TWI804723B - 可攜式資訊處置系統、鍵盤及用於照射資訊處置系統之鍵盤之方法 - Google Patents

可攜式資訊處置系統、鍵盤及用於照射資訊處置系統之鍵盤之方法 Download PDF

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Abstract

一種鍵盤整合一背光，該背光藉由自該鍵盤之一邊緣穿過且沿著複數個鍵列中之每一者穿過複數個光導的光照射鍵盤鍵，該複數個光導中之每一者安置於一個鍵列下方。位於鍵盤膜之邊緣處之一光源藉助對每一鍵列之個別控制向該複數個光導提供光照，以改進光傳輸效率。

Description

可攜式資訊處置系統、鍵盤及用於照射資訊處置系統之鍵盤之方法 發明領域
本發明大體而言係關於資訊處置系統鍵盤之領域，並且更特定而言，係關於資訊處置系統鍵盤離散列光照。
發明背景
隨著資訊之值及使用不斷地增加，個人及商業尋求處理且儲存資訊之另外方法。使用者之一個可用選項係資訊處置系統。資訊處置系統通常處理、編譯、儲存及/或傳達用於商業、個人或其他目的之資訊或資料，藉此允許使用者利用資訊之值。由於技術及資訊處置的需要及要求可能在不同使用者或應用之間改變，因此資訊處置系統亦可關於處置什麼資訊、如何處置資訊、處理、儲存或傳達多少資訊及可多快且高效地處理、儲存或傳達資訊而改變。資訊處置系統之變化允許資訊處置系統為通用的或針對特定使用者或特定用途而組態，特定用途諸如金融交易處理、機票預訂、企業資料儲存、或全球通信等。另外，資訊處置系統可包括可經組態以處理、儲存且傳達資訊之多種硬體及軟體組件，且可包括一或多個電腦系統、資料儲存系統及網路連接系統。
資訊處置系統通常自將值(諸如，字母及數值)與個別機械鍵處的按壓相關聯的鍵盤接受輸入。例如，資訊處置系統常常自經由電纜或無線信號與 鍵盤控制器介接的QWERTY鍵盤接受輸入。例如，周邊鍵盤通常經由USB電纜及/或藍芽(Bluetooth)無線信號介接。典型鍵盤具有以矩形佈局佈置的六個鍵列，其大小經調適以接受散佈在鍵盤表面上之來自手指的輸入。
可攜式資訊處置系統通常將鍵盤整合在可攜式外殼中。例如，可攜式資訊處置系統包括旋轉地聯接的外殼部分，以使得底座外殼部分整合鍵盤，並且支撐蓋件外殼部分，而蓋件外殼部分整合固持於升高的觀看位置的顯示器。通常，整合之鍵盤附接至底座外殼部分之上面並暴露，從而當外殼部分旋轉至打開位置時準備就緒。
在一些使用情形下，終端使用者可用於區分鍵盤鍵上所標記之鍵值的外部光並不充分。例如，桌上資訊處置系統藉以操作之一些環境具有有限之環境光。類似地，可攜式資訊處置系統通常用於低環境光情形，諸如，旅途中或WiFi熱點處。有限之環境光可能會導致盡力將手指定向至底座鍵盤位置之終端使用者難以進行鍵盤交互。
通常針對可攜式資訊處置系統之鍵盤的一個解決方案係自下方照射鍵，以使得在低環境條件下鍵值標記為可見的。典型之鍵盤背光解決方案泛照鍵盤鍵下方之區域，以使得足夠光逃逸以照射個別鍵標記。例如，鍵盤之底表面上分佈之開口允許光以受控方式自底表面之泛光光照逃逸到上表面。此方法之一個問題在於，為了在鍵盤底表面上提供充分光照，大量光照被浪費。不可避免地，一些陰影將顯露在光照以不均勻之方式逃逸的鍵處。此等陰影在光照量有限之情況下易於變得更糟。
