CN102969186B - 多色相led发光键盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多色相LED发光键盘，其通过特定键的按压而控制特定色相的LED元件的发光。本发明的多色相LED发光键盘仅采用通用于电脑用键盘中的微控制单元（MCU），且将可控制特定色相的LED元件发光的开关电路连接于所述MCU的通用输入输出端（GPIO）的输出端，从而使键盘的多个按键以多种色相发光。因此，本发明的多色相LED发光键盘具有价格低廉且使用方便的优点。

Description

多色相LED发光键盘
技术领域
本发明涉及一种LED发光键盘，特别是电脑用键盘的多个按键中设置LED元件，并且根据电脑的使用状况而使所述多个按键所发的色相不同，即根据所使用的软件程序的使用状况，将所述多个按键自动变更为所对应的按键模式，同时分为多个组的按键分别以指定的色相发光，从而提高了键盘使用性的方便性，即本发明的多色相LED发光键盘使用方便。
背景技术
由于在黑暗的环境下使用电脑时，不能精确地辨认按键而有必要设置额外的照明装置，或借助显示装置所发出的光来辨认按键，因此导致键盘使用的不便。由此，相应的出现了键盘的按键中设置背光元件的技术。这些技术可参阅以下专利文献。
专利文献：韩国公开专利第2000-0002926号、第2004-0100115号、第2005-0022750号、第2007-0006188号、第2007-0054299号、第2008-0112616号、第2010-0043126号、第2011-0049058号；韩国授权专利第0865896号、第0830522号；韩国实用新型公开第1998-018311号、第2011-0006385号、第2011-0000722号等。
但此技术中，由于LED元件单纯作为按键的背光而使用，所以键盘的多个按键只能以单一色相发光。
由此，出现了给每个按键设置具有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的3个LED元件，其中红色、绿色、蓝色为光的三原色，并且通过控制电信号而使键盘的多个按键同时以不同色相发光。但，现有技术中，为了达到此等效果，在键盘中需设置常用的微控制单元(MCU)以外，还需设置可控制发光的其它微控制单元，或需重新设计出兼有发光控制功能的微控制单元而取代常用的微控制单元。第一种情况时，由于额外设置可控制发光的微控制单元，所以导致成本的上升，同时也为了整个***的整合而付出相当大的努力，这又进一步提高成本，并且也有可能会导致***的不稳定。第二种情况时，由于需重新设计出具有常用的微控制单元功能的基础上兼有发光控制功能的微控制单元，这也会导致成本的上升。
另，为了解决上述问题，虽有过通过执行电脑程序来控制键盘的每个按键所发出光的色相的提议，但仅用现有的常用于键盘的微控制单元来一直没能实现，从而还是采用了上述两种情况的结构。提及上述内容的专利文献有：韩国公开专利第2003-0079885号、第2009-0124630号；韩国授权专利第0527264号、第1007855号、第0998996号等。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供一种只采用通用于电脑用键盘中的微控制单元而使键盘的多个按键以多种色相发光的多色相LED发光键盘。
一种多色相LED发光键盘，其包括多个表面具有符号的按键及由所述按键而生成的信号传送给电脑的微控制单元，所述多个按键下面分别设置有给对应按键提供光线的LED元件。所述按键包括控制信号生成键，所述控制信号生成键包括CapsLock键，其除了用于开启英文字母大写输入功能以外，还用于生成控制所述LED元件发光的控制信号；所述LED元件包括多个第一色相的LED元件和多个第二色相的LED元件；所述第一色相的LED元件分为第一组及第二组，其中所述第一组第一色相的LED元件设置在所述CapsLock键和字母键，而所述第二组第一色相的LED元件设置在除了已设有第一组第一色相的LED元件以外的其余按键中；所述第二色相的LED元件分别设置在已设有所述第一组第一色相的LED元件的按键中；所述LED发光键盘还包括根据微控制单元的通用输入输出端(GPIO)的输出信号而控制LED元件发光的开关电路，；所述开关电路用于在所述CapsLock键开启的状态下控制所述第二色相的LED元件发光并控制所述第一组第一色相的LED元件不发光，而在所述CapsLock键关闭的状态下控制所述第一组第一色相的LED元件发光并控制所述第二色相的LED元件不发光；并且，所述第二组第一色相的LED元件在所述CapsLock键开启和关闭的状态下均保持发光状态，以使得在所述CapsLock键关闭时所有按键均以所述第一色相发光，而在所述CapsLock键开启时所述CapsLock键和字母键以所述第二色相发光，而其他按键仍以所述第一色相发光。
