WO2016080251A1 - 静電容量式キーボード - Google Patents

Abstract

　押下されたキー及びその押下量を高精度に検出することが可能な静電容量式キーボードを提供する。各ドライブラインＭの電圧を択一的にＬレベルからＨレベルに切り替えるドライブ回路１１と、各センシングラインＮに生じる電圧を検出するセンシング回路１２と、センシング回路１２にて検出される電圧値に基づいて、操作されたキー及び操作されたキーの操作量を検出する制御回路１５を備える。そして、センシング回路１２は、センシングラインＮより入力される電圧のピーク値を所定時間だけ保持するピークホールド回路３２と、ピークホールド回路３２で保持した電圧を、複数段階のディジタルの電圧値に変換するＡ／Ｄ変換回路３３を備える。

Description

静電容量式キーボード

　本発明は、マトリクス状に配置された複数の静電容量式キーを有する静電容量式キーボードに関する。

　パソコン等で用いられるキーボードとして、複数の静電容量式のキーを備えた静電容量式キーボードが提案され、実用化されている。静電容量式キーボードは、複数のドライブライン、及び、各ドライブラインと交差する複数のセンシングラインを備え、各ドライブラインと各センシングラインとの交差点にそれぞれ静電容量式のキーが配置されている。そして、複数のキーのうちのいずれかが押下されると、該キーに存在する一対の電極間の静電容量が増加するので、ドライブラインから、押下されたキーを経由してセンシングラインに電流が流れる。この電流を検出することにより、押下されたキーを認識することができる（例えば、特許文献１参照）。
　以下、図８、図９を参照して、従来の静電容量式キーボードについて説明する。図８は、従来の静電容量式キーボードの配置構成を示す説明図、図９は、従来の静電容量式キーボードの等価回路図である。図８に示すように、従来の静電容量式キーボードは、複数のドライブラインＭ（Ｍ−１，Ｍ−２，Ｍ−３・・・）と、複数のセンシングラインＮ（Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３・・・）が互いに直交して配置されている。各ドライブラインＭは、ドライブ回路１０１に接続され、各センシングラインＮは、センシング回路１０２に接続されている。
　各ドライブラインＭと各センシングラインＮとの交差点にはそれぞれキー１０３（１０３ａ、１０３ｂ等）が配置されている。そして、キー１０３を押下することにより、この交差点におけるドライブラインＭとセンシングラインＮの間の静電容量を変化させることができる。具体的には、キー１０３が押下されると静電容量が増加する。従って、図ではキーを可変容量コンデンサの記号で示している。
　ドライブ回路１０１は、各ドライブラインＭに対して択一的に一定時間だけＨレベルの電圧を印加する。従って、例えば、図８に示すキー１０３ａが押下されると、ドライブラインＭ−４がＨレベルとされた際に、ドライブラインＭ−４からセンシングラインＮ−５を経由してセンシング回路１０２に電流が流れる。即ち、図８の矢印Ｙ０、Ｙ１の経路で電流が流れる。従って、センシング回路１０２は、ドライブ回路１０１にてドライブラインＭ−４がＨレベルとされているときに、センシングラインＮ−５にて電圧が検出されたことに基づいて、キー１０３ａが押下されたことを検出することができる。
　しかしながら、誤操作や意図的に複数のキーを押下する等に起因して、キー１０３ａ以外のキーが押下されている場合には、センシング回路１０２にて正確な電圧を検出できなくなる場合が発生する。例えば、キー１０３ａが押下されているときに、キー１０３ｂが同時に押下された場合には、ドライブラインＭ−４に流れる電流は、センシングラインＮ−５を経由してセンシング回路１０２に供給されると共に、ドライブラインＭ−６を経由してグランドに流れる。即ち、図８の符号Ｙ２に示す経路を通じて電流が流れてしまう。
　これを図９に示す等価回路を参照して説明すると、キー１０３ａのみが押下されている場合には、コンデンサＣ１０１を流れる電流は、抵抗Ｒ２を経由してグランドに流れることになり、抵抗Ｒ２の接続点Ｐ１の電圧を測定することにより、キー１０３ａが押下されたことを検出できる。この際、同時にキー１０３ｂが押下され、コンデンサＣ１０２に電流が流れると、センシング回路１０２で検出される電圧値が正常時の電圧に対して相対的に低下するので、キーの押下の有無を判断する閾値に電圧値が達せず不検出となる可能性がある。３ヶ所以上同時に押下されていると、更にその可能性は増大する。
　ところで、昨今においては、キーの押下の有無のみならず、キーの押下量（キーが押下されたときのストローク）を検出する機能を備えるキーボードの提案が望まれている。しかも、同時に多数のキーを押下することにより、多様な入力が可能な機能も、キーボードに望まれている。しかし、特許文献１に開示された技術では、キーの押下の有無を検出することができるものの、キーの押下量を検出することは難しい。また、同時に複数のキーを押下した場合、各キーの押下量を高精度に検出できないという問題が発生する。

