CN103324297A - 触控键盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控键盘包括一框板、一触控板以及一回馈装置，其中触控板与回馈装置设置于框板的下方。框板具有多个穿孔，用以提供触键。当使用者通过穿孔接触触控板时，触控板产生一按键信号，且回馈装置产生一回馈信号予使用者。触控键盘轻薄而容易携带，且框板与回馈装置所提供的触键使触控键盘更加友善。

Description

触控键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘，尤其涉及一种触控键盘。

背景技术

近期，应用于平板电脑的多点触控输入技术被导入至个人电脑市场的虚拟键盘或触控键盘之中，但是虚拟键盘因缺乏触觉回馈使得触键感受不充分，而无法提供友善的使用者界面。因此，当使用者利用平板电脑进行文书作业或其他打字动作时，大多仍会选择额外设置标准键盘（例如具有机械式按键的键盘）以克服上述问题。

然而，增设于平板电脑的标准键盘与现有键盘无异，不仅厚度大且具有庞大的硬件设计。基于这些现有键盘的特性，许多使用者认为目前应用于平板电脑的键盘大小并不适合被置于平板电脑的外出袋中，因而造成无法随身携带键盘的困扰。

有鉴于此，发展一种应用于平板电脑的轻薄键盘是十分必要的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种薄型的触控键盘。

