CN107340875B - 内建传感器及光源模块的键盘装置 - Google Patents
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Abstract
一种键盘装置包括基座、多个按键、光源模块、第一传感器、第二传感器以及控制模块。通过第一传感器检测多个按键的环境亮度，当环境亮度低于第二传感器可撷取所需画面的环境亮度时，控制模块即开启光源模块向多个按键提供光源，以提升环境亮度，使得第二传感器可清楚撷取所需画面，并分析得到所需数据。
Description
技术领域
本发明是关于一种计算机、行动装置及/或虚拟现实(VR)装置的数据输入设备，特别是关于一种内建传感器的键盘。
背景技术
现有技术一，美国专利申请案公开号2012/0249587A1(发明者Glen及其他人等)，其专利名称为“KEYBOARD AVATAR FOR HEADS UP DISPLAY(HUD)”，其中公开一种抬头显示设备(HUD)或头戴显示设备(HMD)用以查看连接至计算机的输入设备以及代表用户手指的图像。现有技术一利用相机镜头拍摄输入设备以及用户手指的影像，以呈现在抬头显示设备/头戴显示设备上，如现有技术一3A图所示，或是将影像经由转换后，以代表图像(手指/手部图像602，及键盘图像603)呈现在抬头显示设备/头戴显示设备上，如现有技术一3B图所示。
现有技术二，美国专利Patent No.8,928,590B1(发明者Tarek)，其专利名称为“GESTURE KEYBOARD METHOD AND APPARATUS”，其中公开一种可捕捉操作手势的键盘，其利用装设在键盘上的一对相机镜头捕捉使用者在手势操作范围(即，相机镜头的可视范围)内的操作手势，经由手势辨识后，即可与系统互动。
现有技术三，美国专利申请案公开号2003/0146903A1(发明者Leland及其他人等)，其专利名称为“WIRED KEYBOARD WITH BUILT-IN WEB CAMERA”，其中公开一种与网络摄影机(Web Camera)整合的键盘，其将网络摄影机直接整合至键盘前端，以帮助使用者更有效地利用工作空间。
现有技术一呈现在抬头显示设备/头戴显示设备上的是实际影像，或是转换后的代表图像，当环境光源不足时相机镜头所捕捉的影像易有辨识困难的问题(例如在黑暗中影像全黑)，甚至因影像不清而无法转换成代表图像的问题；现有技术二的手势操作范围约在键盘上方4英寸处，其操作手势与实体键盘上的按键无关，因此无助于加速用户利用实体键盘输入数据，更无法解决当环境光源不足时相机镜头无法捕捉影像的问题；现有技术三的网络摄影机其用途为网络视讯，与辅助用户利用实体键盘输入数据无关，更未公开如何解决环境光源不足时的问题。因此，实有必要改善现有技术，以自动补光技术解决当环境光源不足且应用在抬头显示设备、头戴显示设备或虚拟现实装置(VR)时，即使在未开灯光的黑暗环境中，使用者藉由本发明的自动补光技术仍可利用键盘输入数据。
发明内容
有鉴于此，本发明在一实施例中提出一种内建传感器及光源模块的键盘装置，其目的在于，第一传感器自动检测环境光源是否充足，当光源不足时启动光源模块以便补光，以辅助第二传感器撷取手指位置数据。键盘装置包括基座、多个按键、至少一光源模块、第一传感器、第二传感器以及控制模块。
基座具有一容置空间，多个按键设置于基座的容置空间中。至少一光源模块设置于基座，用以向多个按键提供光源。第一传感器设置于基座，用以检测多个按键的环境亮度。第二传感器设置于基座并朝向多个按键，用以检测并取得操作位置数据。控制模块设置于基座的容置空间中，并电连接多个按键、至少一光源模块、第一传感器及第二传感器。当控制模块判断第一传感器检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，启动第二传感器并接收第二传感器的操作位置数据。当控制模块判断第一传感器检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块开启至少一光源模块向多个按键提供光源。
第一传感器可检测多个按键所在环境的环境亮度。由于当多个按键所在环境亮度不足时，第二传感器可能无法完整撷取使用者的手指在多个按键上的相对位置数据以产生操作位置数据。因此，通过第一传感器检测环境亮度，当环境亮度低于第二传感器可撷取所需画面的环境亮度时，控制模块即开启光源模块向多个按键提供光源，以提升环境亮度，使得第二传感器可清楚撷取所需画面，并分析得到所需数据。
本发明另一实施例提供一种键盘装置包括第一键盘、第二键盘、至少一第一光源模块、至少一第二光源模块、至少一第一传感器、第二传感器、第三传感器以及控制模块。
第一键盘包括具有第一容置空间的第一基座及多个第一按键，多个第一按键设置于第一容置空间中。第二键盘包括具有第二容置空间的第二基座及多个第二按键，多个第二按键设置于第二容置空间中。至少一第一光源模块设置于第一基座，用以向多个第一按键提供第一光源，至少一第二光源模块设置于第二基座，用以向多个第二按键提供第二光源。至少一第一传感器设置于第一基座或第二基座，用以检测多个第一按键及多个第二按键的环境亮度。第二传感器设置于第一基座并朝向多个第一按键，用以检测并取得第一操作位置数据，第三传感器设置于第二基座并朝向多个第二按键，用以检测并取得第二操作位置数据。
