能叠加虚拟键盘的显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种能在头戴式显示器画面中叠加虚拟键盘的显示装置。

背景技术：

虚拟实境(virtual reality，缩写为VR)为目前积极发展的互动显示技术，一般须配合头戴式显示器进行使用，然而，当使用者戴上头戴式显示器时，由于视野被完全地遮蔽而不方便使用实体键盘，因此，当需要输入大量文字时，则会遭遇到困难。

直观的解决方法是通过在用户视野中显示一个虚拟键盘来解决，但因受限于操作系统、绘图引擎、应用编程叠加权限等问题，实际执行时却非常困难，例如用户可能正在个人电脑上运行一个利用微软DirectX所撰写的大型3D游戏，受限于DirectX的架构，非原软件开发商要在画面上叠加虚拟键盘影像并不容易，且其相容性也易发生问题。

现有的几种叠加虚拟键盘方式如下：

一、输入法方式：是目前显示虚键键盘的主要方式(主要被应用在安卓(Android)作业系统上)，是通过将虚拟键盘撰写成一个输入法的键盘，让操作系统在使用者需要输入文字时，呼叫该输入法以显现虚拟键盘。然而，若是运行中的编程并不支援显示输入法的键盘时，此方式即无法使用。

二、前景应用编程：也为常见的虚拟键盘显示方式(主要应用在微软视窗操作系统上)，是将虚拟键盘直接撰写成视窗(windows)，然后推到桌面最前景。然而，若运行中的编程为全荧幕编程(如大型3D游戏等)，由于所有桌面视窗都会被屏蔽，虚拟键盘也无法显示。

除了上述问题外，由于操作系统发展的多样化，例如常见的视窗作业模式即有：桌面模式、平板模式、全荧幕视频模式、全荧幕绘图模式(DirectX或OpenGL)等，如何能在各种操作系统、各种显示模式下均能确保虚拟键盘被显示即为目前亟欲发展的目标。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能解决上述问题且能在头戴式显示器画面中叠加虚拟键盘的显示装置。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，适用于提供一个显示画面以供一个头戴式显示器的一个荧幕显示，并包含一个键盘处理模块、一个运算控制模块及一个输出模块。

该键盘处理模块适用于接收一个至少相关于一个实体键盘的一个按键触碰位置的键盘触控信号，并输出一个相关于该按键触碰位置的输入信号。

该运算控制模块接收该输入信号，并至少根据该按键触碰位置运算包含一个虚拟键盘图面的该显示画面，且输出一个相关于该显示画面的输出信号，该虚拟键盘图面包括多个分别对应该实体键盘的多个文字按键且分别对应不同的文字符号的按键部。

该输出模块接收该输出信号并提供至该头戴式显示器的荧幕。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该虚拟键盘图面包括至少26个按键部，且每一个按键部对应不同的英文字母。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该键盘触控信号还相关于该实体键盘的一个按键按压力道，该运算控制模块根据该按键触碰位置及该按键按压力道运算该虚拟键盘图面。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该运算控制模块根据该按键触碰位置于对应的按键部产生不同于其他按键部的视觉变化，并根据该按键按压力道于对应的按键部产生不同于其他按键部的视觉变化。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该显示装置为该头戴式显示器的一个屏幕视讯控制装置，该显示装置还包含一个影像接口，及一个键盘接口，该影像接口适用于接收一个影像输入并输出至该运算控制模块，该键盘接口适用于接收该键盘触控信号并输出至该键盘处理模块，该运算控制模块根据该影像输入形成一个基本图层，并将该虚拟键盘图面叠加于该基本图层而形成该显示画面。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该键盘接口使用的规格为通用序列汇流排、蓝牙、射频其中的一个，该影像接口使用的规格为高画质多媒体介面、无线高画质多媒体介面、英特尔无线显示其中的一个。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该显示装置为一个显示晶片，该显示装置还包含一个输入模块，该输入模块适用于接收一个相关于一个应用编程图面的系统信号并输出至该运算控制模块，该运算控制模块根据该应用编程图面、该按键触碰位置运算包含该虚拟键盘图面的该显示画面。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该虚拟键盘图面还包括分别对应该实体键盘的多个功能按键的按键部。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该虚拟键盘图面为符合一个电脑键盘标准的图面。

