TWI689956B - 具生理監測功能的智能鍵盤 - Google Patents

Abstract

一種具生理監測功能的智能鍵盤，包括：一鍵盤本體、一掌托件、一手掌感測模組、一生理監測模組、及一處理模組。手掌感測模組配置於掌托件上，用以感測使用者的手掌是否放在掌托件上，並產生一手掌感測信號。生理監測模組配置於掌托件上，用以監測使用者的生理特徵以產生一生理信號。處理模組電性連接於手掌感測模組及生理監測模組，用以根據手掌感測信號判斷出掌托件被使用者觸碰時控制生理監測模組啟動監測，而在判斷出掌托件未被使用者觸碰時控制生理監測模組關閉監測，並用以根據生理信號判斷出使用者的生理特徵異常時輸出一警示信號。

Description

具生理監測功能的智能鍵盤

本發明涉及一種鍵盤，特別是一種具生理監測功能的智能鍵盤。

現代人因遊戲成癮，導致在電腦前暴斃，若當下沒有人發現，常過了黃金救援時間。或者，因經常工作超時，導致過勞死，常常以為在休息，但卻突然暴斃。為此，市面上提供了許多檢測生理信號的裝置，但這些裝置大多需額外配戴在使用者身上，造成使用上的麻煩，且常常會忘記配戴，而不能發揮功用，成為一個長期困擾使用者的問題。

有鑑於此，本發明人本於多年從事相關產品之開發與設計，有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的在於提供一種具生理監測功能的智能鍵盤，以解決上述問題。

本發明公開一種具生理監測功能的智能鍵盤，包括：一鍵盤本體及一連接於該鍵盤本體的一掌托件；一手掌感測模組，配置於該掌托件上，該手掌感測模組用以感測一使用者的手掌是否放在該掌托件上，並產生一手掌感測信號；一生理監測模組，配置於該掌托件上，該生理監測模組用以監測該使用者的生理特徵以 產生一生理信號；及一處理模組，電性連接於該手掌感測模組及該生理監測模組，該處理模組用以根據該手掌感測信號判斷出該掌托件被該使用者觸碰時控制該生理監測模組啟動監測，而在判斷出該掌托件未被該使用者觸碰時控制該生理監測模組關閉監測，並用以根據該生理信號判斷出該使用者的生理特徵異常時輸出一警示信號。

優選地，具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一警報模組，電性連接該處理模組，用以接收該警示信號，並對應產生一警示信息。

優選地，具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一定位模組及一通訊模組，該定位模組電性連接該處理模組，用以產生對應該掌托件位置的一定位信號，該通訊模組電性連接該處理模組，用以透過一網路連結遠端的一監控服務器，以將該警示信號、該生理信號及該定位信號傳送至該監控服務器。

優選地，具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一震動模組，電性連接該處理模組，用以在該掌托件被該使用者觸碰超過一預設時間後產生震動。

優選地，其中該預設時間包含有一第一時間與一第二時間，該震動模組用以在該掌托件被該使用者觸碰超過該第一時間後產生一第一級震動，而在超過一大於該第一時間的第二時間後產生一第二級震動，該第二級震動的震動強度大於該第一級震動的震動強度。

優選地，其中該生理監測模組用以監測該使用者的生理特徵以產生該生理信號，該生理信號包括一心跳率信號、一血氧濃度信號、一體溫信號的至少其一。

優選地，其中該通訊模組更用以透過無線傳輸方式連結一行 動裝置，以將該生理信號傳送至該行動裝置。

優選地，其中該掌托件為一分離式掌托件，其可分離的連接於該鍵盤本體。

優選地，其中該手掌感測模組為一曲面狀電容式觸碰板，其依據該掌托件表面的弧曲度而貼附在該掌托件的表面。

是以，本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤，透過處理模組能根據手掌感測模組產生的手掌感測信號判斷掌托件是否被使用者觸碰，並在判斷出掌托件被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組啟動監測，而在判斷出掌托件未被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組關閉監測。因此，藉由使用者的手掌放上掌托件時立即啟動監測，而在使用者的手掌離開掌托件時立即關閉監測，可避免因為未接收到生理信號而造成誤判，並可準確地且有效地監測到使用者可能因電腦遊戲成癮或工作超時而導致在電腦前可能要暴斃或過勞死時，立即警示使用者或他人注意使用者的狀況。

