JP2012022662A - 力覚センサー式の発光キーボード - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも一つのキーと、圧力検知回路と、発光モジュールと、制御ユニットを含む力覚センサー式の発光キーボードを提供する。
【解決手段】ユーザーが第一圧力により、キーボードを押す時、圧力検知回路は第一圧力を検知し、力覚強度電圧を発生させ、かつ、制御ユニットは力覚強度電圧に基づき第一圧力の強度を判断し、第一圧力の強度に基づき、発光モジュールに第一ビームを発生させるか、それとも第二ビームを発生させるかを制御させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、キーボードに関し、より詳しくは、力覚センサー機能を有する力覚センサー式のキーボードに関する。

例えばマウスやキーボードや、トラックボールなどのコンピューター入力装置は多くのコンピューターの周辺設備として使われている。特に、文字や指令を入力させるために用いられ、キーボードは多くのユーザーにとって、必要不可欠の装置となっている。図１は従来のキーボードの外観を示す概略図である。従来のキーボードの表面には複数のキーがあり、これらキーは一般のキー１０、数字キー１１、及びファンクションキー１２などに分類され、これらのキーはユーザーが指で押すことにより、対応する信号が発生させられ、これにより、コンピューターは押されたキーの機能を実行することになり、例えば、一般のキー１０は英字アルファベットなどの符号を入力させるために用いられ、数字キー１１は数字を入力させるために用いられ、かつＦ１キー〜Ｆ１２キーなどのファンクションキーは各種機能を提供させるために用いられる。

図２は従来のキーボードの内部回路を示す電気回路図である。キーボード１は制御ユニット１３とキーボードスキャンマトリックス１４とを含み、制御ユニット１３は複数のピンによって入出力ポート（Ｉ／Ｏ ｐｏｒｔ）と接続され、一般的には、制御ユニット１３はマイクロプロセッサーであり、このマイクロプロセッサーに関しての詳細は本技術を熟知しているものには自明のことであり、ここでは、記載を省略する。キーボードスキャンマトリックス１４は複数の入出力ポート（Ｘ０〜Ｘ７とＹ０〜ＹＧ）が相互に交差することにより、組み合わせられ、図２に示されている。キーボードスキャンマトリックス１４は８×１６のマトリックスであり、１２８個の接続点を有し、キーボード１の表面上の複数のキーと対応し、つまり、もしキーボード上に１２８個のキーがある時、キーボード内部には少なくとも２４個の入出力ポートが必要なのである。

技術の革新とともに、一般の基本的な機能を持つキーボードでは満足できないユーザーもおり、このため、それぞれのキーボードメーカーは各種機能を有するキーボード装置の開発を行っており、例えば、力覚センサー機能を有する力覚センサー式のキーボードも従来の技術の中の一つである。力覚センサー式のキーボードでは、複数のキーの下方に力覚センサーモジュールが増設され、ユーザーによってどのような圧力で押されたかを複数のキーによって検知し、かつ、キーには所定の圧力が設定されており、キーが所定の圧力より小さい圧力で押される時、力覚センサー式のキーボードは第一信号を発生させ、コンピューターに第一信号に対応する第一指令を実行させる。また、キーが所定の圧力より大きい圧力で押される時、力覚センサー式のキーボードは第二信号を発生させ、コンピューターに第二信号に対応する第二指令を実行させる。

もしユーザーがノートで文字を入力しようとする場合、特に、ユーザーが所定の圧力より小さい圧力で複数のキーの中からあるキー（例えば、Ａキー）を押したとき、文章系ドキュメント上ではユーザーの入力に対応して小文字のａが表示される。そして、ユーザーが所定の圧力より大きい第二圧力で複数のキーの中からこのキー（つまり、Ａキー）を押したとき、文章系ドキュメント上ではユーザーの入力に対応して、大文字のＡが表示される。

