量测及回馈电路、量测及回馈按键与量测及回馈方法技术

本发明专利技术提供一种量测及回馈电路、量测及回馈按键以及量测及回馈方法，用以量测外力并输出振动回馈，量测及回馈电路包含压电材料及控制单元；控制单元初始处于量测模式并量测压电材料受外力变形所产生的输出电压是否超过预设电压值，当输出电压超过预设电压值时，控制单元开始计时预定量测时段并于预定量测时段内持续量测输出电压，根据输出电压的变化得到最大电压值，当预定量测时段结束时，控制单元从量测模式切换至回馈模式，于回馈模式下，控制单元根据最大电压值输出回馈信号，并将回馈信号施加给压电材料，驱使压电材料振动而输出振动回馈。本发明专利技术的量测及回馈按键，可省去键盘中设置感测模组的空间并降低其生产成本。

【技术实现步骤摘要】
量测及回馈电路、量测及回馈按键与量测及回馈方法
本专利技术与压电材料(Piezoelectricmaterial)有关，特别是关于一种藉由压电材料的压电特性与逆压电特性实现多阶段量测及回馈的量测及回馈电路、量测及回馈按键与量测及回馈方法。
技术介绍
于现有技术中，三态闸(Tri-stategate)通常会被用来作为切换压电材料的量测及回馈电路的元件。电路起初处于量测模式下，当压电材料受到外力作用而产生变形时会输出电压，电路量测到此输出电压后，便会切换至输出模式，并输出致动信号至压电材料，使其产生振动。然而，现有技术并未明确提及关于压电材料的量测及回馈电路的完整控制方法，尤其是当压电材料受电路输出致动时会开始持续产生信号，导致电路无法得知何时需停止。此外，现有技术中的量测及回馈电路仅能提供单一阶段的外力输入量测与振动回馈输出，并无法因应不同强度的外力输入提供具有不同强度或不同型式的回馈输出。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种量测及回馈电路、量测及回馈按键与量测及回馈方法，以改善现有技术所遭遇到的上述种种问题。根据本专利技术的一具体实施例为一种量测及回馈电路，用以量测外力并输出振动回馈，包含：压电材料，用于在该压电材料变形时产生输出电压；以及控制单元，耦接该压电材料；其中，该控制单元初始处于量测模式，该控制单元量测该输出电压是否超过预设电压值；当该压电材料受该外力变形且产生的该输出电压超过该预设电压值时，该控制单元开始计时预定量测时段，该控制单元于该预定量测时段内持续量测该输出电压，并根据该输出电压的变化得到最大电压值；当该预定量测时段结束时，该控制单元从该量测模式切换至回馈模式；于该回馈模式下，该控制单元根据该最大电压值输出回馈信号，并将该回馈信号施加给该压电材料，使得该压电材料振动而输出该振动回馈。于一实施例中，当控制单元从量测模式切换至回馈模式时，控制单元开始计时预定输出时段，控制单元于预定输出时段内输出回馈信号给压电材料，当预定输出时段结束时，控制单元会退出回馈模式。于一实施例中，压电材料受外力变形所产生的输出电压对应于压电材料的变形量，并且压电材料的变形量对应于外力。于一实施例中，当最大电压值为第一电压时，压电材料的振动具有第一振动特性，当最大电压值为第二电压时，压电材料的振动具有第二振动特性，第一振动特性及第二振动特性选自于由振动振幅、振动持续时间、振动频率及振动波形的至少其中一种。于一实施例中，控制单元更耦接至输出装置，控制单元更将回馈信号施加给输出装置，驱使输出装置输出光线回馈或声音回馈。根据本专利技术的另一具体实施例为一种量测及回馈按键，于此实施例中，量测及回馈按键用以量测外力并输出振动回馈，量测及回馈按键包含键帽、压电材料及控制单元，压电材料设置于键帽下方，当键帽被外力按压时，会导致压电材料变形而产生输出电压，控制单元耦接压电材料，控制单元初始处于量测模式，控制单元开始计时预定量测时段，控制单元于预定量测时段内持续量测输出电压，并根据输出电压的变化得到最大电压值，当预定量测时段结束时，控制单元从量测模式切换至回馈模式，于回馈模式下，控制单元根据最大电压值输出回馈信号，并将回馈信号施加给压电材料，驱使压电材料振动而输出振动回馈并传递给键帽。于一实施例中，控制单元量测输出电压是否超过预设电压值；当压电材料所产生的输出电压超过预设电压值时，控制单元开始计时预定量测时段。