CN202383602U

CN202383602U - 按键式输入装置

Info

Publication number: CN202383602U
Application number: CN2011204406478U
Authority: CN
Inventors: 陈兴伦; 李彦廷
Original assignee: Songhan Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Songhan Science & Technology Co Ltd; Sonix Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-11-09

Abstract

一种按键式输入装置，包括键盘装置以及微控制器。键盘装置由多条第一信号线与多条第二信号线所形成的阵列，且任二条第一与第二条信号线的每个交错点有与相邻信号线电性耦接的开关，以及与开关相对应的按键。微控制器连接所述第一及第二信号线，且微控制器会产生一脉冲信号传送至所述第一信号线。当该按键导通对应的开关后，与导通的开关电性耦接的第一信号线上的脉冲信号会经由与导通的开关电性耦接的第二信号线被微控制器侦测到。由此，以直接量测脉冲信号，而达到适用于不同薄膜材料的功能。

Description

按键式输入装置

技术领域

本实用新型是有关于一种按键式输入装置，且特别是有关于一种适用于不同薄膜材料的按键式输入装置。

背景技术

键盘是个人计算机与笔记型计算机最重要的输入界面，使用者经由按压不同的按键，使计算机产生相对应的动作。依键盘的按键的结构，可以简单的分为机械式与薄膜式二种，其中薄膜式键盘因为轻薄、低噪音且具有价格优势，所以逐渐取代机械式键盘，成为市场主流。

薄膜式键盘用来侦测使用者所按的按键的技术有两种：一是扫描侦测(scan detect)技术；一是中断侦测(interrupt detect)技术。扫描侦测技术采用阵列方式达到多按键输入，对于按键数量较多的计算机键盘，键盘制造商在设计键盘的按键时，具有更多的弹性，所以市售的薄膜式键盘大多采用扫描侦测技术。已知的扫描侦测技术中，提升式扫描(Pull-upScan)是业界一般采用的方法。图1a是已知技术提升式扫描键盘的电路结构示意图，其中提升式扫描的薄膜键盘10是由多条行信号线(ColumnSignal Line)12以及多条列信号线(Row Signal Line)13交错形成的矩阵，并在行信号线12与列信号线13的每一个交错处14设有电路开关S1、S2…S4，每一条列信号线13的一端都电性耦接到一个微控制器(MicroController Unit，MCU)11；每一条行信号线12的一端都连接到一接地。图1b为图1a提升式扫描键盘的电路的简化电路结构示意图，如图1b所示，键盘10中的电路并仅以一个电路关关(Switch)S1为例，其它的行信号线、列信号线以及电路开关均以行电阻(Column Resistor)Rcol以及列电阻(Row Resistor)Rrow表示。

当电路关关S1对应的按键被按压后，使得电路关关S1由断路成为通路，配合微控制器11内的电路，包括一电压源Vdd以及一提升电阻(Pull-up Resistor)Rpu，即可测得因行电阻Rcol以及列电阻Rrow所造成的分压Vio，分压Vio的计算公式为：

Vio＝Vdd×(Rcol+Rrow)/(Rpu+Rcol+Rrow)

因此，当薄膜键盘由使用电阻值仅约几百欧姆(ohm，Ω)银漆(SilverPaste)薄膜(Membrane)时，因提升电阻Rpu值为数十千欧姆(kΩ)，故当电路关关S1按下时，分压Vio值接近0，必定低于预设为电压源电压值的0.2-0.4倍的实密特触发(Schmitt trigger)标准，因此可以对所有的电路开关的状态正确地进行扫描；但若薄膜的材料由银漆改为碳墨(Carbon)后，行电阻Rcol以及列电阻Rrow所形成的电阻约数十至数百千欧姆，而必须提高提升电阻Rpu的值及/或实密特触发的标准。

因此，不同薄膜的材料有不同的阻抗，需提升电阻Rpu的值及/或实密特触发的标准也都不同，故量产时薄膜材质受到限制，或需因应不同的薄膜材质，调整提升电阻Rpu值及/或实密特触发的标准。