力覚センサー式のキーボードの実用性は非常に高いが、初めて力覚センサー式のキーボードを使うユーザーや、力覚センサー式のキーボードに慣れていないユーザーはキーボード上の圧力が所定の圧力より大きいかどうかの判断を行うことができず、つまり、これらのユーザーは自分が押したキーがコンピューターのどの指令に行わせるか判断することができない。このため、圧力の大きさを識別するための力覚センサー式のキーボードが必要なのである。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、圧力の大きさを識別する機能を有する力覚センサー式の発光キーボードを提供することを主目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る力覚センサー式の発光キーボードは
ベースと、
ベースの上方に位置づけられ、ある圧力によって押されることにより、信号を出力する複数のキーと、
ベースと複数のキーの間に設けられ、対応する圧力を検知し、力覚強度電圧を発生させるための圧力検知回路を有する、薄膜スイッチ回路と、
ベースと複数のキーの間に設けられ、第一ビームや、第二ビームを発生させるための発光モジュールと、
薄膜スイッチ回路と発光モジュールに接続され、力覚強度電圧に基づき、圧力の強度を判断し、圧力の強度に基づき、発光モジュールに第一ビームや、第二ビームを出力させる制御ユニットと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、
複数のスキャン入力線を含み、それぞれのスキャン入力線はスキャン低インピーダンス接続点を有する第一薄膜回路基板と、
第一薄膜回路基板と重ね合わせられ、複数のスキャン出力線を含み、それぞれのスキャン出力線は低インピーダンス出力接続点を有する第二薄膜回路基板とを含み、
ここでは、複数のスキャン出力線は複数のスキャン入力線と共にキーボードスキャンマトリックスを形成し、キーボードスキャンマトリックスのそれぞれのスキャン低インピーダンス接続点とそれぞれの低インピーダンス出力接続点は複数のキーに対応し、
複数のキーの第一キーが押された時、第一薄膜回路基板のスキャン低インピーダンス接続点は第二薄膜回路基板の低インピーダンス出力接続点と接触し、かつ、複数のスキャン入力線の第一キーに対応する第一スキャン低インピーダンス接続点と複数のスキャン出力線の第一キーに対応する第一低インピーダンス出力接続点は接触し、伝達させられることを特徴とする、薄膜スイッチ回路が提供される。

本発明によれば、
複数のキーの両側面に設けられ、第一ビームと第二ビームを出力させるための複数の発光ダイオードと、
薄膜スイッチ回路と重ね合わせられる導光板とを含み、
ここでは、導光板は第一ビームと第二ビームの射出される方向を変更させるために用いられ、第一ビームと第二ビームは第一方向により導光板へと入射され、第二方向に向かって導光板から離れていき、第一方向と薄膜スイッチ回路は平行であり、第一方向と第二方向は垂直であることを特徴とする発光モジュールが提供される。

本発明によれば、導光板上に設けられることを特徴とする薄膜スイッチ回路が提供される。

本発明によれば、薄膜スイッチ回路上に設けられ、かつ、導光板には複数の開孔があることを特徴とする導光板が提供される。

本発明によれば、複数の圧力検知部材を含み、それぞれの圧力検知部材は高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点とを有し、それぞれのキーは第一圧力によって押される時、高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点は接触し、高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点の間には第一接触面積が生じることになり、第一圧力検知部材は第一インピーダンス値を発生させ、それぞれのキーが第一圧力より大きい第二圧力によって押される時、高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点は接触し、高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点の間には第一接触面積より大きい第二接触面積を有することになり、それぞれの圧力検知部材は第一インピーダンス値より大きい第二インピーダンス値を発生させることを特徴とする圧力検知回路が提供される。

本発明によれば、さらに検知抵抗を含み、検知抵抗は接地され、かつ検知インピーダンス値を有し、複数の圧力検知部材はそれぞれ検知抵抗と直列接続され、圧力検知回路は検知インピーダンス値と第一、あるいは、第二インピーダンス値に基づき、力覚強度電圧を発生させる。ここでは、圧力検知回路が検知インピーダンス値と第一インピーダンス値に基づき、第一力覚強度電圧を発生させるとき、制御ユニットはそれぞれキーが第一圧力によって押されているかを判断し、発光モジュールに第一ビームを発生させ、圧力検知回路が検知インピーダンス値と第二インピーダンス値に基づき、第二力覚強度電圧を発生させるとき、制御ユニットはそれぞれキーが第二圧力によって押されているかを判断し、発光モジュールに第二ビームを発生させることを特徴とする圧力検知回路が提供される。

本発明によれば、
ベースの外に露呈され、押し込まれることにより、対応するそれぞれのキーの信号を発生させるキーキャップと、
キーキャップに接続され、キーキャップを所定位置の間、かつ、ベースに対向するように、上下に移動させるためのシャー型接続部材と、
キーキャップの下方に設けられ、キーキャップが押され、ベースと相対して下向きに移動される時に弾性が形成され、キーキャップがリリースされる時、弾性をキーキャップに加え、キーキャップをベースと相対して上方に移動させる弾性部材とを含むことを特徴とする圧力検知回路が提供される。

