CN113934308A - 具有生理参数检测功能的键盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种具有生理参数检测功能的键盘装置，其主要包括：一键盘本体以及至少两个生理信号采集单元。其中，该键盘本体具有一键盘控制器，且该键盘控制器具有一生理参数运算单元。特别地，本发明将至少两个生理信号采集单元设置于该键盘本体之中，令各所述生理信号采集单元包括一发光元件与一光感测元件，且各所述生理信号采集单元具有一接触面露出于该键盘本体的表面。如此设置，当一用户使用本发明的键盘装置进行打字的时候，该用户随时可以将其一手指按压在所述生理信号采集单元的接触面之上，使该生理参数运算单元通过该生理信号采集单元接收一光信号，且在对该光信号执行一生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，例如心跳和心率。

Description

具有生理参数检测功能的键盘装置
技术领域
本发明涉及电脑键盘的技术领域，尤其涉及一种具有生理参数检测功能的键盘装置。
背景技术
血氧浓度、心跳、心率、血压等生理参数为判断一个人健康状态的重要指标。目前，光体积变化描记图法(Photoplethysmography,PPG)已经被广泛地应用在测量计算一个体的各种生理参数。举例而言，中国台湾申请号为I592138公开一种穿戴式血压测量装置，其为目前热卖的智能手环，供用户配戴在其手腕上，从而利用光体积变化描记图法进行个体生理信号的测量。另一方面，美国专利公开号US2017/0340217A1公开一种生理检测装置，其实际上为一指尖脉搏血氧仪(Fingertip pulse oximeter)。进行个体生理信号的测量之时，用户必须将其手指置入该指尖脉搏血氧仪的一测量空间之中，接着该指尖脉搏血氧仪发出一检测光至手指的一表面。最终，在手指的另一表面接收且连续纪录该检测光的一透射光之后，便可获得一光体积变化信号。
已知，前述的智能手环以及指尖脉搏血氧仪皆为可携式。然而，由众多用户提供的反馈意见可知，此两种生理信号测量装置会造成许多使用上的不便。例如，若用户外出时忘记携带其智能手环及/或指尖脉搏血氧仪，则用户便无法进行每日的个人生理参数测量与管理。
应知道，现代人大部分的工作皆须使用电脑才能够快速、有效率地完成。因此，除了智能智能手机与平板电脑之外，电脑键盘为现代人在一天之内花最多时间使用的电子装置。故而，若能够让电脑键盘具备生理参数检测功能，则人们便能够在使用电脑键盘的情况下随时检测个人生理参数，达成对个人生理参数的每日测量与管理。基于前述理由，本发明的发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有生理参数检测功能的键盘装置，其主要包括：一键盘本体以及至少两个生理信号采集单元。其中，该键盘本体具有一键盘控制器，且该键盘控制器具有一生理参数运算单元。特别地，本发明将至少两个生理信号采集单元设置于该键盘本体之中，令各所述生理信号采集单元包括一发光元件与一光感测元件，且各所述生理信号采集单元具有一接触面露出于该键盘本体的表面。如此设置，当一用户使用本发明的键盘装置进行打字的时候，该用户随时可以将其一手指按压在一个所述生理信号采集单元的接触面之上，使该生理参数运算单元通过该生理信号采集单元接收一第一光信号，且在对该第一光信号执行一生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，例如心跳和心率。
此外，当该用户使用本发明的键盘装置进行打字的时候，该用户还可以同时将其另一手指按压在另一个所述生理信号采集单元的接触面之上，使该生理参数运算单元通过该生理信号采集单元接收一第二光信号，且在对该第一光信号和该第二光信号执行所述生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，包括：心跳、心率、血压和血氧。
为达成上述目的，本发明提出所述具有生理参数检测功能的键盘装置的一实施例，其包括：一键盘本体，具有一键盘控制器以及耦接该键盘控制器的一按键组，且该键盘控制器具有一生理参数运算单元；以及至少两个生理信号采集单元，设置于该键盘本体之中，且包括至少一发光元件与至少一光感测元件；其中，各所述生理信号采集单元具有一接触面露出于该键盘本体的表面；其中，当一用户以其一第一手指按压在一个所述生理信号采集单元的该接触面之上，该发光元件提供一第一检测光射向该第一手指，使该光感测元件在感测来自于该第一手指的一第一反射光之后对应地产生一第一光信号以传送至该键盘控制器，从而使该生理参数运算单元在对该第一光信号执行一生理参数运算之后，计算出该用户的心跳和心率；其中，当该用户同时以其一第二手指按压在另一个所述生理信号采集单元的该接触面之上，该发光元件提供一第二检测光射向该第二手指，使该光感测元件在感测来自于该第二手指的一第二反射光之后对应地产生一第二光信号以传送至该键盘控制器，使该生理参数运算单元在对该第一光信号和该第二光信号执行所述生理参数运算之后，计算出该用户的心跳、心率、血压和血氧。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该键盘本体还包括耦接该键盘控制器的一显示器，该显示器的一显示屏幕露出于该键盘本体之外，用以在该第一手指及/或该第一手指按压在所述接触面之时显示一提示信息，从而让该用户确认是否接着进行一生理参数检测程序。