在作为测量目标的目标电容器(其中中间构件63和第二电极62用作一对对向电极)中的电荷的量来测量目标电容器的静电电容(变化)。开关电容器方法例如需要交替地执行对目标电容器充电预定时间的充电处理和从目标电容器放电并用已经存储在目标电容器中的电荷对电容器充电以进行判定的放电处理。通过两个端子622进行充电和放电。当用于判定的电容器两端的电压达到规定值时，放电处理结束，而充电处理开始。也就是说，目标电容器的静电电容越大，用于判定的电容器两端的电压在预定时间内达到规定值的次数就越多。因此，可以基于用于判定的电容器两端的电压在预定时间内达到规定值的次数来测量目标电容器的静电电容。

(2.4)反转构件

反转构件5通过克服从弹性构件4沿第二方向X2(即，沿向上方向)施加的力，将施加到可移动构件2的负载传递到压力传感器6。当已经小于峰值阈值ST2的可移动构件2在第一方向X1(即，向下方向)上的移动量超过峰值阈值ST2时，从反转构件5施加到压力传感器6的负载停止增加并开始减少。也就是说，负载的变化方向反转。

反转构件5为板簧。反转构件5是所谓的“金属圆顶”。例如，反转构件5可以被构造为例如不锈钢(SUS)的金属板。如图5中所示，反转构件5包括本体51和多个(例如，在图5所示的示例中为四个)支腿52。

在俯视图中，本体51具有环形形状。也就是说，本体51具有贯通部510，该贯通部510是贯穿本体51的通孔。贯通部510被设置成穿过包括本体51的中心的区域。在俯视图中，贯通部510具有圆形形状。在贯通部510的内部，设置有壳体7的内筒部73。

多个支腿52从本体51的外周边缘突出。多个支腿52沿着本体51的半径从本体51倾斜向下突出。多个支腿52沿着本体51的圆周以规则的间隔布置。多个(例如，四个)支腿52与壳体7的周壁72的内边缘的四个角一一对应。每个支腿52设置成邻近其对应的角。

如图3所示，反转构件5形成为使得其中心部分向上凸起。也就是说，反转构件5具有圆顶形状。

本体51的上表面与可移动构件2接触。更具体地，围绕本体51的贯通部510的外围边缘部分与可移动构件2接触。多个支腿52的相应末端与压力传感器6的第一电极61接触。以这种方式，反转构件5被插入在可移动构件2和压力传感器6之间。

由于用户进行的操作，当向可移动构件2施加大小等于或大于预定值的负载时，反转构件5在从可移动构件2接收的负载下弯曲和变形。具体地，如图4所示，反转构件5在屈折部分511处被屈折以变形，使得其中心部分凸起。如本文中使用的，“屈折部分”是指当反转构件5在向可移动构件2施加预定大小或更大的力时而被屈折时形成的反转构件5的凸部和凹部之间的边界。如本文中使用的，“凹部”是指图4所示的更靠近反转构件5的中心的区域，而“凸部”是指位于凹部外部的区域。当不对反转构件5施加力时，屈折部分511不必在外观上与反转构件5的其他部分区分开来。

根据本实施例的屈折部分511是指本体51和多个支腿52中的每个支腿之间的边界(参见图5)。

当反转构件5弯曲和变形时，从反转构件5施加到压力传感器6的负载急剧减小。此外，当反转构件5弯曲和变形时，从可移动构件2施加到用户(操作者)的负载也急剧减小。这给用户一种点击感。

当用户不再向可移动构件2施加负载时，反转构件5恢复其在用户向可移动构件2施加负载之前反转构件5所呈现的原始形状。

(2.5)可移动构件

可移动构件2是用户将要操作的目标。用户可以通过将他或她的一根手指放在可移动构件2上直接操作可移动构件2或者通过可移动构件2以外的构件间接地操作可移动构件2。

例如，可移动构件2可以由合成树脂制成。可移动构件2优选地具有透光性。

如图3所示，可移动构件2包括顶部21、侧壁22、凸缘23和肋24。

顶部21具有圆盘形状。顶部21的厚度与向上/向下方向对齐。顶部21具有贯穿顶部21的通孔210。通孔210被设置成穿过包括顶部21的中心的区域。在俯视图中，通孔210具有圆形形状。

