TW201816552A - 鍵盤裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明所欲解決的問題是在於提供一種鍵盤裝置，其響應性良好且可配合多種應用程式。作為解決問題的技術手段，本發明的鍵盤裝置，具備：按鍵群10，其由複數個按鍵所構成，且被附加上按鍵索引；記憶體13，其針對複數個按鍵的各按鍵，可個別地將閾值資料寫入至與按鍵索引對應的記憶體位址中、及自記憶體位址讀出閾值資料，其中該閾值資料是用來決定按鍵是否被按下；按鍵電容檢測部15，其檢測與被選擇的按鍵索引對應的按鍵的電容量；電容電壓轉換部，其將由按鍵電容檢測部所檢測出的按鍵的電容量轉換成電壓；資料轉換部16，其讀出與被選擇的按鍵索引對應的記憶體內的記憶體位址的閾值資料，並將閾值資料轉換成類比資料；以及，按下判斷部18，其將來自資料轉換部的類比資料與來自電容電壓轉換部的電壓加以比較，以判斷按鍵是否被按下。

Description

鍵盤裝置
本發明關於一種鍵盤裝置，其按鍵群的各按鍵的啟動(ON)識別位置可改變。
先前的鍵盤裝置中，按鍵輸入時的按鍵鍵程在任何按鍵中都是固定的。近來，對於鍵盤的需求變得多樣化，例如專門遊玩遊戲等的遊戲玩家，在遊戲的遊玩中需要快速的操作，而偏好將按鍵的按下鍵程縮短、或是將按鍵的啟動(ON)識別位置(決定按鍵是否被按下的閾值)作成比通常狀態更上方(更淺)。
專利文獻1中，記載有一種靜電電容式鍵盤，其使用一種能夠對按鍵是否被按下的啟動識別位置進行變更的按鍵開關。
[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特開昭62-144220號公報。
(發明所欲解決的問題) 然而，這樣會具有以下的煩雜性：遊戲玩家必須根據遊戲來分別使用按鍵鍵程不同的鍵盤。
又，專利文獻1中，只能針對鍵盤的全部按鍵來總括地變更按鍵的啟動識別位置，而不能對各按鍵來個別地變更啟動識別位置。
於是，本發明的目的在於提供一種鍵盤裝置，其響應性良好，且使用者可針對各按鍵來個別地變更、調整啟動識別位置，而能以一個鍵盤來配合多種應用程式。
(用於解決問題的手段) 為了達成前述目的，本發明的鍵盤裝置的特徵在於，具備：按鍵群，其由複數個按鍵所構成，且被附加上按鍵索引；記憶體，其針對前述複數個按鍵的各按鍵，可個別地將閾值資料寫入至與前述按鍵索引對應的記憶體位址中、及自前述記憶體位址讀出前述閾值資料，其中該閾值資料是用來決定前述按鍵是否被按下；按鍵電容檢測部，其檢測與被選擇的前述按鍵索引對應的前述按鍵的電容量；電容電壓轉換部，其將由前述按鍵電容檢測部所檢測出的前述按鍵的電容量轉換成電壓；資料轉換部，其讀出與被選擇的前述按鍵索引對應的前述記憶體內的記憶體位址的閾值資料，並將前述閾值資料轉換成類比資料；以及，按下判斷部，其將來自前述資料轉換部的類比資料與來自前述電容電壓轉換部的電壓加以比較，以判斷前述按鍵是否被按下。
(發明的功效) 根據本發明的鍵盤裝置，針對複數個按鍵的個別按鍵，分別設定用來決定按鍵是否被按下的閾值資料，並且資料轉換部將閾值資料轉換成類比資料，且按下判斷部將來自資料轉換部的類比資料與來自電容電壓轉換部的電壓加以比較，以判斷按鍵是否被按下。亦即，能夠判斷按鍵是否被按下，並藉由改變用來決定按鍵是否被按下的閾值，來變更按鍵的啟動識別位置。 於是，能夠提供一種鍵盤裝置，其響應性良好，且使用者可針對各按鍵來個別地變更、調整啟動識別位置，而能以一個鍵盤來配合多種應用程式。