特開昭６２−１４４２２３号公報

　上述したように、従来における静電容量式キーボードでは、キーが押下された際にその有無を検出することができるものの、その押下量を検出することができず、何とかキーの押下量を高精度に検出したいという要望が高まっていた。
　本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、押下されたキー、及びその押下量を高精度に検出することが可能な静電容量式キーボードを提供することにある。
　更に、その押下されたキーが複数であっても、全ての押下量を同時に検出することが可能な静電容量式キーボードを提供することにある。

　上記目的を達成するため、本願発明は、複数のドライブライン、及び前記ドライブラインと交差する複数のセンシングラインを有するキーボードであって、前記各ドライブラインと各センシングラインとの交差点に設けられ、操作子と、前記ドライブライン及び前記センシングラインに接続された一対の電極を備え前記操作子の押下量に応じて各電極間の静電容量が変化する電極部と、を有するキーと、前記各ドライブラインと接続され、各ドライブラインの電圧を択一的にローレベルからハイレベルに切り替えるドライブ回路と、前記センシングラインと接続され、各センシングラインに生じる電圧を検出するセンシング回路と、前記センシング回路にて検出される電圧値に基づいて、操作されたキー及び操作されたキーの操作量を検出する操作検出部と、を備え、前記センシング回路は、前記センシングラインより入力される電圧のピーク値を所定時間だけ保持するピークホールド部と、前記ピークホールド部で保持した電圧を、複数段階のディジタルの電圧値に変換するＡ／Ｄ変換部と、を備えたことを特徴とする。

　本発明に係る静電容量式キーボードでは、操作者によりキーが押下された場合には、このキーの押下量に応じてセンシングラインに生じる電圧がセンシング回路にて検出され、この電圧がピークホールド部にて保持される。そして、このピークホールド部に保持された電圧を複数段階のディジタルの電圧値に変換し、この電圧値に基づいて、押下されたキー、及びそのキーの押下量が検出される。従って、操作者によって押下されたキー、及びその押下量を高精度に検出することが可能となる。

