TW201523339A - 整合輸入裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種整合輸入裝置及其方法，此整合輸入裝置包含感應模組與鍵盤結構。感應模組用以偵測一個物體與感應模組的相對位置資訊，以產生對應的按鍵訊號及/或軌跡訊號。鍵盤結構配置於感應模組之上，鍵盤結構包含框架與多個復位按鍵單元。框架配置於感應模組之上。多個復位按鍵單元位於框架之上，用以定義相對於感應模組的第一參考距離與第二參考距離。

Description

整合輸入裝置及其方法

本發明係關於一種輸入裝置及其方法，特別關於一種同時具有觸控板與鍵盤功能的整合輸入裝置及其方法。

自從打字機被發明，鍵盤就正式進入人類的生活中。數十年來，人們要輸入指令到運算裝置時，鍵盤成為最常用的工具。隨著積體電路技術的發展，運算裝置越來越輕薄短小。然而，為了配合人們使用的習慣，鍵盤的大小一直無法有效的縮小。

此外，近廿年來，在筆記型電腦上，除了鍵盤以外的另一個主要的輸入裝置就是觸控板。觸控板藉由感應人的手指的觸碰軌跡及動作，來輸入對應的指令至筆記型電腦。由於鍵盤與觸控板都需要佔用一定的空間，因此筆記型電腦的大小一直無法有效地被縮小。

综上所述，如何有效地將鍵盤與觸控板所佔用的體積與面積縮小，是筆記型電腦或其他具有上述輸入裝置的行動運算裝置輕量化的關鍵。

有鑑於以上的問題，本發明提出一種整合輸入裝置及其方法，此整合輸入裝置將行動運算裝置中的鍵盤與觸控板整合在一起，在體積及面積上都大大的低於現有的鍵盤與觸控板的總和。同時，此整合輸入裝置具有符合使用者習慣的鍵盤結構，可以讓使用者清楚地了解一個按鍵是否被按壓。此外，此整合輸入裝置針對不同的按壓型態，定義了多個對應的動作，同時也定義了誤觸發的狀態。藉此，此整合輸入裝置可以預防可能的誤觸發狀態。

根據本發明一實施例中的一種整合輸入裝置，包含感應模組與鍵盤結構。感應模組用以感應一個物體與感應模組的相對位置資訊，以產生對應的按鍵訊號及/或軌跡訊號。鍵盤結構配置於感應模組之上，鍵盤結構包含框架與多個復位按鍵單元。框架配置於感應模組之上。多個復位按鍵單元位於框架之上，用以定義相對於感應模組的第一參考距離與第二參考距離。

根據本發明一實施例中的一種整合輸入方法，包含以鍵盤結構定義多個按鍵位置、偵測第一物體相對於感應模組的第一投影位置與第一觸控距離、並且依據前述第一投影位置、前述多個按鍵位置與前述第一觸控距離選擇性地產生按鍵訊號或軌跡訊號。

综上所述，依據本發明提出一種整合輸入裝置及其方法，將行動運算裝置中的鍵盤與觸控板整合在一起，因 此在體積及面積上都大大的低於現有的鍵盤與觸控板的總和。同時，此整合輸入裝置具有符合使用者習慣的鍵盤結構，可以讓使用者清楚地了解一個按鍵是否被按壓。此外，此整合輸入裝置針對不同的按壓型態，定義了多個對應的動作，同時也定義了誤觸發的狀態。藉此，此整合輸入裝置可以預防可能的誤觸發狀態。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧整合輸入裝置

11‧‧‧感應模組

13‧‧‧鍵盤結構

131‧‧‧框架

133a~133c‧‧‧復位按鍵單元

1331‧‧‧鍵帽

1332a‧‧‧第一彈片

1332b‧‧‧第二彈片

20‧‧‧物體

d₁‧‧‧第一參考距離

d₂‧‧‧第二參考距離

d_th‧‧‧門檻距離

第1圖，係依據本發明一實施例的整合輸入裝置部分俯視示意圖。

第2圖，係依據本發明一實施例的整合輸入裝置部分剖面示意圖。

第3圖，係依據本發明一實施例中按鍵按壓動作示意圖。

第4圖，係依據本發明另一實施例中按鍵按壓動作示意圖。

第5圖，係依據本發明一實施例中的整合輸入裝置操作示意圖。

第6圖，係依據本發明另一實施例中的整合輸入裝置操作示意圖。

第7圖與第8圖，係依據本發明一實施例中的整合輸入裝 置操作示意圖。

第9A圖，係依據本發明一實施例的整合輸入方法流程圖。

第9B圖，係第9A圖中步驟S930的流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

鑑於習知技術已存在之問題，本發明提出一種整合輸入裝置及其方法，此整合輸入裝置將行動運算裝置中的鍵盤與觸控板整合在一起，在體積及面積上可以大大的低於現有的鍵盤與觸控板的總和。