鍵盤背光光照處之光照愈強，功率消耗就愈大，並且通常鍵盤組裝後之尺寸及重量就愈大。特定而言，鍵盤之Z高易於隨鍵盤背光所形成之光照量而增大。典型之習知鍵盤背光自整合LED光照源之撓性印刷電路板抵靠鍵盤底表面發送光照。一種典型背光組態在鍵盤之中央部分附接撓性印刷電路，使得 鍵盤高度增加0.3mm。另一種典型背光組態沿著鍵盤之一側附接撓性印刷電路板條，使得鍵盤高度增加0.4mm。嘗試在鍵盤背表面上分佈LED之其他解決方案易於使高度增加，並且使鍵盤設計變複雜。
發明概要
因此，出現對一種以具有能量及尺寸效益之方式照射鍵盤鍵的系統及方法的需要。
根據本發明，提供一種系統及方法，該系統及方法實質上減少與用於鍵盤鍵之背光光照之先前方法及系統相關聯之劣勢及問題。一種資訊處置系統鍵盤在複數個鍵列中之每一者下方安置光導，以將光自光源傳輸至鍵列以用於鍵之背光光照。
更具體而言，一種可攜式資訊處置系統藉由安置於外殼中之處理組件處理資訊，該等處理組件諸如中央處理單元(CPU)及記憶體，並且將資訊呈現為整合顯示器處之可視影像。鍵盤整合於外殼中以接受鍵入輸入，諸如藉由將鍵觸摸自膜傳送至鍵盤控制器以供CPU使用。鍵盤包括安置於鍵下方之背光以用於照射鍵，諸如當環境光條件較差時。背光包括複數個離散光導，其中鍵盤之每一鍵列具有沿著該列之鍵之長度安置於下方的光導中之一者。安置於鍵盤之側部邊緣處之光源將光照導向至複數個光導中之每一者中，以使得每一鍵列具有離散光照。由每一背光光導限定之通道具有反射性內表面，該表面具有沿其長度形成的開口，以便藉由安置於開口附近之微透鏡將鍵盤之鍵附近之光照釋放，從而將光照導向至每一開口。在一個實例實施例中，鍵盤控制器與光源介接，以基於鍵盤處之條件來調適提供至每一光導之光照位準，該等條件諸如鍵入輸入之類型及鍵入輸入之比率。
本發明提供多個重要技術優勢。重要技術優勢之一個實例在於鍵 盤之尺寸及重量有所減小且功率消耗有所降低，同時維持光照位準及光在鍵盤鍵上之均勻分佈。將諸如在離散列上提供鍵盤背光的光照區隔化，以均勻方式照亮個別鍵需要之總光照量有所減少。更有效之光分佈降低與鍵盤背光光照相關聯之功率消耗，並且由於鍵盤厚度及尺寸的減小，鍵盤中所包括之背光件之數目及尺寸有所減小。對每一鍵盤鍵列之光照之個別化控制針對終端使用者交互調適，以實現改進之終端使用者體驗及降低之功率消耗。
10:資訊處置系統
12:主體外殼部分
14:蓋件外殼部分
16:鉸鏈
17:顯示器
18:母板
20:中央處理單元(CPU)
22:隨機存取記憶體(RAM)
24:固體狀態驅動機(SSD)
26:晶片組
28:鍵盤控制器(KBC)
32:上表面
34:鍵盤
36:鍵盤底盤
38:光源
40:光導
42:膜
44:鍵總成
46:鍵
48:鍵列
50:輸出介面
52:背光
54:空格鍵(spacebar)背光光導
56:移位(shift)背光光導
58:定錨(anchor)背光光導
60:欄標(tab)背光光導
62:數字背光光導
64:功能背光光導
66:聯接點
68:發光二級體(LED)
70:反射器
72:微透鏡陣列
74:通道
76:正面遮罩
78:開口
藉由參照附隨圖式，可較好地理解發明，並且熟習此項技術者可明白其目標、特徵及優勢。貫穿諸圖，使用相同元件符號來標示相同或類似元件。
圖1描繪具有鍵盤之資訊處置系統的分解視圖，該鍵盤將背光光照施加至離散鍵列；圖2描繪將背光光照提供至離散鍵列之鍵盤的底視圖；以及圖3描繪將光照提供至安置於鍵附近之開口之鍵盤背光的側面剖視圖。
較佳實施例之詳細說明
