键盘及其控制方法与流程

本发明涉及键盘及其控制方法，尤其涉及产生触觉反馈(haptic feedback)的键盘及其控制方法。

背景技术：

在电子计算机领域的键盘中，当用户按下的键的开关发生动作时，可令手指感觉到操作感(按键感)。键的开关在开关动作之前对手指赋予适度的反力。对于每个用户适当的反力能够便于进行有节奏的键操作，具有减轻因长时间的操作而引起的疲劳等的优点，因此提出了返回良好的按键感的硬件键盘(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2015－095426号公报

在按键感中存在多个种类，喜好哪种按键感因用户而异，其中之一的以往的机械键盘的按键感格外受欢迎。但是，另一方面，近年来的产品趋于薄型化，开始出现板状的键盘。然而，在这样的板状键盘中，难以返回强的按键感，喜好机械键盘的按键感的用户对此不满。

因此，考虑使板状的键盘具有以往的机械键盘那样的打字感。然而，对于机械键盘而言，由于当按压键时因皮碗(rubber cup)等的机构部件的变形而产生的反力、以及当手指要从按压的键离开时上述机构部件朝原来的形状恢复时产生的反力这两种反力而产生按键感。因而，如果仅仅在按压键时赋予某种反馈，则与机械键盘的按键感的动作不同，会产生使用感大幅度不同的不满。

技术实现要素：

因此，在本发明中，其目的在于提供一种对用户赋予良好的按键感的键盘，这样的键盘的范围并不限定于“板状的键盘”。“板状的键盘”只不过是当说明本发明的课题时为了使说明简明而简单地提出的例子而已。此外，良好的按键感的范围并不限定于“机械键盘的打字感”。“机械键盘的打字感”也同样是简单地提出的说明例。

本发明是鉴于上述现有技术的情况而完成的，其目的在于提供一种对用户赋予良好的按键感的键盘。

为了达成上述目的，本发明提供一种键盘，其特征在于，上述键盘具备：多个键；压力传感器，对按下各键的压力进行检测；触觉设备，产生伴随着微小振动的触觉反馈；以及反馈控制单元，根据上述压力传感器检测到的压力发出驱动上述触觉设备的信号，上述反馈控制单元对于1次的键的按下，在上述压力传感器检测到的压力为第1阈值时，发出产生第1触觉反馈的驱动信号，并且在上述压力传感器检测到的压力为第2阈值时，发出产生第2触觉反馈的驱动信号。

根据本发明，能够提供对用户赋予良好的按键感的键盘。

附图说明

图1是示出基于本发明的一实施方式的功能结构的框图。

图2是示出图1的键盘1的外观结构例的分解图。

图3是产生触觉反馈的情况下的时序图。

图4是示出机械键盘的键的机构部分的概要结构的图。

图5是示出按下压力与触觉之间的关系的曲线图。

图6是示出本实施方式的动作的概念的曲线图。

其中，附图标记说明如下：

1：键盘；10：键；11：压力传感器；12：触觉设备；13：反馈控制单元。

具体实施方式

在图1中示出实施方式的功能结构，此外，在图2中用分解图示出实施方式的外观结构例。如图1所示，键盘1形成为具备多个键10、压力传感器11、触觉设备12以及反馈控制单元13的结构。

键10是一般的键盘的键。如图2所示，在键10和压力传感器11的下方具备触觉设备12。压力传感器11例如构成为平面状，当检测到按压在传感器上的力时输出按压的部位的坐标及按压的力的强度等。

触觉设备12例如构成为平面状，具备根据反馈控制单元13的控制信号产生微小的振动的机构。该振动机构也优选针对每个键分离地设置在与各个键10对应的位置。在该情况下，在压力传感器11感知到对于某一键10的按下的情况下，设置于与该键10对应的位置的触觉设备12的振动机构产生微小振动。

反馈控制单元13基于压力传感器11的输出而输出对触觉设备12的动作进行控制的驱动信号。

该本实施方式的键盘1具备上述的结构，提供模拟所谓机械键盘的、当按压键时因皮碗等的机构部件变形而产生的反力(以下，称作“第1反力”)、以及当手指要从按压的键撤离时上述机构部件朝原来的形状恢复时产生的反力(以下，称作“第2反力”)这两种反力而成的触觉(触感)。此外，以下将提供至少一种的触觉称作“触觉反馈”。

在本实施方式中，通过对于用户的1次的按键进行与上述两种的反力对应的2次的该触觉反馈，能够对用户赋予良好的按键感。

但是，仅仅简单地产生两种触觉反馈会存在以下所述的问题。首先考虑第2反力在产生第1反力后隔开一定的时间间隔产生这一情况。在图3中示出如此产生触觉反馈的情况下的时序图。

