CN202815724U - 一种键盘及其按压反馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于键盘的按压反馈装置，包括磁性材料(33)和电磁铁(34)，磁性材料(33)和电磁铁(34)中的一者设于按键(1)上、另一者设于键盘架(2)上，电磁铁(34)在按键(1)下降过程中对磁性材料(33)产生阻止按键(1)下降的电磁力；还包括设置为检测按键(1)压程的检测部件(31)，以及根据压程改变电磁铁(34)的电磁力，使电磁力与压程的关系符合按键人机交互标准曲线的控制部件(32)；控制部件(32)的输入端与检测部件(31)连接、控制部件(32)输出端与电磁铁(34)连接。该装置能使键盘超薄且具有较好的压力反馈效果。本实用新型还公开一种包括上述按压反馈装置的键盘。

Description

一种键盘及其按压反馈装置

技术领域

本实用新型涉及IT技术领域，尤其涉及一种键盘及其按压反馈装置。

背景技术

键盘作为电脑的重要组成部分广泛应用于人们的生活和学习中，键盘通常包括可升降的按键和用于放置下降后的按键的键盘架，用户通常通过向下下压按键来实现各种信号的输入。

随着技术的不断进步，人们对于人机交互的要求也越来越高。经过大量的科学实验，得出了官方公认的用户下压键盘时的按键人机交互标准曲线图，即为图1所示，该图是用户下压按键的压程与按键产生的阻止按键下降的阻力的关系曲线。实验表明，当压程-阻力之间满足该曲线时，用户在下压键盘操作时能够明显且舒适地感受到下压过程已经完成，信号已经成功输入，即具有较好的压力反馈的效果。因此，如何设置键盘的按压反馈装置使得压程-阻力能够满足上述按键人机交互标准曲线，就显得尤为重要。

现有技术中，通常在按键和键盘架之间设置弹簧或者橡胶套，通过控制弹簧或者橡胶套的弹力，以使用户对键盘的压程和键盘给予用户的阻力符合上述按键人机交互标准曲线，达到较好的压力反馈的效果。

然而，弹簧和橡胶套的厚度通常较大，较为笨重，这与键盘逐渐趋于超薄的发展趋势相违背。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，另辟蹊径设计一种用于键盘的按压反馈装置，以使键盘不仅具有超薄的外形，并且能够具有较好的压力反馈的效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种用于键盘的按压反馈装置，其能够根据用户的压程控制电磁铁的磁力，使键盘在具有超薄外形的同时还具有较好的压力反馈的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于键盘的按压反馈装置，所述键盘具有可升降的按键和键盘架；所述按压反馈装置包括：

磁性材料和电磁铁，所述磁性材料和所述电磁铁中的一者设于所述按键上、另一者设于所述键盘架上，所述电磁铁在所述按键下降过程中对所述磁性材料产生阻止所述按键下降的电磁力；

检测部件，设置为检测用户下压所述按键的压程；

控制部件，设置为根据所述压程改变所述电磁铁的所述电磁力，使所述电磁力与所述压程的关系符合按键人机交互标准曲线；所述控制部件的输入端与所述检测部件连接、所述控制部件输出端与所述电磁铁连接。

优选地，所述控制部件设置为通过改变所述电磁铁的通电强弱改变所述电磁铁的电磁力的控制部件。

优选地，所述按键人机交互标准曲线具有三个阶段，所述三个阶段的第一阶段中所述电磁力和所述压程呈第一对应关系、第二阶段中所述电磁力和所述压程呈第二对应关系、第三阶段中所述电磁力和所述压程呈第三对应关系；

所述控制部件设置为根据当前压程所属阶段的对应关系改变所述电磁铁的电磁力的控制部件。

优选地，所述检测部件为距离传感器或者摄像头。

优选地，所述检测部件设置为实时检测所述压程的检测部件，所述控制部件设置为实时接收所述检测部件的检测结果，并根据所述检测结果控制所述电磁铁的电磁力的控制部件。

优选地，所述磁性材料为永磁铁。

优选地，所述永磁铁设于所述按键上，所述电磁铁设于所述按键架上。

本实用新型提供一种用于键盘的按压反馈装置，其包括磁性材料和电磁铁，磁性材料和电磁铁中的一者设于按键上、另一者设于键盘架上，电磁铁在按键下降过程中对磁性材料产生阻止按键下降的电磁力；还包括检测用户下压按键的压程的检测部件，以及根据压程改变电磁铁的电磁力，使电磁力与压程的关系符合按键人机交互标准曲线的控制部件，控制部件的输入端与检测部件连接、控制部件输出端与电磁铁连接。

采用上述按压反馈装置，在工作过程中，当用户下压按键时，控制部件检测到向下的压程，并将检测结果输送给控制部件，控制部件根据压程的大小改变电磁铁的电磁力，使其电磁力与压程的关系符合上述按键人机交互标准曲线，实现较好的压力反馈效果。同时，用户可以通过合理设置电磁铁和磁性材料的具体形状，使二者既具有足够的电磁力，同时又具有厚度较小，满足当前键盘趋于超薄的发展趋势。

