触觉回馈式虚拟键盘的提供方法及其电子装置

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触觉回馈式虚拟键盘的提供方法及其电子装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种虚拟键盘提供方法及其电子装置，特别是涉及一种用以提供虚拟键盘的触觉回馈方法及其电子装置。\n背景技术\n[0002] 随着触控感应技术的蓬勃发展，越来越多的电子装置开始采用触控式屏幕来取代传统屏幕与实体键盘，进而同时做为显示画面以及让使用者输入讯息的界面。依据此种触控感应技术，一种虚拟(virtual)键盘的技术，或称或软件键盘(Software Input Panel，SIP)，便是为了让使用者能直接通过触控式屏幕将文字或符号输入至电子装置而发展者。\n[0003] 虚拟键盘仍有一些使用方便性的问题。例如，每个人的双手大小、手指放置在屏幕上的位置、或打字习惯也都不尽相同，故男性、女性、学童、或成人的双手所适合的键盘尺寸也不尽相同。如此，操作尺寸不合适的虚拟键盘将会造成使用不便的问题，且可能会增加手部伤害的风险。\n[0004] 再例如，不同于实体键盘的是，当使用者按压虚拟键盘上的按键时，指尖的触感比较无法感受到按键的回馈，故使用者难以得知是否有正确地碰触到按键、亦不晓得触碰了多少次。故知，要以盲打的方式来操作虚拟键盘是有困难的。因此，使用者需仰赖触控式显示屏幕所提供的视觉回馈，来得知触碰的结果。然而，此种作法会将会造成使用者在视觉上的负担，并降低电子装置的操作方便性。\n发明内容\n[0005] 本发明有关于一种虚拟键盘提供方法及其电子装置，能提供适配性的触觉(haptic/tactile)回馈式虚拟键盘，藉以提高电子装置的操作方便性。\n[0006] 根据本发明的一方面，提出一种虚拟键盘提供方法，包括多个步骤。控制触控面板检测多个手指触碰点。回应于手指触碰点，控制显示面板显示虚拟键盘，其中虚拟键盘的形状与尺寸至少依据手指触碰点的座标与触碰面积而被决定。控制触觉致动器产生触觉回馈，以表现出虚拟键盘的各按键的边界。控制该触觉致动器产生触觉回馈，以回应于虚拟键盘的其中一个按键的受压。\n[0007] 根据本发明的一方面，提出一种电子装置，用于触觉回馈。电子装置包括处理模块、显示面板、触控面板、及触控面板。显示面板连接至处理模块。触控面板连接至处理模块，并连接至显示面板而形成触控显示屏幕。触觉作动单元连接至处理模块。处理模块控制该触控面板检测多个手指触碰点。处理模块还回应于手指触碰点控制显示面板显示虚拟键盘。虚拟键盘的形状与尺寸至少依据手指触碰点的座标与触碰面积而被决定。处理模块还控制触觉致动器产生触觉回馈以表现出虚拟键盘的各按键的边界。处理模块还控制触觉致动器产生触觉回馈以回应于虚拟键盘的其中一个按键的受压。\n[0008] 为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。\n附图说明\n[0009] 图1绘示依照本发明一实施例的虚拟键盘提供方法的流程图。\n[0010] 图2绘示依照本发明一实施例的电子装置的方块图。\n[0011] 图3绘示为图2的电子装置的处理模块的一例的功能方块图。\n[0012] 图4绘示虚拟键盘的设定过程的一例的流程图。\n[0013] 图5A～5D绘示虚拟键盘的设定过程一例的示意图。\n[0014] 图6绘示虚拟键盘的设定过程的一例的流程图。\n[0015] 图7A～7E绘示虚拟键盘的设定过程一例的示意图。\n[0016] 图8绘示虚拟键盘的压电式触觉回馈的范围的一例的示意图。