TWI807385B

TWI807385B - 鍵盤偵測方法

Info

Publication number: TWI807385B
Application number: TW110129382A
Authority: TW
Inventors: 李建興
Original assignee: 達方電子股份有限公司
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-07-01
Also published as: TW202307622A

Abstract

一種鍵盤偵測方法，用以偵測鍵盤之按鍵。該方法包含使用第一頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用低於該第一頻率之第二頻率取代該第一頻率；使用該第二頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之第二電壓；及根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況。

Description

鍵盤偵測方法

一種鍵盤偵測方法，尤指一種可根據按鍵回傳之電壓判斷是否發生異常狀況，且據以調整掃描頻率或操作時段之鍵盤偵測方法。

當前之鍵盤種類甚多，包含機械軸、光軸、磁軸、薄膜等。鍵盤之按鍵有其使用壽命，以薄膜鍵盤為例，當使用一段時間後，其下壓及回彈之速度將逐漸變慢，導致回傳的電壓逐漸產生誤差。於此階段，鍵盤未必完全故障，但例如非預期之雙擊等問題的發生率會逐漸上升，導致精確度下降。

此外，目前於產線端仍欠缺可檢測按鍵之解決方案，故於生產時以及出貨後，皆難以對於按鍵進行偵測，及據以調整操作上之設定。因此，造成檢測上的困難，也有損於使用上的體驗。

實施例提供一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，該方法包含使用一第一頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二頻率取代該第一頻率；使用該第二頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；及根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況。該第二頻率低於該第一頻率。

實施例提供一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，該方法包含使用一第一操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二操作時段取代該第一操作時段；使用該第二操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；及根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況。該第二操作時段長於該第一操作時段。

為了減少上述之本領域難題，實施例可提供鍵盤偵測方法，如下所述。下文以薄膜鍵盤及光軸鍵盤為例，說明鍵盤偵測方法之操作原理，但實施例之鍵盤偵測方法不限於用於薄膜鍵盤及光軸鍵盤，亦可用於機械軸鍵盤及磁軸鍵盤等。

第1圖為實施例中，以控制器105偵測鍵盤100之示意圖。控制器105可透過輸出訊號線OUT1至OUTn發送控制訊號S1至Sn，再透過輸入訊號線IN1至INm，接收來自鍵盤100之按鍵之電壓V1至Vm，以使控制器105根據接收的電壓判斷按鍵是否被按壓。第1圖之舉例中，按鍵數量可為m × n，其中m及n為大於零之正整數。控制器105可為微控制器（MCU）或適宜的控制器。第1圖係用以示意，而非用以限制鍵盤之各部位的尺寸及比例。

第2圖為第1圖之鍵盤100的按鍵110之示意圖。第2圖係以薄膜鍵盤為例，以助於理解，但實施例不限於此。第2圖係用以示意，而非用以限制按鍵之各部位的尺寸及比例。按鍵110可包含上蓋115，圓頂部120，作動柱125，上層薄膜133，中層薄膜135及下層薄膜137。上層薄膜133可連接於輸出訊號線OUT1至OUTn之一，以接收控制訊號Si。下層薄膜137可連接於輸入訊號線IN1至INm之一，以輸出電壓Vj。

當按鍵110未被按壓時，上層薄膜133不接觸下層薄膜137，故下層薄膜137不產生電壓。當按鍵110被按壓時，作動柱125可推動上層薄膜133，穿過中層薄膜135之缺口，碰觸下層薄膜137，以使下層薄膜137根據控制訊號Si，產生電壓Vj，其中i、j為正整數，0 ＜ i ≤ n，且0 ＜ j ≤ m。

為了降低耗電，控制器105並不會持續輸出控制訊號S1至Sn及接收電壓V1至Vm，而是可根據預定頻率，週期性地輸出控制訊號S1至Sn至鍵盤100及接收來自鍵盤之電壓V1至Vm。

舉例而言，控制器105可根據第一頻率（表示為F1）依序透過輸出訊號線OUT1至OUTn發送控制訊號S1至Sn。其中發送兩個訊號之間，可間隔一時段（表示為T1），且T1=1/F1。換言之，控制器105可根據第一頻率F1，以掃描方式依序偵測訊號線OUT1至OUTn所對應的按鍵。當按鍵110經過一段時間之使用，因機械構造老化，電壓Vj之位準可能略有偏差，導致偵測鍵盤之精確度下降。

舉例來說，若電壓Vj為高位準觸發（high-level triggered），則電壓Vj須高於高預定位準，控制器105才判定鍵盤110受到按壓。舉例而言，若操作電壓為3伏特，高預定位準可為3伏特之70％；換言之，若電壓Vj為高位準觸發，則電壓Vj須高於2.1伏特，控制器105才判定鍵盤110受到按壓。然而，當按鍵110經過一段時間之使用，電壓Vj之位準可能略有偏差，例如已低於操作電壓之75％，雖仍可被控制器105測量，但電壓Vj已偏低，而導致偵測的精確度下降。