于一实施例中，量测及回馈按键还包含键盘编码电路，键帽上显示字元符号，当最大电压值小于预设临界值时，键盘编码电路输出字元符号的小写字形，当最大电压值大于或等于预设临界值时，键盘编码电路输出字元符号的大写字形。于一实施例中，量测及回馈按键还包含按键电极，按键电极耦接控制单元。当压电材料与按键电极之间的电位差不为零时，控制单元判定键帽未被按压；当压电材料与按键电极之间的电位差为零时，控制单元判定键帽被按压。于一实施例中，压电材料受外力变形所产生的输出电压对应于压电材料的变形量，并且压电材料的变形量对应于外力。于一实施例中，当最大电压值为第一电压时，压电材料的振动具有第一振动特性；当最大电压值为第二电压时，压电材料的振动具有第二振动特性；第一振动特性及第二振动特性选自于由振动振幅、振动持续时间、振动频率及振动波形的至少其中一种。于一实施例中，控制单元更耦接至输出装置，控制单元更将回馈信号施加给输出装置，驱使输出装置输出光线回馈或声音回馈。根据本专利技术的另一具体实施例为一种量测及回馈方法，于此实施例中，量测及回馈方法用以量测外力并输出振动回馈，量测及回馈方法包含下列步骤：(a)进入量测模式；(b)开始计时预定量测时段；(c)于预定量测时段内持续量测压电材料所产生的输出电压，其中压电材料受外力变形而产生输出电压，并根据输出电压的变化得到最大电压值；(d)当预定量测时段结束时，从量测模式切换至回馈模式；(e)于回馈模式下，根据最大电压值输出回馈信号；以及(f)将回馈信号施加给压电材料，驱使压电材料振动而输出振动回馈。于一实施例中，量测及回馈方法进一步包含下列步骤：(b')于量测模式下，量测输出电压是否超过预设电压值，当量测结果为输出电压超过预设电压值时，开始计时预定量测时段。于一实施例中，量测及回馈方法进一步包含下列步骤：当步骤(d)从量测模式切换至回馈模式时，开始计时预定输出时段；于预定输出时段内输出回馈信号；以及当预定输出时段结束时，退出回馈模式。于一实施例中，压电材料受外力变形所产生的输出电压对应于压电材料的变形量，并且压电材料的变形量对应于外力。于一实施例中，当最大电压值为第一电压时，压电材料的振动具有第一振动特性；当最大电压值为第二电压时，压电材料的振动具有第二振动特性。第一振动特性及第二振动特性选自于由振动振幅、振动持续时间、振动频率及振动波形的至少其中一种。于一实施例中，量测及回馈方法进一步包含下列步骤：将压电材料所输出的振动回馈传递给设置于压电材料上方的键帽。于一实施例中，量测及回馈方法进一步包含下列步骤：将回馈信号施加给输出装置，驱使输出装置输出光线回馈或声音回馈。相较于现有技术，根据本专利技术的量测及回馈电路及方法利用压电材料的压电特性与逆压电特性实现多阶段量测及回馈的具体功效。此外，根据本专利技术的量测及回馈按键可应用于例如键盘的输入装置上，由于仅需同一组压电材料即能同时完成外力量测与振动回馈，故可省去于键盘中设置感测模组的空间并降低其生产成本。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下的专利技术详述及附图得到进一步的了解。附图说明图1为本专利技术一实施例的量测及回馈电路的功能方块图；图2为图1中的量测及回馈电路于量测模式下的功能方块图；图3为根据输出电压在预定量测时段内的变化情形得到最大电压值的示意图；图4为图1中的量测及回馈电路于回馈模式下的功能方块图；图5为量测及回馈电路将回馈信号施加给输出装置，以驱使输出装置输出其他型式的回馈的示意图；图6为设置有压电材料的量测及回馈按键的爆炸图；图7为本专利技术另一实施例的量测及回馈方法的流程图。具体实施方式为使对本专利技术的目的、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。根据本专利技术的一具体实施例为一种量测及回馈电路。于此实施例中，量测及回馈电路利用压电材料的压电特性与逆压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量测及回馈电路，用以量测外力并输出振动回馈，其特征在于该量测及回馈电路包含：压电材料，用于在该压电材料变形时产生输出电压；以及控制单元，耦接该压电材料；其中，该控制单元初始处于量测模式，该控制单元量测该输出电压是否超过预设电压值；当该压电材料受该外力变形且产生的该输出电压超过该预设电压值时，该控制单元开始计时预定量测时段，该控制单元于该预定量测时段内持续量测该输出电压，并根据该输出电压的变化得到最大电压值；当该预定量测时段结束时，该控制单元从该量测模式切换至回馈模式；于该回馈模式下，该控制单元根据该最大电压值输出回馈信号，并将该回馈信号施加给该压电材料，使得该压电材料振动而输出该振动回馈。