以下，一邊參照圖式一邊詳細地說明本發明的鍵盤裝置的實施例。第1圖是本發明的實施例1的鍵盤裝置的結構區塊圖。鍵盤裝置1，會根據靜電電容量(類比值)的變化來判斷按鍵是否被按下，並藉由改變用來決定按鍵是否被按下的閾值(threshold value)，來變更按鍵的啟動識別位置。
鍵盤裝置1，具備：按鍵群10、按鍵掃瞄檢測部11、快閃記憶體12、隨機存取記憶體(RAM)13、按鍵掃瞄控制部14、按鍵電容檢測部15、C－V轉換部(電容電壓轉換部)16、閾值掃瞄部．D／A(數位／類比)轉換部17、按下判斷部18、閾值設定切換部19、按鍵碼轉換部20、通訊控制部21。
快閃記憶體12、RAM 13、按鍵掃瞄控制部14、閾值掃瞄部．D／A轉換部17、按鍵碼轉換部20、通訊控制部21，被設在中央處理單元(CPU)2內。
按鍵群10，在電性電路上具備(m行×n列)個按鍵，並且對應各按鍵而附加上各按鍵索引。快閃記憶體12為非揮發性記憶體，針對按鍵群10中的(m行×n列)個按鍵的各按鍵，預先儲存用於按鍵的啟動識別位置的閾值資料(閾值位準)。RAM 13，在電源起動時，讀出被記憶在快閃記憶體12中的各按鍵的閾值資料，並將各按鍵的閾值資料記憶於與各按鍵索引對應的各記憶體位址中。
按鍵掃瞄控制部14，自按鍵群10中選擇該按鍵索引，並自RAM 13檢測出與被選擇的該按鍵索引對應的記憶體位址內的閾值資料。按鍵掃瞄檢測部11，一直掃瞄按鍵群10，並檢測由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的按鍵索引。按鍵電容檢測部15，對由按鍵掃瞄檢測部11所檢測出的按鍵索引的按鍵的電容進行檢測。
C－V轉換部16，將由按鍵電容檢測部15所檢測出的按鍵的電容量轉換成電壓，並輸出至按下判斷部18。閾值掃瞄部．D／A轉換部17，從由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的RAM 13內的記憶體位址讀出按鍵的數位閾值，將數位閾值轉換成類比閾值並輸出至按下判斷部18。
按下判斷部18，在來自C－V轉換部16的電壓成為來自閾值掃瞄部．D／A轉換部17的閾值以上的情況下，判斷為有按鍵按下(按鍵啟動(ON))，且在前述電壓未滿前述閾值的情況下，判斷為沒有按鍵按下(按鍵未啟動(OFF))，並將按鍵是否被按下的資料輸出至閾值設定切換部19。
閾值設定切換部19，在通常時，將來自按下判斷部18的按鍵是否被按下的資料輸出至按鍵碼轉換部20，且在鍵盤裝置出廠時、個別設定時，經由閾值掃瞄部．D／A轉換部17而將來自按下判斷部18的按鍵啟動時的閾值位準寫入至RAM 13。
按鍵碼轉換部20，將與來自閾值設定切換部19的按鍵對應的按鍵碼輸出至通訊控制部21。
鍵盤裝置1，連接至個人電腦(PC)3，PC 3具有：通訊控制部31、閾值控制部32、HID(Human Interface Device，人機介面裝置)驅動器33。通訊控制部31，與鍵盤裝置1內的通訊控制部21進行通訊。閾值控制部32，在使用者已選擇了閾值的情況下，經由通訊控制部31將被選擇的閾值輸出至鍵盤裝置1內的通訊控制部21。
(實施例1) 接著，一邊參照圖式一邊說明如此構成之實施例1的鍵盤裝置的處理。首先，對電源啟動時、閾值的選擇時、閾值的編輯變更時的處理加以說明。
