键盘 |
|||||||
| 申请号 | CN201510520769.0 | 申请日 | 2015-08-24 | 公开(公告)号 | CN105225877A | 公开(公告)日 | 2016-01-06 |
| 申请人 | 苏州达方电子有限公司; 达方电子股份有限公司; | 发明人 | 廖瑞铭; 宋维展; 李建兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 关于一种 键盘 ，包含按键、振动器及处理器。振动器邻近于按键，用以发出回馈振动于按键。当按键处于按压状态时，处理器输出至少一强 加速 脉冲至振动器以使按键振动的加速度达到按键预定加速度的预定百分比，并输出至少一缓加速脉冲以使按键振动的加速度达到按键预定加速度。每一个强加速脉冲的工作周期大于每一缓加速脉冲的工作周期振动器。本发明的键盘可透过处理器根据使用情境送出各种脉冲至振动器使按键产生振动，因此能在不增加键盘厚度的情况下，给予使用者实时、准确且舒适的回馈振动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种键盘，其特征在于，该键盘包括： |
||||||
| 说明书全文 | 键盘技术领域[0001] 本发明涉及一种键盘，尤其涉及一种利用振动器产生回馈振动的键盘。 背景技术[0002] 随着使用者对于电子产品可移植性的需求提高，传统键盘也逐渐出现薄型化的趋势。由于薄型化的键盘高度显著缩小，传统具有较大按压行程的机械式按键结构已难以适用，因此目前薄型键盘多采用小行程的按键或触碰式按键的设计。然而，无论是小行程的按键还是碰触式按键，使用者均难以感受到按压回馈，导致于实际使用时使用者时有无法确认按压操作是否完成的情况，造成不少操作上的困扰。 [0003] 另外，目前虽也有以振动器产生振动以提供使用者按压回馈的键盘，然而现有技术的振动器的设计仅提供单调的回馈振动，导致当使用者打字速度较快时，使用者可能无法明确地分别出每一次按压按键的振动回馈，且长时间的振动也可能让使用者有触感疲劳，导致振动回馈的效果不如预期。因此如何在不增加键盘厚度的情况下，能够给予使用者实时、准确且舒适的回馈振动即成为了有待解决的问题。 发明内容[0004] 本发明提供一种键盘，该键盘包括： [0005] 第一按键，可选择性地处于按压状态或释放状态，于第一时刻，该第一按键从该释放状态转换为该按压状态； [0006] 处理器，当该第一按键从该释放状态转换为该按压状态时，该处理器可输出 S个强加速脉冲与M个缓加速脉冲，S大于或等于1，M大于或等于1，每一个强加速脉冲具有第一工作周期，每一缓加速脉冲具有第二工作周期，该第一工作周期大于该第二工作周期；以及 [0007] 第一振动器，电性连接该处理器，可接收该S个强加速脉冲与该M个缓加速脉冲，该第一振动器邻近于该第一按键且用以振动该第一按键，使该第一按键振动加速度逐渐增加，其中该第一按键振动加速度所能达到的加速度最大值的绝对值为第一按键预定加速度； [0008] 其中，当该第一按键被按压，且该第一按键的振动加速度未达到该第一按键预定加速度的预定百分比时，该处理器向该第一振动器输出该S个强加速脉冲； [0009] 其中，当该第一按键被按压，且该第一按键的振动加速度已达到该第一按键预定加速度的该预定百分比，但未达到该第一按键预定加速度时，该处理器向该第一振动器输出该M个缓加速脉冲。 [0010] 作为可选的技术方案，该处理器向该第一振动器输出单个强加速脉冲后，该第一按键的振动加速度即能达到该第一按键预定加速度的百分之八十。 [0011] 作为可选的技术方案，于第二时刻，该第一按键的振动加速度达到该第一按键预定加速度，当该第一按键的振动加速度达到该第一按键预定加速度时，该处理器向该第一振动器输出N个维持脉冲，N大于或等于1，该N个维持脉冲使该第一按键的振动加速度维持在该第一按键预定加速度。 [0012] 作为可选的技术方案，N为大小为2至10的数值，当该第一按键的振动加速度达到该第一按键预定加速度时，该处理器向该第一振动器输出该N个维持脉冲，然后停止输出该维持脉冲至该第一振动器。 [0013] 作为可选的技术方案，于第三时刻，该第一按键从该按压状态转换为该释放状态，当该第一按键从该按压状态转换为该释放状态时，该处理器向该第一 振动器输出至少一个释放脉冲，该至少一个释放脉冲持续一个释放回馈时段，该S个强加速脉冲、该M个缓加速脉冲及该N个维持脉冲总共持续一个按压回馈时段，该按压回馈时段大于该释放回馈时段。 [0014] 作为可选的技术方案，该键盘还包括第二按键，该第二按键可选择性地处于按压状态或释放状态，于第四时刻，该第二按键从该释放状态转换为该按压状态； [0015] 其中： [0016] 当该第四时刻与该第一时刻的时间差距小于快打临界时段，且该第二按键被按压后，该第二按键的振动加速度达到第二按键预定加速度时，该处理器改为向该第二振动器输出O个维持脉冲，O小于N； [0017] 当该第四时刻与该第一时刻时间差距大于该快打临界时段，且该第二按键被按压后，该第二按键的振动加速度达到该第二按键预定加速度时，该处理器继续向该第二振动器输出该N个维持脉冲。 [0018] 作为可选的技术方案，于第五时刻，该第一按键于该第一时刻后，第二次从该释放状态转换为该按压状态； [0019] 当该第五时刻与该第一时刻的时间差距小于快打临界时段，且该第一按键的振动加速度已达到该第一按键预定加速度时，该处理器改为向该第一振动器输出O个维持脉冲，O小于N； [0020] 当该第五时刻与该第一时刻的时间差距大于该快打临界时段，且该第一按键的振动加速度已达到该第一按键预定加速度时，该处理器继续向该第一振动器输出该N个维持脉冲。 [0021] 作为可选的技术方案，该快打临界时段为0.05微秒至0.2微秒。 [0022] 作为可选的技术方案，当于单位时段内，该键盘上复数个按键在该按压状态[0023] 和该释放状态间切换的次数总数超过连续打字次数后，该第一按键被再次按[0024] 压，该第一按键的振动加速度已达到该第一按键预定加速度时，该处理器改[0025] 为向该第一振动器输出O个维持脉冲，O小于N；及 [0026] 当于该单位时段内，该键盘上该复数个按键在该按压状态和该释放状态间切换的次数总数小于该连续打字次数，且该第一按键被再次按压，该第一按键的振动加速度已达到该第一按键预定加速度时，该处理器继续向该第一振动器输出该N个维持脉冲。 [0027] 作为可选的技术方案，该第一按键预定加速度于工厂制造时量测获得，且该S数值、该M数值及该N数值于工厂制造时储存于该处理器中。 [0028] 作为可选的技术方案，该键盘还包括感应器，该感应器量测该第一按键的加速度，并将该第一按键的加速度传送给该处理器，该处理器据以决定该第一按键预定加速度，该S数值、该M数值及该N数值。 [0030] 图1为本发明一实施例的键盘的示意图； [0031] 图2为图1按键的加速度与时间关系图； [0032] 图3为图1处理器所输出的脉冲的时序图； [0033] 图4为图1的处理器所输出的脉冲的另一时序图； [0034] 图5为图1的处理器所输出的脉冲的另一时序图； [0035] 图6为本发明另一实施例的键盘的示意图； [0036] 图7为图6的处理器所输出的脉冲的时序图； [0037] 图8为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图； [0038] 图9为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图； [0039] 图10为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图。 具体实施方式[0040] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 [0041] 图1为本发明一实施例的键盘的示意图。