\n[0017] 附图符号说明\n[0018] 210：处理模块\n[0019] 211：手指定位单元\n[0020] 212：键盘赋形单元\n[0021] 213、214：触发单元\n[0022] 220：显示面板\n[0023] 230：触控面板\n[0024] 240：触觉致动器\n[0025] A1、A2：触碰面积\n[0026] B1：按键的边界\n[0027] B2：按键的字母部分\n[0028] KB1、KB2、KB3：虚拟键盘\n[0029] L1、L2：定位线\n[0030] PL1～PL4、PR1～PR4：手指触碰点\n[0031] S110～S140、S411～S415、S611～S618：流程步骤\n[0032] X1、X2、XD1、XW1、YD1：间距\n具体实施方式\n[0033] 以下揭示虚拟键盘提供方法及其电子装置。在一些实施例中，通过手指触碰点的座标和面积来决定虚拟键盘的形状与尺寸以提供适配性的虚拟键盘，并通过触觉致动器来增加虚拟键盘的触觉回馈(haptic/tactile)，从而提高电子装置的操作方便性。\n[0034] 请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的虚拟键盘提供方法的流程图。此控制方法包括多个步骤。于步骤S110中，控制一触控面板检测多个手指触碰点。于步骤S120中，回应于这些手指触碰点，控制一显示面板显示一虚拟键盘，其中该虚拟键盘的形状与尺寸至少依据这些手指触碰点的座标与触碰面积而被决定。于步骤S130中，控制一触觉致动器产生触觉回馈，以表现出该虚拟键盘的各按键的边界。于步骤S140中，控制该触觉致动器产生触觉回馈，以回应于该虚拟键盘的其中一个按键的受压。\n[0035] 手指触碰点的座标和面积的使用能提供适配性的虚拟键盘，使得键盘的尺寸、形状符合使用者的手指间距、指腹大小和/或打字手势。而虚拟触觉回馈的提供能让使用者在触控面板的表面上感受到虚拟键盘的按键的边界与敲击按键的感受，以表现出操作实体键盘的感觉，如此，便能提高电子装置的操作方便性。再者，虚拟触觉回馈的提供能降低使用者对于视觉的仰赖，并增加使用者经验。\n[0036] 请参照图2，其绘示依照本发明一实施例的电子装置的方块图。电子装置200例如是平板计算机、笔记型计算机、手持式装置、智能型手机、或其均等物。于此例中，电子装置\n200包括处理模块210、显示面板220、触控面板230、及触觉致动器240。\n[0037] 处理模块210用以进行各种运算程序。处理模块210包括微处理芯片或其它具运算能力的处理器。处理模块210操作性地连接至显示面板220、触控面板230与触觉致动器\n240。处理模块210用以检测触控面板230所受的触碰而对应地控制显示面板220的显示信息，以提供视觉回馈。处理模块210还用以检测触控面板230所受的触碰而对应地驱动触觉致动器240，以产生虚拟触觉回馈。\n[0038] 显示面板220用以显示各种信息。显示面板220例如是电子纸(electronic paper，ePaper)显示面板、电子墨水(electrophoretic ink，E-Ink)显示面板、发光二极体(Light Emitting Diode，LED)的液晶(liquid crystal)显示面板、有机发光二极体(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示面板、主动矩阵有机发光二极体(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)显示面板。于一些实施例中，显示面板\n220也可和触控面板230可整合为一超级(super)AMOLED。然本发明亦不限于此。显示面板220亦可为其它能用来提供视觉回馈的均等装置。\n[0039] 触控面板230例如是电阻式、电容式、光学式、音波式、或其他形式的触控面板。触控面板230的触控区与显示面板220的显示区相互对应，以实现视觉回馈。触控面板230例如是覆盖于显示面板220上，或嵌入于显示面板220中。触控面板230连接至显示面板\n220而形成一触控显示屏幕。\n[0040] 触觉致动器240用以产生虚拟触觉回馈。触觉致动器240例如包含压电式致动器、振动式致动器(如马达)、产热式致动器、或偏轴转动惯量(Eccentric Rotating Mass，ERM)致动器。