DE112013006137T5 - Gemeinsam genutzte Matrix für eine Computertastaturtastenabtastung mit einer einzelnen LED pro Taste - Google Patents

Gemeinsam genutzte Matrix für eine Computertastaturtastenabtastung mit einer einzelnen LED pro Taste Download PDF

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Jingdong Chen
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/83—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by legends, e.g. Braille, liquid crystal displays, light emitting or optical elements
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device

Abstract

Systeme, Vorrichtungen und Verfahren für eine gemeinsam genutzte Matrix 48 von zwischen einer ersten Anordnung von Tasten und einer zweiten Anordnung von Lichtquellen einer Tastatur gemeinsam genutzten Zeilenpins 72 und/oder Spaltenpins 76. Eine Tastatursteuereinheit spricht während einer Abtastperiode die erste Anordnung von Tasten 38 und die zweite Anordnung von Lichtquellen 62 unter Verwendung der gemeinsam genutzten Zeilenpins 72 und/oder Spaltenpins 76 an. Jede Taste 38 wird durch eine oder mehrere Lichtquellen 62 der zweiten Anordnung von Lichtquellen 62, die individuell gesteuert werden können, hintergrundbeleuchtet. Die Tastatursteuereinheit 56 kann die gewünschten Lichtquellen 62 einer entsprechenden Zeile betreiben, während Tastendrückvorgänge derselben Zeile während des Zeilenintervalls unter Verwendung der gemeinsam genutzten Zeilenpins 72 und/oder Spaltenpins 76 erkannt werden. In manchen Ausführungsformen kann die Tastatursteuereinheit 56 die gewünschten Lichtquellen 92 einer Zeile während eines Betriebsintervalls des Zeilenintervalls betreiben und die Tasten 38 der Zeile während eines Erfassungsintervalls des Zeilenintervalls separat abtasten.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung ist eine nicht vorläufige Anmeldung der am 21. Dezember 2012 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/745 035 mit dem Titel „Computer Keyboard Key Scan Shared Matrix with an Individual LED Per Key”, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Tastaturbaugruppe für eine elektronische Anzeige und genauer eine gemeinsam genutzte Matrix für eine Computertastaturtasten-Abtastung mit einer einzelnen lichtemittierenden Diode (light emitting diode (LED)) pro Taste.
  • Dieser Abschnitt soll den Leser in verschiedene Aspekte des Gebiets der Technik einführen, die verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen können, die nachstehend beschrieben und/oder beansprucht werden. Diese Erläuterung wird als hilfreich dabei angesehen, dem Leser Hintergrundinformationen bereitzustellen, um ein besseres Verständnis der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Dementsprechend sollte es sich verstehen, dass diese Ausführungen in diesem Lichte und nicht als Aufnahme des Standes der Technik zu lesen sind.
  • Elektronische Vorrichtungen, wie Computer und Laptops, werden gemeinhin mit Tastaturen für viele verschiedene Zwecke, wie Geschäft, Freizeit und Bildung verwendet. Tastaturen stellen eine Benutzerschnittstelle zum Eingeben von Informationen und zum Steuern der elektronischen Vorrichtung bereit. Der Benutzer drückt Tasten auf der Tastatur, um über eine Tastaturschaltlogik Eingabesignale an einen Prozessor der elektronischen Vorrichtung zu senden. Die Tastaturschaltlogik erkennt, welche Tasten gedrückt sind und wann die Tasten gedrückt sind, und übermittelt dem Prozessor entsprechende Eingabesignale.
  • Benutzer können elektronische Vorrichtungen, wie Laptops, in unterschiedlichen Umgebungen mit verschiedenen Intensitäten des Umgebungslichts benutzen. Die Lichtintensität auf den Tasten kann die Sichtbarkeit und Bedienbarkeit der Tastatur beeinflussen. Manche Tastaturen können die Tasten mit Hintergrundbeleuchtungen beleuchten, welche die gesamte Tastatur oder Regionen der Tastatur mit einer Diffusorplatte illuminieren, um die Sichtbarkeit bei Bedingungen mit wenig Licht zu verbessern. Die Hintergrundbeleuchtung wird durch eine Hintergrundbeleuchtungs-Schaltlogik gesteuert. Unglücklicherweise belegt die Diffusor- und Hintergrundbeleuchtungs-Schaltlogik zusätzlichen Platz um die Tastaturschaltlogik herum und erhöht somit die Größe der Tastatur. Zudem kann die Tastaturschaltlogik mit einer ersten Menge an Pinverbindungen mit dem Prozessor verbunden sein, während die Hintergrundbeleuchtungs-Schaltlogik mit einer zweiten Menge an Pinverbindungen mit dem Prozessor verbunden sein kann, und Prozessoren können eine begrenzte Anzahl verfügbarer Pins für Pinverbindungen besitzen.
  • Kurzdarstellung
  • Eine Kurzdarstellung bestimmter hierin offenbarter Ausführungsformen wird nachstehend dargelegt. Es sollte sich verstehen, dass diese Aspekte lediglich vorgestellt werden, um dem Leser eine kurze Zusammenfassung dieser bestimmten Ausführungsformen bereitzustellen, und dass diese Aspekte nicht als den Umfang dieser Offenbarung einschränkend gedacht sind. Tatsächlich kann diese Offenbarung eine Vielfalt von Aspekten einschließen, die nachstehend möglicherweise nicht dargelegt sind.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren für eine gemeinsam genutzte Matrix von zwischen einer ersten Anordnung von Tasten und einer zweiten Anordnungen von Lichtquellen einer Tastatur gemeinsam genutzten Zeilenpins und/oder Spaltenpins. Eine Tastatursteuereinheit spricht während einer Abtastperiode die erste Anordnung von Tasten und die zweite Anordnung von Lichtquellen unter Verwendung der gemeinsam genutzten Zeilenpins und/oder Spaltenpins an. Das bedeutet, die Tastatursteuereinheit tastet während der Abtastperiode die erste Anordnung von Tasten ab, um unter Verwendung von elektrisch mit den gemeinsam genutzten Zeilenpins verbundenen Zeilenleitungen und unter Verwendung von elektrisch mit den gemeinsam genutzten Spaltenpins verbundenen Spaltenleitungen Tastendrückvorgänge zu erkennen. Die Tastatursteuereinheit betreibt die zweite Anordnung von Lichtquellen, um die Tasten unter Verwendung derselben elektrisch mit den gemeinsam genutzten Zeilenpins verbundenen Zeilenleitungen und unter Verwendung derselben elektrisch mit den gemeinsam genutzten Spaltenpins verbundenen Spaltenleitungen hintergrundzubeleuchten. In manchen Ausführungsformen wird jede Taste durch eine oder mehrere Lichtquellen der zweiten Anordnung von Lichtquellen hintergrundbeleuchtet. Bei jeder Lichtquelle der zweiten Anordnung von Lichtquellen kann es sich um eine individuell gesteuerte Lichtquelle, wie eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine organische lichtemittierende Diode (organic light emitting diode (OLED)) handeln. In manchen Ausführungsformen kann jede Taste der ersten Anordnung von Tasten sich von den umgebenden Tasten unterscheidend hintergrundbeleuchtet werden, wodurch es ermöglicht wird, dass nur gewünschte Tasten hintergrundbeleuchtet werden. Das Licht für jede Taste kann individuell gesteuert werden. Die Tastatursteuereinheit steuert die gewünschten Lichtquellen zumindest teilweise auf der Grundlage einer Benutzereingabe und/oder eines Satzes von Anweisungen von einem Prozessor.
  • Die Tastatursteuereinheit kann jede Zeile von Lichtquellen während der Abtastperiode separat betreiben, um die gewünschten Tasten hintergrundzubeleuchten. Die Tastatursteuereinheit spricht während eines entsprechenden Zeilenintervalls der Abtastperiode jede Zeilenleitung der ersten Anordnung von Tasten und der zweiten Anordnung von Lichtquellen an. Die Tastatursteuereinheit kann während des Zeilenintervalls unter Verwendung der gemeinsam genutzten, mit den Zeilenleitungen und Spaltenleitungen verbundenen Zeilenpins und/oder Spaltenpins gleichzeitig die gewünschten Lichtquellen auf der entsprechenden Zeilenleitung betreiben und Tastendrückvorgänge auf derselben Zeilenleitung erkennen. Die Tastatursteuereinheit kann die gewünschten Lichtquellen auf einer Zeilenleitung während eines Anteils des entsprechenden Zeilenintervalls betreiben und die Tasten während eines verbleibenden Anteils des Zeilenintervalls separat abtasten. Ein Einstellen der Dauer des Anteils des Zeilenintervalls, der zum Betreiben der gewünschten Lichtquellen verwendet wird, stellt die Helligkeit der hintergrundbeleuchteten Tasten ein.
  • Vergleicher der Tastatursteuereinheit können während Abtastperioden Tastendrückvorgänge über die gemeinsam genutzten Zeilenpins und/oder die gemeinsam genutzten Spaltenpins erkennen. In manchen Ausführungsformen mit gemeinsam genutzten Zeilenpins und gemeinsam genutzten Spaltenpins kann jede Taste mit einem Widerstand und/oder einer in Sperrrichtung geschalteten Diode in Reihe geschaltet sein, und jede Taste kann mit einer entsprechenden Lichtquelle parallelgeschaltet sein. Ein relativ großer mit der Taste in Reihe geschalteter Widerstand kann einen Stromabfall durch die entsprechende parallel geschaltete Lichtquelle verringern, wenn die Taste gedrückt ist. Eine mit der Taste in Sperrrichtung in Reihe geschaltete Diode kann einen Strom durch die entsprechende parallel geschaltete Lichtquelle im Wesentlichen aufrechterhalten, wenn die Taste gedrückt ist. Pull-up-Widerstände können bei jedem Vergleicher angeordnet sein, um die Reaktionszeit zum Erkennen eines Tastendrückvorgangs zu beeinflussen. In manchen Ausführungsformen kann ein spezieller Vergleicher einen Tastendrückvorgang während eines Standby-Modus erkennen. Die Vergleicher können über gemeinsam genutzte Zeilenpins und/oder gemeinsam genutzte Spaltenpins mit der ersten Anordnung von Tasten und mit der zweiten Anordnung von Lichtquellen gekoppelt sein, um den Energieverbrauch während des Betriebs der Tastatur zu reduzieren.
  • Vielfältige Verfeinerungen der vorstehend festgehaltenen Merkmale können bezüglich verschiedener Aspekte der vorstehenden Offenbarung vorgenommen werden. Weitere Merkmale können zudem in diesen verschiedenen Aspekten ausgebildet sein. Diese Verfeinerungen und zusätzlichen Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination vorkommen. Zum Beispiel können verschiedene nachstehend in Bezug auf eine oder mehrere der veranschaulichten Ausführungsformen erläuterte Merkmale in jedem der vorstehend beschriebenen Aspekte der vorliegenden Offenbarung allein oder in beliebiger Kombination ausgebildet sein. Die vorstehend vorgestellte Kurzdarstellung soll dem Leser nur bestimmte Aspekte und Kontexte von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ohne Einschränkung des beanspruchten Gegenstandes näherbringen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung können bei Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:
  • 1 gemäß einer Ausführungsform ein schematisches Blockdiagramm einer elektronischen Vorrichtung zeigt, die eine Tastatur mit einer Hintergrundbeleuchtung einschließt;
  • 2 gemäß einer Ausführungsform eine perspektivische Ansicht eines Beispiels der elektronischen Vorrichtung von 1 in der Form eines Notebook-Computers zeigt;
  • 3 gemäß einer Ausführungsform eine Vorderansicht eines Beispiels der elektronischen Vorrichtung von 1 in der Form eines Desktop-Computersystems zeigt;
  • 4 gemäß einer Ausführungsform ein Blockdiagramm zeigt, das eine Tastatureingabevorrichtung mit einer Tastenmatrix und einer Hintergrundbeleuchtungsmatrix veranschaulicht;
  • 5 ein Blockdiagramm zeigt, das eine erste Ausführungsform einer Tastatursteuereinheit und einer gemeinsam genutzten Matrix für eine Anordnung von Tasten und eine Anordnung von Lichtquellen veranschaulicht;
  • 6 ein Zeittaktungsdiagramm zeigt, das die Signalzeittaktung einer Abtastperiode für die Ausführungsform der gemeinsam genutzten Matrix von 5 veranschaulicht;
  • 7 ein Blockdiagramm zeigt, das eine zweite Ausführungsform der Tastatursteuereinheit und der gemeinsam genutzten Matrix für die Anordnung von Tasten und die Anordnung von Lichtquellen veranschaulicht;
  • 8 ein Zeittaktungsdiagramm zeigt, das die Signalzeittaktung einer Abtastperiode für die Ausführungsform der gemeinsam genutzten Matrix von 7 veranschaulicht;
  • 9 ein Blockdiagramm zeigt, das eine dritte Ausführungsform der Tastatursteuereinheit und der gemeinsam genutzten Matrix für die Anordnung von Tasten und die Anordnung von Lichtquellen veranschaulicht;
  • 10 ein Zeittaktungsdiagramm zeigt, das die Signalzeittaktung einer Abtastperiode für die Ausführungsform der gemeinsam genutzten Matrix von 9 veranschaulicht;
  • 11 ein Blockdiagramm zeigt, das eine Ausführungsform einer Taste und einer parallel geschalteten Lichtquelle in der gemeinsam genutzten Matrix veranschaulicht;
  • 12 ein Blockdiagramm zeigt, das eine Ausführungsform einer Taste und einer parallel geschalteten Lichtquelle in der gemeinsam genutzten Matrix veranschaulicht;
  • 13 ein Blockdiagramm zeigt, das eine Ausführungsform einer Taste und einer parallelgeschalteten Lichtquelle in der gemeinsam genutzten Matrix veranschaulicht;
  • 14 ein Blockdiagramm zeigt, das eine vierte Ausführungsform der Tastatursteuereinheit und der gemeinsam genutzten Matrix für die Anordnung von Tasten und die Anordnung von Lichtquellen veranschaulicht; und
  • 15 gemäß jeder der Ausführungsformen einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben der Tastatursteuereinheit zeigt, um die gemeinsam genutzte Matrix anzusprechen.
  • Detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen
  • Eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben. In dem Bemühen, eine knappe und präzise Beschreibung dieser Ausführungsformen bereitzustellen, werden in der Beschreibung nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung beschrieben. Es sollte ersichtlich sein, dass bei der Entwicklung einer jeden solchen tatsächlichen Implementierung wie bei jedem Entwicklungs- oder Gestaltungsprojekt zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler, wie die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Beschränkungen, zu erreichen, die von Implementierung zu Implementierung variieren können. Darüber hinaus sollte ersichtlich sein, dass solch eine Entwicklungsanstrengung komplex und zeitaufwändig sein kann, es sich jedoch für Durchschnittsfachleute, die den Nutzen dieser Offenbarung genießen, nichtsdestoweniger um eine Routineunternehmung von Gestaltung, Fertigung und Herstellung handelt.
  • Wenn Elemente verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorgestellt werden, sollen die Artikel „ein”, „eine” und „der”, „die”, „das” sowie deren Deklinationen bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Die Begriffe „umfassend”, „einschließend”, „besitzend” und „aufweisend” sind einschließend gedacht und sollen bedeuten, dass zusätzliche von den aufgeführten abweichende Elemente vorhanden sein können. Zusätzlich sollte es sich verstehen, dass Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform” oder „ein Beispiel” oder dergleichen nicht als das Vorhandensein zusätzlicher Ausführungsformen, welche die dargelegten Merkmale ebenfalls ausbilden, ausschließend zu interpretieren sein sollen.
  • Wie vorstehend erwähnt, betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Tastatureingabevorrichtung mit einer zwischen einer ersten Anordnung von Tasten und einer zweiten Anordnung von Lichtquellen gemeinsam genutzten Matrix. Die zweite Anordnung von Lichtquellen kann so angeordnet sein, dass es den Tasten der ersten Anordnung von Tasten ermöglicht wird, individuell hintergrundbeleuchtet zu werden. Die erste Anordnung von Tasten und die zweite Anordnung von Lichtquellen können Zeilenpins und/oder Spaltenpins gemeinsam nutzen, die elektrisch mit einer Tastatursteuereinheit der Tastatureingabevorrichtung verbunden sind. Die Tastatursteuereinheit führt mindestens zwei Aktionen durch, um die gemeinsam genutzte Matrix anzusprechen: Abtasten der Tasten auf Tastendrückvorgänge und Betreiben der Lichtquellen, um gewünschte Tasten hintergrundzubeleuchten. Die Tastatursteuereinheit spricht die gemeinsam genutzte Matrix während einer Abtastperiode an. Die Tastatursteuereinheit kann die Abtastperiode in Zeilenintervalle zum Ansprechen einzelner Zeilen der ersten Anordnung von Tasten und der zweiten Anordnung von Lichtquellen aufteilen. In manchen Ausführungsformen tastet die Tastatursteuereinheit während jedes Zeilenintervalls die Tasten auf einer Zeilenleitung separat vom Betreiben der Lichtquellen auf der Zeilenleitung ab. Die Tastatursteuereinheit kann die Lichtquellen der zweiten Anordnung von Lichtquellen unterschiedlich betreiben, um gewünschte Tasten der ersten Anordnung von Tasten auf der Grundlage einer Benutzereingabe und/oder eines Satzes von Anweisungen an die Tastatursteuereinheit hintergrundzubeleuchten. Die zweite Anordnung von Lichtquellen ermöglicht es den Tasten der ersten Anordnung von Tasten, individuell hintergrundbeleuchtet zu werden. Die zwischen der ersten Anordnung von Tasten und der zweiten Anordnung von Lichtquellen gemeinsam genutzten Zeilenpins und/oder Spaltenpins verringern die Anzahl von elektrisch mit der Tastatursteuereinheit verbundenen Pins verglichen mit bisherigen Techniken, die für die Tasten und Lichtquellen eine separate Anordnung von Zeilenleitungen und Spaltenleitungen erforderten.
  • In manchen Ausführungsformen kann das Licht eingeschaltet bleiben, während die entsprechende Taste gedrückt ist. Der Tastenschalter für die Taste kann einen Widerstand und/oder eine in Sperrrichtung geschaltete Diode besitzen, der oder die zur Lichtquelle parallel geschaltet ist, um einen Stromfluss durch die Lichtquelle während eines Betriebsintervalls im Wesentlichen aufrechtzuerhalten. Ein Umgehungspfad um die Lichtquelle kann einen Leckstrom durch die Lichtquelle während eines Tastenerfassungsintervalls verringern, wenn die entsprechende Taste gedrückt ist. Ein Pull-up-Widerstand kann bei einem gemeinsam genutzten Spaltenpin verwendet werden, um eine Reaktionszeit zum Erkennen eines Tastendrückvorgangs zu verringern und/oder um eine Empfindlichkeit zum Erkennen des Tastendrückvorgangs zu erhöhen.
  • Unter Berücksichtigung des Vorhergehenden wird nachstehend eine allgemeine Beschreibung geeigneter elektronischer Vorrichtungen bereitgestellt, die Tasteneingabevorrichtungen mit einer zwischen einer ersten Anordnung von Tasten und einer zweiten Anordnung von Lichtquellen gemeinsam genutzten Matrix verwenden können. Insbesondere zeigt 1 ein Blockdiagramm, das verschiedene Komponenten darstellt, die in einer elektronischen Vorrichtung vorhanden sein können, die zur Verwendung mit einer solchen Eingabevorrichtung geeignet ist. 2 und 3 veranschaulichen verschiedene Beispiele geeigneter elektronischer Vorrichtungen in der Form eines Notebook-Computers bzw. eines Desktop-Computersystems.
  • Unter Bezugnahme zuerst auf 1 kann eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung neben anderen Dingen einen oder mehrere Prozessoren 12, einen Arbeitsspeicher 14, einen nichtflüchtigen Datenspeicher 16, eine Anzeige 18, Eingabestrukturen 20, die eine Tastatur 22 einschließen, eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schnittstelle 24, Netzwerkschnittstellen 26 und eine Stromquelle 28 einschließen. Die verschiedenen in 1 gezeigten Funktionsblöcke können Hardwareelemente (einschließlich Schaltlogik), Softwareelemente (einschließlich auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Computercode) oder eine Kombination aus sowohl Hardware- als auch Softwareelementen einschließen. Es sollte beachtet werden, dass 1 lediglich ein einziges Beispiel einer bestimmten Implementierung darstellt und die Typen von Komponenten veranschaulichen soll, die in der elektronischen Vorrichtung 10 vorhanden sein können.
  • In beispielhafter Weise kann die elektronische Vorrichtung 10 für ein Blockdiagramm des in 2 abgebildeten Notebook-Computers, des in 3 abgebildeten Desktop-Computersystems oder ähnlicher Vorrichtungen stehen. Es sollte beachtet werden, dass der oder die Prozessoren 12 und/oder eine andere Datenverarbeitungs-Schaltlogik hierin allgemein als „Datenverarbeitungs-Schaltlogik” bezeichnet werden kann. Eine solche Datenverarbeitungs-Schaltlogik kann vollständig oder teilweise als Software, Firmware, Hardware oder eine beliebige Kombination davon ausgebildet sein. Des Weiteren kann es sich bei der Datenverarbeitungs-Schaltlogik um ein abgeschlossenes Verarbeitungsmodul handeln, oder es kann vollständig oder teilweise innerhalb eines der anderen Elemente innerhalb der elektronischen Vorrichtung 10 eingeschlossen sein.
  • In der elektronischen Vorrichtung 10 von 1 können der oder die Prozessoren 12 und/oder die andere Datenverarbeitungs-Schaltlogik funktionsmäßig mit dem Arbeitsspeicher 14 und dem nichtflüchtigen Datenspeicher 16 gekoppelt sein, um Anweisungen zum Ausführen vielfältiger Funktionen der elektronischen Vorrichtung 10 auszuführen. Neben anderen Dingen können diese Funktionen das Erzeugen von auf der Anzeige 18 anzuzeigenden Bilddaten einschließen. Die durch den oder die Prozessoren 12 ausgeführten Programme oder Anweisungen können in jedem geeigneten Herstellungsartikel gespeichert sein, der ein oder mehrere gegenständliche, computerlesbare Medien einschließt, in denen zumindest kollektiv die Anweisungen oder Routinen gespeichert sind, wie dem Arbeitsspeicher 14 und/oder dem nichtflüchtigen Datenspeicher 16. Der Arbeitsspeicher 14 und der nichtflüchtige Datenspeicher 16 können zum Beispiel für einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Nur-Lese-Speicher, wiederbeschreibbaren Flash-Speicher, Festplattenlaufwerke und optische Platten stehen. Zudem können auf einem solchen Computerprogrammprodukt codierte Programme (z. B. ein Betriebssystem) auch Anweisungen einschließen, die durch den oder die Prozessoren 12 ausgeführt werden können, um weitere Funktionen der elektronischen Vorrichtung 10 zu ermöglichen.
  • Die Eingabestrukturen 20 der elektronischen Vorrichtung 10 können es einem Benutzer ermöglichen, mit der elektronischen Vorrichtung 10 zu interagieren (z. B. eine Taste zu drücken, um Daten in den Prozessor einzugeben, einen Knopf zu drücken, um eine Lautstärke zu erhöhen oder zu verringern). Die Eingabestrukturen schließen die Tastatur 22 mit einer Hintergrundbeleuchtung 30 ein. Die Hintergrundbeleuchtung 30 emittiert Licht in Richtung der Tasten der Tastatur 22. Die Hintergrundbeleuchtung 30 kann die Sichtbarkeit der Tastatur 22 erhöhen, dem Benutzer Anweisungen bereitstellen oder dem Benutzer anderweitig helfen. Die Anzeige 18 kann Eingabestrukturen 20 einschließen. Bei der Anzeige 18 kann es sich zum Beispiel um eine Touchscreen-Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display (LCD)) handeln, die es Benutzern ermöglichen kann, mit einer Benutzerschnittstelle der elektronischen Vorrichtung 10 zu interagieren. In beispielhafter Weise kann es sich bei der Anzeige 18 um eine MultiTouchTM-Anzeige handeln, die mehrere Berührungen auf einmal erkennen kann. Die Anzeige 18 kann von der Tastatur 22 getrennt hintergrundbeleuchtet werden.
