CN110908520B - 静电电容式键盘 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的问题在于提供一种静电电容式键盘装置，其能够精准地检测出被按下的按键的按下速度。本发明的解决手段具有：按键Ky，其被设置在多条驱动线M与多条感测线N的交叉点；静电电容元件，其被设置在各按键中，对应于按键的按下量而使驱动线M与感测线N之间的静电电容量发生变化；以及，按下量检测部，其扫瞄各按键，并基于静电电容元件的静电电容量变化来检测按键的按下量。在按下量检测部所检测到的按下量达到预先设定的基准值(Th0)的情况下，以缩短该按键的扫瞄周期的方式来加以控制。

Description

静电电容式键盘

技术领域

本发明涉及一种具有多个按键的键盘，特别是关于一种静电电容式键盘装置，其检测当按键被按下时的静电电容量的变化和按键的按下时间，以检测按键的按下速度。

背景技术

目前已提案有一种基于按下按键所造成的静电电容量的变化来检测按键操作的静电电容式键盘装置，且该键盘已被实用化。另一方面，已提案有一种将ASCII(美国信息交换标准码)键盘等具有多个按键的键盘装置，作为MIDI(musical instrument digitalinterface，音乐器材数字接口)键盘来使用、或是作为游戏机的操作器来使用。因此，希望对按键操作时的按下速度加以检测。为了检测按下速度，各按键的按下量至少要检测2个点，并基于按键按下时的2个点间的时间差来检测按下速度。具体而言，对各按键设定第1按下量及比第1按下量更深的第2按下量，并对自第1按下量达到第2按下量为止的所需时间加以运算，以基于该所需时间来检测按键按下时的按下速度。

静电电容式键盘装置中，为了检测按键的按下量，会依序扫瞄各按键。例如，在存在有n个按键Ky1、Ky2、Ky3、…、Kyn的情况下，以「Ky1→Ky2→…→Kyn→Ky1→…」这样的方式来依序扫瞄各按键，并且例如在检测到在按键Ky1处的按下量达到第1阈值(thresholdvalue)Th1，且在下次之后的按键Ky1的扫瞄时检测到按下量达到第2阈值Th2的情况下，基于自检测到第1阈值Th1的时刻至检测到第2阈值Th2的时刻为止的所需时间，来运算按下速度。

然而，上述方法因为要依序扫瞄多个按键，扫瞄周期会变长，自此次扫瞄至下次扫瞄为止需要较长时间。因此，有可能会无法检测到正确的按下速度。以下详细地加以说明。

图11中，横轴表示时间，纵轴表示电压。静电电容式键盘装置，因为会随着按键的按下而使静电电容量变化，甚至使在按键处产生电压的变化，所以根据测量电压来检测按键的按下量。因此，亦可将纵轴标示为「按下量」。图11所示的直线q1，表示任意按键(将该按键称为「按键Ky1」)被按下时产生的电压、及对按键Ky1进行扫瞄的时序。

如上述，因为是依序扫瞄n个按键，将按键Ky1的扫瞄时序分别标示成时刻t1、t2、t3。亦即，t1～t2的时间、t2～t3的时间是键盘的扫瞄周期(自前次扫瞄至此次扫瞄为止的所需时间)。因为按键Ky1的按下量会随着时间经过而增加，所以直线q1会以一次函数的方式增加。将按键Ky1的按下量的第1阈值、第2阈值分别表示成Th1、Th2。

现在，如图11所示，若是在时刻t1时检测到按键Ky1的按下量达到第1阈值Th1，并且，之后在时刻t3时检测到达到第2阈值Th2，便可检测出自达到第1阈值Th1至达到第2阈值Th2为止，需要t1～t3的时间ΔT11。因此，能够基于时间ΔT11来求出按键Ky1按下时的按下速度。

另一方面，图12所示的直线q2，在时刻t1时的按下量并未达到第1阈值Th1。之后，在时刻t2时检测到达到第1阈值Th1，并且进一步在时刻t3时检测到达到第2阈值Th2。在此情况下，会检测出自检测到第1阈值Th1起至检测到第2阈值Th2为止，需要t2～t3的时间ΔT12。在此情况下，尽管实际上按下量是在时刻t1之后立即达到第1阈值Th1，但是直到时刻t2为止并不会检测到这样的情形，因此按下量自达到第1阈值Th1起至达到第2阈值Th2为止的时间会产生大幅误差。因此，会发生按下速度的运算精准度降低的问题。