键盘100包含第一按键110、第一振动器120及处理器130。第一按键110可选择性地处于按压状态或释放状态。第一振动器120邻近于第一按键110。处理器130电性连接第一振动器120，并可向第一振动器120输出脉冲，而第一振动器120则可根据处理器130所传送来的脉冲使第一按键110产生震动，藉由第一按键110的振动即可让使用者感受到按压键盘时的回馈振动。 [0042] 图2为图1按键的加速度与时间关系图，由于振动中的第一按键110会不断改变其运动方向，因此在图2中，在一固定频率及工作周期下，第一按键110的振动加速度会在正值及负值(不同方向)间摆荡。且第一按键110从时刻I开始振动后，第一按键110的振动加速度的绝对值会逐渐地增加，直到时刻S后达到饱和，及振动加速度达到Ap或An，而不再增加。达到饱和的振动加速度的绝对值即为在此固定频率及工作周期下，第一按键110的振动加速度所能达到的加速度最大值的绝对值。在本发明的实施例中，可将第一按键110振动加速度所能达到的加速度最大值的绝对值视为第一按键预定加速度。 [0043] 图3为图1处理器所输出的脉冲的时序图。于图3的第一时刻T1，第一按键110从释放状态转换为按压状态；而当第一按键110如此状态转换时，处理器130开始输出脉冲至第一振动器120。当第一按键110的振动加速度尚未达到第一按键预定加速度的预定百分比(例如：80％，但不以此为限)时，处理器130可先向第一振动器120输出S个强加速脉冲P1，S大于或等于1。当第一振动器120接收到 S个强加速脉冲P1时，第一振动器120即会被S个强加速脉冲P1驱动而开始振动第一按键110，使得第一按键110的振动加速度逐渐增加至第一按键预定加速度的预定百分比(例如：80％，但不以此为限)。 [0044] 当第一按键110的振动加速度已达到第一按键预定加速度的预定百分比(例如：80％)，但未达到第一按键预定加速度时，处理器130可继续向第一振动器110输出M个缓加速脉冲P2，M大于或等于1。如此一来，第一按键110的振动加速度即会持续增加至第一按键预定加速度。每一个强加速脉冲P1具有第一工作周期(duty cycle)D1，每一个缓加速脉冲P2具有第二工作周期D2，而第一工作周期D1大于第二工作周期D2；即在每一个强加速脉冲P1的周期TP1中，每一个强加速脉冲P1维持在高电位V1的时段TP11与维持在低电位V2的时段TP12的比例会大于在每一个缓加速脉冲P2的周期TP2中，每一个缓加速脉冲P2维持在高电位V1的时段TP21与维持在低电位V2的时段TP22的比例，亦即(TP11/TP12)>(TP21/TP22)。 [0045] 如此一来，当第一按键110于第一时刻T1被按压而转换至按压状态时，处理器130先输出的S个强加速脉冲P1即可将第一按键110的振动加速度快速地提升到第一按键预定加速度的预定百分比；接着，处理器130所输出的M个缓加速脉冲P2则能够缓和地将第一按键110的振动加速度持续提升到第一按键预定加速度。因此使用者在按压键盘100时，就能够实时地感受到键盘100给予使用者的力回馈。 [0046] 此外，在其他实施例中，每一个强加速脉冲P1的周期TP1也可大于每一缓加速脉冲P2的周期TP2，且第一工作周期D1可接近百分之百；此时，处理器130可在仅送出一个强加速脉冲P1的情况下，直接快速地将第一按键110的振动加速度提升到第一按键预定加速度的预定百分比(例如：80％)。 [0047] 然而若是将预定百分比设定为100％，即持续施加强加速脉冲P1，直到第一 按键110的振动加速度提升到第一按键预定加速度，则可能会使第一振动器120因为长时间接收强加速脉冲P1驱动而导致第一振动器120不堪负荷甚至烧毁；因此在较佳实施例中，可将预定百分比设定为百分之八十，S设定为1；即在较佳实施例中，处理器130仅需送出一个强加速脉冲P1，即能够迅速地将第一按键110的振动加速度提升到第一按键预定加速度的百分之八十。