於另一個例子中，若電壓Vj為低位準觸發（low-level triggered），則電壓Vj須低於低預定位準，控制器105才判定鍵盤110受到按壓。舉例而言，若操作電壓為3伏特，低預定位準可為3伏特之30％；換言之，若電壓Vj為低位準觸發，則電壓Vj須低於0.9伏特，控制器105才判定鍵盤110受到按壓。然而，當按鍵110經過一段時間之使用，電壓Vj之位準可能略有偏差，例如已高於操作電壓之25％，雖仍可被控制器105測量到，但電壓Vj已偏高，而導致偵測的精確度下降。

當按鍵110經過一段時間之使用，導致電壓Vj已略有偏差，若仍根據上述的第一頻率F1，以掃描方式依序偵測訊號線OUT1至OUTn所對應的按鍵，可能造成控制器105之偵測精確度下降。例如，當按鍵110僅被按壓一次，控制器105可能誤判為按壓兩次；又例如，當按鍵110被按壓，控制器105可能誤判為未被按壓。

因此，當偵測到電壓Vj已有偏差，可調整偵測鍵盤100之頻率或按鍵之操作時段，以將電壓Vj調整為調整後電壓Vj’（示於第1圖），以提高偵測的精確度，如下文所述。

第3圖為實施例中，用以偵測鍵盤100之按鍵110的鍵盤偵測方法300之流程圖。第4圖為第3圖中，調整掃描鍵盤100之頻率F的示意圖。第4圖僅為舉例，以說明頻率F之調整，但頻率F的調整次數不限於此。第3圖之鍵盤偵測方法300可包含以下步驟。

步驟305：開始；

步驟310：使用頻率F掃描鍵盤100以接收按鍵110傳送之電壓Vj；

步驟320：根據電壓Vj判斷是否發生異常狀況；若是，進入步驟330；若否，進入步驟399；

步驟330：調整頻率F；

步驟335：使用調整後之頻率F掃描鍵盤100以接收按鍵110傳送之調整後電壓Vj’；

步驟340：根據調整後電壓Vj’判斷是否發生異常狀況；若是，進入步驟350；若否，進入步驟360；

步驟350：判斷頻率F是否達到預設頻率；若是，進入步驟370；若否，進入步驟330；

步驟360：儲存頻率F，進入步驟399；

步驟370：發送警示；及

步驟399：結束流程。

以下以舉例方式，說明第3圖的步驟。舉例而言，步驟310的頻率F可為上述的第一頻率F1，且電壓Vj可為第一電壓。

根據實施例，步驟310之電壓Vj可為按鍵110未被按壓時透過電性耦合而產生的電壓，或是按鍵110被按壓時根據控制訊號Si產生的電壓。

步驟320中，控制器105可根據電壓Vj（例如第一電壓）判斷是否發生異常狀況。若電壓Vj為高位準觸發，則當電壓Vj低於門檻值（例如，但不限於，操作電壓之75％），可於步驟320判斷已發生異常狀況。此外，若電壓Vj為低位準觸發，則當電壓Vj高於門檻值（例如，但不限於，操作電壓之25％），可於步驟320判斷已發生異常狀況。根據實施例，控制器105內嵌或外接之類比轉數位轉換器（ADC）可將電壓Vj轉為數位訊號，以偵測是否發生異常狀況。

若於步驟320判斷未發生異常狀況，可進入步驟399結束流程。若於步驟320判斷已發生異常狀況，可於步驟330調整頻率F。例如，如第4圖所示，可用第二頻率F2取代第一頻率F1（原本的頻率F），其中，第二頻率F2低於第一頻率F1。

步驟335中，可用更新後的頻率F（例如第二頻率F2）掃描鍵盤100，以接收按鍵110傳送之調整後電壓Vj’（例如第二電壓）。換言之，於步驟335中，可使用比步驟310中更低的頻率掃描鍵盤100。

若於步驟340中，根據調整後電壓Vj’判斷未發生異常狀況，表示更新後的頻率F（例如第二頻率F2）為可用頻率，則可進入步驟360儲存頻率F，以供之後使用。

若於步驟340中，根據調整後電壓Vj’判斷仍發生異常狀況，表示更新後的頻率F（例如第二頻率F2）須再調降。然而，用以掃描鍵盤100之頻率具有下限值，未必允許調降。因此，可進入步驟350，以判斷更新後的頻率F是否已達到預設頻率，例如已接近頻率之下限值，而不允許再調降。用以掃描鍵盤100之頻率的下限值，舉例而言，可對應於週期6毫秒（msec）。