關於本發明一實施例中的整合輸入裝置，請一併參照第1圖與第2圖，第1圖係依據本發明一實施例的整合輸入裝置部分俯視示意圖，第2圖係依據本發明一實施例的整合輸入裝置部分剖面示意圖。如第2圖所示，整合輸入裝置1包含感應模組11與鍵盤結構13。其中鍵盤結構13配置在感應模組11之上。

感應模組11用以感應一個物體與感應模組11的相對位置資訊以產生對應的按鍵訊號及/或軌跡訊號。物體可 以是使用者的手指或是其他用來操作整合輸入裝置的工具。舉例來說，感應模組11可以是一個投射式電容觸控面板，投射電容式觸控面板可以感應使用者的一個或多個手指相對於投射電容式觸控面板的距離，因此可以支援多點觸控，並且可以依據一個或多個手指對應的不同距離來產生不同的輸入訊號。依據本發明精神的感應模組11可以是投射式電容觸控面板、聲波式觸控面板或其他可估計使用者的手指距離的觸控面板，本發明不以此為限。

於本發明一實施例中的鍵盤結構13包含框架131與多個復位按鍵單元133a至133c。請一併參照第3圖，其係依據本發明一實施例中按鍵按壓動作示意圖。如第3圖所示，每個復位按鍵單元可用以定義一個第一參考距離d₁與一個第二參考距離d₂。其中第一參考距離d₁是物體(手指)自然輕觸於復位按鍵單元上時，物體相對於感應模組11的距離。而第二參考距離d₂是物體(手指)用力將復位按鍵單元壓下時，物體相對於感應模組11的距離。而框架131配置於感應模組11上，用以固定每個復位按鍵單元的水平位置。藉此，鍵盤結構13可以定義多個按鍵位置，並定義第一參考距離與第二參考距離，而使用者在使用依據本發明一個或多個實施例實作的整合輸入裝置1時，可以明確地知道自己正按壓於哪一個按鍵上，也可以明確地知道自己對一個按鍵按壓是否可以明確地被整合輸入裝置1所辨識。

於一個實施例中，每個復位按鍵單元可以包含一個鍵帽、一個第一彈片與一個第二彈片。以復位按鍵單元133a為例，復位按鍵單元133a包含鍵帽1331、第一彈片1332a與第二彈片1332b。第一彈片1332a的第一端與第二彈片1332b的第一端連接至鍵帽1331，而第一彈片1332a的第二端與第二彈片1332b的第二端連接至框架131。如此，每個復位按鍵單元在不受外力時可以處於如第2圖所示的自然狀態，從而定義出第一參考距離d₁。並且，以復位按鍵單元133c為例，當有物體(手指)按壓復位按鍵單元133c時，復位按鍵單元133c可以被按壓而定義出第二參考距離d₂。於一實施例中，多個復位按鍵單元與框架可以是以絕緣材料一體成形製成。依據本發明的精神，復位按鍵單元可以不限定於以彈片作為其復位的手段，也可以用彈簧、橡膠或其他可使鍵帽的位置復原的手段。

感應模組11感應一個物體與感應模組11的相對位置資訊以產生對應的按鍵訊號及/或軌跡訊號的方法詳述如下。感應模組11可以偵測一個或多個物體(例如手指)與感應模組11之間的距離。如果有一個物體與感應模組11之間的觸控距離d_t小於一個門檻距離d_th，則感應模組11會進一步依據所儲存的一個鍵盤鍵碼表，去找出前述物體在感應模組11上的投影位置對應到鍵盤結構13上的哪一個復位按鍵單元，以決定鍵盤結構13上的哪一個復位按鍵單元被按壓，從而選 擇性地產生按鍵訊號。其中，門檻距離d_th介於第一參考距離d₁與第二參考距離d₂之間。於一個實施例中，門檻距離d_th可以是第一參考距離d₁與第二參考距離d₂的平均值。於另一個實施例中，門檻距離d_th可以是第二參考距離d₂再加上一個誤差容忍範圍d_err。此外，於一個實施例中，無論是否有按鍵被按壓，感應模組11會偵測一個或多個物體的位置與移動軌跡，以選擇性地產生軌跡訊號。

