TWI673629B

TWI673629B - 靜電電容式鍵盤

Info

Publication number: TWI673629B
Application number: TW104141127A
Authority: TW
Inventors: 峯崎重樹
Original assignee: 日商東普雷股份有限公司
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2019-10-01
Also published as: US20170346488A1; US9979392B2; JP6420661B2; TW201624204A; CN107533379B; CN107533379A; WO2016104102A1; JP2016127337A

Abstract

本發明的問題在於提供一種靜電電容式鍵盤，其能夠精準地檢測出被按下的按鍵和其按下量。

本發明的解決手段具備：驅動電路11，其擇一地將各驅動線M的電壓自L(低)位準切換至H(高)位準；感測電路12，其連接於各感測線N，自各感測線N中選擇單一感測線，並檢測在所選擇的感測線上所產生的電壓；及，控制電路15。控制電路15具備：記憶部44，其包含與各按鍵對應的記憶區域；記憶控制部42，其取得在各感測線上所產生的電壓，並將所取得的電壓記憶於與各按鍵對應的記憶區域中；及，校正處理部43，當一個按鍵***作時，該校正處理部使用被記憶於與其他按鍵對應的記憶區域中的電壓，來校正因一個按鍵的操作而產生的電壓。藉此，即使在複數個按鍵被同時按下的情況下，仍然能夠進行精準的檢測。

Description

靜電電容式鍵盤

本發明是關於一種靜電電容式鍵盤，該鍵盤具有被配置成矩陣狀的複數個靜電電容式按鍵。

作為在個人電腦等中之所使用的鍵盤，已經提案有一種具備複數個靜電電容式按鍵之靜電電容式鍵盤，且該鍵盤已被實用化。靜電電容式鍵盤，具備複數條驅動線和與各驅動線交叉之複數條感測線，且在各驅動線與各感測線的交叉點處分別配置有靜電電容式的按鍵。並且，一旦複數個按鍵中的任一者被按下，則存在於該按鍵處的一對電極之間的靜電電容量便會增加，因此電流自驅動線經由被按下的按鍵而流至感測線。藉由檢測此電流，便能夠知曉被按下的按鍵(例如參照專利文獻1)。

以下，參照第10圖、第11圖來說明先前的靜電電容式鍵盤。第10圖是表示先前的靜電電容式鍵盤的配置構成之說明圖，第11圖是先前的靜電電容式鍵盤的等效電路圖。如第10圖所示，先前的靜電電容式鍵盤，其複數條驅動線M(M-1、M-2、M-3、……)與複數條感測線N(N-1、N-2、N-3、……)互相正交配置。各驅動線M連接於驅動電路101，各感測線N連接於感測電路102。

在各驅動線M與各感測線N的交叉點處，分別配置有按鍵103(103a、103b等)。並且，藉由按下按鍵103，能夠使在此交叉點中的驅動線M與感測線N之間的靜電電容量產生變化。具體而言，一旦按下按鍵103，靜電電容量便增加。因此，在圖中以可變電容器(variable capacitor)的符號來表示按鍵。

驅動電路101，針對各驅動線M，擇一地僅施加一定時間的H(高)位準的電壓。因此，例如一旦第10圖所示的按鍵103a被按下，當驅動線M-4被設成H位準時，電流便自驅動線M-4經由感測線N-5而流至感測電路102。亦即，電流在第10圖的箭頭Y0、Y1的路徑上流動。於是，感測電路102，當驅動線M-4利用驅動電路101而被設成H位準時，能夠基於利用感測線N-5檢測到電壓的情形，而檢測出按鍵103a被按下。

然而，在因為誤觸或意圖地按下複數個按鍵等，而使按鍵103a以外的按鍵被按下的情況下，會發生無法利用感測電路102來檢測到正確的電壓的情況。例如，當按鍵103a被按下時，若按鍵103b被同時按下，則流過驅動線M-4的電流，會經由感測線N-5而被供給至感測電路102，並且亦經由驅動線M-6而流至接地處。亦即，電流通過第10圖的Y2符號所示的路徑來流動。

若參照第11圖所示的等效電路來說明這種情形，在僅有按鍵103a被按下的情況下，流過電容器C101的電流，經由電阻R2而流至接地處，故藉由測量電阻R2的連接點P1的電壓，便能夠檢測出按鍵103a被按下的情形。此時，若按鍵103b被同時按下，使電流流過電容器C102，則利用感測電路102檢測到的電壓值相較於正常時的電壓會相對降低，因此有可能未達到用來判斷是否有按鍵按下的閾值(threshold)，而未檢測到按鍵的按下。若有3處以上被同時按下，該可能性將更為增大。