控制模块设置于第一容置空间或第二容置空间中，并电连接多个第一按键、多个第二按键、至少一第一光源模块、至少一第二光源模块、至少一第一传感器、第二传感器及第三传感器。当控制模块判断至少一第一传感器检测到的环境亮度等于或大于一预设环境亮度时，启动第二传感器及第三传感器并接收第二传感器的第一操作位置数据与第三传感器的第二操作位置数据。当控制模块判断至少一第一传感器检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块开启至少一第一光源模块向多个第一按键提供第一光源或开启至少一第二光源模块向多个第二按键提供第二光源。
藉此，当使用的是左右分离式键盘(可为上述第一键盘及第二键盘)时，可通过一个第一传感器检测二个键盘其中之一的环境亮度，或是在左右键盘各设置一个第一传感器，以分别检测左右键盘的多个按键环境亮度。当第一传感器检测环境亮度低于分别位于左右键盘的第二传感器可撷取所需画面并取得所要数据的环境亮度时，控制模块即开启光源模块向左右键盘上的多个按键提供光源，以提升环境亮度，使得第二传感器可清楚撷取所需画面，并分析得到所需数据。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
图1为本发明第一实施例键盘装置的示意图。
图2为本发明第二实施例键盘装置的示意图。
图3为本发明第三实施例键盘装置的示意图。
图4为本发明第四实施例键盘装置的示意图。
图5为本发明第一实施例键盘装置的系统方块图。
其中，附图标记：
10、20、30、40 键盘装置
11 基座
111 容置空间
112 固定座
12 按键
13、23 光源模块
14、35、45 第一传感器
15、36 第二传感器
16、38 控制模块
161 微控制单元
162 击键判断单元
163 感应控制单元
231、431、441 LED元件
232、432、442 电路板
31 第一键盘
311 第一基座
312 第一容置空间
313 第一按键
314 第一固定座
32 第二键盘
321 第二基座
322 第二容置空间
323 第二按键
324 第二固定座
33、43 第一光源模块
34、44 第二光源模块
37 第三传感器
具体实施方式
本发明使用于但不限定于个人计算机(PC/Mac)、笔记本电脑(Laptop/Notebook/Portable Computer)、智慧手机(Smartphone)、平板计算机(Tablet PC)、智能电视(SmartTV)、抬头显示设备(Head-Up Display)/头戴显示设备(Head-Mounted Display)/虚拟现实装置(Virtual Reality Display)、电视游乐器(Video Game Console，或TV GameConsole)…等等电算装置(Computing Device)，可通讯连接后述的键盘装置10、20、30、40。所述通讯连接的方式可为无线通信或有线通讯方式。
本说明书的图式用以说明本发明的功能及技术特征，并非用以限定本发明的外观造型。
请参阅图1。图1为本发明第一实施例键盘装置的示意图。本实施例的键盘装置10包括基座11、多个按键12、光源模块13、第一传感器14、第二传感器15以及控制模块16。基座11具有容置空间111用以容设多个按键12。图1所示的键盘装置10通过多个区域的开孔以容置不同功能的该些按键12，其为现有常用的技术手段，在此便不加以赘述。
光源模块13设置于基座11，用以向多个按键12提供光源。如图1中所示，在基座11上方较长边的中央位置外侧边，设置可容设光源模块13的固定座112。光源模块13是朝向多个按键12设置，以提供多个按键12所需的光源。在本实施例中，为能向所有按键12提供光源，光源模块13所设置的高度会高于所有按键的高度，以使得光源模块13所发出的光源，能够照射到所有按键12，亦或是使所有按键12位在的区域产生足够的环境亮度。另外，光源模块13可为一LED元件，且可发出可见光。在其他实施态样中，光源模块亦可为发出红外线光的LED元件，本发明不以此为限。
第一传感器14及第二传感器15亦设置于基座11并朝向多个按键12。在本实施例中，第一传感器14及第二传感器15同样设置于固定座112上，并朝向多个按键12。第一传感器14用以检测多个按键12的环境亮度，第二传感器15用以检测并取得操作位置数据。在本实施例中，固定座112设置于基座11上方较长边的中央位置外侧边，其是为了使光源模块13、第一传感器14及第二传感器15能够左右对称得向多个按键12提供光源或进行检测，但本发明不以此为限。在其他实施态样中，固定座112可设置于基座11的任一侧边的任一位置，只能要够提供多个按键12光源，并检测或照射多个按键12即可。另外，本实施例中的光源模块13、第一传感器14及第二传感器15皆设置于一个固定座112，但本发明亦不以此为限。光源模块13、第一传感器14及第二传感器15亦可分别设置于基座11的任一位置，或两两一组设置于基座11的任一位置。或第一传感器14设置于基座11的任一位置，光源模块13及第二传感器15设置于一个固定座112。
在本实施例中，第一传感器14为亮度传感器，或称环境光传感器(Ambient LightSensor)。第一传感器14可检测多个按键12所在环境的环境亮度。第一传感器14是为了判断多个按键12所在的环境亮度是否充足，以使第二传感器15可检测并取得所需数据。
