CN103456540A - 对无段落感按键产生力回馈信号的方法以及键盘 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对无段落感按键产生力回馈信号的方法以及键盘，本发明的方法包含下列步骤：按压具段落感按键，该具段落感按键具有段落感弹性体；依据该具段落感按键受压过程中的第一加速度变化值以及周期信号产生第一振动回馈信号；以及于按压该无段落感按键时，送出该第一振动回馈信号至该无段落感按键；其中该周期信号的频率为指尖敏感的生理触觉振动频率，且该周期信号的频率介于100～500赫兹之间。本发明采用了实体具有段落感按键受压及释放过程中的加速度变化值，结合手指尖端敏感的生理触觉振动频率响应，并进行多种不同的结合可能，以达到触觉仿真的效果，同时可藉以提高手指的回馈感受。
Description
技术领域
本发明有关一种对无段落感按键产生力回馈信号的方法以及键盘，尤指一种在具有无段落感按键的键盘中，模拟实体按键的力回馈信号产生的方法以及键盘。
背景技术
随着键盘薄型化的趋势，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，故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或是触碰式按键，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。另外，目前亦有另以振动器产生振动以提供使用者按压回馈的键盘，但这一类振动器的设计仅止于提供单调的振动回馈，无法提供使用者明确的按键按压实感，且这样的设计多位于原本按键结构之外，再加上振动器的结构，如此设计将增加键盘厚度，与键盘薄型化的趋势背道而驰。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的之一在提供一种可以在具有无段落感按键的键盘上提供真实按键力回馈的信号产生方法，并将这种方法应用在如压电键盘之类具有无段落感按键的键盘上，使薄型键盘除了具备薄型化的优点外，同时能提供相当于机械键盘或薄膜键盘的按键回馈触感。
为达到上述目的，本发明提出一种对无段落感按键产生力回馈信号的方法，包含下列步骤：按压具段落感按键，该具段落感按键具有段落感弹性体；依据该具段落感按键受压过程中的第一加速度变化值以及周期信号产生第一振动回馈信号；以及于按压该无段落感按键时，送出该第一振动回馈信号至该无段落感按键；其中该周期信号的频率为指尖敏感的生理触觉振动频率，且该周期信号的频率介于100～500赫兹之间。
作为可选的技术方案，按压该具段落感按键是于薄膜开关键盘或机械开关键盘上按压该具段落感按键。
作为可选的技术方案，该第一加速度变化值是利用激光干涉仪量测该具段落感按键受压时的位移变化值或速度变化值而得。
作为可选的技术方案，该第一加速度变化值是依据该位移变化值进行二次微分或依据该速度变化值进行一次微分而得。
作为可选的技术方案，该方法更包含下列步骤：
释放被按压的该具段落感按键；
依据该具段落感按键释放过程中的第二加速度变化值以及该周期信号产生第二振动回馈信号；以及
于释放该无段落感按键时，送出该第二振动回馈信号至该无段落感按键。
作为可选的技术方案，该第二加速度变化值是利用激光干涉仪量测并依据该具段落感按键释放时的位移变化值进行二次微分或依据速度变化值进行一次微分而得。
作为可选的技术方案，该第一振动回馈信号以及该第二振动回馈信号是依据该周期信号分别对该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值进行调变而产生。
作为可选的技术方案，该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值中具有最大加速度绝对值且该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值共包含复数个区间，每一该区间皆具有区间最大加速度绝对值，该第一振动回馈信号由该第一加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生，该第二振动回馈信号由该第二加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生。
作为可选的技术方案，该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值中具有最大加速度绝对值且该第一加速度变化值包含复数个区间，每一该区间皆具有区间最大加速度绝对值，该第一振动回馈信号由该第一加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生。
作为可选的技术方案，该第一振动回馈信号由该周期信号与该第一加速度变化值相乘、相加或相减而产生；或该第二振动回馈信号由该周期信号与该第二加速度变化值相乘、相加或相减而产生。
作为可选的技术方案，送出该第二振动回馈信号至该无段落感按键包含步骤：由该无段落感按键所属的压电键盘内的处理器于该无段落感按键释放期间，将该第二振动回馈信号传送至该无段落感按键的压电致动器产生振动。