電源啟動時，CPU 2，將用於按鍵群10的各按鍵的啟動識別位置的閾值資料讀取至RAM 13，其中該等閾值資料是在之前被儲存至快閃記憶體12中。
又，在使用者選擇了其他閾值資料的情況下，CPU 2，亦將被儲存在快閃記憶體12中的用於各按鍵的啟動識別位置的閾值資料讀取至RAM 13。作為閾值資料，例如可例示出：使按鍵的鍵程變淺的小閾值、作成中等鍵程的中閾值、作成深鍵程的大閾值。使用者，自該等3個閾值中選擇任一者。
在已將使用者任意選擇的閾值變更資料儲存於RAM 13中的情況下，CPU 2，將RAM 13內的閾值變更資料寫入至快閃記憶體12的閾值儲存區域(個別)中。進一步，當使用者要編輯閾值資料時，CPU 2，僅重寫(改寫)RAM 13內的閾值資料，而直到發出儲存命令為止都不會進行對於快閃記憶體12的資料重寫。
接著，一邊參照第2圖所示的流程圖一邊說明通常使用時的動作。此處，說明以下的情況：將快閃記憶體12的閾值儲存區域的閾值資料讀出至RAM 13的閾值編輯變更區域，並輸出按鍵索引mjnk的按鍵碼。此處，表示快閃記憶體12的該按鍵索引mjnk的閾值位準為m，且輸出至RAM 13的例子。
首先，按鍵掃瞄控制部14，自按鍵群中10選擇該按鍵索引(步驟S11)。接著，按鍵掃瞄控制部14，檢測與被選擇的該按鍵索引對應的RAM 13的記憶體位址內的閾值資料(步驟S12)。
接著，按鍵掃瞄檢測部11，掃瞄按鍵群10，以檢測由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的該按鍵索引(步驟S13)。進一步，按鍵電容檢測部15，檢測該按鍵索引的按鍵的電容值(步驟S14)。C－V轉換部16，將由按鍵電容檢測部15所檢測到的該按鍵的電容值轉換成電壓值V1(步驟S15)。
進一步，閾值掃瞄部．D／A轉換部17，從由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的RAM 13內的記憶體位址，讀出按鍵的數位閾值位準(步驟S16)，並將數位閾值位準m除以解析度y位元，然後將所得到的值乘上全尺度跨距電壓值V，藉此算出類比閾值電壓值V2＝V．(m／y位元)，並輸出至按下判斷部18(步驟S17)。
進一步，按下判斷部18，將該按鍵的電壓值V1與該按鍵的閾值電壓值V2進行比較(步驟S18)，在V1≧V2的情況下，輸出該按鍵的啟動(ON)訊號(步驟S19)。而在並非V1≧V2的情況下，返回步驟S11的處理，並重覆進行步驟S11～S18的處理。
接著，閾值設定切換部19，將來自按下判斷部18的按鍵的ON、OFF輸出作為輸入，當通常使用時，將該按鍵的ON訊號朝向按鍵碼轉換部20傳送，並經由通訊控制部21來輸出至PC 3。按鍵碼轉換部20，將該按鍵轉換成編碼，並經由通訊控制部21來將按鍵碼輸出至PC 3(步驟S20)。
如此，根據實施例1的鍵盤裝置，針對複數個按鍵的個別按鍵，分別設定用來決定按鍵是否被按下的閾值資料，並且D／A轉換部17將閾值資料轉換成類比資料，且按下判斷部18將來自D／A轉換部17的類比資料與來自C－V轉換部16的電壓加以比較，以判斷按鍵是否被按下。亦即，能夠判斷按鍵是否被按下，並藉由改變用來決定按鍵是否被按下的閾值，來變更按鍵的啟動識別位置。
於是，使用者能夠個別對各按鍵改變、調整啟動識別位置，而以一個鍵盤來實現針對任意按鍵的淺鍵程、深鍵程的設定，而能夠提供一種可配合多種應用程式且響應性良好的鍵盤。
