键盘传感器系统和方法与流程

文档序号:21789088发布日期:2020-08-07 20:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于键盘的感测系统,所述感测系统包括:

多个键传感器,其中,每个键传感器包括:

无源谐振电路和有源谐振电路,所述无源谐振电路具有谐振频率,所述有源谐振电路被配置为以所述谐振频率激励所述无源谐振电路;

所述感测系统还包括:

至少一个传感器驱动器,其用于通过rf驱动信号以所述谐振频率驱动所述有源谐振电路;

多路复用系统,其用于对所述驱动信号进行多路复用,使得同时驱动的各键传感器通过至少(k-1)个键分离,其中,(k-1)是等于或大于1的整数;以及

至少一个检测器,其用于检测来自被驱动的键传感器的rf信号的电平,用于感测与所述键传感器相关联的键的位置和/或速度。

2.根据权利要求1所述的感测系统,所述感测系统被配置为抑制未被驱动的键传感器的有源谐振电路。

3.根据权利要求1或2所述的感测系统,其中,至少所述有源谐振电路包括具有相反方向的绕组的一个或多个线圈,具体地说,其中所述相反方向的绕组被配置为产生相反方向的磁场以彼此抵消。

4.根据权利要求1、2或3所述的感测系统,其中,所述有源谐振电路包括横向相邻的一对扁平线圈。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的感测系统,还包括用于对检测到的rf信号的电平进行温度补偿的温度补偿系统,其中,所述温度补偿系统被配置为将失谐振驱动信号施加至有源谐振电路中的至少一个,以测量来自所述至少一个检测器的所述失谐振驱动信号的电平,以及响应于所述失谐振驱动信号的电平来补偿检测到的rf信号的电平。

6.根据权利要求5所述的感测系统,其中,所述多路复用系统被配置为对所述驱动信号进行多路复用,使得在一组时隙中的每个中,所述键传感器中的一个被驱动,并且其中所述温度补偿系统被配置为在所述一组时隙之外额外增加的时隙期间施加所述失谐振驱动信号。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的感测系统,其中,每个键传感器还包括可变形元件,所述可变形元件用于限制所述无源谐振电路和所述有源谐振电路之一或二者的运动以用于压力感测。

8.一种感测系统,其包括用于键盘乐器的键盘的一组传感器,

其中,所述键盘具有多个键;

其中,每个传感器包括用于安装在键的移动部分上的无源谐振电路和用于安装在基准位置的有源谐振电路,所述无源谐振电路具有谐振频率,所述有源谐振电路以所述谐振频率激励所述无源谐振电路,每个传感器还具有检测器,所述检测器用于利用所述有源谐振电路和所述无源谐振电路的相对位置来检测所述有源谐振电路中的谐振信号的变化,以检测所述键的位置和/或速度;并且

其中,所述一组传感器包括具有两个或更多个不同谐振频率的多个传感器,所述一组传感器被布置为使得具有相同谐振频率的各传感器不相邻。

9.根据权利要求8所述的感测系统,其中,具有第一谐振频率的各传感器与具有不同的第二谐振频率的各传感器交错布置。

10.根据权利要求8或9所述的感测系统,还包括多路复用系统和/或控制器,其用于控制对所述一组传感器中的各传感器的选择,使得在不同时间选择相邻的键盘传感器。

11.根据权利要求1至7和10中的任一项所述的感测系统,其中,所述多路复用系统/控制器还被配置为抑制未选中传感器的有源谐振电路。

12.根据权利要求10或11所述的感测系统,其中,所述多路复用系统/控制器被配置为时分复用所述传感器的操作,其中,每个谐振频率限定具有该谐振频率的一组传感器,其中,所述时分复用限定n个时隙,并且其中,每组中连续的键盘传感器被分配有连续时隙。

13.根据权利要求12所述的感测系统,其中,存在n个谐振频率和n组传感器,其中,各组传感器中的传感器在所述键盘上交错布置。

14.根据权利要求13所述的感测系统,其中,所述多路复用系统/控制器被配置为使得在同一组并且在同一时隙激活的键盘传感器之间具有(n×n)-1个传感器。

15.一种根据前述权利要求中的任一项所述的感测系统,还包括处理器,所述处理器被配置为:在被按压键在释放位置与按压位置之间移动时,处理每个传感器的有源谐振电路中的谐振信号的变化,以确定在连续时间间隔期间所述键盘的每个键的运动,具体地说,其中,当每个键在释放位置与按压位置之间移动时,该键的运动包括该键的位置和速度。