作为可选的技术方案，送出该第一振动回馈信号至该无段落感按键包含步骤：由该无段落感按键所属的压电键盘内的处理器于该无段落感按键受压期间，将该第一振动回馈信号传送至该无段落感按键的压电致动器产生振动。
本发明更提出一种键盘，包含按键及处理器，该按键具有压电致动器；处理器储存有第一振动回馈信号，该处理器用来于该按键受压期间，传送该第一振动回馈信号给该压电致动器以产生振动；其中该第一振动回馈信号是依据周期信号所产生，该周期信号的频率为指尖敏感的生理触觉振动频率，且该周期信号的频率介于100～500赫兹之间。
作为可选的技术方案，具段落感按键被按压后可得第一加速度变化值，该第一振动回馈信号是将该周期信号与该第一加速度变化值运算后所产生。
作为可选的技术方案，该处理器另储存有第二振动回馈信号，该处理器用来于该按键释放期间，传送该第二振动回馈信号给该压电致动器以产生振动，其中该第二振动回馈信号是依据释放被按压的该具段落感按键而得的第二加速度变化值以及依据该周期信号所产生。
作为可选的技术方案，该第一振动回馈信号以及该第二振动回馈信号是依据该周期信号分别对该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值进行调变而产生。
本发明又提出一种具有力回馈功能的键盘，包含：按键、制动器以及处理器；致动器邻近于该按键；处理器储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号包含：
第一时段波形，具有第一最大振幅，且该第一最大振幅方向为第一方向；
第二时段波形，具有第二最大振幅，且该第二最大振幅方向为第二方向，该第一方向与该第二方向反方向，且该第二最大振幅大于该第一最大振幅；以及
第三时段波形，具有第三最大振幅，且该第三最大振幅方向为该第一方向，且该第三最大振幅大于该第二最大振幅。
作为可选的技术方案，该处理器更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键，其中该释放回馈信号包含：
第四时段波形，具有第四最大振幅，且该第四最大振幅方向为该第一方向；
第五时段波形，具有第五最大振幅，且该第五最大振幅方向为该第二方向，且该第四最大振幅大于该第五最大振幅；以及
第六时段波形，具有第六最大振幅，且该第六最大振幅方向为该第一方向，且该第五最大振幅大于该第六最大振幅。
作为可选的技术方案，于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
作为可选的技术方案，该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
本发明还提出一种具有力回馈功能的键盘，包含：按键、制动器以及处理器；致动器邻近于该按键；处理器储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号由受压模型波形和周期信号运算而合成，该周期信号频率介于100～500赫兹之间，该受压模型波形包含：
第一时段波形，具有固定的第一预定振幅；
第二时段波形，具有固定的第二预定振幅，且该第二预定振幅大于该第一预定振幅；以及
第三时段波形，具有固定的第三预定振幅，且该第三预定振幅小于该第一预定振幅。
作为可选的技术方案，该处理器更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键，其中该释放回馈信号由释放模型波形和该周期信号运算而合成，该释放模型波形包含：
第四时段波形，具有固定的第四预定振幅；
第五时段波形，具有固定的第五预定振幅，且该第五预定振幅大于该第四预定振幅；以及
第六时段波形，具有固定的第六预定振幅，且该第六预定振幅小于该第五预定振幅。
作为可选的技术方案，于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
作为可选的技术方案，该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
本发明又提出一种具有力回馈功能的键盘，包含：按键、制动器以及处理器；致动器邻近于该按键；处理器储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号由受压模型波形和周期信号运算而合成，该周期信号频率介于100～500赫兹之间，该受压模型波形包含：
第一时段波形，具有第一最大振幅；
第二时段波形，具有第二最大振幅，且该第二最大振幅大于该第一最大振幅；以及
第三时段波形，具有第三最大振幅，且该第三最大振幅大于该第二最大振幅。
作为可选的技术方案，该处理器，更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键；
其中该释放回馈信号是由释放模型波形和该周期信号运算而合成，该释放模型波形包含：
第四时段波形，具有第四最大振幅；
第五时段波形，具有第五最大振幅，且该第五最大振幅小于该第四最大振幅；
