CN104115089A - 能够输入位置信息的键盘及包括该键盘的键盘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够输入位置信息的键盘及包括该键盘的键盘系统，本发明通过在设有键区的键盘的侧面设置超声波接收部和基准信号接收部来接收电子笔发出的基准信号和超声波信号，测定电子笔的位置，从而能够利用键盘将键输入信息和位置信息同时输入到智能型触控板或笔记本电脑等电子设备中。

Description

能够输入位置信息的键盘及包括该键盘的键盘系统
技术领域
本发明涉及一种键盘，更详细而言，涉及一种能够输入位置信息的键盘。
背景技术
键盘作为向计算机输入文本信息的信息输入构件，与输入位置信息和点击信息的鼠标一同成为最为普遍的信息输入构件。但是，最近随着通信技术的发展，呈现出便携式信息通信终端设备快速普及的趋势，很多人利用智能手机和智能型触控板(smart pad)等便携式信息通信终端代替计算机，链接网络检索信息，播放视频等多媒体内容。
为了最大限度地提高便携性，便携式信息通信终端大部分引进触摸屏，通过触摸屏输入位置信息和文本信息。但是，利用触摸屏输入文本信息的方法与利用键盘相比，不便于信息输入，利用触摸屏输入位置信息的方式与利用鼠标或电子笔等专用位置信息输入装置输入位置信息的方式相比，具有不够精确的缺点。
因上述缺点，呈现用户在家或办公室等固定场所，在便携式信息通信终端上有线连接或无线连接键盘和鼠标等来输入信息的趋势。但是，在便携式信息通信终端上同时连接多个信息输入设备时，存在不便于使用的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明所要解决的问题在于，提供能够同时向便携式信息通信终端输入文本信息和位置信息的键盘及包括该键盘的键盘系统。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明的优选实施例的能够输入位置信息的的键盘包括：外壳，其上面设有键区部；基准信号接收部，其设置在所述外壳的侧面或前面，从电子笔接收基准信号；多个超声波接收部，其相互间隔设置在所述外壳的侧面或前面，从所述电子笔接收超声波信号；位置测定部，其设置在所述外壳内部，利用所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部分别接收基准信号和超声波信号的时间，测定所述电子笔的位置；键盘控制部，其向电子设备传输从所述键区部输入的键输入信息和从所述位置测定部输入的位置信息。
并且，所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部可以形成在所述外壳的同一侧面或前面。
并且，所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部设置在接收部模块内部，所述接收部模块与所述外壳上形成的模块连接部连接，从而能够与所述位置测定部电连接。
并且，所述基准信号接收部、所述多个超声波接收部以及所述位置测定部设置在接收部模块内部，所述接收部模块与所述外壳上形成的模块连接部连接，从而使所述位置测定部能够与所述键盘控制部电连接。
并且，所述模块连接部可以包括：模块容纳槽，其内部容纳所述接收部模块；连接器，其设置在所述模块容纳槽内部，与所述模块接收部电连接。
并且，所述外壳内部可以形成有容纳所述电子笔的电子笔容纳部。
并且，所述电子笔容纳部设有充电端子，所述充电端子与所述电子笔的充电电极接触，所述键盘还可以包括充电部，所述充电部通过所述充电端子向所述电子笔输出充电电流，对所述电子笔进行充电。
并且，所述键盘还可以包括通信部，其以近距离无线通信的方式，向所述电子设备传输从所述键盘控制部输入的位置信息和键输入信息。
并且，为了解决上述问题，本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘系统包括：上述本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘；置物架，其支撑所述电子设备，接收外部电源供给的电源，向所述键盘和所述电子设备供给电源。
并且，所述置物架上可设有：电子设备连接部，与所述电子设备连接；键盘连接部，与所述键盘连接；以及电源连接部，与所述外部电源连接。
并且，当所述外部电源是通过其它电子设备的通信端口供给的电源的情况下，所述电子设备与所述其它电子设备可以通过所述置物架进行通信，并同步执行。
(三)有益效果
本发明通过在设有键区的键盘的侧面设置超声波接收部和基准信号接收部来接收电子笔发出的基准信号和超声波信号，测定电子笔的位置，从而能够利用键盘将键输入信息和电子笔的位置信息同时输入到智能型触控板(或智能手机)或笔记本电脑等电子设备中。
附图说明
图1是表示本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘的细部结构的框图。
图2是说明本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘的外形和使用方式的图。