另外，近年來希望能提出一種鍵盤，其不僅能檢測按鍵是否按下(ON、OFF)，也具備檢測按鍵的按下量(按鍵被按下時的鍵程(stroke))的功能。而且，也希望有一種鍵盤，其具有可藉由同時地按下多個鍵盤而進行多樣化輸入的功能。但是，專利文獻1所揭示的技術，雖然能夠檢測按鍵是否按下，卻難以檢測按鍵的按下量。又，在同時按下複數個按鍵的情況下，也會發生無法精準檢測各按鍵的按下量這樣的問題。

[先前技術文獻]

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開昭62-144223號公報。

如以上所述，在先前的靜電電容式鍵盤中，雖然能夠在按鍵被按下時檢測按鍵是否被按下，但卻無法檢測該按下量，因此越來越希望能夠設法精準地檢測按鍵的按下量。

本發明是為了要解決這樣的先前技術問題而完成，其目的在於提供一種靜電電容式鍵盤，其可精準地檢測出被按下的按鍵及其按下量。

並且，進一步提供一種靜電電容式鍵盤，其即使在被按下的按鍵為複數時，亦能夠同時檢測出全部的按下量。

為了達成上述目的，本案發明是一種鍵盤，其具有複數條驅動線和與前述驅動線交叉之複數條感測線，該靜電電容式鍵盤的特徵在於具備：按鍵，其被設置於前述各驅動線與各感測線的交叉點，並具有操作元件與電極部，該電極部具備與前述驅動線和前述感測線連接之一對電極，且各電極之間的靜電電容量會對應於前述操作元件的按下量而改變；驅動電路，其連接於前述各驅動線，並擇一地將各驅動線的電壓自低位準切換至高位準；感測電路，其連接於前述各感測線，自各感測線中選擇單一感測線，並檢測在所選擇的感測線上所產生的電壓；及，控制電路，其檢測***作的按鍵和***作的按鍵的操作量；其中，前述控制電路，具備：記憶部，其包含與前述各按鍵對應之記憶區域；記憶控制部，其取得在藉由前述感測電路所選擇的感測線上所產生的電壓，並將所取得的電壓記憶於前述記憶區域中，其中，該取得的電壓，是作為對應於在前述被設成高位準的驅動線和前述被選擇的感測線的交叉點所設置的按鍵之電壓；及，校正處理部，當一個按鍵***作時，使用被記憶於對應其他按鍵之記憶區域中的電壓，來校正因前述一個按鍵的操作而產生的電壓。

本發明的靜電電容式鍵盤，在由操作者按下一個按鍵的情況下，與此一個按鍵的按下量對應的電壓於感測線上發生，且此電壓被感測電路所檢測出來。並且，被檢測出來的電壓，被記憶於在記憶部所設定的與一個按鍵對應之記憶區域中。進一步，對於其他按鍵，利用感測電路所檢測出來的電壓亦被記憶於各自對應的記憶區域中。然後，在檢測到與一個按鍵對應的電壓的情況下，以被記憶於對應其他按鍵的記憶區域中的電壓來校正此檢測電壓。於是，便能夠精準地檢測被按下的按鍵和其按下量。又，即使在被按下的按鍵為複數個的情況下，仍然能夠同時檢測全部的按下量。

10‧‧‧靜電電容式鍵盤

11‧‧‧驅動電路

12‧‧‧感測電路

15‧‧‧控制電路

21‧‧‧基板

22‧‧‧外殼

23‧‧‧線圈彈簧

24‧‧‧橡膠

25‧‧‧柱塞

26‧‧‧鍵帽

31‧‧‧多工器

32‧‧‧峰值保持電路

33‧‧‧類比/數位轉換電路

41‧‧‧主控制部

42‧‧‧記憶控制部

43‧‧‧校正處理部

44‧‧‧記憶部

45‧‧‧檢測電壓記憶區域

46‧‧‧校正電壓記憶區域

101‧‧‧驅動電路

102‧‧‧感測電路

103a‧‧‧按鍵

103b‧‧‧按鍵

C101‧‧‧電容器

C102‧‧‧電容器

Ky、Ky-45、Ky-65‧‧‧按鍵

M‧‧‧驅動線

N‧‧‧感測線

P1‧‧‧連接點

Q1、Q2‧‧‧一對電極

q1、q2‧‧‧曲線

R1、R2‧‧‧電阻

SW‧‧‧開關

S11~S21‧‧‧步驟

t0、t1、t2、t3、t4、t5‧‧‧時刻

VB‧‧‧電源電壓

V1、V2、v1、v2‧‧‧電壓

△v‧‧‧電壓差值

Y0、Y1、Y2、Y3、Y4‧‧‧箭頭(電流流向)

