(57)【要約】【課題】少なくとも一つのキーとキーの下方に位置づけられる薄膜スイッチ回路を有する二段式の力覚センサーキーボードを提供する。【解決手段】薄膜スイッチ回路は第一接続点と、第二接続点と、第一接続点と第二接続点を隔てる第一隔離層と、第三接続点と、第四接続点と、第三接続点と第四接続点を隔てる第二隔離層とを含み、第二隔離層の厚さは第一隔離層の厚さより厚い。キーが第一圧力によって押される時、第一接続点と第二接続点は接触し、第一信号が発生させられる。また、キーが第二圧力によって押される時、第一接続点と第二接続点は接触し、かつ、第三接続点と第四接続点は接触し、第二信号が発生させられる。第二隔離層の厚さと第一隔離層の厚さの比例値がより大きければ大きいほど、ユーザーは第一圧力と第二圧力の違いをより容易に識別することができる。【選択図】図４
2012033453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
第一圧力か、第二圧力によって押される少なくとも一つのキーと、
前記ベース上、かつ、前記キーの下方に位置づけられ、前記キーによって当接されることにより、弱い力覚信号か、強い力覚信号かを発生させる薄膜スイッチ回路とを含む二段式の力覚センサーキーボードであって、
前記薄膜スイッチ回路はさらに、
前記キーの第一接続点に対応する第一層薄膜回路基板と、
前記第一層薄膜回路の下方に設けられ、第一貫通孔と第一厚さを有する第一隔離層と、
前記第一隔離層の下方に設けられ、第二接続点と第三接続点を有し、前記第二接続点はその基板の第一面上に設けられ、前記第二接続点は前記キーが第一圧力によって押される時に前記第一貫通孔へと入り込み、前記第一接続点と接触することによって、前記弱い力覚信号を発生させ、前記第三接続点は前記第二層薄膜回路基板の第二面上に設けられ、前記第二接続点と電気的に接続される第二層薄膜回路基板と、
前記第二層薄膜回路基板の下方に設けられ、かつ、第二貫通孔と第二厚さを有する第二隔離層と、
前記第二隔離層の下方に設けられ、第四接続点を有し、前記第四接続点は前記キーが前記第二圧力によって押される時に前記第二貫通孔へと入り込み、前記第三接続点と接触することによって、前記強い力覚信号を発生させる第三層薄膜回路基板とを含み、
ここでは前記第一厚さと前記第二厚さは異なることを特徴とする、二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項２】
前記第一厚さは前記第二厚さより薄く、かつ、前記第二厚さと前記第一厚さの比例値は１．１から２の間であることを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項３】
前記第一貫通孔の直径と前記第二貫通孔の直径は同じであることを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項４】
前記第一接続点と、前記第二接続点と、前記第三接続点と、前記第四接続点は低インピーダンス材料によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項５】
前記キーは、
押されることにより、前記ベースに対して上下移動をさせるためのキーキャップと、
前記キーキャップと接続され、前記キーキャップを前記ベースに対して上下移動させるための接続部材と、
前記キーキャップの下方に設けられ、前記キーキャップが押され、前記ベースに対して下向きに移動する時、押し縮められ、弾性を形成し、前記キーキャップがリリースされる時、前記弾性を前記キーキャップに加え、前記キーキャップを前記ベースに対して上向きに移動させるための弾性部材と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項６】
前記第一層薄膜回路基板は複数のスキャン入力線を含み、前記第一接続点は前記複数のスキャン入力線の第一スキャン入力線と接続され、前記第二層薄膜回路基板は複数の出力線を含み、前記第二接続点と前記第三接続点は前記複数のスキャン出力線の第一スキャン出力線に接続され、前記複数のスキャン出力線は前記複数のスキャン入力線と前記複数のキーに対応する第一層キーボードスキャンマトリックスを形成させることを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項７】