請回到第2圖，當一個物體(手指)20輕輕放置於復位按鍵單元133c上時，感應模組11偵測到物體20與感應模組11的觸控距離d_t約為第一參考距離d₁，因此判斷復位按鍵單元133c並未被按壓，同時物體20也沒有其他的動作，因此感應模組11不產生任何按鍵訊號也不產生軌跡訊號。

於一實施例中，請一併參照第3圖與第4圖，第4圖係依據本發明另一實施例中按鍵按壓動作示意圖。物體20可以快速地按壓復位按鍵單元133c而後釋放復位按鍵單元133c，如第3圖所示。物體20也可能持續按壓復位按鍵單元133c，如第4圖所示。然而，對於某些復位按鍵單元，使用者並不會以長壓的方式試圖連續輸出同一個復位按鍵單元對應的指令，例如字母、符號或是特定指令。同時，對於另一些復位按鍵單元，例如空白鍵、刪除鍵、方向鍵或是倒退鍵等，使用者往往會以長壓的方式試圖連續輸出同一個指令。因此，當感應模組11偵測到一個物體20對某一個復位按鍵單 元進行按壓時，感應模組11會先送出一次此復位按鍵單元對應的按鍵指令，並偵測此復位按鍵單元被按壓的按壓時間區間。

如果此按壓時間區間大於一個門檻時間區間，則感應模組11依據被按壓的復位按鍵單元決定是否連續送出多個對應的按鍵指令。舉例來說，如果被按壓的復位按鍵單元是空白鍵、倒退鍵、方向鍵或刪除鍵等依據定義「使用者可能慣於長壓按鍵單元以連續送出按鍵指令」的復位按鍵單元，則感應模組11連續多次送出對應的按鍵指令。

如果被按壓的復位按鍵單元是字母鍵、數字鍵、插入鍵(insert)、特定切換鍵(Caps Lock、NumLock等)等依據定義「使用者不可能連續輸出多次」或「使用者不可能以長壓按鍵單元來連續送出按鍵指令」的復位按鍵單元，則感應模組11不會連續送出對應的按鍵指令，而只會送出對應的按鍵指令一次。

於另一實施例中，請參照第5圖及第6圖，第5圖係依據本發明一實施例中的整合輸入裝置操作示意圖，第6圖係依據本發明另一實施例中的整合輸入裝置操作示意圖。如第5圖所示，物體20(手指)可以輕觸復位按鍵單元，並在復位按鍵單元的表面移動而不按壓任何的復位按鍵單元。由於物體20相對於感應模組11的距離大於前述的門檻距離d_th，感應模組11判斷物體20沒有進行按壓復位按鍵單元的動 作。同時由於物體20對於感應模組11的投影位置改變，感應模組11因此依據物體20的投影位置的改變而輸出對應的軌跡訊號。舉例來說，整合輸入裝置1會因此送出一個滑鼠游標移動的軌跡訊號。

另一方面，如第6圖所示，物體20(手指)同時按壓復位按鍵單元並且有移動。由於物體20相對於感應模組11的觸控距離d_t小於前述的門檻距離d_th，感應模組11判斷物體20有進行按壓復位按鍵單元的動作。同時由於物體20對於感應模組11的投影位置改變，感應模組11因此依據物體20的投影位置的改變而輸出對應的軌跡訊號。由於同時有軌跡訊號的輸出，感應模組11對於物體20進行的按壓復位按鍵單元的動作並不是依據鍵盤鍵碼表產生一個按鍵訊號，而是產生一個對應到滑鼠按鍵的按鍵訊號。因此，使用者會觀察到螢幕上所顯示的一個物件，例如資料夾，被點選而被移動。

於在一實施例中，請參照第7圖與第8圖，其係依據本發明一實施例中的整合輸入裝置操作示意圖。如第7圖所示，感應模組11偵測到有兩個復位按鍵單元被物體20所按壓，則感應模組11會依據鍵盤鍵碼表判斷是否有對應於這兩個復位按鍵單元同時被按壓的一個按鍵訊號。舉例來說，如果被按壓的兩個復位按鍵單元分別對應於「Shift鍵」與「A鍵」則輸出大寫英文字母A。又舉例來說，如果被按壓的兩個復位按鍵單元分別對應於「C鍵」與「A鍵」則因為找 不到對應於AC兩鍵同時被按壓的按鍵訊號，因此不輸出。同時，按鍵結合的指令可以由使用者新增至感應模組11所儲存的鍵盤鍵碼表中。