第六时段波形，具有第六最大振幅，且该第六最大振幅小于该第五最大振幅。
作为可选的技术方案，该第一最大振幅、该第三最大振幅、该第四最大振幅以及该第六最大振幅的方向为第一方向，该第二最大振幅以及该第五最大振幅的方向为第二方向，该第一方向与该第二方向反方向。
作为可选的技术方案，于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
作为可选的技术方案，该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
与现有技术相比，本发明应用在压电键盘或具有力回馈的键盘上的力回馈信号的产生方法，在具有小行程的按键或是触碰式按键，而诉求轻薄化的键盘中，仍能提供相当于实体的机械按键或薄膜按键的回馈触感，兼具轻薄与良好的操作经验的双重优势。
附图说明
图1为本发明在键盘上产生力回馈信号的方法的流程示意图。
图2为段落感弹性体受压及释放时的受力与行程的关系图。
图3为键盘的功能方块示意图。
图4为本发明所产生的振动回馈信号的第一实施例波形的示意图。
图5为本发明所产生的振动回馈信号的第三实施例波形的示意图。
图6为本发明第三实施例的受压模型波形和释放模型波形示意图。
图7至图9为本发明所产生的振动回馈信号的第五至第七实施例波形的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参考图1，图1为本发明在键盘上产生力回馈信号的方法的流程示意图。本发明的方法100包含下列步骤：
步骤110：选择一个欲模拟的实体键盘，其按键具有段落感弹性体；
步骤130：于该实体键盘上按压并释放其中一个具段落感按键；
步骤150：测量该按键键帽在按压及释放过程中所具有的加速度值；
步骤170：依据该加速度随时间的变化值以及周期信号，产生振动回馈信号；
步骤190：于按压无段落感按键时，送出该振动回馈信号至该无段落感按键。
本发明的方法100中的前三个步骤110～150，首先要取得真实的按压释放单颗具有段落感按键的过程中，该按键键帽所具有的加速度数据。在步骤110中，选择一个欲模拟的实体键盘；例如一个薄膜开关键盘或一个机械开关键盘，且按键具有段落感弹性体(例如：rubber dome、metal dome或其他回复力有段落变化的弹片)。当该按键被使用者按压时，该段落感弹性体提供的回复力强度有段落变化。请参考图2，图2为段落感弹性体受压及释放时的受力与行程的关系图。如图2所示：在按键键帽受力经历按压阶段而向下移动的过程中，段落感弹性体在受到大于峰值力F1(Peak Force)的力量时，段落感弹性体会产生挫曲(buckling)的反应使按键急速下降直到接触到底板，此时所受的力称为接触力F2(Contact Force)。当施加在按键的力量开始松开时，则先释放原先压缩在弹性体的力量直到回弹力F3(Return Force)，接着弹性体开始反弹直到回弹峰力F4(Return Peak Force)之后反弹力几乎呈线性直到原点。由图2可知，段落感弹性体提供的回复力会有「先逐渐加大，然后再逐渐减小」的变化区段。
接着在步骤130中，对该实体键盘的其中一个具段落感按键上按压并释放；步骤130可以采用机械装置，使其具有接近人手指按压力量，然后模拟人手指按压并释放该按键的动作。在步骤150中，当该机械装置按压并释放按键时，测量该按键键帽在按压及释放过程中所具有的加速度值；具体的方式例如可以利用激光干涉仪量测记录该按键键帽被按压及释放过程中不同时间点的位移或速度，再将测得的速度资料微分（若是位移资料则进行二次微分）后，即可得到加速度与时间的关系（即加速度随时间的变化值）。在步骤150所测量并运算而得的该按键键帽加速度变化值即为该具段落感的按键键帽在受压及释放过程中，该具段落感的按键键帽所承受到：(a)使用者手指向下按压力量，和(b)段落感弹性体向上回弹力，共同作用后合力的变化。
由于人类手指尖端的R受器（Ruffini ending）敏感的生理触觉振动频率在100～500Hz之间，因此在设计按键的力回馈信号时，将指尖敏感的生理触觉振动频率一并考虑进来。如步骤170所述，依据步骤150所测量而得的该加速度值，其随时间的变化值为加速度变化值，加上周期信号的调变之后，即产生振动回馈信号，而该振动回馈信号则在之后实际触压无段落感按键（例如压电按键）时，传送至该无段落感按键，使触压该无段落感按键的使用者指尖能感受到接近按压实体机械或薄膜按键的力回馈触感，如步骤190所示。
请参考图3，图3为键盘的功能方块示意图。键盘1为一种薄型键盘，其具有小行程或是触碰式的按键2，其下并没有足够高度和空间来容置传统的段落感弹性体。按键2具有致动器3，其中致动器3的类型可以是一种压电致动器或是一种人工肌肉(Artificial muscle)致动器，因此键盘1可为一种压电键盘或是以人工肌肉作为力回馈装置的力回馈键盘。另外，致动器3也可以独立于按键2，并且设置于邻近按键2之处以提供适当的力回馈振动。键盘1另包含了处理器4、后端驱动电路5，其连接方式如图2所示。在图1所描述的方法100中，步骤170所产生的振动回馈信号储存于处理器4内，当按键2受压而触发按键2的感测电路时，处理器4即将该振动回馈信号输出至后端驱动电路5以将该振动回馈信号转换为模拟信号并进行准位调整以及信号放大后，将该振动回馈信号传送至致动器3，使致动器3产生仿真的振动。在其他实施例中，也可以省略后端驱动电路5，直接由处理器4将该振动回馈信号转换为模拟信号并进行准位调整以及信号放大后，再传送至致动器3；如此当使用者手指按压按键时，藉以让使用者手指能感受到模拟的按压段落感。