本発明によれば、第一ビームは第一色彩で表示され、第二ビームは第二色彩で表示される。

本発明によれば、第一ビームは第一周波数に基づき閃光し、第二ビームは第二周波数に基づき閃光し、第一周波数は第二周波数より小さい。

従来のキーボードの外観を示す概略図である。 従来のキーボードの内部の回路を示す電気回路図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードのキーを示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの内部の回路を示す電気回路図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードのキーボードスキャンマトリックスを示す電気回路図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが弱く押された時の状態を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが強く押された時の状態を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが強く押された時の内部の回路を示す電気回路図である。 本発明の別の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの断面図である。

以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明をする。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードは図３の本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの断面図に示されている。本好ましい実施形態では、力覚センサー式の発光キーボード２はベース２０と、複数のキー２１と、薄膜スイッチ回路２２と、発光モジュール２３と、制御ユニット２４（図５参照）を含む。複数のキー２１はベース２０の上方に位置づけられ、複数のキー２１のそれぞれのキー２１はある圧力によって押されることにより、信号を出力させる。また、薄膜スイッチ回路２２はベース２０と複数のキー２１の間に位置づけられ、発光モジュール２３上に設けられ、この薄膜スイッチ回路２２はさらに圧力検知回路２２１を有し、この圧力検知回路２２１は複数のキー２１による圧力を検知し、力覚強度電圧を発生させる。発光モジュール２３はベース２０と複数のキー２１の間に設けられ、この発光モジュール２３は複数の発光ダイオード２３１（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｏｄｅ， ＬＥＤ）と、導光板２３２とを含み、複数の発光ダイオードはそれぞれ複数のキー２１の両側（図中では２つだけ表示）に設置、配列され、第一ビームＢ１（図７参照）と第二ビームＢ２（図８参照）を出力させるために用いられる。さらに、導光板２３２と薄膜スイッチ回路２２は重ね合わせられ、かつ、薄膜スイッチ回路２２の下方に位置づけられ、第一ビームＢ１と第二ビームＢ２の射出方向を変えるために用いられる。ここでは、第一ビームＢ１は第一色彩で表示され、第二ビームＢ２は第二色彩で表示される。別の実施形態では、第一ビームＢ１は第一周波数で閃光し、第二ビームＢ２は第二周波数で閃光し、かつ、第一周波数は第二周波数より小さい。好ましい実施形態では、第一ビームＢ１は第一色彩（例えば青色）で表示され、第二ビームＢ２は第二色彩（例えば緑色）で表示される。

ここでは、一つのキーを用いて、力覚センサー式の発光キーボードの構造について詳細に説明することとし、図４は本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードのキーを示す断面図である。図４の上から順番に示されている部材は、キー２１、薄膜スイッチ回路２２、発光モジュール２３、ベース２０である。まず、キー２１の構造について、力覚センサー式の発光キーボード２の最も右側のキー２１を例に挙げて説明すると、キー２１はキーキャップ２１１と、シャー型接続部材２１２と、弾性部材２１３とを含み、キーキャップ２１１はベース２０の外に露呈され、このキーキャップ２１はユーザーによって押されることにより、キー２１と対応する信号を発生させるために用いられ、かつ、キーキャップ２１１は部分透明、あるいは、全体が透明な材質によって形成され、光を通すことができる。シャー型接続部材２１２はキーキャップ２１１に接続され、キーキャップ２１１をベースに対して上下に移動させるために用いられる。また、弾性部材２１３はキーキャップ２１１の下方に設けられ、キーキャップ２１１がユーザーによって押されることにより、ベースに対して上下に移動するときに伸び縮みさせるための弾性を形成させるために用いられる。ユーザーがキーキャップ１１を押さなくなったときに、これはリリースされ、弾性によって、キーキャップ２１１をベースに対して上向きに移動させ、押される前の位置に押し戻す。好ましい実施形態では、弾性部材２１３はゴムによって形成される。

