測單元120能夠量測壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓V TOT。
[0040] 于量測模式下，量測單元120會先量測壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓Vqut是否超 過預(yù)設(shè)電壓值，以避免因?yàn)閴弘姴牧螾Z所具有的背景電壓值而產(chǎn)生誤動作。實(shí)際上，此預(yù) 設(shè)電壓值可以是系統(tǒng)預(yù)設(shè)或由使用者設(shè)定，并無特定的限制。
[0041] 若量測單元120的量測結(jié)果為壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓Vott并未超過預(yù)設(shè) 電壓值，則量測單元120繼續(xù)量測壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓V qut;若量測單元120的量 測結(jié)果為壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓Vqut已超過預(yù)設(shè)電壓值，代表壓電材料PZ受外力 F的作用而變形并產(chǎn)生足夠大的輸出電壓Vtot，此時量測單元120會開始計(jì)時預(yù)定量測時段 并于預(yù)定量測時段內(nèi)持續(xù)量測輸出電壓V tot，再由微處理器122根據(jù)輸出電壓Vtot于預(yù)定量 測時段內(nèi)的變化情形得到最大電壓值。
[0042] 舉例而言，如圖3所示，于時間9毫秒（ms)之前，由于未受外力按壓，壓電材料PZ 所產(chǎn)生的輸出電壓VtmS 0。于時間9ms被按壓的瞬間，壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓V TOT 會開始出現(xiàn)激烈的變化。若壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓Vott為負(fù)電壓，當(dāng)輸出電壓V TOT 于時間IOms低于預(yù)設(shè)電壓值-Vd時，量測單元120即會開始計(jì)時預(yù)定量測時段ΛΤ。反之， 若壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出電壓V tot為正電壓，當(dāng)輸出電壓V TOT超過預(yù)設(shè)電壓值V D時，量 測單元120亦會開始計(jì)時預(yù)定量測時段ΛΤ。也就是說，只要當(dāng)壓電材料PZ所產(chǎn)生的輸出 電壓V tot的絕對值IvtotI大于預(yù)設(shè)電壓值Vd時，量測單元120即會開始計(jì)時預(yù)定量測時段 Δ T。假設(shè)量測單元120所計(jì)時的預(yù)定量測時段△ T為10毫秒（ms)，量測單元120即會在 這10暈秒內(nèi)持續(xù)量測輸出電壓Vqut，再由微處理器122根據(jù)輸出電壓V qut在這10暈秒內(nèi)的 變化情形求出最大電壓值VMX。
[0043] 當(dāng)預(yù)定量測時段Λ T結(jié)束時，控制單元12即會從原本的量測模式切換至回饋模 式，如圖4所示，此時路徑切換單元10會切換壓電材料PZ與控制單元12之間的信號傳輸 路徑，讓壓電材料PZ與控制單元12中的驅(qū)動單元124耦接，使得控制單元12中的驅(qū)動單 元124能夠驅(qū)動壓電材料PZ產(chǎn)生振動回饋。
[0044] 當(dāng)微處理器122得到最大電壓值Vmx后，微處理器122會根據(jù)最大電壓值V mx產(chǎn)生 相對應(yīng)的回饋信號FB至驅(qū)動單元124,并由驅(qū)動單元124將回饋信號FB施加給壓電材料 ΡΖ，以驅(qū)使壓電材料PZ振動而輸出相對應(yīng)的振動回饋VF。
[0045] 表一