如前所述，在图1的步骤170中，依据该加速度变化值以及该周期信号，产生振动回馈信号。其中该振动回馈信号是由该加速度变化值依据该周期信号进行调变（相加、相减、相乘）或直接采用该加速度变化值而生成。以下说明本发明产生该振动回馈信号的数种实施例，且为说明方便，步骤150所量测而得的加速度变化值表示为A；该周期信号表示为H，其为一个固定振幅、固定频率的正弦波，且频率为前述指尖敏感的生理触觉振动频率；另外该振动回馈信号则表示为C。
第一实施例
请参考图4，图4为本发明所产生的振动回馈信号的第一实施例波形的示意图。在图4中，第一实施例的波形10仅包含在步骤150中所量测得的加速度变化值A，亦即波形10直接采用加速度变化值A，因此驱动致动器3的振动回馈信号C=A。在图4中，振动回馈信号C可再细分为第一振动回馈信号以及第二振动回馈信号（也就是说，加速度变化值A可再细分为按压阶段的第一加速度变化值以及释放阶段的第二加速度变化值），并储存在处理器4中。因此当使用者按压按键2时，于按压阶段（按键2由释放到受压期间），处理器4传送该第一振动回馈信号给致动器3，以驱动致动器3输出受压振动给按键2。于释放阶段（按键2由受压到释放期间），处理器4传送该第二振动回馈信号给致动器3，以驱动致动器3输出释放振动给按键2。
更具体来说，在图4的实施例中，该第一振动回馈信号包含了第一时段波形11、第二时段波形12以及第三时段波形13，其中第一时段波形11具有第一最大振幅111，且第一最大振幅111的方向为第一方向L1；第二时段波形12具有第二最大振幅121，且第二最大振幅121的方向为第二方向L2。如图所示，第一方向L1与第二方向L2反方向，此外，第二最大振幅121大于第一最大振幅111。至于第三时段波形13则具有第三最大振幅131，第三最大振幅131的方向与第一时段波形11的方向相同，为第一方向L1，且第三最大振幅131大于第二最大振幅121。
该第二振动回馈信号包含了第四时段波形14、第五时段波形15以及第六时段波形16，其中第四时段波形14具有第四最大振幅141，且第四最大振幅141的方向为第一方向L1；第五时段波形15具有第五最大振幅151，且第五最大振幅151的方向为第二方向L2。此外，第四最大振幅141大于第五最大振幅151。至于第六时段波形16则具有第六最大振幅161，第六最大振幅161的方向为第一方向L1，且第五最大振幅151大于第六最大振幅161。
第二实施例
当欲节省处理器4内部储存空间时，处理器4亦可只储存上述第一实施例中的第一振动回馈信号(包含第一时段波形11、第二时段波形12以及第三时段波形13)，而舍弃不储存上述第一实施例中的第二振动回馈信号(包含第四时段波形14、第五时段波形15以及第六时段波形16)。如此当使用者按压按键2时，于按压阶段（按键2由释放到受压期间），处理器4传送该第一振动回馈信号给致动器3，以驱动致动器3输出该受压振动给按键2。于释放阶段（按键2由受压到释放期间），处理器4再次传送该第一振动回馈信号给致动器3，以再次驱动致动器3输出该受压振动给按键2。或者处理器4仅于按压阶段传送该第一振动回馈信号给致动器3，而在释放阶段则不传送任何信号。
第三实施例
请参考图5，图5为本发明所产生的振动回馈信号的第三实施例波形的示意图。在图5中，第三实施例的波形20的振动回馈信号C是依据该周期信号H对受压模型波形和释放模型波形进行调变后产生。
请参考图6，图6为该受压模型波形和释放模型波形，该受压模型波形和释放模型波形产生方式如下：图5的上半部为加速度变化值A，其包含了复数个区间C1～C6，且考量正负方向加速度后，决定出C1～C2,，C4～C5各个区间的区间最大加速度绝对值；亦即第一区间C1具有区间最大加速度绝对值a1，第二区间C2具有区间最大加速度绝对值a2，第四区间C4具有区间最大加速度绝对值a4，而第五区间C5具有区间最大加速度绝对值a5。其中由于第三区间C3为手指按压键帽到最低位置的时间区段，第六区间C6为手指释放键帽到最高位置的时间区段，虽第三区间3有局部的干扰信号而仍有区间最大加速度绝对值a3，但实际情况中该二区间最大加速度绝对值均直接设定为0。在这些区间中，定义最大加速度绝对值为a，且a=最大值(a1,a2,a3,a4,a5)，因此在本实施例中，a=a4。接着求出每一区间的区间最大加速度绝对值与最大加速度绝对值a的比值h。以图4上半部举例而言：
第一区间C1的比值h1=a1/a=0.77/2.03=0.38；
第二区间C2的比值h2=a2/a=1.74/2.03=0.86；
第三区间C3的比值h3=0；(手指按压键帽到最低位置，加速度为0)