在本实施例中，第二传感器15为摄像镜头，而第二传感器15检测并取得的操作位置数据即为拍摄到的影像，此影像由控制模块16传送至电算装置(图未示)端，由电算装置端另外设置的分析计算模块进行分析影像中，用户的手指与该些按键12的一相对位置数据。由于第二传感器15需要能够拍摄到所有按键12才能正确判断用户的手指与该些按键12的相对位置数据，因此第二传感器15所设置的位置要高于任一按键12的表面。
控制模块16设置于基座11的容置空间111中，并电连接多个按键12、光源模块13、第一传感器14及第二传感器15。控制模块16可位于基座11的容置空间111中的任一位置，本发明不以此为限。当控制模块16接收并判断第一传感器14检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，即会启动第二传感器15并接收第二传感器15的操作位置数据。当控制模块16判断第一传感器14检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块16开启光源模块13向多个按键12提供光源。
在此，预设环境亮度即为使得第二传感器15能够清楚检测并取得操作位置数据的环境亮度。预设环境亮度可事先设定后预存于控制模块16中，以利进行后续比对判断。控制模块16所接收的操作位置数据仅为影像，须交由电算装置端进行分析。
当控制模块16要开始取得操作位置数据前，先判断第一传感器14检测到的环境亮度是否等于或大于预设环境亮度，若是，则表示第二传感器15可清楚检测并取得操作位置数据。此时，则启动第二传感器15开始拍摄并检测取得操作位置数据。当控制模块16判断第一传感器14检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，即表示此时第二传感器15所拍摄的影像可能会过暗而无法检测并取得操作位置数据。因此，控制模块16即会开启光源模块13向多个按键12提供光源，以改善多个按键12区域的环境亮度。
藉此，上述键盘装置可通过自动补光技术解决当环境光源不足，且应用在抬头显示设备、头戴显示设备或虚拟现实装置(VR)时，即使在未开灯光的黑暗环境中，使用者藉由本实施例的自动补光技术仍可利用键盘装置10输入数据。
在本实施例中，当第二传感器15已启动并持续拍摄、检测并取得操作位置数据时，控制模块16可得知操作位置数据是否包含手指与多个按键12的相对位置数据(详见后述图5的说明)。当操作位置数据未包含手指与多个按键12的相对位置数据时，即代表用户已没有在继续操作键盘装置10，此时控制模块16关闭第二传感器15，停止继续拍摄、检测并取得操作位置数据。藉此，可在用户未操作键盘装置10，或持续一段时间未操作键盘装置10时主动关闭第二传感器15，以节省电源。
另外，当光源模块13为启动状态，此时第一传感器14持续检测环境亮度，当第一传感器14检测到的环境亮度大于预设环境亮度时，控制模块16关闭该光源模块13。在此，是当环境亮度已被改善，例如使用者打开室内灯光，第一传感器14检测到的环境亮度已大于预设环境亮度，即不需要光源模块13的光源进行辅助。此时，控制模块16主动关闭该光源模块13，以节省电源。
接着请参阅图2，图2为本发明第二实施例键盘装置的示意图。本实施例中与第一实施例相同的元件及结构以相同的元件符号表示且不再赘述。本实施例与第一实施例不同之处在于，本实施例的键盘装置20的光源模块为多个光源模块23，且多个光源模块23是设置于基座11的容置空间111中，并位于多个按键12的下方，且可朝向多个按键12提供光源。本实施例中多个光源模块23为多个LED元件231设置于一个电路板232上并置于按键12下方。在其他实施态样中，多个光源模块亦可为在每一个按键背面设置LED元件，或是于基座的容置空间的侧边设置多个LED元件，并配合导光板、反射片等元件，使光源由容置空间朝向按键12方向射出。
在本实施例中，当控制模块16判断第一传感器14检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块16陆续开启多个光源模块23的至少一个，直到控制模块16判断第一传感器14检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度或是多个光源模块23全部开启。也就是说，当控制模块16判断现在环境亮度不足时，可先控制一个或多个光源模块23开启，以提供光源。接着，控制模块16持续接收并判断第一传感器14检测到的环境亮度，若仍不足，则再开启一个或多个光源模块23。一直到控制模块16判断第一传感器14检测到的环境亮度已等于或大于预设环境亮度，才停止再开启光源模块23。或者控制模块16陆续开启光源模块23直到所有的光源模块23皆已被开启。
藉此，可通过控制模块16进行判断，开启足够提供所需环境亮度的光源模块23即可，而不需要每一次在环境亮度不足时就一次开启所有的光源模块23。如此，在本实施例的键盘装置20可在需要时开启足够的光源模块23，又可达到节约省电的功效。