为实现上述目的，于一较佳实施例中，本发明提供一种触控键盘，包括：

一框板，包括多个穿孔；

一触控板，设置于框板的下方，当触控板通过一穿孔被接触时，触控板产生一按键信号；以及

一回馈装置，设置于框板的下方，用以于按键信号被产生时产生一回馈信号。

于一较佳实施例中，触控板设置于回馈装置的上方。

于一较佳实施例中，触控板设置于回馈装置的下方。

于一较佳实施例中，触控板为电容式触控板或电阻式触控板。

于一较佳实施例中，回馈装置为一压力致动器（Piezo Actuator）。

于一较佳实施例中，回馈装置还包括一喇叭。

于一较佳实施例中，回馈装置包括一回馈区。

于一较佳实施例中，回馈装置包括多个回馈区。

于一较佳实施例中，多个回馈区为水平排列。

于一较佳实施例中，多个回馈区为垂直排列。

于一较佳实施例中，任一回馈区具有一短边以及一长斜边，且短边与长斜边形成一夹角。

于一较佳实施例中，框板的任两个穿孔之间包括一间隙。

于一较佳实施例中，框板的每一穿孔中包括一绝缘片，且绝缘片设置于穿孔的一边缘。

于一较佳实施例中，绝缘片为一弹性元件。

于一较佳实施例中，触控键盘还包括一绝缘板设置于框板下方，绝缘板包括多个破孔与多个凸部，且多个凸部分别设置于多个破孔的一边缘，多个破孔分别对应框板的多个穿孔。

于一较佳实施例中，框板为绝缘材质。

于一较佳实施例中，框板的多个穿孔为矩形或圆形。

于一较佳实施例中，触控键盘还包括一底板，设置于触控板以及回馈装置的下方，底板包括一滑槽，且滑槽设置于底板的一侧边，用以容置框板。

本发明的触控键盘轻薄而容易携带，且框板与回馈装置所提供的触键使触控键盘更加友善。

附图说明

图1为本发明的触控键盘的第一实施例的示意图。

图2A为本发明的触控键盘的第二实施例的示意图。

图2B为本发明的触控键盘的第二实施例的剖面图。

图3为本发明的触控键盘的第三实施例的框板的示意图。

图4A为本发明的触控键盘的第四实施例的框板的示意图。

图4B为本发明的触控键盘的第四实施例的剖面图。

图5A为本发明的触控键盘的第五实施例的框板的示意图。

图5B为图5A的环形绝缘片的俯视图。

图5C～图5E为图5A的环形绝缘片的其他实施态样的俯视图。

图5F为本发明的触控键盘的第六实施例的示意图。

图6A与图6B为压力致动器的动作示意图。

图7为现有美国标准键盘排列的示意图。图8为本发明的触控键盘的第七实施例的回馈区的示意图。

图9A～图9D为本发明的触控键盘的回馈区的其他实施态样的示意图。

图9E为本发明的触控键盘的第八实施例的示意图。

图10为本发明的触控键盘的第九实施例的示意图。

图11为本发明的触控键盘的第十实施例的方块图。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式

通过框板与回馈装置产生多模式触控回馈

本发明公开一种新颖的键盘设计，其中本发明的键盘为具有多模式触控回馈的薄轻触控键盘，且触控键盘提供多个触控回馈机制，用以正确地产生键触（keystrock）。触控键盘的硬件包括：（i）触控板，特别是多点触控板，例如电容式触控板或电阻式触控板；（ii）回馈装置，例如压力致动器（piezoactuator），设置于触控板的下方或上方，用以使触控板的表面产生机械式震动；以及（iii）框板，设置于触控板的上方，用以提供触觉回馈予使用者的指尖。

硬件结构与应用

请参阅图1，图1为本发明的触控键盘的第一实施例的示意图。如图1所示，触控键盘10包括一框板11、一多点触控板12以及四个独立的压力致动器13a、13b、13c、13d，其中压力致动器13a、13b、13c、13d用以使每一压力致动器13a、13b、13c、13d所对应的预设触控板区域的表面产生机械式震动。框板11包括多个穿孔111，且框板11设置于多点触控板12的上方，用以提供触觉回馈。当使用者将指尖置于框板11的穿孔111（相当于一键帽区域）时，多点触控板12侦测到指尖的位置，而依据指尖的二维位置产生一按键信号。此外，压力致动器13a、13b、13c、13d设置于框板11与多点触控板12之间，且压力致动器13a、13b、13c、13d将被驱动以产生一回馈信号。于本较佳实施例中，触控键盘10的多点式触控板12可为电容式触控板，用以将电容差值转换为指尖位置的二维坐标，或为电阻式触控板，用以将电阻值转换为指尖位置的二维坐标，但并不以此为限。通过框板11的触觉以及压力制动器13a、13b、13c、13d所提供的回馈信号（如机械式震动），使用者能够感受触控键盘10的键触而进行精确的打字动作。

以下说明本发明的触控键盘的第二实施例。请参阅图2A与图2B，图2A为本发明的触控键盘的第二实施例的示意图，图2B为本发明的触控键盘的第二实施例的剖面图。如图2A与图2B所示，触控键盘20包括一框板21、一触控板22、一回馈装置23以及一底板24，其中框板21设置于触控板22的上方且覆盖于触控板22。回馈装置23设置于触控板22的下方，用以于触控板22被接触而产生一按键信号时产生一回馈信号。回馈装置23包括一回馈区231，当回馈装置23产生回馈信号时，接触回馈区231的使用者将感受到回馈信号而满足键触需求。底板24则设置于触控板22与回馈装置23的下方。

底板24包括一滑槽241以及一容置空间242，其中滑槽241设置于底板24的侧边，用以容置框板21，且框板21可相对于底板24滑动，而容置空间242用以容置触控板22与回馈装置23。使用者可以自行依据不同的语言需求进行框板21的更换，借以改变框板21的穿孔的排列顺序与数量。

于本较佳实施例中，框板21系由绝缘材质所制成的坚硬平板，且框板21具有多个矩形穿孔211，用以取代现有键盘的键帽而达到引导使用者的手指的功能。此外，框板21的矩形穿孔211可具有不同的大小，但并不以此为限。如图2A所示，框板21的矩形穿孔211a的面积大于另一矩形穿孔211b的面积，其中面积较大的矩形穿孔211a可对应触控键盘20的数字键区或是操控游标移动的滑鼠区。