一種資訊處置系統鍵盤將離散光照提供至鍵列。出於本公開之目的，資訊處置系統可包括能夠操作以計算、分類、處理、傳輸、接收、擷取、起源、切換、儲存、顯示、明示、偵測、記錄、複製、處置或利用任何形式之資訊、智慧或資料以用於商業、科學、控制，或其他目的的任何手段或手段之集合。例如，資訊處置系統可為個人電腦、網路儲存裝置或任何其他適合裝置，並且可在尺寸、形狀、效能、功能性及價格上各有不同。資訊處置系統可包括隨機存取記憶體(RAM)，一或多個處理資源，諸如，中央處理單元(CPU)，或硬體或軟體控制邏輯，ROM，及/或其他類型之非揮發性記憶體。資訊處置系統之額外組件可 包括一或多個磁碟驅動機，用於與外部裝置通信之一或多個網路埠，以及各種輸入及輸出(I/O)裝置，諸如鍵盤，滑鼠及視訊顯示器。資訊處置系統亦可包括能夠操作以在各種硬體組件之間傳輸通信的一或多個匯流排。
現參照圖1，分解視圖描繪具有鍵盤34之資訊處置系統10，該鍵盤34將背光光照施加至鍵46之離散列48。在實例實施例中，資訊處置系統10具有可攜式形狀因數，其中主體外殼部分12藉由鉸鏈16旋轉地聯接至蓋件外殼部分14。例如，主體外殼部分12及蓋件外殼部分14圍繞鉸鏈16在閉合位置與蛤殼形打開位置之間旋轉，以使得整合在蓋件外殼部分14中之顯示器17由主體外殼部分12固持在升高的觀看位置。在各種實施例中，主體外殼部分12可相對於蓋件外殼部分14旋轉360度以轉換至平板模式。或者，蓋件外殼部分14可與主體外殼部分12分離以充當獨立平板系統。在一個替代實施例中，鍵盤34可駐留為與資訊處置系統10完全分離的周邊裝置，諸如藉由經由USB電纜或無線介面通信。
在實例實施例中，可攜式資訊處置系統10藉由安置於主體外殼部分12中之處理組件處理資訊。例如，母板18聯接至主體外殼部分12內部，並且介接處理組件，該等處理組件協作以執行用於處理資訊之指令。中央處理單元(CPU)20聯接至母板18，並且執行隨機存取記憶體(RAM)22中所儲存之指令，諸如，自固體狀態驅動機(SSD)24之持久儲存器或其他非暫時性儲存裝置擷取至RAM 22的作業系統及應用之指令。晶片組26管理CPU 20之操作，諸如時鐘速度，記憶體存取，及將可視資訊呈現為整合顯示器17中所呈現之影像。鍵盤控制器(KBC)28或其他嵌入式控制器經由母板18介接，以管理施加至處理組件之功率及輸入/輸出裝置交互。無線網路介面卡(WNIC)提供無線無線電介面以用於與外部網路及周邊裝置通信。在各種實施例中，硬體及軟體組件之不同組態可用於資訊處置系統10中，並且資訊處置系統10可與整合或周邊鍵盤一起作業。
鍵盤34組裝在處理組件上方，諸如藉由聯接至主體外殼部分12之 上表面32。在實例實施例中，鍵盤34組裝至鍵盤底盤36中，以便支承在上表面32上方。光源38聯接至鍵盤底盤36，以便提供光照以用於鍵盤34之背光。例如，光源38具有安置於撓性印刷電路(FPC)上之多個發光二級體(LED)，以便自鍵盤底盤36之側部邊緣朝向中央位置提供光照。在一個實施例中，光源38安置於鍵盤底盤36之周邊外部，以使得不增加鍵盤34之厚度。
一組六個獨立且分離的光導40安置於鍵盤底盤36上，以便自光源38接受光照。在實例實施例中，每一鍵列48具有一個安置於其下方之光導，並且每一光導40沿著每一鍵列48之長度延伸，以便將光自光源38傳輸至鍵盤底盤36之相對側面。每一光導40將光照導向至每一鍵列48之鍵46，諸如藉由形成於每一鍵46下方之光導40中之開口。光導40具有比鍵46之寬度窄的寬度，以使得沿其長度，光導40落在鍵46之覆蓋區之下，以便在每一光導40之間留存間隔。