侧壁22具有圆柱形状。侧壁22从顶部21的外周边缘向下突出。

在俯视图中，凸缘23具有环形形状。凸缘23沿着侧壁22的半径从侧壁22的外表面突出。

在仰视图中，肋24具有环形形状。肋24从侧壁22的底部向下突出。肋24的内径等于侧壁22的内径。肋24的外径小于侧壁22的外径。

侧壁22穿过盖本体31的贯通部310。如图3所示，当没有负载通过操作施加到可移动构件2时，凸缘23的上表面与盖本体31的下表面接触。同时，肋24的下表面与反转构件5的本体51的上表面接触。

当不通过操作对可移动构件2施加负载时，反转构件5被可移动构件2以相对较小的力推动并弯曲。因此，向上的弹力从反转构件5施加到可移动构件2。然而，凸缘23的上表面与盖本体31的下表面接触，从而限制可移动构件2的向上移动。也就是说，盖本体31(盖3)抵抗从反转构件5施加的弹力向可移动构件2施加反作用力。

可以看出，盖本体31用作预加载构件，以用于保持输入系统1的预加载状态。如本文中使用的，“预加载状态”是指当可移动构件2未被操作时，负载从可移动构件2施加到压力传感器6的状态。也就是说，在预加载状态下，从盖本体31施加到可移动构件2的反作用力(负载)经由反转构件5传递到压力传感器6。

(2.6)弹性构件

弹性构件4向可移动构件2施加向上的偏置力。弹性构件4通过可移动构件2的向下移动而被压缩。根据本实施例的弹性构件4是压缩螺旋弹簧。弹性构件4的膨胀/压缩方向与向上/向下方向对齐。弹性构件4的上端处的弹簧座与可移动构件2的顶部21接触。另一方面，弹性构件4的下端处的弹簧座与壳体7的底壁71接触。也就是说，弹性构件4被夹在可移动构件2和壳体7之间。弹性构件4围绕壳体7的内筒部73设置。

当没有通过操作向可移动构件2施加负载时，向上的偏置力从弹性构件4施加到可移动构件2，并且向上的力也从反转构件5施加到可移动构件2。这保持了可移动构件2的凸缘23的上表面与盖本体31的下表面接触。

(2.7)板和光源

板82可以是例如印刷线路板。壳体7固定在板82上。此外，第二电极62的两个端子622电连接到板82。此外，光源81安装在板82上。

光源81可以是例如发光二极管元件。光源81在被供电的情况下发光。光源81设置在壳体7的内筒部73内。从光源81发射的光穿过可移动构件2的通孔210并辐射到可移动构件2上方的空间中。这允许可移动构件2的表面被光装饰，从而使输入装置10成为令人印象深刻的装置。

(2.8)处理单元

处理单元11(参见图6)包括计算机系统，该计算机系统包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。通过使一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序来执行处理单元11的至少一些功能。程序可以预先存储在存储器中。该程序还可以经由诸如因特网的通信线路下载，或者在已经存储在诸如存储卡的非暂时性存储介质中之后分发。

处理单元11通过将由压力传感器6提供的检测值与参考值进行比较，检测到可移动构件2是否已经移动到与参考值相对应的特定位置(即，操作点)之外。更具体地说，当发现检测值等于参考值时，处理单元11检测到可移动构件2已经移动到操作点之外。另一方面，当发现检测值不等于参考值时，处理单元11没有检测到可移动构件2已经移动到操作点之外。参考值预先存储在存储器中。

注意，如本文中使用的，如果某个值与另一个值“相等”，则这两个值不必彼此完全相等，但也可能在公差范围内彼此不同。例如，表达式检测值“等于”参考值意味着检测值和参考值之间的差值是落在包括0的预定范围内的值。

