CN102479007A - 光学键盘 - Google Patents

Abstract

一种光学键盘，适于一可携式电子装置。光学键盘包括一透光介质体、多个光学收发模块与一微处理器。透光介质体具有多个感应区域，且光学收发模块相对设置于透光介质体的下方，其中各个感应区域的下方皆具有一个光学收发模块。光学收发模块投射并且感测自感应区域上方的指示对象反射的光线，使得微处理器可根据该感测光线的光强度抑或指示对象与感应区域的相对距离，来决定是否输出对应于该感应区域的输入指令。此种光学键盘不仅具有较佳的应用便利性，还降低了现有键盘装置的制作成本。

Description

光学键盘

技术领域

本发明涉及一种光学键盘，尤其涉及一种具有光传感器，并且可依据光传感器感测到的感测光线，以输出输入指令的光学键盘。

背景技术

随着科技的发展与进步，不论是个人计算机(Personal Computer，PC)或是笔记型计算机(Notebook)等计算机设备，已逐渐成为大众在日常生活或是工作上不可或缺的便捷工具。然而，计算机设备必须通过各式输入装置，例如：鼠标(Mouse)、触控板(Touch Board)、键盘(Keyboard)、轨迹球(Trackball)等指针输入装置，才能执行计算机设备的窗口接口的操控动作。

以笔记型计算机为例，一般常见的笔记型计算机，多于其机体表面配置有键盘装置，以利使用者输入指令，操控计算机设备。其中，常见的机械式的实体键盘装置存在有所占空间较大，且按键高度较高的问题。在笔记型计算机讲求日益精简与轻薄化的趋势下，现有的键盘装置于使用时，遂具有其不便利性与所占空间过大的问题。

而一些具有触控屏幕的手提电子装备，虽然可由屏幕上显示虚拟键盘作为键盘输入，但由于这些虚拟键盘是设在屏幕上，使用者只有在需要输入的时候，才会去触碰或压按虚拟键盘，而一般使用者的在真正键盘的使用习惯上，是会把手放在键盘上，尤其是中指会置放在有触控辨识记号的F键及J键上，以方便辨识手指的位置，而这样的使用习惯，会在直接把触控屏幕当成键盘时造成问题，因为使用者一直把手指置放在触控屏幕上，会让系统误判为输入指令。

所以，如何设计出一种兼具便利性，且优于现有实体按键的键盘装置，遂为键盘装置的发展沿革上重要的研究方向之一。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种光学键盘，以解决现有键盘装置存在的问题，并且此种光学键盘同时也具有较佳的应用便利性。

本发明提供一种光学键盘，适于一可携式电子装置，光学键盘包括：一透光介质体、多个光学收发模块与一微处理器，其中透光介质体具有多个感应区域。光学收发模块相对设置于透光介质体的下方，并且各个感应区域的下方皆具有一个光学收发模块，各个光学收发模块包括：一光源与一光传感器。

光源射出一感测光线，且该感测光线穿透光学收发模块所对应的感应区域。当一指示对象位于感应区域上时，光传感器接收自指示对象反射并且穿透光传感器所对应的感应区域的该感测光线。微处理器电性连接于该些光传感器，并且依据每一光传感器所对应的感应区域的感测光线，据以输出对应于该感应区域的一输入指令。

根据本发明提出的光学键盘，其中微处理器设定有一临界光强度值以及一临界时间，自任一光传感器接收到被指示对象反射的感测光线开始，当微处理器接收到光传感器所对应的感应区域的感测光线，其光线强度在临界时间内由大于临界光强度值变为小于临界光强度值时，微处理器输出对应于该感应区域的输入指令。

根据本发明提出的光学键盘，其中微处理器设定有一临界距离值以及一临界时间，指示对象与感应区域的间具有一相对距离，自任一光传感器接收到被指示对象反射的感测光线开始，当该相对距离在临界时间内由小于临界距离值变为大于临界距离值时，微处理器输出对应于该感应区域的输入指令。