前記薄膜スイッチ回路に接続される制御ユニットをさらに含み、前記制御ユニットは前記複数のスキャン入力線と前記複数のスキャン出力線に基づき、どのキーが押されたかを判断する、或いは、前記第三接続点と前記第四接続点が伝導されたかどうかを判断するために用いられ、ここでは、前記キーが押され、前記第一接続点と前記第二接続点が接触し、伝導される時、前記制御ユニットは接続されている前記第一接続点の前記第一スキャン入力線と、接続されている前記第二接続点の前記第一スキャン出力線に基づき、前記キーに対応するキーコードを出力させることを特徴とする、請求項６に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項８】
前記キーと前記ベースの間に設けられる提示モジュールをさらに含み、前記提示モジュールは前記制御ユニットに接続され、前記提示モジュールは前記制御ユニットが前記第三接続点と前記第四接続点が伝導したと判断されたときに提示メッセージを発生されるために用いられることを特徴とする、請求項７に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項９】
前記提示モジュールは発光モジュールであり、前記提示メッセージは前記発光モジュールによって発生されるビームであることを特徴とする、請求項８に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項１０】
前記提示モジュールはブザーであり、かつ、前記提示メッセージは前記ブザーによって発生される警告音であることを特徴とする、請求項８に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【請求項１１】
前記第一隔離層と前記第二隔離層はそれぞれ前記第一層薄膜回路基板と前記第二層薄膜基板回路上にプリントされ、形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二段式の力覚センサーキーボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキーボードに関し、より詳しくは、力覚センサー機能を有する力覚センサー式のキーボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
キーボードはコンピューターのキーボードや、携帯電話のキーボードや、個人用の携帯情報末端（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，  ＰＤＡ）など各種電子設備に応用されている。図１は従来のコンピューターのキーボードの外観を示す概略図である。従来のコンピューターキーボード１の表面上には複数のキーがあり、これらキーは一般のキー１０、数字キー１１、及びファンクションキー１２などに分類され、これらのキーはユーザーが指で押すことにより、対応する信号が発生させられ、これにより、コンピューターは押されたキーの機能を実行することになる。例えば、一般のキー１０は英字アルファベットなどの符号を入力させるために用いられ、数字キー１１は数字を入力させるために用いられ、かつＦ１キー〜Ｆ１２キーなどのファンクションキーは各種機能を提供させるために用いられる。
【０００３】
技術の革新とともに、一般の基本的な機能を持つキーボードでは満足できないユーザーもおり、このため、それぞれのキーボードメーカーは各種機能を有するキーボード装置の開発を行っており、例えば、力覚センサー機能を有する力覚センサー式のキーボードも従来の技術の中の一つである。力覚センサー式のキーボードでは、複数のキーの下方に力覚センサーモジュールが増設され、ユーザーによってどのような圧力で押されたかを複数のキーによって検知し、かつ、キーには所定の圧力が設定されており、キーが所定の圧力より小さい圧力で押される時、力覚センサー式のキーボードは弱い力覚信号を発生させ、コンピューターに弱い力覚信号に対応する弱い力覚指令を実行させる。また、キーが所定の圧力より大きい圧力で押される時、力覚センサー式のキーボードは強い力覚信号を発生させ、コンピューターに強い力覚信号に対応する強い力覚指令を実行させる。例を挙げて説明すると、ユーザーが所定の圧力より小さい圧力で力覚センサー式のキーボードのＡキーを押した時、コンピューターは小文字の“ａ”の入力を行い、ユーザーが所定の圧力より大きい圧力で力覚センサー式のキーボードのＡキーを押した時、コンピューターは大文字の“Ａ”の入力を行う。
【０００４】
続いて、従来の力覚センサー式のキーボードの構造と作動状況を説明する。図２は従来の力覚センサー式のキーボードの局部断面図である。従来の力覚センサー式のキーボード２はベース２０と、少なくとも一つのキー２１と、薄膜スイッチ回路２２と、制御ユニット（図示せず）を含み、キー２１はベース２０上に設けられ、薄膜スイッチ回路２２はキー２１とベース２０の間に設けられる。キー２１はキーキャップ２１１と弾性部材２１２を有し、キーキャップ２１１はベース２０の外に露呈され、ユーザーに押されることによって、ベース２０に対して、上下に移動させるために用いられる。弾性部材２１２はキーキャップ２１１の下方に設けられ、キーキャップ２１１が押される時に、キーキャップ２１１によって押し縮められ、弾性が形成され、薄膜スイッチ回路２２を押す。