触觉致动器240所能产生的回馈例如包含震动回馈、震动触觉(vibrotactile)回馈、或热能回馈。然本发明亦不限于此。虚拟触觉回馈也可以依据其他形式的触觉致动器而有不同的实施态样。于实作中，触觉致动器240的虚拟触觉回馈可用来模拟出颗粒(grains)的感受，使颗粒的材质(texture)有不同等级，如从柔滑到粗糙、从尖锐到滑顺。\n[0041] 请参照图3，其绘示为图2的电子装置的处理模块的一例的功能方块图。于此例中，处理模块210包括手指定位单元211、键盘赋形单元212、两触发单元213与214。各单元211～214例如但不受限地可由软件程序、硬件电路、或固件配合驱动程序来实现。\n[0042] 请继续参照图3，手指定位单元211的功用在于，当使用者将左右手多只手指如食指、中指、无名指、及小指(还可包含或不包含拇指)轻触触控面板230的触控表面时，进行手指触碰点的定位，以得知手指触碰点的座标与触碰面积。\n[0043] 现结合图4及图5A～5D说明手指定位单元211的功用如下。图4绘示虚拟键盘的设定过程的一例的流程图。图5A～5D绘示虚拟键盘的设定过程一例的示意图。\n[0044] 于步骤S411中，处理模块210控制触控面板230检测多个手指触碰点。举例来说，如图5A所示，触控面板230上有左右手食指、中指、无名指、与小指的八个手指触碰点PL1～PL4与PR1～PR4。\n[0045] 于步骤S412中，处理模块210判断手指触碰点的数量是否满足一预设数量。举例来说，如图5A所示，若手指触碰点的数量少于八个，则可能表示使用者的手势并不是的正确的打击键盘手势，故步骤S411会被重新执行，以检测手指触碰点。若手指触碰点的数量等于八个，则进入步骤S413。若手指触碰点的数量多于八个，则表示触碰点中可能包含了拇指触碰点或其它误触点。此时，可将多余的点滤除后进入步骤S413。\n[0046] 于步骤S413中，处理模块210判断左食指触碰点与左小指触碰点之间的第一间距、和右食指碰点与右小指触碰点之间的第二间距是否相互重迭。举例来说，如图5B，左食指触碰点PL1与左小指触碰点PL4之间有一间距X1，右食指触碰点PR1与右小指触碰点PR4之间有一间距X2。由于间距X1与X2相互重迭，其表示使用者的手势是呈现双手重迭的状态，并不是正确的打击键盘手势，故步骤S411会被重新执行，以检测手指触碰点。相应地，如图5C所示，由于间距X1与X2并不相互重迭，故进入步骤S414。\n[0047] 于步骤S414中，处理模块210计算各手指触碰点的一第一触碰面积以代表触控面板230受轻压、与各手指触碰点的一第二触碰面积以代表触控面板230受重压。举例来说，处理模块210可通过画面指示使用者以手指轻触画面。此时，如图5D所示，处理模块210计算其中一个手指触碰点的触碰面积A1，以代表触控面板230受到轻触。另外，处理模块210可通过画面指示使用者以手指重压画面。此时，如图5D所示，处理模块210计算其中一个手指触碰点的触碰面积A2，以代表触控面板230受到重压。触碰面积A1与A2可以像素为单位的宽*高来表示。由于重压触控面板230时手指指腹与触控面板230之间接触面积会增加，故触碰面积A2一般会大于触碰面积A1。\n[0048] 于步骤S415中，处理模块210将手指触碰点PL1～PL4与PR1～PR4的触碰面积A1与A2各别平均，得出适合使用者手指的轻触面积及重压面积。于范例性的实施例中，手指触碰点PL1～PL4与PR1～PR4的触碰面积A1的平均值例如是50*50个像素，而触碰面积A2的平均值例如是50*100个像素。\n[0049] 请继续参照图3，键盘赋形单元212的功用在于，依照手指触碰点的座标与触碰面积来运算适合使用者的键盘单位键大小，并基于单位键而延伸出键盘上的各个键及位置。\n[0050] 现结合图6及图7A～7E说明键盘赋形单元212的功用如下。图6绘示虚拟键盘的设定过程的一例的流程图。图7A～7E绘示虚拟键盘的设定过程一例的示意图。\n[0051] 于步骤S611中，处理模块210依据与虚拟键盘的尺寸、形状有关的各种参数，决定单位键的尺寸。