第四区间C4的比值h4=a4/a=2.03/2.03=1；
第五区间C5的比值h5=a5/a=0.9/2.03=0.45；
第六区间C6的比值h6=0；(手指释放键帽到最高位置，加速度为0)。
经由上述运算后，得到图5的受压模型波形(C1～C3)和释放模型波形(C4～C6)。其中受压模型波形包含第一时段波形31，具有固定的第一预定振幅311、第二时段波形32，具有固定的第二预定振幅321、以及第三时段波形33，具有固定的第三预定振幅331。其中第二预定振幅321大于第一预定振幅311，且第三预定振幅331小于第一预定振幅311。至于释放模型波形则包含了第四时段波形34，具有固定的第四预定振幅341、第五时段波形35，具有固定的第五预定振幅351、以及第六时段波形36，具有固定的第六预定振幅361。其中该第五预定振幅351小于第四预定振幅341，且第六预定振幅361小于第五预定振幅351。
由以上得出受压模型波形和释放模型波形后，再分别与该周期信号H运算合成。更具体而言，该周期信号H分别乘以各区间的比值以决定振幅大小后，形成各区间的时段波形。因此在图5下半部中，最后所产生的第一时段波形21具有固定的第一预定振幅211，第二时段波形22具有固定的第二预定振幅221，第三时段波形23具有固定为0的第三预定振幅231，第四时段波形24具有固定的第四预定振幅241，第五时段波形25具有固定的第五预定振幅251，第六时段波形26具有固定为0的第六预定振幅261。其中每一时段波形的频率为周期信号H的频率，而第三类波形20的振动回馈信号C即为各时段波形相加，亦即C=21+22+23+24+25+26。
以上第三实施例的波形20是由加速度变化值A和手指尖端敏感的周期信号H运算后产生，其仿真原理为：
(1)将按键按压过程区分为三时间区段：(a)段落感弹性体(rubber dome)挫曲(snap)前的变形阶段，(b)段落感弹性体挫曲后的变形阶段，(c)键帽按压到最低位置阶段；
(2)将按键释放过程区分为三时间区段：(d)段落感弹性体仍有挫曲状态下的变形阶段，(b)段落感弹性体挫曲消失后的变形阶段，(c)键帽释放到最高位置阶段；
(3)在相同频率条件下，致动器3的振幅强度与该时间区段的「区间最大加速度绝对值」成正比。
如此一来，藉由改变致动器3在每一时间区段中的振幅强度，来模拟按键2在每一时间区段中所展现的力回馈强弱，以达到仿真的效果。
第四实施例
当欲节省处理器4内部储存空间时，处理器4亦可只储存上述第三实施例中的受压模型波形（即第一区间C1、第二区间C2以及第三区间C3）。亦即当使用者按压按键2时，于按压阶段（按键2由释放到受压期间），处理器4传送该受压回馈信号（=21+22+23）给致动器3，以驱动致动器3输出该受压振动给按键2。于释放阶段（按键2由受压到释放期间），处理器4再次传送该受压回馈信号给致动器3，以再次驱动致动器3输出该受压振动给按键2；如此使用者在按压和释放过程中均感受到相同的振动。或者处理器4仅于按压阶段传送该受压回馈信号给致动器3，而在释放阶段则不传送任何信号。
第五实施例
请参考图7，图7为本发明所产生的振动回馈信号的第五实施例波形的示意图。该第五实施例的波形40的振动回馈信号C也依据该周期信号H对该加速度变化值A进行相加、相减或相乘等调变产生。例如在图7中，加速度变化值A与周期信号H相乘产生了振动回馈信号C，即C=A*H，而该振动回馈信号C可再细分为受压阶段的第一振动回馈信号以及释放阶段的第二振动回馈信号。
其中第一振动回馈信号包含第一时段波形41，具有第一最大振幅411、第二时段波形42，具有第二最大振幅421、以及第三时段波形43，具有第三最大振幅431。其中第二最大振幅421大于第一最大振幅411，且第三最大振幅431大于第二最大振幅421。
其中第二振动回馈信号包含了第四时段波形44，具有第四最大振幅441、第五时段波形45，具有第五最大振幅451、以及第六时段波形46，具有第六最大振幅461。其中第五最大振幅451小于第四最大振幅441，且第六最大振幅461小于第五最大振幅451。
在上述的第五实施例的波形40中，第一最大振幅411、第三最大振幅431、第四最大振幅441以及第六最大振幅461的方向为第一方向L1，而第二最大振幅421以及第五最大振幅451的方向为第二方向L2，且第一方向L1与第二方向L2反方向。
第六实施例
请参考图8，振动回馈信号C的产生方式类似于第五实施例的波形40的产生过程，图7的第六实施例的波形50的振动回馈信号C是由加速度变化值A与周期信号H相减产生，即C=A-H。
第七实施例
请参考图9，振动回馈信号C的产生方式类似于第五实施例的波形40的产生过程，而图9的第七实施例的波形60的振动回馈信号C是由加速度变化值A与周期信号H相加产生，即C=A+H。
类似地，当欲节省处理器4内部储存空间时，处理器4亦可只储存上述第五、六、七实施例中的第一振动回馈信号(包含前三个时段波形)，而舍弃不储存上述第五、六、七实施例中的第二振动回馈信号(包含后三个时段波形)。如此当使用者按压按键2时，于按压阶段（按键2由释放到受压期间），处理器4第一次传送该第一振动回馈信号给致动器3。于释放阶段（按键2由受压到释放期间），处理器4第二次传送该第一振动回馈信号给致动器3。或者处理器4仅于按压阶段传送该第一振动回馈信号给致动器3，而在释放阶段则不传送任何信号。