膜42配合在光導40上，並且由鍵盤底盤36支撐以藉由矩陣偵測鍵46按壓，該矩陣在輸出介面50處報告鍵按壓。例如，鍵總成44配合在膜42上，以使鍵46與相關聯之輸入位置對準。鍵總成44推壓鍵46遠離膜42，諸如藉由橡膠穹面，以使得終端使用者對鍵46之按壓克服推壓以碰撞膜42，並且經由輸出介面50報告輸入。背光光照係自光源38沿著每一鍵列48穿過每一光導40饋送，以在每一鍵46處呈現出，以使得鍵值為可見的。儘管實例實施例就具有習知橡膠穹面總成之機械鍵盤加以描述，在替代實施例中，替代類型之鍵觸摸偵測機構可與經調適為適於在每一鍵列48下方對準之光導40一起使用。
現參照圖2，底視圖描繪將背光52光照提供至離散鍵列的鍵盤34。光源38聯接至鍵盤34之總成的邊緣，以便朝向鍵盤34之中央導向光照。例如，藉由聯接至膜42之周邊外部，光源38之Z高可在鍵盤34外部之區域中對準，以使得鍵盤34之總高度並不歸因於光源38之高度而增大。在實例實施例中，空格鍵(spacebar)背光光導54與以「control」鍵開始且具有中央空格鍵鍵之最下方鍵列對 準，其中形成第一部分及第二部分且第二光源38自相對側面提供光照。將空格鍵背光光導54劃分為兩個部分減少空格鍵鍵處之光照，此通常能夠藉由其尺寸識別。另外，在鍵盤34兩側之光源38可僅用於空格鍵背光光導54，或者可按需向其他光導提供光照。例如，在每一光源38具有將光導向指定光導40之一或多個LED的情況下，針對所有光導40中之部分自相對端部之兩個光源照射可高亮特定鍵，而由一個光源38照射之其他列中之其他鍵將具有一半之相對亮度。在替代實施例中，光源38內之個別LED之光照位準經控制以將光照調適為不同鍵列處之不同位準。
在實例實施例中，五個額外光導40聯接至鍵盤34以與五個額外鍵列48對準。移位(shift)背光光導56在以「shift」鍵開始且後跟「Z」鍵的鍵列下方對準。定錨(anchor)背光光導58在以「Caps Lock」鍵開始且後跟QWERTY鍵盤之A，S，D及F定錨鍵的鍵列下方對準。欄標(tab)背光光導60在以「Tab」鍵開始且後跟「Q」鍵的鍵列下方對準。數字背光光導62在包括數字0-9的鍵列下方對準。最上方功能背光光導64在包括功能鍵的鍵列下方對準。實例實施例描繪與典型資訊處置系統鍵盤34相關聯之鍵列對準，然而在替代實施例中，可支援其他類型之鍵組態及不同數目之鍵列。
將光導在每一鍵列下方對準提供鍵盤鍵之離散光照，此有助於最佳化鍵盤背光解決方案。例如，以列最佳化區隔化解決方案基於在不同條件下照射鍵需要之光量來改進鍵之光照分配。與在鍵盤表面下方泛光光照相比，安置於每一鍵列下方之窄光導對傳輸光照具有較佳效率。例如，每一者之間所使用之氣隙及反射器系統最佳化光傳輸效能，以便藉由較低光照位準節省功率。不含任何中斷之每一光導之三個側面上的最佳化反射器及與個別鍵光照匹配之頂部反射器遮罩最佳化鍵光照，以降低功率消耗。此更有效之光照傳輸將鍵處產生之陰影降低至可忽略量。如圖2所描繪，將鍵盤34聯接至資訊處置系統10之聯接點66可 安置於光導40之間，以使得光導之反射性表面不斷裂或中斷，並且鍵盤在組裝時具有更好撓性。進一步調整提供至每一光導的光照允許光照在鍵盤上的差異。