本发明的能叠加虚拟键盘的显示装置，该键盘触控信号还相关于一个触碰轨迹，该运算控制模块根据该触碰轨迹运算该显示画面中的一个鼠标的位置。

本发明的有益效果在于：通过从提供该显示画面的显示装置切入，以运算包含该虚拟键盘图面的该显示画面，可以提供不受限于操作系统或显示模式的虚拟键盘图面显示，而不受执行中的应用编程所干扰，且不需要额外的硬件制作成本。

附图说明

图1是本发明能叠加虚拟键盘的显示装置的一个第一实施例的一个使用示意图；

图2是该第一实施例的一个方块示意图；

图3是该第一实施例的一个应用示意图；

图4是该第一实施例的另一个样态的一个使用示意图；

图5是该第一实施例的另一个样态的一个方块示意图；

图6是本发明能叠加虚拟键盘的显示装置的一个第二实施例的一个使用示意图；及

图7是该第二实施例的一个方块示意图。

具体实施方式

在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1、图2及图3，本发明能叠加虚拟键盘的显示装置2的一个第一实施例，适用于提供一个显示画面以供一个头戴式显示器9的一个荧幕91显示。

其中，该显示装置2适用于搭配中国台湾专利申请号码第105211786号的「用于头戴显示装置的键盘」使用，且该显示装置2为该头戴式显示器9的一个屏幕视讯控制装置(On-Screen Display，缩写为OSD)，如图1所示，于实际使用时，该头戴式显示器9与一个主机7及上述搭配的一实体键盘8联机。

该显示装置2包含一个影像接口21、一个键盘接口22、一个键盘处理模块23、一个运算控制模块24，及一个输出模块25。

该影像接口21联机至该主机7，并适用于由该主机7接收一个影像输入，该影像接口21使用的规格能为高画质多媒体介面(HighDefinition Multimedia Interface，缩写为HDMI)、无线高画质多媒体介面(Wireless HDMI)、英特尔无线显示(Intel Wireless Display，缩写为Intel WiDi)其中一个。

该键盘接口22联机至该实体键盘8，并适用于由该实体键盘8接收一个键盘触控信号。其中，该键盘触控信号相关于该实体键盘8的一个按键触碰位置、该实体键盘8的一个按键按压力道、或一个触碰轨迹。其中，该键盘接口22使用的规格为通用序列汇流排(Universal Serial Bus，缩写为USB)、蓝牙(Bluetooth)、射频(Radio frequency，缩写为RF)其中一个，于此实施例中，为方便使用者移动，较佳为使用无线的蓝牙或射频规格。

该键盘处理模块23电连接该键盘接口22，并适用于由该键盘接口22接收该键盘触控信号，以输出一个相关于该按键触碰位置的输入信号。其中，该键盘处理模块23接收该键盘触控信号后，依该键盘处理模块23与该实体键盘8所议定好的协议解码该键盘触控信号并输出为该输入信号。

该运算控制模块24接收该输入信号，并由该影像接口21接收该影像输入，根据该影像输入形成一个基本图层911(即图3中的背景图层)，并根据该按键触碰位置及该按键按压力道运算一个虚拟键盘图面912，并将该虚拟键盘图面912叠加于该基本图层911而形成该显示画面，且输出一个相关于该显示画面的输出信号。该运算控制模块24还根据该触碰轨迹运算该显示画面中的一个鼠标(图未示)的位置。