另一方面，如第8圖所示，感應模組11偵測到有三個復位按鍵單元被物體20所按壓，則感應模組11會依據鍵盤鍵碼表判斷是否有對應於這三個復位按鍵單元同時被按壓的一個按鍵訊號。舉例來說，如果被按壓的三個復位按鍵單元分別對應於「Ctrl鍵」、「Alt鍵」與「Del鍵」則輸出一個系統重開機指令。然而，由於三個位置相鄰的按鍵，例如ASW三個按鍵，要被同時按壓的可能性極低，且極有可能是使用者家中寵物造成的誤觸，因此如果有相鄰的三個復位按鍵單元被物體20所按壓，感應模組11可以不作任何判斷且不輸出按鍵訊號或軌跡訊號。

综上所述，依據本發明的一個或多個實施例所實現的整合輸入裝置應用了一個整合輸入方法，關於此整合輸入方法請參照第9A圖，其係依據本發明一實施例的整合輸入方法流程圖。如步驟S910所示，以鍵盤結構定義多個按鍵位置。如步驟S920所示，感應第一物體相對於感應模組的第一投影位置與第一觸控距離。如步驟S930所示，依據第一投影位置、多個按鍵位置與第一觸控距離選擇性地產生按鍵訊號或軌跡訊號。

於另一實施例中，關於本發明中的整合輸入方法 請參照第9B圖，其係第9A圖中步驟S930的流程圖。如步驟S931所示，判斷觸控距離小於門檻距離的按壓時間區間是否小於門檻時間區間。若按壓時間區間小於門檻時間區間，則如步驟S933所示，依據投影位置與前述多個按鍵位置產生按鍵訊號。若按壓時間區間不小於門檻時間區間，則如步驟S935所示，產生軌跡訊號。

綜合以上所述，依據本發明上述多個實施例所提出整合輸入裝置及其方法，將行動運算裝置中的鍵盤與觸控板整合在一起，因此在體積及面積上都大大的低於現有的鍵盤與觸控板的總和。同時，此整合輸入裝置具有符合一般使用者習慣的鍵盤結構，可以讓使用者清楚地了解一個按鍵是否被按壓。此外，此整合輸入裝置針對不同的按壓型態，定義了多個對應的動作，同時也定義了誤觸發的狀態。藉此，此整合輸入裝置可以預防可能的誤觸發狀態。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (9)

1. 一種整合輸入裝置，包含：一感應模組，用以偵測一物體與該感應模組的一相對位置資訊以產生對應的一按鍵訊號或一軌跡訊號；以及一鍵盤結構，配置於該感應模組之上，該鍵盤結構包含：一框架，配置於該感應模組之上；以及多個復位按鍵單元，位於該框架之上，用以定義相對於該感應模組的一第一參考距離與一第二參考距離。
2. 如請求項1所述的整合輸入裝置，其中每一該復位按鍵單元包含一鍵帽、一第一彈片與一第二彈片，該第一彈片的第一端與該第二彈片的第一端連接於該鍵帽，該第一彈片的第二端與該第二彈片的第二端連接於該框架。
3. 如請求項2所述的整合輸入裝置，其中該相對位置資訊包含該物體相對於該感應模組的一觸控距離，以及該物體於該感應模組的一投影位置。
4. 如請求項2所述的整合輸入裝置，其中該框架與該些復位按鍵單元係一體成形。
5. 如請求項2所述的整合輸入裝置，其中該框架與該些復位按鍵單元的材料係絕緣材料。
6. 一種整合輸入方法，包含：以一鍵盤結構定義多個按鍵位置；偵測一第一物體相對於一感應模組的一第一投影位置與一第一觸控距離；以及依據該第一投影位置、該些按鍵位置與該第一觸控距離選擇性地產生一按鍵訊號或一軌跡訊號。
7. 如請求項6所述的整合輸入方法，更包含以該鍵盤結構定義該物體相對於一感應模組的一第一參考距離與該物體相對於該感應模組的一第二參考距離，其中該第一參考距離大於該第二參考距離，並且更依據該第一參考距離與該第二參考距離以選擇性地產生該按鍵訊號或該軌跡訊號。
8. 如請求項6所述的整合輸入方法，更包含偵測一第二物體相對於該感應模組的一第二投影位置與一第二觸控距離，並且更依據該第二投影位置與該第二觸控距離選擇性地產生該按鍵訊號或該軌跡訊號。
9. 如請求項6所述的整合輸入方法，其中在依據該第一投影位置、該些按鍵位置與該第一觸控距離選擇性地產生該按鍵訊號或該軌跡訊號的步驟中包含：判斷該第一觸控距離小於一門檻距離的一按壓時間區間是否小於一門檻時間區間； 若該按壓時間區間小於該門檻時間區間，依據該第一投影位置與該些按鍵位置產生該按鍵訊號；以及若該按壓時間區間不小於該門檻時間區間，產生該軌跡訊號。