于是，已知有一种键盘，其将提高按下速度的运算精准度作为目的，例如揭示于专利文献1中的键盘。在专利文献1中，揭示有一种电子乐器，其具备2点开关式的按键(键盘)，该按键具有第1开关和第2开关，并且在专利文献1中表示对第1开关定期地加以扫瞄，且对第2开关仅扫瞄包含第1开关是开启(ON)的按键在内的按键群(键盘群)。根据不对第1开关未被开启的按键群进行扫瞄，能够缩短第2开关的扫瞄周期。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5－165471号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，上述专利文献1所揭示的先前例，因为是采用将各按键区分成多个按键群的方法，所以对于包含第1开关被开启的按键在内的按键群，即便第1开关未被开启仍然会实施第2开关的扫瞄，因此希望要进一步缩短扫瞄周期来精准地对按下速度加以检测。

本发明是为了解决这样的先前问题而完成，其目的在于提供一种静电电容式键盘装置，其能够精准地检测出被按下的按键的按下速度。

解决问题的技术方案

为了达成上述目的，本案发明具备：多条驱动线(M)和与前述驱动线交叉的多条感测线(N)；按键(Ky)，其被设置在前述各驱动线与各感测线的交叉点；静电电容元件，其被设置在前述各按键中，对应于该按键的按下量而使前述驱动线与感测线之间的静电电容量发生变化；按下量检测部，其扫瞄各按键，并基于前述静电电容元件的静电电容量变化来检测按键的按下量；以及，输入控制部，其在前述按下量检测部所检测到的按下量达到预先设定的基准值(Th0)的情况下，以缩短该按键的扫瞄周期的方式来加以控制。

发明的效果

根据本发明的静电电容式键盘装置，能够精准地检测出被按下的按键的按下速度。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置及其周边机器的构成的说明图。

图2是表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置所使用的按键的详细构成的分解斜视图。

图3是示意性地表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置所使用的按键中，2个电极与线圈弹簧的关系的说明图。

图4是表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置中，驱动电路、感测电路及控制电路的详细构成的区块图。

图5是表示按键的按下量相对于时间经过的变化的图表，其中直线a1表示按键的按下速度较快时，直线a2表示按键的按下速度较慢时。

图6是表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置的处理手法的流程图。

图7是表示本发明的实施形态的静电电容式键盘装置的处理手法的流程图。

图8是表示按下量相对于时间经过的变化的图表；参数F0、F1相对于时间经过的变化的图表；及，计时计数器Tc相对于时间经过的变化的图表。

图9是表示本发明的第1实施形态中，当缩短被按下的按键的扫瞄周期时，扫瞄时序和按下量的变化的图表。

图10是表示本发明的第2实施形态中，当缩短被按下的按键的扫瞄周期时，扫瞄时序和按下量的变化的图表。

图11是表示先前的静电电容式键盘装置中，对任意按键的按下量加以测量的时序的图表。

图12是表示先前的静电电容式键盘装置中，对任意按键的按下量加以测量的时序的图表，其中表示按下量达到Th1的时序比时刻t1稍迟的情况。

【部件代表符号说明】

10 静电电容式键盘装置

11 驱动电路

12 感测电路

15 控制电路

16 主计算机

21 基板

22 外壳

23 线圈弹簧

24 橡胶帽

25 柱塞

26 键帽

31 多工器

32 峰值保持电路

33 模拟/数字转换电路

41 主控制部

42 记忆控制部

43 输出接口

44 记忆部

Q1、Q2 电极

R1、R2 电阻

SW 开关

具体实施方式

以下，基于图式来说明本发明的实施形态。图1是示意性地表示本发明的一实施形态的静电电容式键盘装置的构成的说明图。如图1所示，本实施形态的静电电容式键盘装置10，互相交叉地配置有多条(在图中为i条)驱动线M(M-1，M-2，M-3，…，M-i)与多条(在图中为j条)感测线N(N-1，N-2，N-3，…，N-j)。此外，以下未特指某条驱动线时，是附加上符号「M」来表示，而在特指个别的驱动线时，是如「M-1」这样附加上字尾来表示。针对感测线也是一样，未特指个别的感测线时，是附加上符号「N」，而在特指个别的感测线时，是如「N-1」这样附加上字尾。

如图1所示，各驱动线M连接至驱动电路11，各感测线N连接至感测电路12。驱动电路11和感测电路12连接至控制电路15，并且根据该控制电路15的控制来控制驱动电路11和感测电路12的驱动。

控制电路15、驱动电路11及感测电路12，例如能够作为由中央处理单元(CPU)和RAM(随机存取内存)、ROM(只读存储器)、硬盘等记忆手段所构成的一体型计算机来加以构成。

各驱动线M与各感测线N，在各者的交叉点，通过按键Ky来加以连接，通常时(按键Ky未被按下时)，双方的线M、N在彼此的交叉点未电性导通。并且，如后述，因为按键Ky具备可变电容量电容器(静电电容元件)，所以在图中以可变电容量电容器的记号来表示各按键Ky。