好ましい実施形態では、薄膜スイッチ回路２２の圧力検知回路２２１は複数の圧力検知部材２２１１を含み、かつそれぞれの圧力検知部材はキー２２と対応する。力覚センサー式の発光キーボード２の最も右側のキーに関して説明すると、図４に示すように、最も右側のキー２１に対応する圧力検知部材２２１１は高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂとを含み、好ましい実施形態では、圧力検知部材２２１１は圧力検知抵抗（Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ， ＦＳＲ）であり、かつ、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａは黒鉛によって形成され、低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂは金属によって形成される。キーがユーザーによって押されていない時、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａは高インピーダンス性をもつため、圧力検知部材２２１１は第一インピーダンス値を有する。また、キーがユーダーによって押される時、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂは接触し、圧力検知部材２２１１は第二インピーダンス値ｒ２（図５参照）を発生させ、かつ第二インピーダンス値は第一インピーダンス値より小さい。薄膜スイッチ回路２２の下方の発光モジュール２３は、キー２１によって押されることにより、複数の発光ダイオード２３１は第一ビームＢ１か、第二ビームＢ２を出力し、導光板２３２は第一ビームＢ１か、第二ビームＢ２の射出方向を変更させる。

図４と図５に示すように、図５は本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの内部の電気回路図である。薄膜スイッチ回路２２は圧力検知回路２１１の外にさらに、第一薄膜回路基板２２２と第二薄膜回路基板２２３とを含み、第二薄膜回路基板２２３と第一薄膜回路基板は重ね合わせられ、第一薄膜回路基板２２２は複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８を有し、それぞれのスキャン入力線はスキャン低インピーダンス接続点２２２１を有し、第二薄膜回路基板２２３は複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８を有し、それぞれのスキャン出力線は低インピーダンス出力接続点２２３１を有し、好ましい実施形態では、スキャン低インピーダンス接続点２２２１と低インピーダンス出力接続点はともに金属によって形成される。複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８と複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８は互い違いに交わり、複数のキー２１に対応するキーボードスキャンマトリックスＭが形成される。（図６参照）

図５と図６に示すように、キーボードスキャンマトリックスＭには、複数のスキャン低インピーダンス接続点２２２１と複数の低インピーダンス出力接続点２２３１が複数のキー２１の複数のキー接続点Ｃ１、Ｃ２などに対応して形成される。キーボードスキャンマトリックスＭは８×１８であるため、複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８と複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８は互い違いに交わり、１４４個のキー接続点を形成させる。図５に示される圧力検知回路はさらに、検知抵抗Ｒａを含み、検知抵抗Ｒａは検知インピーダンス値ｒａを有し、圧力検知回路２２１のそれぞれの圧力検知部材２２１１はそれぞれ検知抵抗Ｒａと直列させられ、かつ、検知インピーダンス値ｒａと圧力検知部材２２１１のインピーダンス分圧により、力覚強度電圧が発生させられる。図５では、制御ユニット２４は薄膜スイッチ回路２２と発光モジュール２３の複数の発光ダイオード２３１と接続され、押されたキーが何かを判断するために用いられる。また、制御ユニット２４は所定の電圧閾値を有し、制御ユニット２４は力覚強度電圧と電圧閾値の大小関係に基づき、キー２２上に加えられた圧力の強度を判断し、圧力の強度に対応し、複数の発光ダイオード２３１が第一ビームＢ１を出力させるか、第二ビームＢ２を出力させるかを制御する。

例を挙げて説明すると、複数のキー２１の中の第一キー２１は第一キー接続点Ｃ１に対応し、第一キー接続点Ｃ１は複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８の中の第一スキャン出力線Ｒｏｗ１と複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８の中のＣｏｌ．１と互い違いに交わることにより形成される。ユーザーがまだ第一キー２１を押していないとき、圧力検知部材２２１１は第一インピーダンス値を有し（第一インピーダンス値と検知インピーダンス値ｒａは同じになるよう設定される）、このため、圧力検知回路２２１によって検知される第一力覚強度電圧は高ロジック電圧の半分であるとし、好ましい実施形態では、高ロジック電圧は５ボルトであると設定され、第一キー２１が押されていないときの第一力覚強度電圧は２．５ボルトとされる。さらに、ユーザーが第一キー２１を押したとき、第一薄膜回路基板２２２上の第一スキャン低インピーダンス接続点２２２１と第二薄膜回路基板２２３上の第一低インピーダンス出力接続点２２３１は接触し、第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１と第一スキャン出力線Ｒｏｗ１は伝導され、これにより、制御ユニット２４は伝導された第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１と第一スキャン出力線Ｒｏｗ１に基づき、ユーザーによって押されたキーは第一キー２１であると判断する。さらに、キーボードスキャンマトリックスＭのその他のキー接続点が押される状況（例えば第二キー接続点Ｃ２の状況）は、上述の原理と同じであるため、ここでは、更なる説明を省略することにする。