　図１は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードの回路図である。
　図２は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードで用いられるキーの詳細な構成を示す分解斜視図である。
　図３は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードで用いられるキーの、２つの電極とコイルスプリングの関係を模式的に示す説明図である。
　図４は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードの、センシング回路の詳細な構成を示すブロック図である。
　図５は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードの、キーＫｙ−４５が押下されたときの電流の流れを示す説明図である。
　図６は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードの、所望のキーが押下されたときの電流の流れを示す等価回路図である。
　図７は、本発明の実施形態に係る静電容量式キーボードの、所望のキーの押下量が小さいとき、及び押下量が大きいときの各信号の変化を示すタイミングチャートである。
　図８は、従来における静電容量式キーボードの回路図である。
　図９は、従来における静電容量式キーボードの等価回路図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る静電容量式キーボード装置の構成を模式的に示す説明図である。図１に示すように、本実施形態に係る静電容量式キーボード１０は、複数（例えば、個数ｉ）のドライブラインＭ（Ｍ−１，Ｍ−２，Ｍ−３，・・，Ｍ−ｉ）と、複数（例えば、個数ｊ）のセンシングラインＮ（Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３，・・，Ｎ−ｊ）が互いに直交（交差）して配置されている。なお、以下では、ドライブラインを特定せずに示す場合には、符号「Ｍ」を付して示し、個々のドライブラインを特定して示す場合には「Ｍ−１」のようにサフィックスを付して示すことにする。センシングラインについても同様に、個々を特定せずに示す場合には、符号「Ｎ」を付し、個々を特定して示す場合には「Ｎ−１」のようにサフィックスを付する。
　図１に示すように、各ドライブラインＭは、ドライブ回路１１に接続され、各センシングラインＮは、センシング回路１２に接続されている。ドライブ回路１１、及びセンシング回路１２は、制御回路１５に接続されており、該制御回路１５の制御によりドライブ回路１１及びセンシング回路１２の駆動が制御される。
　各ドライブラインＭと各センシングラインＮは、それぞれの交差点においてキーＫｙにより接続されており、通常時（キーＫｙが押下されていないとき）には双方のラインＭ，Ｎは互いの交差点にて電気的に導通していない。そして、後述するように、キーＫｙは可変容量コンデンサとダイオードの直列接続回路を備えているので、図ではキーＫｙを可変容量コンデンサ及びダイオードの記号にて示している。
　キーＫｙは、図２に示すように、一対の電極Ｑ１、Ｑ２（電極部）を有する基板２１、及びハウジング２２を備えており、基板２１とハウジング２２との間には、円錐形状のコイルスプリング２３と、柔軟性を有するラバー２４、及びプランジャ２５が設けられている。なお、電極Ｑ１、Ｑ２とコイルスプリング２３は、図示しない絶縁層にて電気的に絶縁されているので、コンデンサを構成する。更に、ハウジング２２の上方にキートップ２６（操作子）が設けられており、操作者がこのキートップ２６を押下することにより、コイルスプリング２３が押下されて、電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が変化する。即ち、キーＫｙは、キートップ２６を押下する際の押下量に応じて電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が増大するように構成されている。
　なお、以下では、複数のキーＫｙを特定しない場合には符号「Ｋｙ」を付して示し、個々を特定する場合には、交差点となるドライブラインＭの番号とセンシングラインＮの番号を付して示すことにする。例えば、ドライブラインＭ−４とセンシングラインＮ−５との交差点に設けられるキーは符号「Ｋｙ−４５」で示す。
　そして、上述したキーＫｙに設けられる２つの電極Ｑ１、Ｑ２のうちの、一方の電極Ｑ１（第１の電極）がドライブラインＭに接続され、他方の電極Ｑ２（第２の電極）がダイオードＤ（整流素子）を介してセンシングラインＮに接続されている。具体的には、図３の模式図に示すように、電極Ｑ１と電極Ｑ２が一定の距離をもって対向配置されており、電極Ｑ１はドライブラインＭに接続され、電極Ｑ２はダイオードＤのアノードに接続され、ダイオードＤのカソードはセンシングラインＮに接続されている。つまり、ダイオードＤは、ドライブラインＭからセンシングラインＮに向く方向が順方向となるように設けられている。また、ダイオードＤは、電極Ｑ１、Ｑ２（一対の電極）とセンシングラインＮとの間に配置されている。