  • Die Tastatur 22 kann in die elektronische Vorrichtung 10, wie in einen Notebook-Computer, integriert oder kabellos oder über Kabel separat mit der elektronischen Vorrichtung 10 verbunden sein. Zum Beispiel kann eine separate Tastatur 22 eine primäre oder sekundäre Eingabestruktur für einen Desktop-Computer oder eine handgeführte elektronische Vorrichtung (z. B. einen Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine transportable Musikwiedergabeeinheit) bereitstellen. Die E/A-Schnittstelle 24 kann es der elektronischen Vorrichtung 10 ermöglichen, mit verschieden anderen elektronischen Vorrichtungen verbunden zu werden, wie dies auch die Netzwerkschnittstellen 26 können. Die Netzwerkschnittstellen 26 können zum Beispiel Schnittstellen für ein persönliches Netzwerk (personal area network (PAN)) wie ein Bluetooth-Netzwerk, für ein lokales Netzwerk (local area network (LAN)) wie ein Wi-Fi-Netzwerk 802.11x und/oder für ein Weitverkehrsnetzwerk (wide area network (WAN)) wie ein 3G- oder 4G-Mobilnetz einschließen. In manchen Ausführungsformen kann die Tastatur 22 über die E/A-Schnittstelle 24 oder die Netzwerkschnittstelle 26 mit dem Prozessor 12 verbunden werden. Bei der Energiequelle 28 der elektrischen Vorrichtung 10 kann es sich um jede geeignete Energiequelle handeln, wie einen wiederaufladbaren Lithium-Polymer(LiPoly, LiPo)-Akku, eine Alkali-Mangan-Zelle und/oder einen Wechselstrom(AC)-Leistungswandler.
  • Die elektronische Vorrichtung 10 kann die Form eines Computers oder eines anderen Typs von elektronischer Vorrichtung annehmen. Solche Computer können Computer einschließen, die allgemein transportabel sind (wie Laptop-, Notebook- und Tablet-Computer), sowie Computer, die allgemein an einem einzigen Ort verwendet werden (wie herkömmliche Desktop-Computer, Workstations und/oder Server). In bestimmten Ausführungsformen kann es sich bei der elektronischen Vorrichtung 10 in der Form eines Computers um ein Modell eines MacBook®, MacBook® Pro, MacBook Air®, iMac®, Mac® mini oder Mac Pro® handeln, die von Apple Inc. aus Cupertino, Kalifornien, erhältlich sind. In beispielhafter Weise ist die elektronische Vorrichtung 10, welche die Form eines Notebook-Computers 32 annimmt, in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der abgebildete Computer 32 kann ein Gehäuse 34, eine Anzeige 18, Eingabestrukturen 20 und Anschlüsse einer E/A-Schnittstelle 24 einschließen. Bei der Anzeige 18 des Computers 32 kann es sich um eine hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeige (LCD) handeln. Die Eingabestrukturen 20, wie eine Tastatur 22 und/oder ein Touchpad 36, können verwendet werden, um mit dem Computer 32 zu interagieren. Eine Anordnung von Tasten 38 auf der Tastatur 22 reagiert auf physische Eingaben, um Benutzereingaben zu empfangen. Bei der Tastatur 22 kann es sich eine Tastatur des Kontakttyps oder eine Tastatur des kapazitiven Typs handeln. Über die Eingabestrukturen 20 wie die Tastatur 22 kann ein Benutzer eine GUI (grafische Benutzeroberfläche) oder Anwendungen starten, steuern oder betreiben, die auf dem Computer 32 ausgeführt werden.
  • Eine Hintergrundbeleuchtung 30 unter den Tasten 38 beleuchtet die Tasten 38 von unten, um die Sichtbarkeit der Tastatur zu erhöhen und/oder zusätzliche Funktionalität für die Tastatur bereitzustellen. Bei der Hintergrundbeleuchtung 30 handelt es sich um eine Anordnung von Lichtquellen, die mit der Anordnung von Tasten 38 angeordnet sind. In manchen Ausführungsformen handelt es sich bei den Lichtquellen der Hintergrundbeleuchtung 30 um lichtemittierende Dioden (LEDs). Jede Taste 38 kann in einem Verhältnis von 1:1 mit einer LED angeordnet sein. Einzelne LEDs für jede Taste 38 ermöglichen unterschiedliche Helligkeitsgrade für die Tasten 38. Manche Tasten 38 können jedoch mehrere LEDs aufweisen, während andere Tasten 38 eine oder weniger LEDs aufweisen. Zum Beispiel kann eine größere Taste (z. B. die Leertaste, Rücktaste) mehrere gemeinsam betriebene LEDs aufweisen, oder die Tasten 38 können mehrere LEDs zum Ausgleichen von Verschleiß aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann jede LED mehrere Tasten 38 oder Gruppen von Tasten 38 der Tastatur 22 hintergrundbeleuchten. Zum Beispiel kann eine einzige LED Pfeiltasten oder ein Zahlenfeld hintergrundbeleuchten.
  • Die elektronische Vorrichtung 10 kann auch die Form eines Desktop-Computersystems 40 annehmen, wie allgemein in 3 veranschaulicht. In bestimmten Ausführungsformen kann es sich bei der elektronischen Vorrichtung 10 in der Form des Desktop-Computersystems 40 um ein Modell eines iMac®, Mac® mini oder Mac Pro® handeln, die von Apple Inc. aus Cupertino, Kalifornien, erhältlich sind. Das abgebildete Desktop-Computersystem 40 kann neben anderen Dingen ein Gehäuse 42, eine Anzeige 18 und Eingabestrukturen 20 einschließen. Die Eingabestrukturen 22, wie eine kabellose Tastatur 22 und/oder eine Maus 44 können verwendet werden, um mit dem Desktop-Computersystem 40 zu interagieren. Die Anordnung von Tasten 38 auf der Tastatur 22 reagiert auf physische Eingaben, um Benutzereingaben zu empfangen. Bei der Tastatur 22 kann es sich um eine Tastatur des Kontakttyps oder eine Tastatur des kapazitiven Typs handeln. Über die Eingabestrukturen 20 wie die Tastatur 22 kann ein Benutzer eine GUI oder Anwendungen starten, steuern oder betreiben, die auf dem Desktop-Computersystem 40 ausgeführt werden. Die Anordnung von Tasten 38 auf der Tastatur 22 wird mit einer Hintergrundbeleuchtung 30 unter den Tasten 38 hintergrundbeleuchtet. Die Anordnung von Lichtquellen (z. B. LEDs) der Hintergrundbeleuchtung 30 können mit den Tasten 38 in einem Verhältnis von 1:1 angeordnet sein, um es zu ermöglichen, jede Taste 38 unterschiedlich hintergrundzubeleuchten. Wie bei der Tastatur 22 des Laptop-Computers 32 erläutert, können manche Tasten 38 mehrere LEDs, eine oder weniger LEDs aufweisen, oder manche LEDs können mehrere Tasten 38 hintergrundbeleuchten.
  • Ungeachtet dessen, ob die elektronische Vorrichtung 10 die Form des Computers 32 von 2, des Desktop-Computersystems 40 von 3 oder eine andere Form annimmt, besitzt die Tastatur 22 eine Anordnung von Tasten 38 mit einer Anordnung von Lichtquellen (z. B. LEDs) in einer Hintergrundbeleuchtung 30, die angeordnet sind, um die Anordnung von Tasten 38 hintergrundzubeleuchten. Die Hintergrundbeleuchtung 30 ermöglicht es, dass ein gewünschtes Muster oder ein gewünschter Satz von Tasten 38 hintergrundbeleuchtet wird, ohne die gesamte Anordnung von Tasten 38 hintergrundzubeleuchten. Zum Beispiel kann die Hintergrundbeleuchtung 30 die gesamte Anordnung von Tasten 38 gleichförmig hintergrundbeleuchten. Alternativ dazu kann die Hintergrundbeleuchtung 30 einen ersten Satz von Tasten 38 (z. B. Buchstaben) mit einem anderen Helligkeitsgrad hintergrundbeleuchten als einen zweiten Satz von Tasten 38 (z. B. Zahlen). Die Anordnung von Lichtquellen der Hintergrundbeleuchtung 30 ist durch eine Matrix von Betriebszeilenleitungen und Betriebsspaltenleitungen mit einer Steuereinheit der Tastatur 22 verbunden. Die Anordnung von Tasten 38 ist mit der Steuereinheit verbunden, und die Tasten 38 sind in einer Matrix von Abtastzeilenleitungen und Abtastspaltenleitungen angeordnet. Die Zeilenleitungen (z. B. Betriebszeilenleitungen, Abtastzeilenleitungen) der Anordnungen sind durch Zeilenpins elektrisch mit der Steuereinheit verbunden, und die Spaltenleitungen (z. B. Betriebsspaltenleitungen, Abtastspaltenleitungen) der Anordnungen sind durch Spaltenpins elektrisch mit der Steuereinheit verbunden. Derzeit betrachtete Ausführungsformen der Hintergrundbeleuchtung 30 und der Anordnung von Tasten 38 nutzen Zeilenpins und/oder Spaltenpins gemeinsam in einer gemeinsam genutzten Matrix, die elektrisch mit einer gemeinsamen Steuereinheit der Tastatur 22 verbunden ist. Das bedeutet, die Anordnung von Lichtquellen der Hintergrundbeleuchtung 30 kann sich auf denselben Zeilenleitungen und/oder Spaltenleitungen der Anordnung von Tasten 38 befinden. Die gemeinsam genutzte Matrix verringert im Vergleich mit einer separaten Hintergrundbeleuchtung und einer Anordnung von Tasten mit zwei Sätzen von Zeilenleitungen und zwei Sätzen von Spaltenleitungen die Anzahl von Pins, welche die Hintergrundbeleuchtung 30 und die Anordnung von Tasten 38 elektrisch mit der Tastatursteuereinheit verbinden.
  • Die Anordnung von Tasten 38 und die Anordnung von Lichtquellen der Hintergrundbeleuchtung 30 können in vielfältigen Mustern mit unterschiedlichen Mengen von Tasten angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann es sich bei der Tastatur 22 um ein Modell einer Apple-Tastatur mit einem Zahlentastenfeld oder eine kabellose Apple-Tastatur handeln, die von Apple Inc. aus Cupertino, Kalifornien, erhältlich sind. In beispielhafter Weise zeigt die Tastatur 22 von 3 78 Tasten, die in annähernd sechs Zeilen und annähernd vierzehn Spalten angeordnet sind. Zeilenleitungen und Spaltenleitungen, welche die Tasten 38 und die Hintergrundbeleuchtung 30 verbinden, können jedoch anders angeordnet sein. Zum Beispiel können manche Ausführungsformen manche Tasten 38 (z. B. Leertaste, Pfeiltasten) in anderen Anordnungen verbinden, sodass jede der Zeilenleitungen nicht mit derselben Menge an Spaltenleitungen wie andere Zeilenleitungen verbunden ist. Manche Ausführungsformen der Tastatur 22 können ein Rechentastenfeld mit annähernd 20 in annähernd vier Zeilen und annähernd fünf Spalten angeordneten Tasten einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein. Derzeit betrachtete Ausführungsformen sind nicht auf Tastaturen 22 mit einer bestimmten Menge an Tasten 38, Zeilen oder Spalten beschränkt. Manche nachstehend offenbarten Ausführungsformen besitzen Matrizen mit sechs Zeilen und sieben Spalten, und manche Ausführungsformen besitzen Matrizen mit drei Zeilen und drei Spalten. Derzeit betrachtete Ausführungsformen der Tastatur 22 können eine gemeinsam genutzte Matrix von Tasten und Lichtquellen mit anderen Mengen an Tasten, Zeilen und/oder Spalten besitzen.
  • 4 veranschaulicht ein Schema einer Tastatursteuereinheit 46 und einer gemeinsam genutzten Matrix 48 einer Eingabevorrichtung 20 einer derzeit betrachteten Ausführungsform. Die Tastatursteuereinheit 46 empfängt Eingabesignale 50 vom Prozessor 12 und übermittelt Ausgabesignale 52 an den Prozessor 12. Die Eingabesignale 50 können, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Eingabe eines Taktsignals, eines Tastaturaktivierungssignals oder einer Tastaturhintergrundbeleuchtung einschließen, die dazu verwendet werden, um zu ermitteln, welche Tasten 38 hintergrundzubeleuchten sind, und um eine Hintergrundbeleuchtungs-Helligkeitseinstellung zu ermitteln. Die Ausgabesignale 52 können, ohne darauf beschränkt zu sein, Dateneingaben von den Tasten 38 oder Einstellungen der Tastatur 22 einschließen. Eine Steuerlogik 54 kommuniziert mit dem Prozessor 12 durch die Eingabesignale 50 und die Ausgabesignale 52. Ein Tastaturprozessor 56 der Steuerlogik 54 ermittelt, wenn Tasten 38 der Tastatur 22 gedrückt sind, verarbeitet Dateneingaben von Tastendrückvorgängen zu Ausgabesignalen 52 und steuert den Abtastprozess, um Tastendrückvorgänge zu erkennen und die Hintergrundbeleuchtung 30 zu betreiben. Eine Schnittstellenschaltlogik 58 der Steuerlogik 54 übermittelt die Eingabesignale 50 und die Ausgabesignale 52 zwischen dem Prozessor 12 und dem Tastaturprozessor 56. In manchen Ausführungsformen handelt es sich bei der Schnittstellenschaltlogik 58 um eine Schnittstelle einer inter-integrierten Schaltung (I2C), welche die Tastatur 22 mit der elektronischen Vorrichtung 10 verbindet. Die Schnittstellenschaltlogik 58 stellt einem Lichtbetreiber 60 Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingaben, wie Betriebsanweisungen, zum Steuern des Helligkeitsgrades jeder Lichtquelle 62 (z. B. LED) der Anordnung von Lichtquellen der Hintergrundbeleuchtung 30 bereit.
