CN109672437A - 一种光轴键盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光轴键盘，其中光轴键盘可包含多个按键单元以及模式切换电路，该多个按键单元中的任一按键单元可包含红外光产生器、侦测组件以及开关装置。该侦测组件耦接至该任一按键单元的输出端子，并且该开关装置的第一端子以及第二端子分别耦接至该输出端子以及该模式切换电路。另外，在该光轴键盘的休眠模式下，该模式切换电路将该第二端子拉至参考电压的电压位准，并且当该任一按键单元被按下时，该开关装置会被导通以使得该输出端子的电压位准被拉至该参考电压的电压位准，因而唤醒该光轴键盘。本发明能在没有副作用或带来较少的副作用的情况下，减少光轴键盘在休眠模式时的耗电。

Description

一种光轴键盘

技术领域

本发明涉及一种光轴键盘，尤指一种在休眠模式下节省耗电的光轴键盘。

背景技术

由于光轴键盘是利用红外光产生器所产生的红外光以及相对应的侦测组件来运作，为了在休眠时能因为用户按下按键而被唤醒，光轴键盘需要定期地开启红外光产生器才能进行判断是否有按键被按下，相关技术会因而有额外的红外光产生器(例如红外光发光二极管(infrared light emitting diode,IR LED))与侦测组件(例如光敏晶体管(phototransistor,PT))的耗电问题。因此，需要一种新颖的光轴键盘，能在休眠模式下减少额外的耗电，且在用户按下按键后能将光轴键盘唤醒。

发明内容

鉴于现有技术中的问题，本发明提供一种新型的光轴键盘以解决上述问题。

因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种光轴键盘，该光轴键盘包含多个按键单元以及模式切换电路，且该多个按键单元中的任一按键单元包含：

红外光产生器，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该任一按键单元的输出端子，用来侦测该红外光以在该输出端子产生侦测讯号，其中该输出端子通过负载组件耦接至第一参考电压；以及

开关装置，其中该开关装置的第一端子以及第二端子分别耦接至该输出端子以及该模式切换电路；

其中在该光轴键盘的休眠模式下，该模式切换电路将该第二端子拉至第二参考电压的电压位准，并且当该任一按键单元被按下时，该开关装置会被导通以使得该输出端子的电压位准被拉至该第二参考电压的电压位准，因而唤醒该光轴键盘。

作为可选的技术方案，该开关装置以及安装于该红外线产生器与该侦测组件之间的遮光板同时动作。

作为可选的技术方案，该遮光板用于当该任一按键单元被按下时遮挡该红外光，以使得该侦测组件在该输出端子产生该侦测讯号。

本发明还提供另一种光轴键盘，该光轴键盘包含多个按键单元以及控制电路，且该多个按键单元中的至少一部分按键单元中的任一按键单元包含：

红外光产生器，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该任一按键单元的输出端子，用来侦测该红外光以在该输出端子产生侦测讯号；

其中第一负载组件的第一端子以及第二端子分别耦接至该控制电路以及该红外光产生器，以及第二负载组件的第一端子以及第二端子分别耦接至该控制电路以及该侦测组件。

作为可选的技术方案，该控制电路包含：

第一开关电路，耦接于参考电压与该第一负载组件的该第一端子之间，其中该第一开关电路依据第一控制讯号决定是否导通；以及

第二开关电路，耦接于该参考电压与该第二负载组件的该第一端子之间，其中该第二开关电路依据第二控制讯号决定是否导通。

作为可选的技术方案，该控制电路包含：

开关电路，耦接于参考电压与共同端子之间，其中该第一负载组件的该第一端子与该第二负载组件的该第一端子互相耦接，并且耦接至该共同端子。

本发明还提供另一种光轴键盘，其特征在于，该光轴键盘包含：

底板，耦接至参考电压；

导通板，设置于该底板上方，耦接至唤醒端子；

电路板，设置于该导通板上方；以及

多个按键单元，设置于该电路板上方，其中该多个按键单元中的任一按键单元包含：

键身；

红外光产生器，耦接至该电路板，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该电路板，用来侦测该红外光；

十字轴，用来接收外部施力；以及

遮光板，附着于该十字轴，其中当该十字轴因为外部施力而被下压时，该遮光板同时被往下移动并遮挡该红外光，以使得该侦测组件产生侦测讯号；

其中当该任一按键单元因外部施力而被下压时，该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生唤醒讯号。