又，由於針對個別按鍵來將按鍵的閾值位準細分化為y位元(解析度)階段，相較於將全部按鍵一起作成閾值可變的作法，更能夠自由地設定、變更所偏好的按鍵的啟動識別位置，而增加對於遊戲等應用程式中的細微按鍵操作對應的泛用性。又，針對全部按鍵，能夠個別地將按鍵的啟動識別位置設定成無段式。
又，因為在快閃記憶體12中記憶有閾值，即使切斷電源，只要沒有去更新成新的閾值，閾值便會被一直記憶住。又，能夠吸收按鍵構造中潛在具有的機械性、電性的個體差異，而能夠提供穩定且高精準度的製品。進一步，能夠靈活地吸收靜電電容型鍵盤可能會潛在具有的靜電電容的個體差異，來加以對應。
(使用者選擇閾值時的處理) 接著，一邊參照第3圖，一邊說明使用者選擇閾值時的處理。第3圖中，說明以下的情況：使用者自PC 3選擇快閃記憶體12的閾值儲存區域的設定，將該設定值讀入RAM 13的閾值編輯變更區域，並輸出按鍵索引mjnk的按鍵碼。此處，表示以下的例子：快閃記憶體12的該按鍵索引mjnk的閾值位準為k，且輸出至RAM 13。
首先，在PC 3的閾值控制部32中，由使用者所選擇的閾值，經由通訊控制部31被傳送至通訊控制部21。作為此閾值，例如能夠例示出：用來使按鍵的鍵程變淺的小閾值、用來作成中等鍵程的中閾值、用來作成深鍵程的大閾值。使用者，自該等3個閾值中選擇任一者。
通訊控制部21，基於被選擇的閾值，自複數個快閃記憶體12－1～12－(n+1)中選擇具有該被選擇的閾值的快閃記憶體12(步驟S11a)。接著，通訊控制部21，將被選擇的快閃記憶體12的全部資料讀出至RAM 13中(步驟S12a)。
接著，按鍵掃瞄檢測部11，掃瞄按鍵群10，以檢測出由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的該按鍵索引(步驟S13)。進一步，按鍵電容檢測部15，檢測該按鍵索引的按鍵的電容值(步驟S14)。C－V轉換部16，將由按鍵電容檢測部15所檢測到的該按鍵的電容值轉換成電壓值V1(步驟S15)。
進一步，閾值掃瞄部．D／A轉換部17，從由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的RAM 13內的記憶體位址，讀出按鍵的數位閾值位準(步驟S16)，並將數位閾值位準m除以解析度y位元，然後將所得到的值乘上全尺度跨距電壓值V，藉此算出類比閾值電壓值V2＝V．(k／y位元)，並輸出至按下判斷部18(步驟17)。
進一步，按下判斷部18，將該按鍵的電壓值V1與該按鍵的閾值電壓值V2進行比較(步驟S18)，在V1≧V2的情況下，輸出該按鍵的啟動(ON)訊號(步驟S19)。而在並非V1≧V2的情況下，返回步驟S11a的處理，並重覆進行步驟S11a～S18的處理。
接著，閾值設定切換部19，將來自按下判斷部18的按鍵的ON、OFF輸出作為輸入，在通常使用時，將該按鍵的ON訊號輸出至按鍵碼轉換部20。按鍵碼轉換部20，將該按鍵轉換成編碼，並經由通訊控制部21來將按鍵碼輸出至PC 3(步驟S20)。
根據如此，便能夠由使用者來對全部按鍵個別地選擇、決定按鍵閾值。又，能夠對全部按鍵個別地記憶複數個按鍵閾值。
(實施例2) 第4圖是本發明的實施例2的鍵盤裝置的結構區塊圖。因為各個按鍵中在構造上具有個體差異，所以在將相同厚度的間隔件(spacer)插入全部按鍵中，且按下全部按鍵時，會發生在個別按鍵中的啟動識別位置不同的情形，也就是在其中某個按鍵例如會是3位準，而在另一按鍵會是2位準。因此，實施例2的鍵盤裝置，是將相同厚度的間隔件插入全部按鍵中，並在按下全部按鍵時求出與個別按鍵中的啟動識別位置對應的閾值，以吸收按鍵的個體差異。