本实用新型还提供一种键盘，具有可升降的按键和用于放置下降后的所述按键的键盘架；所述键盘还包括上述的按压反馈装置，所述按压反馈装置的磁性材料、电磁铁中二者中的一者设于所述按键上，二者中的另一者设于所述键盘架上。

由于上述按压反馈装置具有上述技术效果，因此，包括该装置的键盘也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为用户下压键盘时的按键人机交互标准曲线图；

图2为本实用新型所提供用于键盘的按压反馈装置的一种具体实施方式的工作原理图；

图3为应用本实用新型所提供按压反馈装置的键盘的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

按键1；键盘架2；按压反馈装置3；检测部件31；控制部件32；磁性材料33；电磁铁34。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种用于键盘的按压反馈装置，其能够使键盘在具有超薄外形的同时，还具有较好的人机交互效果。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2和图3，图2为本实用新型所提供用于键盘的按压反馈装置的一种具体实施方式的工作原理图；图3为应用本实用新型所提供按压反馈装置的键盘的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型提供一种按压反馈装置，该装置适用于电脑的键盘上。如图2和图3所示，上述键盘具有按键1和键盘架2，键盘架2的位置固定不动，按键1可以相对于键盘架2升降运动，当按键1下降时位于键盘架2中。上述按压反馈装置包括磁性材料33和电磁铁34，磁性材料33和电磁铁34二者中的一者设于按键1上，二者中的另一者设于键盘架2上。当用户下压按键1时，磁性材料33与电磁铁34远离，由于电磁铁34对磁性材料33的磁场作用，使得电磁铁34对于磁性材料33产生向上的吸引力，该吸引力即为阻止按键1下降的阻力。上述按压反馈装置还包括检测部件31和控制部件32，检测部件31设置为检测用户下压按键1的压程，控制部件32设置为根据压程改变电磁铁34的电磁力，以使电磁铁34对磁性材料33的电磁力与压程的关系符合按键人机交互标准曲线，控制部件32的输入端与检测部件31连接，控制部件32的输出端与电磁铁34连接。

采用上述按压反馈装置，在工作过程中，当用户下压按键1时，检测部件31检测到向下的压程，并将检测结果输送给控制部件32，控制部件32根据压程的大小改变电磁铁34的电磁力，使其电磁力与压程的关系符合上述按键人机交互标准曲线，实现较好的压力反馈效果。同时，用户可以通过合理设置电磁铁34和磁性材料33的具体形状，使二者既具有足够的电磁力，同时又具有较小的厚度，满足当前键盘趋于超薄的发展趋势。

还可以进一步设置上述控制部件32的具体控制方式。

在另一种具体实施方式中，上述控制部件32设置为通过改变电磁铁34的通电强弱改变电磁铁34的电磁力的控制部件32。

通过改变电流大小来改变电磁铁34的电磁力是较为简单、操作方便的控制方式，使得按压反馈装置具有控制效率较高的特点。当然，上述控制部件32还可以采用其他方式改变电磁力的大小，例如通过改变电磁铁34的线圈匝数来改变电磁铁34的电磁力。

更进一步的方案中，可以预先确定按键人机交互标准曲线的三个不同阶段所对应的三个压程-阻力的对应关系。当上述控制部件32接收检测部件31的压程后，先判断该压程属于三个阶段中的哪个阶段，然后按照该压程所属阶段的对应关系改变电磁铁34电磁力的大小。下面以按照按键人机交互曲线的两个拐点为界限划分的三个阶段为例，具体阐述根据这三个阶段的控制过程：

如图1所示，当前压程处于第一阶段d1时，电磁力与压程呈近似第一正比的第一对应关系，控制部件32据此发出控制信号，增大电磁铁34的通电电流，以使该阶段中电磁力与压程保持上述第一对应关系。这样，用户在此阶段下压按键1过程中感觉阻力较大，需继续下压按键1才能输入信号。

当前压程处于第二阶段d2时，电磁力与压程呈近似反比的第二对应关系，控制部件32据此发出控制信号，减小电磁铁34的通电电流，以使该阶段中电磁力与压程保持上述反比关系。这样，用户在此阶段下压按键1过程中明显感觉阻力迅速减小、按键1迅速下降，这就给用户一个反馈的信号，“告知”用户按键1即将下降到位，可以逐渐结束下压动作。

当前压程处于第三阶段d3时，电磁力与压程呈近似第二正比的第二对应关系，控制部件32据此发出控制信号，再次增大电磁铁34的通电电流，以使该阶段中电磁力与压程保持上述第二对应关系。这样，在用户由于其惯性继续下压按键1的过程中，按键1底部触及薄膜电路板，按键1通电，操作信号成功输入，随着用户手指的惯性逐渐结束，阻力也逐渐增大，直到阻止完全阻止用户的下压动作，结束整个下压过程。

由上述工作可知，由于按键人机交互标准曲线在各个阶段的具体对应关系较为简单，因此这种分阶段控制的方法使得整个过程简单、操作方便，并且使得控制部件32的预设程序、算法也较为简单。

