專利名稱：具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入裝置，特別是關(guān)于一種具有生理訊號(hào)感測模 塊的輸入裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，電腦實(shí)為現(xiàn)今日常生活中不可或缺的必需用品。 以醫(yī)療行為為例，過去需連續(xù)監(jiān)測生理訊號(hào)的病患僅能通過醫(yī)療單位 的儀器設(shè)備進(jìn)行測量并由屏幕顯示結(jié)果，當(dāng)生理訊號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)由專 業(yè)的醫(yī)療人員觀測顯示器上的數(shù)值，并評(píng)估進(jìn)行適當(dāng)?shù)尼t(yī)療行為。如 此耗費(fèi)的人力與金錢相當(dāng)高，且未能顧及偏遠(yuǎn)地區(qū)的病患。因此現(xiàn)代 的醫(yī)療服務(wù)已從過去的床邊診療趨向居家看護(hù)，其例如但不限于血壓 機(jī)、耳溫槍及血糖機(jī)，而電腦、視訊與互聯(lián)網(wǎng)的配合將使遠(yuǎn)距醫(yī)療成 為可能。
請(qǐng)參照?qǐng)Dl所示， 一種已知具有生理訊號(hào)感測功能(如感測心跳) 的輸入裝置IO，包含一殼體11以及一感測模塊13，殼體ll具有一握 持部111，且感測模塊13設(shè)置于握持部111的一定位。然而，在使用 者通過輸入裝置IO進(jìn)行偵測心跳功能時(shí)，需持續(xù)按壓感測模塊13，如 此容易造成使用者手部疲勞不適且有異物感，且污垢或手汗殘留于感 測模塊13表面而有影響感測結(jié)果的疑慮。
另外，由于此種輸入裝置10上的感測模塊13固定于一位置無法 調(diào)整，因此不同性別或年齡的使用者，可能導(dǎo)致握持位置不確實(shí)而造 成感測效果差，可信度較低的結(jié)果。
為提升具有感測功能的輸入裝置的通用性，可于感測位置范圍內(nèi)擴(kuò)大感測面積，但是如此會(huì)增加輸入裝置的成本。此外，輸入裝置除 了需具有充足的感測面積之外，也需顧及使用者使用輸入裝置的習(xí)慣， 除具有舒適手感外，應(yīng)避免污垢殘留而影響后續(xù)感測的正確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種具有生 理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置，可通過導(dǎo)光元件配合不同生理?xiàng)l件及習(xí) 慣的使用者，而增加感測面積。同時(shí)，感測時(shí)使用者不會(huì)直接接觸到 感測模塊，因此可避免汗水或污垢殘留于感測模塊而影響感測的結(jié)果。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝 置，其包含一殼體、 一電路板、 一感測模塊以及一導(dǎo)光元件。殼體具 有一透光握持部，電路板設(shè)置于殼體內(nèi)，感測模塊電性連接電路板， 導(dǎo)光元件設(shè)置于感測模塊與透光握持部之間。
本文中所述的"生理訊號(hào)"例如但不限于感測心跳、脈搏、汗?jié)瘛?膚溫、血液訊號(hào)、血氧濃度、肌肉緊張或血壓等。
承上所述，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果本發(fā)明通過透光握持 部傳送光訊號(hào)進(jìn)行生理訊號(hào)感測可提供較佳的操作手感，且使感測模 塊不與使用者接觸，保持感測模塊表面的潔凈。另外，通過導(dǎo)光元件 可增加感測面積。與已知現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明的輸入裝置能夠克服 個(gè)人習(xí)慣的差異，確保感測結(jié)果的可信賴性。


圖1所示為一種己知具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置的示意
圖2A所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入裝置的部分剖面圖； 圖2B所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中，感測模塊經(jīng)導(dǎo)光元件傳送光線 的示意圖；圖3A及圖3B所示為不同感測態(tài)樣的示意圖； 圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，感測模塊與電子元件間訊號(hào)處 理的示意圖5A所示為本發(fā)明第二實(shí)施例的輸入裝置的部分剖面圖； 圖5B所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中，感測模塊經(jīng)實(shí)心導(dǎo)光元件傳送 光線的示意圖5C所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中，感測模塊經(jīng)導(dǎo)光元件及網(wǎng)點(diǎn)結(jié)