さらに、ユーザーが異なる圧力によって第一キー２１を押した場合の状況について、図５と図７の本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが弱く押された時の状態を示す断面図を参考にしながら説明を加える。図４では、第一キー２１はまだユーザーによって押されておらず、第一キー２１に対応する第一薄膜回路基板２２２と第二薄膜回路基板２２３では、第一薄膜回路基板２２２の第一スキャン低インピーダンス接続点２２２１は第二薄膜回路基板２２３の第一低インピーダンス出力接続点２２３１と接触しておらず、第一キー２１に対応する第一圧力検知部材２２１１では、その高インピーダンス検知接続点２２１１Ａは低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂと接触していない。ユーザーが第一圧力によって第一キー２１を押す時、キーキャップ２１１は元々の位置から第一所定位置Ｄへの距離を移動し、弾性部材２１３を押し込み、かつ、弾性部材２１３は第一薄膜回路基板２２２を押し、第一薄膜回路基板２２２の第一低インピーダンス入力接続点２２２１と第二薄膜回路基板２２３の第一低インピーダンス出力接続点２２３１は接触し、第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１と第一スキャン出力線Ｒｏｗ１は伝導される。これ以外に、第一圧力検知部材２２１１の高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂは接触し、かつ、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂの間には第一接触面積Ａ１があり、第一圧力検知部材２２１１は第二インピーダンス値ｒ２を発生させ、この第二インピーダンス値ｒ２は第一インピーダンス値より小さい。

図５に示すように、第一キー２１が押される時、第一スキャン出力線Ｒｏｗ１と第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１は伝導され、高ロジック電圧（つまり、５ボルト）が得られ、かつ、検知抵抗Ｒａは接地され、このため、検知抵抗Ｒａと第一圧力検知部材２２１１は分圧回路を形成し、圧力検知回路２２１に第二力覚強度電圧Ｖ２を発生させる。ここでは、第二インピーダンス値ｒ２は第一インピーダンス値より小さいため、第二力覚強度電圧Ｖ２（３ボルトと設定）は第一力覚強度電圧より大きい。続いて、制御ユニット２４は第二力覚強度電圧Ｖ２と所定の電圧閾値（４ボルトと設定）を比較し、第二力覚強度電圧Ｖ２は電圧閾値より小さいことがわかり、これにより、制御ユニット２４は第一キー２１を押した第一圧力は弱い圧力であると判断し、制御ユニット２４は複数の発光ダイオード２３１に第一ビームＢ１を出力させるように制御し、力覚センサー式の発光キーボード２は青色の光を表示させる。

図８は本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが強く押された時の状態を示す断面図であり、図９は本発明の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードが強く押された時の内部の回路を示す電気回路図である。ユーザーが第二圧力によって第一キー２１を押したとき、キーキャップ２１１は同様に元々の位置から第二所定位置Ｄ’への距離を移動し、弾性部材２１３を押し込み、かつ、弾性部材２１３は第一薄膜回路基板２２２を押し、第一薄膜回路基板２２２の第一低インピーダンス入力接続点２２２１と第二薄膜回路基板２２３の第一低インピーダンス出力接続点２２３１は接触し、第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１と第一スキャン出力線Ｒｏｗ１は伝導される。これ以外に、第一圧力検知部材２２１１の高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂは接触し、かつ、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂの間には第二接触面積Ａ２があり、第一圧力検知部材２２１１は第三インピーダンス値ｒ３を発生させ、この第三インピーダンス値ｒ３は第二インピーダンス値ｒ２より小さい。