以下说明应用于本发明的触控键盘的框板的其他实施态样。请参阅图3。图3为本发明的触控键盘的第三实施例的框板的示意图。如图3所示，框板31为具有多个圆形穿孔311的坚硬板体，其中圆形穿孔311用以取代现有键盘的键帽以引导使用者的手指。此外，框板31的任意两个穿孔311之间包括一间隙312，且间隙312环绕于穿孔311而形成矩形边界，用以取代现有键盘的键帽。间隙312与圆形穿孔311用以提供触控键盘表面的虚拟键帽的触觉回馈。于本较佳实施例中，间隙312为V型凹槽，但并不以此为限。

请参阅图4A与图4B，图4A为本发明的触控键盘的第四实施例的框板的示意图。如图4A所示，框板41包括多个穿孔411以及多个绝缘片412，且每一穿孔411包括一边缘413。绝缘片412设置于穿孔411的边缘413，特别是穿孔的内圆周的一部分，用以供使用者放置手指以进行休息。绝缘片412可为坚硬元件，但并不以此为限。

请参阅图4B，图4B为本发明的触控键盘的第四实施例的剖面图。如图4B所示，本发明的第四实施例的触控键盘40包括框板41、绝缘片412、一触控板42以及一回馈装置43，其中触控板42设置于框板41的下方，用以产生一按键信号。回馈装置43设置于触控板42的下方，用以产生一回馈信号。

由于本发明的第四实施例的触控板42及回馈装置43与前述实施例并无太大不同，因此于此将不再赘述。如图4B所示。使用者能够将手指舒适地放置于绝缘片412上以使手指休息，并且避免指尖在开始打字的前意外误触于触控板42而产生错误的按键信号。

请参阅图5A，图5A为本发明的触控键盘的第五实施例的框板的示意图。如图5A所示，框板51包括多个环形绝缘片52以及多个穿孔53，且每一穿孔53包括一边缘531。环形绝缘片52设置于穿孔53的边缘531，特别是穿孔53的内圆周。于本较佳实施例中，环形边缘片52为弹性元件。请参阅图5B，图5B为图5A的环形绝缘片的俯视图。请参阅图5C～图5E，图5C～图5E为图5A的环形绝缘片的其他实施态样的俯视图。如图5B～图5E所示，使用者可依据自己的手指大小与自身喜好挑选不同形状的环形绝缘片52、52a、52b、52c，且上述环形绝缘片52、52a、52b、52c可以被容易的置换为任何形状。

请参阅图5F，图5F为本发明的触控键盘的第六实施例的示意图。如图5F所示，触控键盘60包括一框板61、一触控板62、一回馈装置63以及一绝缘板64，其中触控板62设置于框板61的下方，且回馈装置63设置于触控板62的下方。

绝缘板64设置于框板61的下方，且位于框板61与触控板62之间，覆盖于触控板62与回馈装置63，用以取代图5A的环形绝缘片52而形成触控键盘的键帽区域。其中，绝缘板64包括多个破孔641与多个凸部642，且每一破孔641包括一边缘643。凸部642分别设置于破孔641的边缘643，用以使使用者的手指休息与避免误触，且每一破孔641的设置位置分别对应框板61的每一穿孔611的设置位置。于本较佳实施例中，绝缘板64的破孔641与凸部642位于框板61的穿孔611的正下方。

请参阅图6A与图6B，图6A与图6B为压力致动器的动作示意图。如图6A与图6B所示，压力致动器70具有一放松状态A与一变形状态B。利用压力变化使压力致动器70形变，造成压力致动器70的状态改变而产生震动现象，已为本领域普通技术人员公知的技术，且压力致动器70属于被广泛应用的电子元件之一，故于此不再赘述。

请参阅图7，图7为现有美国标准键盘排列的示意图。如图7所示，美国标准键盘排列的键帽区域可依据使用者双手的拇指、食指、中指、无名指以及小指划分为九个区域Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9。为了加强按键的辨识性，对应按键F与按键J位置的触控板或回馈装置的表面，是由不同材料或结构制成或覆盖一层特殊材料以增加触感的差异，例如凸点或是高摩擦系数的材料，但并不以此为限。