【０００５】
図２では、薄膜スイッチ回路２２はキー２１の下方に位置づけられ、薄膜スイッチ回路２２は第一層薄膜回路基板２２１と、第二層薄膜回路基板２２と、隔離層２２３を含む。第一層薄膜回路基板２２１は第一接続点２２１１を有し、第二層薄膜回路基板２２２は第一層薄膜回路基板２２１の下方に位置づけられ、第二層薄膜回路基板２２２は第二接続点２２２１を有し、ここでは、第二接続点２２２１は第二左金属接続点２２２１Ａと、第二右金属接続点２２２１Ｂと、第二黒鉛接続点２２２１Ｃが組み合わされることにより形成され、第二黒鉛接続点２２２１Ｃは第二左金属接続点２２２１Ａと第二右金属接続点２２２１Ｂの間に位置づけられる。隔離層２２３は第一層薄膜回路基板２２１と第二層薄膜回路基板２２２の間に位置づけられ、かつ、隔離層２２３は貫通孔２２３１を有する。薄膜スイッチ回路２２は隔離層２２３によって第一層薄膜回路基板２２１と第二層薄膜回路基板２２２とに隔てられ、それぞれの基板上の第一接続点２２１１と第二接続点２２２１が相互に接触することにより、伝導されることを防ぐ。また、制御ユニットは押されるキー２１の圧力強度を判断するために用いられ、かつ、制御ユニットは所定の圧力に対応する所定電圧値を有する。
【０００６】
ユーザーが所定の圧力より小さい第一圧力でキー２１を押す時、キーキャップ２１１はベース２０に対して、下向きに移動し、弾性部材２１２を押し、これにより、弾性部材２１２は押し縮められ、弾性が形成される。同時に、弾性部材２１２は薄膜スイッチ回路２２を押し、薄膜スイッチ回路２２を湾曲させ、下へ移動させる。薄膜スイッチ回路２２では、第一層薄膜回路基板２２１と隔離層２２３は下に向かって移動し、第二層薄膜回路基板２２２に近づき、かつ、第一層薄膜回路基板２２１上の第一接続点２２１１は貫通孔２２３１内に入り込み、第二層薄膜回路基板２２２上の第二接続点２２２１と接触し、伝導される。第一圧力の強度は大きくないため、第一接続点２２１１と第二接続点２２２１内の第二黒鉛接続点２２２１Ｃの接触面積は大きくなく、第一接続点２２１１と第二接続点２２２１の間には比較的小さい第一力覚強度電圧が発生させられる。この時、制御ユニットは第一力覚強度電圧と所定の電圧値を比較することにより、第一力覚強度電圧は所定の電圧値より小さいことが自明となり、これにより、第一圧力は小さいということを示す弱い力覚信号を制御ユニットは発生させる。また、ユーザーがキー２１を押さないとき、弾性部材２１２は押し縮められた状態から原状へ回復されることにより、弾性をリリースし、キーキャップ２１１と当接し、キーキャップ２１１をベース２０に対して上向きに移動させ、押される前の位置へと戻す。
【０００７】
ユーザーが所定の圧力より大きい第二圧力でキー２１を押す時、キーキャップ２１１はベース２０に対して、下向きに移動し、薄膜スイッチ回路２２を押し、これにより、薄膜スイッチ回路２２は湾曲させられ、下へ移動させられる。薄膜スイッチ回路２２では、第一層薄膜回路基板２２１と隔離層２２３は下に向かって移動し、第二層薄膜回路基板２２２に近づき、かつ、第一層薄膜回路基板２２１上の第一接続点２２１１は貫通孔２２３１内に入り込み、第二層薄膜回路基板２２２上の第二接続点２２２１と接触し、伝導される。第一圧力の強度は比較的大きいため、第一接続点２２１１と第二接続点２２２１内の第二黒鉛接続点２２２１Ｃの接触面積は増加し、第一接続点２２１１と第二接続点２２２１の間には比較的大きい第一力覚強度電圧が発生させられる。この時、制御ユニットは第一力覚強度電圧と所定の電圧値を比較することにより、第一力覚強度電圧は所定の電圧値より大きいことが自明となり、これにより、第一圧力は大きいということを示す弱い力覚信号を制御ユニットは発生させる。また、ユーザーがキー２１をリリースした後、キー２１は元の位置へと戻される。以上が従来の力覚センサー式のキーボードの作動状況である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の力覚センサー式のキーボードが作動する過程では、力覚強度電圧は第一接続点２２１１と第二接続点２２２１内の第二黒鉛接続点２２２１Ｃの接触面積の大きさによって決定され、かつ、制御ユニットは力覚強度電圧と、所定の電圧値を比較することによってのみ、押されたキーの圧力の大きさを判断することが可能である。つまり、制御ユニットは押されたキーの圧力の大きさを判断するためには、計算を行う時間が必要であり、かなりのコンピューターのリソースが使用されることとなる。このため、煩雑な計算を行うことが必要でない力覚センサー式のキーボードが必要とされている。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、煩雑な計算を行うことを必要としない、力覚センサー式のキーボードを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る二段式の力覚センサーキーボードは、