如此一来既可迅速提升按键的振动加速度，让使用者手指按压后能迅速地感受到回馈振动，也不至于使振动器不堪负荷而导致产品的使用寿命简短。在本发明的其它实施例中，预定百分比可根据振动器和按键的不同而设定为不同的数值。 [0048] 图4为图1的处理器所输出的脉冲的另一时序图，如图4所示，第一按键110于第一时刻T1从释放状态转换为按压状态，而处理器130于该第一时刻T1后，再输出S个强加速脉冲P1及M个缓加速脉冲P2。此外，为了确保使用者能够感受到足够的按键力回馈，在处理器130送出M个缓加速脉冲P2而使第一按键110于第二时刻T2达到第一按键预定加速度之后，处理器130可向第一振动器120输出N个维持脉冲P3，而N个维持脉冲P3会使第一按键110的振动加速度维持在第一按键预定加速度，N大于或等于1。在本发明的其他实施例中，处理器130输出维持脉冲P3及缓加速脉冲P2的频率可相同，而每一维持脉冲P3的工作周期可小于或等于每一缓加速脉冲P2的工作周期。 [0049] 然而为了同时避免长时间的振动导致使用者的触觉麻痹，维持脉冲P3的数量不宜过多，在本发明的部份实施例中，可将N设定为大小为2至10的数值，即于该第二时刻T2后，处理器130可向第一振动器120输出2至10个维持脉冲P3，然后即停止输出维持脉冲P3至第一振动器120。 [0050] 在本发明的部分实施例中，键盘100还可包含感应器，感应器可量测得知第一按键110的加速度，并将第一按键110的加速度传送给处理器130，而处理器130 则可根据第一按键110最后几次的振动加速度数值来动态地决定第一按键预定加速度、S数值、M数值以及N数值。 [0051] 而在本发明的其它实施例中，于制造键盘100时，可于工厂制造时量测得知第一按键110的第一按键预定加速度，并将合适的S数值、M数值以及N数值于工厂制造时预先储存于处理器130中，如此一来，即无须另外设置感应器140。 [0052] 此外，在使用传统机械式按键时，于按压机械式按键的过程中，机械式按键中的段落感弹性体在受到大于峰值力的力量时，段落感弹性体会产生挫曲的反应使按键急速下降直到接触到底板，而当释放机械式按键时，施加在按键的力量会逐渐松开，而原先被压缩在弹性体的回弹力会被释放，并将按键弹回到接近未被按压的状态，也就是说，在使用传统机械式按键时，不论是按压按键或者是释放按键时，都会感受到弹性体的弹力。 [0053] 为了让使用者在操作薄型键盘时，能感受到类似于机械式按键的力回馈，键盘100可使第一按键110被按压及释放时，都发出振动，以仿真使用机械式按键时的触键感受。 [0054] 图5为图1的处理器所输出的脉冲的另一时序图。在图5中，第一按键110于第一时刻T1被由释放状态转换为按压状态，且第一按键110于第三时刻T3由按压状态转换为释放状态。当该第一按键110于该第一时刻T1被按压时，处理器130会开始输出S个强加速脉冲P1、M个缓加速脉冲P2及N个维持脉冲P3至第一振动器120，以使第一按键110产生振动。 [0055] 而当第一按键110于第三时刻T3转换为释放状态时，处理器130向第一振动器120输出X个释放脉冲P4至第一振动器120，以使第一按键110产生振动，X大于或等于1。 透过在按压及释放第一按键110时，于第一按键110所产生的振动即可模拟按压及释放机械式按键时弹性体给予使用者的力回馈感。 [0056] 此外，由于一般机械式按键按压释放过程中，被按压过程给予使用者弹力回馈的时间会大于其被释放时给予使用者弹力回馈的时间，因此在图5的实施例中，为使第一按键110发出的振动所造成的力回馈能更接近于机械式按键的弹力回馈，释放脉冲P4会持续释放回馈时段Trls，而S个强加速脉冲P1、M个缓加速脉冲P2及N个维持脉冲P3总共会持续按压回馈时段Tprs，且按压回馈时段Tprs会大于释放回馈时段Trls。如此一来，键盘100即可迅速且实时地使第一按键110发出振动，并给予使用者与传统按键相似的回馈振动。 [0057] 在本发明的部分实施例中，使用者利用键盘100输入讯息时，可能会用不同的速度按压及释放键盘100的按键，为了让使用者在按压每个按键时，能够明确地分辨每个按键所发出的振动，处理器130可以根据连续两个按键被按压的间隔来调整按键发出振动的时间长短。 [0058] 图6为本发明另一实施例的键盘的示意图。键盘200包含第一按键210A、第二按键210B、第一振动器220A、第二振动器220B及处理器230。第一振动器220A可邻近于第一按键210A，并用以发出回馈振动于第一按键210A。第二按键210B，可选择性地处于按压状态或释放状态。第二振动器220B可邻近于第二按键210B，并用以发出回馈振动于第二按键210B。 [0059] 图7为图6的处理器所输出的脉冲的时序图；图8为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图；图9为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图；图10为图6的处理器所输出的脉冲的另一时序图。 [0060] 图7及图8为说明键盘200如何在[快速打字模式]和[慢速打字模式]下改变第一按键210A和第二按键210B不同按键间前后两次按压释放运作的脉冲波形；而图9及图10为说明键盘200如何在[快速打字模式]和[慢速打字模式]下改变同一颗按键(第一按键210A)前后两次按压释放运作的脉冲波形。 [0061] 图7为处理器230输出的脉冲至第一振动器220A及第二振动器220B的时序图。在图7的第一时刻T1，第一按键210A由释放状态转换为按压状态，此时由于使用者是以正常速度按压键盘200中的按键，因此处理器230可相应地输出S个强加速脉冲P1、M个缓加速脉冲P2至第一振动器220A，并当第一按键210A的振动加速度于第二时刻T2达到第一按键预定加速度时，输出N个维持脉冲P3至第一振动器220A，而当第一按键210A于第三时刻T3被释放时，处理器230则可输出X个释放脉冲P4至第一振动器220A，X大于或等于1。 [0062] (1)[快速打字模式]：如图7所示，当第二按键210B于第四时刻T4由释放状态转换为按压状态，且第四时刻T4与第一时刻T1的时间差距小于快打临界时段Tfast时，也就是说使用者是以较快的速度按压键盘200中的按键。为了能在使用者快速按压键盘按键的情况下，仍能让使用者分辨出每一个按键发出振动所给予使用者的力回馈，若在第四时刻T4时，第二按键210B被按压，则当第二按键210B的振动加速度已达到第二按键预定加速度时(第二按键210B的第二按键预定加速度可根据前述第一按键预定加速度的相同定义得出)，则处理器130将不向第二振动器220B送出N个维持脉冲，而改为向第二振动器220B输出O个维持脉冲，且O小于N。如此一来即可缩短第二按键210B的振动时间，而有助于使用者分辨出[第二按键210B振动给予使用者力回馈]和稍后[键盘200中任一按键振动给予使用者的力回馈]。 [0063] 此外，为了能在使用者快速按压键盘按键的情况下，仍能让使用者分辨出每一个按键发出振动所给予使用者的力回馈，当第二按键210B被按压并且由按压状态转换为释放状态时，处理器230可输出Y个释放脉冲P4至第二振动器220B，且第二按键210B释放脉冲P4的数量Y可小于处理器230于第一按键210A于第三时刻被释放时所输出的释放脉冲P4的数量X。 [0064] (2)[慢速打字模式]：图8为处理器230输出脉冲至第一振动器220A及第二振动器220B的另一时序图。在图8中，于第四时刻T4’，第二按键210B由释放状态转换为按压状态，由于第四时刻T4’与第一时刻T1的时间差距大于快打临界时段Tfast时，表示使用者仍以一般较慢的打字速度来按压键盘200中的按键；因此在第四时刻T4’之后，当第二按键210B的振动加速度达到第二按键预定加速度时，处理器130仍会送出N个维持脉冲P3。当第二按键210B被释放时，处理器130仍会送出X个释放脉冲P4至第二振动器220B；即如同图7之第一时刻T1至第三时刻T3的操作方式送出脉冲。 [0065] 图9为处理器230连续两次输出脉冲至同一个振动器220A的时序图。在图9的第一时刻T1，当第一按键210A由释放状态转换为按压状态时，此时处理器230可相应地输出S个强加速脉冲P1及M个缓加速脉冲P2至第一振动器220A，并当第一按键210A的振动加速度于第二时刻T2达到第一按键预定加速度时，输出N个维持脉冲P3至第一振动器220A，而当第一按键210A于第三时刻T3被释放时，处理器230则可输出X个释放脉冲P4至第一振动器220A。 [0066] (1)[快速打字模式]：在图9中，第一按键210A于第五时刻T5第二次从释放状态转换为按压状态。由于第五时刻T5与第一时刻T1的时间差距小于快打临界时段Tfast，表示使用者开始以较快的速度按压键盘200中的按键，因此当第一按键210A在第二次被按压后的振动加速度已达到第一按键预定加速度时，处理器130向第一振动器220A输出O个维持脉冲，且O小于N；且当第一按键210A再次被释放时，处理器130向第一振动器220A输出Y个释放脉冲P4，且Y小于X。如此一来即可缩短第一按键210A第二次振动的时间，而有助于使用者分辨出[第一按键210A第二次振动给予使用者力回馈]和稍后[第一按键210A再次振动或键盘200中其它按键振动给予使用者力回馈]。 [0067] (2)[慢速打字模式]：图10为处理器230输出脉冲至第一振动器220A的另一时序图。在图10中，第一按键210A于第五时刻T5’第二次由释放状态转换为按压状态。由于第五时刻T5’与第一时刻T1的时间差距大于快打临界时段Tfast，表示使用者仍以一般较慢的速度按压键盘200中的按键，因此在第五时刻T5’，当第一按键210A被再次按压后，当第一按键210A的振动加速度已达到第一按键预定加速度时，处理器130仍会送出N个维持脉冲P3至第一振动器220A；且当第一按键210A再次被释放时，处理器130向第一振动器220A输出X个释放脉冲P4。在图7至图10的实施例中，快打临界时段Tfast可为0.05微秒至0.2微秒。 [0068] 此外，当使用者长时间的按压键盘后，常因为手指不断地接受到振动回馈，导致触觉麻痹，而无法清楚地感受到按压键盘时的振动回馈，因此在本发明的部分实施例中，亦可在[单位时段]内(例如：1分钟)，计算键盘上所有或任意复数个按键在按压状态和释放状态间切换的次数，(例如键盘200之按键210A、210B)；当按压状态和释放状态间切换的次数总数超过[连续打字次数]后(例如：40次)，则判定键盘此时处于[连续打字模式]。如此进而设定：当第一按键210A被再次按压，且第一按键210的振动加速度已达到第一按键预定加速度时，处理器230将不再向第一振动器220A送出N个维持脉冲，而改为向第一振动器220A输出O个维持脉冲，且O小于N；且当第一按键210A再次被释放时，处理器130向第一振动器220A输出Y个释放脉冲P4；且Y小于X。如此即可减少每次按压按键时，使用者所接收到的振动回馈，进而减缓使用者触觉麻痹的感受。 [0069] 然而若在[单位时段]内，键盘200上复数个按键210A及210B在按压状态和释放状态间切换的次数总数小于[连续打字次数]，则表示使用者使用按压键盘的次数还不够多，使用者手指触觉尚未麻痹，则判定键盘此时处于[非连续打字模式]。因此进而设定：当第一按键210A被再次按压，且第一按键210A的振动加 速度已达到第一按键预定加速度时，处理器230会维持向第一振动器220A输出N个维持脉冲且当第一按键210A再次被释放时，处理器130向第一振动器220A输出X个释放脉冲P4。 [0070] 综上所述，透过本发明的实施例所提出的键盘，即可透过处理器根据使用情境送出各种脉冲至振动器使按键产生振动，因此能在不增加键盘厚度的情况下，给予使用者实时、准确且舒适的回馈振动。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