请参阅图3，图3为本发明第三实施例键盘装置的示意图。本实施例的键盘装置30包括第一键盘31、第二键盘32、第一光源模块33、第二光源模块34、第一传感器35、第二传感器36、第三传感器37以及控制模块38。第一键盘31包括具有第一容置空间312的第一基座311及多个第一按键313，多个第一按键313设置于第一容置空间312中。第二键盘32包括具有第二容置空间322的第二基座321及多个第二按键323，多个第二按键323设置于第二容置空间322中。在本实施例中，第一键盘31及第二键盘32为将一般键盘的按键，分成可成组使用的左右键盘，但本发明不以此为限。第一键盘及第二键盘亦可为文字符号键盘与数字键盘的组合。
第一光源模块33设置于第一基座311，用以向多个第一按键313提供第一光源。如图3所示，在第一基座311上方较长边的中央位置外侧边，设置可容设第一光源模块33的第一固定座314。第一光源模块33是朝向多个第一按键313设置，以提供多个第一按键313所需的光源。在本实施例中，为能向所有第一按键313提供光源，第一光源模块33所设置的高度会高于所有按键的高度，以使得第一光源模块33所发出的光源，能够照射到所有第一按键313，亦或是使所有第一按键313位在的区域产生足够的环境亮度。
同样地，第二光源模块34设置于第二基座321，用以向多个第二按键323提供第二光源。如图3所示，在第二基座321上方较长边的中央位置外侧边，设置可容设第二光源模块34的第二固定座324。第二光源模块34是朝向多个第二按键323设置，以提供多个第二按键323所需的光源。在本实施例中，为能向所有第二按键323提供光源，第二光源模块34所设置的高度会高于所有按键的高度，以使得第二光源模块34所发出的光源，能够照射到所有第二按键323，亦或是使所有第二按键323位在的区域产生足够的环境亮度。
第一传感器35设置于第一基座311，用以检测多个第一按键313的环境亮度。如图3所示，第一传感器35则设置于此第一固定座314上，并朝向多个第一按键313。由于第一传感器35不一定要朝向所有按键，仅需单点检测，故，在另一些实施例中，第一传感器35亦可设置于第一基座311或第二基座321的其他位置，例如任意按键旁的平面空间(低于按键高度)。另外，第一键盘31与第二键盘32的距离一般来说不可能太远，两者的环境亮度通常不会有太大的差异，因此，本实施例以通过一个第一传感器35(仅检测第一键盘31的环境亮度)让控制模块16同时控制第一光源模块33与第二光源模块34。
在本实施例中，第一传感器35为亮度传感器，或称环境光传感器(Ambient LightSensor)。第一传感器35可检测多个第一按键313所在环境的环境亮度。在另一些实施例中，第一传感器35设置在第二键盘32的第二基座321，以检测多个第二按键323所在环境的环境亮度。第一传感器35是为了判断多个第一按键313(当设置于第一键盘31时)或多个第二按键323(当设置于第二键盘32时)所在的环境亮度是否充足，以使第二传感器36及第三传感器37可检测并取得所需数据。
第二传感器36设置于第一基座311并朝向多个第一按键313。在本实施例中，第二传感器36与第一光源模块33一起设置于第一固定座314上，并朝向多个第一按键313。第二传感器36用以检测并取得第一操作位置数据。在本实施例中，第一固定座314设置于第一基座311上方侧的中央位置外侧边，其是为了使第一光源模块33及第二传感器36能够左右对称得向多个第一按键313提供光源或进行检测，但本发明不以此为限。在其他实施态样中，第一固定座314可设置于第一基座311的任一侧边的任一位置，只能要够提供多个第一按键313光源，并检测或照射多个第一按键313即可。另外，本实施例中的第一光源模块33及第二传感器36皆设置于一个第一固定座314，但本发明亦不以此为限。第一光源模块33及第二传感器36亦可分别设置于第一基座311的任一位置。
第三传感器37设置于第二基座321并朝向多个第二按键323。在本实施例中，第三传感器37与第二光源模块34一起设置于第二固定座324上，并朝向多个第二按键323。第三传感器37用以检测并取得第二操作位置数据。在本实施例中，第二固定座324设置于第二基座321上方侧的中央位置外侧边，其是为了使第二光源模块34及第三传感器37能够左右对称得向多个第二按键323提供光源或进行检测，但本发明不以此为限。在其他实施态样中，第二固定座324可设置于第二基座321的任一侧边的任一位置，只能要够提供多个第二按键323光源，并检测或照射多个第二按键323即可。另外，本实施例中的第二光源模块34及第三传感器37皆设置于一个第二固定座324，但本发明亦不以此为限。第二光源模块34及第三传感器37亦可分别设置于第二基座321的任一位置。
在本实施例中，第二传感器36及第三传感器37为摄像镜头。而第二传感器36及第三传感器37检测并取得的操作位置数据即分别为拍摄到的第一影像与第二影像，此第一影像与第二影像由控制模块38传送至电算装置端，由电算装置端另外设置的分析计算模块进行分析影像中，用户的手指与多个第一按键313或多个第二按键323的相对位置数据。由于第二传感器36需要能够拍摄到所有第一按键313才能正确判断用户的手指与多个第一按键313的第一相对位置数据。第三传感器37需要能够拍摄到所有第二按键323才能正确判断用户的手指与多个第二按键323的第二相对位置数据。因此第二传感器36所设置的位置要高于任一第一按键313的表面，第三传感器37所设置的位置要高于任一第二按键323的表面。