第1圖是本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤的電路圖。

第2圖是表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中所使用的按鍵的詳細構成之分解斜視圖。

第3圖是示意性地表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中所使用的按鍵的2個電極與線圈彈簧的關係之說明圖。

第4圖是表示本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤的驅動電路、感測電路及控制電路的詳細構成之區塊圖。

第5圖是表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中，當按鍵Ky-45被按下時的電流流動情形之說明圖。

第6圖是表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中，當按鍵Ky-45被按下時的電流流動情形之等效電路圖。

第7圖是表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中，當單一按鍵被按下時與同時有2個按鍵被按下時的峰值電壓的變化之波形圖。

第8圖是表示本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤的處理手法的流程圖。

第9圖是表示在本發明的實施形態之靜電電容式鍵盤中，當所希望的按鍵的按下量較小時及按下量較大時的各訊號的變化之時序圖。

第10圖是先前的靜電電容式鍵盤的電路圖。

第11圖是先前的靜電電容式鍵盤的等效電路圖。

以下，基於圖式來說明本發明的實施形態。第1圖是示意性地表示本發明的一實施形態之靜電電容式鍵盤裝置的構成之說明圖。如第1圖所示，本實施形態之靜電電容式鍵盤10，有複數條(例如個數為i)驅動線M(M-1、M-2、M-3、……、M-i)與複數條(例如個數為j)感測線N(N-1、N-2、N-3、……、N-j)互相正交(交叉)配置。此外，以下在以未指定的方式來表示驅動線的情況下，是附加上符號「M」來表示，而在以指定的方式來表示各個驅動線的情況下，是如「M-1」般地附加上字尾來表示。關於感測線也相同，在以未個別指定的方式來表示的情況下，附加上符號「N」，而在以個別指定的方式來表示的情況下，如「N-1」般地附加上字尾。

如第1圖所示，各驅動線M連接於驅動電路11，而各感測線N，接於感測電路12。驅動電路11和感測電路12，連接於控制電路15，藉由該控制電路15的控制，來控制驅動電路11和感測電路12的驅動。

各驅動線M與各感測線N，在各交叉點中，藉由按鍵Ky而連接，通常時(按鍵Ky未被按下時)，雙方的線M、N在彼此的交叉點中為電性非導通。並且，如之後所述，由於按鍵Ky具備可變電容器，因此在圖中以可變電容器的符號來表示按鍵Ky。

按鍵Ky，如第2圖所示，具備基板21和外殼22，其中該基板21具有一對的電極Q1、Q2(電極部)，並且在基板21與外殼22之間，設有圓錐狀的線圈彈簧23、具有柔軟性的橡膠24、及柱塞25。此外，電極Q1、Q2與線圈彈簧23，由未圖示的絕緣層進行電性絕緣，因此構成了電容器。進一步，在外殼22的上方設有鍵帽26(操作元件)，藉由操作者按下此鍵帽26，線圈彈簧23被賦能(按壓)，於是電極Q1、Q2之間的靜電電容量改變。亦即，按鍵Ky，被構成為電極Q1、Q2之間的靜電電容量會對應於按下鍵帽26時的按下量而增大。

此外，以下在未指定複數個按鍵Ky的情況下，是附加上符號「Ky」來表示，而在個別指定的情況下，則是附加上成為交叉點的驅動線M的編號與感測線N的編號來表示。例如，設於驅動線M-4與感測線N-5的交叉點之按鍵，是以「Ky-45」來表示。

並且，上述按鍵Ky中所設的2個電極Q1、Q2中，其中一方的電極Q1連接於驅動線M，而另一方的電極Q2連接於感測線N。具體而言，如第3圖的示意圖所示，電極Q1與電極Q2間隔一定的距離而被對向配置，電極Q1連接於驅動線M，電極Q2連接於感測線N。並且，由於電極Q1、Q2之間的靜電電容量會對應於被設置在2個電極Q1、Q2之間之線圈彈簧23的伸縮狀態(亦即，第2圖所示的鍵帽26的按下量)而改變，自電極Q1流向電極Q2的電流亦伴隨著改變。

以下，參照第4圖所示的區塊圖，說明驅動電路11、感測電路12及控制電路15的詳細內容。控制電路15，具備：主控制部41、記憶控制部42、校正處理部43及記憶部44。

