TWI478034B - 按鍵觸發方法 - Google Patents

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Description

按鍵觸發方法
本發明係關於一種鍵盤的按鍵觸發方法。
隨著科技的進步，觸控面板的應用越來越普及，特別在於電容式的觸控面板。一般來說，電容式觸控面板係根據電容感應的方式，偵測面板上電容值的變化的位置，再經由處理器轉換成座標來取得碰觸的位置資訊，最終再轉換成實際運用的位置(例如：鍵盤上的字母或滑鼠點擊的位置)。
然而，電容式的觸控面板為一光滑的平面，不同於傳統機械式鍵盤的方式，只要手指稍有觸碰便會有所感應，如此一來，使用者無法延續一般使用機械式鍵盤的習慣，先碰觸到目標位置再按下的使用方式，必需正確先從肉眼觀察選定欲點選的位置，因此誤觸或點錯位置的情況經常發生。
有鑑於此，大部分電容式觸控面板的應用，特別在於電容式觸控鍵盤的部分，常見的觸發方式是當偵測到使用者按壓位置後，不會即時將按壓位置的字母資訊直接送出，會欲先顯示於螢幕上直到手指放開後，再將最終停留位置資訊所代表的字母資訊送出。舉例來說，當一使用者欲點選『H』字母時，使用者可以透過單一手指先觸碰任何位置，只要在該單一手指不放開的情況下，透過滑行的方式移至正確的位置，就不會產生誤選字的情況發生。
不過，對於習慣使用傳統機械式鍵盤，特別在於使用 十指同時打字的使用者來說，上述的方法完全無法適用。舉例來說，一般熟練打字的使用者，雖然瞬間只有一根手指是用來按壓欲點選的字母，但其餘九隻手指仍放置對應字母按鍵的準備位置，相較單一手指得打字方式可以增加打字的速度。
因此，是否有一種機制或裝置能夠將電容式觸控鍵盤可以模擬傳統機械式鍵盤，讓使用者可以先碰觸到目標位置再按下的打字方式，來降低誤觸或點錯位置的機率，讓電容式觸控鍵盤除了保有自己的優點外，也可以延續模擬傳統機械式鍵盤的優點。
鑒於上述之缺點與發明動機，本發明人亟盡思量，終於開發出本發明。本發明之一範疇在於揭露一種應用於觸控面板之按鍵觸發方法，其透過偵測使用者按壓(press)按鍵的狀況，模擬傳統機械式鍵盤於使用上具有接觸、按下與未接觸的三種狀態。
本發明按鍵觸發方法透過接收一按壓訊號，令一鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個參考值，再根據該些參考值計算出一變化值，並根據一預設規則取得一按鍵狀態。當該按鍵狀態為一接觸狀態時，則發送一提示訊號用以表示該位置資訊，當該按鍵狀態為一按下狀態時，則發送該位置資訊。
根據本發明之一實施例，一種應用於電容式觸控鍵盤的按鍵觸發方法，其包括步驟有：接收一按壓訊號，令該 電容式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個電容值；根據該些電容值計算一電容變化值，以取得一按鍵狀態；當該按鍵狀態為一接觸狀態(key touched)時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；當該按鍵狀態為一按下狀態(key down)時，則發送該位置資訊。
根據本發明之另一實施例，一種應用於遮蔽式鍵盤的按鍵觸發方法，其包括步驟：接收一按壓訊號，令該遮蔽式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個面積值；根據該些面積值計算一面積變化值，以取得一按鍵狀態；當該按鍵狀態為一接觸狀態時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；及當該按鍵狀態為一按下狀態時，則發送該位置資訊。
因此，透過上述之方法，本發明利用參考值設定與其變化量將鍵盤按壓狀態區分為接觸、按下與未接觸的三種狀態，藉此模擬傳統機械式鍵盤於使用上，習慣先碰觸到目標位置再按下的使用習慣。
以下係以實施例揭露本發明之按鍵觸發方法應用於不同類型之鍵盤，來模擬傳統機械式鍵盤於使用上具有接觸、按下與未接觸的三種狀態。