由以上各实施例可知，本发明的键盘力回馈信号的产生方法应用在薄型化的平面键盘或压电键盘，采用了实体按键受压及释放过程中的加速度变化值所形成的受压模型波形以及释放模型波形，结合手指尖端敏感的生理触觉振动频率响应，并进行多种不同的结合可能，以达到触觉仿真的效果，同时可藉以提高手指的回馈感受。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (29)
1.一种对无段落感按键产生力回馈信号的方法，其特征在于包含下列步骤：
按压具段落感按键，该具段落感按键具有段落感弹性体；
依据该具段落感按键受压过程中的第一加速度变化值以及周期信号产生第一振动回馈信号；以及
于按压该无段落感按键时，送出该第一振动回馈信号至该无段落感按键；
其中该周期信号的频率为指尖敏感的生理触觉振动频率，且该周期信号的频率介于100～500赫兹之间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：按压该具段落感按键是于薄膜开关键盘或机械开关键盘上按压该具段落感按键。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该第一加速度变化值是利用激光干涉仪量测该具段落感按键受压时的位移变化值或速度变化值而得。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：该第一加速度变化值是依据该位移变化值进行二次微分或依据该速度变化值进行一次微分而得。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法更包含下列步骤：
释放被按压的该具段落感按键；
依据该具段落感按键释放过程中的第二加速度变化值以及该周期信号产生第二振动回馈信号；以及
于释放该无段落感按键时，送出该第二振动回馈信号至该无段落感按键。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：该第二加速度变化值是利用激光干涉仪量测并依据该具段落感按键释放时的位移变化值进行二次微分或依据速度变化值进行一次微分而得。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：该第一振动回馈信号以及该第二振动回馈信号是依据该周期信号分别对该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值进行调变而产生。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值中具有最大加速度绝对值且该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值共包含复数个区间，每一该区间皆具有区间最大加速度绝对值，该第一振动回馈信号由该第一加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生，该第二振动回馈信号由该第二加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值中具有最大加速度绝对值且该第一加速度变化值包含复数个区间，每一该区间皆具有区间最大加速度绝对值，该第一振动回馈信号由该第一加速度变化值的各区间的该最大加速度绝对值与该最大加速度绝对值的比值分别乘以该周期信号后，再相加而产生。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：该第一振动回馈信号由该周期信号与该第一加速度变化值相乘、相加或相减而产生；或该第二振动回馈信号由该周期信号与该第二加速度变化值相乘、相加或相减而产生。
11.如权利要求5所述的方法，其特征在于：送出该第二振动回馈信号至该无段落感按键包含步骤：由该无段落感按键所属的压电键盘内的处理器于该无段落感按键释放期间，将该第二振动回馈信号传送至该无段落感按键的压电致动器产生振动。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：送出该第一振动回馈信号至该无段落感按键包含步骤：由该无段落感按键所属的压电键盘内的处理器于该无段落感按键受压期间，将该第一振动回馈信号传送至该无段落感按键的压电致动器产生振动。
13.一种键盘，其特征在于包含：
按键，具有压电致动器；以及
处理器，储存有第一振动回馈信号，该处理器用来于该按键受压期间，传送该第一振动回馈信号给该压电致动器以产生振动；
其中该第一振动回馈信号是依据周期信号所产生，该周期信号的频率为指尖敏感的生理触觉振动频率，且该周期信号的频率介于100～500赫兹之间。
14.如权利要求13所述的键盘，其特征在于：具段落感按键被按压后可得第一加速度变化值，该第一振动回馈信号是将该周期信号与该第一加速度变化值运算后所产生。