主控制部41，對控制電路15進行總括控制，並將各種控制訊號輸出至驅動電路11和感測電路12。具體而言，針對驅動電路11，輸出驅動控制訊號，該驅動控制訊號是用來將各驅動線M擇一地設成H位準。又，針對感測電路12，輸出多工器31(後述)的切換控制訊號，且輸出峰值保持電路32(後述)的重設訊號，並輸出A/D(類比/數位)轉換電路33(後述)的轉換開始訊號。

記憶部44，具備檢測電壓記憶區域45和校正電壓記憶區域46，並且該等檢測電壓記憶區域45和校正電壓記憶區域46，具有分別針對各按鍵Ky之記憶區域。檢測電壓記憶區域45，針對第m條驅動線M、第n條感測線N，分別具有記憶區域Cin(m,n)，並將利用感測電路12所檢測的電壓，設為與按鍵Ky-mn對應的電壓Vin(m,n)來加以記憶。校正電壓記憶區域46，針對第m條驅動線M、第n條感測線N，分別具有記憶區域Cout(m,n)，並將與利用校正處理部43校正後的各按鍵Ky-mn對應的電壓，設為Vout(m,n)來加以記憶。

記憶控制部42，基於被設成H位準的驅動線M和在各感測線N所產生的電壓，取得與被設置於各交叉點的按鍵Ky對應之電壓，並將所取得的電壓寫入至與各按鍵Ky對應之記憶區域(檢測電壓記憶區域45和校正電壓記憶區域46)。進一步，實行將記憶於記憶區域中的電壓讀出的控制。

校正處理部43，基於利用感測電路12所檢測到的與一個按鍵Ky對應的電壓、和記憶於檢測電壓記憶區域45中的與其他按鍵Ky對應的電壓，來校正與一個按鍵Ky對應的電壓，並實行將校正後的電壓記憶於校正電壓記憶區域46中之處理。例如，在求取與按鍵Ky-45對應的電壓的情況下，基於利用感測電路12所檢測到的與按鍵Ky-45對應的電壓Vin(4,5)、和記憶於檢測電壓記憶區域45中的與其他按鍵Ky亦即Ky-15、Ky-25、Ky-35、Ky-55、……、Ky-i5對應的電壓，來校正與按鍵Ky-45對應的電壓Vin(4,5)。

另一方面，第1圖所示的驅動電路11，基於由控制電路15所輸出的控制指令(驅動控制訊號)，針對各驅動線M(M-1~M-i)，以擇一地僅施加一定時間的H位準(高位準)的電壓的方式來加以控制。具體而言，以M-1、M-2、……、M-i、M-1、……的順序將各驅動線M的電壓設成H位準。除此以外的驅動線M的電壓，設成L位準(低位準)。此外，施加電壓的順序，並不限定於上述順序，只要是以一定的週期擇一地將驅動線M的電壓設成H位準即可。此外，如以上所述，各驅動線M是藉由驅動電路11的控制而被切換成H位準和L位準，因此為了方便起見，在第4圖中以開關SW和表示驅動控制訊號的箭頭來表示此切換。亦即，在根據由控制電路15所輸出的驅動控制訊號，而被供給了要將驅動線M設成H位準的指令的情況下，開關SW自「L」切換成「H」，使得H位準的電壓被施加於按鍵Ky。

感測電路12，檢測與流過各感測線N的電流對應的電壓。以下，詳細說明該感測電路12。如第4圖所示，感測電路12，具備電阻R1與R2的串聯連接電路，各電阻R1、R2的連接點P1，連接於按鍵Ky的輸出端(亦即，第3圖所示的電極Q2)。電阻R1的一端連接於電源電壓VB的端子，而電阻R2的一端連接於接地處。並且，在每個感測線N都分別設置有此串聯連接電路，連接點P1連接於多工器31。電阻R1與電阻R2具有相同的電阻值。因此，連接點P1的電壓，成為被供給至感測電路12的電源電壓VB與接地電壓的中間值的電壓。

多工器31，利用類比開關在一定的週期下擇一地切換，以將與經由各按鍵Ky(Ky-11~Ky-ij)流至感測線N的電流對應的電壓(在電阻R2的兩端所產生的電壓，亦即連接點P1的電壓)輸出至峰值保持電路32。