图3是表示根据本发明的优选实施例将电子笔容纳于键盘内部的例子的图。
图4是表示本发明优选实施例的键盘系统的结构的图。
图5a和图5b是表示将接收部模块与形成在键盘上的模块连接部结合的例子的图。
图6是表示将多个接收部模块与键盘的模块连接部结合来输入信息的例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行说明。
图1是表示本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘的细部结构的框图，图2是说明本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘的外形和使用方式的图。
本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘100(以下，简称为“键盘100”)作为有线或无线键盘，键盘100的一侧面或多个侧面上设有接收超声波信号和基准信号(实现为以光速传播的紫外线信号、射频信号等)的接收器，从作为信号发生装置的电子笔200接收基准信号和超声波信号，测定电子笔200的位置，将电子笔200的位置信息传输至以有线或无线方式与键盘100连接的如计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能型触控板、智能手机等电子设备300中，将电子笔200的位置信息输入到电子设备300中。除了这样的位置信息输入功能外，通过向电子设备300传输键输入信息，来输入文本的功能与普通有线键盘和无线键盘相同。
首先，参照图1，本发明优选实施例的能够输入位置信息的键盘100包括键区部110、键盘控制部120、位置测定部130、通信部140、基准信号接收部160以及多个超声波接收部150-1、150-2。并且，在键盘100以无线方式与电子设备300进行通信的情况下，进一步包括电源部170，所述电源部由一次电池或二次电池实现，向键盘100内部的构成要件供给电源。
键区部110以与普通键盘的键区相同的结构形成，向键盘控制部120输出与用户所按的键对应的键输入信息。
键盘控制部120控制本发明的键盘100的全部功能。特别是，通过通信部140，向电子设备300传输从键区部110输入的键输入信息和从位置测定部130输入的电子笔200的位置信息。
通信部140向电子设备300传输从键盘控制部120输入的键输入信息和位置信息。当键盘100以有线方式与电子设备300连接的情况下，通信部140通过USB通信方式或串行口，向电子设备300传输这些信息，当键盘100以无线方式与电子设备300连接的情况下，通信部140通过蓝牙等近距离通信方式或射频无线通信方式，向电子设备300传输这些信息。
基准信号接收部160接收电子笔200发出的基准信号，并向位置测定部130输出，多个超声波接收部150-1、150-2以预先规定的距离间隔设置，接收电子笔200发出的超声波信号，并向位置测定部130输出。在本发明的优选实施例中，虽然具体以两个超声波接收部150-1、150-2设置在基准信号接收部160两侧的方式实现，但并不限定于这样的配置。
位置测定部130利用基准信号接收部160和多个超声波接收部150-1、150-2分别接收电子笔200发出的基准信号和超声波信号的时间差，来测定电子笔200的位置，并向键盘控制部120输出测定的位置信息。对于位置测定部130测定电子笔200的位置的方式，参照图2进行后述。
上述的构成要件中，键盘控制部120、通信部140以及位置测定部130设置在键盘的外壳102内部，键区部110与普通键盘100相同，设置在外壳102上面，基准信号接收部160和多个超声波接收部150-1、150-2以向外部露出的方式设置在外壳102的侧面。
并且，外壳102内部可以进一步形成容纳电子笔200的电子笔容纳部190，在电子笔200通过二次电池来驱动的情况下，电子笔容纳部190内部可设置与电子笔200的充电电极连接的充电端子192，以便能够对电子笔200进行充电，外壳102内部可进一步包括通过充电端子向电子笔200供给充电电流的充电部180。
图2是说明根据本发明的优选实施例，测定电子笔200的位置，并向电子设备300输入位置信息的方法的图。
图2中，虽然举例说明了本发明优选实施例的键盘100通过蓝牙等近距离无线通信方式，与以智能型触控板体现的电子设备300进行通信，向电子设备300输入键输入信息和电子笔200的位置信息的方式，但电子设备300也可以以笔记本电脑方式具体实现，且本发明的键盘100与笔记本电脑有线连接，从而输入键输入信息和位置信息。
对测定电子笔200的位置信息的方法进行说明，基准信号接收部160以向外部露出的方式设置在键盘100的外壳102的一侧面，以相互间隔“L”距离的方式设置在基准信号接收部160的两侧的两个超声波接收部150-1、150-2分别以向外壳102外部露出的方式设置在同一侧面上。