  • Eine Leistungswandlungs-Schaltlogik 64 empfängt einen Spannungseingang VEIN von einer Spannungsquelle und liefert einen geeigneten Spannungsausgang VAUS, um LEDs 58 der Hintergrundbeleuchtung 30 zu betreiben. Bei der Leistungswandlungs-Schaltlogik 64 kann es sich um einen DC/DC-Wandler, wie einen adaptiven Abwärtswandler, zum Regeln der den LEDs 62 bereitgestellten VAUS durch Abtasten der Abtaststeuer-Schaltlogik 66 der Steuerlogik 54 handeln. Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 ist mit der gemeinsam genutzten Matrix 48 mit Zeilenpins 72 (R1, R2, ... RN) und Spaltenpins 76 (C1, C2, ... CM) verbunden, wobei N für die Menge an Zeilen und M für die Menge an Spalten der Anordnungen der gemeinsam genutzten Matrix 48 steht. Eine erste Anordnung 68 von N × M Tasten 38 nutzt N Zeilenpins und/oder M Spaltenpins, die mit der Abtaststeuer-Schaltlogik 66 verbunden sind, gemeinsam mit einer zweiten Anordnung 70 von N × M LEDs 62. Die Zeilenpins 72 sind elektrisch mit Zeilenleitungen verbunden, um jeder Zeile von Tasten 38 und LEDs 62 die Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 kann jedem Zeilenpin 72 während eines Zeilenintervalls für den jeweiligen Zeilenpin 72 die Ausgangsspannung separat bereitstellen. Die Spaltenpins 76 sind elektrisch mit Spaltenleitungen verbunden, um die LEDs 62 während des entsprechenden Zeilenintervalls zumindest teilweise auf der Grundlage von Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingaben zu betreiben. Derzeit betrachtete Ausführungsformen der gemeinsam genutzten Matrix 48 sind nicht auf die hierin erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Anordnungen von Tasten 38 und LEDs 62 können verschiedene Mengen von Zeilenpins und/oder Spaltenpins gemeinsam nutzen. In manchen Ausführungsformen kann die erste Anordnung von Tasten 38 möglicherweise nur einen Teil ihrer Zeilenpins 72 oder Spaltenpins 76 mit der zweiten Anordnung von LEDs 62 gemeinsam nutzen.
  • Die Tasten 38 der ersten Anordnung 68 sind entlang eines ersten Satzes von Zeilenleitungen 69 und eines ersten Satzes von Spaltenleitungen 71 angeordnet. Die LEDs 62 der zweiten Anordnung 70 sind entlang eines zweiten Satzes von Zeilenleitungen 73 und eines zweiten Satzes von Spaltenleitungen 75 angeordnet. In manchen Ausführungsformen nutzt die erste Anordnung 68 den ersten Satz von Zeilenleitungen 69 mit der zweiten Anordnung 70 gemeinsam, sodass ein einziger Satz gemeinsam genutzter Zeilenleitungen elektrisch mit dem Satz von Zeilenpins 72 verbunden ist, statt dass jede Anordnung über separate Sätze von Zeilenpins 72 verbunden ist. In manchen Ausführungsformen nutzt die erste Anordnung 68 den ersten Satz von Spaltenleitungen 71 mit der zweiten Anordnung 70 gemeinsam, sodass ein einziger Satz gemeinsam genutzter Spaltenleitungen elektrisch mit dem Satz von Spaltenpins 76 verbunden ist, statt dass jede Anordnung über separate Sätze von Spaltenpins 76 verbunden ist. Zusätzlich sind in manchen Ausführungsformen die erste Anordnung 68 und die zweite Anordnung 70 der gemeinsam genutzten Matrix 48 elektrisch mit dem Satz von Zeilenpins 72 und mit dem Satz von Spaltenpins 76 über ein gemeinsames Nutzen des ersten Satzes von Zeilenleitungen 69 und des ersten Satzes von Spaltenleitungen 71 verbunden. Gemeinsam genutzte Zeilenleitungen und/oder gemeinsam genutzte Spaltenleitungen ermöglichen es der Tastatursteuereinheit 46, sowohl die erste Anordnung 68 als auch die zweite Anordnung 70 mit demselben Satz von Zeilenpins 72 und/oder demselben Satz von Spaltenpins anzusprechen. Zum Beispiel ermöglichen es gemeinsam genutzte Zeilenleitungen und gemeinsam genutzte Spaltenleitungen der Tastatursteuereinheit, während eines Zeilenintervalls einzelne LEDs zu betreiben und auf Tastendrückvorgänge abzutasten, während ein einziger Satz von Zeilenpins 72 und ein einziger Satz von Spaltenpins 76 genutzt wird.
  • Der Tastaturprozessor 56 kann erkennen, wenn eine Taste 38 gedrückt ist, indem Signale auf Tastenerfassungspins 74 (K1, K2, ... KZ) überwacht werden, wobei Z für die Menge der Tastenerfassungspins 74 steht. In manchen Ausführungsformen können die Tastenerfassungspins 74 Tastendrückvorgänge erkennen, indem Signale von Zeilenleitungen über Vergleicher überwacht werden, sodass Z gleich der Menge von Zeilen N ist. In manchen Ausführungsformen können die Tastenerfassungspins 74 Tastendrückvorgänge erkennen, indem Signale von Spaltenleitungen über Vergleicher überwacht werden, sodass Z gleich der Menge von Spalten M ist. Der Tastaturprozessor 56 ermittelt, welche Taste gedrückt ist, indem Signale vom ersten Satz von Zeilenleitungen 69 und vom ersten Satz von Spaltenleitungen 71 verwendet werden, von denen beide mit der zweiten Anordnung 70 von LEDs 62 gemeinsam genutzt werden können. Zum Beispiel kann ein Drücken einer Taste in der fünften Zeile und der dritten Spalte (z. B. R5, C3) ein Signal auf einer dritten Spaltenleitung ändern, das während des Zeilenintervalls erfasst wird, in dem eine fünfte Zeile mit der Ausgangsspannung beaufschlagt ist. In manchen Ausführungsformen sind die Tastenerfassungspins 74 mit dem ersten Satz von Zeilenleitungen 71 verbunden, und die Spaltenpins 76 sind mit dem zweiten Satz von Spaltenleitungen 75 verbunden. In diesen Ausführungsformen gibt es zwei für die Tastatursteuereinheit 46 externe Sätze von Pinverbindungen, die mit den Spalten der gemeinsam genutzten Matrix 48 verbunden sind. In manchen Ausführungsformen sind die Spaltenpins 76 mit dem gemeinsam genutzten Satz von Spaltenleitungen verbunden, und die Tastenerfassungspins 74 sind mit Vergleichern auf den Spaltenpins 76 verbunden, die für die Tastatursteuereinheit 46 intern sind. In diesen Ausführungsformen gibt es einen einzigen Satz von für die Tastatursteuereinheit 46 externen Pinverbindungen, der mit den Spalten der gemeinsam genutzten Matrix 48 verbunden ist.
  • Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 kann während einer Abtastperiode alle Tasten 38 und alle LEDs 62 ansprechen. Die Steuerlogik 54 stellt die Dauer der Abtastperiode zumindest teilweise auf der Grundlage eines Taktsignals ein, das vom Prozessor 12 oder einem für die Steuerlogik 54 internen Taktgenerator empfangen wird. Die Frequenz des Taktsignals kann größer als annähernd 500 MHz, 800 MHz oder 1 GHz sein. Die Steuerlogik 54 kann die Menge von Abtastperioden pro Sekunde (z. B. eine Abtastfrequenz) auf der Grundlage einer Benutzereingabe oder in einem Speicher programmierter Anweisungen steuern. Die Steuerlogik 54 kann die erste Anordnung von Tasten 38 und die zweite Anordnung von LEDs 62 bei Abtastfrequenzen zwischen annähernd 200 Hz und 40 kHz, annähernd 5000 Hz und 30 kHz, annähernd 15 kHz und 25 kHz oder mehr als annähernd 20 kHz abtasten. Abtastfrequenzen über 20 kHz können für einen Bediener hörbare Geräusche verringern. Die Abtastperiode für alle Tasten 38 und LEDs 62 kann zwischen annähernd 5 ms und 25 μs betragen. In manchen Ausführungsformen teilt die Steuerlogik 54 die Abtastperiode in Zeilenintervalle mit Dauern zwischen annähernd 10 ms und 1 μs auf. Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 spricht die Tasten 38 und die LEDs 62 einer Zeile (z. B. einen Zeilenpin) je Zeilenintervall an. Der Benutzer kann die Abtastfrequenz und Dauer jedes Zeilenintervalls durch Benutzereingaben anpassen.
  • Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 spricht unter Verwendung von mit jedem Zeilenpin 72 gekoppelten Transistoren 77 (W1, W2 ... WN) eine einzelne Zeile der gemeinsam genutzten Matrix 48 pro Zeilenintervall an. Die Leistungswandlungs-Schaltlogik 64 stellt jedem Zeilenpin 72 die Ausgangsspannung VAUS individuell bereit, indem die Zeilentransistoren 77 auf den entsprechenden Zeilenpins 72 geschaltet werden, sodass zu einer bestimmten Zeit ein einzelner Zeilentransistor 77 geschlossen ist. Zum Beispiel schließt die Abtaststeuer-Schaltlogik den Zeilentransistor W1 und öffnet die Zeilentransistoren W2 bis WN, um VOUT entlang des Zeilenpins R1 für ein Zeilenintervall bereitzustellen. Nachdem das Zeilenintervall abgelaufen ist, kann die Abtaststeuer-Schaltlogik den Zeilentransistor W1 öffnen und den Zeilentransistor W2 schließen, um den Zeilenpin R2 anzusprechen. Dementsprechend kann die Steuerlogik 54 die Zeilentransistoren W1 bis WN sequenziell schließen, um VAUS sequenziell jedem Zeilenpin R1 bis RN und den verbundenen Zeilenleitungen (z. B. gemeinsam genutzten Zeilenleitungen) bereitzustellen. Die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 steuert während des entsprechenden Zeilenintervalls die LEDs 62 auf jeder Zeilenleitung. Stromsenken 79 (P1, P2, ... PM) der Abtaststeuer-Schaltlogik 66 sind mit jedem Spaltenpin C1 bis CM gekoppelt, um die LEDs 62 zu betreiben. Ein Einschalten einer Stromsenke 79 auf einem Spaltenpin während eines Zeilenintervalls betreibt die LED 62 auf der entsprechenden Zeilenleitung und Spaltenleitungen. Zum Beispiel betreibt ein Einschalten der Stromsenke P1, wenn der Zeilentransistor W2 dem Zeilenpin R2 die Ausgangsspannung bereitstellt, die LED 62 in der zweiten Zeile und ersten Spalte der gemeinsam genutzten Matrix 48. Dementsprechend kann die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 während jedes Zeitintervalls der Abtastperiode die Stromsenke 79 P1 einschalten, um die erste Spalte von LEDs 62 zu betreiben, um die erste Spalte von Tasten 38 für die Dauer der Abtastperiode hintergrundzubeleuchten.
  • Da die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 eine einzelne Zeile der gemeinsam genutzten Matrix 48 pro Zeilenintervall anspricht, kann eine einzelne Zeile von LEDs 62 betrieben werden, um eine einzelne Zeile von Tasten 38 während des Zeilenintervalls hintergrundzubeleuchten, während die übrigen Zeilen von LEDs 62 während des Zeilenintervalls nicht betrieben werden (z. B. ausgeschaltet sind). Während die LEDs 62 einer Zeile der gemeinsam genutzten Matrix 48 unter Umständen nicht für die gesamte Abtastperiode betrieben werden, kann jedoch die Abtastfrequenz von ausreichender Größe (z. B. 20 kHz oder mehr) sein, dass das menschliche Auge das Ausschalten der LEDs 62 nicht wahrnimmt. Die LEDs 62 auf jeder Zeile können für einen Bruchteil der Abtastperiode betrieben werden, was der Pulsbreitenmodulations-Steuerung der LEDs 62 ähnelt. Zum Beispiel kann eine Tastatur 22 mit einer gemeinsam genutzten Matrix 48 mit fünf Zeilen von Tasten 38 mit entsprechenden LEDs 62 jede Zeile von LEDs 62 für annähernd 20% der Dauer der Abtastperiode oder mit einer relativen Einschaltdauer von 20% über die Abtastperiode hinweg betreiben. Die Tastatursteuereinheit 46 kann die wahrgenommene Helligkeit jeder LED 62 durch Anpassen der Dauer anpassen, für welche die LED 62 während jedes Zeilenintervalls betrieben wird. In manchen Ausführungsformen teilt die Abtaststeuer-Schaltlogik 66 das Zeilenintervall in ein Betriebsintervall zum Betreiben der LEDs 62 und ein Erfassungsintervall zum Erkennen von Tastendrückvorgängen auf. Das Einstellen der Dauer des Betriebsintervalls als einen Anteil des Zeilenintervalls beeinflusst die wahrgenommene Helligkeit der LED 62 durch Einstellen der relativen Einschaltdauer.