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，在所述生理参数运算完成后，该键盘控制器通过该显示器的该显示屏幕以显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该键盘控制器以有线连接或无线连接的方式，将包含该用户的心跳速率、脉搏、血压和血氧的一生理参数测量数据传送至外部一电子装置，从而在该电子装置的一显示装置的一显示屏幕上显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该电子装置选自于由台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能智能手机和智能型电视所组成的群组之中的任一个。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该电子装置安装有一生理参数管理程序以对所述生理参数测量数据进行一数据管理，且所述数据管理包括：数据储存、数据传输、数值化显示该用户的生理参数、图表化显示该用户的生理参数及/或曲线数据化显示该用户的生理参数。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该发光元件选自于由发光二极管、量子点发光二极管、次毫米发光二极管、微发光二极管和有机发光二极管所组成的群组之中的任一个。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该第一检测光和该第二检测光皆为一单波长光或一多波长光。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该光感测元件选自于由单点式光感测器、矩阵式光感测器、单通道图像感测器和多通道图像感测器所组成的群组之中的任一个。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，该第一光信号与该第二光信号皆为一光体积变化描记信号，且该生理参数运算单元1111先对该第一光信号与该第二光信号执行至少一信号处理之后，接着完成所述生理参数运算。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，所述信号处理为选自于由快速傅立叶转换、离散快速傅立叶转换与短时距傅立叶变换所组成的群组的一种频域信号处理。
于前述本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的实施例中，所述信号处理为选自于由奇异谱分析与正规化最小均方所组成的群组的一种时域信号处理。
附图说明
图1为本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图。
图2为本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。
图3为连接本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的一电子装置的立体图。
图4为本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图。
图5为本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。
图6为本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图。
图7为本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。
附图标记如下：
1:具有生理参数检测功能的键盘装置
11:键盘本体
111:键盘控制器
112:按键组
113:存储器
114:LED指示灯
115:电池
116:升压器
117:无线传输单元
118:USB界面单元
11D:显示器
12:生理信号采集单元
121:发光元件
122:光感测元件
123:接触面
2:电子装置
21:无线界面
22:显示装置
23:USB界面
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种具有生理参数检测功能的键盘装置，以下将配合附图，详尽说明本发明的较佳实施例。
第一实施例
请参阅图1与图2，其中图1显示本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图，且图2显示本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。如图1与图2所示，本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置1主要包括：一键盘本体11以及至少两个生理信号采集单元12。请同时参阅图3，其显示连接本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的一电子装置的立体图。在第一实施例中，该键盘本体11为一无线键盘，其基本上包括：一键盘控制器111、一按键组112、一存储器113、至少一LED指示灯114、一电池115、一升压器116以及一无线传输单元117。由于无线键盘为公知的一种输入装置，已知其通过该无线传输单元117与外部一电子装置2的一无线界面21进行无线通信。故而，在此不再重复介绍其构成单元。