作为所述多色相LED发光键盘的进一步改进，所述微控制单元在控制信号生成键被按压而将其原始值传送给电脑时，使所述第一色相第二组的LED元件发光。
作为所述多色相LED发光键盘的进一步改进，所述微控制单元由单一的IC芯片构成。
作为所述多色相LED发光键盘的进一步改进，所述第二控制信号生成键还包括Fn键，所述LED元件还包括设有选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件，且所述选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件设在Fn键及功能扩张键中，所述功能扩张键为在所述Fn键开启的状态下被按压时，使电脑执行与所述被按压的按键的原始功能不同功能的按键。
作为所述多色相LED发光键盘的进一步改进，所述功能扩张键选自于多媒体功能键、快捷键、以及功能加强键中，电脑在执行多媒体程序时，所述多媒体功能键执行操作多媒体程序的功能；电脑在执行某种程序过程中，按快捷键时，在所述程序内即可执行特定程式；所述功能加强键即使与Shift键、Ctrl键或Alt键组合也具有单一值，却在功能键(Fn键)开启的状态下具有其他的按键值。
作为所述多色相LED发光键盘的进一步改进，所述LED发光键盘为Qwerty型无线迷你键盘，所述键盘与电脑连接时所述键盘中有电源提供电能至所述LED元件，所述电源的提供使第一色相的LED元件执行发光初始化过程。
与现有技术相比，本发明的多色相LED发光键盘，不用设置额外的MCU，且只采用键盘常用的MCU也能达到多种光的发出，因此本发明的键盘价格低廉，且结构简单。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的根据功能而以不同色相发光的LED发光键盘的外观示意图。
图2是本发明的另一实施方式的根据功能而以不同色相发光的LED发光键盘的外观示意图。
图3是适用于图1所示的根据功能而以不同色相发光的LED发光键盘的微控制单元(MCU)的功能图。
图4是根据微控制单元(MCU)的GPIO的输出信号而控制LED发光的第一开关电路的示意图。
图5是根据微控制单元(MCU)的GPIO的输出信号而控制LED发光的第二开关电路的示意图。
图6是根据微控制单元(MCU)的GPIO的输出信号而控制LED发光的第三开关电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的多色相LED发光键盘进行详细说明。
请参阅图1，本发明的一较佳实施方式的多色相LED发光键盘的外观示意图。本发明的多色相LED发光键盘，包括多个表面具有符号的按键。图1所示的键盘为Qwerty型无线迷你键盘，但本发明的多色相LED发光键盘不限于此，只要是电脑用键盘均可适用，此外还可适用于笔记本电脑的键盘、有线键盘或具充电电池的键盘等，如图2所示。Qwerty型迷你键盘为移动方便且最近常用的键盘，其具有如图1所示的按键排列，共有78～82个按键。图1中虽只显示了78个按键，但可根据情况增加其数量，例如，增加可切换韩文与英文的韩/英切换键、可切换韩文与中文的韩/中切换键，此时按键总数量为共80个。如图1所示的功能键，如Fn键，的位置随着使用的方便也可变更设计。
所述多个按键下面分别设置有给对应按键提供光线的LED元件。所述LED元件包括多个具有第一色相的LED元件，所述多个第一色相的LED元件可分别设置在全部的按键或部分的按键中。优选为，所述多个第一色相的LED元件设置在全部的按键中。对所述多个第一色相的LED元件进行分组，即，分为第一组及第二组。所谓分组为所述多个第一色相的LED元件以组为单位对第一色相的LED元件进行点灯/熄灯。所述LED元件还可包括多个具有第二色相的LED元件，所述多个第二色相的LED元件分别设置在已设有第一色相的第一组的LED元件的按键中。已设有第一色相的第一组的LED元件的按键中还可设置具有其他色相的LED元件，所述其他色相为选自于第三色相、第四色相及第五色相中的至少一个色相。第一色相的第二组的LED元件设置在已设有第一组的LFD元件的按键以外的其余按键中。每个按键中的LED元件的设置及相应的布线为现有技术。以下对适用于本发明的LED元件的驱动进行说明。