控制模块38设置于第二容置空间322中，并电连接多个第一按键313、多个第二按键323、第一光源模块33、第二光源模块34、第一传感器35、第二传感器36及第三传感器37。在此，虽然控制模块38位于第二容置空间322，但本发明不以此为限。但在其他实施态样中，控制模块亦可设置于第一容置空间中。另外，本实施例的按制模块38虽然是设置于第二容置空间322中，但其可通过无线模块控制第一键盘31中各元件的开启或关闭，以及接收在第一键盘31中各元件所检测取得的数据。在其他实施态样中，亦可使用有线方式连接第一键盘及第二键盘，本发明不以此为限。另外，在一些实施态样中，亦可于第一键盘中设置一个第一控制模块，于第二键盘中设置一个第二控制模块，以分别控制第一键盘及第二键盘中的各元件的运作。
当控制模块38判断第一传感器35检测到的环境亮度等于或大于一预设环境亮度时，启动第二传感器36及第三传感器37并接收第二传感器36的第一操作位置数据与第三传感器37的第二操作位置数据。当控制模块38判断第一传感器35检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块38开启第一光源模块33向多个第一按键313提供第一光源、开启第二光源模34组向多个第二按键323提供第二光源或同时开启第一光源模块33及第二光源模34。
在此，预设环境亮度即为使得第二传感器36及第三传感器37能够清楚检测并取得操作位置数据的环境亮度。预设环境亮度可事先设定后预存于控制模块38中，以利进行后续比对判断。控制模块38所接收的操作位置数据仅为影像，须交由电算装置端进行分析。
当控制模块38要开始取得第一操作位置数据及第二操作位置数据前，先判断第一传感器35检测到的环境亮度是否等于或大于预设环境亮度，若是，则表示第二传感器36及第三传感器37可清楚检测并取得操作位置数据。此时，则启动第二传感器36及第三传感器37开始拍摄并检测取得第一操作位置数据及第二操作位置数据。当控制模块38判断第一传感器35检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，即表示此时第二传感器36或第三传感器37所拍摄的影像可能会过暗而无法检测并取得第一操作位置数据或第二操作位置数据。因此，控制模块38即会开启第一光源模块33向多个第一按键313提供光源、开启第二光源模块34向多个第二按键323提供光源或同时开启第一光源模块33及第二光源模块34，以改善多个第一按键313及多个第二按键323区域的环境亮度。
藉此，上述结构可运用在左右分离式的键盘装置，并通过自动补光技术解决当环境光源不足，且应用在抬头显示设备、头戴显示设备或虚拟现实装置(VR)时，即使在未开灯光的黑暗环境中，使用者藉由本实施例的自动补光技术仍可利用键盘装置30输入数据。
在本实施例中，当第二传感器36及第三传感器37已启动并持续拍摄、检测并取得第一操作位置数据及第二操作位置数据后，控制模块38可得知第一操作位置数据是否包含手指与多个第一按键313的第一相对位置数据，以及第二操作位置数据是否包含手指与多个第二按键323的第二相对位置数据。此相对位置数据可由电算装置端分析后传回至控制模块38，详细可参阅后面关于图5的说明，虽然并非本实施例的装置，但原理大致相同。当第一操作位置数据及第二操作位置数据皆未包含手指与多个第一按键313的第一相对位置数据及手指与多个第二按键323的第二相对位置数据时，即代表用户已没有在继续操作键盘装置30，此时控制模块38关闭第二传感器36及第三传感器37，停止继续拍摄、检测并取得第一操作位置数据及第二操作位置数据。藉此，可在用户未操作键盘装置30，或持续一段时间未操作键盘装置30时主动关闭第二传感器36及第三传感器37，以节省电源。
另外，当第一光源模块33或第二光源模块34为启动状态，且第一传感器35检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，控制模块38关闭该第一光源模块33或第二光源模块34。意即，当第一光源模块33为启动状态、第二光源模块34为启动状态或第一光源模块33及第二光源模块34皆为启动状态，此时第一传感器35持续检测环境亮度，当第一传感器35检测到的环境亮度大于预设环境亮度时，控制模块38关闭第一光源模块33及第二光源模块34。在此，是当环境亮度已被改善，例如使用者打开室内灯光，第一传感器35检测到的环境亮度已大于预设环境亮度，即不需要第一光源模块33或第二光源模块34的光源进行辅助。此时，控制模块38主动关闭第一光源模块33及第二光源模块34，以节省电源。
接着请参阅图4，图4为本发明第四实施例键盘装置的示意图。本实施例中与第三实施例相同的元件及结构以相同的元件符号表示且不再赘述。本实施例与第三实施例不同之处在于，本实施例的键盘装置40的第一光源模块为多个第一光源模块43，且多个第一光源模块43是设置于第一基座311的第一容置空间312中，并位于多个第一按键313的下方，且可朝向多个第一按键313提供第一光源。且第二光源模块为多个第二光源模块44，且多个第二光源模块44是设置于第二基座321的第二容置空间322中，并位于多个第二按键323的下方，且可朝向多个第二按键323提供第二光源。