作为可选的技术方案，该电路板通过至少一个顶柱与该导通板相连接；

其中当该键身因外部施力而被下压时，该电路板与该导通板同时被下压以使得该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生该唤醒讯号。

作为可选的技术方案，该任一按键单元还包含按压棒，附着于该十字轴；

该电路板的对应于该按压棒的位置设置有缺口；

其中当该十字轴因外部施力而被下压时，该按压棒穿过该缺口以施力于该导通板，使得该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生该唤醒讯号。

作为可选的技术方案，该光轴键盘中的控制器可依据该唤醒讯号将该光轴键盘从休眠模式中唤醒。

本发明的好处在于，本发明所提供的光轴键盘能在休眠模式下减少其内的红外光产生器与侦测组件的耗电，此外，在这样的省电机制下，用户按下按键后即可将此光轴键盘唤醒。因此，本发明能在没有副作用或较不会带来副作用的情况下，减少光轴键盘在休眠模式时的耗电。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依据本发明实施例的多个按键单元与相关电路的示意图。

图2为依据本发明实施例的多个按键单元与控制电路的示意图。

图3为依据本发明实施例的多个按键单元与另一控制电路的示意图。

图4为依据本发明实施例的一种按键单元的剖面图。

图5绘示图4所示的按键单元的按压状态的例子。

图6为依据本发明实施例的另一种按键单元的剖面图。

图7绘示图6所示的按键单元的按压状态的例子。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图1为依据本发明实施例的多个按键单元{100_1,100_2,100_3,100_4}与相关电路的示意图，其中上述相关电路包含选择电路{121,122}、模式切换电路{141,142}以及负载组件诸如负载电阻{R1,R2,R3,R4,R5,R6}，并且本发明所提供的光轴键盘可包含图1所示的多个按键单元{100_1,100_2,100_3,100_4}与上述相关电路。在本实施例中，按键单元100_1可包含红外光产生器诸如发光二极管(light emitting diode,LED)101_1(例如红外光发光二极管)、侦测组件诸如光敏晶体管(phototransistor,PT)102_1、开关装置103_1以及安装于发光二极管101_1与光敏晶体管102_1之间的遮光板B1，其中开关装置103_1依据按键单元100_1是否被按下来确定是否为导通，也就是说，开关装置103_1以及遮光板B1同时动作。另外，发光二极管101_1可通过负载电阻R1耦接至选择电路121，而光敏晶体管102_1耦接至按键单元100_1的输出端子PT1，其中输出端子PT1通过负载电阻R2耦接至第一参考电压诸如参考电压VREF1。在本实施例中，发光二极管101_1可产生(或发出)红外光，光敏晶体管102_1可依据是否侦测(或接收)到发光二极管101_1所产生的红外光以在输出端子PT1产生侦测讯号，尤其，遮光板B1用于当按键单元100_1被按下时遮挡发光二极管101_1所产生的红外光，以使得光敏晶体管102_1在输出端子PT1产生侦测讯号，其中开关装置103_1的第一端子(即其上方的端子)以及第二端子(即其下方的端子)分别耦接至输出端子PT1以及模式切换电路141，且模式切换电路141另耦接至第二参考电压诸如参考电压VREF2(例如接地电压)。其他按键单元均为与按键单元100_1类似的架构，例如，按键单元100_2可包含发光二极管101_2、光敏晶体管102_2、开关装置103_2以及安装于发光二极管101_2与光敏晶体管102_2之间的遮光板B2；又例如，按键单元100_3可包含发光二极管101_3、光敏晶体管102_3、开关装置103_3以及安装于发光二极管101_3与光敏晶体管102_3之间的遮光板B3；再举一例，按键单元100_4可包含发光二极管101_4、光敏晶体管102_4、开关装置103_4以及安装于发光二极管101_4与光敏晶体管102_4之间的遮光板B4。