电子笔200以相同的时间周期发出基准信号和超声波信号，基准信号接收部160和两个超声波接收部150-1、150-2分别接收基准信号和超声波信号。本发明的优选实施例中，虽然基准信号和超声波信号同时发出，但也可使其发出具有一定的时间差。
电子笔200的二维平面上的(x，y)坐标，可以通过下面的数学式1，对x和y进行求解。
数学式1
a2＝x2+y2
b2＝(L-x)2+y2
数学式1中，基准信号以光速传播，因此视为在电子笔200中与超声波信号一起发出的同时，由基准信号接收部160接收，距离a和b可以通过基准信号接收部160接收基准信号的时间和两个超声波接收部150-1、150-2分别接收超声波信号的时间差与音速相乘而求得。距离L为预先设定的值，因此可以将a、b及L值代入数学式1中求出(x，y)的坐标。
位置测定部130根据上述的数学式1测定电子笔200的位置，并向键盘控制部120输出位置信息，键盘控制部120向通信部140一同输出位置信息与从键区部110输入的键输入信息，通信部140转换从键盘控制部120输入的信息，并向电子设备300传输。接收位置信息的电子设备300能够以与鼠标的位置信息相同的方式，来利用电子笔200的位置信息。
当电子笔200的利用结束时，如图3所示，用户将电子笔200插入到形成在键盘100上的电子笔容纳部190中。此时，如上所述，电子笔200在容纳于电子笔容纳部190中的状态下，电子笔200的充电电极与形成在电子笔容纳部190中的充电端子接触，从而能够进行充电。但是，电子笔200的充电，只能在键盘100通过有线接收由电子设备300供给的电源的情况下进行。
图4是表示本发明优选实施例的键盘系统的结构的图。本发明的键盘系统的构成为，包括图1至图3所示的能够输入位置信息的键盘100和图4所示的置物架400。
置物架400是为了使用户便于观看电子设备300的屏幕的部件，其以智能型触控板等板状的电子设备300相对于用户按一定的角度配置的方式支撑。
图4所示的例子中，置物架400包括：基座410，其配置在利用电子笔200输入信息的书写面上；背面支撑部420，其以一定的角度结合在基座410，板状的电子设备300的一侧面放置在基座410的上面被支撑，背面与背面支撑部420接触被支撑。
并且，虽然基座410整体可由同一高度的平面构成，但在图4所示的例子中，从基座410以与背面支撑部420结合的区域比周边凸出的方式形成凸出部412，凸出部412的上面平坦地形成，以能够放置电子设备300的一侧面。
并且，在图4所示的例子中，虽然图示了使背面支撑部420与基座410形成的角度固定地进行结合的例子，但本领域的技术人员可知，也可通过铰链结合等，结合基座410与背面支撑部420，以便用户能够调节背面支撑部420与基座410之间的结合角。
并且，上述置物架的形状仅仅是一个实施例，本发明的置物架也可形成为在基座上形成能够容纳电子设备的容纳槽的置物架来放置。这种情况下，后述的电子设备连接部形成在容纳槽内。
另一方面，本发明的置物架400可以实现为接收外部电源，并向电子设备300和键盘100供给电源。这种情况下，放置电子设备300的置物架400的凸出部412设有连接电子设备的电子设备连接部430，且基座410的一端设有键盘连接部(未图示)，置物架400的侧面设有输入外部电源的电源连接部440。
电子设备连接部430和键盘连接部可以实现为如USB等标准化形态的接口端子，也可以实现为适合特定的电子设备和键盘厂商。并且，置物架400的电源连接部440与提供一定电压的电源的适配器或计算机等的USB接口端子连接，接收其供给的电源。
通过电源连接部440供给的电源，向通过电子设备端部430连接的电子设备300供给电源，来驱动电子设备300或对电子设备300进行充电，向通过键盘连接部连接的键盘100供给电源，来驱动键盘100或对键盘进行充电。
并且，电源连接部440连接有如计算机或笔记本电脑的USB端口等通信端口，电子设备连接部430连接智能型触控板或智能手机等，在通过计算机或笔记本电脑的通信接口接收电源的情况下，计算机或笔记本电脑与智能型触控板或智能手机也可相互同步执行。
另一方面，上述的实施例中，举例说明了超声波接收部150-1、150-2和基准信号接收部160固定设置在键盘的一面(左侧面、右侧面或正面)的情况。这样，只在键盘的一面上设置超声波接收部和基准信号接收部的情况下，根据接收部设置在键盘上的位置，用户只能在键盘的一面区域进行信息的输入，因此根据用户是否为右撇子或左撇子，可导致使用上的不便。
为了消除这样的不便，在图5a至图6所示的实施例中，将超声波接收部150-1、150-2和基准信号接收部160设置在模块化的接收部模块内部，使用户能够直接连接和分离接收部模块与形成在键盘的多个区域上的模块连接部。
图5a和图5b是表示结合接收部模块与形成在键盘上的模块连接部的例子的图。图6是表示结合多个接收部模块与键盘的模块连接部来输入信息的例子的图。
图5a至图6所示的实施例中，将超声波接收部150-1、150-2和基准信号接收部160设置在接收部模块500的内部，接收部模块500形成在键盘的左侧面或右侧面(参照图5a)、或前面(参照图5b)，使用户直接与模块连接部195a、195b、195c电连接来使用。