於步驟350中，若判斷步驟335及步驟340使用的頻率F已達預設頻率，表示頻率F已不允許再調降，但仍於步驟340偵測到異常狀況，故可進入步驟370，以發送警示。例如，可發送訊息以告知使用者或製造商，鍵盤100發生異常狀況，須除錯、檢修或更換。

於步驟350中，若判斷步驟335及步驟340使用的頻率F未達預設頻率，表示頻率F尚可再調降，因此，可進入步驟330，再度調整此時的頻率F。例如，如第4圖所示，可從第二頻率F2調至第三頻率F3，其中第三頻率F3低於第二頻率F2。執行步驟330後，再進入步驟335及步驟340，以檢查是否仍發生異常狀況：若未發生異常狀況，表示此時的頻率F（例如第三頻率F3）已為可用的頻率；而若發生異常狀況，則須進入步驟350再度執行檢查。

第3圖之方法可適用於薄膜鍵盤等。藉由第3圖中具有迴圈的流程，可動態調整用以掃描鍵盤100的頻率，以提高偵測按鍵110之按壓的正確性，及改善使用時的體驗。

第5圖為另一實施例中，按鍵400之示意圖。第5圖之按鍵400可例如為光軸按鍵或磁軸按鍵，包含上蓋415、遮蔽部425、發射元件410及接收元件420。第5圖係用以示意，而非用以限制按鍵之各部位的尺寸及比例。當按鍵400未被按壓時，發射元件410可發射電磁波W至接收元件420；而當按鍵400被按壓時，遮蔽部425可遮蔽電磁波W。藉由接收元件420接收或未接收電磁波W之時段長度，可產生電壓Vj以使控制器105判斷按鍵400是否被按壓。經一段時間之使用，第5圖之按鍵400可能尚可被偵測，但精確度須調整，故可執行第6圖之方法，以調整致能發射元件410及接收元件420之至少一者的操作時段。

第6圖為另一實施例中，鍵盤偵測方法500的流程圖。第7圖為第6圖中，調整按鍵收發電磁波的操作時段P的示意圖。第7圖僅為舉例，以說明操作時段P之調整，但操作時段P的調整次數不限於此。鍵盤偵測方法500可用以偵測第5圖之按鍵400，包含以下步驟。

步驟505：開始；

步驟510：使用操作時段P偵測鍵盤以接收按鍵400傳送之電壓Vj；

步驟520：根據電壓Vj判斷是否發生異常狀況；若是，進入步驟530；若否，進入步驟599；

步驟530：調整操作時段P；

步驟535：使用調整後之操作時段P偵測鍵盤以接收按鍵400傳送之調整後電壓Vj’；

步驟540：根據調整後電壓Vj’判斷是否發生異常狀況；若是，進入步驟550；若否，進入步驟560；

步驟550：判斷操作時段P是否已達預設長度？若是，進入步驟570；若否，進入步驟530；

步驟560：儲存操作時段P，進入步驟599；

步驟570：發送警示；及

步驟599：結束。

鍵盤偵測方法500可相似於第3圖之鍵盤偵測方法300，然而鍵盤偵測方法500係用以調整致能發射元件410及接收元件420之至少一者的操作時段P，而非調整第3圖所述的頻率F。根據實施例，步驟510中，係於按鍵400被按壓時接收電壓Vj。舉例而言，步驟510之操作時段P，可為發射元件410被致能以發射電磁波W及/或接收元件420被致能以接收電磁波W之操作時段。舉例而言，發射元件410可為發光二極體，且接收元件420可為光敏二極體。於另一例中，發射元件410可產生磁力線，且接收元件420可為磁感應元件，例如霍爾感應器。舉例而言，發射元件410及接收元件420可設置於印刷電路板裝配（PCBA）。

步驟520中，若判斷已發生異常狀況，可於步驟530加長操作時段P。例如第7圖所示，將操作時段P由第一操作時段P1調整為第二操作時段P2，其中第二操作時段P2長於第一操作時段P1。藉由加長操作時段P，可改善控制器105偵測按鍵400之精確度。

於步驟540中，若根據調整後電壓Vj’，未發生異常狀況，可於步驟560儲存當時的操作時段P以供之後使用。

若於步驟540中，判斷發生異常狀況，可於步驟550檢查操作時段P是否已達預設長度。若操作時段P未達預設長度，表示操作時段P可允許再加長，可進入步驟530以調整操作時段P，例如可將操作時段P由第二操作時段P2調整為第三操作時段P3，其中第三操作時段P3長於第二操作時段P2。