本实施例中多个第一光源模块43为多个LED元件431设置于一个电路板432上并置于第一按键313下方。多个第二光源模块44为多个LED元件441设置于一个电路板442上并置于第二按键323下方。在其他实施态样中，多个光源模块亦可为在每一个按键背面设置LED元件，或是于基座的容置空间的侧边设置多个LED元件，并配合导光板、反射片等元件，使光源由容置空间朝向按键方向射出。
另外，本实施例与第三实施例不同之处在于第一传感器45为二个，其中一个第一传感器45设置于第一基座314，且在本实施例中是与第二传感器36一起设置于第一固定座314。另一个第一传感器45则是设置于第二基座321。且在本实施例中是与第三传感器37一起设置于第二固定座324。
再者，第一键盘31及第二键盘32分别设置用来检测多个第一按键313及多个第二按键323的第一传感器45，可以针对第一键盘31及第二键盘32分别检测环境亮度，以各别得到各键盘的环境亮度值。如此，则可分别控制第一光源模块43及第二光源模块44的开启或关闭，以得到所需的环境亮度，而不用同时开启第一光源模块43及第二光源模块44，亦可达到节省电源的功效。
在本实施例中，当控制模块38判断位于第一基座311的第一传感器45检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块38陆续开启多个第一光源模块43的至少一个，直到控制模块38判断第一传感器45检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度或是多个第一光源模块43全部开启。也就是说，当控制模块38判断现在环境亮度不足时，可先控制一个第一光源模块43开启(在此为控制一个LED元件431开启)，以提供光源。接着，控制模块38持续接收并判断第一传感器45检测到的环境亮度，若仍不足，则再开启一个第一光源模块43(在此为控制一个LED元件431的开启)。一直到控制模块38判断第一传感器45检测到的环境亮度已等于或大于预设环境亮度，才停止再开启第一光源模块43。或者控制模块38陆续开启第一光源模块43直到所有的第一光源模块43皆已被开启。在此虽以一次开启一个LED元件431为举例说明，但在其他实施态样中，亦可将二个至多个LED元件431设定为一组，以一次开启二至多个LED元件431。
同样地，当控制模块38判断位于第二基座321的第一传感器45检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，控制模块38陆续开启多个第二光源模块44的至少一个，直到控制模块38判断第一传感器45检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度或是多个第二光源模块44全部开启。也就是说，当控制模块38判断现在环境亮度不足时，可先控制一个第二光源模块44开启(在此为控制一个LED元件441开启)，以提供光源。接着，控制模块38持续接收并判断第一传感器45检测到的环境亮度，若仍不足，则再开启一个第二光源模块44(在此为控制一个LED元件441的开启)。一直到控制模块38判断第一传感器45检测到的环境亮度已等于或大于预设环境亮度，才停止再开启第二光源模块44。或者控制模块38陆续开启第二光源模块44直到所有的第二光源模块44皆已被开启。在此虽以一次开启一个LED元件441为举例说明，但在其他实施态样中，亦可将二个至多个LED元件441设定为一组，以一次开启二至多个LED元件441。
藉此，可通过控制模块38进行判断，开启足够提供所需环境亮度的第一光源模块43或第二光源模块44即可，而不需要每一次在环境亮度不足时就一次开启所有的第一光源模块43或第二光源模块44。如此，在本实施例的键盘装置40可在需要时开启足够的第一光源模块43或第二光源模块44，又可达到节约省电的功效。
另外，由于本实施例有二个第一传感器45分别设置于第一基座311及第二基座321，而可分别检测多个第一按键313及第二按键323的环境亮度。因此，当第一光源模块43为启动状态，且位于第一基座311的第一传感器45检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，控制模块38关闭第一光源模块43。或是当第二光源模块44为启动状态，且位于第二基座321的第一传感器45检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，控制模块38关闭第二光源模块44。
意即，当第一光源模块43为启动状态、第二光源模块44为启动状态或第一光源模块43及第二光源模块44皆为启动状态，此时二个第一传感器45会持续检测第一键盘31及第二键盘32的环境亮度。并分别依据各第一传感器45检测到的环境亮度来关闭第一光源模块43或第二光源模块44。在此，是当环境亮度已被改善，例如使用者打开室内灯光，第一传感器45检测到的环境亮度已大于预设环境亮度，即不需要第一光源模块33或第二光源模块34的光源进行辅助。此时，控制模块38主动关闭第一光源模块43或第二光源模块44，以节省电源。