在图5a至图6中，模块连接部195a、195b、195c的构成为，包括模块容纳槽和连接器，所述模块容纳槽形成在键盘上，所述连接器(未图示)设置在模块容纳槽内部，与模块接收部电连接。接收部模块插入到模块容纳槽内，通过连接器使设置在接收部模块500内部的超声波接收部150-1、150-2及基准信号接收部160和设置在键盘100上的位置测定部130相互电连接。因此，用户能够根据自己方便的方向，将接收部模块500插入到键盘的左侧面、右侧面或前面所形成的模块容纳槽内来使用。
上述的例子中，虽然对模块连接部由模块容纳槽和连接器构成的内容进行了说明，但是模块连接部也可简单设置成仅由向外壳外部凸出的连接器。
并且，接收部模块500除了包括超声波接收部150-1、150-2和基准信号接收部160外，还可包括位置测定部130，此时，位置测定部130可通过模块连接部195a、195b、195c所包含的连接器与键盘控制部120电连接。
另一方面，如图6所示，用户可在键盘上连接两个以上的接收部模块500来使用。这种情况下，可根据各接收部模块500的设置位置，来分割输入区域。例如，图6所示的例子中，当用户在键盘右侧区域中移动电子笔200时，电子笔200发出的基准信号和超声波信号由设置在键盘右侧的接收部模块500-1接收，电子笔的位置信息将作为鼠标笔输入信息来使用。然后，当用户将电子笔200移动至键盘前面时，电子笔200发出的超声波信号和基准信号由设置在键盘前面的接收部模块500-2接收，电子笔200的位置信息将作为书写输入信息来使用。
并且，参照图5a至图6进行说明的键盘能够与图4所示的置物架400结合。
如上，说明了本发明的优选实施例。本领域技术人员可理解在不脱离本发明的本质特性的范围内，可以对本发明实施变更。因此，公开的实施例并非用于限定，而是用于说明本发明。本发明的范围并非体现在前述的说明中，而是体现在权利要求书中，且在与其等价范围内的所有不同，应解释为均包含在本发明中。

Claims (11)

1.一种键盘，其特征在于，包括：
外壳，其上面设有键区部；
基准信号接收部，其设置在所述外壳的侧面或前面，从电子笔接收基准信号；
多个超声波接收部，其相互间隔设置在所述外壳的侧面或前面，从所述电子笔接收超声波信号；
位置测定部，其设置在所述外壳内部，利用所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部分别接收基准信号和超声波信号的时间，测定所述电子笔的位置；
键盘控制部，其向电子设备传输从所述键区部输入的键输入信息和从所述位置测定部输入的位置信息。
2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部形成在所述外壳的同一侧面或前面。
3.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述基准信号接收部和所述多个超声波接收部设置在接收部模块内部，
所述接收部模块与所述外壳上形成的模块连接部连接，从而与所述位置测定部电连接。
4.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述基准信号接收部、所述多个超声波接收部以及所述位置测定部设置在接收部模块内部，
所述接收部模块与所述外壳上形成的模块连接部连接，从而所述位置测定部与所述键盘控制部电连接。
5.根据权利要求3或4所述的键盘，其特征在于，所述模块连接部包括：模块容纳槽，其内部容纳所述接收部模块；以及连接器，其设置在所述模块容纳槽内部，与所述模块接收部电连接。
6.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述外壳内部形成有容纳所述电子笔的电子笔容纳部。
7.根据权利要求6所述的键盘，其特征在于，所述电子笔容纳部上设有充电端子，所述充电端子与所述电子笔的充电电极接触，
所述键盘还包括充电部，所述充电部通过所述充电端子向所述电子笔输出充电电流，对所述电子笔进行充电。
8.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包括通信部，所述通信部以近距离无线通信的方式，向所述电子设备传输从所述键盘控制部输入的位置信息和键输入信息。
9.一种键盘系统，其包括：权利要求1至4及权利要求6至8中任意一项所述的键盘；置物架，其支撑所述电子设备，接收外部电源供给的电源，向所述键盘和所述电子设备供给电源。
10.根据权利要求9所述的键盘系统，其特征在于，所述置物架上设有：电子设备连接部，其与所述电子设备连接的；键盘连接部，其与键盘连接；以及电源连接部，其与所述外部电源连接。
11.根据权利要求9所述的键盘系统，其特征在于，当所述外部电源是通过其它电子设备的通信端口供给的电源的情况下，所述电子设备与所述其它电子设备通过所述置物架进行通信，并同步执行。
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