按键Ky，如图2所示，具备基板21和外壳22，该基板21具有一对电极Q1、Q2，在基板21与外壳22之间，设有圆锥形状的线圈弹簧23、具有柔软性的橡胶帽24、及柱塞25。此外，电极Q1、Q2与线圈弹簧23，因为以未图示的绝缘层来加以电性绝缘，所以构成了电容器。进一步，在外壳22的上方设有键帽26，通过操作者按下该键帽26，线圈弹簧23被赋能(按压)而使电极Q1、Q2间的静电电容量变化。亦即，按键Ky被构成为，对应于按下键帽26时的按下量来使电极Q1、Q2间的静电电容量增大。

图2所示的按键Ky，并未特别规定其构造，只要是被构成为对应于按下键帽26时的按下量来使电极间的静电电容量增大即可。又，亦可是对应按键的按下量来使电压单调增加的构成。较佳为线性地增加。

此外，以下未特指多个按键Ky中的某个时，是附加上符号「Ky」来表示，特指个别的按键时，是将成为交叉点的驱动线M的编号与感测线N的编号附加在括号内来表示。例如，被设置在驱动线M-4与感测线N-5的交叉点处的按键是表示成「按键Ky(4,5)」。

并且，上述按键Ky中所设的2个电极Q1、Q2中，其中一方的电极Q1连接至驱动线M，另一方的电极Q2连接至感测线N。具体而言，如图3的示意图所示，电极Q1与电极Q2间隔一定的距离且对向配置，电极Q1连接至驱动线M，电极Q2连接至感测线N。并且，电极Q1、Q2间的静电电容量对应于被设置在2个电极Q1、Q2间的线圈弹簧23的伸缩状态(亦即，图2所示的键帽26的按下量)而变化，因此自电极Q1流向电极Q2的电流也随着静电电容量而变化。因此，会使得感测电路12(参照图1)所检测到的电压发生变化。

以下，参照图4所示的区块图，对驱动电路11、感测电路12及控制电路15的详细情形加以说明。控制电路15，具备：主控制部41、记忆控制部42、记忆部44及输出接口43。

主控制部41，对控制电路15进行总括性的控制，并且将各种控制讯号输出至驱动电路11和感测电路12。具体而言，针对驱动电路11，输出用来选择性地使各驱动线M成为H(高)位准的驱动讯号。又，针对感测电路12，输出多工器31(后述)的开关讯号，输出峰值保持电路32(后述)的重设讯号(reset signal)，并输出A/D(模拟/数字)转换电路33(后述)的转换开始讯号。

又，主控制部41，基于由A/D转换电路33所输出的在各按键Ky处所产生的电压，来运算按键Ky的按下量。亦即，主控制部41，具备作为按下量检测部的功能，上述按下量检测部扫瞄各按键Ky，并基于可变电容量电容器(静电电容元件)的静电电容量变化，来检测按键Ky的按下量。

进一步，主控制部41，具备作为输入控制部的功能，上述输入控制部在存在有按下量达到后述的基准值Th0的按键Ky的情况下，以缩短该按键Ky的扫瞄周期的方式来加以控制。

记忆部44，具有相对于各按键Ky的记忆区域。具体而言，对于第m条驱动线M、第n条感测线N分别具有记忆区域，并且将由感测电路12所检测到的电压，作为与按键Ky(m,n)对应的电压Vk(m,n)来加以记忆。进一步，在记忆部44中设定有计时计数器Tc(m,n)，其用来如后述般地运算按键Ky的按下速度。

记忆控制部42，基于已被设成H位准的驱动线M与各感测线N上所产生的电压，取得与被设置在各交叉点的按键Ky对应的电压，并将所取得到的电压写入至记忆部44中所设定的与各按键Ky对应的记忆区域。进一步，进行将记忆于记忆区域中的电压读出的控制。又，基于上述计时计数器Tc(m,n)中所记忆的计数值，测量按键Ky的按下量自达到后述的第1阈值Th1起至达到第2阈值Th2为止的时间。亦即，记忆控制部42，具备作为所需时间测量部的功能。

此外，基准值Th0、第1阈值Th1、第2阈值Th2，能够任意加以设定。又，当各个按键Ky在按下量与发生电压之间存在偏差的情况下，为了校正该偏差，可对各按键将上述基准值Th0、第1阈值Th1、第2阈值Th2设成不同的数值。

输出接口43，将主控制部41所运算出的各按键Ky的按下量的信息转换成按键码，并传送至主计算机16(参照图1)。主计算机16中，能够基于按键Ky的按下量的经时变化来运算按下速度。