请参阅图8，图8为本发明的触控键盘的第七实施例的回馈区的示意图。如图8所示，回馈装置81包括九个压力致动器，且每一压力致动器分别对应一回馈区81a、81b、81c、81d、81e、81f、81g、81h、81i，并分别提供回馈信号至回馈区81a、81b、81c、81d、81e、81f、81g、81h、81i，且每一回馈区81a、81b、81c、81d、81e、81f、81g、81h、81i分别对应至使用者不同的手指。任一回馈区，例如回馈区81a，具有一短边R1以及一长斜边R2，且短边R1与长斜边R2之间形成一夹角θ。于本较佳实施例中，夹角θ为钝角。通过整合压力致动器的震动以及触控板（图中未示）的感应后，每一回馈区81a、81b、81c、81d、81e、81f、81g、81h、81i能够分别提供震动至所对应的手指（拇指、食指、中指、无名指以及小指）。

因此，应用回馈装置81的触控键盘所提供的可高度信赖的使用者界面将比拟于现有键盘。借由九个压力致动器产生的不同回馈信号，回馈装置81提供一种直觉的回馈，令使用者能够认知自己的手指是否正确接触于触控键盘的键帽区域。于本较佳实施例中，若触控键盘的触控板采用电阻触控板，则电阻触控板将侦测手指压力数据，而手指压力数据可用以微调触控板的感应灵敏度，并判断使用者是否具有打字的意图，或是依据手指压力数据订定打字动作的阀值。此外，手指压力数据亦可用以区别使用者是否试图推压触控键盘的虚拟按键，抑或是仅将手指置于触控板上休息。

接下来请参阅图9A、9B、9C以及9D，图9A～图9D为本发明的触控键盘的回馈区的其他实施态样的示意图。如图9A所示，回馈装置82具有九个回馈区82a、82b、82c、82d、82e、82f、82g、82h、82i，且九个回馈区82a、82b、82c、82d、82e、82f、82g、82h、82i相似于图7的美国标准键盘的排列。

图9B与图9C中显示回馈区的简化版本，提供四至五个独立的回馈区以产生回馈信号。如图9B所示，回馈装置83具有五个回馈区83a、83b、83c、83d、83e。如图9C所示，回馈装置84具有四个回馈区84a、84b、84c、84d，且四个回馈区84a、84b、84c、84d为垂直排列。图9D中显示由成列（row）的压力致动器所组成的五个回馈区。如图9D所示，回馈装置85具有五个回馈区85a、85b、85c、85d、85e，且五个回馈区85a、85b、85c、85d、85e为水平排列。回馈区的最合适配置可依据触控键盘的可用性测试、制作复杂度以及成本等因素而决定。

请参阅图9E，图9E为本发明的触控键盘的第八实施例的示意图。如图9E所示，触控键盘90包括一框板91、一触控板92以及多个回馈装置93，且回馈装置93设置于框板91与触控板92之间。每一回馈装置93的回馈区93a、93b、93c、93d、93e具有键触以及同步产生的回馈信号，但回馈区与回馈区之间并不互相互动。此外，上述的回馈信号之间无须互相合作，因为每一手指的打字动作皆属于独立的输入动作。于图9E中，触控键盘90包括五个独立的回馈装置93，且每一回馈装置93具有两个压力致动器931，其中五个回馈装置93提供震动以回馈对应于接触于触控键盘90上的手指。

请参阅图10，图10为本发明的触控键盘的第九实施例的示意图。如图10所示，触控键盘94包括一喇叭95，且喇叭95设置于触控键盘94上，用以传送具有方向性的打字声音，并且依据不同回馈区产生相对应的打字声音。举例来说，假若触控键盘94具有五个独立的回馈区（图中未示），则触控键盘可产生五个不同的模拟按键声音。此外，产生具有方向性的声音的喇叭95是一种特殊的声音产生器，能够将声波传送至限定的角度范围，因此只有使用者能够听见具有方向性的打字声音。