实用新型内容

本实用新型提供一种按键式输入装置，其利用产生一脉冲信号，并直接量测该脉冲信号在信号线的传送，以达到适用于不同薄膜材料的功能。

本实用新型提出一种按键式输入装置，其特征在于，包括：

多条第一信号线与多条第二信号线，该多条第一信号线与多条第二信号线形成一阵列，该第一信号线与第二的信号线的每一交错点具有一开关，该开关电性耦接相邻的该第一信号线与第二信号线；

一微控制器，具多个接脚，所述第一信号线以及所述第二信号线耦接至该微控制器。

其中传送于所述第一信号线的脉冲信号与该第二信号线的脉冲信号具有相同的相位。

其中该微控制器具多个接脚，分别与每一所述第一信号线以及所述第二信号线电性耦接。

其中该微控制器为一脉冲信号产生装置。

本实用新型的有益效果是：其是利用对第一信号线提供脉冲信号，并侦测该脉冲信号是否传送至第二信号线，通过直接侦测脉冲信号，降低不同薄膜的阻抗差异造成侦测分压的影响。

附图说明

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下，其中：

图1a是已知提升式扫描键盘的电路结构示意图。

图1b为图1a的提升式扫描键盘的电路的简化电路结构示意图。

图2是本实用新型的按键式输入装置一实施例的电路结构示意图。

图3a为图2的按键式输入装置的简化电路结构示意图。

图3b为图3a的简化电路的脉冲信号波型示意图。

图4为本实用新型的按键式输入装置一实施例的扫描方法流程图。

具体实施方式

现将详细参考本实用新型的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。

为了使薄膜式键盘中使用的薄膜材质不受到限制，或无需因薄膜材质不同，而调整微控制器提升电阻Rpu值及/或实密特触发的标准，本实用新型通过下述实施例提出一种按键式输入装置，其可利用键盘20内的微控制器21对行信号线22提供脉冲信号，亦通过微控制器21直接侦测列信号线23是否传送该脉冲信号，即可判断出多数个开关S1、S2…S4中被导通的开关S1。由此，键盘20对于不同薄膜的阻抗差异，无需改变或调整微控制器，仍可快速地确认被导通的开关，而达到适用于不同薄膜材料的功能。

图2是本实用新型的按键式输入装置一实施例的电路结构示意图。如图2所示，键盘20包括键盘装置以及微控制器21。键盘装置是由多条行信号线22与多条列信号线23交错形成一阵列，每一个交错处24具有一开关(S1、S2…S4)电性耦接至相邻的行信号线22与列信号线23，且具有多个按键(图未示)对应所述开关。微控制器21具多个接脚(PIN，图未示)，分别与每一条行信号线22以及列信号线23电性耦接，且微控制器21会产生脉冲信号，并依照一预定顺序依序传送至行信号线22。特别说明的是，与每一条行信号线22以及列信号线23电性耦接的微控制器21可以是独立的脉冲信号产生装置，再另外设置独立的微控制芯片控制键盘20。

图3a为图2的按键式输入装置的简化电路结构示意图，键盘20中的电路在此仅以一个关关S1为例，而其它的行信号线22、列信号线23以及开关S2-S4均以行电阻Rcol以及列电阻Rrow表示。图3b为图3a的简化电路的脉冲信号波型示意图。同时参考图2、图3a与图3b，微控制器21产生脉冲信号(Column Pattern)PS，由行电阻Rcol端的行输出/输入端(Column I/O)输入(即由微控制器21与行信号线22连接的一端，将脉冲信号PS输入至行信号线22)后，当开关S1因对应的按键受到使用者按压，按键使开关S1例如受到压力而成为通路状态，脉冲信号PS会经由开关S1传送至列电阻Rrow由列输出/输入端(Row I/O)传送至微控制器21(即由行信号线22与微控制器21连接的一端，将传送到列信号线23的脉冲信号PS输入至微控制器21)，微控制器21即可侦测到列电阻Rrow上的信号(RowSignal)RS，其中信号RS会与脉冲信号PS的相位(Phase)相同。当使用者停止按压的按键，使开关S1回恢断路后，由行电阻Rcol端的行输出/输入端输入的脉冲信号PS无法传送至列电阻Rrow，列电阻Rrow上即不存在/传送信号波RS，故微控制器21无法侦测到信号波RS。