15.如权利要求14所述的键盘，其特征在于：该处理器另储存有第二振动回馈信号，该处理器用来于该按键释放期间，传送该第二振动回馈信号给该压电致动器以产生振动，其中该第二振动回馈信号是依据释放被按压的该具段落感按键而得的第二加速度变化值以及依据该周期信号所产生。
16.如权利要求15所述的键盘，其特征在于：该第一振动回馈信号以及该第二振动回馈信号是依据该周期信号分别对该第一加速度变化值以及该第二加速度变化值进行调变而产生。
17.一种具有力回馈功能的键盘，其特征在于包含：
按键；
致动器，邻近于该按键；以及
处理器，储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号包含：
第一时段波形，具有第一最大振幅，且该第一最大振幅方向为第一方向；
第二时段波形，具有第二最大振幅，且该第二最大振幅方向为第二方向，该第一方向与该第二方向反方向，且该第二最大振幅大于该第一最大振幅；以及
第三时段波形，具有第三最大振幅，且该第三最大振幅方向为该第一方向，且该第三最大振幅大于该第二最大振幅。
18.如权利要求17所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该处理器更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键，其中该释放回馈信号包含：
第四时段波形，具有第四最大振幅，且该第四最大振幅方向为该第一方向；
第五时段波形，具有第五最大振幅，且该第五最大振幅方向为该第二方向，且该第四最大振幅大于该第五最大振幅；以及
第六时段波形，具有第六最大振幅，且该第六最大振幅方向为该第一方向，且该第五最大振幅大于该第六最大振幅。
19.如权利要求17所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
20.如权利要求19所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
21.一种具有力回馈功能的键盘，其特征在于包含：
按键；
致动器，邻近于该按键；以及
处理器，储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号由受压模型波形和周期信号运算而合成，该周期信号频率介于100～500赫兹之间，该受压模型波形包含：
第一时段波形，具有固定的第一预定振幅；
第二时段波形，具有固定的第二预定振幅，且该第二预定振幅大于该第一预定振幅；以及
第三时段波形，具有固定的第三预定振幅，且该第三预定振幅小于该第一预定振幅。
22.如权利要求21所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该处理器更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键，其中该释放回馈信号由释放模型波形和该周期信号运算而合成，该释放模型波形包含：
第四时段波形，具有固定的第四预定振幅；
第五时段波形，具有固定的第五预定振幅，且该第五预定振幅大于该第四预定振幅；以及
第六时段波形，具有固定的第六预定振幅，且该第六预定振幅小于该第五预定振幅。
23.如权利要求21所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
24.如权利要求21所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
25.一种具有力回馈功能的键盘，其特征在于包含：
按键；
致动器，邻近于该按键；以及
处理器，储存有受压回馈信号，于该按键从释放到受压期间，该处理器传送该受压回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出受压振动给该按键，其中该受压回馈信号由受压模型波形和周期信号运算而合成，该周期信号频率介于100～500赫兹之间，该受压模型波形包含：
第一时段波形，具有第一最大振幅；
第二时段波形，具有第二最大振幅，且该第二最大振幅大于该第一最大振幅；以及
第三时段波形，具有第三最大振幅，且该第三最大振幅大于该第二最大振幅。
26.如权利要求25所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该处理器，更储存有释放回馈信号，于该按键从受压到释放期间，该处理器传送该释放回馈信号给该致动器，以驱动该致动器输出释放振动给该按键；
其中该释放回馈信号是由释放模型波形和该周期信号运算而合成，该释放模型波形包含：
第四时段波形，具有第四最大振幅；
第五时段波形，具有第五最大振幅，且该第五最大振幅小于该第四最大振幅；
第六时段波形，具有第六最大振幅，且该第六最大振幅小于该第五最大振幅。
27.如权利要求26所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该第一最大振幅、该第三最大振幅、该第四最大振幅以及该第六最大振幅的方向为第一方向，该第二最大振幅以及该第五最大振幅的方向为第二方向，该第一方向与该第二方向反方向。