当检测到可移动构件2已经移动到操作点之外时，处理单元11输出操作信号。

(2.9)控制单元

控制单元101根据处理单元11提供的操作信号控制电路模块102。

控制单元101包括计算机系统，该计算机系统包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。通过使一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序来执行控制单元101的至少一些功能。程序可以预先存储在存储器中。该程序还可以经由诸如因特网的通信线路下载，或者在已经存储在诸如存储卡的非暂时性存储介质中之后分发。

(2.10)电路模块

电路模块102执行处理以允许电子器件100执行预定功能。例如，如果电子器件100是用于操作计算机终端的键盘，则推动可移动构件2的操作对应于键输入。根据处理单元11响应于键输入而提供的操作信号，控制单元101向电路模块102输出控制信号。响应于控制信号，电路模块102向计算机终端发送指示是否有任何键输入的信号。

(2.11)输入接口

输入接口103接受设定参考值的操作。输入接口103包括例如开关、双列直插式开关或拨盘中的至少一个。

输入接口103可以是输入系统1的组成元件。

(3)示例性操作

接下来，将参考图7描述输入系统1的示例性操作。

在图7中，横坐标表示可移动构件2在第一方向X1上的移动量(以下称为“行程ST”)。在这种情况下，假设在可移动构件2未被操作的状态下可移动构件2的移动量为0。在图7中，纵坐标表示施加到压力传感器6并由压力传感器6检测到的负载的大小(以下称为“传感器负载F”)。根据与弹性构件4(压缩螺旋弹簧)的变形有关的特性和与反转构件5的变形相关的特性确定行程ST和传感器负载F之间的关系。

即使在可移动构件2未被操作时，负载(预加载负载)也通过可移动构件2和反转构件5从盖本体31(预加载构件)施加到压力传感器6。因此，传感器负载F大于0。在图7中由虚线曲线示出了在没有设置盖本体31并且没有预加载负载施加到压力传感器6的情况下行程ST和传感器负载F之间的关系，以供参考。

在根据本实施例的输入系统1中，在可移动构件2未被操作的状态下，行程ST＝0，传感器负载F＝F1，其中F1是作为预加载负载施加到压力传感器6的负载。

在行程ST等于或大于0且等于或小于峰值阈值ST2的范围内，随着行程ST的增加，传感器负载F也单调增加。当行程ST等于峰值阈值ST2时，传感器负载F达到局部最大值F2。

在行程ST等于或大于峰值阈值ST2且等于或小于底部阈值ST4的范围内，随着行程ST的增加，传感器负载F单调减小。当行程ST等于底部阈值ST4时，传感器负载F达到局部最小值F4。

当行程ST从小于峰值阈值ST2的值增加到大于峰值阈值ST2的值时，反转构件5弯曲和变形。这导致传感器负载F急剧下降。此外，此时从可移动构件2施加到用户的负载也急剧减小。这给用户一种点击感。

在行程ST大于底部阈值ST4的范围内，随着行程ST的增加，传感器负载F单调增加。

设定参考值F3，以使得在可移动构件2的移动量从0单调增加的情况下，在由反转构件5通过可移动构件2施加给用户的负载已经停止增加并开始减少之后，压力传感器6的检测值(即，传感器负载F)达到参考值F3。也就是说，参考值F3被设定为等于或小于传感器负载F的局部最大值F2并且等于或大于其局部最小值F4的值。

更具体地，参考值F3是对应于比在预加载状态下施加到压力传感器6的负载F1轻的负载的值。换言之，处理单元11使用对应于比预加载状态下施加到压力传感器6的负载F1轻的负载的值作为参考值F3。

同时，在施加到可移动构件2的负载的大小逐渐增加的情况下，局部最小值F4是传感器负载F的最小值。也就是说，当施加到可移动构件2的负载从预加载状态开始增加时，当移动量(行程ST)为底部阈值ST4时，从反转构件5传递到压力传感器6的负载变为最小值(局部最小值F4)。处理单元11使用等于或大于最小值(局部最小值F4)的值作为参考值F3。

总之，参考值F3被设定为等于或小于在预加载状态下施加到压力传感器6的负载F1并且等于或大于局部最小值F4的值。这样设定的参考值F3是在可移动构件2的移动量(行程ST)等于或大于0且等于或小于底部阈值ST4的范围内仅对应于一个移动量(行程ST)的值。这样可以减少处理单元11在行程ST达到与参考值F3对应的值ST3之前错误检测到可移动构件2已经移动到操作点之外的可能性。