ベースと、
第一圧力か、第二圧力によって押される少なくとも一つのキーと、
ベース上、かつ、キーの下方に位置づけられ、キーによって当接されることにより、弱い力覚信号か、強い力覚信号かを発生させる薄膜スイッチ回路とを含む二段式の力覚センサーキーボードであって、
薄膜スイッチ回路はさらに、
キーの第一接続点に対応する第一層薄膜回路基板と、
第一層薄膜回路の下方に設けられ、第一貫通孔と第一厚さを有する第一隔離層と、
第一隔離層の下方に設けられ、第二接続点と第三接続点を有し、第二接続点はその基板の第一面上に設けられ、第二接続点はキーが第一圧力によって押される時に第一貫通孔へと入り込み、第一接続点と接触することによって、弱い力覚信号を発生させ、第三接続点は第二層薄膜回路基板の第二面上に設けられ、
第二接続点と電気的に接続される第二層薄膜回路基板と、
第二層薄膜回路基板の下方に設けられ、かつ、第二貫通孔と第二厚さを有する第二隔離層と、
第二隔離層の下方に設けられ、第四接続点を有し、第四接続点はキーが第二圧力によって押される時に第二貫通孔へと入り込み、第三接続点と接触することによって、強い力覚信号を発生させる第三層薄膜回路基板とを含み、
ここでは第一厚さと第二厚さは異なることを特徴とする。
【００１１】
好ましい実施形態では、第一貫通孔の直径と第二貫通孔の直径は同じである。
【００１２】
好ましい実施形態では、第一接続点と、第二接続点と、第三接続点と、第四接続点は低インピーダンス材料によって形成される。
【００１３】
好ましい実施形態では、キーは、
押されることにより、ベースに対して上下移動をさせるためのキーキャップと、
キーキャップと接続され、キーキャップをベースに対して上下移動させるための接続部材と、
キーキャップの下方に設けられ、キーキャップが押され、ベースに対して下向きに移動する時、押し縮められ、弾性を形成し、キーキャップがリリースされる時、弾性をキーキャップに加え、キーキャップをベースに対して上向きに移動させるための弾性部材とを含む。
【００１４】
好ましい実施形態では、第一層薄膜回路基板は複数のスキャン入力線を含み、第一接続点は複数のスキャン入力線の第一スキャン入力線と接続され、第二層薄膜回路基板は複数の出力線を含み、第二接続点と第三接続点は複数のスキャン出力線の第一スキャン出力線に接続され、複数のスキャン出力線は複数のスキャン入力線と複数のキーに対応する第一層キーボードスキャンマトリックスを形成させる。
【００１５】
好ましい実施形態では、本発明に係る二段式の力覚センサーキーボードは、薄膜スイッチ回路に接続される制御ユニットをさらに含み、制御ユニットは複数のスキャン入力線と複数のスキャン出力線に基づき、どのキーが押されたかを判断する、或いは、第三接続点と第四接続点が伝導されたかどうかを判断するために用いられ、ここでは、キーが押され、第一接続点と第二接続点が接触し、伝導される時、制御ユニットは接続されている第一接続点の第一スキャン入力線と、接続されている第二接続点の第一スキャン出力線に基づき、キーに対応するキーコードを出力させる。
【００１６】
好ましい実施形態では、本発明に係る二段式の力覚センサーキーボードは、キーとベースの間に設けられる提示モジュールをさらに含み、提示モジュールは制御ユニットに接続され、提示モジュールは制御ユニットが第三接続点と第四接続点が伝導したと判断されたときに提示メッセージを発生されるために用いられる。
【００１７】
好ましい実施形態では、提示モジュールは発光モジュールであり、提示メッセージは発光モジュールによって発生されるビームである。
【００１８】
好ましい実施形態では、提示モジュールはブザーであり、かつ、提示メッセージはブザーによって発生される警告音である。
【００１９】
好ましい実施形態では、第一隔離層と第二隔離層はそれぞれ第一層薄膜回路基板と第二層薄膜基板回路上にプリントされ、形成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、本発明によれば、煩雑な計算を行うことが必要でない力覚センサー式のキーボードが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のキーボードの外観を示す概略図である。