100:具生理監測功能的智能鍵盤

101:鍵盤本體

102:掌托件

11:手掌感測模組

12:生理監測模組

13:處理模組

14:警報模組

141:警示燈

142:蜂鳴器

15:定位模組

16:通訊模組

17:震動模組

200:網路

300:監控服務器

400:行動裝置

S103~S109:步驟

圖1為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的示意圖。

圖2為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的使用示意圖。

圖3為本發明另一具生理監測功能的智能鍵盤的示意圖。

圖4為本發明又一具生理監測功能的智能鍵盤的示意圖。

圖5為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的功能方塊圖。

圖6為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的另一功能方塊圖。

圖7為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的又一功能方塊圖。

圖8為本發明具生理監測功能的智能鍵盤的另一使用示意圖。

圖9為本發明的方法流程示意圖。

為能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明的權利範圍作任何的限制，且本發明的概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

請參閱圖1至圖5，本發明提供一種具生理監測功能的智能鍵盤(以下可簡稱為鍵盤100)，可包括有一鍵盤本體101、一掌托件102、一手掌感測模組11、一生理監測模組12、及一處理模組13。本實施例還可包括有一警報模組14，但不限定。

手掌感測模組11可配置於掌托件102上。手掌感測模組11用以感測一使用者的手掌是否放在掌托件102上，並根據感測結果產生一手掌感測信號。於一實施例中，手掌感測模組11可為壓力感測模組，使手掌感測模組11可以是透過壓力感應來感測使用者的手掌是否放在掌托件102上。在實務上，手掌感測模組11可以由壓電式感測器、壓阻式感測器的至少其一來實現。於另一實施方式中，手掌感測模組11可為觸碰感測模組，使手掌感測模組11可以是透過觸碰感應來感測使用者的手掌是否放在掌托件102上。在實務上，手掌感測模組11可以由電容式觸碰感測器、電阻式觸碰感測器、光學式觸碰感測器的至少其一來實現。

另外，由於使用者的手掌並不一定放在掌托件102上對應手掌感測模組11設置的位置，因此手掌感測模組11可為或可包括多個壓力感測器或多個觸碰感測器間隔地佈設於掌托件102上，以更準確地感測掌托件102是否被使用者的手掌觸碰。

生理監測模組12可配置於掌托件102。生理監測模組12用以監測使用者的生理特徵以產生一生理信號。並且，生理監測模組12配置為在掌托件102被使用者觸碰時啟動監測。於一實施例 中，生理監測模組12可為或可包含至少一心跳監測器，使生理監測模組12可以監測使用者之心搏脈動情況，即使用者的心跳率。於一實施例中，心跳監測器可為一光學式心跳監測器，利用光學感應方式量測血管(如小動脈)於心臟搏動時的變化。舉例來說，生理監測模組12可包含至少一光發射器與至少一光接受器，光發射器用以將光發散至使用者的手掌體表部位，當光進入手掌體表，由於血管內血流量會因心臟搏動有所不同，造成不同的光學特性變化，因此，當光接收器接收來自手掌體表反射/發射出來的光，即可反應使用者之心搏脈動情況。

另外，由於使用者的手掌並不一定放在掌托件102上對應生理監測模組12設置的位置，因此生理監測模組12較佳可包含有多個光發射器與多個光接受器間隔地佈設於掌托件102上，以更準確地感測使用者之心搏脈動情況。