　そして、２つの電極Ｑ１、Ｑ２間に設けられるコイルスプリング２３の伸縮状態（即ち、図２に示すキートップ２６の押下量）に応じて電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が変化するので、これに伴って電極Ｑ１から電極Ｑ２に向けて流れる電流が変化する。
　図１に示すドライブ回路１１は、制御回路１５より出力される制御指令に基づき、各ドライブラインＭ（Ｍ−１~Ｍ−ｉ）に対して択一的に一定時間だけＨレベル（ハイレベル）の電圧を印加するように制御する。具体的には、Ｍ−１、Ｍ−２、・・、Ｍ−ｉ、Ｍ−１・・の順に各ドライブラインＭの電圧をＨレベルとする。それ以外のドライブラインＭの電圧は、Ｌレベル（ローレベル）とする。なお、電圧を印加する順序は、上記に限定されず、一定の周期で択一的にドライブラインＭの電圧をＨレベルとすればよい。
　センシング回路１２は、各センシングラインＮに流れる電流に応じた電圧を検出する。以下、図４に示すブロック図を参照してセンシング回路１２の詳細について説明する。図４は、センシング回路１２、及び該センシング回路１２に接続される各キーＫｙを示すブロック図である。ここで、上述したように各ドライブラインＭはドライブ回路１１の制御により、Ｈレベル及びＬレベルが切り替えられるので、この切替を便宜的にスイッチＳＷ、及びドライブ制御信号を示す矢印で示している。即ち、制御回路１５より出力されるドライブ制御信号により、ドライブラインＭをＨレベルとする指令が供給された場合には、スイッチＳＷが、「Ｌ」から「Ｈ」に切り替わり、キーＫｙにＨレベルの電圧が印加されることになる。
　また、図４に示すようにセンシング回路１２は、抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続回路を備え、各抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点Ｐ１は、キーＫｙの出力端（即ち、ダイオードＤのカソード）に接続されている。抵抗Ｒ１の一端は電源電圧ＶＢの端子に接続され、抵抗Ｒ２の一端はグランドに接続されている。そして、この直列接続回路は、各センシングラインＮ毎にそれぞれ設けられており、接続点Ｐ１はマルチプレクサ３１に接続されている。抵抗Ｒ１とＲ２は同一の抵抗値を有している。従って、接続点Ｐ１の電圧は、センシング回路１２に供給される電源電圧ＶＢとグランド電圧との中間値の電圧となる。
　マルチプレクサ３１は、各キーＫｙ（Ｋｙ−１１~Ｋｙ−ｉｊ）を経由してセンシングラインＮに流れる電流に応じた電圧（抵抗Ｒ２の両端に生じる電圧、即ち接続点Ｐ１の電圧）を、アナログスイッチにて一定の周期で択一的に切り替えて、ピークホールド回路３２（ピークホールド部）に出力する。
　ピークホールド回路３２は、接続点Ｐ１に生じる電圧のピーク値を検出し、検出したピーク値を保持する。制御回路１５よりリセット信号が与えられた際に、保持したピーク値をリセットする。
　Ａ／Ｄ変換回路３３は、制御回路１５より変換開始信号が与えられた際に、ピークホールド回路３２で保持した電圧のピーク値をディジタル化し、このディジタルデータを制御回路１５に出力する。
　従って、スイッチＳＷがオフからオンに切り替わり（即ち、ドライブラインＭの電圧がＬレベルからＨレベルに切り替わり）、このとき操作者の操作により、キーＫｙが押下されている場合には、電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が増加し電流が流れるので、接続点Ｐ１の電圧が増加する。この電圧は、ピークホールド回路３２に一時的に保持された状態で、Ａ／Ｄ変換回路３３でディジタル化され、制御回路１５に出力される。制御回路１５では、ディジタル化された電圧値を読み取ることにより、押下されたキーＫｙの押下量を検出でき、その押下量による押下の有無の判断も可能となる。更には、押下量の時間的変化に基づいて、押下速度の検出が可能となる。
　そして、これらのキーＫｙに対する押下情報は、制御回路１５にてキーコードに変換され、インターフェース（図示省略）を介してホストコンピュータ（図示省略）に送信される。即ち、制御回路１５は、センシング回路１２にて検出される電圧に基づいて、操作されたキーＫｙ、及びその操作量を検出する操作検出部としての機能を備えている。
　次に、上記のように構成された本実施形態に係る静電容量式キーボード１０の作用を、図５、図６に示す回路図を参照して説明する。図５は、複数のキーＫｙのうち、キーＫｙ−４５が押下された場合の電流の流れを示す説明図、図６はその等価回路図である。また、図７は各信号の波形を示すタイミングチャートである。なお、図５では、煩雑さを避けるため、ドライブラインＭ−４、及びセンシングラインＮ−５に接続されるキーＫｙのみを記載し、それ以外のキーＫｙは記載を省略している。