【図２】従来の力覚センサー式のキーボードの局部断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーを示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの内部の回路を示す電気回路図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの第一層キースキャンマトリックスを示す電気回路図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの第二層キースキャンマトリックスを示す電気回路図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーが弱く押された状態を示す断面図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーが強く押された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードは、図３の本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの断面図で示されている。図３の二段式の力覚センサーキーボード３はベース３０と、複数のキー３１と、薄膜スイッチ回路３２と、制御ユニット３３（図５参照）と、提示モジュール３４を含む。好ましい実施形態では、提示モジュール３４は発光モジュールであり、かつ、発光モジュール３４は複数の発光ダイオード３４１（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｏｄｅ，  ＬＥＤ）と導光板３４２を有し、複数の発光ダイオード３４１はそれぞれ複数のキー３１の両側（図中では２つだけ表示）に設置、配列され、ビームを出力させるために用いられる。導光板３４２は薄膜スイッチ回路３２と重ね合わせられ、薄膜スイッチ回路３２の下方に位置づけられ、ビームの射出方向を変え、二段式の力覚センサーキーボード３を透光させるために用いられる。
【００２３】
続いて、複数のキー３１の詳細な構造について、最も右側のキー３１を用いて説明を加える。図４は本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーを示す断面図であり、キー３１はベース３０の外に露呈され、キー３１はキーキャップ３１１と、弾性部材３１２と、接続部材３１３から構成され、キーキャップ３１１はベース３０の外に露呈され、ユーザーによって押されることにより、キー３１に対応する信号を発生させるために用いられ、かつ、キーキャップ３１は部分透明、或いは、すべて透明な部材によって形成され、光を透過させる。弾性部材３１２はキーキャップ３１１の下方に設けられ、キーキャップ３１１がユーザーによって押され、ベース３０に対して、下向きに移動させられる時、押し縮められ、弾性を形成させる。ユーザーがキーキャップ３１１を押さず、これがリリースされる時、弾性はキーキャップ３１１に加えられ、キーキャップ３１１をベース３０に対して、上向きに移動させ、押される前の位置へと押し戻す。また、接続部材３１２はキーキャップ３１１に接続され、キーキャップ３１１をベース３０に対して、上下に移動させるために用いられる。好ましい実施形態では、弾性部材３１２はゴムによって形成され、接続部材３１２はシャー型接続部材である。
【００２４】
さらに、薄膜スイッチ回路３２の構造について、説明を加える。薄膜スイッチ回路３２はベース３０上に設けられ、キー３１の下方に位置づけられ、キー３１に当接されることにより、信号を発生させる。薄膜スイッチ回路３２は第一層薄膜回路基板３２１と、第一隔離層３２２と、第二層薄膜回路基板３２３と、第二隔離層３２４と、第三層薄膜回路基板３２５とを含む。第一層薄膜回路基板３２１はキー３１に対応する第一接続点３２１１を有する。第一隔離層３２２は第一層薄膜回路基板３２１の下方に設けられ、かつ、第一隔離層３２２は第一貫通孔３２２１を含み、第一貫通孔３２２１の位置は第一接続点３２１１の位置に対応し、第一隔離層３２２は第一厚さＴ１を有する。第二層薄膜回路基板３２３は第一隔離層３２２の下方に設けられ、第二層薄膜回路基板３２３は第二接続点３２３１Ａと第三接続点３２３２Ａを有し、第二接続点３２３１Ａは第二層薄膜回路基板３２３の第一面３２３１上に設けられ、第二接続点３２３１Ａの位置は第一開口部３２２１の位置に対応し、第三接続点３２３２Ａは第二層薄膜回路基板３２３の第二面３２３２上に設けられ、第三接続点３２３２Ａの位置は第二接続点３２３１Ａの位置に対応し、ここでは、第三接続点３２３２Ａは第二接続点３２３１Ａと電気的に接続される。