由鍵列48之離散個別化光照管理之背光光照提供多個操作模式，從而改進終端使用者之體驗，同時降低功率消耗。例如，當鍵盤處於閒置狀態達預定時間量時，僅定錨鍵列之光照向終端使用者提供可見定向以供手置放，同時降低功率消耗。作為另一實例，在不同類型之輸入期間，具體鍵列可具有增強及/或有限之光照。例如，在快速鍵入字母輸入期間，終端使用者之手易於覆蓋定錨鍵列，以使得定錨鍵列及下方鍵列(亦即，shift及control鍵列)處之光照可降低，同時增強上方鍵列之光照以允許終端使用者保持定向。或者，在鍵入以超出預定輸入量或輸入比率發生時，功能鍵列可具有有限之光照或並無光照，因為在快速字母鍵輸入期間功能鍵通常不是輸入值。類似地，數字鍵列在鍵入字母時可具有降低之光照，而在鍵入數字時可具有增強之光照。在一個實例實施例中，鍵盤控制器或其他嵌入式控制器藉由韌體模組監測鍵盤鍵處進行的輸入，以便基於鍵輸入之類型及比率來判定鍵盤列光照之差異。在各種實施例中，可使用各種其他因素來調整鍵列光照，以達成所要使用者體驗及功率消耗。
現參照圖3，側面剖視圖描繪將光照提供至安置於鍵附近之開口78的鍵盤背光52。在實例實施例中，單個側面定向之LED 68將光照導向至光導薄膜通道74中，該光導薄膜通道74由反射器70限定底表面及兩個側表面且由反射性正面遮罩76限定上表面。正面遮罩76在待光照之鍵附近形成開口78。開口78之尺寸可基於所要光照量而變化，其中距離LED 68較遠之位置處的可用尺寸較大。在實例實施例中，複數個微透鏡之微透鏡陣列72安置於每一開口78附近，以便將光自通道74朝向開口78導向。將光自LED 68導向穿過僅在開口78處中斷之通道74提高光傳輸的效率，並且減少干擾光照輸出之陰影。藉由更有效地將光導向至所要出口點，通道74提供更均勻之光分佈，以使得可使用較低光照位準。在實例 實施例中，對LED 68在複數個光導40中之每一者處的個別控制由鍵盤控制器支援，諸如經由GPIO或其他控制介面。
儘管已詳細描述本發明，應理解，可在不偏離如附隨申請專利範圍所限定之本發明之精神及範疇的情況下作出各種修改、替代及變更。
10:資訊處置系統
12:主體外殼部分
14:蓋件外殼部分
16:鉸鏈
17:顯示器
18:母板
20:中央處理單元(CPU)
22:隨機存取記憶體(RAM)
24:固體狀態驅動機(SSD)
26:晶片組
28:鍵盤控制器(KBC)
32:上表面
34:鍵盤
36:鍵盤底盤
38:光源
40:光導
42:膜
44:鍵總成
46:鍵
48:鍵列
50:輸出介面

Claims (20)

  1. 一種可攜式資訊處置系統，其包括：一外殼，該外殼具有一內部及一上表面；一處理器，該處理器安置於該外殼之內部且能夠操作以執行用於處理資訊之指令；一記憶體，該記憶體安置於該外殼之內部且與該處理器介接，該記憶體能夠操作以儲存該等指令及該資訊；一顯示器，該顯示器整合在該外殼中且與該處理器介接，該顯示器能夠操作以將該資訊呈現為可視影像；以及一鍵盤，該鍵盤整合在該外殼之該上表面中，該鍵盤具有：複數列複數個鍵，該等複數列複數個鍵安置於偵測鍵觸摸的一膜上，及一背光結構，該背光結構具有：複數個光導，每一光導在該等複數個鍵列中之一者下方對準，及複數個獨立光源，每一獨立光源經配置以將光照導向至該等複數個光導之一對應者，以向該等鍵之對應者提供光照。
  2. 如請求項1之可攜式資訊處置系統，其進一步包括：一鍵盤控制器，該鍵盤控制器與該處理器、該鍵盤及該等複數個獨立光源介接。
  3. 如請求項2之可攜式資訊處置系統，其中鍵盤控制器基於一或多個預定條件而設置每一獨立光源光照位準。
  4. 如請求項3之可攜式資訊處置系統，其中該一或多個預定條件包括與字母值相關聯之鍵輸入，該鍵盤控制器響應地將該等複數列中具有定錨字母值之一列處的一光照位準設置為高於該等複數列中之其他列。