特别地，本发明令所述键盘控制器111具有一生理参数运算单元1111，且将至少两个生理信号采集单元12设置于该键盘本体11之中。如图1、图2与图3所示，各所述生理信号采集单元12包括至少一发光元件121与至少一光感测元件122，且各所述生理信号采集单元12具有一接触面123露出于该键盘本体11的表面。如此设计，当一用户以其一第一手指按压在一个所述生理信号采集单元12的该接触面123之上，该发光元件121提供一第一检测光射向该第一手指，使该光感测元件122在感测来自于该第一手指的一第一反射光之后对应地产生一第一光信号以传送至该键盘控制器111。由于血管中的血液流量会随着用户的心脏的跳动而改变，从而使得射向该第一手指的该第一检测光被吸收的量也跟着改变。故而，该生理参数运算单元1111在对该第一光信号执行一生理参数运算之后，便可以计算出该用户的生理参数，包括心跳和心率。
并且，当该用户同时以其一第二手指按压在另一个所述生理信号采集单元12的该接触面123之上，该发光元件121提供一第二检测光射向该第二手指，使该光感测元件122在感测来自于该第二手指的一第二反射光之后对应地产生一第二光信号以传送至该键盘控制器111，从而使该生理参数运算单元1111在对该第一光信号和该第二光信号执行所述生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，包括心跳、心率、血压和血氧。
如图2与图3所示，该电子装置2为一台式电脑，且该键盘控制器111以无线连接的方式，将包含该用户的心跳速率、脉搏、血压和血氧的一生理参数测量数据传送至该台式电脑(即，电子装置2)，从而在该电子装置2的一显示装置22的显示屏幕上显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。补充说明的是，本发明不限定该电子装置2为台式电脑。在可行的实施例中，该电子装置2亦可为能够和无线键盘无线连接的笔记本电脑、平板电脑、智能智能手机或智能型电视。并且，在可行的实施例中，可在该电子装置2安装一生理参数管理程序以对传送自该键盘本体11的该生理参数测量数据进行一数据管理，且所述数据管理包括：数据储存、数据传输、数值化显示该用户的生理参数、图表化显示该用户的生理参数及/或曲线数据化显示该用户的生理参数。
值得说明的是，实际制作该生理信号采集单元12之时，可选用发光二极管、量子点发光二极管、次毫米发光二极管、微发光二极管或有机发光二极管作为该生理信号采集单元12所搭载的发光元件121，从而发出一单波长光或一多波长光以作为前述的第一检测光及/或第二检测光。举例而言，发光二极管(Light-emitting diode,LED)可以是单色光LED或至少包含绿光(400-600nm)、红光(600-800nm)与红外光(800-1000nm)的多色光LED，且有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)可以是单色光OLED或至少包含绿光、红光与红外光的多色光OLED。并且，为了对应地感测接收所述单波长光及/或所述多波长光，该生理信号采集单元12所搭载的光感测元件122对应地为单点式光感测器(Singlepoint photo sensor)、矩阵式光感测器(Matrix photo sensor)、单通道图像感测器(One-channel image sensor)或多通道图像感测器(multi-channel image sensor)。
更详细地说明，该键盘控制器111接收自该光感测元件122的该第一光信号与该第二光信号皆为一光体积变化描记信号(Photoplethysmogram,PPG)，且该键盘控制器111以其所述生理参数运算单元1111先对该第一光信号与该第二光信号执行至少一信号处理之后，接着完成所述生理参数运算。在可行的实施例中，由于所述生理参数包含心跳、心率、血压和血氧，因此本发明也不限定所述信号处理的类型，其可以是一频域信号处理或一时域信号处理。以频域信号处理而言，可以选用快速傅立叶转换(Fast Fourier Transform,FFT)、离散快速傅立叶转换(Discrete Fourier Transform,DFT)或短时距傅立叶变换(Short-Time Fourier Transform,STFT)。另一方面，以时域信号处理而言，则可以选用奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)或正规化最小均方(Normalized LeastMean Square,NLMS)。
第二实施例
请参阅图4与图5，其中图4显示本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图，且图5显示本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。在比较图4与图1且同时比较图5与图2之后，可以发现，于第二实施例之中，本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置1的该键盘本体11还包括耦接该键盘控制器111的一显示器11D，且该显示器11D的一显示屏幕露出于该键盘本体11之外，用以在该第一手指及/或该第一手指按压在所述接触面123之时显示一提示信息，从而让该用户确认是否接着进行一生理参数检测程序。另一方面，在所述生理参数运算完成后，该键盘控制器111通过该显示器11D的该显示屏幕以显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。
第三实施例