図９に示すように、第一キー２１が押される時、第一スキャン出力線Ｒｏｗ１と第一スキャン入力線Ｃｏｌ．１は伝導され、高ロジック電圧（つまり、５ボルト）が得られ、かつ、検知抵抗Ｒａは接地され、このため、検知抵抗Ｒａと第一圧力検知部材２２１１は分圧回路を形成し、圧力検知回路２２１に第二力覚強度電圧Ｖ２を発生させ、ここでは、第二インピーダンス値ｒ２は第一インピーダンス値より小さいため、第三力覚強度電圧Ｖ３（４．２ボルトと設定）は第二力覚強度電圧（つまり、３ボルト）より大きい。続いて、制御ユニット２４は第三力覚強度電圧Ｖ３と所定の電圧閾値を比較し、第三力覚強度電圧Ｖ３は電圧閾値（つまり、４ボルト）より大きいことがわかり、これにより、制御ユニット２４は第一キー２１を押した第二圧力は強い圧力であると判断し、制御ユニット２４は複数の発光ダイオード２３１に第二ビームＢ２を出力させるように制御し、力覚センサー式の発光キーボード２は緑色の光を表示させる。

ちなみに、弱く第一キー２１を押したとき、高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点の間の第一接触面積Ａ１は比較的小さく、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂの間の伝導強度は比較的小さく、このため、第一圧力検知部材２２１１は比較的大きい第二インピーダンス値ｒ２を発生させる。第二インピーダンス値ｒ２が大きくなるにつれ、分圧され、発生される第二力覚強度電圧Ｖ２は小さくなり、このため、制御ユニット２４は第二力覚強度Ｖ２と電圧閾値の大小を比較することにより、第一キー２１を押した圧力は、弱い圧力なのか、強い圧力なのかを判断する。また、電圧閾値は繰り返しの実験によって獲得されるため、電圧閾値の判断基準の信頼性は非常に高い。同様に、強い圧力で第一キー２１を押す時、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂの間の第二接触面積Ａ２は比較的大きく、高インピーダンス検知接続点２２１１Ａと低インピーダンス検知接続点２２１１Ｂの間の伝導強度は比較的高く、このため、第一圧力検知部材２２１１は比較的小さい第三インピーダンス値ｒ３を発生させる。第三インピーダンス値ｒ３が小さくなるにつれ、分圧され、発生される第三力覚強度電圧Ｖ３は大きくなり、このため、制御ユニット２４は第一キー２１を押す圧力は強い圧力だと判断する。

再度図７に示すように、複数の発光ダイオード２３１が第一ビームＢ１を出力するとき、第一ビームＢ１は第一方向Ｄ１（つまり、薄膜スイッチ回路２２と平行の水平方向）に沿って、導光板２３２に入り、第一ビームＢ１は導光板２３２内で屈折されることによって、第一ビームＢ１の進行方向は変えられ、第一ビームＢ１は第一方向Ｄ１と垂直な第二方向Ｄ２（つまり、薄膜スイッチ回路２２と垂直な垂直方向）に沿って、導光板２３２を離れ、第一ビームＢ１は複数のキー２１の内部構造によって、屈折及び、散乱し、キーキャップ２１１を透過し、これにより、力覚センサー式の発光キーボード２は青色の光を表示させる。また、複数の発光ダイオード２３１が第二ビームＢ２を出力させる状況は同様であるため、ここでは説明を省略する。

これ以外に、本発明の別の好ましい実施形態は、図１０の本発明の別の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボードの断面図に示されている。この好ましい実施形態では、力覚センサー式の発光キーボード３はベース３０と、複数のキー３１と、薄膜スイッチ回路３２と、発光モジュール３３と、制御ユニット（図中では表示せず）を含む。複数のキー３１はベース３０の上方に位置づけられ、複数のキー３１のそれぞれのキー３１はある圧力で押されることにより、信号を出力させる。薄膜スイッチ回路３２はベース３０と複数のキー３１の間に設けられ、かつ、薄膜スイッチ回路２２は圧力検知回路３２１を含み、この圧力検知回路３２１は複数のキー３１を押す圧力に基づき、圧力に対応する力覚強度電圧を発生させる。発光モジュール３３はベース３０と複数のキー３１の間に位置づけられ、かつ、発光モジュール３３は薄膜スイッチ回路３２上に設けられ、発光モジュール３３は複数の発光ダイオード３３１と導光板３３２を有し、複数の発光ダイオード３３１はそれぞれ複数のキー３１の両側に設置、配列され、第一ビーム（図中では表示せず）と第二ビーム（図中では表示せず）を出力させるために用いられる。導光板３３２と薄膜スイッチ回路３２は重ね合わせられ、薄膜スイッチ回路３２の上方に位置づけられ、第一ビームと第二ビームの屈折方向を変えるために用いられる。また、導光板３３２は複数の開孔３３２１を有し、その位置は複数のキー３１に対応し、複数のキー３１が押される時、複数のキー３１を対応する複数の開孔３３２１を貫通させ、薄膜スイッチ回路３２をトリガーさせるために用いられる。