在此例中，對於具有3種不同厚度的間隔件的各個間隔件來求出各自的閾值。將以下3種間隔件依序插入按鍵中來求出閾值：用來將按鍵例如作成1.5mm鍵程的厚間隔件，用來將按鍵例如作成2.2mm鍵程的中等厚度間隔件，來將按鍵例如作成3.0mm鍵程的薄間隔件。
實施例2的鍵盤裝置，如第4圖所示，相對於實施例1的鍵盤裝置，更具備閾值位準減算部22。閾值位準減算部22，當將間隔件插入全部按鍵中且按下全部按鍵時，自較大的閾值到較小的閾值依序對閾值位準進行減算，並將已減算過的閾值位準輸出至閾值掃瞄部．D／A轉換部17。
接著，一邊參照第5圖所示的流程圖，一邊說明實施例2的鍵盤裝置在出廠時、個別設定時的處理。此處，表示該按鍵索引的閾值位準N為x，且成為V2＝V1的過程。
首先，將用來決定閾值位準的間隔件插入鍵盤中(步驟11b)。接著，將RAM 13內的該按鍵的閾值位準N設定成N＝y位元(步驟11c)。
接著，按下全部按鍵，以將全部按鍵推向用來決定閾值位準的間隔件(步驟12b)。接著，按鍵掃瞄檢測部11，掃瞄按鍵群10，以檢測由按鍵掃瞄控制部14所選擇出的該按鍵索引(步驟S13)。進一步，按鍵電容檢測部15，檢測該按鍵索引的按鍵的電容值(步驟S14)。C－V轉換部16，將由按鍵電容檢測部15所檢測到的該按鍵的電容值轉換成電壓值V1(步驟S15)。
進一步，檢測出RAM 13內的該按鍵索引(步驟S16a)，閾值掃瞄部．D／A轉換部17，讀出RAM 13內的該按鍵索引的閾值位準(步驟S16c)，對閾值位準N進行D／A轉換，算出類比閾值電壓值V2＝V．(1／y位元)，並將類比閾值電壓值V2輸出至按下判斷部18(步驟17a)。
進一步，按下判斷部18，將該按鍵的電壓值V1與該按鍵的閾值電壓值V2進行比較(步驟S18a)，在並非V1＝V2的情況下，閾值位準減算部22，將RAM 13內的D／A值(閾值位準)減去1(步驟S16b)。此外，閾值的初期值是N，所以此處是進行N＝N－1的減算處理。接著，返回步驟S16a的處理，並重覆進行步驟S16a、步驟S16c、步驟S17a、步驟S18a、步驟S16b的處理。
亦即，閾值位準減算部22，針對RAM 13內的按鍵的閾值位準N，以N、N－1、N－2、…、x、…、3、2、1的方式逐次減去1來進行減算，而階段性地掃瞄閾值位準，並反覆進行V2＝V．(x／y位元)的運算直到閾值電壓V2與電壓V1的值一致為止。
按下判斷部18，在成為V1＝V2的情況下，閾值設定切換部19，將與電壓V1一致時的閾值電壓V2中的閾值位準x作為間隔件的閾值位準，並將閾值位準x記憶於RAM 13的該按鍵地址中(步驟S19b)。進一步，CPU 2，將RAM 13的閾值位準x儲存至快閃記憶體12的閾值儲存區域或是閾值儲存區域(個別)的該位址中(步驟S19c)。
如此，根據實施例2的鍵盤裝置，將相同厚度的間隔件插入全部按鍵中，並求出將全部按鍵按下時與個別按鍵的啟動識別位置對應的閾值。亦即，能夠針對個別按鍵來作成可將按鍵個體差異吸收的閾值，因此即便各按鍵在構造上具有個體差異，也能夠將按鍵個體差異吸收。又，亦能夠針對全部按鍵個別地使用單獨的間隔件，以藉此單獨變更按鍵閾值。