　図５に示すように、キーＫｙ−４５が押下されると、図２に示したキートップ２６が下方に押下されるので、コイルスプリング２３が押下され、これに伴って電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が増加する。また、ドライブ回路１１では、各ドライブラインＭの電圧を順繰りにＬレベルからＨレベルに切り替えるように制御するので、ドライブラインＭ−４がＨレベルとされたときには、キーＫｙ−４５の電極Ｑ１、Ｑ２を経由して電流が流れる。即ち、ドライブラインＭ−４、キーＫｙ−４５、センシングラインＮ−５の経路（図中の矢印Ｙ０、Ｙ３の経路）で電流が流れ、接続点Ｐ１（図６参照）の電圧が上昇する。この電圧は、マルチプレクサ３１を経由してピークホールド回路３２に供給されるので、電圧のピーク値が保持され、更に、Ａ／Ｄ変換回路３３にて複数段階のディジタル値に変換される。そして、制御回路１５に出力される。
　上記の動作を図７に示すタイミングチャートを参照して説明する。図７（ａ）に示すように、時刻ｔ０にてドライブラインＭ−４がＬレベルからＨレベルに切り替えられ、キーＫｙ−４５が小さい押下量で押下されていると、キーＫｙ−４５の静電容量が通常時（キーが押されていないとき）よりも増大しているので、図７（ｂ）に示すように、ＬからＨへの切替時（時刻ｔ０）、及びＨからＬへの切替時（時刻ｔ１）にてキーＫｙ−４５に電流が流れ、接続点Ｐ１の電圧が変化する。具体的には、時刻ｔ０では電圧が上昇し、時刻ｔ１では電圧が下降する。そして、ピークホールド回路３２（図４参照）は、この電圧（電圧Ｖ１）を保持するので、図７（ｃ）に示すように、ピーク時の電圧が保持される。つまり、キーＫｙ−４５が小さい押下量で押下されていることが認識される。その後、時刻ｔ２にてリセット信号が与えられると、保持していたピーク値がリセットされる。
　一方、時刻ｔ３にてドライブラインＭ−４がＬレベルからＨレベルに切り替えられ、キーＫｙ−４５が大きい押下量で押下されていると、図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ３、ｔ４にてキーＫｙ−４５に電流が流れ、接続点Ｐ１の電圧が上昇、或いは下降する。この際、キーの押下量が大きいので、電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が時刻ｔ０の場合よりも相対的に大きくなる。このため、キーＫｙ−４５を流れる電流が大きくなり、接続点Ｐ１に生じる電圧（電圧Ｖ２）が相対的に大きくなる。即ち、Ｖ２＞Ｖ１となる。そして、この電圧のピーク値が保持され、ディジタル化されて制御回路１５に出力される。
　制御回路１５は、上記の処理により、キーＫｙ−４５が押下されていること、及びその押下量を認識することができる。具体的には、図７に示す時刻ｔ０では、キーＫｙ−４５が小さい押下量で押下されていることを認識でき、時刻ｔ３では、キーＫｙ−４５が大きい押下量で押下されていることを認識できる。押下量及び押下する操作に要した時間を測定すれば、押下速度を算出することも可能となる。
　そして、制御回路１５では、キーＫｙ−４５の押下情報をキーコードに変換して、ホストコンピュータに送信する。こうして、キーＫｙ−４５の押下情報に基づく制御を行うことが可能となる。
　なお、図７では、押下量が小さい場合と大きい場合の２通りの段階について示しているが、電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量はキーＫｙの押下量に応じて連続的に変化するので、この変化量に応じて複数通りの検出が可能である。例えば、キーＫｙの押下量を５段階に区分し、接続点Ｐ１に生じる電圧に基づいて電圧値を５段階で検出すれば、キーＫｙの押下量を５段階（複数段階のディジタル値）で認識することができる。
　上記のようにして、各ドライブラインＭにＨレベルの電圧を逐次印加することと、マルチプレクサ３１にて各センシングラインＮを逐次切り替えることにより、各キーＫｙの押下の有無、その操作量や、押下速度をそれぞれ検出できる。更に、それら全てのキーＫｙの情報をホストコンピュータに送信することができる。
　次に、所望するキーＫｙ−４５が押下されているときに、誤操作により予期しないキーＫｙ−６５が同時に押下された場合の動作について説明する。図５に示すように、キーＫｙ−４５が押下されているときに、該キーＫｙ−４５と同一のセンシングラインＮ−５に接続されたキーＫｙ−６５が押下されると、このキーＫｙ−６５に設けられる電極Ｑ１、Ｑ２間の静電容量が増大する。しかし、キーＫｙ−６５には、ドライブラインＭ−６からセンシングラインＮ−５に向かう方向を順方向とするダイオードＤが設けられているので、キーＫｙ−４５からセンシングラインＮ−５に流れた電流は、キーＫｙ−６５には流れない。
　即ち、図６に示すように、キーＫｙ−４５が押下されると、図中矢印Ｙ１１に示すように、ダイオードＤを経由して接続点Ｐ１に電流が流れることになる。この際、センシングラインＮ−５に接続された他のキーＫｙには、ダイオードＤが設けられているので、仮に他のキーＫｙが押下されている場合でも、このキーＫｙには電流は流れない。
　キーＫｙにダイオードＤを備えない従来装置では、センシングラインＮ−５を流れる電流の一部がキーＫｙ−６５を経由してドライブラインＭ−６に流れ、ひいてはグランドに流れてしまう。その結果として、キーＫｙ−４５からセンシングラインＮ−５を経由してセンシング回路１２に流れる電流が低減し、検出精度が低下するという問題が生じる。しかし、本実施形態では各キーＫｙにダイオードＤが設けられていることにより、キーＫｙ−４５を経由して流れた電流は、ほぼ全てがセンシング回路１２に流れることになる。このため、従来のように、誤操作により２つのキーＫｙが同時に押下されることによる正規のキーＫｙ−４５の誤検出の発生と、押下量検出の精度悪化を回避できる。