28.如权利要求26所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：于该按键从受压到释放期间，该处理器再次传送该受压回馈信号给该致动器，以再次驱动该致动器输出该受压振动给该按键。
29.如权利要求25所述具有力回馈功能的键盘，其特征在于：该致动器为压电致动器或人工肌肉致动器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104267852A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 用户接口设备及其控制方法 |
| CN105424338A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-23 | 苏州辛格顿智能科技有限公司 | 一种按键触感的量化方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1955903A (zh) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | 索尼株式会社 | 电子设备 |
| JP2011054025A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Denso Corp | 触感付与装置及びプログラム |
| CN102498461A (zh) * | 2009-08-27 | 2012-06-13 | 京瓷株式会社 | 输入装置 |
| CN102640095A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-08-15 | 新型转换器有限公司 | 生成模拟点击感觉的触觉反馈的触敏设备 |
| CN202394201U (zh) * | 2011-12-22 | 2012-08-22 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 带触觉反馈的控制面板结构 |
| CN103064511A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 三星电机株式会社 | 触觉反馈设备和便携式电子设备 |
-
2013
- 2013-08-09 CN CN201310347228.3A patent/CN103456540B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1955903A (zh) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | 索尼株式会社 | 电子设备 |
| CN102498461A (zh) * | 2009-08-27 | 2012-06-13 | 京瓷株式会社 | 输入装置 |
| JP2011054025A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Denso Corp | 触感付与装置及びプログラム |
| CN102640095A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-08-15 | 新型转换器有限公司 | 生成模拟点击感觉的触觉反馈的触敏设备 |
| CN103064511A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 三星电机株式会社 | 触觉反馈设备和便携式电子设备 |
| CN202394201U (zh) * | 2011-12-22 | 2012-08-22 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 带触觉反馈的控制面板结构 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104267852A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 用户接口设备及其控制方法 |
| CN104267852B (zh) * | 2014-09-30 | 2017-12-12 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 用户接口设备及其控制方法 |
| CN105424338A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-23 | 苏州辛格顿智能科技有限公司 | 一种按键触感的量化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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