[0046]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種量測及回饋電路，用以量測外力并輸出振動回饋，其特征在于該量測及回饋電 路包含： 壓電材料，用于在該壓電材料變形時產(chǎn)生輸出電壓；以及 控制單元，耦接該壓電材料； 其中，該控制單元初始處于量測模式，該控制單元量測該輸出電壓是否超過預(yù)設(shè)電壓 值； 當(dāng)該壓電材料受該外力變形且產(chǎn)生的該輸出電壓超過該預(yù)設(shè)電壓值時，該控制單元開 始計(jì)時預(yù)定量測時段，該控制單元于該預(yù)定量測時段內(nèi)持續(xù)量測該輸出電壓，并根據(jù)該輸 出電壓的變化得到最大電壓值； 當(dāng)該預(yù)定量測時段結(jié)束時，該控制單元從該量測模式切換至回饋模式；于該回饋模式 下，該控制單元根據(jù)該最大電壓值輸出回饋信號，并將該回饋信號施加給該壓電材料，使得 該壓電材料振動而輸出該振動回饋。
2. 如權(quán)利要求1所述的量測及回饋電路，其特征在于當(dāng)該控制單元從該量測模式切換 至該回饋模式時，該控制單元開始計(jì)時預(yù)定輸出時段，該控制單元于該預(yù)定輸出時段內(nèi)輸 出該回饋信號給該壓電材料，當(dāng)該預(yù)定輸出時段結(jié)束時，該控制單元退出該回饋模式。
3. 如權(quán)利要求1所述的量測及回饋電路，其特征在于該壓電材料受該外力變形所產(chǎn)生 的該輸出電壓對應(yīng)于該壓電材料的變形量，并且該壓電材料的變形量對應(yīng)于該外力。
4. 如權(quán)利要求1所述的量測及回饋電路，其特征在于當(dāng)該最大電壓值為第一電壓時， 該壓電材料的振動具有第一振動特性，當(dāng)該最大電壓值為第二電壓時，該壓電材料的振動 具有第二振動特性，該第一振動特性及該第二振動特性選自于振動振幅、振動持續(xù)時間、振 動頻率及振動波形的至少其中一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的量測及回饋電路，其特征在于該控制單元耦接至輸出裝置，該 控制單元將該回饋信號施加給該輸出裝置，驅(qū)使該輸出裝置輸出光線回饋或聲音回饋。
6. -種量測及回饋按鍵，用以量測外力并輸出振動回饋，其特征在于該量測及回饋按 鍵包含： 鍵帽； 壓電材料，設(shè)置于該鍵帽下方，當(dāng)該鍵帽被該外力按壓時，會導(dǎo)致該壓電材料變形而產(chǎn) 生輸出電壓；以及 控制單元，親接該壓電材料； 其中，該控制單元初始處于量測模式，該控制單元開始計(jì)時預(yù)定量測時段，該控制單元 于該預(yù)定量測時段內(nèi)持續(xù)量測該輸出電壓，并根據(jù)該輸出電壓的變化得到最大電壓值； 當(dāng)該預(yù)定量測時段結(jié)束時，該控制單元從該量測模式切換至回饋模式；于該回饋模式 下，該控制單元根據(jù)該最大電壓值輸出回饋信號，并將該回饋信號施加給該壓電材料，驅(qū)使 該壓電材料振動而輸出該振動回饋并傳遞給該鍵帽。
7. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于該控制單元量測該輸出電壓是否 超過預(yù)設(shè)電壓值；當(dāng)該壓電材料所產(chǎn)生的該輸出電壓超過該預(yù)設(shè)電壓值時，該控制單元開 始計(jì)時該預(yù)定量測時段。
8. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于該量測及回饋按鍵還包含鍵盤編 碼電路，該鍵帽上顯示字元符號，當(dāng)該最大電壓值小于預(yù)設(shè)臨界值時，該鍵盤編碼電路輸出 該字元符號的小寫字形，當(dāng)該最大電壓值大于或等于該預(yù)設(shè)臨界值時，該鍵盤編碼電路輸 出該字元符號的大寫字形。
9. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于該量測及回饋按鍵還包含按鍵電 極，該按鍵電極耦接該控制單元，當(dāng)該壓電材料與該按鍵電極之間的電位差不為零時，該控 制單元判定該鍵帽未被按壓，當(dāng)該壓電材料與該按鍵電極之間的電位差為零時，該控制單 元判定該鍵帽被按壓。
10. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于該壓電材料受該外力變形所產(chǎn) 生的該輸出電壓對應(yīng)于該壓電材料的變形量，并且該壓電材料的變形量對應(yīng)于該外力。
11. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于當(dāng)該最大電壓值為第一電壓時， 該壓電材料的振動具有第一振動特性，當(dāng)該最大電壓值為第二電壓時，該壓電材料的振動 具有第二振動特性，該第一振動特性及該第二振動特性選自于振動振幅、振動持續(xù)時間、振 動頻率及振動波形的至少其中一種。