举例来说，假设单位键的尺寸为XW2*XH2。如图7A所示，左食指触碰点PL1与左小指触碰点PL4在X轴上的间距为XW1。触碰点的触碰面积(如上述的触碰面积A2)的平均值为AW*AH个像素(如上述的50*100个像素)，AH代表平均触碰面积的高度。左食指触碰点PL1的座标为(LX1，LY1)，右食指触碰点PR1的座标为(RX1，RY1)。显示屏幕220或触控屏幕230的宽度为XX1，高度为XY1。于此例中，单位键的尺寸可设计为XW2＝XW1/4，而XH2＝AH。\n[0052] 于步骤S612中，处理模块210基于单位键的尺寸判断虚拟键盘的尺寸是否大于阈值尺寸。举例来说，假设虚拟键盘为Qwerty键盘，有12*4个单位键。此时，当XX1(屏幕宽度)大于等于12*XW2(单位键的宽度)时，则表示虚拟键盘的宽度小于阈值宽度。再者，当XY1(屏幕高度)大于等于4*XH2(单位键的高度)时，则表示虚拟键盘的高度小于阈值高度。\n[0053] 当虚拟键盘的尺寸被判定小于阈值尺寸时，进入步骤S613。当虚拟键盘的尺寸被判定大于阈值尺寸时，进入步骤S617。\n[0054] 于步骤S613中，处理模块210基于左食指触碰点的座标和右食指触碰点的座标判断虚拟键盘的位置是否超出屏幕的可视范围。举例来说，如图7A所示，从左食指触碰点PL1来看，其座标(LX1，LY1)用以定位「F」键。对Qwerty键盘而言，键盘宽度的一半约莫是六个按键的宽度、键盘高度的一半约莫是四个按键的高度。因此，为了避免虚拟键盘的位置超出屏幕的可视范围，可判断左食指触碰点PL1的座标(LX1，LY1)是否满足下列判断式：\nLX1+XW2是否大于等于6*XW2；XY1-LY1是否大于等于4*XH2。相仿地，为了避免虚拟键盘的位置超出屏幕的可视范围，可判断左食指触碰点PR1的座标(RX1，RY1)是否满足下列判断式：XX1-RX1+XW2是否大于等于6*XW2；及XY1-RY1是否大于等于4*XH2。\n[0055] 当虚拟键盘的位置被判定超出屏幕的可视范围时，回到步骤S611。当虚拟键盘的位置被判定未超出屏幕的可视范围时，进入步骤S614。\n[0056] 于步骤S614中，处理模块210判断左食指触碰点和右食指触部点在一座标轴上的间距是否大于一阈值。举例来说，如图7B所示，处理模块210判断左食指触碰点PL1和右食指触部点PR1在X轴上的间距XD1是否大于一个单位键的宽度。处理模块210还判断左食指触碰点PL1和右食指触部点PR1在Y轴上的间距YD1是否大于一个单位键的高度。若间距XD1与YD1的判断式皆为假，则进入步骤S615，若至少有一者为真，则进入步骤S616。\n[0057] 于步骤S615中，处理模块210基于单位键的尺寸延展出双手合并虚拟键盘。举例来说，如图7C所示，双手合并虚拟键盘KB1是以水平置中为例而被延展。换言之，双手合并虚拟键盘KB1从X轴上的座标M1＝(XX1-12*XW2)/2开始被延展，并从Y轴上的座标N1＝(XY1-4*XH2)开始被延展。\n[0058] 于步骤S616中，处理模块210基于单位键的尺寸延展出左右手分开虚拟键盘。举例来说，如图7D所示，左右手分开虚拟键盘KB2包含一左手键盘部分KB2-1与一右手键盘部分KB2-2。左手键盘部分KB2-1从左食指触碰点PL1的X轴座标LX1向左延展，并从左食指触碰点PL1的Y轴座标LY1向下延展；右手键盘部分KB2-2从右食指触碰点PR1的X轴座标RX1向右延展，并从右食指触碰点PR1的Y轴座标RY1向上延展。\n[0059] 于步骤S617中，处理模块210调整单位键的尺寸。于一些实施例中，处理模块210可依照屏幕(显示屏幕220或触控屏幕230)的尺寸来调整单位键的尺寸。举例来说，若XW2(单位键的宽度)大于XX1(屏幕宽度)/12的阈值，则可调整XW2使其等于XX1/12。若XH2(单位键的高度)大于XY1(屏幕高度)/4的阈值，则可调整XH2使其等于XY1/4。或者，也可基于按键的长宽比例如1∶1、1∶0.618、1∶1.618、或其他黄金比例值，从XW2与XH2的一个来决定另一个。