此外，在實施例1、2中已說明過靜電電容式的鍵盤裝置，其可將任意按鍵的按鍵啟動識別位置變更至任意位置，但本發明並不一定要是靜電電容式的鍵盤裝置，例如可為類比式的輸入裝置，且只要是可設定閾值來將按鍵是否被按下(ON/OFF)的情形輸出的鍵盤裝置即可。
1‧‧‧鍵盤裝置
2‧‧‧中央處理單元(CPU)
3‧‧‧個人電腦(PC)
10‧‧‧按鍵群
11‧‧‧按鍵掃瞄檢測部
12(12-1~12-(n+1))‧‧‧快閃記憶體
13‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
14‧‧‧按鍵掃瞄控制部
15‧‧‧按鍵電容檢測部
16‧‧‧電容電壓轉換部(C－V轉換部)
17‧‧‧閾值掃瞄部．數位／類比轉換部
18‧‧‧按下判斷部
19‧‧‧閾值設定切換部
20‧‧‧按鍵碼轉換部
21‧‧‧通訊控制部
22‧‧‧閾值位準減算部
31‧‧‧通訊控制部
32‧‧‧閾值控制部
33‧‧‧人機介面裝置驅動器
S11~S20‧‧‧步驟
第1圖是本發明的實施例1的鍵盤裝置的結構區塊圖。 第2圖是表示實施例1的鍵盤裝置在通常使用時的處理的流程圖。 第3圖是表示實施例1的鍵盤裝置在使用者選擇閾值時的處理的流程圖。 第4圖是本發明的實施例2的鍵盤裝置的結構區塊圖。 第5圖是表示實施例2的鍵盤裝置在出廠時、個別設定時的處理的流程圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
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Claims (5)

  1. 一種鍵盤裝置，具備： 按鍵群，其由複數個按鍵所構成，且被附加上按鍵索引； 記憶體，其針對前述複數個按鍵的各按鍵，可個別地將閾值資料寫入至與前述按鍵索引對應的記憶體位址中、及自前述記憶體位址讀出前述閾值資料，其中該閾值資料是用來決定前述按鍵是否被按下； 按鍵電容檢測部，其檢測與被選擇的前述按鍵索引對應的前述按鍵的電容量； 電容電壓轉換部，其將由前述按鍵電容檢測部所檢測出的前述按鍵的電容量轉換成電壓； 資料轉換部，其讀出與被選擇的前述按鍵索引對應的前述記憶體內的記憶體位址的閾值資料，並將前述閾值資料轉換成類比資料；以及， 按下判斷部，其將來自前述資料轉換部的類比資料與來自前述電容電壓轉換部的電壓加以比較，以判斷前述按鍵是否被按下。
  2. 如請求項1所述之鍵盤裝置，其中，具備快閃記憶體，該快閃記憶體保存有前述複數個按鍵的全部按鍵的閾值資料，且在電源起動時將前述全部按鍵的閾值資料寫入至前述記憶體中。
  3. 如請求項2所述之鍵盤裝置，其中，具備通訊控制部，該通訊控制部與選擇閾值的外部電腦進行通訊； 前述快閃記憶體被設置複數個； 前述通訊控制部，選擇包含有由前述電腦所選擇出的前述閾值之前述快閃記憶體，並自被選擇的前述快閃記憶體中將前述閾值資料讀出至前述記憶體中。
  4. 如請求項2或3所述之鍵盤裝置，其中，前述快閃記憶體，在儲存作業時讀出被儲存在前述記憶體中的前述閾值資料，並加以儲存。
  5. 如請求項1所述之鍵盤裝置，其中，具備閾值設定部，該閾值設定部在來自前述資料轉換部的類比資料與來自前述電容電壓轉換部的電壓一致的情況下，針對每個按鍵個別地進行將此時的前述閾值資料記憶於前述記憶體中的處理。
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