警報模組14可配置於鍵盤本體101或掌托件102，用以產生一警示信息，以警示使用者或他人。警示模組14可進一步包括有警示燈141與蜂鳴器142。

處理模組13可包含有單或多個微處理器(MCU)或嵌入式控制器(embedded controller)等處理晶片設置於鍵盤本體101內部或掌托件102內部。處理模組13電性連接於手掌感測模組11及生理監測模組12，用以根據手掌感測模組11產生的手掌感測信號判斷掌托件102是否被使用者觸碰，並在判斷出掌托件102被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組12啟動監測，而在判斷出掌托件102未被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組12關閉監測。因此，當使用者的手掌離開掌托件102時，即關閉監測，可避免因為未接收到生理信號例如心跳率信號而造成誤判，而當使用者的手掌放上掌托件102時，即啟動監測，即可在手掌放置於掌托件 102上時未監測到心跳率信號、或是在心跳率信號的心跳率低於一預設值或預設範圍時，輸出一警示信號以驅動警示模組14或遠端監控裝置產生一警示信息警示使用者或是他人注意使用者的狀況，例如驅動警示模組14的警示燈141開啟或閃爍警示燈號，或同時驅動蜂鳴器142產生警示音效。因此，藉由使用者的手掌放上掌托件102時立即啟動監測，而在使用者的手掌離開掌托件102時立即關閉監測，可準確地且有效地監測到使用者可能因電腦遊戲成癮或工作超時而導致在電腦前可能要暴斃或過勞死時，立即警示使用者或他人注意使用者的狀況。

附帶一提的是，掌托件102可以是如圖3所示，一體的連接於鍵盤本體101，但也可以是如圖1所示，可分離的連接於鍵盤本體101，也就是說，掌托件102可為一分離式掌托件，其可分離的連接於鍵盤本體101。細部來說，掌托件102可透過卡扣卡接連接於鍵盤本體101，或可透過卡接體及卡接槽的方式相互卡接，或是以卡鉤及卡槽相互卡接，或是以插銷及銷孔相互卡接，或是以其它等效的方式相互卡接，但也可以是以接觸方式抵接連接於鍵盤本體101，而圖5所示的手掌感測模組11、生理監測模組12、處理模組13、警報模組14，可整合設置於掌托件102，並內建有鋰離子或鋰聚合物充電電池，藉此掌托件102可適配於市面上的任何鍵盤。

再者，作為一種優選的方案，請參考圖4所示，配置於掌托件102的手掌感測模組11可為一曲面狀電容式觸碰板，也就是依據掌托件102表面的弧曲度而形成的一曲面狀電容式觸碰板，貼附在掌托件102的表面，藉此除了使掌托件102表面更為光滑美觀，更能增加可接受觸碰的彎曲側面，如此大幅提升觸碰的全面性，以更準確地感測出掌托件102是否被使用者的手掌觸碰。

另外，為了避免因電腦遊戲成癮或工作超時而導致在電腦前突然暴斃或過勞的當下錯過了黃金救援時間，作為一種優選的方案，請參考圖6所示，本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤100還可包括有一定位模組15及一通訊模組16。定位模組15電性連接處理模組13，用以產生對應鍵盤100/掌托件102位置的一定位信號，其中定位信號可例如為鍵盤100/掌托件102的經緯度資料。並且，定位模組15除了可以是透過GPS衛星定位鍵盤100/掌托件102目前的位置，但也可以是透過無線基地台或移動通信系統基地台以定位鍵盤100/掌托件102目前的位置，並不限定。通訊模組16電性連接處理模組13，用以透過一網路200連結遠端的監控服務器300，以將警示信號、生理信號、定位信號以有線或無線方式傳送至監控服務器300，例如為警察局、消防局、醫院或相關救援單位的監控服務器，以使相關救援單位得知使用者的精確位置，使其在第一時間派出救援，進而得以爭取更多時間來挽救生命。通訊模組16亦可與具通訊功能的行動裝置(例如：手機或平板電腦)連結，或本身具有撥打電話功能，以撥打緊急電話至緊急連絡人之手機，或將求助短信發送至緊急連絡人之手機，求助短信可以是文字短信，也可以是語音短信，也可包含有鍵盤100/掌托件102目前的位置資料，藉此當緊急連絡人在接到發出的求助短信時，也可立即向相關單位求助並提供使用者的目前位置給相關單位。

另外，生理監測模組12還可用於量測體溫、血糖、血氧濃度等生理特徵，以產生對應的生理信號。也就是說，生理監測模組12還可包括有體溫計、血糖計、血氧濃度計等，但並不限定。鍵盤100亦可以將生理監測模組12產生的生理信號直接利用通訊模組16經網路200傳送至監控服務器300，以由監控服務器300的 管理者直接判斷與分析使用者的生理狀態，即時監控使用者的健康。