驱动电路11，基于由控制电路15所输出的控制指令(驱动控制讯号)，以选择性地对各驱动线M(M-1～M-i)仅施加一定时间的H位准(高位准)的电压的方式来加以控制。具体而言，依照M-1、M-2、…、M-i、M-1的顺序，将各驱动线M的电压设成H位准。除此以外的驱动线M的电压，是设成L位准(低位准)。此外，施加电压的顺序，并不限定于上述方式，只要是以一定的周期选择性地将驱动线M的电压设成H位准即可。

此外，如上述，各驱动线M根据驱动电路11的控制而被切换成H位准和L位准，因此在图4中为了方便起见，以开关SW和表示驱动控制讯号的箭头来表示该切换。亦即，根据控制电路15所输出的驱动控制讯号，而被供给了要将驱动线M设成H位准的指令时，开关SW自「L」切换至「H」，而对按键Ky施加H位准的电压。

又，如后述，控制电路15，在任意的按键Ky中检测到发生电压达到基准值Th0的按下量时，实施变更扫瞄顺序的控制，以使得该按键Ky的扫瞄周期缩短。例如，对于达到基准值Th0的按下量的按键Ky，以每进行4次扫瞄便对该按键实施1次扫瞄的方式来加以控制。

感测电路12，检测出与流过各感测线N的电流对应的电压，以下详细加以说明。如图4所示，感测电路12具备电阻R1与R2的串联连接电路，各电阻R1、R2的连接点P1，连接至按键Ky的输出端(亦即，图3所示的电极Q2)。此外，图4中虽然针对各驱动线M分别记载了1个按键Ky，但实际上如图1所示，对于1条驱动线M设有j个按键Ky。

电阻R1的一端连接至电源电压VB的端子，电阻R2的一端连接至接地处。并且，如上述在各感测线N上分别设有此串联连接电路，且连接点P1连接至多工器31。电阻R1与R2具有相同的电阻值。因此，连接点P1的电压，成为被供给至感测电路12的电源电压VB与接地电压的中间值的电压。

多工器31，以一定的周期选择性地切换与经由各按键Ky(Ky(1,1)～Ky(i,j))而流至感测线N的电流对应的电压(在连接点P1处所产生的电压)，并输出至峰值保持电路32。具体而言，以按键Ky(1,1)、Ky(1,2)、Ky(1,3)、…、Ky(1,j)、Ky(2,1)、Ky(2,2)、Ky(2,3)、…、Ky(2,j)、Ky(3,1)、…、Ky(i,j)的顺序来输出电压。

峰值保持电路32，检测出在连接点P1处所产生的电压的峰值，并将检测到的峰值加以保持。当由控制电路15给予重设讯号时，便将所保持的峰值重设。

A/D转换电路33，当由控制电路15给予转换开始讯号时，将峰值保持电路32所保持的电压的峰值数字化，并将该数字数据输出至控制电路15。峰值的数字数据，记忆至记忆部44。

于是，图4所示的开关SW自关闭(OFF)切换到开启(ON)(亦即驱动线M的电压自L位准切换至H位准)，此时若通过操作者的操作而使得按键Ky被按下时，因为电极Q1、Q2间的静电电容量增加而有电流流动，所以连接点P1的电压增加。该电压经由多工器31而被供给至峰值保持电路32，在暂时被保持于该峰值保持电路32中的状态下，利用A/D转换电路33来加以数字化，并输出至控制电路15。也就是说，检测到相对于按键Ky的按下量以一次函数的方式变化的电压。

主控制部41，根据读取被数字化的电压值，来判定按键Ky是否被按下。又，基于峰值保持电路32所检测到的峰值，来检测被按下的按键Ky的按下量。并且，将关于各按键Ky的按下信息转换成按键码，经由出输接口43而传送至主计算机16。主计算机16中，基于按键Ky的按下量的经时变化来运算按下速度。

[按下速度的检测方法的说明]

接下来，对按下按键Ky时的按下速度的检测方法加以说明。图5是表示按键Ky被按下时，按下量相对于时间经过的变化的图表，其中直线a1表示以较强的力道按下按键Ky时，直线a2表示以相对较弱的力道按下按键Ky时在按键Ky处所产生的电压变化。此外，按键Ky的按下量与在按键Ky处所发生的电压严格来说并非成比例关系，但此处为方便起见标示成比例关系。亦即，将图5的纵轴标示成「电压(按下量)」。

图5所示的直线a1中，按键Ky的按下量在时刻t1时达到第1阈值Th1，且在时刻t3时达到第2阈值Th2。因此，能够基于t1～t3的时间ΔT21来运算按下速度。另一方面，直线a2中，按下量在时刻t2时达到第1阈值Th1，且在时刻t4时达到第2阈值Th2。因此，能够基于t2～t4的时间ΔT22来运算按下速度。