请参阅图5，图5为本发明第一实施例键盘装置的系统方块图。其中，控制模块16进一步包含微控制单元161(Micro Control Unit)、击键判断单元162及感应控制单元163。击键判断单元162电连接至对应于每一个按键12的接点(或称按键接点)，用以检测接点因击键而由常开状态变化为通路状态，据以产生按键扫描码。微控制单元161通过键盘驱动程序(Keyboard Driver)将该按键扫描码储存至电算装置端的键盘缓冲区(Keyboard Buffer)，并发送中断请求至电算装置的处理器。接着，电算装置的处理器响应中断请求自缓冲区读取按键扫描码，而可得知哪一个按键12被击键，所谓的“击键”包含按键的按压(Key Down)与释放(Key Up)。以上属于本发明键盘击键的作动流程部份。
感应控制单元163电连接至第一传感器14、第二感应该15及光源模块13。前述的预设环境亮度储存于感应控制单元163，当第一传感器14检测到的环境亮度小于预设环境亮度时，由感应控制单元163开启光源模块13以提供光源，当检测到的环境亮度等于或大于预设环境亮度时，感应控制单元163启动第二传感器15开始检测取得操作位置数据。而第二传感器15检测并取得的操作位置数据，由微控制单元161通过键盘驱动程序储存至电算装置端的键盘缓冲区，并发送中断请求至电算装置的处理器，以便电算装置的处理器响应中断请求自缓冲区读取操作位置数据，接着，由电算装置端设置的分析计算模块(即，键盘的驱动程序)进行分析影像数据，以进一步截取其中用户的手指与按键12的相对位置数据。当操作位置数据因影像过暗而无法进行辨识分析时，分析计算模块通知微控制单元161，以便感应控制单元163开启光源模块13以提供光源或是加强光源。当操作位置数据不包含手指与按键12的相对位置数据时，分析计算模块通知微控制单元161，以便感应控制单元163关闭第二传感器15，停止继续检测并取得操作位置数据。
上述缓冲区采用先进先出(FIFO，First-in First-out)的队列架构。在一些实施例中，操作位置数据与按键扫描码各自储存于两个独立的专属缓冲区，用以供电算装置的处理器读取时区别两个缓冲区内的数据类别。在一些实施例中，操作位置数据储存至专属的缓冲区后，不以发送中断请求的方式通知电算装置的处理器，而是电算装置的处理器以轮询(Polling)方式每隔一段时间自动读取专属于操作位置数据的缓冲区。同样地，按键扫描码储存至专属的缓冲区后，也可由电算装置的处理器以轮询方式每隔一段时间自动读取专属于按键扫描码的缓冲区。
综上所述，本发明在各实施例中提出一种内建传感器及光源模块的键盘，解决环境光源不足时的问题。当检测到环境光源不足时，可通过自动补光技术辅助第二传感器(及第三传感器)捕捉影像，并且以自动省电功能控制光源模块与传感器，以降低电源功耗，弥补了现有技术不足之处。
虽然本发明以前述之实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (18)
1.一种键盘装置，其特征在于，包括：
一基座，具有一容置空间；
多个按键，设置于该基座的该容置空间中；
至少一光源模块，设置于该基座，用以向该些按键提供一光源；
一第一传感器，设置于该基座，用以检测该些按键的一环境亮度；
一第二传感器，设置于该基座并朝向该些按键，用以检测并取得一操作位置数据；以及
一控制模块，设置于该基座的该容置空间中，并电连接该些按键、该至少一光源模块、该第一传感器及该第二传感器，当该控制模块判断该第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于一预设环境亮度时，启动该第二传感器并接收该第二传感器的该操作位置数据；当该控制模块判断该第一传感器检测到的该环境亮度小于该预设环境亮度时，该控制模块开启该至少一光源模块向该些按键提供该光源，当该控制模块得知该操作位置数据未包含至少一手指与该些按键的一相对位置数据时，该控制模块关闭该第二传感器。
2.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该操作位置数据包括至少一影像。
3.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该第一传感器为一亮度传感器，该第二传感器为一摄像镜头。
4.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该至少一光源模块设置于该基座的该容置空间中，并位于该些按键的下方，且朝向该些按键提供该光源。
5.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该至少一光源模块设置于该基座的外侧边，并朝向该些按键的表面提供该光源。
6.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，当该至少一光源模块为启动状态，且该第一传感器检测到的该环境亮度大于该预设环境亮度时，该控制模块关闭该至少一光源模块。
7.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该第二传感器设置于该基座的外侧边，且该第二传感器的位置高于任一该些按键的表面。
8.如权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，该至少一光源模块为多个，当该控制模块判断该第一传感器检测到的该环境亮度小于该预设环境亮度时，该控制模块陆续开启该些光源模块的至少一个，直到该控制模块判断该第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于该预设环境亮度或是该些光源模块全部开启。