在光轴键盘的休眠模式(sleep mode)下(例如光轴键盘的控制器接收到休眠指令，停止进行按键扫描使得选择电路121与122皆保持关闭)，发光二极管{101_1,101_2,101_3,101_4}不会发出红外光而使得输出端子{PT1,PT2,PT3,PT4}均保持在第一电压位准(诸如参考电压VREF1的电压位准)，其中在休眠模式下，光轴键盘的控制器可通过控制讯号MODE将模式切换电路141与142设为导通，以将按键单元100_1中的开关装置103_1的第二端子拉至第二电压位准(诸如参考电压VREF2的电压位准)，其中按键单元100_2、100_3以及100_4均进行类似的操作。当光轴键盘的用户按下多个按键单元{100_1,100_2,100_3,100_4}中的任一者，被按下的按键单元中的开关装置会被导通，使得所述被按下的按键单元的输出端子的电压位准被拉至第二电压位准。由于当控制器在休眠模式下侦测到输出端子ROW_OUT1(其耦接至输出端子PT1与PT2)与ROW_OUT2(其耦接至输出端子PT3与PT4)中任一者的电压位准从第一电压位准被拉至第二电压位准，控制器就会唤醒光轴键盘以进入启动模式(active mode)，并进行按键扫描操作，例如，按键单元100_2被按下使得开关装置103_2被导通，按键单元100_2的输出端子PT2会从第一电压位准被拉至该第二电压位准，并输出至输出端子ROW_OUT1，光轴键盘即因此被唤醒。另外，在光轴键盘的启动模式下，模式切换电路141与142不会导通，也就是说，输出端子PT1、PT2、PT3与PT4的电压位准不会因为其对应的开关装置导通而受到影响，击键与按键扫描等操作即可正常的进行。

请注意，图1所示的架构只是为了说明的目的，并非为本发明的限制。例如，本实施例中所使用的晶体管不限于N型晶体管或P型晶体管；又例如，参考电压VREF1的电压位准可大于参考电压VREF2的电压位准，或者参考电压VREF2的电压位准可大于参考电压VREF1的电压位准；再举一例，本发明的光轴键盘可为(2*2)的光轴键盘、(6*30)的光轴键盘…等中的任一种光轴键盘。相关领域者于阅读图1以及以上说明后应可了解上述不同架构的实施方式，为简明起见在此不赘述。

图2为依据本发明实施例的多个按键单元{200_1,200_2,200_3,200_4}与控制电路220的示意图，且控制电路220可包含第一开关电路诸如电压开关电路120以及第二开关电路诸如选择电路121，其中本发明所提供的光轴键盘可包含图2所示的多个按键单元与控制电路220。按键单元{200_1,200_2,200_3,200_4}可为与图1所示的按键单元{100_1,100_2,100_3,100_4}类似的架构。以按键单元200_1为例，按键单元200_1可包含红外光产生器诸如发光二极管101_1，以用来产生红外光，且可另包含耦接至按键单元200_1的输出端子的侦测组件诸如光敏晶体管102_1，以用来侦测红外光以在按键单元200_1的输出端子产生侦测讯号，此外，第一负载组件诸如负载电阻R1的第一端子(上方端子)以及第二端子(下方端子)分别耦接至控制电路220(尤指控制电路220中的选择电路121)以及发光二极管101_1，以及第二负载组件诸如负载电阻R2的第一端子(上方端子)以及第二端子(下方端子)分别耦接至控制电路220(尤指控制电路220中的电压开关电路120)以及光敏晶体管102_1。为简明起见，与图1的实施例重复的相关细节在此不赘述。

在本实施例中，选择电路121耦接于参考电压诸如参考电压VREF1与负载电阻R1的第一端子之间，其中选择电路121可依据第一控制讯号决定是否导通，举例来说，在休眠模式下，光轴键盘中的控制器可传送关闭讯号以使选择电路121关闭以节省电源，其中关闭讯号可作为第一控制讯号的例子。另外，电压开关电路120耦接于参考电压诸如参考电压VREF1与负载电阻R2的第一端子之间，其中电压开关电路120依据第二控制讯号决定是否导通，例如，电压开关电路120可依据控制讯号ENABLE来产生电压讯号VPT，并将电压讯号VPT传送至负载电阻R2的第一端子，其中在休眠模式下，光轴键盘中的控制器可依据控制讯号ENABLE来关闭电压开关电路120(例如将电压讯号VPT的电压位准拉至低位准)以节省电源，但本发明不限于此。