構(gòu)柱傳送光線的示意圖6A所示為本發(fā)明第三實(shí)施例的輸入裝置的部分剖面圖6B所示為本發(fā)明第三實(shí)施例中，感測模塊經(jīng)光纖傳送光線的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明本發(fā)明具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入 裝置的幾個(gè)較佳實(shí)施例，其中相同的元件將以相同的符號(hào)加以說明。 應(yīng)注意的是，下述實(shí)施例的輸入裝置以鼠標(biāo)為例說明，然而非用以限 制本發(fā)明。
本發(fā)明輸入裝置的感測模塊在此以光體積描述信號(hào)(Photo Plethysmographic,PPG)進(jìn)行感測。光體積描述信號(hào)是利用光線的偏射 特性與偏折角度，計(jì)算出組織血管內(nèi)的血液體積連續(xù)變化波形，從而 發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)系統(tǒng)的血液體積、脈搏、和收縮壓是息息相關(guān)的，因此 適于作為本發(fā)明具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置的感測模塊。
第一實(shí)施例
請(qǐng)參照?qǐng)D2A及圖2B所示，本實(shí)施例的具有生理訊號(hào)感測模塊的 輸入裝置20包含一殼體21、 一電路板22、 一感測模塊23以及一導(dǎo)光 元件24。本實(shí)施例中，殼體21具有一透光握持部211，感測模塊23 設(shè)置于電路板22并電性連接電路板22，且電路板22設(shè)置于殼體21內(nèi)， 另外，導(dǎo)光元件24設(shè)置于感測模塊23與透光握持部211之間。于此，感測模塊23與透光握持部211以對(duì)應(yīng)設(shè)置為例說明，然而非用以限制 本發(fā)明。
本實(shí)施例的感測模塊23具有至少一發(fā)光元件231及一感測元件 232。其中，發(fā)光元件231可為發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED) 或有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode, OLED);感測元件 232可為感光二極管(Photo Diode, PD)、電荷耦合元件(Charge Coupling Device, CCD)或互補(bǔ)型金氧半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS )。
感測模塊23與一電性連接于電路板22的電子元件25作訊號(hào)傳 輸，其可利用例如但不限于射頻(Radio Frequency, RF)或藍(lán)牙 (Bluetooth)等無線模塊(圖中未示)進(jìn)行訊號(hào)傳輸，并可利用電池 或由電腦(圖中未示)供電。
于本實(shí)施例中，導(dǎo)光元件24以一下窄上寬的管狀結(jié)構(gòu)為例說明， 然而非用以限制本發(fā)明。導(dǎo)光元件24的一端以配合感測模塊23的態(tài) 樣而為一窄形開口 241，而另一端則與透光握持部211的態(tài)樣配合為一 寬形開口 242說明，然而非用以限制本發(fā)明。
感測模塊23通過導(dǎo)光元件24所形成的一空間傳送光線L，且于 導(dǎo)光元件24外側(cè)可涂布一反射層243，以利光線L放射出時(shí)，可于導(dǎo) 光元件24內(nèi)部反射前進(jìn)，減少光線耗損。此時(shí)于使用輸入裝置20時(shí)， 手指僅接觸殼體21的透光握持部211，即可接收光線，并通過手指反 射后的光線進(jìn)行光體積描述信號(hào)的量測。此量測過程中由于使用者手 指不會(huì)直接碰觸到感測模塊23，故能夠保持感測模塊23表面的潔凈， 確保感測結(jié)果的可信賴性。
請(qǐng)參照?qǐng)D3A所示，發(fā)光元件231通過導(dǎo)光元件24將光線L傳送 至透光握持部211并透光出輸入裝置后，光線打到一反射體30而造成反射光線R，再由導(dǎo)光元件24于單位時(shí)間內(nèi)將反射光線R傳送至感測 元件232。此時(shí)光線L與反射光線R間的變化值，可通過電子元件(圖 中未示)匯整成一直流信號(hào)或一背景值。