固件结构与主机支持软件

请参阅图11，图11为本发明的触控键盘的第十实施例的方块图。如图11所示，触控键盘96包括两个具有方向性的喇叭97、一触控板98以及一微芯片与固件C，其中具有方向性的喇叭97用以产生具有方向性的打字声音，触控板98用以感应使用者的手指，而微芯片与固件C用以管理触键与回馈信号，并且输出USB键盘讯置至平板电脑或主机等电子装置。此外，固件定义现有USB键盘的逻辑装置，且固件将于实时方法中执行以下计算任务。

(1)辨识手指的接触以及识别手指于触控板98的局部二维坐标中的绝对位置。

(2)依据当前接触的预设回馈区驱动对应的回馈信号（例如压力震动）。

(3)依据当前接触的预设回馈区驱动对应的模拟按键声音。

(4)转换具有绝对接触位置的数据封包至预设触键数据封包。

(5)产生USB键盘数据封包，并传送USB键盘数据封包至主机。

根据以上较佳实施例的说明可知，本发明的触控键盘包括一框板、一触控板以及一回馈装置，且触控板与回馈装置设置于框板的下方。框板具有多个穿孔，用以提供触键。当使用者通过穿孔接触触控板时，触控板产生一按键信号，且回馈装置产生一回馈信号，用以回馈予使用者以提供友善的使用者界面。如此一来，触控键盘不仅保有轻薄的优点而容易携带，且由框板与回馈装置所提供的触键，使得触控键盘更容易被使用者所接受，进而提升使用触控键盘的舒适度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (18)

1.一种触控键盘，其特征在于，包括：

一框板，包括多个穿孔；

一触控板，设置于该框板的下方，当该触控板通过一个所述穿孔被接触时，该触控板产生一按键信号；以及

一回馈装置，设置于该框板的下方，用以于该按键信号被产生时产生一回馈信号。

2.如权利要求1所述的触控键盘，其中该触控板设置于该回馈装置的上方。

3.如权利要求1所述的触控键盘，其中该触控板设置于该回馈装置的下方。

4.如权利要求1所述的触控键盘，其中该触控板为电容式触控板或电阻式触控板。

5.如权利要求1所述的触控键盘，其中该回馈装置为一压力致动器。

6.如权利要求5所述的触控键盘，其中该回馈装置还包括一喇叭。

7.如权利要求5所述的触控键盘，其中该回馈装置包括一回馈区。

8.如权利要求5所述的触控键盘，其中该回馈装置包括多个回馈区。

9.如权利要求8所述的触控键盘，其中所述多个回馈区为水平排列。

10.如权利要求8所述的触控键盘，其中所述多个回馈区为垂直排列。

11.如权利要求8所述的触控键盘，其中任一所述回馈区具有一短边以及一长斜边，且该短边与该长斜边形成一夹角。

12.如权利要求1所述的触控键盘，其中该框板的任意两个所述穿孔之间包括一间隙。

13.如权利要求1所述的触控键盘，其中该框板的每一所述穿孔中包括一绝缘片，且该绝缘片设置于该穿孔的一边缘。

14.如权利要求8所述的触控键盘，其中该绝缘片为一弹性元件。

15.如权利要求1所述的触控键盘，其中该触控键盘还包括设置于该框板下方的一绝缘板，该绝缘板包括多个破孔与多个凸部，且所述多个凸部分别设置于所述多个破孔的一边缘，所述多个破孔分别对应该框板的多个穿孔。

16.如权利要求1所述的触控键盘，其中该框板为绝缘材质。

17.如权利要求1所述的触控键盘，其中该框板的所述多个穿孔为矩形或圆形。

18.如权利要求1所述的触控键盘，其中该触控键盘还包括一底板，设置于该触控板以及该回馈装置的下方，该底板包括一滑槽，且该滑槽设置于该底板的一侧边，用以容置该框板。

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