【００２５】
薄膜スイッチ回路３２では、第二隔離層３２４は第二層薄膜回路基板３２３の下方に設けられ、第二隔離層３２４は第二貫通孔３２４１を有し、第二貫通孔３２４１の位置は第三接続点３２３２Ａの位置と対応し、第二隔離層３２４は第二厚さＴ２を有し、ここでは、第一隔離層３２２の第一厚さＴ１と第二隔離層３２４の第二厚さＴ２は異なる。好ましい実施形態では、第一厚さＴ１は第二厚さＴ２より薄く、第二厚さＴ２と第一厚さＴ１の比例値は１．５である。第三層薄膜回路基板３２５は第二隔離層３２４の下方に設けられ、第三層薄膜回路基板３２５は第四接続点３２５１を有し、第四接続点３２５１の位置は第二貫通孔３２４１の位置と対応する。図４に示すように、第一貫通孔３２２１の直径と第二貫通孔３２４１の直径は同じである。好ましい実施形態では、第一接続点３２１１と、第二接続点３２３１Ａと、第三接続点３２３２Ａと、第四接続点３２５１は低インピーダンス材料によって形成され、低インピーダンス材料とは、金属、シルバーインクなどの材料である。
【００２６】
続いて、図４と図５を用いて、二段式の力覚センサーキーボード３の内部回路について説明する。図５は本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの内部の回路を示す電気回路図であり、薄膜スイッチ回路３２内の第一層薄膜回路基板３２１は複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８を有し、かつ、それぞれのスキャン入力線はすべて第一接続点３２１１に対応し、また、第二層薄膜回路基板３２３は複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８を有し、かつ、それぞれのスキャン入力線は第二接続点３２３１Ａに対応する。第三層薄膜回路基板３２５は複数の検知線Ｓｅｎ．１〜Ｓｅｎ．１８を有し、かつ、それぞれの検知線はすべて第四接続点３２５１に対応する。図４に示すキー３１では、その第一層薄膜回路基板３２１のスキャン入力線Ｃｏｌ．１は第一接続点３２１１に対応し、その第二層薄膜回路基板３２３のスキャン出力線Ｒｏｗ１は第二接続点３２３１Ａに対応し、第三接続点３２３２Ａは第二接続点３２３１Ａと電気的に接続され、第三接続点３２３２Ａはスキャン出力線Ｒｏｗ１と接続させられる（図４に示す）。複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８と複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８はそれぞれ制御ユニット３４に接続され、かつ、第三層薄膜回路基板３２５上の第四接続点３２５１は検知線Ｓｅｎ．１に接続され（図４に示す）、かつ、検知線Ｓｅｎ．１は制御ユニット３４に接続される。制御ユニット３４は複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８のどのスキャン出力線と複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８のどのスキャン入力線が伝導されているかに基づき、どのキーが押されているかを判断する。これ以外に、制御ユニット３４はさらに複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８のどのスキャン出力線と複数の検知線Ｓｅｎ．１〜Ｓｅｎ．１８のどの検知線が伝導されているかに基づき、このキーの第三接続点３２３２Ａと第四接続点３２５１が伝導されているかどうかを判断する。また、好ましい実施形態では、制御ユニット３４はマイクロプロセッサーである。
【００２７】
図６の本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの第一層キースキャンマトリックスを示す電気回路図と図７の本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードの第二層キースキャンマトリックスを示す電気回路図に示すように、図６の複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８と、複数のスキャン入力線Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８は互い違いに交わり、複数のキー３１に対応する第一層キーボードスキャンマトリックスＭ１を形成させる。また、複数のスキャン出力線Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８と、複数の検知線Ｓｅｎ．１〜Ｓｅｎ．１８は互い違いに交わり、複数のキー３１に対応する第二層キーボードスキャンマトリックスＭ２を形成させ、図７のように示される。さらに、第一層キーボードスキャンマトリックスＭ１と第二層キーボードスキャンマトリックスＭ２は重ね合わせられ、キーボードスキャンマトリックスが形成させられる（図示せず）。