当发现压力传感器6的检测值(传感器负载F)等于参考值F3时，处理单元11检测到可移动构件2已经移动到操作点之外。也就是说，当发现行程ST已经达到与参考值F3对应的值ST3时，处理单元11检测到可移动构件2已经移动到操作点之外。

当用户停止向可移动构件2施加负载时，反转构件5恢复其在可移动构件2被操作之前反转构件5所呈现的原始形状。此外，弹性构件4还恢复其在可移动构件2被操作之前弹性构件4所呈现的原始形状。结果，可移动构件2返回到其原始位置，如图3所示，其中可移动构件2在被操作之前位于原始位置。

如上所述，当可移动构件2被操作以使可移动构件2超出操作点时，电子器件100(参考图6)做出预定响应。当电子器件100做出预定响应时，可移动构件2的移动量(行程ST)根据参考值而变化。如果当施加到可移动构件2的负载相对较重而行程ST落在从峰值阈值ST2到底部阈值ST4的范围内时，将参考值设定为使可移动构件2超过操作点，则用户感觉电子器件100做出预定响应需要相对较短的时间。换句话说，用户感觉响应速度相对较快。另一方面，如果当施加到可移动构件2的负载相对较轻而行程ST落在从峰值阈值ST2到底部阈值ST4的范围内时，将参考值设定为使可移动构件2超过操作点，则用户感觉响应速度相对较慢。也就是说，可以通过调整参考值来增加或减少用户感觉到的响应速度。

(变型例)

接下来，将逐一列举示例性实施例的变型例。可选地，可以适当地组合采用下面将描述的变型例。

处理单元11可以配置为，当发现检测值等于或小于参考值时，检测可移动构件2是否已经移动到操作点之外，但当发现检测值大于参考值时，不检测可移动构件2是否已经移动到操作点之外。

输入系统1本身可以用作输入接口103的至少一部分。输入接口103例如可以是包括多个输入系统1的键盘。

替代地，可以提供多个输入系统1，并且一些输入系统1可以用作另一输入系统1的输入接口103的至少一部分。

如果提供了多个输入系统1，则多个输入系统1可以共享单个处理单元11或多个处理单元11。

输入系统1不必一定要用于键盘。输入系统1可以用于各种类型的电子器件中。例如，输入系统1可以用于照明设备中。也就是说，可移动构件2也可以用作经受改变照明设备的光源的照明状态的操作的按钮。

可以设定多个参考值。例如，可以将第一参考值和第二参考值设定为多个参考值。使用输入系统1的电子器件100可以根据压力传感器6的检测值是否等于第一参考值或第二参考值而做出不同的响应。

中间构件63不必一定要具有导电性。即使如此，在向上/向下方向上压缩中间构件63也使得第一电极61和第二电极62之间的距离更短，从而改变第一电极61与第二电极61之间的静电电容。压力传感器6可以基于静电电容检测施加到压力传感器6自身的压力。

弹性构件4不必一定是压缩螺旋弹簧。替代地，弹性构件4也可以是例如板簧或橡胶片。

第二电极62的两个电极片P1可以各自包括第二绝缘移位接触件，该第二绝缘移位接触件机械和电气地连接到被保持在板82上的第一绝缘移位接触件。

压力传感器6不必一定是电容式压力传感器。可选地，压力传感器6也可以是例如用于将电阻的变化转换成电信号的电阻应变传感器或用于将磁导率的变化转换为电信号的磁致伸缩应变传感器。

中间构件63和第二电极62之间的绝缘层不必一定被配置为绝缘片64。可选地，绝缘层也可以是例如空气。也就是说，输入装置10可以具有用于调节中间构件63和第二电极62之间的位置关系以在中间构件63与第二电极61之间产生气隙的结构。

在上述示例性实施例中，反转构件5被构造为单个板簧。可选地，也可以通过将多个板簧彼此叠置而形成反转构件5。在这种情况下，使反转构件5弯曲和变形所需的力的大小发生变化，并且输入装置10的操作者根据彼此叠置的板簧的数量而感受到不同的感觉。