  5. 如請求項4之可攜式資訊處置系統，其中該鍵盤控制器進一步 響應地將該等複數列中具有功能值之一列處的一光照位準設置為低於該等複數列中之其他列。
  6. 如請求項3之可攜式資訊處置系統，其中該一或多個預定條件包括與數字值相關聯之鍵輸入，該鍵盤控制器響應地將該等複數列中具有數字值之一列處的一光照位準設置為高於該等複數列中之其他列。
  7. 如請求項1至6中任一項之可攜式資訊處置系統，其中該光源在該膜外部聯接在該鍵盤之一個邊緣。
  8. 如請求項1至6中任一項之可攜式資訊處置系統，其中每一光導包括與該光導相關聯之該等鍵列中之每一鍵處的開口。
  9. 如請求項8之可攜式資訊處置系統，其進一步包括安置於每一光導中每一鍵處的微透鏡，以便將光自該光導導向至該鍵。
  10. 一種用於照射一資訊處置系統之鍵盤之方法，該鍵盤具有以複數列對準之複數個鍵，該方法包括：將複數個光導安置於該鍵盤下方，該等複數個光導中之至少一者安置於該等複數個鍵列中之每一者下方；將光照自該鍵盤之一側部邊緣導向至該等光導中之每一者中；藉助在安置於該鍵下方之該光導中在每一鍵附近所形成之一開口照射每一鍵；偵測一預定條件；以及響應於偵測該預定條件，向該等複數個光導中之至少一者提供相較於該等複數個光導中之其他者較大的一光照量。
  11. 如請求項10之方法，其中該預定條件包括鍵入字母輸入之一預定比率，該等複數個光導中提供一較大光照量之該一者包括與具有定錨字母之該鍵列相關聯之該光導。
  12. 如請求項10之方法，其中該預定條件包括數字輸入之一預定數目，該等複數個光導中提供一較大光照量之該一者包括與具有數字之該鍵列相關聯之該光導。
  13. 如請求項10之方法，其中每一光導限定一通道，該通道具有一內部，該內部具有一反射性表面，該通道經確定尺寸以落入小於下方安置有該光導之該鍵列的一邊界。
  14. 如請求項10之方法，其進一步包括：在每一通道中安置複數個微透鏡，該等複數個微透鏡中之至少一者與每一鍵對準；以及將光照自該等複數個微透鏡中之每一者反射出形成於該通道中之複數個開口中之每一者，該等複數個開口中之至少一者與每一鍵對準。
  15. 如請求項10之方法，其進一步包括藉助***在該等複數個光導之間的螺釘將該鍵盤聯接至該資訊處置系統之一外殼。
  16. 如請求項10之方法，其中照射每一鍵進一步包括自位於由該鍵盤之一膜限定之一周邊外部的光源來導向光照。
  17. 如請求項10之方法，其中偵測預定條件包含偵測該鍵盤處於一閒置狀態達一預定時間；以及其中響應於提供較大的光照量之該預定條件包含響應於該鍵盤處於該閒置狀態達該預定時間之該偵測，將光照只導向於該等複數個光導之一者。
  18. 一種鍵盤，其包括：一底盤；一膜，該膜安置於該底盤中，該膜能夠操作以偵測鍵觸摸且在一輸出介面處指派該等鍵觸摸的輸入值；複數個鍵，該等複數個鍵以複數列安置於該膜上方； 複數個光導，該等複數個光導中之至少一者安置於該等複數列中之每一者下方；以及複數個獨立光源，該等複數個獨立光源經對準以將光照提供至該等複數個光導中之每一者中，其中該等複數個獨立光源係各自經配置以將光照導向至該等複數個光導之一對應者，以向該等鍵之對應者提供光照。
  19. 如請求項18之鍵盤，其中每一光導限定一通道，該通道具有一周邊，該周邊配合在該等鍵列中與之相關聯之一者的長度及寬度內，該通道具有一反射性表面。
  20. 如請求項18或19之鍵盤，其中該等複數個獨立光源係安置於該膜之一周邊外部。
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