峰值保持電路32，檢測在連接點P1所產生的電壓的峰值，並保持所檢測出的峰值。當由控制電路15被給與重設訊號時，將所保持的峰值重設。

以下，參照第9圖所示的時序圖表來說明由峰值保持電路32所進行的處理動作。如第9圖(a)所示，在時刻t0時，驅動線M-4自L位準被切換到H位準，若按鍵Ky-45被以較小的按下量按下，則按鍵Ky-45的靜電電容量比通常時(按鍵未被按壓時)增加，因此如第9圖(b) 所示，在自L至H的切換時機(時刻t0)及自H至L的切換時機(時刻t1)中，電流流過按鍵Ky-45，因此連接點P1的電壓出現變化。具體而言，在時刻t0時電壓上升，而在時刻t1時電壓下降。然後，由於峰值保持電路32(參照第4圖)會保持此電壓(電壓V1)，因此如第9圖(c)所示，峰值時的電壓被保持住。也就是說，知曉按鍵Ky-45是以較小的按下量被按下。之後，若在時刻t2被給與重設訊號，則保持住的峰值被重設。

另一方面，在時刻t3時，驅動線M-4自L位準被切換到H位準，若按鍵Ky-45被以較大的按下量按下，則如第9圖(b)所示，在時刻t3、t4時電流流過按鍵Ky-45，因此連接點P1的電壓上升或是下降。此時，因為按鍵的按下量較大，電極Q1、Q2之間的靜電電容量相較於時刻t0的情況相對地變大。因此，流過按鍵Ky-45的電流變大，在連接點P1所產生的電壓(電壓V2)也相對地變大。亦即，V2>V1。然後，此電壓的峰值被保持住，並被輸出至A/D轉換電路33。

A/D轉換電路33，當由控制電路15被給與轉換開始訊號時，將利用峰值保持電路32所保持的電壓的峰值加以數位化，並將此數位資料輸出至控制電路15。

因此，在第4圖所示的開關SW自OFF(關閉)切換到ON(開啟)(亦即，驅動線M的電壓自L位準切換至H位準)，並且此時藉由操作者的操作而使得按鍵Ky被按下的情況下，連接點P1的電壓增加。此電壓，經由多工器31被供給至峰值保持電路32，並在被該峰值保持電路32暫時保持的狀態下，利用A/D轉換電路33而被數位化，並被輸出至控制電路15。

並且，如後述，在控制電路15，對A/D轉換電路33所輸出的電壓進行校正，藉此檢測被按下的按鍵Ky的按下量，並且根據該按下量來實行是否被按下的判斷。進一步，可基於按下量的經時變化，來檢測按下速度。

針對這些按鍵Ky的按下資訊(校正後的按下資訊)，利用主控制部41被轉換成按鍵碼，然後經由介面(省略其圖示)而被傳送至主機電腦(省略其圖示)。亦即，控制電路15，具備以下功能：基於利用感測電路12所檢測的電壓，來檢測***作的按鍵Ky及其操作量。

繼而，說明如上述被構成的本實施形態之靜電電容式鍵盤10的作用。首先，關於檢測按鍵Ky的操作量的原理，參照第5圖、第6圖所示的電路圖來進行說明。第5圖是表示複數個按鍵Ky之中，在按鍵Ky-45被按下時的電流的流動情形之說明圖，第6圖是其等效電路圖。此外，在第5圖中，為了避免繁雜，僅記載了與驅動線M-4和感測線N-5連接之按鍵Ky，而省略掉除此以外的按鍵Ky。

如第5圖所示，一旦按鍵Ky-45被按下，第2圖所示的鍵帽26便會被朝下方按下，因此線圈彈簧23被賦能，於是電極Q1、Q2之間的靜電電容量伴隨著增加(參照第3圖)。又，在驅動電路11中，是以循序將各驅動線 M的電壓自L位準切換至H位準的方式來加以控制，因此當驅動線M-4被設成H位準時，電流經由按鍵Ky-45的電極Q1、Q2而流動。亦即，電流在驅動線M-4、按鍵Ky-45、感測線N-5的路徑(圖中的箭頭Y0、Y3的路徑)上流動，使連接點P1(參照第6圖)的電壓上升。此電壓，經由第4圖所示的多工器31而被供給至峰值保持電路32，因此電壓的峰值被保持住，並進一步利用A/D轉換電路33而被轉換成複數階段的數位值。然後，被輸出至控制電路15。

另一方面，當按鍵Ky-45被按下時，在同時有與按鍵Ky-45連接到相同感測線N-5之按鍵Ky-65被按下的情況下，如第5圖所示，在驅動線M-4、感測線N-5、按鍵Ky-65、驅動線M-6的路徑，亦即箭頭Y0、Y4的路徑上有電流流動。因此，相較於按鍵Ky-45被單獨按下的情況，藉由箭頭Y3的路徑流到感測電路12的電流便相對減少。