图3为依据本发明实施例的多个按键单元{200_1,200_2,200_3,200_4}与控制电路320的示意图。相较于图2所示的控制电路220，控制电路320仅包含选择电路121，其中负载电阻R1的第一端子与负载电阻R2的第一端子均耦接至控制电路320中的共同端子CM，且选择电路121亦耦接至共同端子CM。此外，如图3所示，负载电阻R7以与R2类似的方式耦接于选择电路122与按键单元200_2之间，类似地，负载电阻R8以与R5类似的方式耦接于选择电路122与按键单元200_4之间，但本发明不限于此。在本实施例中，光轴键盘中的控制器可在休眠模式下通过选择电路121一并控制供应给发光二极管101_1与光敏晶体管102_1的电源，以达到省电的目的，类似地，控制器可在休眠模式下通过选择电路122一并控制供应给发光二极管101_2与光敏晶体管102_2的电源，但本发明不限于此。为简明起见，与图2的实施例重复的相关细节在此不赘述。

图4为依据本发明实施例的按键单元的剖面图，而图5则绘示图4所示的按键单元的按压状态的例子。如图4所示，本发明所提供的光轴键盘可包含底板12、导通板14、电路板16(例如印刷电路板(printed circuit board,PCB))以及多个按键单元，且多个按键单元可包含按键单元40。底板12耦接至参考电压诸如参考电压VREF2(例如接地电压)，导通板14可设置于底板12的上方，以及电路板16可设置于导通板14的上方，其中导通板14可耦接至唤醒端子诸如唤醒引脚(wake up pin)，例如，光轴键盘中的控制器可依据唤醒端子的讯号变化来将光轴键盘从休眠模式中唤醒，以进入正常操作进行按键扫描。另外，上述多个按键单元，例如按键单元40，可设置于电路板16的上方，其中按键单元40可包含键身41、红外光产生器42(例如红外光发光二极管)、侦测组件43(例如一光敏晶体管)、十字轴44以及遮光板45，其中红外光产生器42与侦测组件43均耦接至电路板16并且分别用来产生红外光以及侦测此红外光。十字轴44可接受外部施力来作动，例如随着外力被下压或下推，且遮光板45附着于十字轴44，也就是说，当十字轴44因为外部施力而被下压时，遮光板45会同时被往下移动并遮挡红外光产生器42所产生的红外光，以使得侦测组件43因未能接收到此红外光而产生侦测讯号，其中侦测讯号可用来判断按键单元40是否被按下。在本实施例中，电路板16可通过至少一个顶柱(诸如一个或多个顶柱，例如顶柱15)与导通板14相连接，如图5所示，当按键单元40(尤指按键单元40中的键身41)因外部施力(以粗体箭头表示)而被下压时，电路板16与导通板14亦同时被下压，使得导通板14因接触到底板12将唤醒端子的电压位准拉至参考电压VREF2的电压位准，从而在唤醒端子产生唤醒讯号，光轴键盘中的控制器即可依据唤醒讯号将光轴键盘从休眠模式中唤醒，以进行正常操作。

图6为依据本发明实施例的按键单元50的剖面图，而图7则绘示图6所示的按键单元50的按压状态的例子。如图6所示，按键单元50与按键单元40的主要差异在于，除了遮光板47外，按压棒48亦附着于十字轴46上；此外，相较于图4所示的电路板16，图6所示的电路板18的对应于按压棒48的位置设置有缺口，且电路板18未通过顶柱与导通板14相连接，但本发明不限于此。在本实施例中，如图7所示，当十字轴46因外部施力(以粗体箭头表示)而被下压时，按压棒48可穿过缺口以施力于导通板14，使得导通板14因接触到底板12而在唤醒端子产生唤醒讯号，光轴键盘中的控制器即可依据唤醒讯号将光轴键盘从休眠模式中唤醒，以进行正常操作。为简明起见，与第4至5图的实施例重复的相关细节在此不赘述。

总结来说，本发明所提供的光轴键盘，能在休眠模式下减少其内的发光二极管及/或光敏晶体管的耗电，此外，本发明所提供的光轴键盘可依据对应的唤醒机制，使得此光轴键盘不会因为使用上述省电机制而无法侦测到用户按下按键的行为，也就是说，此光轴键盘可顺利地被唤醒并进行正常运作。因此，本发明能在没有副作用或较不会带来副作用的情况下，减少光轴键盘在休眠模式时的耗电。