【００２８】
図４と、図８の本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーが弱く押された状態を示す断面図に示すように、ユーザーがキー３１を押していない時、第一隔離層３２２は第一層薄膜回路基板３２１と第二層薄膜回路基板３２３を分け隔てさせ、第一接続点３２１１は第二接続点３２３１Ａと接触せず、第二隔離層３２４は第二層薄膜回路基板３２３と第三層薄膜回路基板３２５を分け隔てさせ、第三接続点３２３２Ａは第四接続点３２５１と接触しない。ユーザーが比較的弱い第一圧力Ｆ１でキー３１のキーキャップ３１１を押す時、接続部材３１３はキーキャップ３１１をベース３０に対して、下向きに移動させ、弾性部材３１２はキーキャップ３１１によって押し縮められ、第一層薄膜回路基板３２１と当接し、第一層薄膜回路基板３２１と第一隔離層３２２は湾曲させられる。さらに、第一接続点３２１１は第一貫通孔３２２１に入り込み、第二接続点３２３１Ａと接触し、図８のように示される。第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａは伝導されるため、制御ユニット３４は弱い力覚信号を出力させ、ここでは、弱い力覚信号とは、ハイロジックレベル信号のことである。ユーザーがキーを押さない時、弾性部材３１２は押し縮められた状態から現状へと戻り、リリースされる弾性によって、キーキャップ３１１と当接し、キーキャップ３１１をベース３０に対して、上向きに移動させ、押される前の位置へと押し戻す。
【００２９】
図４と、図９の本発明の好ましい実施形態に係る二段式の力覚センサーキーボードのキーが強く押された状態を示す断面図に示すように、ユーザーがキー３１を押していない時、第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａは接触し、かつ、第三接続点３２３２Ａは第四接続点３２５１と接触しない。ユーザーが比較的強い第二圧力Ｆ１でキー３１のキーキャップ３１１を押した時、接続部材３１３はキーキャップ３１１をベース３０に対して、下向きに移動させ、弾性部材３１２はキーキャップ３１１によって押し縮められ、第一層薄膜回路基板３２１と当接し、第一層薄膜回路基板３２１と第一隔離層３２２は湾曲させられる。さらに、第一接続点３２１１は第一貫通孔３２２２１に入り込み、第二接続点３２３１Ａと接触し、これにより、第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａは伝導され、弱い力覚信号が出力される。同時に、第二層薄膜回路基板３２３は第二圧力Ｆ２によって湾曲し、第二層薄膜回路基板３２３上の第三接続点３２３２Ａは第二貫通孔３２４１へと入り込み、第四接続点３２５１と接触し、これにより、第三接続点３２３２Ａと第四接続点３２５１は伝導され、制御ユニット３４は強い力覚信号を出力させ、ここでは、弱い力覚信号とはハイロジックレベル信号のことである。
【００３０】
制御ユニット３４が強い力覚信号を出力する時、発光モジュール３４の複数の発光ダイオード３４１はビームを出力し、導光板３４２はビームの射出方向を変更し、キーボード３は透光させられ、ユーザーのキーボード３が強い力覚信号を発生させていることを提示する。同様に、ユーザーがキー３１を押していない時、キーキャップ３１１と、弾性部材３１２と、接続部材３１３は元の位置に戻される。例を挙げて説明すると、キーボード３はコンピューター（図示せず）に接続され、例えば、押されるキー３１がＡキーだとすると、これは、スキャン入力線Ｃｏｌ．１とスキャン出力線Ｒｏｗ１の対応するキーはＡキーであるということを意味する。制御ユニット３４が弱い力覚信号をコンピューターに出力させる時、コンピューターは小文字の“ａ”の入力を実行し、制御ユニット３４が強い力覚信号をコンピューターに出力させる時、コンピューターは大文字の“Ａ”の入力を実行し、この時、キーボード３は発光する。
【００３１】