图2所示的键盘20的扫描步骤，如图4所示，为本实用新型一实施例的按键式输入装置的扫描方法方法流程图。第一步骤S41，微控制器21连续地产生脉冲信号PS；第二步骤S42，微控制器21依照预定顺序，例如是行信号线22由左而右的顺序，将脉冲信号PS传送至行信号线22，同时微控制器21侦测每一条列信号线23是否有信号波RS；第三步骤S43，当微控制器21侦测到信号波RS时，微控制器21会判断所传送信号波RS的电压值否达到一门槛值(threshold)，如果未达门槛值，就会回到第二步骤S42；反的，如果达到门槛值，就会进入第四步骤S44；因为微控制器21每一个接脚都会性连接到一条行信号线22以及列信号线23，所以微控制器21侦测到达门槛值的信号波RS时，第四步骤S44，即可根据传送到哪个行信号线22时，由哪个接脚收到对应的列信号线所传送的信号波RS，记录下这条行信号线与列信号线的交错点24；第五步骤S45，本实施例键盘20所有的关关S1、S2…S4正常情况均为断路状态，当使用者按压键盘20的按键后，使得与按键对应的开关S1被导通，所以行信号线22上的脉冲信号PS会经由开关S1被传送到列信号线23成为信号波RS，因此当微控制器21侦测到达门槛值的信号波RS时，被记录的交错点24的开关S1即可判断为导通状态；第六步骤S46，将导通状态的开关S1的交错点转换为地址，最后将地址的信号传送给计算机，使计算机产生相对应的动作。

值得注意的是，第二步骤S42的预定顺序，并不限于左而右，更可以依不同键盘的规格、设计或应用，而设计不同的顺序。第三步骤S43的门槛值的高低，可以依键盘的种类而有不同的标准，对于灵敏度要求比较高的键盘装置，门槛值较低，反的则设定较高的门槛值，避免误判而造成误动作。较佳者，在设定个人计算机以及笔记型计算机使用的键盘的门槛值时，若将脉冲信号PS最强时订为100％，将门槛值订在该最强脉冲信号PS的20％-40％之间，可以提供使用者最佳的使用经验；再者，当微控制器21侦测到达门槛值的信号波RS后，可依程序设计的不同，重置(Reset)微控制器21的侦测程序，更可缩短扫描所有开关S1、S2…S4的时间。微控制器21侦测到的信号波RS，是脉冲信号PS由行输出/输入端输入后，经行电阻Rcol、被导通状态的开关S1以及列电阻Rrow的后，再回到微控制器21，因此信号波RS的波型虽然会与脉冲信号PS的波型略有不同，但号波RS与脉冲信号PS的相位相同。

当使用者停止按压按键后，开关S1由导通状态恢复断路状态，因此虽然微控制器21持续持供脉冲信号PS至行信号线22，但脉冲信号PS无法经由开关S1传送至列信号线23，列电阻Rrow上即不存在/传送信号波RS，微控制器21即无法侦测到信号波RS，计算机则停止相对应的动作。

基于上述，本实用新型实施例所提出的按键式输入装置及扫描方法，利用对第一信号线提供脉冲信号，并侦测该脉冲信号是否传送至第二信号线，通过直接侦测脉冲信号，降低不同薄膜的阻抗差异造成侦测分压的影响。依此，本实施例所提出的按键式输入装置及扫描方法，对于不同薄膜的阻抗差异，仍可快速地即可确认被导通的开关。

综上所述，本实用新型实施例所提出的种按键式输入装置20，利用对第一信号线提供脉冲信号，并侦测该脉冲信号是否传送至第二信号线，通过直接侦测脉冲信号，降低不同薄膜的阻抗差异造成侦测分压的影响。由此，按键式输入装置20对于不同薄膜的阻抗差异，无需改变或调整微控制器，仍可快速地即可确认被导通的开关，而达到适用于不同薄膜材料的功能。

虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本案的保护范围当视本实用新型的权利要求范围所界定的为准。

Claims

1.一种按键式输入装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的按键式输入装置，其特征在于，其中传送于所述第一信号线的脉冲信号与该第二信号线的脉冲信号具有相同的相位。

3.如权利要求1所述的按键式输入装置，其特征在于，其中该微控制器具多个接脚，分别与每一所述第一信号线以及所述第二信号线电性耦接。

4.如权利要求1所述的按键式输入装置，其特征在于，其中该微控制器为一脉冲信号产生装置。