請參考第1與2圖所示，第1圖是本發明按鍵觸發方法之一實施例的流程圖，第2圖為對應第1圖電容值變化之一實施例的波形示意圖。於此實施例，按鍵觸發方法係應用於一電容式觸控鍵盤，其包括步驟有：S10接收一按壓 訊號，令該電容式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個電容值；S12根據該些電容值計算一電容變化值，以取得一按鍵狀態；S14當該按鍵狀態為一接觸狀態(key touched)時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；及S16當該按鍵狀態為一按下狀態(key down)時，則發送該位置資訊。
當一使用者碰觸該電容式觸控鍵盤，該電容式觸控鍵盤會因為使用者的觸碰產生電容效應，進而探知使用者所碰觸的位置，亦即，如步驟S10所述，該電容式觸控鍵盤根據電容效應所產生的電容值取得對應之手指觸碰的位置資訊，此位置資訊對應於一按鍵位置。
然而，為了降低誤觸或系統運算的負擔，一般來說，該電容式觸控鍵盤會預設有一接觸門檻值Cth ，當電容效應所產生之電容值低於該接觸門檻值Cth 時，則會被視為雜訊或直接被忽略掉，於此定義為未接觸狀態。換言之，唯有高於該接觸門檻值Cth 的電容值，才會被認定為有效的按壓。因此，於步驟S10所述之按壓訊號所對應之該些電容值至少大於或等於預設之接觸門檻值Cth 。而此預設的接觸門檻值Cth 的大小，本案技術領域之具有通常技藝人士所知悉，接觸門檻值Cth 的設定取決於精確度與靈敏度之間的平衡，接觸門檻值Cth 設定越高則精確度越高，反之，接觸門檻值Cth 設定越低則靈敏度越高。
請另搭配參考第2及3圖所示，第3圖為第1圖中步驟S12之一實施例的步驟流程圖。根據一實施例，步驟S12透過使用者按壓按鍵的速度來判定鍵盤的按壓狀態，其包 括步驟：S120根據該些電容值計算一按壓速率值Vp ；S122比較該按壓速率值Vp 與一按壓速率門檻值Vth ；S124當該按壓速率值Vp 大於該按壓速率門檻值Vth 時，設定該按鍵狀態為該按下狀態；S126當該按壓速率值Vp 小於該按壓速率門檻值Vth 時，設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
為了模擬對應傳統機械鍵盤的按鍵，讓使用者可以先尋找欲按壓得的位置(例如：字母位置)後再施力按下，透過電容值與手指接觸面積成正比的特性，當手指施力往下勢必會對手指相對鍵盤會產生擠壓而讓接觸面積增加，使得感應電容的電容值上升，藉此利用電容值的變化量來判斷手指按下的速度。
簡單來說，如第2圖所示，於第一時間t1 與第二時間t2 的時間區間內，當電容值變化的曲線斜率大於預設斜率值，即表示使用者的按壓速率值Vp 大於預設之按壓速率門檻值Vth ，據此，按壓速率值Vp 可以下列關係式表示：
其中，C1為第一時間的電容值，C2為第二時間的電容值，△T為時間區間，△C為電容值變化量。
另外，上述之判斷按鍵狀態的方法透過使用者按壓的速度，搭配第4與5圖所示之另一實施例，第4圖為第1圖中步驟S12之另一實施例的步驟流程圖，第5圖為對應第4圖電容值變化之一實施例的波形示意圖。
步驟S12可透過設定固定的時間間隔，判斷電容值大小來取得按鍵狀態，於另一實施例，步驟S12包括步驟： S130設定至少一固定時間區塊(time segment)；S132取得各該固定時間區塊對應之電容值；S134比較至少一固定時間區塊之一平均電容值與一第二電容門檻值Cth2 ；S136當該平均電容值大於該第二電容門檻值Cth2 ，則設定該按鍵狀態為該按下狀態；及S138當該平均電容值小於該第二電容門檻值Cth2 ，則設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
當步驟S134所設定取得電容值為單一固定時間區塊，則上述之平均電容值為該電容值，同理，當取得之電容值來自多個固定時間區塊，則平均電容值為總電容值除以固定時間區塊的數量。