上述の説明で明らかなように、本発明の二段式の力覚センサーキーボード３は三層の薄膜回路基板によって、二段式のスイッチが提供され、第一圧力Ｆ１によって弱くキー３１が押される時、第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａだけが接触し、第一機能である弱い力覚信号が発生される。第二圧力Ｆ２によって強くキー３１が押される時、第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａが接触すると共に、第三接続点３２３２Ａと第四接続点３２５１も接触し、これにより、第二機能である強い力覚信号が発生される。
【００３２】
本発明は以下の三つの特徴がある。第一に、本発明の二段式の力覚センサーキーボード３は比較的薄い第一隔離層３２２と比較的厚い第二隔離層３２４が薄膜スイッチ回路３２内に設けられ、ユーザーが第一圧力Ｆ１で押す時には、第一接続点３２１１と第二接続点３２３１Ａは接触させられ、比較的強い第二圧力Ｆ２で押す時には、第三接続点３２３２Ａと第四接続点３２５１も接触させられる。つまり、第二隔離層３２４の第二厚さＴ２と第一隔離層３２２の第一厚さＴ１の比例値が大きくなるにつれ、第三接続点３２３２Ａと第四接続点３２５１を接触させるための第二圧力Ｆ２はより大きい必要があり、このため、ユーザーが第一圧力Ｆ１と第二圧力Ｆ２の違いをより明確に識別することが可能となる。上述の好ましい実施形態では、第二厚さＴ２と第一厚さＴ１の比例値は１．５であるが、本発明はこの比例値１．５に限定されるわけではなく、本発明の二段式の力覚センサーキーボードでは、第二厚さＴ２と第一厚さＴ１の比例値は１．１から２の間で設定される。
【００３３】
第二に、第一隔離層３２２と第二隔離層３２４の製造方法は二通りあり、一つ目は、第一層薄膜回路基板３２１と同じ薄膜回路基板を第一層薄膜回路基板３２１と第二層薄膜回路基板３２３とで挟み、その挟まれている薄膜回路基板を第一隔離層３２２として形成させる方法であり、第二隔離層３２４も同じ原理により製造される。別の製造方法は、第一層薄膜回路基板３２１にさらにプリントを行い、プリント物層を形成させ、第二層薄膜回路基板３２３と第一層薄膜回路基板３２１を重ね合わせ、プリント物層を第一隔離層３２２とさせる方法であり、第二隔離層３２４も同じ原理により製造される。
【００３４】
第三に、本発明の二段式の力覚センサーキーボードの提示モジュールは発光モジュールに制限されず、ブザーや、振動モジュールによって、取り替えることも可能であり、ブザーを提示モジュールとして採用する場合で、強い力覚信号が発生される時、提示メッセージはブザーによって発生される警告音である。また、振動モジュールを提示モジュールとして採用する場合で、強い力覚信号が発生される時、提示メッセージは振動モジュールによって発生される振動である。つまり、本発明の二段式力覚センサーキーボードは三層の薄膜回路基板を設けることにより、二段式のデジタルスイッチを提供し、これにより、煩雑な計算を行う必要のあった従来の力覚センサー式のキーボードと取って代わり、計算時間を節約し、莫大なコンピューターリソースを必要としなくても作動するのである。
【００３５】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１、２、３  キーボード
１０  一般のキー
１１  数字キー
１２  ファンクションキー
２０、３０  ベース
２１、３１  キー
２２、３２  薄膜スイッチ回路
３３  制御ユニット
３４  提示モジュール
２１１、３１１  キーキャップ
２１２、３１２  弾性部材
３１３  接続部材
２２１、３２１  第一層薄膜回路基板
２２２、３２３  第二層薄膜回路基板
２２３、３２２、３２４  隔離層
３２５    第三層薄膜回路基板
３４１  発光ダイオード
３４２  導光板
２２１１、３２１１  第一接続点
２２２１、３２３１Ａ  第二接続点
２２３１  貫通孔
３２２１  第一貫通孔
３２３１  第一面
３２３２  第二面
３２４１  第二貫通孔
３２５１  第四接続点
２２２１Ａ  第二左金属接続点
２２２１Ｂ  第二右金属接続点
２２２１Ｃ  第二黒鉛接続点
３２３２Ａ  第三接続点
Ｍ１、Ｍ２  キーボードスキャンマトリックス
Ｔ１、Ｔ２  厚さ
Ｃｏｌ．１〜Ｃｏｌ．１８  スキャン入力線
Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ８  スキャン出力線
Ｓｅｎ．１〜Ｓｅｎ．１８  検知線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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