用于检测击键的设备、键盘和用于检测击键的方法技术

本申请涉及用于检测击键的设备、键盘和用于检测击键的方法。检测击键的设备包括电路基板、有键帽和运动机构的键模块及检测键帽运动的装置，装置包括含初级线圈的电谐振电路和与键帽一起运动的有短接匝的次级线圈，次级线圈是次级线圈元件、含传导性材料或由传导性材料组成，次级线圈元件有贯通凹口，围成凹口的传导性材料是次级线圈的短接匝，初级和次级线圈相互感应耦合且在键帽运动时，初级和次级线圈间的感应耦合强度及谐振电路的至少一个物理量变化，所述装置包括测量装置，用于检测和/或处理在键帽运动时变化的电谐振电路的至少一个物理量且输出与物理量变化相关的至少一个电信号。本发明专利技术还涉及带此类设备的键盘和检测击键的方法。击键的方法。击键的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于检测击键的设备、键盘和用于检测击键的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于检测击键(Tastendruck)的设备、一种包括一个或更多个这种设备的键盘以及一种用于检测击键的方法。
[0002]在键盘中使用了各种类型和结构形状的键模块。在此，结构性构造和信号(其例如用信号表示键的致动)的产生是影响键模块以及因此键盘的质量的重要因素。
[0003]大多数市售的键模块都属于所谓的机械键模块。长期以来，这种以下的接触系统已经得到证实：当键模块被致动时，两个金属接触面接触，从而导致短接并触发切换信号。
[0004]传统机械键模块的缺点是材料磨损，特别地，接触面的机械磨耗是不可避免的。因此，随着键模块使用时长的增加，错误切换也会更频繁地发生。接触面的破损对键模块的功能有特别不利的影响。
[0005]机械键模块的另一个缺点在于，在一个致动中只提供了一个切换点，也就是说，每次在某个点上的致动触发恰好一个信号。如果键模块的切换点位于致动运动的不同点，即信号会提前或推迟地触发，那么不同的应用(例如一方面是文字输入，另一方面是游戏)操作起来会更佳。因此，希望能够调整切换点，以便使键模块以及因此键盘能够最佳地用于不同的应用。
[0006]机械键模块的缺点还在于，每次致动仅触发一个信号。因此，不能以各级或精细分级甚至无级的方式来实现可变信号。然而，许多应用(例如在游戏中)期望所谓的操纵杆功能，以便例如能够以可变的速度控制对象。
[0007]因此，本专利技术的任务是给出一种用于检测击键的设备和方法，与传统机械键模块相比，该设备或方法能在基本相同的切换品质下实现更长的使用寿命，和/或扩展击键的检测可能性和处理可能性，并由此至少部分地克服上述缺点。此外，还旨在给出一种带有这种设备的新键盘。
[0008]该任务由具有权利要求1的特征的设备、具有权利要求14的特征的键盘和具有权利要求16的特征的方法来实现。有利的设计方案和改进方案在相应的从属权利要求中给出。
[0009]根据本专利技术的用于检测击键的设备包括：电路基板；附接在电路基板上的键模块，该键模块具有键帽和用于使键帽相对于电路基板在息止位置和致动位置之间运动的运动机构；以及用于检测键帽相对于电路基板的运动的装置。特别地，键帽可以相对于电路基板线形地和/或垂直地运动。
[0010]电路基板应被理解为例如印刷电路板和/或电路板和/或电路箔板(Folie)和/或冲压件和/或其他基板，特别是具有施加的和/或集成的导体电路(Leiterbahn)。电路基板也可以由两个层或更多个层构成，例如由两个或更多个上述的层构成。此外，电路基板也应被理解为任何其他的参考装置或设备的参考部件，对象相对于该参考部件运动。
[0011]用于检测键帽相对于电路基板的运动的装置还包括：电谐振电路，该电谐振电路具有至少一个电容器和至少一个相对于电路基板位置固定的初级线圈，该至少一个初级线圈具有一个或更多个线圈匝(Spulenwindung)；以及至少一个次级线圈，该至少一个次级线圈具有短接匝(kurzgeschlossene Windun)、特别地被布置在键帽上或键帽中或者相对于