【技术特征摘要】
1.一种量测及回馈电路，用以量测外力并输出振动回馈，其特征在于该量测及回馈电路包含：压电材料，用于在该压电材料被按压变形时产生输出电压，并在该压电材料被驱动时产生该振动回馈；控制单元，包含量测单元和驱动单元；以及路径切换单元，该路径切换单元分别耦接该压电材料和该控制单元，且该路径切换单元用以切换该压电材料与该控制单元之间的不同信号传输路径；其中，当该控制单元初始处于量测模式，该路径切换单元会切换该压电材料与该控制单元之间的信号传输路径，让该压电材料与该量测单元耦接，该控制单元通过该量测单元量测该压电材料所产生的该输出电压是否超过预设电压值；当该压电材料受该外力变形且产生的该输出电压超过该预设电压值时，该控制单元开始计时预定量测时段，该控制单元于该预定量测时段内持续量测该输出电压，并根据该输出电压的变化得到最大电压值；当该预定量测时段结束时，该控制单元从该量测模式切换至回馈模式，该路径切换单元会切换该压电材料与该控制单元之间的信号传输路径，让该压电材料与该驱动单元耦接；于该回馈模式下，该控制单元根据该最大电压值输出回馈信号至该驱动单元，并由该驱动单元将该回馈信号施加给该压电材料，使得该压电材料振动而输出该振动回馈。2.如权利要求1所述的量测及回馈电路，其特征在于当该控制单元从该量测模式切换至该回馈模式时，该控制单元开始计时预定输出时段，该控制单元于该预定输出时段内输出该回馈信号给该压电材料，当该预定输出时段结束时，该控制单元退出该回馈模式。3.如权利要求1所述的量测及回馈电路，其特征在于该压电材料受该外力变形所产生的该输出电压对应于该压电材料的变形量，并且该压电材料的变形量对应于该外力。4.如权利要求1所述的量测及回馈电路，其特征在于当该最大电压值为第一电压时，该压电材料的振动具有第一振动特性，当该最大电压值为第二电压时，该压电材料的振动具有第二振动特性，该第一振动特性及该第二振动特性选自于振动振幅、振动持续时间、振动频率及振动波形的至少其中一种。5.如权利要求1所述的量测及回馈电路，其特征在于该控制单元耦接至输出装置，该控制单元将该回馈信号施加给该输出装置，驱使该输出装置输出光线回馈或声音回馈。6.一种量测及回馈按键，用以量测外力并输出振动回馈，其特征在于该量测及回馈按键包含：键帽；压电材料，设置于该键帽下方，当该键帽被该外力按压时，会导致该压电材料变形而产生输出电压，并在该压电材料被驱动时输出该振动回馈至该键帽；控制单元，包含量测单元和驱动单元；以及路径切换单元，该路径切换单元分别耦接该压电材料和该控制单元，且该路径切换单元用以切换该压电材料与该控制单元之间的不同信号传输路径；其中，当该控制单元初始处于量测模式，该路径切换单元会切换该压电材料与该控制单元之间的信号传输路径，让该压电材料与该量测单元耦接，该控制单元通过该量测单元量测该压电材料所产生的该输出电压是否超过预设电压值；当该压电材料所产生的该输出电压超过该预设电压值时，该控制单元开始计时预定量测时段，该控制单元于该预定量测时段内持续量测该输出电压，并根据该输出电压的变化得到最大电压值；当该预定量测时段结束时，该控制单元从该量测模式切换至回馈模式，该路径切换单元会切换该压电材料与该控制单元之间的信号传输路径，让该压电材料与该驱动单元耦接；于该回馈模式下，该控制单元根据该最大电压值输出回馈信号至该驱动单元，并由该驱动单元将该回馈信号施加给该压电材料，驱使该压电材料振动而输出该振动回馈并传递给该键帽。7.如权利要求6所述的量测及回馈按键，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湘凤，吴健民，赵张凯，陈飞雅，王治安，高黄晓，
申请(专利权)人：苏州达方电子有限公司，达方电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32