本发明的键盘，包括将按键的按压而生成的信号传输给电脑的微控制单元(MCU)。所述MCU为常用于现有的电脑用键盘中的MCU。在本发明的较佳形式的键盘中，由单一的IC芯片构成的MCU以外，不再设置有其他的MCU。图3是适用于常用键盘的MCU的功能图。在图3的MCU中，特别注意的是，提供可扩张所述MCU功能的通用型输入输出端(GPIO)。所述GPIO用于通过按压特定按键而控制具有特定色相的LED元件发光。因此，本发明可通过低廉的费用且简单地操作可将键盘的按键以不同的色相发光。在普通键盘中，所述GPIO常用于指示灯的控制，所述指示灯为常表示CapsLock键、NumLock键、ScrollLock键等的开启或关闭状态的指示灯。
本发明的LED发光键盘，包括控制信号生成键，所述控制信号生成键生成可控制LED元件发光的控制信号。优选为，所述控制信号生成键为CapsLock键或Fn键。所述Fn键虽在普通的电脑用键盘中找寻不到，但可在现有的迷你型键盘中常见。
所述设有第二色相的LED元件的按键为CapsLock键及26个字母键；所述设有选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件的按键为Fn键及功能扩张键。所谓功能扩张键为在Fn键开启(ON)的状态下被按压时，使电脑执行与所述被按压的按键的原始功能不同功能的按键。例如，电脑在执行多媒体程序时，执行操作多媒体程序的功能的多媒体功能键、电脑在执行某种程序时，按压所述功能扩张键时，在所述程序内即可执行特定程式的快捷键、以及即使与Shift键、Ctrl键或Alt键组合也具有单一值，且在功能键，如Fn键，开启的状态下具有其他的按键值的功能加强键。
如图1所示，多媒体功能键设置在字母键Q、W、E、A、S、D、Z、X、C、V等键上。此时，在执行多媒体程序时，在Fn键开启的状态下按压字母键C键，就执行所选的音乐、动画等的播放/关闭功能。又，在播放音乐或动画中，在Fn键开启的状态下按压字母键Q键，就执行静音功能。在图1的键盘中，这些多媒体功能以符号标示在对应的按键上。这些符号为常用符号。所述多媒体功能键中设置第三色相的LED元件。
如图1所示，快捷键配置在Esc键、F1键～F12键以及PrtScn键上。其中，Esc键具有退出(Exit)功能；F1键具有计算功能；F2键具有新建(New)功能；F3键具有文件打开(Open)功能；F4键具有存储(Save)功能；F5键具有另存(SaveAs)功能；F6键具有打印(Print)功能；F7键具有剪切(Cut)功能；F8键具有复制(Copy)功能；F9键具有粘贴(Paste)功能；F10键具有查找(Fine)功能；F11键具有撤销(Undo)功能；F12键具有恢复(Redo)功能；prtScn键具有中断暂停(PauseBreak，Pau_Bk)功能。所述快捷键中设置第四色相的LED元件。
另外，如图1所示，本发明的键盘还配置有上面所定义的功能扩张键以外的其他功能扩张键，如4个方向键及退格键(Backspace)。其中，左方向键兼有Home键的功能；右方向键兼有End键的功能；上方向键兼有PageUp键的功能；下方向键兼有PageDown键的功能；退格键兼有Delete键的功能。在执行如Word的程序中，开启Fn键的状态下按压左方向键，执行Home键的功能。由于无线迷你型键盘为小型键盘，因此无法将所有的按键设置在其上，从而有必要设置这些功能扩张键。因此，如上所述方式，将Home键的功能、End键的功能、PageUp键的功能、PageDown键的功能、Delete键的功能分别配置给4个方向键及退格键上。所述功能扩张键中设置第五色相的LED元件。
上述按键的配置虽可见于常用的迷你型键盘中，但在常用的迷你型键盘不具有本发明的LED元件的发光控制方式。
本发明的键盘，包括根据MCU的GPIO的输出信号而控制LED元件发光的开关电路。所述开关电路连接于GPIO的输出端。所述开关电路包括控制信号生成键(CapsLock键)开启的状态下使第二色相的LED元件发光的第一开关电路、或控制信号生成键(Fn键)开启的状态下使具有选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件发光的第一开关电路，以及所述控制信号生成键(CapsLock键或Fn键)关闭(OFF)的状态下使第一色相第一组的LED元件发光的第二开关电路。关于这些开关电路的具体实施例可参图4～图6。
另外，在键盘的按键被按压而将其原始值传送给电脑情况下，所述MCU控制第一色相的第二组的LED元件发光。该控制可通过对LED元件提供电源或断开电源来实现。