然而，如前述以图11、图12所说明过的，若各按键Ky的扫瞄周期较长，有时无法精准地检测按下量达到第1阈值Th1和第2阈值Th2的时刻。本实施形态中，设定了图5所示的比第1阈值Th1更低的基准值Th0，当检测到按下量达到基准值Th0的按键Ky时，进行将该按键Ky的扫瞄周期缩短的控制。以下详细加以说明。

如上述，若采用依序扫瞄全部按键Ky的方法，对于一个按键Ky自此次扫瞄至下次扫瞄为止的时间中，要对全部按键Ky实施1次扫瞄，因此需要较长的时间。例如，在全体的按键数为100个的情况下，自一个按键Ky的此次扫瞄起，要在该按键以外的99次扫瞄之后才会实施该一个按键Ky的下次扫瞄。本实施形态中，对于按下量已达到基准值Th0的按键Ky，为了缩短其扫瞄周期，将扫瞄的周期设为每4次扫瞄便会扫瞄1次。亦即，以比全体按键数更少的间隔来进行扫瞄。

例如，在第1次的扫瞄中按键Ky(1,1)的按下量已达到基准值Th0的情况下，以Ky(1,1)、Ky(1,2)、Ky(1,3)、Ky(1,1)、Ky(1,4)、Ky(1,5)、Ky(1,6)、Ky(1,1)、Ky(1,7)、Ky(1,8)、Ky(1,9)、Ky(1,1)、…、Ky(i,j)的顺序来进行扫瞄。也就是说，对于按键Ky(1,1)，以较短的周期(每4次扫瞄便扫瞄1次)来实施扫瞄。此外，本发明并不限定于每4次扫瞄便扫瞄1次。

图4所示的主控制部41，是根据控制要对驱动电路11输出的驱动控制讯号与要对多工器31输出的开关讯号，来以缩短按键Ky的扫瞄周期的方式加以控制。又，在有多个(例如2个)按键Ky被按下而达到基准值Th0的情况下，将被按下的全部按键Ky的扫瞄周期皆缩短。

[处理手法的说明]

以下，参照图6、图7所示的流程图，对本实施形态的静电电容式键盘装置10的具体处理手法加以说明。一开始，在图6的步骤S11中，主控制部41，将运算中要使用的各参数初始化。又，设定上述的基准值Th0、第1阈值Th1及第2阈值Th2。该处理，能够由图4所示的主控制部41来预先设定、或是通过操作者进行初始输入操作来加以设定。进一步，将后述的计时计数器Tc(m,n)的值全部设定成0，将图1所示的表示驱动线(行数)的符号m、表示感测线(列数)的符号n分别设成「1」，并进一步将表示此次扫瞄与下次扫瞄的区间(interval)的扫瞄次数(详细后述)的符号L设定成「0」。

步骤S12中，主控制部41，输出驱动控制讯号以将要施加至各驱动线M-1～M-i的电压依序切换成「H」位准，并测量由感测电路12所检测到的电压。进一步，将测量到的电压，与按键Ky加以对应而记忆至记忆部44。具体而言，将在第m行第n行列的按键Ky(m,n)处所检测到的电压Vk(m,n)记忆至记忆部44。初始状态时，因为m＝1且n＝1，所以将在按键Ky(1,1)处所检测到的电压Vk(1,1)记忆至记忆部44中所设定的记忆区域。

步骤S13中，将电压Vk(m,n)与基准值Th0加以比较。在「Vk(m,n)<Th0」的情况下，判断为按键Ky(m,n)并未被按下，而在步骤S14中将F0(m,n)、F1(m,n)分别设定成「0」。F0(m,n)是表示按键Ky的按下量已达到基准值Th0的参数，F1(m,n)是表示按键Ky的按下量已达到第2阈值Th2的参数。另一方面，在「Vk(m,n)≧Th0」的情况下，判断为按键Ky(m,n)已被按下，而在步骤S15中将F0(m,n)设定成「1」。

步骤S16中，主控制部41使表示区间的扫瞄次数的参数L增加(L＝L+1)，进一步在步骤S17中，判断是否「L＝3」。在「L＝3」的情况下，在步骤S18中实施高速扫瞄。若非「L＝3」，则不实施高速扫瞄而使处理前进至步骤S20。所谓「高速扫瞄」，是指步骤S51至步骤S63的处理手法，也就是***至对全部按键Ky依序进行扫瞄的通常扫瞄中，且包含对已达到基准值Th0的按键Ky的电压测量在内的处理。