進一步，在有連接到相同感測線N-5之其他按鍵Ky(第3個按鍵)被按下的情況，流過箭頭Y3的路徑的電流減少的情況將更顯著。於是，如第7圖的波形圖所示，在相同的感測線N-5上，當單一按鍵Ky-45被按下時，會如曲線q1般地變化，相對於此，當有其他按鍵Ky-65被同時按下時，電壓會如曲線q2般地相對降低。於是，感測電路12所檢測到的電壓的峰值，會因為有2個按鍵Ky被同時按下，而從v1變動至v2。

在本實施形態中，當一個按鍵Ky被按下時，在同時有其他按鍵Ky被按下的情況下，會對因為有其他按鍵被按下而降低的電壓進行校正，而藉此防止因複數個按鍵(主要是指連接於相同感測線N之按鍵Ky)被同時按下所導致的檢測精準度降低。具體而言，針對利用感測電路12所檢測到的電壓，運算與第7圖所示的峰值電壓v1和v2的差值也就是△v對應的電壓，並進一步加算此差值電壓△v，來進行電壓的檢測值的校正處理。

以下，參照第8圖所示的流程圖來說明具體的處理手法。第8圖所示的處理，是藉由第4圖所示的主控制部41，並以規定的週期執行。

首先，在步驟S11中，主控制部41，將檢測電壓記憶區域45中所設定的針對各按鍵Ky之記憶區域Cin(m,n)、及校正電壓記憶區域46中所設定的針對各按鍵Ky之記憶區域Cout(m,n)，加以初始化。此處，「m」、「n」分別表示驅動線M和感測線N的編號，m為「1~i」(i為驅動線M的數量)，n為「1~j」(j為感測線N的數量)。例如，Cin(4,5)，表示用來記憶藉由按下「按鍵Ky-45」而產生的電壓的檢測值之區域，且區域被設定於檢測電壓記憶區域45中。

在步驟S12中，主控制部41，設定成n=1、m=1。在步驟S13中，主控制部41，輸出要對驅動線M-m施加H位準的電壓之控制訊號至驅動電路11，並輸出要選擇感測線N-n之控制訊號至多工器31。藉此，驅動線M-m被設成H位準，並且感測線N-n被多工器31所選擇。

在步驟S14中，主控制部41，檢測按鍵Ky-mn在感測線N-n所產生的電壓Vin(m,n)，並記憶至記憶區域Cin(m,n)中。因為在起始狀態下，n=1、m=1，所以會檢測到按鍵Ky-11在感測線N-1所產生的電壓Vin(1,1)，並將此電壓記憶至記憶區域Cin(1,1)中。

在步驟S15中，主控制部41，對被記憶於記憶區域Cin(m,n)中的電壓Vin(m,n)施加校正，求出校正電壓Vout(m,n)，並將此校正電壓Vout(m,n)記憶至校正電壓記憶區域46中所設定的記憶區域Cout(m,n)中。此校正處理，是藉由以下所示的(1)式來實行。

其中，0<k<1。

此外，作為參考，上述(1)式，亦能以下述(2)式來表示。

Vout(m,n)=Vin(m,n)+k{Vin(1,n)+Vin(2,n)+．．+Vin(m-1,n)+Vin(m+1,n)+．．+Vin(j-1,n)+Vin(j,n)}...(2)

上述(1)式，例如針對按鍵Ky-11的利用感測線N-1所檢測到的電壓Vin(1,1)，是將與此按鍵Ky-11連接至相同感測線N-1之按鍵Ky-m1在記憶區域Cin(m,1)中所記憶的電壓Vin(m,1)的總和(但是，將 Vin(1,1)除外)跟常數k相乘後而得的數值(相當於第7圖所示的△v的電壓)，加上電壓Vin(1,1)，藉此來運算出校正電壓。然後，被運算出的校正電壓Vout(1,1)，被記憶於記憶區域Cout(1,1)中。此外，在起始狀態下，因為各記憶區域Cin(m,n)會在步驟S11的處理中被重設，所以記憶區域Cin(1,1)以外的記憶區域Cin(m,n)均被設為零。但是，如後述，藉由反覆執行本處理，在各記憶區域Cin(m,n)中會記憶有在對應的按鍵Ky所檢測到的電壓，因此能夠藉由使用這些電壓來執行上述(1)式的運算。

在步驟S16中，主控制部41，根據需要而將按鍵Ky-mn的資訊和被記憶於記憶區域Cout(m,n)中的校正電壓Vout(m,n)的資訊，傳送至主機電腦(在圖式中省略)。