16.根据权利要求15所述的感测系统,其中,所述处理器被配置为:在键在释放位置与按压位置之间移动时,处理每个传感器的有源谐振电路中谐振信号的变化,以根据在连续时间间隔确定的键的位置变化来确定键的速度,所确定键的速度根据键速度进行滤波。

17.一种根据前述权利要求中的任一项所述的感测系统,还包括处理器,所述处理器被耦接用于处理rf/谐振信号的电平/变化,以确定每个键的键按下事件和键释放事件。

18.根据权利要求15至17中的任一项所述的感测系统,其中,所述处理器还被配置为区分至少三个不同的键位置,所述至少三个不同的键位置包括:第一:音符关闭位置;第二:音符打开位置;和第三:触后位置,其中,所述触后位置超过所述音符打开位置并且对应于在按下后被施加至键的额外压力。

19.一种根据前述权利要求中的任一项所述的感测系统,还包括衬底,所述衬底以与所述键盘的键的顺序相对应的顺序支承各所述传感器的有源谐振电路。

20.一种尤其是用于键盘乐器的键盘,包括前述任一项权利要求所述的感测系统。

21.一种复音触后键盘,包括权利要求19所述的感测系统或者权利要求20所述的键盘,每个键具有可变形端部止动件,使得触后位置对应于键超过由所述可变形端部止动件限定的端部止动件位置以外的移动,其中,对键的触后位置的识别使得能够实现复音触后。

22.一种感测尤其是键盘乐器的多个键的位置的方法,所述方法包括以下步骤:

为每个键提供传感器,所述传感器包括用于安装在键的移动部分上的无源谐振电路和用于安装在基准位置的有源谐振电路,所述无源谐振电路具有谐振频率,所述有源谐振电路以所述谐振频率激励所述无源谐振电路,每个传感器还具有检测器,所述检测器利用所述有源谐振电路和所述无源谐振电路的相对位置来检测所述有源谐振电路中的谐振信号的变化,以检测键的位置和/或速度;以及

将各传感器布置为以两个或更多个不同的谐振频率操作,各传感器被布置为使得具有相同谐振频率的键盘传感器不相邻;和/或

通过将至少所述有源谐振电路的一个或多个线圈配置为具有相反方向的绕组来减少传感器之间的干扰。

23.根据权利要求22所述的方法,还包括:通过区分至少三个不同的键位置来提供复音触后,所述至少三个不同的键位置包括:第一:音符关闭位置;第二:音符打开位置;和第三:触后位置,其中,所述触后位置超过所述音符打开位置以外并且与在键的按下并移动超过端部止动件位置之后被施加至该键的额外压力相对应。

24.一种周期性地补偿键盘的响应的方法,所述键盘包括键,每个键具有传感器,所述传感器包括有源谐振电路、无源调谐的谐振电路和检测器,所述方法包括以下步骤:

在第一时间t0从储存器中检索出传感器的检测到的初始输出信号ot0,其中,在t0处,以比所述有源谐振电路的谐振频率低的频率驱动所述有源谐振电路;并且对于各传感器中的至少一个周期性地执行以下步骤:

在t0之后的时间处,检测所述传感器的后续输出信号ot1;

计算调整值,其中,所述调整值是所述传感器的初始输出信号与所述传感器的所述后续输出信号之间的差;和

通过利用所述调整值调整所述传感器的操作输出来补偿所述键盘的响应,其中,所述操作输出是当以所述有源谐振电路的谐振频率驱动所述有源谐振电路时所述传感器的输出。

25.根据权利要求24所述的方法,还包括:根据时分复用寻址方案来操作传感器,以及使用所述时分复用寻址方案中的传感器不可操作的时隙进行检测。


技术总结
一种用于键盘的感测系统。每个键传感器包括无源谐振电路和有源谐振电路。无源谐振电路具有谐振频率,并且有源谐振电路以谐振频率激励无源谐振电路。至少有源谐振电路以及可选地所述无源谐振电路包括具有相反方向的绕组的一个或多个线圈。传感器驱动器通过RF驱动信号以谐振频率驱动有源谐振电路,多路复用系统对所述驱动信号进行多路复用,使得同时驱动的键传感器通过至少(k‑1)个键分离,并且检测器检测来自被驱动的键传感器的RF信号的电平以感测键的位置和/或速度。具有相反方向的绕组的线圈与多路复用传感器寻址的组合有助于使用近距离的多个传感器。

技术研发人员:詹姆士·黑斯廷斯·克拉克;约翰·迈克尔·麦考利夫
受保护的技术使用者:索纳斯有限公司
技术研发日:2018.12.19
技术公布日:2020.08.07
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