為了能預先避免遊戲成癮或工作超時，作為一種優選的方案，請參考圖7，本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤100，還可包括有一震動模組17。震動模組17可進一步包括有多個震動馬達。震動模組17電性連接處理模組13，用以在掌托件102被使用者觸碰超過一預設時間後產生震動。也就是說，當處理模組13根據手掌感測信號判斷出掌托件102被使用者的手掌觸碰超過一預設時間後即驅動震動模組17產生震動，而預設時間可預設為二小時、五小時、或由使用者自行設定，且預設時間可為連續時間或不連續時間。更進一步來說，預設時間可以包含有一第一時間與一第二時間，震動模組17用以在掌托件102被使用者觸碰超過第一時間後產生一第一級震動，而在超過一大於第一時間的第二時間後產生一第二級震動。第一級震動為輕微的震動強度，第二級震動的震動強度大於第一級震動的震動強度，為強烈震動，藉以透過第一級震動來提醒使用者玩遊戲或工作已超時，並透過第二級震動為更大的震動強度來強迫使用者必需要暫時停下遊戲或工作，可有效預先避免因遊戲成癮或工作超時而導致在電腦前突然暴斃或過勞死。

作為一種優選的方案，請參考圖8所示，並可斟酌參考圖1至圖7，本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤100能以圖6的通訊模組16無線連接一安裝有對應的應用程式(APP)的行動裝置400，並以藍芽傳輸方式將生理信號傳輸至行動裝置400，且行動裝置400能透過對應的應用程式(APP)的介面顯示接收到的生理信號，例如心跳率信號、血氧濃度信號、體溫信號的至少其一。舉例來說，使用者在使用時打開手機APP，APP可以自行掃描鍵 盤100，點擊鍵盤100的名稱即可進行連接。當使用者將手掌放置於鍵盤100的掌托件102上時，與之連接的APP介面即可即時顯示此時使用者的心跳率，並且APP介面可具有對應心跳率的安全區及危險區，例如以綠色代表安全區，而紅色代表危險區，藉由不同顏色以更直觀地掌握心跳率是否處於安全區。再者，本實施例的鍵盤100可為一發光鍵盤，可具有不同顏色的LED，例如綠色LED及紅色LED，使心跳率在安全區時發出綠光，反之則發出紅光，讓使用者在玩遊戲或工作時能根據鍵盤100所發出的光而能立即了解到自身的生理狀態。另外，使用者還可透過APP介面開啟久坐提醒功能，以透過鍵盤燈號進行提醒。並且，使用者還可透過APP介面開啟兒童使用時間回傳功能，以讓家長確實掌握到兒童使用電腦的時間長短，避免兒童過度使用電腦。

由以上的這些實施例，本發明可以歸納出一種具生理監測功能的智能鍵盤的監測方法，其流程示意圖請參考圖9所示，並請斟酌參考圖1至圖8。本發明的具生理監測功能的智能鍵盤的監測方法適用於一具生理監測功能的智能鍵盤(例如本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤)。

首先，於步驟S103中，感測使用者的手掌是否放在鍵盤100的掌托件102上。進一步地說，處理模組13可驅動設置於掌托件102的手掌感測模組11感測使用者的手掌是否放在鍵盤100的掌托件102上。

若處理模組13根據手掌感測模組11產生的手掌感測信號判斷使用者的手掌是放在鍵盤100的掌托件102上時，執行步驟S105。反之，若處理模組13根據手掌感測模組11產生的手掌感測信號判斷使用者的手掌未放在鍵盤100的掌托件102上時，則回到步驟S103。

於步驟S105中，啟動監測使用者的生理特徵以產生一生理信號。舉例來說，處理模組13可驅動設置於掌托件102的生理監測模組12監測使用者的心跳、血氧、體溫等生理特徵，以產生對應的生理信號，例如心跳率信號、血氧濃度信號、體溫信號的至少其一。

接著，於步驟S107中，根據生理信號判斷使用者的生理特徵是否異常。舉例來說，處理模組13可根據生理信號判斷使用者的生理特徵是發生異常例如使用者的心跳率低於一預設範圍、血氧濃度低於一血氧濃度標準值、或是體溫低於一預設體溫值。因此，若處理模組13根據生理信號判斷出使用者的生理特徵是發生異常時，執行步驟S109。反之，若處理模組13根據生理信號判斷出使用者的生理特徵並未發生異常時，跳回步驟S103。