根据本发明提出的光学键盘，其中光源为一发光二极管(Light EmittingDiode，LED)。

根据本发明提出的光学键盘，其中感测光线为一可见光或不可见光。

所以，本发明提出的光学键盘，是通过多个光学收发模块投射并感测自感应区域上方指示对象反射的光线，令微处理器据以决定是否输出对应于该感应区域的输入指令。根据本发明的光学键盘，不仅可降低现有键盘的实体按键的制作成本，同时更具有较佳的应用便利性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为根据本发明一实施例的光学键盘的局部结构示意图；

图1B为图1A的光学键盘的操作示意图；

图1C为图1A的光学键盘的操作示意图；

图2A为根据本发明实施例的光学键盘，其判断输入指令机制的示意图；

图2B为根据本发明又一实施例的光学键盘，其判断输入指令机制的示意图。

其中，附图标记

10光学收发模块

20感应区域

102透光介质体

104光源

106光传感器

108微处理器

1000光学键盘

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1A为根据本发明一实施例的光学键盘的局部结构示意图，其中光学键盘1000包括一透光介质体102、多个光学收发模块10与一微处理器108。光学键盘1000可适于一可携式电子装置，以作为计算机设备的输入指令装置，其中上述的可携式电子装置，例如是：笔记型计算机(Notebook)或其它可携式计算机设备。

透光介质体102可包括多个凸设的按键，并具有多个感应区域20，以供指示对象(如：使用者的手指)接触，或者于其表面上移动，以输入指令。光学收发模块10是相对设置于透光介质体102的下方，并且每一感应区域20的下方均具有一个对应的光学收发模块10。

图1B与图1C为图1A的光学键盘的操作示意图，其中光学收发模块10包括一光源104与一光传感器106。光源104可以是一发光二极管(LightEmitting Diode，LED)，并发射出可见光、不可见光(例如：红外线)等光线。当光源104投射出一感测光线，且该感测光线穿透光学收发模块10所对应的感应区域20而投向该感应区域20上的指示对象(如：使用者的手指)时，该感测光线是被指示对象所反射，并且再次穿透感应区域20，而续被光传感器106所接收。根据本发明的实施例，光传感器106可以是但不限于互补式金氧半传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)。

由于每一光传感器106皆电性连接至微处理器108，因此微处理器108即可根据每一光传感器106所对应的感应区域20的感测光线，而决定光学键盘1000是否输出对应于该感应区域20的输入指令。

图2A为根据本发明实施例的光学键盘，其判断输入指令机制的示意图，其中图式坐标的纵轴与横轴分别代表光传感器106感测到的光强度与时间。以下的说明，是以单一感应区域20的输入指令为例，然而，光学键盘1000的透光介质体102的各个感应区域20，皆可依据下列方法，以决定光学键盘1000是否输出对应于感应区域20的输入指令。

举例而言，微处理器108可经由使用者预先设定有一临界光强度值I0以及一临界时间t。当指示对象逐渐接近感应区域20，光传感器106接收到被指示对象反射的感测光线，当感测光强度达到临界光强度值I0时，微处理器108记录时间为第一时间点T1。若微处理器108接收到的感测光线，其光线强度在临界时间t内由大于临界光强度值I0变为小于临界光强度值10，意即当感测光强度小于临界光强度值I0时记录时间为第二时间点T2，且第二时间点T2与第一时间点T1的时间差dT小于临界时间t时，于此，微处理器108判断指示对象输入指令，并且输出指示对象对应于感应区域20的输入指令。其中，第二时间点T2与第一时间点T1的时间差dT要小于临界时间t的意义在于，当时间差dT大于临界时间t时(例如指示对象置于感应区域20上)，则判定并非是在指令输入状态，因此不输入。