可以想到，也可以将上述人机交换曲线分为两个阶段，即将d1和d2合为新第一阶段，d3为新第二阶段，预设新第一阶段和新第二阶段的对应关系，控制部件32根据新第一阶段或新第二阶段的对应关系改变电磁铁34的电磁力，同样能够实现上述压力反馈效果。当然，这种方案中，由于两个阶段合成后的新阶段的对应关系较为复杂，也使控制过程略显复杂，用户可以根据实际需要自行选择。当然，还可以将d1作为新第一阶段，d2和d3合为新第二阶段进行控制。

在另一种具体实施方式中，上述检测部件31可以为距离传感器。距离传感器中的电容具有检测精度高、灵敏度高的特点，因此采用距离传感器作为检测部件31能够进一步提高检测效率和准确性。

当然，上述检测部件31并不仅限于距离传感器的结构形式，其还可以为摄像头，通过摄像头拍摄用户对按键1的压程。与距离传感器检测压程的方式相比，这种检测方式需要进行模拟信号向数字信号的转换后才能得到压程的具体数值。此外，还可以采用红外线检测压程。用户可以根据需要自行选择。

在另一种具体实施方式中，上述检测部件31可以为实时检测压程的检测部件31，控制部件32为实时接收检测部件31的检测结果，并根据检测结果控制电磁铁34的电磁力的控制部件32。

这样，通过实时检测、实时控制的方式调整上述电磁铁34的电磁力，能够保证用户在每一次下压按键1时均能够实现较好的人机交互的效果。当然，还可以通过设置预定的程序，使上述检测部件31、控制部件32在仅在预设的固定的时间间隔内检测、控制。

在又一种具体实施方式中，上述磁性材料33可以具体为永磁铁。这样，按键1、键盘架2分别设有永磁铁、电磁铁34，能够进一步增强按键1和键盘架2之间的磁场，进一步增强按压反馈装置在用户操作过程中的下压反馈效果。

更进一步的方案中，上述永磁铁可以设置在按键1上、电磁铁34设置在键盘架2上，由于键盘架2始终固定不动，因此电磁铁34也始终固定不动，这样便于控制部件32与电磁铁34二者的连接。当然，也可以将电磁铁34设置在按键1上，永磁铁设置在键盘架2上，只是这样控制部件32与活动的电磁铁34的连接方式稍显复杂。此外，上述磁性材料33并不仅限于永磁铁，还可以为普通的金属片。用户可以根据实际需要自行选择。

此外，本实用新型还提供了一种键盘，具有可升降的按键1、用于放置下降后的按键1的键盘架2；该键盘还包括如上所述的按压反馈装置，按压反馈装置的磁性材料、电磁铁设于按键、键盘架上。

由于上述按压反馈装置具有上述技术效果，因此，包括该按压反馈装置的键盘也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种键盘及其按压反馈装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于键盘的按压反馈装置，所述键盘具有可升降的按键(1)和键盘架(2)；其特征在于，所述按压反馈装置包括：

磁性材料(33)和电磁铁(34)，所述磁性材料(33)和所述电磁铁(34)二者中的一者设于所述按键(1)上、二者中的另一者设于所述键盘架(2)上，所述电磁铁(34)在所述按键(1)下降过程中对所述磁性材料(33)产生阻止所述按键(1)下降的电磁力；

检测部件(31)，设置为检测用户下压所述按键(1)的压程；

控制部件(32)，设置为根据所述压程改变所述电磁铁(34)的所述电磁力，使所述电磁力与所述压程的关系符合按键人机交互标准曲线；所述控制部件(32)的输入端与所述检测部件(31)连接、所述控制部件(32)输出端与所述电磁铁(34)连接。

2.根据权利要求1所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述控制部件(32)设置为通过改变所述电磁铁(34)的通电强弱改变所述电磁铁(34)的电磁力的控制部件(32)。

3.根据权利要求2所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述按键人机交互标准曲线具有以其两拐点为界限的三个阶段，所述三个阶段的第一阶段中所述电磁力和所述压程呈第一对应关系、第二阶段中所述电磁力和所述压程呈第二对应关系、第三阶段中所述电磁力和所述压程呈第三对应关系；

所述控制部件(32)设置为根据当前压程所属阶段的对应关系改变所述电磁铁(34)的电磁力的控制部件。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述检测部件(31)为距离传感器或者摄像头。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述检测部件(31)设置为实时检测所述压程的检测部件(31)，所述控制部件(32)设置为实时接收所述检测部件(31)的检测结果，并根据所述检测结果控制所述电磁铁(34)的电磁力的控制部件(32)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述磁性材料(33)为永磁铁。

7.根据权利要求6所述的用于键盘的按压反馈装置，其特征在于，所述永磁铁设于所述按键(1)上，所述电磁铁(34)设于所述按键架(2)上。

8.一种键盘，具有可升降的按键(1)和用于放置下降后的所述按键(1)的键盘架(2)；其特征在于，所述键盘还包括如权利要求1-7任一项所述的按压反馈装置(3)，所述按压反馈装置(3)的磁性材料(33)、电磁铁(34)中的一者设于所述按键(1)上，二者中的另一者设于所述键盘架(2)上。

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