以下，参照图7所示的流程图，对图6的步骤S18所示的高速扫瞄的处理手法加以说明。一开始，在图7的S51中，将表示行数的符号m’、表示列数的符号n’加以初始化。亦即，设成「m’＝1」、「n’＝1」。此外，图7中，为了与图6的流程图中所使用的m、n加以区别，而对各符号m、n附加上「’」来加以表示。

步骤S52中，主控制部41，针对要成为对象的按键Ky，判断是否「F0(m’,n’)＝1」。在要执行图6所示的步骤S15的处理的情况下，亦即在按键Ky(m’,n’)被按下且电压达到基准值Th0的情况下，在步骤S52中成为YES(是)判定，使处理前进至步骤S53。另一方面，在NO(否)判定的情况下，针对要成为对象的按键Ky不进行扫瞄，使处理前进至步骤S60。

步骤S53中，主控制部41，判断是否「F1(m’,n’)＝1」。如上述，F1(m,n)在按下量达到第2阈值Th2时会成为「1」，因此初始状态中是「0」，会成为NO判定而使处理前进至步骤S54。

步骤S54中，主控制部41实施按键Ky(m’,n’)处所产生的电压Vk(m’,n’)的测量。在此处理中，是如按键Ky(1,1)、Ky(1,2)、…的方式依序对各按键Ky处所产生的电压加以测量，但实际上因为仅对在图6的S13中已检测到按下的按键Ky执行电压检测，所以能够在短时间中加以实施。亦即，对照于图6的S12所示的处理，图7的S54所示的处理的处理时间极短。

步骤S55中，判断在按键Ky(m’,n’)处检测到的电压Vk(m’,n’)是否在第1阈值Th1以上。在未达到第1阈值Th1的情况下(步骤S55为NO)，使处理前进至步骤S60。亦即，因为在电压未达到第1阈值Th1的情况下不需要对按下速度加以运算，所以不实施后述的步骤S56～S59的处理。

另一方面，在第1阈值Th1以上的情况下(步骤S55为YES，对应于后述图9的t7)，在步骤S56中，使针对按键Ky(m’,n’)的计时计数器Tc(m’,n’)的值增加。如上述，计时计数器Tc(m’,n’)的值，初始状态为「0」。

步骤S57中，主控制部41，判断在按键Ky(m’,n’)处检测到的电压Vk(m’,n’)是否在第2阈值Th2以上。在未达到第2阈值Th2的情况下(步骤S57为NO)，使处理前进至步骤S60。在第2阈值Th2以上的情况下(步骤S57为YES，对应于后述图9的t22)，使处理前进至步骤S58。

步骤S58中，主控制部41，根据图4所示的输出接口43，将针对按键Ky(m’,n’)的计时计数器Tc(m’,n’)的值输出至主计算机16。主计算机16中，基于计时计数器Tc(m’,n’)的值来运算按键Ky(m’,n’)被按下时的按下速度。亦即，因为有检测到因按下按键Ky所产生的电压自第1阈值Th1至达到第2阈值Th2为止的时间，所以能够算出按下按键Ky时的按下速度。

步骤S59中，主控制部41，将计时计数器Tc(m’,n’)的值设为「0」，并将参数F1(m’,n’)设为「1」。根据将参数F1(m’,n’)设为「1」，在下次处理中，图7的步骤S53处会成为YES判定，而不进行电压的测量。

步骤S60中，主控制器41使m’增加。步骤S61中，主控制器41判断m’是否成为i+1(i为行数)。也就是说，判断是否已达到最终行。若m’＝i+1不成立(步骤S61中为NO)，使处理返回至步骤S52。若m’＝i+1成立(步骤S61中为YES)，使处理前进至步骤S62。

步骤S62中，主控制部41将m’设成「1」，并使n’增加。步骤S63中，主控制器41判断n’是否成为j+1(j为列数)。也就是说，判断是否已达到最终列。若n’＝j+1不成立(步骤S63中为NO)，使处理返回至步骤S52。若n’＝j+1成立(步骤S63中为YES)，使处理前进至图6的步骤S19。

图6的步骤S19中，主控制部41设定「L＝0」，并使处理前进至步骤S20。

步骤S20中，主控制部41使m增加，并且进一步在步骤S21中判断是否m＝i+1。若m＝i+1不成立(步骤S21中为NO)，使处理返回至步骤S12。若m＝i+1成立(步骤S21中为YES)，使处理前进至步骤S22。

步骤S22中，主控制部41将m设成「1」，并使n增加。步骤S23中，主控制器41判断n是否成为j+1。也就是说，判断是否已达到最终列。若n＝j+1不成立(步骤S23中为NO)，使处理返回至步骤S12。若n＝j+1成立(步骤S23中为YES)，在步骤S24中使n增加，并使处理返回至步骤S12。