由于指示对象与感应区域20之间的距离会影响到光传感器106感测到的光强度，因此临界光强度值I0的作用在于定义出指示对象与感应区域20之间的距离，而临界时间t的作用则在于定义使用者在输入状态时的敲击行程时间。因此，当敲击行程时间超过临界时间t，则微处理器108判断为非输入模式。

然而，微处理器108判断指示对象是否输入指令的方法，并不以前述为限。图2B为根据本发明又一实施例的光学键盘，其判断输入指令机制的示意图，其中图式坐标的纵轴与横轴分别代表指示对象与感应区域之间的距离(以下或称相对距离)与时间。

如前所述，因为指示对象与感应区域20之间的距离会影响到光传感器106感测到的光强度，因此也可以换算后的相对距离来作为判断。举例而言，微处理器108可经由使用者预定设定有一临界距离值d0以及一临界时间t。因此，当指示对象逐渐接近感应区域20，令相对距离在第一时间点T1到达一临界距离值d0时，微处理器108判断指示对象可能输入指令。而在距离第一时间点T1后的一第二时间点T2，指示对象与感应区域20之间的相对距离由小于临界距离值d0变为大于临界距离值d0(意即微处理器108判断指示对象逐渐远离感应区域20)，若第二时间点T2与第一时间点T1之间的时间差dT小于临界时间t，此时微处理器108输出对应于感应区域20的输入指令。

其中，根据本发明实施例的光学键盘，指示对象的输入指令可为一接触式输入指令，或是一非接触式输入指令。也就是说，当临界距离值d0-预设为零时，如图1C所示，则微处理器108输出对应于感应区域20的输入指令是为一接触式输入指令。而当设计者将光传感器106的敏感度(sensitivity)提高，以令临界距离值d0-可设为大于零时，如图1B所示，则微处理器108输出对应于感应区域20的输入指令是为一非接触式输入指令。

所以，综上所述，根据本发明实施例的光学键盘，不仅可通过光源、光传感器与微处理器等组件，实现光感测键盘的功效，以解决现有键盘按键存在的问题，还可根据前述的判断机制，达到非接触式的输入指令，大大提升此种光学键盘于应用上的便利性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种光学键盘，适于一可携式电子装置，其特征在于，该光学键盘包括：

一透光介质体，具有多个感应区域；

多个光学收发模块，相对设置于该透光介质体的下方，其中各该感应区域的下方皆具有一个该光学收发模块，且该光学收发模块包括：

一光源，射出一感测光线，该感测光线穿透该光学收发模块所对应的该感应区域；以及

一光传感器，当一指示对象位于该感应区域上时，该光传感器接收自该指示对象反射并且穿透该光传感器所对应的该感应区域的该感测光线；以及

一微处理器，电性连接于该些光传感器，该微处理器依据每一该光传感器所对应的该感应区域的该感测光线，并据以输出对应于该感应区域的一输入指令。

2.根据权利要求1所述的光学键盘，其特征在于，该微处理器设定有一临界光强度值以及一临界时间，自任一该光传感器接收到被该指示对象反射的该感测光线开始，当该微处理器接收到该光传感器所对应的该感应区域的该感测光线，其光线强度在该临界时间内由大于该临界光强度值变为小于该临界光强度值时，该微处理器输出对应于该感应区域的该输入指令。

3.根据权利要求1所述的光学键盘，其特征在于，该微处理器设定有一临界距离值以及一临界时间，该指示对象与该感应区域之间具有一相对距离，自任一该光传感器接收到被该指示对象反射的该感测光线开始，当该相对距离在该临界时间内由小于该临界距离值变为大于该临界距离值时，该微处理器输出对应于该感应区域的该输入指令。

4.根据权利要求1所述的光学键盘，其特征在于，该光源为一发光二极管。

5.根据权利要求1所述的光学键盘，其特征在于，该感测光线为一可见光。

6.根据权利要求1所述的光学键盘，其特征在于，该感测光线为一不可见光。

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