若於步驟550中，操作時段P已達預設長度，表示操作時段P已接近上限值而不允許再加長。由於此時根據調整後電壓Vj’仍發生異常狀況，且操作時段P已不可再加長，故可進入步驟570發送警示，提醒須維修或更換鍵盤。

藉由第6圖中具有迴圈的流程，可動態調整按鍵400中收發電磁波之操作時段，以提高偵測按鍵400之按壓的正確性，及改善使用時的體驗。

綜上，實施例提供之鍵盤偵測方法可動態調整偵測鍵盤使用的頻率及操作時段，對於精確度已下降的鍵盤，可有效地改善偵測之精確度，且可適時發出警示，故對於改善生產線上或使用者端之檢測，以及改善使用上的體驗，實有助益。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100:鍵盤 105:控制器 110,400:按鍵 115:上蓋 120:圓頂部 125:作動柱 133:上層薄膜 135:中層薄膜 137:下層薄膜 300,500:鍵盤偵測方法 305至399,505至599:步驟 410:發射元件 415:上蓋 420:接收元件 425:遮蔽部 F1,F2,F3,F:頻率 IN1至INm,INj:輸入訊號線 OUT1至OUTn,OUTi:輸出訊號線 P1,P2,P3,P:操作時段 S1至Sn,Si:控制訊號 V1至Vm,Vj:電壓 Vj':調整後電壓

第1圖為實施例中，控制器偵測鍵盤之示意圖。第2圖為第1圖之鍵盤的按鍵之示意圖。第3圖為實施例中，鍵盤偵測方法之流程圖。第4圖為第3圖中，調整掃描鍵盤之頻率的示意圖。第5圖為另一實施例中，按鍵之示意圖。第6圖為另一實施例中，鍵盤偵測方法的流程圖。第7圖為第6圖中，調整按鍵收發電磁波之操作時段的示意圖。

300:鍵盤偵測方法

305至399:步驟

Claims

一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，包含：使用一第一頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二頻率取代該第一頻率；使用該第二頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況；若根據該第二電壓判斷發生該異常狀況，判斷該第二頻率是否達到一預設頻率；若該第二頻率未達該預設頻率，使用一第三頻率取代該第二頻率；使用該第三頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第三電壓；及根據該第三電壓判斷是否發生該異常狀況；其中該第二頻率低於該第一頻率，及該第三頻率低於該第二頻率。
一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，包含：使用一第一頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二頻率取代該第一頻率；使用該第二頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況；若根據該第二電壓判斷發生該異常狀況，判斷該第二頻率是否達到一預設頻率；及若該第二頻率已達該預設頻率，發送一警示；其中該第二頻率低於該第一頻率。
一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，包含：使用一第一頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二頻率取代該第一頻率；使用該第二頻率掃描該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況；及若根據該第二電壓判斷未發生該異常狀況，儲存該第二頻率；其中該第二頻率低於該第一頻率。
如請求項1、2或3所述的鍵盤偵測方法，其中係於該按鍵未被按壓時接收該第一電壓。
如請求項1、2或3所述的鍵盤偵測方法，其中當該第一電壓低於一門檻值，判斷已發生該異常狀況。
如請求項1、2或3所述的鍵盤偵測方法，其中當該第一電壓高於一門檻值，判斷已發生該異常狀況。
一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，包含：使用一第一操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二操作時段取代該第一操作時段；使用該第二操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況；若根據該第二電壓判斷發生該異常狀況，判斷該第二操作時段是否達到一預設長度；若該第二操作時段未達該預設長度，使用一第三操作時段取代該第二操作時段；使用該第三操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第三電壓；及根據該第三電壓判斷是否發生該異常狀況；其中該第二操作時段長於該第一操作時段，及該第三操作時段長於該第二操作時段。
一種鍵盤偵測方法，用以偵測一鍵盤之一按鍵，包含：使用一第一操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第一電壓；根據該第一電壓判斷是否發生一異常狀況；若根據該第一電壓判斷發生該異常狀況，使用一第二操作時段取代該第一操作時段；使用該第二操作時段偵測該鍵盤以接收該按鍵傳送之一第二電壓；根據該第二電壓判斷是否發生該異常狀況；若根據該第二電壓判斷發生該異常狀況，判斷該第二操作時段是否達到一預設長度；及若該第二操作時段已達該預設長度，發送一警示；其中該第二操作時段長於該第一操作時段。
如請求項7或8所述的鍵盤偵測方法，其中該第一操作時段包含：一發光二極體被致能以發射電磁波的時段；及/或一光敏二極體被致能以接收電磁波之時段。
如請求項1、2、3、7或8所述的鍵盤偵測方法，其中係於該按鍵被按壓時接收該第一電壓。