该虚拟键盘图面912对应该实体键盘8的图面，且包括多个分别对应该实体键盘8的多个文字按键81及分别对应不同的文字符号的按键部913，例如，该虚拟键盘图面912可以包括至少26个按键部913，且每一个按键部913对应不同的英文字母，或是设计该虚拟键盘图面912为符合一个电脑键盘标准的图面，也就是说，该虚拟键盘图面912除包括分别对应不同的文字符号的按键部913外，还包括分别对应该实体键盘8的多个功能按键81的按键部913，例如：enter、Ctrl、Shift…等功能按键。

目前常见的电脑键盘标准有Windows式键盘的104个按键、精简版Windows式键盘的87个按键(没有数字区)、Apple式键盘的78个按键(即图3所示)、笔电键盘的100个按键、及部分因应增加功能而增加按键的形式等，其一个共同的特征在于所述按键的上面印有对应的字符，以于使用者按压时对应输入不同的文字符号，大部分情况下，每按下一个按键就会输出对应的单一个符号，如字母、数字或标点符号等。再者，其大小能供使用者双手并列，令使用者可以通过双手按压所述按键而快速输入大量文字，而不需常常切换模式、于画面上选取字元符号、或是通过单指点按输入等。

该输出模块25接收该输出信号并提供至该头戴式显示器9的荧幕91。

实际使用时，如图3所示，以使用者应用该头戴式显示器9参加视讯会议进行说明，通过于该头戴式显示器9中设置该显示装置2(屏幕视讯控制装置)，该头戴式显示器9能接收该实体键盘8的该键盘触控信号，并于荧幕91上显示对应于实体键盘8的该虚拟键盘图面912，当使用者像一般打字时一样，将双手手指放在该实体键盘8的所述按键81上时，该运算控制模块24即会根据该按键触碰位置于对应的按键部913产生不同于其他按键部913的视觉变化，例如，将对应使用者碰触的按键部913亮起或显示不同颜色，以告知使用者对应的该实体键盘8的按键81被碰触，以图3中所示，所述按键部913a即对应目前使用者手指所触碰的按键81a。而当使用者按压某一个按键81时，该运算控制模块24即会根据该按键按压力道判断而于对应的按键部913产生不同于其他按键部913的视觉变化，例如，将对应使用者按压的按键部913变暗或显示更深的颜色，以告知使用者对应的该实体键盘8的按键81被按压，以图3中所示，该按键部913b即对应目前使用者所按压的按键81b。借此，使用者可以通过该虚拟键盘图面912“看到”自己的手指所放置的位置，而能直觉地反应并进行快速打字。

当使用者用手指在该实体键盘8上滑动而输出相关该触碰轨迹的该键盘触控信号时，该运算控制模块24根据该触碰轨迹运算该显示画面中的该鼠标的位置、或是进行手写文字输入。

参阅图4及图5，为该第一实施例的另一个样态，本样态与上述的差异在于：

该主机7与该实体键盘8及该头戴式显示器9联机，该主机7接收该实体键盘8所输出的信号，并输出为该键盘触控信号。

该键盘触控信号经该主机7与该头戴式显示器9配对的通用序列汇流排、蓝牙、或射频的接口传输至该显示装置2的该键盘接口22。

由于此样态的差异仅在提供该键盘触控信号另一种传输路径，该显示装置2的运作方式相同于上述，在此不再赘述。

经由以上的说明，能将本实施例的优点归纳如下：

一、参阅图1、图2及图3，通过从提供该显示画面的显示装置2进行切入，以运算包含该虚拟键盘图面912的该显示画面，可以提供不受限于操作系统或显示模式的虚拟键盘图面912显示，此是因为目前用于提供该显示画面的显示装置2皆具有独立于操作系统管理的权限，因此可以自由地将所欲叠加的该虚拟键盘图面912显示在画面最前景，而不受执行中的应用编程所干扰，再者，由于本发明所述功能皆可以通过更改该显示装置2的软件(software)编程即可达成，因此不需要额外的硬件制作成本。