在步驟S17中，主控制部41，使m增加，設成「m=m+1」。

在步驟S18中，主控制部41，比較m與i(驅動線M的數量)，在m≦i的情況下，使處理回到步驟S13。在m≧i的情況下，使處理前進到步驟S19。

在步驟S19中，主控制部41，設成m=1，並使n增加，設成「n=n+1」。亦即，若對於在第1條的感測線N-1與第1條~第i條的驅動線M的交叉點所存在的各按鍵Ky-11~Ky-i1的檢測電壓測量結束，便移至對於第2條的感測線N-2的檢測電壓的測量。

在步驟S20中，主控制部41，比較n與j(感測線N的數量)，在n≦j的情況下，使處理回到步驟S13。在n≧j的情況下，使處理前進到步驟S21。

在步驟S21中，主控制部41，設成n=1，並將處理回到步驟S13。

然後，藉由反覆進行步驟S13~S21，在各按鍵Ky-mn檢測到的電壓Vin(m,n)被記憶至檢測電壓記憶區域45中所設定的各記憶區域Cin(m,n)中，並且與各按鍵Ky-mn對應的校正電壓Vout(m,n)被記憶至校正電壓記憶區域46中所設定的各記憶區域Cout(m,n)中。

繼而，針對前述步驟S15的處理，舉出以下的例子來更詳細的說明：在連接於相同感測線N的2個按鍵Ky被同時按下的情況，具體而言，如第5圖所示，在連接於感測線N-5之按鍵Ky-45與按鍵Ky-65被同時按下的情況。

一旦藉由驅動電路11的控制，使驅動線M-4被設成「H」位準，如以上所述，電流會在箭頭Y0、Y3的路徑上流動，因此在第6圖所示的等效電路的點P1，產生因按鍵Ky-45被按下所導致的電壓。此時，由於按鍵Ky-65被同時按下，使得電流流到箭頭Y4的路徑，因此在點P所產生的電壓，相較於按鍵Ky-45被單獨按下的情況，電壓下降。也就是說，如第7圖的曲線q2所示，電壓特性下降，對比於本來的電壓(按鍵Ky-45被單獨按下時的電壓)，於峰值電壓產生△v的變化。

在第8圖的步驟S15的處理中，是藉由前述的(1)式來實行校正處理。具體而言，因為按鍵Ky-65被同時按下，所以會讀出與此按鍵Ky-65對應的在記憶區域Cin(6,5)中所記憶的電壓Vin(6,5)，並進一步將此電壓Vin(6,5)乘上常數k(0<k<1)而得的數值，與在記憶區域Cin(4,5)中所記憶的電壓Vin(4,5)相加。然後，將此相加結果也就是校正電壓Vout(4,5)記憶於記憶區域Cout(4,5)中。此時，常數k，根據初期設定而被設定為適當的數值。於是，前述(1)式，成為以下所示的(3)式。

Vout(4,5)=Vin(4,5)+k．Vin(6,5)…(3)

並且，因為(3)式的右邊第2項也就是「k．Vin(6,5)」相當於第7圖所示的差值電壓△v，藉由運算(3)式，便能夠校正因按鍵Ky-65被同時按下所導致的檢測電壓的誤差量。

然後，控制電路15，藉由上述處理，便能夠知曉按鍵Ky-45被按下的情形及其按下量。具體而言，如第9圖所示，能夠識別並知曉按鍵Ky-45以較小的按下量被按下的情況及以較大的按下量被按下的情況。

又，在第9圖中，雖然是表示按下量較小的情況與較大的情況這2種階段，但電極Q1、Q2之間的靜電電容量是對應按鍵Ky的按下量而連續變化，因此能夠對應此變化量而檢測複數個級距。例如，若將按鍵Ky-45的按下量區分成5階段，並基於在連接點P1所產生的電壓而以5階段來檢測電壓值，便能夠以5階段(複數階段的數位值)來知曉按鍵Ky-45的按下量。

如以上所述，藉由逐次對各驅動線M施加H位準的電壓，並利用多工器31逐次切換各感測線N，便能夠分別檢測各按鍵Ky是否有按下及其操作量和按下速度等。進一步，能夠將該等所有的按鍵Ky的資訊傳送至主機電腦(在圖式中省略)。

因此，當所希望的按鍵Ky-45被按下時，即使是在因為誤操作而有未預期的按鍵Ky-65被同時按下的情況、及刻意將按鍵Ky-65按下的情況之中的任一種情況下，都仍然能夠精準地檢測到按鍵Ky-45被按下的情形及其按下量。