舉例來說，假設步驟S134是以3個時間區塊為單位，則只要在連續3個時間區塊的平均電容值大於第二電容門檻值Cth2 則判定為按下狀態；如第5圖所示，第1~3時間區塊為按下狀態，第4~6時間區塊為接觸狀態，而第7~9時間區塊為按下狀態，雖然第8和9時間區塊之電容量低於第二電容門檻值Cth2 ，但第7~9時間區塊的平均電容值仍大於第二電容門檻值Cth2 ，故仍判定為按下狀態。再者，第10~12時間區塊因電容值皆低於接觸門檻值Cth ，根據步驟S10所述，未達有效碰觸，故會直接被認定為未接觸狀態。
因此，透過上述步驟S10與S12的方式，本發明之按鍵觸發方法可以模擬傳統機械式鍵盤於使用上具有接觸、按下與未接觸的三種狀態。
由於電容式觸控鍵盤無法作到傳統機械式鍵盤中，各按鍵可以有彈跳的效果，或是按鍵與按鍵之間有間隔空間，而讓使用者很清楚知道自己手指目前停留的位置。有 鑑於此，步驟S14告知使用者目前手指觸模的位置所代表的資訊。
舉例來說，當按鍵狀態為觸模狀態時，可透過螢幕顯示的方式將字母顯示，改變一般使用者在使用電容式觸控鍵盤時，必須看著自己手指按壓的位置，避免因為誤觸而產生有錯字的情況發生。
該提示訊號可為多種形式，包括單一或其組合的方式，例如，該提示訊號可為一影像、一聲音、一語音或是一震動。根據不同位置資訊，搭配不同提示訊號的種類或組合。舉例來說，當一使用者將手指觸碰到『A』字母鍵的位置時，可透過語音的方式讀出『A』這個字母，讓使用者不需要看著鍵盤打字。
值得注意的是，當提示訊號為聲音、語音或震動的方式，其應用可以造福視障朋友，增進使用上的方便性。因為大多數的視障朋友所熟悉的文字符號是點字，為了不改變他們原本的輸入習慣，可透過在電容式鍵盤的接觸表面上進行點字設計，這是目前一般電容式鍵盤無法達成之功效。
請參考第6圖，第6圖為本發明按鍵觸發方法之另一實施例的流程圖。其原理概念與上述之實施例類似，而不同之處在於本實施例應用於遮蔽式(例如投影鍵盤或其他)鍵盤，遮蔽式鍵盤利用手指遮蔽面積來進行觸發。因此透過指尖(觸碰)與指腹(按壓)面積大小的差異，亦可達到模擬傳統機械式鍵盤於使用上具有接觸、按下與未接觸的三種狀態。
於此實施例，按鍵觸發方法包括步驟：S20接收一按壓訊號，令該遮蔽式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個面積值；S22根據該些面積值計算一面積變化值，以取得一按鍵狀態；S24當該按鍵狀態為一接觸狀態時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；及S26當該按鍵狀態為一按下狀態時，則發送該位置資訊。
類似上述電容式鍵盤的實施例，步驟S20另包括一接觸面積門檻值，當接受到的面積未超過該接觸面積門檻值，則會被視為雜訊或直接被忽略掉，於此定義為未接觸狀態。
請配合參考第6與7圖所示，第7圖為第6圖步驟22之子步驟的流程圖。根據一實施例，步驟S22包括步驟：S220設定至少一固定時間區塊；S222取得各該固定時間區塊對應之面積值；S224比較至少一固定時間區塊之一平均面積值與一第二面積門檻值；S226當該平均面積值大於該第二面積門檻值，則設定該按鍵狀態為該按下狀態；及S228當該平均面積值小於該第二面積門檻值，則設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
當步驟S228所設定取得面積值為單一固定時間區塊，則上述之平均電容值即為該對應之面積值，同理，當取得之面積值來自多個固定時間區塊，則平均面積值為總遮蔽面積除以固定時間區塊的數量。而步驟S24與S26則與上述步驟S14與S16相同，則不再加以累述。
因此，透過上述的步驟，本發明之按鍵觸發方法可透過參考值的設定將鍵盤的按鍵狀態分為接觸、按下與未接 觸的三種狀態，藉此模擬傳統機械式鍵盤於使用上，習慣先碰觸到目標位置再按下的使用習慣。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能用以限定本發明可實施之範圍，凡知悉本案領域具有通常技藝人士所明顯可作的變化與修飾，皆應視為不悖離本發明之實質內容。
t1 ‧‧‧第一時間點
t2 ‧‧‧第二時間點