请参阅图6与图7，其中图6显示应用本发明的一种具有生理参数检测功能的键盘装置的俯视图，且图7显示应用本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的方块图。在比较图6与图1且同时比较图7与图2之后，可以发现，于第三实施例之中，本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置1同样包括：一键盘本体11以及至少两个生理信号采集单元12，然而该键盘本体11为一有线键盘，且其基础构成包括：一键盘控制器111、一按键组112、一存储器113、至少一LED指示灯114、一升压器116以及一USB界面单元118。由于有线键盘为公知的一种输入装置，已知其通过该USB界面单元118与外部一电子装置2的一USB界面23进行有线通信。故而，在此不再重复介绍其构成单元。
如此，上述已完整且清楚地说明本发明的具有生理参数检测功能的键盘装置的所有实施例。必须加以强调的是，上述的详细说明针对本发明可行实施例的具体说明，然而该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (12)

1.一种具有生理参数检测功能的键盘装置，包括：
一键盘本体，具有一键盘控制器以及耦接该键盘控制器的一按键组，且该键盘控制器具有一生理参数运算单元；以及
至少两个生理信号采集单元，设置于该键盘本体之中，且包括至少一发光元件与一至少光感测元件；其中，各所述生理信号采集单元具有一接触面露出于该键盘本体的表面；
其中，当一用户以其一第一手指按压在一个所述生理信号采集单元的该接触面之上，该发光元件提供一第一检测光射向该第一手指，使该光感测元件在感测来自于该第一手指的一第一反射光之后对应地产生一第一光信号以传送至该键盘控制器，从而使该生理参数运算单元在对该第一光信号执行一生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，包括心跳和心率；
其中，当该用户同时以其一第二手指按压在另一个所述生理信号采集单元的该接触面之上，该发光元件提供一第二检测光射向该第二手指，使该光感测元件在感测来自于该第二手指的一第二反射光之后对应地产生一第二光信号以传送至该键盘控制器，从而使该生理参数运算单元在对该第一光信号和该第二光信号执行所述生理参数运算之后，计算出该用户的生理参数，包括心跳、心率、血压和血氧。
2.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该键盘本体还包括耦接该键盘控制器的一显示器，且该显示器的一显示屏幕露出于该键盘本体之外，用以在该第一手指及/或该第一手指按压在所述接触面之时显示一提示信息，从而让该用户确认是否接着进行一生理参数检测程序。
3.如权利要求2所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，在所述生理参数运算完成后，该键盘控制器通过该显示器的该显示屏幕以显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。
4.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该键盘控制器以有线连接或无线连接的方式，将包含该用户的心跳速率、脉搏、血压和血氧的一生理参数测量数据传送至外部一电子装置，从而在该电子装置的一显示装置的一显示屏幕上显示该用户的心跳、心率、血压和血氧。
5.如权利要求4所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该电子装置选自于由台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能智能手机和智能型电视所组成的群组之中的任一个。
6.如权利要求5所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该电子装置安装有一生理参数管理程序以对所述生理参数测量数据进行一数据管理，且所述数据管理包括：数据储存、数据传输、数值化显示该用户的生理参数、图表化显示该用户的生理参数及/或曲线数据化显示该用户的生理参数。
7.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该发光元件选自于由发光二极管、量子点发光二极管、次毫米发光二极管、微发光二极管和有机发光二极管所组成的群组之中的任一个。
8.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该第一检测光和该第二检测光皆为一单波长光或一多波长光。
9.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该光感测元件选自于由单点式光感测器、矩阵式光感测器、单通道图像感测器和多通道图像感测器所组成的群组之中的任一个。
10.如权利要求1所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，该第一光信号与该第二光信号皆为一光体积变化描记信号，且该生理参数运算单元先对该第一光信号与该第二光信号执行至少一信号处理之后，接着完成所述生理参数运算。
11.如权利要求10所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，所述信号处理为选自于由快速傅立叶转换、离散快速傅立叶转换与短时距傅立叶变换所组成的群组的一种频域信号处理。
12.如权利要求10所述的具有生理参数检测功能的键盘装置，其中，所述信号处理为选自于由奇异谱分析与正规化最小均方所组成的群组的一种时域信号处理。
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