可选地，输入系统1的功能也可以实现为例如检测方法、(计算机)程序或在其上存储程序的非临时存储介质。

根据一个方面的检测方法被设计为使用输入装置10，该输入装置包括可移动构件2、压力传感器6、弹性构件4和反转构件5。可移动构件2向下移动。压力传感器6输出表示当可移动构件2向下移动时由可移动构件2施加的负载的检测值。弹性构件4向可移动构件2施加向上的力。反转构件5通过克服由弹性构件4施加的向上的力，将施加到可移动构件2的负载传递到压力传感器6。反转构件5被配置为，当可移动构件2的向下的移动量超过预定阈值(峰值阈值ST2)时，使从反转构件5施加到压力传感器6的负载停止增加并开始减少。检测方法包括获取步骤和检测步骤。获取步骤包括从压力传感器6获取检测值(传感器负载F)。检测步骤包括通过将检测值与参考值F3进行比较来检测可移动构件2是否已经移动到与参考值F3相对应的特定位置之外。

将参考图8进一步详细描述该检测方法。

检测方法由处理单元11执行。步骤S1(获取步骤)包括从压力传感器6获取检测值(传感器负载F)。

此后，步骤S2(检测步骤)包括将传感器负载F与参考值F3进行比较。如果传感器负载F等于参考值F3(如果在步骤S2中回答为“是”)，则判定可移动构件2已经移动到与参考值F3相对应的特定位置之外，即，(在步骤S3中)判定已经对输入装置10执行了有效操作。另一方面，除非传感器负载F等于参考值F3(如果在步骤S2中回答为“否”)，否则判定可移动构件2没有移动到对应于参考值F3的特定位置之外。也就是说，(在步骤S4中)判定没有对输入装置10执行操作或对输入装置10执行了无效操作。

处理单元11以固定的时间间隔重复执行这一系列处理步骤S1-S4。注意，图8所示的流程图仅示出了根据本公开的示例性检测方法。因此，图8所示的处理步骤可以适当地以不同的顺序执行，可以根据需要执行附加的处理步骤，或者可以适当地省略至少一个处理步骤。

根据一个方面的程序被设计为使一个或多个处理器执行上述检测方法。

根据本公开的输入系统1包括计算机系统。计算机系统包括处理器和存储器作为其主要硬件部件。根据本公开的输入系统1的至少一些功能可以通过使处理器执行存储在计算机系统的存储器中的程序来执行。程序可以预先存储在计算机系统的存储器中。替代地，程序也可以通过通信线路下载，或者在已经被记录在诸如存储卡、光盘或硬盘驱动器的某些非暂时性存储介质(这些介质中的任何一个对于计算机系统都是可读的)中之后被分发。计算机系统的处理器可以由包括半导体集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)的单个或多个电子电路构成。如本文中使用的，诸如IC或LSI的“集成电路”根据其集成程度以不同的名称命名。集成电路的示例包括系统LSI、甚大规模集成电路(VLSI)和超大规模集成电路(ULSI)。可选地，还可以采用在已经制造LSI之后要编程的现场可编程门阵列(FPGA)或允许重新配置LSI内部的连接或电路区段的可重新配置逻辑装置作为处理器。这些电子电路可以一起被集成在单个芯片上，也可以分布在多个芯片上，以适当的为准。这些多个芯片可以在单个装置中聚合在一起或分布在多个装置中而不受限制。如本文中使用的，“计算机系统”包括微控制器，该微控制器包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。因此，微控制器也可以被实现为包括半导体集成电路或大规模集成电路的单个或多个电子电路。

此外，在上述实施例中，输入系统1的多个功能在单个装置中聚合在一起。然而，这不是输入系统1的基本配置，并且不应被解释为限制。可选地，输入系统1的那些组成元件可以分布在多个不同的装置中。例如，处理单元11可以与输入装置10分开提供。替代地，输入系统1的至少一些功能(例如，处理单元11的一些功能)也可以被实现为云计算系统。