如此，能够对各驱动线M、感测线N加以扫瞄，以较短的周期(每4次扫瞄进行1次)来测量电压值已达到基准值Th0的按键Ky的按下量，并运算按下速度。

图8是表示时间经过与在任意按键Ky处所产生的电压的关系以及上述参数F0、F1、计时计数器(Timer counter，Tc)的变化的图表。

如图8(a)所示，是以下述的方式在变化：若任意的按键Ky被按下，则在该按键Ky处所产生的电压便逐渐增加，之后若松开该按键便逐渐降低。若在时刻t31时电压达到基准值Th0，则如图8(b)所示，将参数F0自「0」切换至「1」。亦即，执行图6的步骤S15的处理。

若在时刻t32时电压达到第1阈值Th1，则如图8(d)所示，计时计数器Tc开始计数。亦即，执行图7的步骤S56的处理。

若在时刻t33时电压达到第2阈值Th2，则如图8(c)、(d)所示，将参数F1自「0」切换至「1」，并且进一步使计时计数器Tc结束计数。亦即，执行图7的步骤S59的处理。此时的定时器计数值X1，因为表示了按键Ky的按下量自第1阈值Th1达到第2阈值Th2为止的所需时间，所以会对应于按键Ky的按下速度。该定时器计数值根据图4所示的输出接口43而被传送至主计算机16。

若在时刻t34时电压降低到未满基准值Th0，则将参数F0、F1分别设为「0」。亦即，执行图6的步骤S14的处理。接着，参数被维持到时刻t35时按键Ky再次被按下且按下量达到基准值Th0为止。如此，因为求出了定时器计数值X1并且传送至主计算机16，所以在该主计算机16中能够对按下按键Ky时的按下速度加以运算。

接着，参照图9所示的图表，针对实施上述处理而造成的按键Ky的扫瞄时序与电压的变化来加以说明。

图9是表示按键Ky(1,1)被按下时的扫瞄时序与因按下而产生的电压变化的特性图。在图6的步骤S17的处理中设定成L＝3，藉此会在隔了3次区间后(亦即，每4次扫瞄)实施按键Ky(1,1)的扫瞄。因此，如图9所示，在t2、t3、…、t22、t23的时序中实施扫瞄。相较于前述图5所示的扫瞄周期，可理解到扫瞄周期变短。因此能够检测到，在图9所示的时刻t2时电压达到基准值Th0，在时刻t7时电压达到第1阈值Th1，进一步在时刻t22时电压达到第2阈值Th2。

因此，可精准地检测按键Ky(1,1)的按下量自达到第1阈值Th1至成为第2阈值Th2为止的时间ΔT。更进一步，可精准地对按下按键Ky(1,1)时的按下速度加以运算。

如此，第1实施形态的静电电容式键盘装置10中，依序对多个按键Ky进行扫瞄，并在检测到有一个按键Ky(上述例中是按键Ky(1,1))的按下量已达到基准值Th0时，针对该按键Ky缩短扫瞄周期。具体而言，每4次扫瞄便实施该按键Ky的扫瞄。因此，能够提高按下量检测的解晰度，而精准地检测按键Ky的按下量达到第1阈值Th1的时刻、及达到第2阈值Th2的时刻。结果，能够精准地运算按下速度，在作为MIDI键盘来使用时极为有用。

又，在按键Ky的按下量达到第2阈值Th2的情况下，之后不再对该按键Ky进行高速扫瞄内的电压测量及计时计数器的值的增加。亦即，在按键Ky的按下量(电压值)达到第2阈值Th2的情况下，图7的步骤S57中成为YES判定，之后在步骤S59的处理中参数F1被设定成「1」。因此，在下次扫瞄时，步骤S53的处理中成为YES判定，而不会进行步骤S54的电压测量及步骤S56的计时计数器的值的增加。因此，能够避免进行不必要的运算，而能够减轻运算负担。

接着，即便松开按键Ky而使按下量减少，因为参数F1被设定成「1」，所以会维持上述状态。进一步，按键Ky的按下量暂时降低至未满基准值Th0，上述状态会被维持到再度达到基准值Th0为止。

[第2实施形态的说明]

接着，对本发明的第2实施形态加以说明。因为装置构成与图1、图4所示的相同，所以省略构成说明。第2实施形态中，与前述第1实施形态的差异在于，除了前述第1阈值Th1、第2阈值Th2以外，更设定了比第2阈值Th2大的第3阈值Th3。亦即，设定了3个以上的按键Ky的按下量的阈值。

图10是表示按键Ky(1,1)的按下量达到基准值Th0，并进一步达到第1阈值Th1、第2阈值Th2、第3阈值Th3时的扫瞄时序的图表。具体而言表示了以下情况：在时刻t2时达到基准值Th0，在时刻t7时达到第1阈值Th1，在时刻t14时达到第2阈值Th2，在时刻t22时达到第3阈值Th3。