  • Die Tastatursteuereinheit 46 betreibt die LEDs 62 der gemeinsam genutzten Matrix 48 zumindest teilweise auf der Grundlage von Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingaben vom Prozessor 50 oder vom Tastaturprozessor 56. Die Tastatursteuereinheit 46 kann die LEDs 62 während der Abtastperiode auf der Grundlage der Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe in jedem gewünschten Muster einschalten. In manchen Ausführungsformen weist die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe jede durch die LEDs 62 hintergrundzubeleuchtende Taste 38 an. Die Tastatursteuereinheit 46 kann die LEDs 62 unterschiedlich steuern, um einzelne Tasten 38 der Tastatur 22 hintergrundzubeleuchten. In manchen Ausführungsformen kann die Tastatursteuereinheit 46 Tasten 38 als Reaktion auf Änderungen der Umgebungshelligkeit oder als Reaktion auf eine benutzeraktivierte Steuerung hintergrundbeleuchten. In manchen Ausführungsformen kann die Tastatursteuereinheit 46 Tasten 38 auf der Grundlage einer derzeitigen Benutzeraktivität (z. B. Softwareanwendung) unterschiedlich hintergrundbeleuchten, um die Rechtschreibprüfung, Spielesteuerungen zu unterstützen oder zu drückende Tasten 38 vorzuschlagen. Dementsprechend können eine derzeitige Benutzeraktivität, die Umgebungsbedingungen der Tastatur 22 oder eine Benutzersteuerung auf der Tastatur 22 oder der elektronischen Vorrichtung 10 die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe anpassen, um zu steuern, wie die Tasten 38 hintergrundbeleuchtet werden. Zum Beispiel können die LEDs 62 Tasten 38 hintergrundbeleuchten, die spezifischen, der derzeitigen Benutzeraktivität oder einer vorhergesagten Benutzereingabe zugehörigen Befehlen zugeordnet sind. In manchen Ausführungsformen ermittelt die Tastatursteuereinheit 46, welche LEDs 62 auf der Grundlage der Eingabesignale 50 zu betreiben (z. B. einzuschalten) sind und/oder welche Tasten 38 gedrückt sind.
  • Die gemeinsam genutzte Matrix 48 der ersten Anordnung von Tasten 38 und der zweiten Anordnung von LEDs 62 kann einen Satz von Zeilenpins 72 und/oder einen Satz von Spaltenpins 76 gemeinsam nutzen, welche die gemeinsam genutzte Matrix 48 mit der Tastatursteuereinheit 46 verbinden. Die in 5 gezeigte erste Ausführungsform veranschaulicht eine gemeinsam genutzte Matrix 48A mit einem Satz gemeinsam genutzter Zeilenleitungen 81A, die mit jedem Paar von Tasten 38A und den LEDs 62A verbunden sind. Die gemeinsam genutzte Matrix 48A ist durch Pinverbindungen 83A bei den Zeilenpins 72A, den Spaltenpins 76A und den Tastenerfassungspins 74A elektrisch mit der Tastatursteuereinheit 46A verbunden. Die Pinverbindungen 83A verbinden die Zeilenpins 72A mit dem Satz gemeinsam genutzter Zeilenleitungen 81A, die Spaltenpins 76A mit einem Satz vom Lichtquellen-Spaltenleitungen 85A und die Tastenerfassungspins 74A mit einem Satz von Spaltenleitungen 87A. Der Satz gemeinsam genutzter Zeilenleitungen 81A ist mit entsprechenden Zeilen der Paare von Tasten 38A und LEDs 62A verbunden. Der Satz von Lichtquellen-Spaltenleitungen 85A ist mit Spalten der LEDs 62A verbunden, und der Satz von Tastenspaltenleitungen 87A ist mit den Tasten 38A verbunden. Dementsprechend zeigt die gemeinsam genutzte Matrix 48A 20 Pinverbindungen 83A zwischen der Tastatursteuereinheit 46A und der gemeinsam genutzten Matrix 48A. Die gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81A ermöglichen es der Tastatursteuereinheit 46A, die LEDs 62A und die Tasten 38A der gemeinsam genutzten Matrix 48A mit weniger Pinverbindungen 83A anzusprechen, als wenn die Anordnung von Tasten 38A und die Anordnung von LEDs 62 über separate Sätze von Zeilenleitungen und Spaltenleitungen angesprochen würden. Während die erste Ausführungsform von 5 eine gemeinsam genutzte Matrix 48A als ein Beispiel mit sechs Zeilen und sieben Spalten veranschaulicht, sind derzeit betrachtete Ausführungsformen nicht auf bestimmte Mengen von Zeilen oder Spalten beschränkt.
  • Die Steuerlogik 54A der Tastatursteuereinheit 46A steuert die Zeilentransistoren 77A, um den gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81A über die Zeilenpins 72A während Zeilenintervallen der Abtastperiode die Ausgangsspannung bereitzustellen. Während jedes Zeilenintervalls steuert die Steuerlogik 54A die Stromsenken 79A, um die LEDs 62 auf der Grundlage der Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe für das Zeilenintervall zu betreiben. Ein Einschalten einer Stromsenke 79A zieht Strom über die LED 62 zwischen einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81A und einer Lichtquellen-Spaltenleitung 85A. Jedes Paar von Tasten 38A und LEDs 62A kann durch die entsprechende Zeilenleitung und Spaltenleitung der gemeinsam genutzten Matrix 48A identifiziert werden. Ein gestrichelter Kreis 89A gibt die LEDs 62A an, die während der Abtastperiode betrieben werden, um Licht zu emittieren. Zum Beispiel werden während der Abtastperiode die LEDs 62A bei R2C1 bis 7, R3C1, R3C7, R4C1, R4C7, R5C1, R5C3, R5C5, R5C7 und R6C1 bis 7 betrieben. Die Steuerlogik 54 steuert die entsprechenden Stromsenken P1 bis P7 so, dass sie während der entsprechenden Zeilenintervalle eingeschaltet sind, um die entsprechenden LEDs 62A zu betreiben.
  • Die Steuerlogik 54A erkennt Tastendrückvorgänge über ein Überwachen von Signalen auf den Tastenspaltenleitungen 87A. Ein Drücken einer Taste 38 schließt einen Schalter zwischen einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81A und einer Tastenspaltenleitung 87A, wodurch die Spannung der Tastenspaltenleitung 87A geändert wird. Die Tastenspaltenleitungen 87A sind über die Pinverbindungen 83A mit den Tastenerfassungspins 74A verbunden. Dementsprechend übermittelt ein Schließen eines Schalters auf einer Zeilenleitung während des entsprechenden Zeilenintervalls ein Signal (z. B. VAUS) entlang der Tastenerfassungspins 74A. In der gemeinsam genutzten Matrix 48A wird während der Abtastperiode die Taste 38A bei R5, C3 gedrückt, wodurch der Schalter zwischen der fünften gemeinsam genutzten Zeilenleitung 78A (R5) und der dritten Tastenspaltenleitung 91A (C3) während des Zeilenintervalls auf der fünften Zeilenleitung 78A geschlossen wird Dieser geschlossene Schalter ändert die Spannung auf dem Tastenerfassungspin K3, ohne das Signal auf den Lichtquellen-Spaltenleitungen 85A im Wesentlichen zu beeinflussen.
  • Die erste Ausführungsform von 5 veranschaulicht gemeinsam genutzte Zeilenleitungen 81A der gemeinsam genutzten Matrix 48A, welche die Menge von Pinverbindungen 83A zwischen der gemeinsam genutzten Matrix 48A und der Tastatursteuereinheit 46A verringert. Dies ermöglicht es der Tastatursteuereinheit 46A, die Tasten 38A anzusprechen, um Tastendrückvorgänge separat vom Ansprechen der LEDs 62A zu erkennen, um ein gewünschtes Muster von Tasten 38A mit einer verringerten Menge von Pinverbindungen 83A und Zeilenleitungen hintergrundzubeleuchten. In der ersten Ausführungsform kann die Tastatursteuereinheit 46A die LEDs 62A unabhängig vom Erkennen von Tastendrückvorgängen betreiben. Zum Beispiel kann ein Drücken einer Taste 38A während einer Abtastperiode im Wesentlichen keinen Effekt darauf haben, ob die entsprechende LED 62A unter Umständen betrieben wird, um die Taste 38A während der Abtastperiode hintergrundzubeleuchten.
  • 6 veranschaulicht ein Zeittaktungsdiagramm 80A der in der gemeinsam genutzten Matrix 48A von 5 gezeigten Abtastperiode. Wie vorstehend erläutert, teilt die Steuerlogik 54A die Abtastperiode 82A in Zeilenintervalle 84A auf, indem die Zeilentransistoren 77A W1 bis W6 gesteuert werden. In manchen Ausführungsformen kann die Dauer der Zeilenintervalle 84A im Wesentlichen gleich sein. Die Zeilenintervalle 84A für jeden entsprechenden Zeilenpin R1 bis R6 sind als sequenzielle HIGH-Zeilensignale 86A gezeigt. Ein HIGH-Zeilensignal 86A auf einem Zeilenpin 72A wird den Paaren von Tasten 38A und LEDs 62A bereitgestellt, die auf der gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81A angeordnet sind. Die Steuerlogik 54A steuert die entsprechenden Stromsenken 79A so, dass sie während jedes Zeilenintervalls 84A eingeschaltet sind, um die LEDs 62A zu betreiben. Das Zeittaktungsdiagramm 80 stellt dar, wenn eine Stromsenke 79A mit einem HIGH-Spaltensignal 88 auf dem entsprechenden Spaltenpin 76A während des entsprechenden Zeilenintervalls 84 eingeschaltet ist. Ein HIGH-Spaltensignal 88A auf einem Spaltenpin 76A betreibt die LED 62A auf der entsprechenden Lichtquellen-Spaltenleitung 85A. Zum Beispiel haben in 6 keine der Spaltenpins 76A während des ersten Zeilenintervalls 90A HIGH-Spaltensignale 88A, was den LEDs 62A auf R1 von 5 entspricht, die ausgeschaltet sind. Alle Stromsenken 79A werden so gesteuert, dass sie während eines zweiten Zeilenintervalls 92A auf R2 und eines sechsten Zeilenintervalls 94A auf R6 mit HIGH-Spaltensignalen 88A auf den entsprechenden Spaltenpins C1 bis C7 eingeschaltet sind. Die HIGH-Spaltensignale 88A auf den Spaltenpins C1 bis C7 während HIGH-Zeilensignalen 86A auf R2 und R6 von 6 entsprechen den eingeschalteten LEDs 62A auf R2 und R6 von 5. Für ein drittes Zeilenintervall 96A und ein viertes Zeilenintervall 98A sind die Stromsenken P1 und P7 so gesteuert, dass sie HIGH-Spaltensignale 88A auf den Spaltenpins C1 und C7 von 6 aufweisen, um den eingeschalteten LEDs 62A auf den Zeilenpins R3 und R4 von 5 zu entsprechen. Für ein fünftes Zeilenintervall 100A sind die Stromsenken P1, P3, P6 und P7 so gesteuert, dass sie HIGH-Spaltensignale 88A auf den Spaltenpins C1, C3, C5 und C7 von 6 aufweisen, um den eingeschalteten LEDs 62A auf dem Zeilenpin R5 von 5 zu entsprechen.