當(dāng)以手指為量測對(duì)象時(shí)，請(qǐng)參照?qǐng)D3B所示，發(fā)光元件231通過導(dǎo) 光元件24將光線L射出后，到達(dá)手指表面，為反射體30'，由于光線 的偏射特性與偏折角度會(huì)因血管內(nèi)血液體積狀態(tài)的改變而不同，因此 可提供不同的反射光線R'、 R"。感測元件232通過導(dǎo)光元件24于不同 單位時(shí)間所接收的信號(hào)為連續(xù)的，如反射光線R'、 R"，此時(shí)光線L與 反射光線R'、 R"間的變化值可通過電子元件匯整成一交流信號(hào)或一測 量值。通過電子元件將測量值扣除上述的背景值，即可得到生理訊號(hào) 感測的功效。此外，使用者可通過一顯示器(圖中未示)顯示實(shí)時(shí)的 生理狀態(tài)。
請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，發(fā)光元件231射出光線L由反射體30'(手指) 反射，再由感測元件232接收反射光線R，訊號(hào)經(jīng)由電子元件25進(jìn)行 計(jì)算。電子元件25可選自放大器、濾波器、轉(zhuǎn)換器、微處理器、儲(chǔ)存 器(ROM)、記憶體(RAM)及其組合所構(gòu)成的群組。
第二實(shí)施例
請(qǐng)參照?qǐng)D5A及圖5B所示，說明本發(fā)明具有生理訊號(hào)感測模塊的 輸入裝置的另一較佳實(shí)施例，其中圖5B是圖5A中的發(fā)光元件231所 發(fā)出的光線L的路徑示意圖。本實(shí)施例的輸入裝置20a包含一殼體21、 一電路板22、 一感測模塊23以及一導(dǎo)光元件24a。導(dǎo)光元件24a設(shè)置 于感測模塊23與透光握持部211之間。感測模塊23的位置可依實(shí)際 需要或配合電路板22的布局而調(diào)整設(shè)置位置。于是，以感測模塊23 設(shè)置于導(dǎo)光元件24a的一側(cè)面為例，但不限制感測模塊23與透光握持 部211間的對(duì)應(yīng)設(shè)置關(guān)系。由于殼體21、電路板22及感測模塊23已 于上述實(shí)施例詳述，于此不再贅述。本實(shí)施例的導(dǎo)光元件24a與前實(shí)施例所述的導(dǎo)光元件24不同之處 在于導(dǎo)光元件24a以實(shí)心導(dǎo)光元件，例如一矩形導(dǎo)光板為例來作說明。 于本實(shí)施例的導(dǎo)光元件24a材料可為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate， PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，利用光線于透 光材料中進(jìn)行全反射的特性，來傳遞光訊號(hào)。于本實(shí)施例中，導(dǎo)光元 件24a的出光面A可作成配合透光握持部211的形狀，以使發(fā)光元件 231所發(fā)出的光線入射導(dǎo)光元件24a后進(jìn)行全反射，并由出光面A出光 并射至透光握持部211。
為了避免光線在導(dǎo)光元件24a內(nèi)部全反射過程中散射出，可于導(dǎo) 光元件24a外表面加上一反射層243，可減少光線耗損，以提高導(dǎo)光元 件24a于出光面A的出光效率。須注意的是，反射層243的設(shè)置應(yīng)避 開導(dǎo)光元件24a對(duì)應(yīng)感測模塊23及透光握持部211的位置，以免影響 光路徑。另外，手指反射后的光線亦經(jīng)由相同路徑射回感測元件232， 于此不再贅述。
如圖5C所示，其顯示另一導(dǎo)光元件24b的態(tài)樣。本實(shí)施例中，導(dǎo) 光元件24b為一楔形導(dǎo)光板或楔形導(dǎo)光柱，而且在導(dǎo)光元件24b上相 對(duì)出光面A的一側(cè)，可設(shè)置多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)244以及一反射片245，網(wǎng) 點(diǎn)結(jié)構(gòu)244可以網(wǎng)版印刷方式形成，用以破壞光線于導(dǎo)光元件24b內(nèi) 的全反射，再配合反射片245使光線再射入導(dǎo)光元件24b，可提高光線 L于導(dǎo)光元件24b出光面A的出光效率。
另外，網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)244的設(shè)置也可直接印刷在反射片245面對(duì)導(dǎo)光 元件24b的一側(cè)。再者，為了讓在出光面A出光的光線L可具有較均 勻的光強(qiáng)度，網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)244的設(shè)置數(shù)量可隨與發(fā)光元件231的距離而 有所不同。距離發(fā)光元件231較近的，可設(shè)置較少的網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)244;距 離發(fā)光元件231較遠(yuǎn)的，則可設(shè)置較多的網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)244。