12. 如權(quán)利要求6所述的量測及回饋按鍵，其特征在于該控制單元還耦接至輸出裝置， 該控制單元將該回饋信號施加給該輸出裝置，驅(qū)使該輸出裝置輸出光線回饋或聲音回饋。
13. -種量測及回饋方法，用以量測外力并輸出振動回饋，其特征在于該量測及回饋方 法包含下列步驟： a. 進(jìn)入量測模式； b. 開始計(jì)時預(yù)定量測時段； c. 于該預(yù)定量測時段內(nèi)持續(xù)量測壓電材料所產(chǎn)生的輸出電壓，其中該壓電材料受該外 力變形而產(chǎn)生該輸出電壓，并根據(jù)該輸出電壓的變化得到最大電壓值； d. 當(dāng)該預(yù)定量測時段結(jié)束時，從該量測模式切換至回饋模式； e. 于該回饋模式下，根據(jù)該最大電壓值輸出回饋信號；以及 f. 將該回饋信號施加給該壓電材料，驅(qū)使該壓電材料振動而輸出該振動回饋。
14. 如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于該量測及回饋方法還包含步驟 (b'），于該量測模式下，量測該輸出電壓是否超過預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)量測結(jié)果為該輸出電壓超 過該預(yù)設(shè)電壓值時，開始計(jì)時該預(yù)定量測時段。
15. 如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于該量測及回饋方法還包含下列 步驟： 當(dāng)步驟（d)從該量測模式切換至該回饋模式時，開始計(jì)時預(yù)定輸出時段； 于該預(yù)定輸出時段內(nèi)輸出該回饋信號；以及 當(dāng)該預(yù)定輸出時段結(jié)束時，退出該回饋模式。
16. 如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于該壓電材料受該外力變形所產(chǎn) 生的該輸出電壓對應(yīng)于該壓電材料的變形量，并且該壓電材料的變形量對應(yīng)于該外力。
17. 如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于當(dāng)該最大電壓值為第一電壓 時，該壓電材料的振動具有第一振動特性，當(dāng)該最大電壓值為第二電壓時，該壓電材料的振 動具有第二振動特性，該第一振動特性及該第二振動特性選自于振動振幅、振動持續(xù)時間、 振動頻率及振動波形的至少其中一種。
18. 如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于該量測及回饋方法還包含下列 步驟： 將該壓電材料所輸出的該振動回饋傳遞給設(shè)置于該壓電材料上方的鍵帽。
19.如權(quán)利要求13所述的量測及回饋方法，其特征在于該量測及回饋方法還包含下列 步驟： 將該回饋信號施加給輸出裝置，驅(qū)使該輸出裝置輸出光線回饋或聲音回饋。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種量測及回饋電路、量測及回饋按鍵以及量測及回饋方法，用以量測外力并輸出振動回饋，量測及回饋電路包含壓電材料及控制單元；控制單元初始處于量測模式并量測壓電材料受外力變形所產(chǎn)生的輸出電壓是否超過預(yù)設(shè)電壓值，當(dāng)輸出電壓超過預(yù)設(shè)電壓值時，控制單元開始計(jì)時預(yù)定量測時段并于預(yù)定量測時段內(nèi)持續(xù)量測輸出電壓，根據(jù)輸出電壓的變化得到最大電壓值，當(dāng)預(yù)定量測時段結(jié)束時，控制單元從量測模式切換至回饋模式，于回饋模式下，控制單元根據(jù)最大電壓值輸出回饋信號，并將回饋信號施加給壓電材料，驅(qū)使壓電材料振動而輸出振動回饋。本發(fā)明的量測及回饋按鍵，可省去鍵盤中設(shè)置感測模組的空間并降低其生產(chǎn)成本。
【IPC分類】G01L1-16, G05F1-56
【公開號】CN104731151
【申請?zhí)枴緾N201510027886
【發(fā)明人】陳湘鳳, 吳健民, 趙張凱, 陳飛雅, 王治安, 高黃曉
【申請人】蘇州達(dá)方電子有限公司, 達(dá)方電子股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月20日