  • Das Zeittaktungsdiagramm 80A veranschaulicht HIGH-Tastensignale 102A auf den Tastenerfassungspins 74A, um zu identifizieren, wenn eine Taste 38A gedrückt ist. In der ersten Ausführungsform von 5 ist während der Abtastperiode 82A nur die Taste 38A bei (R5K3) (z. B. fünfte Zeilenleitung 78A und dritte Tastenspaltenleitung 91A) gedrückt. Dementsprechend führt das Drücken der Taste bei R5K3 während des fünften Zeilenintervalls 100A zu einem HIGH-Tastensignal 102A auf der dritten Tastenspaltenleitung 91A, wodurch das HIGH-Tastensignal 102A durch eine Pinverbindung 83A der Tastatursteuereinheit 46A zum dritten Tastenerfassungspin K3 weitergeleitet wird. Dieses HIGH-Signal 102 im fünften Zeilenintervall 100A zeigt der Steuerlogik 54A an, dass die entsprechende Taste während der Abtastperiode gedrückt war. Die Steuerlogik 54A kann dem Prozessor 12A auf der Grundlage der HIGH-Tastensignale 102A während jeder Abtastperiode ein Ausgabesignal 50A übermitteln. Die Steuerlogik 54A kann über die Tastenspaltenleitungen 85A und die Tastenerfassungspins K1 bis K7 erkennen, wenn während eines Zeilenintervalls 84A mehrere Tasten 38A auf derselben gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81A gedrückt sind.
  • Die erste Ausführungsform offenbart das Verwenden gemeinsam genutzter Zeilenleitungen 81A zwischen einer ersten Anordnung von Tasten 38A und einer zweiten Anordnung von LEDs 62A, um die Menge von Pinverbindungen 83A zwischen einer gemeinsam genutzten Matrix 48A und einer Tastatursteuereinheit 46A zu verringern. Eine weitere Verringerung der Menge von Pinverbindungen zwischen der gemeinsam genutzten Matrix 48 und der Tastatursteuereinheit 46 setzt zusätzliche Pins der Tastatursteuereinheit 46 frei, die entfernt oder für andere Zwecke verwendet werden können. Eine in 7 gezeigte zweite Ausführungsform veranschaulicht eine gemeinsam genutzte Matrix 48B, die gemeinsam genutzte Zeilenleitungen 81B und gemeinsam genutzte Spaltenleitungen 93B zwischen der ersten Anordnung von Tasten 38B und der zweiten Anordnung von LEDs 62B verwendet, um die Menge von Pinverbindungen 83B zwischen der gemeinsam genutzten Matrix 48B und der Tastatursteuereinheit 46B zu verringern. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform besitzt die zweite Ausführungsform einen einzelnen Satz gemeinsam genutzter Zeilenleitungen 81B und einen einzelnen Satz gemeinsam genutzter Spaltenleitungen 93B. Dementsprechend zeigt die gemeinsam genutzte Matrix 48B 13 Pinverbindungen 83B zwischen der Tastatursteuereinheit 46B und der gemeinsam genutzten Matrix 48B. Die gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81B und die gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93B ermöglichen es der Tastatursteuereinheit 46B, die LEDs 62B und die Tasten 38B der gemeinsam genutzten Matrix 48B mit weniger Pinverbindungen 83B anzusprechen als die erste Ausführungsform. Des Weiteren stellt die zweite Ausführungsform ein Beispiel der gemeinsam genutzten Matrix 48B dar, und andere Ausführungsformen der gemeinsam genutzten Matrix 48B sollen nicht auf sechs Zeilen und sieben Spalten beschränkt sein.
  • Die Steuerlogik 54B steuert die Zeilentransistoren 77B ähnlich zu den Zeilentransistoren 77A der ersten Ausführungsform, um den gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81B während Zeilenintervallen der Abtastperiode eine Spannung bereitzustellen. Die Stromsenken 79B sind mit den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93B verbunden, werden jedoch ansonsten ähnlich zur ersten Ausführungsform durch die Steuerlogik 54B gesteuert, um die LEDs 62B auf den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93B zu betreiben. Jedes Paar von Tasten 38B und LEDs 62B ist zwischen einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81B und einer gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93B parallel angeordnet. Die LEDs 62B werden durch eine Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81B und der gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93B betrieben. Ein Drücken einer Taste 38B eines Paars schließt einen Tastenschalter, der die entsprechende LED 62B kurzschließt, wodurch die Spannungsdifferenz über der LED 62 verringert wird, während die Taste gedrückt ist. Dementsprechend hintergrundbeleuchten die LEDs 62B der zweiten Ausführungsform unter Umständen eine Taste 38B nicht, während sie gedrückt ist. Sobald die Taste 38B losgelassen wird und sich der Tastenschalter öffnet, kann die Steuerlogik 54B die Stromsenken 79B steuern, um die entsprechende parallele LED 62B zu betreiben, um die Taste 38B hintergrundzubeleuchten.
  • Die Tastatursteuereinheit 46B verwendet Vergleicher 106B auf den Spaltenpins 76B, die mit den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93B verbunden sind, um Tastendrückvorgänge zu erfassen. Die Vergleicher 106B erkennen, wenn eine Taste 38B gedrückt ist, indem die Spannung auf dem Spaltenpin 76B von der entsprechenden gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93B mit einer Referenzspannung verglichen wird. Zum Beispiel schließt ein Drücken einer Taste 38B die parallele LED 62 kurz und kann dazu führen, dass die Spannung auf dem entsprechenden Spaltenpin 76B annähernd gleich der Ausgangsspannung ist. Die Vergleicher 106B der Tastatursteuereinheit 46B können Signale an die Steuerlogik 54B übermitteln, um anzuzeigen, wenn eine Taste 38B gedrückt ist. Die Vergleicher 106B können die Signale über Signalerfassungspins 74B (K1 bis K7) übermitteln, die für die Tastatursteuereinheit 46B intern sind. Die Tastenerfassungspins 74B von 7 sind nicht durch separate Pinverbindungen 83B mit den Tasten 38B oder den LEDs 62B der gemeinsam genutzten Matrix 48B verbunden. Das bedeutet, die Tastenerfassungspins 74B besitzen keine externen Pinverbindungen 83B mit der gemeinsam genutzten Matrix 48B. Dies verringert die Menge von Pinverbindungen 83B, welche die gemeinsam genutzte Matrix 48B elektrisch mit der Tastatursteuereinheit 46B verbinden. Zusätzlich verringert dies die Menge von Leitungen (z. B. Zeilen- und Spaltenleitungen) der gemeinsam genutzten Matrix 48B.
  • In 7 zeigen gestrichelte Kreise 89B die LEDs 62B an, für welche die Steuerlogik 54B ein Einschalten durch die Stromsenken 79B auf der Grundlage einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe anweist. Die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe der zweiten Ausführungsform weist die Steuerlogik 54B an, die LEDs 62B im selben Muster zu betreiben wie in der ersten Ausführungsform von 5. Das bedeutet, die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe weist die Steuerlogik 54B an, während der Abtastperiode die LEDs bei R2C1 bis 7, R3C1, R3C7, R4C1, R4C7, R5C1, R5C3, R5C5, R5C7 und R6C1 bis 7 zu betreiben. Die gedrückte Taste bei R5C3 schließt jedoch die parallele LED 62B kurz, sodass die Spannung über der LED 62B nicht ausreicht, die LED 62B bei R5C3 zu betreiben, damit die gedrückte Taste 38B hintergrundbeleuchtet wird.
  • Das Zeittaktungsdiagramm 80B von 8 für die in 7 gezeigte zweite Ausführungsform kann dem Zeittaktungsdiagramm 80A von 6 für die in 5 gezeigte erste Ausführungsform ähnlich sein. Die Steuerlogik 54B teilt die Abtastperiode 82B in Zeilenintervalle 84B auf, indem die Zeilentransistoren 77B W1 bis W6 gesteuert werden. Die Zeilenintervalle 84B für jeden entsprechenden Zeilenpin 72B R1 bis R6 sind als sequenzielle HIGH-Zeilensignale 86B gezeigt. Ein HIGH-Zeilensignal 84B auf einem Zeilenpin 72B wird den Paaren von Tasten 38B und LEDs 62B bereitgestellt, die auf der verbundenen gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81B angeordnet sind. Die Steuerlogik 54B steuert die entsprechenden Stromsenken 79B so, dass sie während jedes Zeilenintervalls 84B eingeschaltet sind, um die LEDs 62B zu betreiben. Das Zeittaktungsdiagramm 80B stellt dar, wenn eine Stromsenke 79B mit einem HIGH-Spaltensignal 88B auf dem entsprechenden gemeinsam genutzten Spaltenpin 93B während des geeigneten Zeilenintervalls 84B eingeschaltet ist. Das bedeutet, die HIGH-Spaltensignale 88B entsprechen dem in 7 durch gestrichelte Kreise gezeigten Hintergrundbeleuchtungsmuster der LEDs 62B. Die gedrückte Taste bei R5C3 von 7 schließt jedoch die parallele LED 62B kurz, sodass das HIGH-Signal 88B auf dem Spaltenpin C3 während des fünften Zeilenintervalls 100B die entsprechende LED 62B nicht betreibt. Stattdessen veranlasst die gedrückte Taste bei R5C3 den Vergleicher 106 auf dem Spaltenpin C3, während des fünften Zeilenintervalls 100B ein HIGH-Signal 102B auf dem Tastenerfassungspin K3 zu übermitteln.
  • Die zweite Ausführungsform verringert die Menge von Pinverbindungen 83B zwischen der Tastatursteuereinheit 46B und der gemeinsam genutzten Matrix 48B im Vergleich zur ersten Ausführungsform. Die gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81B und die gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93B ermöglichen es der Anordnung von LEDs 62B, unter Verwendung der vorhandenen Zeilenleitungen und Spaltenleitungen angesprochen zu werden, die zum Ansprechen der Anordnung von Tasten 38B verwendet werden. Zusätzlich stellt ein Ausschalten einer LED 62B durch Kurzschließen der LED 62B, wenn eine Taste 38B gedrückt ist, dem Benutzer ein Anzeige bereit, wenn die Steuerlogik 54 einen Tastendrückvorgang erkennt.
  • In manchen Ausführungsformen kann es einer Taste 38C möglich sein, hintergrundbeleuchtet zu bleiben, wenn die Taste 38C gedrückt ist. Eine in 9 gezeigte dritte Ausführungsform veranschaulicht eine gemeinsam genutzte Matrix 48C, die gemeinsam genutzte Zeilenleitungen 81C und gemeinsam genutzte Spaltenleitungen 93C zwischen der Tastatursteuereinheit 46C und der gemeinsam genutzten Matrix 48C verwendet. Während die gemeinsam genutzte Matrix 48C dieselbe Menge von Pinverbindungen 83C wie eine ähnlich dimensionierte Ausführungsform der vorstehend in 7 offenbarten gemeinsam genutzten Matrix 48B besitzen kann, ermöglichen es die Steuerlogik 54C und die Tasten 38C der Tastatursteuereinheit 46C, Tasten 38C unabhängig davon hintergrundzubeleuchten, ob die Taste 38C gedrückt ist. Ähnlich der zweiten Ausführungsform sind Paare von Tasten 38C und LEDs 62C parallel zwischen einem Satz von gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81C und einem Satz von gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93C geschaltet.
  • Ähnlich der zweiten Ausführungsform von 7 sind die Paare von Tasten 38C und LEDs 62C der dritten Ausführungsform der gemeinsam genutzten Matrix 48C parallel zwischen den gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81C und den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93C geschaltet. Ein Widerstand 108C ist mit dem Tastenschalter der Taste 38C in Reihe und zur LED 62C jedes Paares in der gemeinsam genutzten Matrix 48C parallel geschaltet. Der Widerstandswert des Widerstandes 108C kann im Wesentlichen größer als der Widerstandswert der parallelen LED 62C sein, sodass der meiste Strom durch die LED 62C statt durch den Widerstand 108C fließt, wenn die Taste 38C gedrückt ist. Zum Beispiel kann der Widerstandswert des Widerstandes 108C annähernd 10 kΩ oder mehr betragen. Somit ermöglicht es der Widerstand 108C jedes Paars von Tasten 38C und LEDs 62C, dass die LEDs 62C die entsprechende Taste 38C ungeachtet dessen hintergrundbeleuchten, ob die Taste 38C gedrückt ist.
  • Die Steuerlogik 54C steuert die Zeilentransistoren 77C ähnlich den Zeilentransistoren 77B der zweiten Ausführungsform, um den gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81C während Zeilenintervallen der Abtastperiode die Ausgangsspannung bereitzustellen. Die gemeinsam genutzten Spaltenpins 76C sind mit den Stromsenken 79C und den Tastenerfassungsschaltern 110C (KS1 bis KS7) der Tastatursteuereinheit 46C verbunden. Während jedes Zeilenintervalls steuert die Steuerlogik 54C die Stromsenken 79C und die Tastenerfassungsschalter 110C, um das Zeilenintervall in ein Betriebsintervall und ein Erfassungsintervall aufzuteilen. Während des Betriebsintervalls sind die Tastenerfassungsschalter 110C offen und die Stromsenken 79C können eingeschaltet sein, um die LEDs 62C auf einer entsprechenden gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93C zu betreiben. Während des Erfassungsintervalls können die Stromsenken 79C ausgeschaltet sein und die Tastenerfassungsschalter 110C sind geschlossen, um die Vergleicher 106 mit den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93C zu verbinden, um zu erkennen, wenn eine Taste 38C gedrückt ist (z. B. wenn ein Tastenschalter geschlossen ist).