この好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボード３と上記の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボード２の違いは圧力検知回路の薄膜スイッチ回路と発光モジュールの間の位置関係にある。上記の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボード２では、薄膜スイッチ回路２２と発光モジュール２３はすべてベース２０と複数のキー２１の間に位置づけられ、薄膜スイッチ回路２２は発光モジュール２３上に重ねられ、図３のようになっている。しかし、別の好ましい実施形態に係る力覚センサー式の発光キーボード３では、薄膜スイッチ回路３２と発光モジュール３３はすべてベース３０と複数のキー３１の間に位置づけられ、発光モジュール３３は薄膜スイッチ回路３２上に重ねられ、図１０のようになっている。力覚センサー式の発光キーボード３の作動状況と原理に関しては、上記の好ましい実施形態と相同であるため、ここでは、説明を省略する。

以上の説明で自明であるように、本発明の力覚センサー式の発光キーボードはユーザーが押す圧力に応じて、コンピューターに異なる機能の指令を実行させ、さらに異なる押す圧力に応じて異なるビームを表示させ、つまり、本発明の力覚センサー式の発光キーボードは異なるビームをユーザーに提示し、ユーザーが押したキーがコンピューターにどの指令を実行させているかを知らせ、ユーザーが素早く力覚センサー式のキーボードの操作に熟知させることを手助けすることが可能となる。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１、２、３ キーボード
１０ 一般のキー
１１ 数字キー
１２ ファンクションキー
１３、２４ 制御ユニット
１４、Ｍ キーボードスキャンマトリックス
２０、３０ ベース
２１、３１ キー
２２、３２ 薄膜スイッチ回路
２３、３３ 発光モジュール
２１１、３１１ キーキャップ
２１２、３１２ シャー型接続部材
２１３、３１３ 弾性部材
２２１、３２１ 圧力検知回路
２２２、２２３ 薄膜回路基板
２３１、３３１ 発光ダイオード
２３２、３３２ 導光板
２２１１ 圧力検知部材
２２２１ スキャン低インピーダンス接続点
２２３１ スキャン低インピーダンス接続点
３３２１ 開孔
２２１１Ａ 高インピーダンス検知接続点
２２１１Ｂ 低インピーダンス検知接続点
Ａ１、Ａ２ 接触面積
Ｂ１、Ｂ２ ビーム
Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８ スキャン入力線
Ｄ、Ｄ’ 所定位置
Ｄ１、Ｄ２ 方向
ｒ２、ｒ３ インピーダンス値
Ｒａ 検知抵抗
ｒａ 検知インピーダンス値
Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８ スキャン出力線
Ｖ２、Ｖ３ 力覚強度電圧

Claims (10)