在图3中，纵轴取手指按下某一键的力，横轴取时间，示出对于三种的按键方式，带有时间差地产生两种触觉反馈的情况下的时刻。被分配编号1、2的竖线表示在该时刻分别返回与第1反力对应的触觉反馈、与第2反力对应的触觉反馈。

此处，示出在非常简单地安装触觉反馈的情况下，不论是正常速度的按键、缓慢按键、还是快速按键，从开始施加压力到产生与第1反力对应的触觉反馈为止的时间都相同的情况。此外，示出从第1次的触觉反馈到第2次的触觉反馈所花费的时间也以一定的时间差产生的情况。

于是，在以正常速度的按键中，获得当按下键10的力为规定的大小以上时产生第1次的触觉反馈，当开始离开键10而按下的力变为规定的大小以下时产生第2次的触觉反馈那样的良好的按键感。但是，如图3所示，在缓慢按键的情况下，会在按下的中途产生2次的触觉反馈。相反，在快速按键的情况下，在手指开始从键10撤离时勉强产生第1次的触觉反馈，或者当按下其他的键10时产生之前的键10的第2次的触觉反馈(触觉反馈的交错)。

由于用户对键盘的输入速度并非恒定，因此只有一般的按键速度才能够获得良好的按键感，在按键快的情况、按键慢的情况下，会引起触觉反馈的交错或者不自然的按键感。因而，仅仅依靠简单地产生两种的触觉反馈的设计将无法获得良好的按键感。此外，该方法尤其会在早的按键时产生不需要产生的第2次的触觉反馈，因此从消耗电力的观点出发也是没有效率的。

因此，在本实施方式中，进一步进行以下所述的控制，提供没有不协调感的良好的按键感。即，在本实施方式中，始终检测施加于各个键10的压力。当压力超过规定的第1阈值时，产生第1次的触觉反馈。接着，当压力低于规定的第2阈值时，产生第2次的触觉反馈。

在图4中示出机械键盘的键的机构部分的概要结构。在图4中示出一般的薄膜键方式的概要。图4(a)示出未施加压力的静止状态的结构，在薄膜下配置触点部分，在触点上方配置橡胶部件等的弹性体。也可以在橡胶部件上配置塑料等的键罩部件。

伴随着键按下，橡胶部件变形(图4(b))，触点与触点接触而检测到键按下(图4(c))。

将这样的结构的按下压力与触觉之间的关系图表化而形成图5。当按下键时，在图中从原点开始到达到所希望的行程深度需要对应的按压力。

此处，由图5可见，在以往的机械键盘中，所需要的按压力存在一次顶峰，此时引起变形部件的塌陷(collapse)，所需要的按压力降低。在该顶峰后成为图4(c)的状态。

在存在这样的按压力的变化中，优选将上述的第1阈值设定为键的按压所需要的力的第1个顶峰。该峰值是变形部件的抵抗变形的力达到临界而塌陷的值。在图5中，是与“make”对应的值。

进而，如图5所示，优选将上述的第2阈值设为超过图中峰值后的谷部分的值，其中在该谷部分，行程深度达到触点到达深度后变形部件意欲返回原状的力变为顶峰。在该情况下，优选低于第1阈值。在图5中，是与“break”对应的值。

通过如此产生2次的触觉反馈，并且如上述那样设定第1阈值、第2阈值，能够可靠地进行在机械键盘中产生的触觉反馈的模拟。因而，能够提供对用户赋予良好的按键感的键盘。

进而，反馈控制单元13在规定的条件的情况下省略第2次的触觉反馈，由此能够防止反馈的交错，能够提供没有不协调感的按键感。

在图6中示出动作图像。在图6中，示出在将按键的速度设为正常、缓慢、高速这三个方式时按压力与时间相应地发生何种变化的情况。此外，与图5相同，示出产生相对于第1反力的与“make”相应的触觉反馈的时刻、产生相对于第2反力的与“break”相应的触觉反馈的时刻。另外，本实施方式的键10不具有机械机构，因此，不会实现图5那样的轨迹。

在本实施方式中，特征之一在于：在快速按键的情况下，不产生与“break”相应的触觉反馈。对于是否是快速的按键，当在从产生与“make”相应的触觉反馈起经过规定的时间(例如，20ms)之前，所检测到的压力低于“break”的阈值亦即第2阈值的情况下，判断为快速的按键。另外，该判断由反馈控制单元13执行。

通过如此构成，能够防止触觉反馈的交错。此外，不产生不必要的触觉反馈，因此也实现消耗电力的降低。

另外，作为键10的具体方式，也包括不伴随变形的触摸屏那样的方式。图4所示的图是一般的薄膜键盘的结构，本实施方式的键10并不是一定要形成为这样的结构。

此外，在图2中示出上述实施方式的功能结构，但本发明并不限定于此。例如，也可以调换压力传感器11与触觉设备12的配置。