相反，例如，根据上述示例性实施例，输入系统1的分布在多个装置中的至少一些功能，可以在单个装置中聚合在一起。例如，分布在处理单元11和控制单元101中的功能可以在单个装置中聚合在一起。执行处理单元11的功能的处理器也可以用作执行控制单元101的功能的处理器。

(重述)

上述实施例及其变型例可以是本公开的以下方面的具体实现。

根据第一方面的输入装置(10)包括可移动构件(2)、压力传感器(6)和反转构件(5)。可移动构件(2)向下移动。压力传感器(6)通过可移动构件(2)的向下移动而被按压。反转构件(5)被配置为，当可移动构件(2)的向下的移动量超过预定阈值(峰值阈值ST2)时，使从反转构件(5)施加到压力传感器(6)的负载(F1)停止增加并开始减少。

该配置例如通过使设置在输入装置(10)外部的处理单元(11)将由压力传感器(6)提供的检测值与参考值(F3)进行比较，确定可移动构件(2)是否已经移动到与参考值(F3)相对应的特定位置(以下称为“操作点”)之外。此外，该配置还使得能够通过将参考值(F3)设定为适当的值来调整操作点。也就是说，为输入装置(10)提供压力传感器(6)使得操作点可调节。

根据可以结合第一方面实施的第二方面的输入装置(10)，还包括弹性构件(4)。弹性构件(4)向可移动构件(2)施加向上的力。弹性构件(4)通过可移动构件(2)的向下移动而被压缩。

该配置允许已经向下移动的可移动构件(2)在弹性构件(4)施加的弹力的作用下向上返回其原始位置。

根据可以结合第一方面或第二方面实施的第三方面的输入装置(10)，还包括光源(81)。可移动构件(2)具有通孔(210)，从光源(81)发射的光穿过该通孔。

该配置利用发出的光可以使输入装置(10)令人印象深刻。

注意，根据第二方面和第三方面的构成元件不是输入装置(10)的必要构成元件，可以适当省略。

根据第四方面的输入系统(1)包括：根据第一方面至第三方面中任一方面的输入装置(10)；以及处理单元(11)。反转构件(5)将施加到可移动构件(2)的负载传递到压力传感器(6)。压力传感器(6)输出表示由可移动构件(2)的向下移动施加的负载的检测值。处理单元(11)通过将检测值与参考值(F3)进行比较来检测可移动构件(2)是否已经移动到与参考值相对应的特定位置(F3)之外。

该配置能够通过将参考值(F3)设定为适当值来调整操作点。

根据可以结合第四方面实施的第五方面的输入系统(1)，还包括预加载构件(盖本体31)。预加载构件保持预加载状态。预加载状态是在可移动构件(2)未被操作的同时从可移动构件(2)向压力传感器(6)施加负载(F1)的状态。处理单元(11)使用与比在预加载状态下施加到压力传感器(6)的负载(F1)轻的负载相对应的值作为参考值(F3)。

这种配置可以减少处理单元(11)错误地检测对可移动构件(2)的操作的概率。

在根据可以结合第五方面实施的第六方面的输入系统(1)中，当施加到可移动构件(2)的负载从预加载状态增加时，当移动量为预定底部阈值(ST4)时，从反转构件(5)传递到压力传感器(6)的负载达到最小值(局部最小值F4)。处理单元(11)使用等于或大于最小值(局部最小值F4)的值作为参考值(F3)。