9.一种键盘装置，其特征在于，包括：
一第一键盘，包括具有一第一容置空间的一第一基座及多个第一按键，该些第一按键设置于该第一容置空间中；
一第二键盘，包括具有一第二容置空间的一第二基座及多个第二按键，该些第二按键设置于该第二容置空间中；
至少一第一光源模块，该至少一第一光源模块设置于该第一基座，用以向该些第一按键提供一第一光源；
至少一第二光源模块，该至少一第二光源模块设置于该第二基座，用以向该些第二按键提供一第二光源；
至少一第一传感器，设置于该第一基座或该第二基座，用以检测该些第一按键及该些第二按键的一环境亮度；
一第二传感器，设置于该第一基座并朝向该些第一按键，用以检测并取得一第一操作位置数据；
一第三传感器，设置于该第二基座并朝向该些第二按键，用以检测并取得一第二操作位置数据；以及
一控制模块，设置于该第一容置空间或该第二容置空间中，并电连接该些第一按键、该些第二按键、该至少一第一光源模块、该至少一第二光源模块、该至少一第一传感器、该第二传感器及该第三传感器，当该控制模块判断该至少一第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于一预设环境亮度时，启动该第二传感器及该第三传感器并接收该第二传感器的该第一操作位置数据与该第三传感器的该第二操作位置数据；当该控制模块判断该至少一第一传感器检测到的该环境亮度小于该预设环境亮度时，该控制模块开启该至少一第一光源模块向该些第一按键提供该第一光源或开启该至少一第二光源模块向该些第二按键提供该第二光源，当该控制模块得知该第一操作位置数据未包含至少一手指与该些第一按键的一第一相对位置数据，且该第二操作位置数据未包含至少一手指与该些第二按键的一第二相对位置数据时，该控制模块关闭该第二传感器及该第三传感器。
10.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该第一操作位置数据包括至少一第一影像，该第二操作位置数据包括至少一第二影像。
11.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该至少一第一传感器为一亮度传感器，该第二传感器及该第三传感器为一摄像镜头。
12.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该至少一第一光源模块设置于该第一基座的该第一容置空间中，并位于该些第一按键的下方，且朝向该些第一按键提供该第一光源，且该至少一第二光源模块系设置于该第二基座的该第二容置空间中，并位于该些第二按键的下方，且朝向该些第二按键提供该第二光源。
13.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该至少一第一光源模块设置于该第一基座的外侧边，并朝向该些第一按键的表面提供该第一光源，且该至少一第二光源模块设置于该第二基座的外侧边，并朝向该些第二按键的表面提供该第二光源。
14.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，当该至少一第一光源模块或该至少一第二光源模块为启动状态，且该至少一第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于该预设环境亮度时，该控制模块关闭该至少一第一光源模块或该至少一第二光源模块。
15.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该至少一第一传感器为二个，该二第一传感器的一设置于该第一基座，该二第一传感器的另一设置于该第二基座。
16.如权利要求15所述的键盘装置，其特征在于，当该至少一第一光源模块为启动状态，且位于该第一基座的该第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于该预设环境亮度时，该控制模块关闭该至少一第一光源模块，或当该至少一第二光源模块为启动状态，且位于该第二基座的该第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于该预设环境亮度时，该控制模块关闭该至少一第二光源模块。
17.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该第二传感器设置于该第一基座的外侧边，且该第二传感器的位置高于任一该些第一按键的表面；该第三传感器设置于该第二基座的外侧边，且该第三传感器的位置高于任一该些第二按键的表面。
18.如权利要求9所述的键盘装置，其特征在于，该至少一第一光源模块为多个，该至少一第二光源模块为多个，当该控制模块判断该至少一第一传感器侦到的该环境亮度小于该预设环境亮度时，该控制模块陆续开启该些第一光源模块及该些第二光源模块的至少一个，直到该控制模块判断该至少一第一传感器检测到的该环境亮度等于或大于该预设环境亮度，或是该些第一光源模块及该些第二光源模块全部开启。
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