\n[0060] 于步骤S618中，处理模块210基于调整后的单位键的尺寸延展出虚拟键盘。举例来说，如图7E所示，此虚拟键盘KB3可从X轴上的座标M3＝0开始被延展，并从Y轴的座标N3＝(XY1-4*XH2)开始被延展，此处的XH2代表调整后的单位键的高度。\n[0061] 如此，藉由手指触碰点的座标和面积，便能提供适配性的虚拟键盘，使得键盘的尺寸、形状符合使用者的手指间距、指腹大小和/或打字手势。适配性的虚拟键盘能符合不同使用者的需求，从而提高电子装置的操作方便性。\n[0062] 请继续参照图3，触发单元213的功用在于，以各按键的边缘处作为压电式触觉回馈的反应区，并于各按键的边缘与符号呈现处使用不同强度的压电式触觉回馈。如此，能让使用者在触摸虚拟按键时感受到按键的边界以及输入符号如字母或数字的形状，以表现出操作实体键盘的感觉。\n[0063] 现结合图2及图8说明触发单元213功用如下。图8绘示虚拟键盘的压电式触觉回馈的范围的一例的示意图。\n[0064] 于一些实施例中，处理模块210控制触觉致动器240产生触觉回馈，以表现出虚拟键盘的各按键的边界。举例来说，如图8所示，触觉致动器20可在「A」键的边界B1，如宽度KBW为2个像素的外框，产生压电式触觉回馈。如此，便能让使用者在触控面板的表面上感受到「A」键及其他按键的边界，以表现出操作实体键盘的感觉。\n[0065] 于另一些实施例中，处理模块210控制触觉致动器240产生触觉回馈，以表现出虚拟键盘的各按键的输入符号。举例来说，如图8所示，触觉致动器20可在「A」键内的字母部分B2产生压电式触觉回馈。如此，便能让使用者在触控面板的表面上感受到虚拟键盘的「A」键及其他按键的输入符号的形状，以表现出操作实体键盘的感觉。\n[0066] 于另一些实施例中，处理模块210控制触觉致动器240产生触觉回馈，以表现出虚拟键盘的其中一个按键的一定位线。举例来说，如图8所示，触觉致动器20可在「F」键内的一定位线L1上产生压电式触觉回馈。「J」键的定位线L2的作法亦相仿。如此，便能让使用者在触控面板的表面上感受到虚拟键盘的定位线，以表现出操作实体键盘的感觉。\n[0067] 如图8所示，于一些实施例中，为了进一步表现出实体键盘的感觉，各按键在边界上的触觉回馈可高于字母部分的触觉回馈。于范例性的实施例中，「A」键在边界B1上的触觉回馈约为触觉回馈的最高值的50％，而在字母部分B2的触觉回馈约为触觉回馈的最高值的10％。然本发明亦不限于此。\n[0068] 请继续参照图3，触发单元214的功用在于，回应于一个按键的受压而被触发，以产生震动式触觉回馈。如此，能让使用者在触控面板的表面上感受到敲击按键的感受，以表现出操作实体键盘的感觉。\n[0069] 于一些实施例中，当一针对该虚拟键盘的手指触碰点的触碰面积大于一阈值时，判定该手指触碰点所对应的按键受压。举例来说，如图5D所示，手指触碰点的触碰面积阈值可从触碰面积A1与A2来决定。当使用者为了按压按键所造成的手指触碰点，其触碰面积通常会大于代表触控面板受到轻触的触碰面积A1。因此，于范例性实施例中，当某个手指触碰点的触碰面积大于触碰面积A1时，可判定该手指触碰点所对应的按键受压。\n[0070] 本发明上述实施例的虚拟键盘提供方法及其电子装置，能提供适合使用者的虚拟键盘，并通过触觉致动器来增加虚拟键盘的触觉回馈，从而提高电子装置的操作方便性。于一些实施例中，利用多点触控的方式定位，以键盘上的「F」键及「J」键作为虚拟键盘的定位键，作为建构其他键的基础。如此，可使得虚拟键盘的尺寸、形状符合使用者的手指间距、指腹大小和/或打字手势。虚拟触觉回馈的提供能让使用者在触控面板的表面上感受到虚拟键盘的按键的边界与敲击按键的感受，以表现出操作实体键盘的感觉，如此，便能提高电子装置的操作方便性。再者，虚拟触觉回馈的提供能降低使用者对于视觉的仰赖，并增加使用者经验。\n[0071] 综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。