1. 力覚センサー式の発光キーボードであって、
   ベースと、
   前記ベースの上方に位置づけられ、ある圧力によって押されることにより、
   信号を出力する複数のキーと、
   前記ベースと前記複数のキーの間に設けられ、対応する前記圧力を検知し、
   力覚強度電圧を発生させるための圧力検知回路を有する、薄膜スイッチ回路と、
   前記ベースと前記複数のキーの間に設けられ、第一ビームや、第二ビームを発生させるための発光モジュールと、
   前記薄膜スイッチ回路と前記発光モジュールに接続され、力覚強度電圧に基づき、前記圧力の強度を判断し、前記圧力の強度に基づき、前記発光モジュールに前記第一ビームや、前記第二ビームを出力させる制御ユニットと、
   を含むことを特徴とする力覚センサー式の発光キーボード。
2. 前記薄膜スイッチ回路はさらに
   複数のスキャン入力線を含み、それぞれの前記スキャン入力線はスキャン低インピーダンス接続点を有する第一薄膜回路基板と、
   前記第一薄膜回路基板と重ね合わせられ、複数のスキャン出力線を含み、前記それぞれのスキャン出力線は低インピーダンス出力接続点を有する第二薄膜回路基板とを含み、
   ここでは、前記複数のスキャン出力線は前記複数のスキャン入力線と共にキーボードスキャンマトリックスを形成し、前記キーボードスキャンマトリックスのそれぞれの前記スキャン低インピーダンス接続点とそれぞれの前記低インピーダンス出力接続点は前記複数のキーに対応し、
   前記複数のキーの第一キーが押された時、前記第一薄膜回路基板の前記スキャン低インピーダンス接続点は前記第二薄膜回路基板の前記低インピーダンス出力接続点と接触し、かつ、前記複数のスキャン入力線の前記第一キーに対応する第一スキャン低インピーダンス接続点と前記複数のスキャン出力線の前記第一キーに対応する第一低インピーダンス出力接続点は接触し、伝達させられることを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
3. 前記発光モジュールはさらに
   前記複数のキーの両側面に設けられ、前記第一ビームと前記第二ビームを出力させるための複数の発光ダイオードと、
   前記薄膜スイッチ回路と重ね合わせられる導光板とを含み、
   ここでは、前記導光板は前記第一ビームと前記第二ビームの射出される方向を変更させるために用いられ、前記第一ビームと前記第二ビームは第一方向により前記導光板へと入射され、第二方向に向かって前記導光板から離れていき、
   前記第一方向と前記薄膜スイッチ回路は平行であり、前記第一方向と前記第二方向は垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
4. 前記薄膜スイッチ回路は前記導光板上に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
5. 前記導光板は前記薄膜スイッチ回路上に設けられ、かつ、前記導光板は複数の開孔を有することを特徴とする、請求項３に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
6. 前記圧力検知回路は複数の圧力検知部材を含み、それぞれの前記圧力検知部材は高インピーダンス検知接続点と低インピーダンス検知接続点とを有し、それぞれの前記キーは第一圧力によって押される時、前記高インピーダンス検知接続点と前記低インピーダンス検知接続点は接触し、前記高インピーダンス検知接続点と前記低インピーダンス検知接続点の間には第一接触面積が生じることになり、前記第一圧力検知部材は第一インピーダンス値を発生させ、それぞれの前記キーが前記第一圧力より大きい第二圧力によって押される時、前記高インピーダンス検知接続点と前記低インピーダンス検知接続点は接触し、前記高インピーダンス検知接続点と前記低インピーダンス検知接続点の間には前記第一接触面積より大きい第二接触面積を有することになり、それぞれの前記圧力検知部材は前記第一インピーダンス値より大きい第二インピーダンス値を発生させることを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
7. 前記圧力検知回路はさらに検知抵抗を含み、前記検知抵抗は接地され、かつ検知インピーダンス値を有し、前記複数の圧力検知部材はそれぞれ前記検知抵抗と直列接続され、前記圧力検知回路は前記検知インピーダンス値と前記第一、あるいは、前記第二インピーダンス値に基づき、前記力覚強度電圧を発生させる。ここでは、前記圧力検知回路が前記検知インピーダンス値と前記第一インピーダンス値に基づき、第一力覚強度電圧を発生させるとき、前記制御ユニットはそれぞれ前記キーが前記第一圧力によって押されているかを判断し、前記発光モジュールに前記第一ビームを発生させ、前記圧力検知回路が前記検知インピーダンス値と前記第二インピーダンス値に基づき、第二力覚強度電圧を発生させるとき、前記制御ユニットはそれぞれ前記キーが前記第二圧力によって押されているかを判断し、前記発光モジュールに前記第二ビームを発生させることを特徴とする、請求項６に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
8. それぞれの前記キーはさらに、
   前記ベースの外に露呈され、押し込まれることにより、対応するそれぞれのキーの前記信号を発生させるキーキャップと、
   前記キーキャップに接続され、前記キーキャップを所定位置の間、かつ、ベースに対向するように、上下に移動させるためのシャー型接続部材と、
   前記キーキャップの下方に設けられ、前記キーキャップが押され、前記ベースと相対して下向きに移動される時に弾性が形成され、前記キーキャップがリリースされる時、前記弾性を前記キーキャップに加え、前記キーキャップを前記ベースと相対して上方に移動させる弾性部材と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
9. 前記第一ビームは第一色彩で表示され、前記第二ビームは第二色彩で表示されことを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。
10. 前記第一ビームは第一周波数に基づき閃光し、前記第二ビームは第二周波数に基づき閃光し、前記第一周波数は前記第二周波数より小さいことを特徴とする請求項１に記載の力覚センサー式の発光キーボード。

Images