　次に、所望する２つのキーＫｙを意図的に同時に押したときの動作について説明する。例えば、パソコンのキーボードを例に挙げると、「ＳＩＦＴ」キーを押しながら「Ａ」を押すことにより、小文字の「ａ」を入力するような場合である。２つのキーとして、例えば、キーＫｙ−４５とキーＫｙ−６５が同時に押下された場合について説明する。
　２つのキーＫｙ−４５、及びキーＫｙ−６５が同時に押下されると、図５にて説明したように、ドライブラインＭ−４がＨレベルとされた際には、キーＫｙ−６５にダイオードＤが設けられているので電流は流れず、従って、キーＫｙ−４５が押下されたこと、及びその押下量が高精度に検出される。その後、ドライブ回路１１より出力されるドライブ制御信号が切り替えられ、ドライブラインＭ−６がＨレベルとされると、キーＫｙ−６５に電流が流れる。この際、ドライブラインＭ−４はＬレベルであるが、キーＫｙ−４５にダイオードＤが設けられているので電流は流れない。従って、キーＫｙ−６５が押下されたこと、及びその押下量が高精度に検出される。
　上記のことから、２つのキーＫｙ−４５、及びキーＫｙ−６５が押下されたことがそれぞれ高精度に検出され、結果として、これらの２つが同時に押下されていることが認識されることになる。更に、３つ以上のキーＫｙが同時に押下されていても同様に認識される。
　このようにして、本実施形態に係る静電容量式キーボード１０では、センシング回路１２にピークホールド回路３２を備えており、接続点Ｐ１に生じる電圧のピーク値を保持している。更に、このピークホールド回路３２にて保持した電圧をＡ／Ｄ変換回路３３にて、複数段階のディジタル値に変換している。従って、押下されたキーＫｙに流れる電流に応じて発生した電圧を高精度に検出することができ、押下されたキーＫｙの検出、及びその押下量、押下速度を高精度に検出することが可能となる。従って、キーＫｙの押下量、押下速度に基づくアプリケーションプログラムで微細な動き等の指示を入力できるようになり、従来の単なるオン、オフのみのキーボードとしての機能のみならず、新たな入力装置を提供できる。例えば、新たなゲームソフト等に応用し、精細な操作命令を本発明のキーボードより指示が可能となる。
　また、本実施形態に係る静電容量式キーボード１０では、複数のキーＫｙにそれぞれダイオードＤを設けている。従って、複数のキーＫｙが同時に押下されている場合であっても、所望するキーＫｙに流れる電流が他のキーに流れることを回避することができ、キーＫｙの押下量（押下するストロークの長さ）を高精度に検出できる。このため、キーＫｙの押下量に応じて段階的に入力操作を検出する場合には、それぞれの入力操作を高精度に検出することが可能となる。前述のゲームソフトへ応用すれば、同時に複数の操作命令を本発明のキーボードより指示が可能になる。
　更に、ダイオードＤ（整流素子）を電極Ｑ２とセンシングラインＮとの間に設ける構成としているので、電極Ｑ１，Ｑ２との間に電流が流れることを防止でき、予期しないキーＫｙが押下された場合でも、このキーＫｙに電流が流れることをより確実に防止することが可能となる。
　更に、図４に示した２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を同一とし、電源電圧ＶＢを分圧して接続点Ｐ１の電圧を生成するので、センシングラインＮより供給される電流により生じる電圧の安定化を図ることができる。このため、キーＫｙの押下情報を安定的に検出することが可能となる。
　以上、本発明の静電容量式キーボードを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
　例えば、上記した実施形態では、各ドライブラインＭと各センシングラインＮの交差点にそれぞれキーＫｙが配置される構成を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、交差点にキーが配置されていない箇所が存在しても良い。また、ドライブラインＭとセンシングラインＮの数は同数であってもよい。即ち、ｉ＝ｊとすることもできる。
　また、上記した実施形態では、電極Ｑ１、Ｑ２とセンシングラインＮとの間にダイオードＤを設置する構成（図３参照）としたが、電極Ｑ１、Ｑ２とドライブラインＭとの間にダイオードＤを設けることも可能である。更に、整流素子としてダイオードを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の整流素子を用いることも可能である。例えば、バイポーラトランジスタやサイリスタのＰＮ接合部分を用いて整流素子とすることも可能である。
　更に、上述した実施形態では、センシング回路１２に設ける２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が同一である例について説明したが、本発明はこれに限定されず、異なる抵抗値としてもよい。