以下，结合图4～图6对如何控制各种色相的LED元件发光的方式进行说明。
首先，本发明的键盘为无线迷你型键盘时，所述无线迷你键盘在电脑开启的状态下通过蓝牙通信与电脑本体连接而进入输入准备状态。此时，键盘给LED元件提供电源。由此第一色相的LED元件发光。通过这种初始化过程设置有第一色相的LED元件的按键均发光。其中，当提供电源时，所述第一色相的第二组的LED元件进行发光，所述第一色相的第二组的LED元件的发光是由存储于所述MCU中的ROM内的程序来控制。以下，对第一色相的第一组的LED元件的发光进行详细说明。
在初始化状态中，控制信号生成键(CapsLock键或Fn键)处于关闭状态，因此由图5所示的电路可知，此时第一色相的第一组的LED元件进行发光。参照图5所示的开关电路，CapsLock键或Fn键处于关闭状态时，作为UNCAPS信号或UNFN信号的低(LOW)控制信号输入到晶体管(Transistor)，因此连接于所述电路的所述第一色相第一组的所有LED元件发光。在图5中，LED11表示所述第一色相的第一组的LED元件。同时参照图4及图6所示的开关电路，由于所述CapsLock键或Fn键处于关闭状态，就不会生成CAPS信号或FN信号而将高(HIGH)控制信号输入到晶体管，因此连接于所述电路的第二色相的所有LED元件，或第三色相、第四色相及第五色相的LED元件均不发光。在图4中，LED2表示第二色相的LED元件；在图6中，LED3表示第三色相的LED元件，LED4表示第四色相的LED元件，LED5表示第五色相的LED元件。
因此，本发明的键盘在初始化状态时，通过由图5的开关电路的第一色相的第一组的LED元件的发光、以及由微控制单元(MCU)控制的第一色相第二组的LED元件的发光，从而所述第一色相的所有的LED元件均进行发光。
其次，作为第一实施例，欲连续输入大写英文字母时，将CapsLock键按压一次，所述CapsLock键就处于开启状态，此时，按压英文字母键就可以进行英文大写输入。为了更好的辨认此种输入状态及为了使输入更加方便，本发明的键盘中的CapsLock键及26个英文字母键由第二色相发光。此时，所述CapsLock键及26个英文字母键不发出第一色相的光，但其他的按键均由第一色相发光，具体如下。
当使用者按压CapsLock键使其处于开启状态后，图4的开关电路的晶体管中有CAPS信号，即，低控制信号的输入，从而第二色相的LED元件均发光；同时，CapsLock键处于开启状态时，图5的开关电路中没有UNCAPS信号的输入，因此第一色相的第一组的LED元件均处于熄灯状态。又，第一色相的第二组的LED元件保持施加电源的状态，因此所述第一色相的第二组的LED元件均保持发光状态。此时，第一色相的第二组的LED元件以及第二色相的LED元件均处于发光状态，其外的LED元件均处于熄灯状态。由于CapsLock键及26个英文字母键均以第二色相发光，从而可更好的辨认CapsLock键及26个英文字母键，因此对所述CapsLock键及26个英文字母键的输入操作更加方便；且上述CapsLock键及26个英文字母键以外的其他按键仍以第一色相发光，因此在黑暗的环境下也可方便辨认并进行操作。
当Fn键作为控制信号生成键时，在第二实施例中，上述过程也同样适用。所述Fn键处于开启状态下使用的功能扩张键分为三种，并且以不同色相显示，从而使用更加方便。以下，参照图6对该第二实施例进行说明。
更进一步，参照图6来说明将Fn键作为控制信号生成键时，使用者按压Fn键，在迷你键盘上使用性能扩张键时LED的发光控制。在本发明的键盘中，将Fn键按住时，所述Fn键处于开启状态；释放所述Fn键时，所述Fn键处于关闭状态。当然，上面只是一种实施方式，也可如CapsLock键，按压一次处于开启状态，再次按压一次，即可处于关闭状态。
在所述Fn键处于开启状态时使用的功能扩张键为多媒体功能键、快捷键及其他功能扩张键，例如，4个方向键及退格键。假设，多媒体功能键中设置第三色相的LED元件，快捷键中设置第四色相的LED元件，其他功能扩张键中设置第五色相的LED元件。
当按压所述Fn键而使所述Fn键处于开启状态时，图4的开关电路或图6开关电路中有FN信号的输入，因此第二色相的LED元件均处于发光状态，或第三色相、第四色相及第五色相的LED元件均处于发光状态；图5的开关电路中没有UNFN信号的输入，因此第一色相的第一组的LED元件均处于熄灯状态。又，第一色相的第二组的LED元件保持施加电源(Vcc)的状态，因此所述第一色相的第二组的LED元件均保持发光状态。因此，Fn键处于开启状态时，第一色相的第二组的LED元件、以及第二色相的LED元件或第三色相、第四色相及第五色相的LED元件均处于发光状态，此外的LED元件均处于熄灯状态。