使用輸入裝置20a時(shí)，使用者的手指握持于透光握持部211上，較佳是使手指蓋住透光握持部211對(duì)應(yīng)導(dǎo)光元件24a、 24b的出光面A 位置，以提高感測的可信度。另外，手指反射光線的部分，則于此不 再贅述。
第三實(shí)施例
請(qǐng)參照?qǐng)D6A及圖6B所示，本發(fā)明第三實(shí)施例的輸入裝置20c中， 包含一殼體21、 一電路板22、 一感測模塊23以及一導(dǎo)光元件24c。導(dǎo) 光元件24c設(shè)置于感測模塊23與透光握持部211之間。由于殼體21、 電路板22及感測模塊23已于上述實(shí)施例詳述，于此不再贅述。
本實(shí)施例的導(dǎo)光元件24b與前實(shí)施例所述的導(dǎo)光元件24、 24a不 同之處在于導(dǎo)光元件24c以多條光纖為例說明。光纖的利用可提升光 訊號(hào)于感測模塊23及透光握持部211之間的傳輸效率。光纖的一端連 接感測模塊23，而其另一端鄰設(shè)于透光握持部211，故能夠使發(fā)光元 件231發(fā)出的光線L直接經(jīng)由光纖傳遞至透光握持部211，反射光線R 亦直接經(jīng)由光纖傳遞至感測元件232，提高光線傳輸效率并減少光線耗 損°
當(dāng)然，導(dǎo)光元件24c除了對(duì)應(yīng)透光握持部211及感測模塊23的位 置需要保持透光之外，導(dǎo)光元件24c亦可涂布一反射層(圖中未示)， 以利光線L于導(dǎo)光元件24c的反射前進(jìn)，減少光線耗損，并提高導(dǎo)光 元件24c于出光面A的出光效率。
綜上所述，本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的具有生理訊號(hào)感測模塊的輸 入裝置，可通過導(dǎo)光元件配合不同生理?xiàng)l件及習(xí)慣的使用者，而增加 感測面積。且由于感測模塊不與使用者直接接觸，因此可保持感測模 塊表面的潔凈，確保感測結(jié)果的可信賴性。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā) 明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利 要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置，其特征在于，包含一殼體，具有一透光握持部；一電路板，設(shè)置于上述殼體內(nèi)；一感測模塊，電性連接上述電路板；以及一導(dǎo)光元件，設(shè)置于上述感測模塊與上述透光握持部之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，其中上述感測 模塊具有至少一發(fā)光元件及一感測元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其特征組，其中上述發(fā)光元 件為發(fā)光二極管或有機(jī)發(fā)光二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其特征在于，其中上述感測 元件為感光二極管、電荷耦合元件或互補(bǔ)型金氧半導(dǎo)體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，其中上述導(dǎo)光 元件為管狀導(dǎo)光元件、實(shí)心導(dǎo)光元件或光纖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，其中上述導(dǎo)光 元件具有一反射層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置為 一鼠標(biāo)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，其中上述感測 模塊為一光體積描述信號(hào)感測模塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸入裝置，其特征在于，更包括-一電子元件，其選自由放大器、濾波器、轉(zhuǎn)換器、微處理器、儲(chǔ) 存器、記憶體及其組合所構(gòu)成的群組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置，其包含一殼體、一電路板、一感測模塊以及一導(dǎo)光元件。殼體具有一透光握持部，電路板設(shè)置于殼體內(nèi)，感測模塊電性連接電路板，導(dǎo)光元件設(shè)置于感測模塊與透光握持部之間。本發(fā)明具有生理訊號(hào)感測模塊的輸入裝置具有較佳操作手感，且導(dǎo)光元件的設(shè)置可克服使用者習(xí)慣的差異，確保感測結(jié)果的可信賴性。
文檔編號(hào)A61B5/04GK101430611SQ20071016572
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者吳東格 申請(qǐng)人:華碩電腦股份有限公司