C1 ‧‧‧第一時間點電容值
C2 ‧‧‧第二時間點電容值
Cth ‧‧‧接觸門檻值
Cth2 ‧‧‧第二電容門檻值
Vp ‧‧‧按壓速率值
Vth ‧‧‧按壓速率門檻值
第1圖是本發明按鍵觸發方法之一實施例的流程圖。
第2圖為對應第1圖電容值變化之一實施例的波形示意圖。
第3圖為第1圖中步驟S12之一實施例的步驟流程圖。
第4圖為第1圖中步驟S12之另一實施例的步驟流程圖。
第5圖為對應第4圖電容值變化之一實施例的波形示意圖。
第6圖為本發明按鍵觸發方法之另一實施例的流程圖。
第7圖為第6圖中步驟S22之一實施例的步驟流程圖。

Claims (9)

  1. 一種按鍵觸發方法，係應用於一電容式觸控鍵盤，其包括步驟：接收一按壓訊號，令該電容式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個電容值；根據該些電容值計算一電容變化值，以取得一按鍵狀態；當該按鍵狀態為一接觸狀態時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；當該按鍵狀態為一按下狀態時，則發送該位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵觸發方法，其中，該根據該些電容值計算一電容變化值，以取得一按鍵狀態的步驟，係包括：根據該些電容值計算一按壓速率值；比較該按壓速率值與一按壓速率門檻值；當該按壓速率值大於該按壓速率門檻值時，設定該按鍵狀態為該按下狀態；及當該按壓速率值小於該按壓速率門檻值時，設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵觸發方法，其中，該按壓速率值的計算由下列關係式表示：；其中 VP 為該按壓速率值、t1 為第一時間點、t2 為第二時間點、C1 為t1 的電容值、C2 為t2 的電容值、△T為時間區間以及△C為電容值變化量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵觸發方法，其中，該根據該些電容值計算一電容變化值，以取得一按鍵狀態的步驟，係包括：設定至少一固定時間區塊；取得各該時間區塊對應之該電容值；比較至少一時間區塊之一平均電容值與一第二電容門檻值；當該平均電容值大於該第二電容門檻值，則設定該按鍵狀態為該按下狀態；及當該平均電容值小於該第二電容門檻值，則設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵觸發方法，其中，該平均電容值為自該些固定時間區塊取得之該電容值的總和除以該時間區塊的數量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵觸發方法，其中，該電容式觸控鍵盤具有一點字結構的設計，以供一視障者使用。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵觸發方法，其中， 該提示訊號為一影像、一聲音、一語音或一震動訊號。
  8. 一種按鍵觸發方法，係應用於一遮蔽式觸控鍵盤，其包括步驟：接收一按壓訊號，令該遮蔽式觸控鍵盤根據該按壓訊號取得一位置資訊與多個面積值；根據該些面積值計算一面積變化值，以取得一按鍵狀態；當該按鍵狀態為一接觸狀態時，則發送一提示訊號，用以表示該位置資訊；及當該按鍵狀態為一按下狀態時，則發送該位置資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之按鍵觸發方法，其中，該根據該些面積值計算一面積變化值，以取得一按鍵狀態的步驟，係包括：設定至少一固定時間區塊；取得各該時間區塊對應之面積值；比較至少一固定時間區塊之一平均面積值與一第二面積門檻值；當該平均面積值大於該第二面積門檻值，則設定該按鍵狀態為該按下狀態；及當該平均面積值小於該第二面積門檻值，則設定該按鍵狀態為該接觸狀態。
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