键帽位置固定地布置、随键帽运动。
[0012]初级线圈在键模块的与键帽相反的背侧被布置在电路基板上或电路基板中。特别地，该初级线圈可以是平面线圈，其中也可以是其他类型的线圈。
[0013]次级线圈是次级线圈元件，该次级线圈元件特别地被布置在键帽上或键帽中或相对于键帽位置固定地布置，该次级线圈元件包括传导性材料或由传导性材料组成，该次级线圈元件具有贯通凹口(durchgehende Ausnehmung)(也是：开口)，使得围成这个凹口的传导性材料就是次级线圈的短接匝。因此，次级线圈是具有闭合的匝(geschlossene Windung)的短接的次级线圈。因此，这种短接的次级线圈应被理解为特别是导电材料的任何闭合的形状(例如环或框架)，该形状具有贯通的以及由传导性材料围成的凹口(也是：开口)，从而使电流可以环绕该凹口流动。在这种情况下无法定义线圈或匝的末端，而是在这种情况下的短接的线圈由闭合的匝组成。
[0014]因此有利的是，次级线圈元件与键帽位置固定地连接并且被布置在键帽和运动机构之间。然而，也有可能的是，次级线圈元件虽然与键帽位置固定地连接，但也构成运动机构的组成部分(例如框架元件)，该组成部分例如建立了运动机构和键帽之间的连接，和/或能够实现运动机构的可运动部件的可运动支承(例如旋转支承和/或旋转滑动支承)，和/或作为弹性元件来限制或防止键帽和运动机构之间的运动间隙。
[0015]例如，键帽以及因此次级线圈或次级线圈元件因此可以相对于电路基板和/或特别是被设计为平面线圈的初级线圈线性地和/或垂直地运动。
[0016]根据本专利技术进一步提出，初级线圈和次级线圈相互感应耦合。在键帽以及因此次级线圈在息止位置和致动位置之间运动时，初级线圈和次级线圈之间的感应耦合的强度会发生变化，并且因此谐振电路的至少一个物理量也会发生变化。
[0017]根据本专利技术，用于检测键帽相对于电路基板的运动的装置还包括测量装置，该测量装置用于检测和/或处理在键帽和次级线圈在息止位置和致动位置之间运动时发生变化的电谐振电路的至少一个物理量。此外，该装置输出与物理量的变化相关的至少一个电信号，也就是说，该测量装置具有用于信号输出的相应设备。
[0018]特别地，根据本专利技术的设备的优点在于无接触式检测键帽的运动以及由此引发电信号的输出。弃用了开篇所描述的机械解决方案和与之相关的问题。由此可以制造用于检测键盘击键的设备以及因此键盘，其具有与机械解决方案的对应的设备和键盘相比更低的干扰敏感性和更长的使用寿命。此外，对运动的无接触式检测和随后实现的信号输出能够使得检测过程或切换过程在品质上保持不变，例如，不会因为材料的磨损或磨耗或破损而导致切换点或切换可靠性发生变化。
[0019]本专利技术的其他优点是扩展了对键帽的运动的检测可能性和处理可能性。在键帽运动时，感应耦合不断变化。这相应地适用于由测量装置检测到的物理量，因此任何切换点都可以被调节为可变的，并且可以输出反映键帽运动并且必要时也反映该键帽的速度的可变信号，例如，以各级或精细分级或无级的方式输出。
[0020]特别地，初级线圈和次级线圈的感应耦合是以变压器的方式进行的，其中次级线圈被额外地短接了。
[0021]优选地，谐振电路以交流电压运行，特别是以预定和/或可调频率(例如16MHz)的交流电压运行，并为此与适当配备的交流电压源连接。电容器可以是电容可调的可变电容
器。此外，谐振电路还可以另外包括至少一个电阻器，特别是可调电阻器，以便特别地用于调谐。
