[发明专利]计算机输入装置

说明书

一种用于计算机输入装置的感测系统。感测系统包括附接到键顶部或按钮的致动器。致动器可沿轴线移动或者是铰接的。感测系统还包括用于将偏置力施加至沿轴线定向的致动器的偏置元件。感测系统还包括与致动器相关联的致动器运动传感器。致动器运动传感器包括被配置为由致动器移动并且具有谐振频率的无源谐振电路、被配置为以谐振频率激励无源谐振电路的有源谐振电路、利用谐振频率下的RF驱动信号来驱动有源谐振电路的传感器驱动器、以及用于检测来自被驱动的致动器运动传感器的RF信号的电平以感测致动器的位置和/或速度的检测器。

技术领域

本发明涉及用于诸如键盘(例如，QWERTY键盘)、游戏控制器和计算机鼠标的计算机输入装置的感测系统。

背景技术

计算机键盘通常使用机械开关或类似的接触装置来感测键的单个敲击位置，其中，开关的闭合用于检测键按下事件，而开关的断开用于检测键释放事件。因此，这些机械开关具有二进制(开/关)响应。此外，键在致动(切换)点处的物理按下取决于开关的机械构造，并且在不改变开关本身的情况下不可能改变致动点。然而，在不同的情况下或不同的操作者会偏爱与或多或少地按下键(致动距离)相对应的不同致动点。例如，对于打字而言，通常优选长致动距离，而对于玩计算机游戏而言，通常优选短致动距离。机械开关的另一个局限性是一种称为开关弹跳(switch-bounce)的现象，开关的接触阶段和释放阶段包括若干持续时间为几毫秒的短时间接触释放周期。这限制了开关的响应速度。

一些键盘使用霍尔效应传感器，其中，永磁体相对于霍尔探头移动以感测位置。磁传感器降低了被污垢和湿气污染的敏感性，但它们还有其他缺陷，包括对外部磁场和附近黑色金属运动的干扰以及温度变化的敏感性。传感器还受到磁滞现象的影响，并且每个键上都需要永磁体和磁传感器，这使得它们很昂贵。

游戏控制器用作计算机游戏的输入装置，以控制计算机游戏中角色的移动和/或动作。通常，游戏控制器包括多个开关，每个开关具有二进制响应，从而导致打开或关闭的运动和/或动作，而在这些极端情况之间不受控制。更高级的游戏控制器额外地包括一个或多个模拟操纵杆控件，由此操纵杆相对于中心位置的相对位移可用于控制游戏中的相对运动和/或动作，从而允许对角色进行精细控制，改善游戏体验。但是，这种精细控制仅适用于操纵杆控件，而不适用于开关。

电脑鼠标用作计算机的输入装置，其中，通过鼠标的移动(通常在操作者的桌子上)可以在计算机屏幕上引起光标(指针)的相应移动。此外，鼠标具有一个或多个按钮，这些按钮连接至具有二进制响应的开关。尽管鼠标的移动会将精确的位置信息发送到计算机，但是按钮只能发送与开关状态有关的二进制开/关信息。

尽管可能有用，但是用于计算机输入装置的模拟开关并不容易获得，并且有一些限制。

游戏控制器操纵杆中使用的位置传感器通常是电位器。但是，电位器的可靠性很差，因为电位器抽头经常与电阻材料发生物理接触，从而导致磨损。此外，电位器运动的物理阻力会对开关的触觉产生负面影响。

在US 8,922,399中描述了一种用于模拟开关的力敏输入装置。其使用光反射率作为位置传感器的基础，但是该方法和通常的光学方法受到一些限制，包括：对检测到的位置的高度非线性响应；对温度变化和环境光变化的敏感性；以及对污垢、灰尘或湿气的污染的敏感性。此外，光学部件和辅助电子元件可能很昂贵。

电容式位置传感器对电磁干扰、操作者手的位置以及温度敏感，这使得将其用作模拟开关中的位置传感器是不切实际的。

发明内容

因此，一方面，提供了一种用于计算机输入装置的感测系统。计算机输入装置可以是例如计算机键盘、鼠标、操纵杆或游戏控制器(游戏板)。计算机键盘可以是字母数字键盘。符号可以用于拉丁脚本或非拉丁脚本，并且/或者可以包括例如东亚语言的字符。