　本発明によれば、押下されたキー、及びその押下量を高精度に検出できることが可能な静電容量式キーボードを提供できる。

　１０　静電容量式キーボード
　１１　ドライブ回路
　１２　センシング回路
　１５　制御回路
　２１　基板
　２２　ハウジング
　２３　コイルスプリング
　２４　ラバー
　２５　プランジャ
　２６　キートップ
　３１　マルチプレクサ
　３２　ピークホールド回路
　３３　Ａ／Ｄ変換回路
　Ｑ１，Ｑ２　電極
　Ｒ１　抵抗
　Ｒ２　抵抗
　ＳＷ　スイッチ

Claims (4)

1. 　複数のドライブライン、及び前記ドライブラインと交差する複数のセンシングラインを有するキーボードであって、前記各ドライブラインと各センシングラインとの交差点に設けられ、操作子と、前記ドライブライン及び前記センシングラインに接続された一対の電極を備え前記操作子の押下量に応じて各電極間の静電容量が変化する電極部と、を有するキーと、前記各ドライブラインと接続され、各ドライブラインの電圧を択一的にローレベルからハイレベルに切り替えるドライブ回路と、前記センシングラインと接続され、各センシングラインに生じる電圧を検出するセンシング回路と、前記センシング回路にて検出される電圧値に基づいて、操作されたキー及び操作されたキーの操作量を検出する操作検出部と、を備え、前記センシング回路は、前記センシングラインより入力される電圧のピーク値を所定時間だけ保持するピークホールド部と、前記ピークホールド部で保持した電圧を、複数段階のディジタルの電圧値に変換するＡ／Ｄ変換部と、を備えたことを特徴とする静電容量式キーボード。
2. 　前記電極部は、第１の電極、及び第１の電極に近接配置された第２の電極からなり、前記第１の電極は前記ドライブラインと接続され、前記第２の電極は前記センシングラインと接続され、前記キーは、前記ドライブラインから前記センシングラインに向く方向を順方向とした整流素子を含むこと、を特徴とする請求項１に記載の静電容量式キーボード。
3. 　前記整流素子は、前記一対の電極と前記センシングラインとの間に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の静電容量式キーボード。
4. 　前記センシングラインの電圧は、前記センシング回路に供給される電源電圧とグランド電圧との中間値に保持されることを特徴とする請求項１~３のいずれか１項に記載の静電容量式キーボード。

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