  • Die Steuerlogik 54C der dritten Ausführungsform kann während jedes Zeilenintervalls der Abtastperiode in zwei Modi arbeiten, um die LEDs 62C separat vom Erkennen von Tastendrückvorgängen zu betreiben. Um die LEDs 62C während eines Zeilenintervalls zu betreiben, öffnet die Steuerlogik 54C die Tastenerfassungsschalter 110C und schaltet die den zu betreibenden LEDs 62C entsprechenden Stromsenken 79C auf der Grundlage der Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe ein. Dieser Abschnitt des Zeilenintervalls, in dem die LEDs 62C betrieben werden können, wird hierin als das Betriebsintervall bezeichnet. Der Strom durch die LED 62C kann wegen des zur LED 62C parallelen Widerstands 108C ausreichend sein, um die LED 62C während des Betriebsintervalls auch dann zu betreiben, wenn die Taste 38C gedrückt ist. Dementsprechend kann die LED 62C während Betriebsintervallen nachfolgender Abtastperioden betrieben werden, während die Taste 38C gedrückt ist. Die Steuerlogik 54C kann die Dauer des Betriebsintervalls durch Steuern der Stromsenken 79C und der Tastenerfassungsschalter 110C einstellen. Das Einstellen der Dauer des Betriebsintervalls kann die wahrgenommene Helligkeit der LED 62C durch Einstellen der relativen Einschaltdauer einstellen. Zum Beispiel kann die Steuerlogik 54 in einer Ausführungsform mit fünf Zeilen von LEDs 62C, die während fünf Zeilenintervallen betrieben werden (z. B. jede annähernd 20% der Abtastperiode), jedes Betriebsintervall so steuern, dass es annähernd 50% der Dauer des entsprechenden Zeilenintervalls beträgt, um die Taste 38C mit annähernd 10% der relativen Einschaltdauer zu betreiben (z. B. 50% Betriebsintervall·20% Abtastperiode = 10% relative Einschaltdauer).
  • Die Steuerlogik 54 kann die Tastenerfassungsschalter 110C schließen, um das Erfassungsintervall des Zeilenintervalls zu starten. Die Dauer des Erfassungsintervalls kann annähernd den Rest des Zeilenintervalls nach Ablaufen des Betriebsintervalls betragen. Die Steuerlogik 54C schaltet die Stromsenken 79C aus, um das Betreiben der LEDs 62C während des Erfassungsintervalls zu stoppen. Das Ausschalten der LEDs 62C während des Erfassungsintervalls kann jedoch für den Benutzer aufgrund der Abtastfrequenz unter Umständen nicht wahrnehmbar sein. Das Schließen der Tastenerfassungsschalter 110C verbindet die Vergleicher 106C mit den Spaltenpins 76C. Die Spaltenpins 76C empfangen Signale von den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93C. Die Vergleicher 106C vergleichen die Spannung von den gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93C mit Referenzspannungen, um zu ermitteln, ob eine Taste 38C während des Erfassungsintervalls gedrückt ist. Während das Drücken einer Taste 38C den Strom durch die parallele LED 62C unter Umständen im Wesentlichen nicht verringert, um die LED 62C während des Betriebsintervalls auszuschalten, beeinflusst das Drücken der Taste 38C, um den zur LED 62C parallelen Tastenschalter während des Erfassungsintervalls zu schließen, das Signal auf der Spaltenleitung 93C, sodass der entsprechende Vergleicher 106C den Tastendrückvorgang erkennen kann. Die Vergleicher 106C übermitteln Signale über die Tastenerfassungspins 74C, die für die Tastatursteuereinheit 46C intern sind. Wie die zweite Ausführungsform sind die Tastenerfassungspins 74C von 9 nicht durch separate Pinverbindungen 83C mit den Tasten 38C oder den LEDs 62C der gemeinsam genutzten Matrix 48C verbunden. Dies verringert die Menge von Pinverbindungen 83C, welche die gemeinsam genutzte Matrix 48C mit der Tastatursteuereinheit 46C verbinden.
  • Gestrichelte Kreise 89C zeigen die LEDs 62C an, für welche die Steuerlogik 54B während der Betriebsintervalle auf der Grundlage einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe ein Einschalten durch die Stromsenken 79C anweist. Die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe der dritten Ausführungsform weist die Steuerlogik 54C an, die LEDs 62C bei R1C1, R2C2, R2C5, R3C6, R4C7, R5C1 und R6C3 zu betreiben. Die Steuerlogik 54C kann die gedrückten Tasten 38C (und entsprechend geschlossene Tastenschalter) bei R3C5, R3C6, R5C7 und R6C5 während der Erfassungsintervalle der Abtastperiode erkennen.
  • Ein Zeittaktungsdiagramm 120 von 10 veranschaulicht zwei Abtastperioden 82C und die Zeilenabtastintervalle 84C, die der Ausführungsform von 9 entsprechen. Die Steuerlogik 54C teilt jede Abtastperiode 82C in durch HIGH-Zeilensignale 86C gezeigte Zeilenintervalle 84C auf, um die LEDs 62C und Tasten 38C auf jeder gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81C anzusprechen, die mit einem Zeilenpin 72C verbunden ist. Die Steuerlogik 54C steuert die Stromsenken 79C und die Tastenerfassungsschalter 110C, um jedes Zeilenintervall 84C in ein Betriebsintervall 122C und ein Erfassungsintervall 124C aufzuteilen. In manchen Ausführungsformen können die Dauern des Betriebsintervalls 122C und des Erfassungsintervalls 124C zwischen den Zeilenintervallen 84C und/oder den Abtastperioden 82C variieren. Während des Betriebsintervalls 122C für jeden Zeilenpin 72C steuert die Steuerlogik 54C die Stromsenken 79C, um die LEDs 62C auf den entsprechenden gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81C auf der Grundlage von Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingaben zu betreiben. HIGH-Spaltensignale 88C auf den Spaltenpins 76C zeigen an, wenn eine LED 62C betrieben wird, um eine Taste 38C hintergrundzubeleuchten. Zum Beispiel werden während des Betriebsintervalls 122C des zweiten Zeilenintervalls 92C die LEDs 62C bei R2C2 und R2C5 betrieben.
  • Die Steuerlogik 54C schaltet nach Ablaufen des Betriebsintervalls 122C die Stromsenken 79C aus, um die mit dem Zeilenpin 72C verbundenen LEDs 62C auszuschalten Nach jedem Betriebsintervall 122C schaltet die Steuerlogik 54C die Tastenerfassungsschalter 110C, um die Vergleicher 106C mit den entsprechenden Spaltenpins 76C zu verbinden, um das Erfassungsintervall 124C zu starten. Die Vergleicher 106C senden ein Signal an die Steuerlogik 54C auf den Tastenerfassungspins 74C (K1 bis K7), um anzuzeigen, wenn eine Taste 38C während des Erfassungsintervalls 124C für einen Zeilenpin 72C gedrückt ist. Das Zeittaktungsdiagramm 120C veranschaulicht Tastendrückvorgänge während des Erfassungsintervalls 124C mit HIGH-Tastensignalen 102C. Zum Beispiel veranschaulicht das Zeittaktungsdiagramm 120 eine Ausführungsform, in der die Tasten 38C bei R3C5 und R3C6 während des dritten Zeilenintervalls 96C gedrückt sind. In manchen Ausführungsformen kann das Erfassungsintervall 124 dem Betriebsintervall 122 vorausgehen.
  • Die vorstehend erläuterten Ausführungsform der gemeinsam genutzten Matrizen 48A, 48B und 48C nutzen die Zeilenpins 72 und/oder die Spaltenpins 76 gemeinsam, um die Menge von Pinverbindungen pro Taste 38 einer hintergrundbeleuchteten Tastatur zu verringern. Jede Taste 38 kann individuell hintergrundbeleuchtet werden, und die Tastatursteuereinheit 46 kann die Helligkeit der LED 62 für jede Taste 38 individuell steuern. Das Verringern der Menge von Pinverbindungen 83 zwischen der gemeinsam genutzten Matrix 48 und der Tastatursteuereinheit 46 ermöglicht es der gemeinsam genutzten Matrix 48 und der Tastatur 22, schlanker als eine Tastatur mit separaten Anordnungen für Tasten und LEDs und entsprechenden separaten Zeilen- und Spaltenleitungen zu sein. Das Verringern der Menge von Pinverbindungen 83 auf die gemeinsam genutzte Matrix 48 kann auch die Komplexität der Tasten 38 sowie die Herstellungskosten verringern. Weniger Pinverbindungen 83 können aufgrund von weniger Widerstandsverlusten, Wärme und so weiter entlang der Zeilenleitungen und/oder Spaltenleitungen den Gesamtenergieverbrauch der gemeinsam genutzten Matrix 48 verringern. Die Integration der ersten Anordnung von Tasten 38 und der zweiten Anordnung von LEDs 62 ermöglicht es der Tastatursteuereinheit 46, weniger Pins zu verwenden und/oder ermöglicht es den Pins der Steuerlogik 54, anderweitig für andere Zwecke verwendet zu werden. Zum Beispiel können anderweitig verwendete Pins verwendet werden, um eine zusätzliche Eingabevorrichtung anzuschließen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, einer Maus, eines Touchpads oder einer E/A-Vorrichtung.
  • Manche Ausführungsformen der gemeinsam genutzten Matrix 48 und der Tastatur 22 können die Energieeffizienz verbessern und/oder die Reaktionszeit zum Erkennen eines Tastendrückvorgangs verringern. 11 veranschaulicht eine Ausführungsform einer beleuchteten Taste 125, bei welcher der Tastenschalter 38 und die LED 62 parallel zwischen einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81 (z. B. RN) und einer gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93 (z. B. CM) angeordnet sind. Eine Versorgungsspannung 126 (z. B. VDD, VEIN, VAUS) und ein Pull-up-Widerstand 127 (z. B. RPULL) der Tastatursteuereinheit 46 ist mit dem Vergleicher 106 (z. B. KM) verbunden. In manchen Ausführungsformen kann der Pull-up-Widerstand 127 im Wesentlichen größer (z. B. annähernd 2, 5, 10 oder 100 Mal größer) als der Widerstand 108 (z. B. RTASTE) parallel zur LED 62 sein. RTASTE 108 kann einen größeren Widerstandswert als die LED 62 besitzen, um zu ermöglichen, dass der meiste Strom in einer ersten Richtung 128 durch die LED 62 läuft, wenn die beleuchtete Taste 125 während des Betriebsintervalls 122 gedrückt ist.
  • Ein Leitungsschalter 129 (z. B. LN) verbindet den Tastenschalter 38 und die LED 62 während des Erfassungsintervalls 124 mit der Masse und ist während des Betriebsintervalls 122 offen. Der Tastenerfassungsschalter 110 der Tastatursteuereinheit 46 wird während des Erfassungsintervalls 124 geschlossen, um das Erkennen eines Tastendrückvorgangs zu ermöglichen. Während des Betriebsintervalls 122 leitet die Stromsenke 79 den Betriebsstrom in der ersten Richtung 128 durch die LED 62. Wenn die beleuchtete Taste 125 während des Erfassungsintervalls 124 nicht gedrückt ist, fließt aufgrund des offenen Tastenschalters 38 und der Ausrichtung der LED 62 im Wesentlichen kein Strom in einer zweiten Richtung 130 durch RPULL 127 und LN 129 zur Masse. Wenn der Tastenschalter 38 während des Erfassungsintervalls 124 offen ist, kann das Spannungssignal (VVERGL) am Vergleicher 106 durch Gleichung 1 definiert werden: VVERGL = VDD Gleichung 1 Wenn die beleuchtete Taste 125 während des Erfassungsintervalls 124 gedrückt ist, fließt aufgrund des geschlossenen Tastenschalters 38 ein Strom in der zweiten Richtung 130 durch RPULL 127 und LN 129 zur Masse, wodurch das Spannungssignal am Vergleicher 106 abfällt. Wenn der Tastenschalter 38 während des Erfassungsintervalls 124 geschlossen ist, ist VVERGL am Vergleicher 106 geringer als VDD und kann durch Gleichung 2 definiert werden: VVERGL = VDD·RTASTE/(RTASTE + RPULL) Gleichung 2
  • Der Vergleicher 106 kann den Tastendrückvorgang als einen Abfall von VVERGL erfassen. Der Pull-up-Widerstand 127 ermöglicht es, dass VVERGL am Vergleicher 106 annähernd die Versorgungsspannung 126 ist, es sei denn der Schalter Tastenerfassungsschalter 110 ist geschlossen.