另外，本发明的键盘无论处于何种状态，例如，CapsLock键的开启或关闭，或者Fn键的开启或关闭等状态，由MCU的程序所定的时间内不对键盘进行操作时，通过所述MCU切断提供于所有LED元件的电源(Vcc)而使所述所有LED元件不发光，从而节约电能。所述所有LED元件不发光时，本发明的键盘处于待机模式；在待机模式的状态下，对键盘的任何一个按键进行按压时，所述键盘立即切换至输入准备模式。优选为，从待机模式切换为输入准备模式时，被按压的按键所对应的值，即，执行所述按键功能的值，不会传送至电脑中，此时，所述按压仅仅起到模式的切换作用。键盘在某种状态下为了节电而熄灭所有LED元件后重新进入输入准备模式时，即，从待机模式切换为输入准备模式，所述键盘可恢复之前的发光状态。
如上所述，本发明的键盘，可根据功能以不同色相的LED元件同时进行熄灯与发光的自动转换，因此使所述键盘使用方便；且不用设置额外的MCU，只采用键盘常用的MCU也能达到多种光的发出，因此本发明的键盘价格低廉，且结构简单。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多色相LED发光键盘，其包括多个按键及将所述按键生成的信号传送给电脑的微控制单元，所述多个按键下面分别设置有给对应按键提供光线的LED元件，其特征在于，
所述按键包括控制信号生成键，所述控制信号生成键包括CapsLock键，其除了用于开启英文字母大写输入功能以外，还用于生成控制所述LED元件发光的控制信号；
所述LED元件包括多个第一色相的LED元件和多个第二色相的LED元件；所述第一色相的LED元件分为第一组及第二组，其中所述第一组第一色相的LED元件设置在所述CapsLock键和字母键，而所述第二组第一色相的LED元件设置在除了已设有第一组第一色相的LED元件以外的其余按键中；所述第二色相的LED元件分别设置在已设有所述第一组第一色相的LED元件的按键中；
所述LED发光键盘还包括根据微控制单元的通用输入输出端的输出信号而控制所述LED元件发光的开关电路；所述开关电路用于在所述CapsLock键开启的状态下控制所述第二色相的LED元件发光并控制所述第一组第一色相的LED元件不发光，而在所述CapsLock键关闭的状态下控制所述第一组第一色相的LED元件发光并控制所述第二色相的LED元件不发光；并且，所述第二组第一色相的LED元件在所述CapsLock键开启和关闭的状态下均保持发光状态，以使得在所述CapsLock键关闭时所有按键均以所述第一色相发光，而在所述CapsLock键开启时所述CapsLock键和字母键以所述第二色相发光，而其他按键仍以所述第一色相发光。
2.根据权利要求1所述的多色相LED发光键盘，其特征在于，所述微控制单元在控制信号生成键被按压而将其原始值传送给电脑时，使所述第一色相第二组的LED元件发光。
3.根据权利要求1所述的多色相LED发光键盘，其特征在于，所述微控制单元由单一的IC芯片构成。
4.根据权利要求3所述的多色相LED发光键盘，其特征在于，所述控制信号生成键还包括Fn键，所述LED元件还包括选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件，且所述选自于第三色相、第四色相及第五色相的至少一个色相的LED元件设在Fn键及功能扩张键中，所述功能扩张键为在所述Fn键开启的状态下被按压时，使电脑执行与所述被按压的按键的原始功能不同功能的按键。
5.根据权利要求4所述的多色相LED发光键盘，其特征在于，所述功能扩张键选自于多媒体功能键、快捷键、以及功能加强键中，
电脑在执行多媒体程序时，所述多媒体功能键执行操作多媒体程序的功能；电脑在执行某种程序过程中，按快捷键时，在所述程序内即可执行特定程式；所述功能加强键即使与Shift键、Ctrl键或Alt键组合也具有单一值，却在功能键(Fn键)开启的状态下具有其他的按键值。
6.根据权利要求3或4所述的多色相LED发光键盘，其特征在于，所述LED发光键盘为Qwerty型无线迷你键盘，所述键盘与电脑连接时所述键盘中有电源提供电能至所述LED元件，所述电源的提供使第一色相的LED元件执行发光初始化过程。
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