二、通过将该虚拟键盘图面912的按键部913设计为对应该实体键盘8的多个按键81，且较佳为符合电脑键盘标准的图面，使用者可以直接依照现有的使用习惯敲击实体键盘8，并能根据视觉的回馈而直觉反应并进行快速打字，能达成快速大量输入文字的功效。再者，由于电脑键盘标准原本就是为了快速大量输入文字而设计的，所以更能达到快速大量输入文字的功效。

三、通过设计更改该头戴式显示器9中的屏幕视讯控制装置(OSD)作为该显示装置2，并设置该键盘处理模块23及该运算控制模块24，能直接利用现有头戴式显示器9已具有的通用序列汇流排、蓝牙、或射频的接口作为该键盘接口22以接收该键盘触控信号，并结合该影像接口21所接收的该输入信号进行处理运算以显示包含该虚拟键盘图面912的该显示画面，借此，不仅可以跳过在主机7上与操作系统、各种应用编程竞争画面最前景的困难，且不需改变该影像接口21的规格，也不需增加额外接口，所以能在不增加硬件成本的情况下，即可达成本案所诉求的叠加虚拟键盘的功效。

参阅图6及图7，为本发明能叠加虚拟键盘的显示装置的一个第二实施例，该第二实施例是类似于该第一实施例，该第二实施例与该第一实施例的差异在于：

该显示装置2为一个显示晶片(graphics processing unit，缩写为GPU)，且于实际使用时，该主机7与该实体键盘8及该头戴式显示器9联机。

该实体键盘8输出该键盘触控信号至该主机7的一个操作系统71及该显示装置2的键盘处理模块23。

该显示装置2还包含一个输入模块26，该输入模块26适用于由该操作系统71或各种应用编程72接收一个相关于一个应用编程图面的系统信号并输出至该运算控制模块24。其中，该系统信号是由该操作系统71或各式应用编程72所发出，用于争取所欲显示的图面。

该运算控制模块24根据该应用编程图面、该按键触碰位置、及该按键按压力道运算包含该虚拟键盘图面912的该显示画面。此处须说明的是，该显示晶片2即为该主机7中处理该显示画面的主要架构，因此，该显示晶片2具有决定各应用编程所提供的应用编程图面为第几层图景的权限，也就是说，经由设计更改该显示晶片2的软件编程，即可以令该虚拟键盘图面912的显示不受其他应用编程所干扰。

值得一提的是，该显示晶片2也可以结合其它电路形成显示卡(集成显示卡或外插式显示卡)，且上述功能能撰写于显示卡的驱动编程中。该第二实施例适用于应用在微软(Microsoft)个人电脑、麦金塔(Macintosh)桌面型电脑、安卓系统或Windows Phone的手机、平板等。

如此，该第二实施例也能达到与上述第一实施例相同的目的与功效，且还能达成以下功效：

通过设计更改该显示晶片2的软件编程以作为该显示装置2，并设置该键盘处理模块23及该运算控制模块24，能直接在该显示晶片2端输出结合该虚拟键盘图面912的该显示画面，并经由该主机7原本即具有的影像接口输出该输出信号至该头戴式显示器9，因此，可以直接搭配使用现有一般仅具有影像接口的头戴式显示器9使用，也就是说，同样能在不需改变影像接口的规格及不增加额外接口的情况下，达成本案所诉求的叠加虚拟键盘的功效。

综上所述，本发明能叠加虚拟键盘的显示装置2跳脱了现有要叠加虚拟键盘图面912皆是由应用软件端下手的困境，转而选择具有影像处理权限的硬件端进行突破，通过该头戴式显示器9的屏幕视讯控制单元、该主机7的显示晶片具有自由叠加影像而不受操作系统71管理的权限，扩充该屏幕视讯控制单元或该显示晶片的软件以达到自由叠加虚拟键盘图面912的功效，所以确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。