本发明的好处在于，本发明所提供的光轴键盘能在休眠模式下减少其内的红外光产生器与侦测组件的耗电，此外，在这样的省电机制下，用户按下按键后即可将此光轴键盘唤醒。因此，本发明能在没有副作用或较不会带来副作用的情况下，减少光轴键盘在休眠模式时的耗电。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光轴键盘，其特征在于，该光轴键盘包含多个按键单元以及模式切换电路，且该多个按键单元中的任一按键单元包含：

红外光产生器，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该任一按键单元的输出端子，用来侦测该红外光以在该输出端子产生侦测讯号，其中该输出端子通过负载组件耦接至第一参考电压；以及

开关装置，其中该开关装置的第一端子以及第二端子分别耦接至该输出端子以及该模式切换电路；

其中在该光轴键盘的休眠模式下，该模式切换电路将该第二端子拉至第二参考电压的电压位准，并且当该任一按键单元被按下时，该开关装置会被导通以使得该输出端子的电压位准被拉至该第二参考电压的电压位准，因而唤醒该光轴键盘。

2.如权利要求1所述的光轴键盘，其特征在于，该开关装置以及安装于该红外线产生器与该侦测组件之间的遮光板同时动作。

3.如权利要求2所述之光轴键盘，其特征在于，该遮光板用于当该任一按键单元被按下时遮挡该红外光，以使得该侦测组件在该输出端子产生该侦测讯号。

4.一种光轴键盘，其特征在于，该光轴键盘包含多个按键单元以及控制电路，且该多个按键单元中的至少一部分按键单元中的任一按键单元包含：

红外光产生器，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该任一按键单元的输出端子，用来侦测该红外光以在该输出端子产生侦测讯号；

其中第一负载组件的第一端子以及第二端子分别耦接至该控制电路以及该红外光产生器，以及第二负载组件的第一端子以及第二端子分别耦接至该控制电路以及该侦测组件。

5.如权利要求4所述的光轴键盘，其特征在于，该控制电路包含：

第一开关电路，耦接于参考电压与该第一负载组件的该第一端子之间，其中该第一开关电路依据第一控制讯号决定是否导通；以及

第二开关电路，耦接于该参考电压与该第二负载组件的该第一端子之间，其中该第二开关电路依据第二控制讯号决定是否导通。

6.如权利要求4所述的光轴键盘，其特征在于，该控制电路包含：

开关电路，耦接于参考电压与共同端子之间，其中该第一负载组件的该第一端子与该第二负载组件的该第一端子互相耦接，并且耦接至该共同端子。

7.一种光轴键盘，其特征在于，该光轴键盘包含：

底板，耦接至参考电压；

导通板，设置于该底板上方，耦接至唤醒端子；

电路板，设置于该导通板上方；以及

多个按键单元，设置于该电路板上方，其中该多个按键单元中的任一按键单元包含：

键身；

红外光产生器，耦接至该电路板，用来产生红外光；

侦测组件，耦接至该电路板，用来侦测该红外光；

十字轴，用来接收外部施力；以及

遮光板，附着于该十字轴，其中当该十字轴因为外部施力而被下压时，该遮光板同时被往下移动并遮挡该红外光，以使得该侦测组件产生侦测讯号；

其中当该任一按键单元因外部施力而被下压时，该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生唤醒讯号。

8.如权利要求7所述的光轴键盘，其特征在于，该电路板通过至少一个顶柱与该导通板相连接；

其中当该键身因外部施力而被下压时，该电路板与该导通板同时被下压以使得该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生该唤醒讯号。

9.如权利要求7所述的光轴键盘，其特征在于，该任一按键单元还包含按压棒，附着于该十字轴；

该电路板的对应于该按压棒的位置设置有缺口；

其中当该十字轴因外部施力而被下压时，该按压棒穿过该缺口以施力于该导通板，使得该导通板因接触到该底板而在该唤醒端子产生该唤醒讯号。

10.如权利要求7所述的光轴键盘，其特征在于，该光轴键盘中的控制器可依据该唤醒讯号将该光轴键盘从休眠模式中唤醒。