这种配置可以减少处理单元(11)错误地检测对可移动构件(2)的操作的概率。

根据可以结合第四方面至第六方面中任一方面实施的第七方面的输入系统(1)，还包括输入接口(103)，其接受设定参考值(F3)的操作。

这种配置允许用户例如设定参考值(F3)。

注意，根据第五方面至第七方面的组成元件不是输入系统(1)的必要组成元件，可以适当省略。

根据第八方面的检测方法被设计为使用输入装置(10)，该输入装置包括可移动构件(2)、压力传感器(6)、弹性构件(4)和反转构件(5)。可移动构件(2)向下移动。压力传感器(6)输出表示当可移动构件(2)向下移动时由可移动构件(2)施加的负载的检测值。弹性构件(4)向可移动构件(2)施加向上的力。反转构件(5)通过克服由弹性构件(4)施加的向上的力，将施加到可移动构件(2)的负载传递到压力传感器(6)。反转构件(5)被配置为，当可移动构件(2)的向下的移动量超过预定阈值(峰值阈值ST2)时，使从反转构件(5)施加到压力传感器(6)的负载停止增加并开始减少。检测方法包括获取步骤和检测步骤。获取步骤包括从压力传感器(6)获取检测值。检测步骤包括通过将检测值与参考值(F3)进行比较来检测可移动构件(2)是否已经移动到与参考值(F3)相对应的特定位置之外。

这种配置使得能够通过将参考值(F3)设定为适当值来调整操作点。

注意，这些不是本公开的唯一方面，但是根据上述示例性实施例的输入系统(1)的各种配置(包括变型例)也可以实现为检测方法和程序。

附图标记列表

1 输入系统

2 可移动构件

4 弹性构件

5 反转构件

6 压力传感器

10 输入装置

11 处理单元

31 盖本体(预加载构件)

81 光源

103 输入接口

210 通孔

F1 负载

F3 参考值

F4 局部最小值(最小值)

ST2 峰值阈值(预定阈值)

ST4 底部阈值。

Claims (8)

1.一种输入装置，包括：

可移动构件，其被配置为向下移动；

压力传感器，其被配置为通过所述可移动构件的向下移动而被按压；和

反转构件，其被配置为当所述可移动构件的向下的移动量超过预定阈值时，使从所述反转构件施加到所述压力传感器的负载停止增加并开始减少。

2.如权利要求1所述的输入装置，还包括弹性构件，所述弹性构件被配置为向所述可移动构件施加向上的力，其中，

所述弹性构件被配置为通过所述可移动构件的向下移动而被压缩。

3.如权利要求1或2所述的输入装置，还包括光源，其中，

所述可移动构件具有通孔，从所述光源发射的光穿过所述通孔。

4.一种输入系统，包括：

如权利要求1至3中任一项所述的输入装置；和

处理单元，

所述反转构件被配置为将施加到所述可移动构件的负载传递到所述压力传感器，

所述压力传感器被配置为输出表示由所述可移动构件的所述向下移动施加的所述负载的检测值，

所述处理单元被配置为通过将所述检测值与参考值进行比较来检测所述可移动构件是否已经移动到与所述参考值相对应的特定位置之外。

5.如权利要求4所述的输入系统，还包括预加载构件，所述预加载构件被配置为保持预加载状态，

在所述预加载状态下，当所述可移动构件未被操作时，负载从所述可移动构件施加到所述压力传感器，其中，

所述处理单元被配置为使用与比在所述预加载状态下施加到所述压力传感器的负载轻的负载相对应的值作为所述参考值。

6.如权利要求5所述的输入系统，其中，

当施加到所述可移动构件的所述负载从所述预加载状态增加时，

从所述反转构件传递到所述压力传感器的所述负载在所述移动量为预定的底部阈值时达到最小值，并且

所述处理单元被配置为使用等于或大于所述最小值的值作为所述参考值。

7.如权利要求4至6中任一项所述的输入系统，还包括输入接口，所述输入接口被配置为接受设定所述参考值的操作。

8.一种被设计为使用输入装置的检测方法，所述输入装置包括：

可移动构件，其被配置为向下移动；

压力传感器，其被配置为输出表示当所述可移动构件向下移动时由所述可移动构件施加的负载的检测值；

弹性构件，其被配置为向所述可移动构件施加向上的力；和

反转构件，其被配置为通过克服由所述弹性构件施加的向上的力而将施加到所述可移动构件的负载传递到所述压力传感器，并且还被配置为当所述可移动构件的向下的移动量超过预定阈值时，使从所述反转构件施加到所述压力传感器的负载停止增加并开始减少，

所述检测方法包括：

获取步骤，其包括从所述压力传感器获取所述检测值；和

检测步骤，其包括通过将所述检测值与参考值进行比较来检测所述可移动构件是否已经移动到对应于所述参考值的特定位置之外。

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