於步驟S109中，發出一警示信號。舉例來說，處理模組13可發出警示信號驅動警報模組14對應產生一警示信息，例如透過警報模組的警示燈141與蜂鳴器142以聲光方式發出警示信息，以警示使用者或他人注意使用者的狀況。或者，處理模組13還可透過通訊模組16將警示信號、生理信號或定位信號傳送至遠端的監控服務器300，以供監控服務器300分析使用者的生理特徵的狀態，進而判斷是否需派遣救護人員，以讓使用者能於黃金救援時間獲得救助。

綜合以上所述，本發明提供的具生理監測功能的智能鍵盤，透過處理模組能根據手掌感測模組產生的手掌感測信號判斷掌托件是否被使用者觸碰，並在判斷出掌托件被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組啟動監測，而在判斷出掌托件未被使用者的手掌觸碰時控制生理監測模組關閉監測。因此，藉由使用者的手掌放上掌托件時即啟動監測，而在使用者的手掌離開掌托件時即關 閉監測，可避免因為未接收到生理信號而造成誤判，並可準確地且有效地監測到使用者可能因電腦遊戲成癮或工作超時而導致在電腦前可能要暴斃或過勞死時，立即警示使用者或他人注意使用者的狀況。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

100‧‧‧具生理監測功能的智能鍵盤

101‧‧‧鍵盤本體

102‧‧‧掌托件

11‧‧‧手掌感測模組

12‧‧‧生理監測模組

14‧‧‧警報模組

Claims (9)

1. 一種具生理監測功能的智能鍵盤，包括：一鍵盤本體及一連接於該鍵盤本體的掌托件；一手掌感測模組，配置於該掌托件上，該手掌感測模組用以感測一使用者的手掌是否放在該掌托件上，並產生一手掌感測信號；一生理監測模組，配置於該掌托件上，該生理監測模組用以監測該使用者的生理特徵以產生一生理信號；及一處理模組，電性連接於該手掌感測模組及該生理監測模組，該處理模組用以根據該手掌感測信號判斷出該掌托件被該使用者觸碰時控制該生理監測模組啟動監測，而在判斷出該掌托件未被該使用者觸碰時控制該生理監測模組關閉監測，並用以根據該生理信號判斷出該使用者的生理特徵異常時輸出一警示信號。
2. 如請求項1所述之具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一警報模組，電性連接該處理模組，用以接收該警示信號，並對應產生一警示信息。
3. 如請求項1所述之具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一定位模組及一通訊模組，該定位模組電性連接該處理模組，用以產生對應該掌托件位置的一定位信號，該通訊模組電性連接該處理模組，用以透過一網路連結遠端的一監控服務器，以將該警示信號、該生理信號及該定位信號傳送至該監控服務器。
4. 如請求項1所述之具生理監測功能的智能鍵盤，更包括一震動模組，電性連接該處理模組，用以在該掌托件被該使用者觸碰超過一預設時間後產生震動。
5. 如請求項4所述之具生理監測功能的智能鍵盤，其中該預設時間包含有一第一時間與一第二時間，該震動模組用以在該掌托件被該使用者觸碰超過該第一時間後產生一第一級震動，而在超過一大於該第一時間的第二時間後產生一第二級震動，該第二級震動的震動強度大於該第一級震動的震動強度。
6. 如請求項1所述之具生理監測功能的智能鍵盤，其中該生理監測模組用以監測該使用者的生理特徵以產生該生理信號，該生理信號包括一心跳率信號、一血氧濃度信號、一體溫信號的至少其一。
7. 如請求項6所述之具生理監測功能的智能鍵盤，其中該通訊模組更用以透過無線傳輸方式連結一行動裝置，以將該生理信號傳送至該行動裝置。
8. 如請求項1所述之具生理監測功能的智能鍵盤，其中該掌托件為一分離式掌托件，其可分離的連接於該鍵盤本體。
9. 如請求項8所述之具生理監測功能的智能鍵盤，其中該手掌感測模組為一曲面狀電容式觸碰板，其依據該掌托件表面的弧曲度而貼附在該掌托件的表面。

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