在此情况下，能够检测到时刻t7～t14为止的时间ΔT1、时刻t14～t22为止的时间ΔT2、时刻t7～t22为止的时间ΔT3。亦即，能够测量多个阈值间的所需时间。因此，能够选择时间ΔT1、ΔT2、ΔT3中的任一者来求出按下速度。

根据本发明的第2实施形态，例如按下量可如以下方式变化：依照Th0→Th1→Th2→Th3的顺序增大，然后回到Th1与Th2之间的按下量，之后再次超过Th2→Th3。在这样的情况下，根据使用Th2与Th3之间的时间也就是ΔT2来求出按下速度，便可表现传统钢琴的连续敲键感。

如此，在第2实施形态的静电电容式键盘装置中，根据在第1、第2阈值之外更设定第3阈值Th3，可进行更富有泛用性的按下速度的运算。因此，在作为MIDI机器用的键盘来使用的情况下，可与乐器的种类对应而输出更接近乐器原有音源的音色。

[第3实施形态的说明]

接着，对本发明的第3实施形态加以说明。因为装置构成与图1、图4所示的相同，所以省略构成说明。第3实施形态中，当一个按键Ky被按下而在运算按下速度时，若有其他按键Ky被按下，则变更扫瞄顺序。

在按键Ky(1,1)、按键Ky(1,2)这2个按键被按下，且按下量达到基准值Th0的情况下，扫瞄顺序是如以下的情形。

Ky(1,1)、Ky(1,2)、Ky(1,3)、Ky(1,1)、Ky(1,2)、Ky(1,4)、Ky(1,5)、Ky(1,6)、Ky(1,1)、Ky(1,2)、…、Ky(2,1)、Ky(1,1)、Ky(1,2)、Ky(2,2)、Ky(2,3)、Ky(2,4)、Ky(1,1)、Ky(1,2)、…、Ky(m,n)。

也就是说，在多个按键Ky被按下的情况下，每进行3次被按下的按键Ky以外的按键Ky的扫瞄后，便执行被按下的按键Ky的扫瞄。藉此，即便在多个按键Ky被按下的情况下，也能够缩短被按下的按键Ky的扫瞄周期，而进行精准的按下速度运算。

以上，已基于图式的实施形态来说明本发明的静电电容式键盘，但本发明并不限定于该实施形态，各部的构成能够置换成具有相同功能的任意构成。

例如，上述实施形态中，表示了在各驱动线M与各感测线N的交叉点处分别配置按键Ky的构成，但本发明并不限定于这种构成，交叉点中亦可存在未配置按键Ky的位置。又，驱动线M与感测线N的数量亦可为相同数量，亦即能够作成i＝j。

进一步，上述实施形态中，已说明感测电路12中所设的2个电阻R1、R2的电阻值相同的例子，但本发明并不限定于这样的例子，亦可作成不同的电阻值。

Claims (4)

1.一种静电电容式键盘装置，其具备：

多条驱动线和与前述驱动线交叉的多条感测线；

按键，其被设置在前述各驱动线与各感测线的交叉点；

静电电容元件，其被设置在前述各按键中，对应于该按键的按下量而使前述驱动线与感测线之间的静电电容量发生变化；

按下量检测部，其扫瞄各按键，并基于前述静电电容元件的静电电容量变化来检测按键的按下量；

输入控制部，其在前述按下量检测部所检测到的按下量达到预先设定的基准值的情况下，以缩短该按键的扫瞄周期的方式来加以控制；以及

所需时间测量部，其设定比前述基准值大的第1阈值和比前述第1阈值大的第2阈值，并且测量按下量自达到第1阈值起至达到第2阈值为止的所需时间，其中

前述输入控制部，在全部按键的按下量皆未达到前述基准值的情况下，执行对全部按键进行依序扫瞄的依序扫瞄，在任意按键的按下量达到前述基准值的情况下，在前述依序扫瞄之间***对达到前述基准值的按键进行扫瞄的高速扫瞄，

前述所需时间测量部测量达到前述基准值的按键的所需时间。

2.如权利要求1所述的静电电容式键盘装置，其中，在前述依序扫瞄中，每当检测到预定次数的按下量时，***前述高速扫瞄。

3.如权利要求1所述的静电电容式键盘装置，其中，前述输入控制部，在按键的按下量达到前述第2阈值的情况下，在此之后直到前述按键的按下量成为未满前述基准值为止，以不执行前述高速扫瞄的方式来加以控制。

4.如权利要求1所述的静电电容式键盘装置，其中，设定3个以上的前述按键的按下量的阈值，并且前述所需时间测量部对多个阈值间的所需时间加以测量。