[0022]优选地，调节或选择频率和/或电容器，使得谐振电路在键帽处于相对于电路基板的预定位置中处于谐振范围内(也是：处于谐振区内)。通常，交流电压为多个根据本专利技术的设备(其与键盘的多个键相关联或形成键盘的多个键)的多个谐振电路供电，因此不能将频率调谐到单个谐振电路。在这种情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测击键的设备(1)，包括：电路基板(2)；附接在所述电路基板(2)上的键模块(4)，所述键模块(4)具有键帽(3)和用于使所述键帽(3)相对于所述电路基板(2)在息止位置和致动位置之间运动的运动机构(15)；以及用于检测所述键帽(3)相对于所述电路基板(2)的运动的装置(10)，其中所述装置(10)包括：电谐振电路(11)，所述谐振电路具有至少一个电容器(C1)和至少一个相对于电路基板(2)位置固定的初级线圈(L1)，所述初级线圈具有一个或更多个线圈匝；以及至少一个次级线圈(L2)，所述次级线圈与所述键帽(3)一起运动，所述次级线圈具有短接匝，其中所述初级线圈(L1)在所述键模块(4)的与所述键帽(3)相反的背侧被布置在所述电路基板(2)上或所述电路基板中，其中所述次级线圈(L2)是次级线圈元件(5)，所述次级线圈元件包括传导性材料或由传导性材料构成，所述次级线圈元件具有贯通凹口(13)，使得围成所述凹口(13)的所述传导性材料是所述次级线圈(L2)的短接匝，其中所述初级线圈(L1)和所述次级线圈(L2)相互感应耦合，并且在所述键帽(3)以及因此所述次级线圈(L2)在息止位置和致动位置之间运动时，初级线圈(L1)和次级线圈(L2)之间的感应耦合的强度以及因此所述谐振电路(11)的至少一个物理量发生变化，其中用于检测所述键帽(3)相对于所述电路基板(2)的运动的所述装置(10)包括测量装置，所述测量装置用于检测和/或处理在所述键帽(3)和所述次级线圈(L2)在息止位置和致动位置之间运动时发生变化的所述电谐振电路(11)的至少一个物理量，并且输出与所述物理量的变化相关的至少一个电信号。2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述次级线圈元件(5)形成平坦表面，在所述平坦表面中有所述贯通凹口(13)，并且在所述键帽(3)的息止位置和/或所述键帽(3)的致动位置和/或在所述键帽(3)在息止位置和致动位置之间运动期间，所述平坦表面被取向为平行于所述电路基板(2)和/或所述初级线圈。3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述次级线圈元件(5)是由金属板制成的冲压件和/或弯曲件。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述次级线圈元件(5)是弹性元件，所述弹性元件被构造并且被布置在键帽(3)和运动机构(15)之间，从而防止键帽(3)和运动机构(15)之间出现机械间隙。5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述次级线圈元件(5)形成槽部和/或折缝(7)以便构造为弹性元件，所述槽部和/或折缝将所述次级线圈元件(5)分成两个翼部，所述两个翼部在槽部和/或折缝(7)处能相对于彼此弹性地运动，并且所述两个翼部在两个外侧的、彼此相对的边缘处支承在所述键模块(4)中或所述运动机构(15)上，使得在所述键帽(3)的息止位置和/或在所述键帽(3)的致动位置和/或在所述键帽(3)在息止位置和致动位置之间运动期间，所述次级线圈元件(5)与所述键帽(3)和所述运动机构(15)接触并使所述键帽和所述运动机构相互弹性张紧，因此在键帽(3)和运动机构(15)之间不存在自由运动空间。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述运动机构(15)的、相对于所述电路基板(2)是可运动的、不包括所述次级线圈元件(5)的所有构件都被构造成使
得没有传导性材料围成贯通凹口，和/或能够不实...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华，
申请(专利权)人：柴瑞欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：