如此，在本實施形態的靜電電容式鍵盤10中，將各按鍵Ky-mn被按下時在感測線N-n所產生的電壓Vin(m,n)，記憶於在記憶部44的檢測電壓記憶區域45中所設定的記憶區域Cin(m,n)中。並且，在作為一個按鍵的例子而按下按鍵Ky-45的情況下，使用其他按鍵Ky在感測線N所產生的電壓來校正按鍵Ky-45在感測線N-5所產生的電壓。於是，可精準地進行被按下的按鍵Ky的檢測，並檢測其按下量、按下速度。因此，在基於按鍵Ky的按下量、按下速度的應用程式中，便能夠輸入細微的動作等之指示，因而不僅能夠提供先前單純僅有ON、OFF的鍵盤的功能，亦能提供新的輸入裝置。例如，可應用於新的遊戲軟體等，由本發明的鍵盤發出精細的操作命令。

又，若以與按鍵Ky-45連接至相同的感測線N-5之按鍵Ky-m5(但是，將按鍵Ky-45除外)作為其他按鍵Ky，並使用該其他按鍵在感測線N-5所產生的電壓來校正按鍵Ky-45在感測線N-5所產生的電壓，便能夠進一步提高按下量的檢測精準度。

又，因為將第4圖所示的2個電阻R1、R2設成相同，對電源電壓VB進行分壓來生成連接點P1的電壓，所以能夠謀求由感測線N所供給的電流而產生的電壓之穩定化。因此，可穩定地檢測按鍵Ky的按下資訊。

以上，已基於圖示的實施形態來說明本發明的靜電電容式鍵盤，但本發明並不限定於此實施形態，各部的構成，可置換成具有相同功能的任意構成者。

例如，在上述實施形態中，表示了在各驅動線M與各感測線N的交叉點上分別配置有按鍵Ky的構成，但本發明並不限定於這種構成，在交叉點中亦可存在未被配置按鍵的處所。又，驅動線M與感測線N的數量可為相同數量。亦即，能夠作成i=j。

進一步，在上述實施形態中，已說明了設於感測電路12的2個電阻R1、R2的電阻值相同的例子，但本發明並不限定於此例，亦可作成不同的電阻值。

Claims

一種靜電電容式鍵盤，其具有複數條驅動線和與前述驅動線交叉之複數條感測線，該靜電電容式鍵盤的特徵在於具備：按鍵，其被設置於前述各驅動線與各感測線的交叉點，並具有操作元件與電極部，該電極部具備與前述驅動線和前述感測線連接之一對電極，且各電極之間的靜電電容量會對應於前述操作元件的按下量而改變；驅動電路，其連接於前述各驅動線，並擇一地將各驅動線的電壓自低位準切換至高位準；感測電路，其連接於前述各感測線，自各感測線中選擇單一感測線，並檢測在所選擇的感測線上所產生的電壓；及，控制電路，其檢測***作的按鍵和***作的按鍵的操作量；其中，前述控制電路，具備：記憶部，其包含與前述各按鍵對應之記憶區域；記憶控制部，其取得在藉由前述感測電路所選擇的感測線上所產生的電壓，並將所取得的電壓記憶於前述記憶區域中，其中，該取得的電壓，是作為對應於在前述被設成高位準的驅動線和前述被選擇的感測線的交叉點所設置的按鍵之電壓；及，校正處理部，當一個按鍵***作時，使用被記憶於對應其他按鍵之記憶區域中的電壓，來校正因前述一個按鍵的操作而產生的電壓。
如請求項1所述之靜電電容式鍵盤，其中，前述校正處理部，當前述一個按鍵***作時，使用被記憶於對應其他按鍵之記憶區域中的電壓，該其他按鍵與該一個按鍵連接到相同感測線，來校正因前述一個按鍵的操作而產生的電壓。
如請求項2所述之靜電電容式鍵盤，其中，前述校正處理部，在將被記憶於前述檢測電壓記憶區域中的一個按鍵的電壓標記成Vin(m,n)，且其中m為驅動線的編號，n為感測線的編號的的情況下，利用以下算式來算出校正後的電壓Vout(m,n)；其中，0<k<1。
如請求項1~3中任一項所述之靜電電容式鍵盤，其中，前述記憶區域，包含：檢測電壓記憶區域，其記憶在前述各感測線上所產生的電壓；及，校正電壓記憶區域，其記憶經前述校正處理部校正過的校正電壓。
如請求項1~3中任一項所述之靜電電容式鍵盤，其中，前述感測線的電壓，被保持為被供給至前述感測電路的電源電壓與接地電壓的中間值。
如請求項4所述之靜電電容式鍵盤，其中，前述感測線的電壓，被保持為被供給至前述感測電路的電源電壓與接地電壓的中間值。