  • 12 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer beleuchteten Taste 131, bei welcher der Tastenschalter 38 und die LED 62 parallel zwischen einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung 81 (z. B. RN) und einer gemeinsam genutzten Spaltenleitung 93 (z. B. CM) angeordnet sind. Die beleuchtete Taste 131 besitzt eine in Sperrrichtung geschaltete Diode 131, die in Reihe mit dem Tastenschalter 38 und parallel zur LED 62 angeordnet ist. Die in Sperrrichtung geschaltete Diode 131 kann im Wesentlichen jeglichen Betriebsstrom in der ersten Richtung 129 durch den geschlossenen Tastenschalter 38 während des Betriebsintervalls 122 sperren und dadurch ermöglichen, dass im Wesentlichen der gesamte Betriebsstrom die LED 62 betreibt. Die in Sperrrichtung geschaltete Diode 131 kann es der LED 62 ermöglichen, einen gewünschten Betriebsstrom während eines Tastendrückvorgangs aufrechtzuerhalten, wodurch eine Auswirkung des Tastendrückvorgangs auf die Helligkeit und/oder Farbe der LED 62 verringert wird. In mancher Ausführungsform kann die beleuchtete Taste 131 mit der Diode 132 mit dem Vergleicher 106, einem Pull-up-Widerstand 133 (z. B. RPull) und VDD 126 verbunden sein, wie vorstehend bei 11 erläutert. Die Diode 132 kann es dem Widerstandswert des Pull-up-Widerstands 133 von 12 erlauben, geringer als der Widerstandswert des Pull-up-Widerstands 127 von 11 zu sein. Wie ersichtlich sein kann, verringert ein Verringern des Widerstandswertes des Pull-up-Widerstandes 133 die Reaktionszeit zum Erkennen eines Tastendrückvorgangs für den Vergleicher 106.
  • Wenn die beleuchtete Taste 131 während des Erfassungsintervalls 124 gedrückt ist, fließt aufgrund des geschlossenen Tastenschalters 38 ein Strom in der zweiten Richtung 130 durch RPULL 133 und LN 129 zur Masse, wodurch das Spannungssignal am Vergleicher 106 abfällt. Wie ersichtlich sein kann, ist die Diode 132 gegen den Stromfluss in der ersten Richtung 128 (z. B. während des Betriebsintervalls 122) in Sperrrichtung geschaltet und mit einem Stromfluss in der zweiten Richtung 130 (z. B. während des Erfassungsintervalls 124) in Durchlassrichtung geschaltet. Somit ist die Diode in der entgegengesetzten Ausrichtung der LED 62 geschaltet. Dementsprechend fließt im Erfassungsintervall 124 im Wesentlichen der gesamte Strom in der zweiten Richtung 130 durch die Diode 132, und im Wesentlichen fließt kein Strom in der zweiten Richtung 130 durch die LED 62. Im Betriebsintervall 122 fließt im Wesentlichen der gesamte Strom in der ersten Richtung 128 durch die LED 62, und im Wesentlichen fließt kein Strom in der ersten Richtung 128 durch die Diode 132, selbst wenn der Tastenschalter 38 geschlossen ist. Wenn der Tastenschalter 38 während des Erfassungsintervalls geschlossen ist, ist VVERGL am Vergleicher 106 kleiner als VDD und kann durch Gleichung 3 definiert werden: VVERGL = VDIODE Gleichung 3, wobei VDIODE der Spannungsabfall über die Diode 132 zur Masse ist. In manchen Ausführungsformen kann die Diode 132 der beleuchteten Taste 131 im Vergleich zu RTASTE 108 der beleuchteten Taste 125 eine schnellere Reaktionszeit des Vergleichers 106 zum Erkennen des Tastendrückvorgangs ermöglichen. Darüber hinaus können die beleuchteten Tasten 131 mit der Diode 132 in Reihe mit dem Tastenschalter 38 im Vergleich zu den beleuchteten Tasten 125 mit RTASTE 108 in Reihe mit dem Tastenschalter 38 einen verringerten Energieverbrauch und/oder eine verringerte Wärmeerzeugung der Tastatursteuereinheit 46 und der gemeinsam genutzten Matrix 48 ermöglichen.
  • Dioden erlauben primär einen Stromfluss in der Durchlassrichtung (z. B. die erste Richtung 128 durch die LED 62, die zweite Richtung 130 durch die Diode 132); es kann jedoch ein relativ kleiner Leckstrom in umgekehrter Richtung fließen. 13 veranschaulicht eine Ausführungsform einer beleuchteten Taste 134 mit einem Umgehungspfad 135 um die LED 62 herum. Während des Betriebsintervalls 122 ist ein Umgehungsschalter 134 offen, um es dem Betriebsstrom zu ermöglichen, in der ersten Richtung 128 zu fließen und die LED 62 zu betreiben. Wenn die beleuchtete Taste 134 während des Erfassungsintervalls 124 gedrückt ist (z. B. der Tastenschalter 38 geschlossen ist), schließt sich der Umgehungsschalter 136 mit dem Tastenschalter 38, um es einem Strom über die beleuchtete Taste 134 zu erlauben, die LED 62 zur Masse zu umgehen. Der Umgehungsschalter 136 kann jeglichen Leckstrom im Wesentlichen verringern oder vom Durchlaufen der LED 62 in der zweiten Richtung 130 abhalten. Das Verringern des Leckstroms in der umgekehrten Richtung durch eine Diode (z. B. die LED 62) kann Verschleiß verringern und die Nutzlebensdauer der Diode vergrößern.
  • Während des Betriebs der elektronischen Vorrichtung 10 kann die elektronische Vorrichtung in einen Standby-Modus oder Ruhezustand eintreten, wie nach einer Zeitdauer der Inaktivität oder einer Benutzerauswahl des Standby-Modus. Der Energieverbrauch durch die elektronische Vorrichtung 10 und die Tastatur 22 während des Standby-Modus kann durch Abschalten der Lichtquellen 62 für die Tasten 38, Verringern einer Betriebsgeschwindigkeit des Prozessors 12, Abschalten der Anzeige 18 oder eine beliebige Kombination davon verringert werden. Wie ersichtlich sein kann, ermöglicht es der Standby-Modus dem Bediener, die elektronische Vorrichtung 10 aufzuwecken und den vollständigen Betrieb der elektronischen Vorrichtung 10 schneller wiederaufzunehmen als beim Einschalten der elektronischen Vorrichtung 10 aus dem ausgeschalteten Zustand. 14 veranschaulicht eine Ausführungsform, in der die Tastatur 22 auf ein Drücken einer beliebigen Taste hin aus dem Standby-Modus aufgeweckt werden kann.
  • Um einen Tastendrückvorgang zu erkennen, sind die gemeinsam genutzten Spaltenleitungen 93 der beleuchteten Tasten 131 im Standby-Modus durch Standby-Schalter 138 zusammen kurzgeschlossen, und jede der gemeinsam genutzten Zeilenleitungen 81 der beleuchteten Tasten 131 ist über die entsprechenden Leitungsschalter 129 mit der Masse verbunden. In manchen Ausführungsformen ohne gemeinsam genutzte Zeilenleitungen 81 und/oder gemeinsam genutzte Spaltenleitungen 93 sind die Spaltenleitungen 71 der Tastenschalter 38 im Standby-Modus durch die Standby-Schalter 138 zusammen kurzgeschlossen, und/oder jede der Zeilenleitungen 69 der Tastenschalter ist über die entsprechenden Leitungsschalter 129 mit der Masse verbunden. Die Standby-Schalter 138 sind mit einem Weckvergleicher 139 verbunden. Im Standby-Modus wird das Spannungssignal am Weckvergleicher 139 durch einen Standby-Widerstand 140 (RSB) zu VDD 126 (z. B. VEIN, VAUS) hochgezogen, bis ein Tastenschalter 38 geschlossen wird. Der Weckvergleicher 139 kann erkennen, wenn eine beliebige beleuchtete Taste 131 gedrückt ist, da jeder geschlossene Tastenschalter 38 einen Strom über den Standby-Widerstand 140 zieht, um das Spannungssignal am Weckvergleicher 139 zu verringern. Der Widerstandswert von RSB 140 kann relativ groß sein (z. B. annähernd 5 kΩ, 10 kΩ, 20 kΩ oder mehr), um im Standby-Modus den Stromfluss in der zweiten Richtung 130 (z. B. in Sperrrichtung) durch die LEDs 62 zu begrenzen.
  • Der Ablaufplan von 15 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 150 zum Betreiben der Tastatursteuereinheit 46, um die Tasten 38 und die LEDs 62 der gemeinsam genutzten Matrix 48 anzusprechen. In Block 152 empfängt die Tastatursteuereinheit 46 eine Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe, welche die Steuerlogik 54 verwendet, um zu ermitteln, welche LEDs 62 während der Abtastperiode einzuschalten sind. Zum Beispiel kann die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe die Steuerlogik 54 anweisen, alle Tasten 38 oder einen Teilsatz der Tasten 38 hintergrundzubeleuchten. In manchen Ausführungsformen kann es sich bei dem Teilsatz der Tasten 38 um Buchstaben, Konsonanten, Vokale, Satzzeichen, Zahlen, Befehle (z. B. Eingabetaste, Rücktaste, Pos1, Ende), Pfeiltasten oder Funktionstasten handeln. Die Tastatursteuereinheit 46 spricht die gemeinsam genutzte Matrix 48 zeilenweise an. Zu Beginn jeder Abtastperiode 82 setzt die Tastatursteuereinheit 46 in Block 154 einen Zeilenzähler zurück (z. B. X = 0). Die Tastatursteuereinheit 46 kann jede Zeile sequenziell ansprechen. In Block 156 erhöht (z. B. X = X + 1) die Tastatursteuereinheit 46 den Zeilenzähler, um die nächste Zeile von Tasten 38 und LEDs 62 anzusprechen.
  • Um jede Zeile anzusprechen, schaltet die Steuerlogik 54 in Block 158 den Zeilentransistor WX ein, um den Zeilenpin RX anzusprechen. Die Steuerlogik 54 spricht während eines Zeilenintervalls 84 jeden Zeilenpin an. Während des Zeilenintervalls 84 steuert die Steuerlogik 54 in Block 160 die Stromsenken P1 bis PM, um die Lichtquellen (z. B. die LEDs 62) auf der Grundlage der Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe für den angesprochenen Zeilenpin RX einzuschalten, wobei M für die Menge von Spaltenpins 76 und Lichtquellen pro Zeilenpin RX steht. Die Steuerlogik 54 betreibt die Lichtquellen während eines Betriebsintervalls 122 des Zeilenintervalls 84. In manchen Ausführungsformen erkennt die Steuerlogik 54 in Block 162 während des Betriebsintervalls 122 Tastendrückvorgänge für die M Spaltenpins 76. In manchen Ausführungsformen kann ein Drücken einer hintergrundbeleuchteten Taste während des Betriebsintervalls 122 die Lichtquelle ausschalten. In anderen Ausführungsformen kann eine Taste 38 hintergrundbeleuchtet bleiben, während die Taste 38 gedrückt ist.
  • Die Steuerlogik 54 kann in Block 164 das Betriebsintervall 122 beenden, indem die Stromsenken P1 bis PM derart gesteuert werden, dass die Lichtquellen ausgeschaltet werden, bevor in Block 162 Tastendrückvorgänge erkannt werden. In Block 166 kann die Steuerlogik 54 ein Erfassungsintervall 124 des Zeilenintervalls 84 starten, indem Ansprechmodi vom Betreiben von Lichtquellen hin zum Erkennen von Tastendrückvorgängen geändert werden. Die Steuerlogik 54 kann Ansprechmodi vor dem Schließen der Tastenerfassungsschalter 110 und/oder vor dem Schließen der Leitungsschalter 129 ändern. Die Steuerlogik 54 kann die Dauer des Betriebsintervalls 122 und des Erfassungsintervalls 124 als Anteile des Zeilenintervalls 84 einstellen. Die Helligkeit der Lichtquellen (z. B. LEDs 62) kann proportional zum Verhältnis des Betriebsintervalls 122 zum Zeilenintervall 84 sein. Ein Erhöhen der Dauer des Betriebsintervalls 122 als einen prozentualen Anteil der Dauer des Zeilenintervalls 84 erhöht die wahrgenommene Helligkeit der Lichtquellen. Nach Ablaufen des Zeilenintervalls 84 ermittelt die Steuerlogik 54 in Block 168, ob der Zähler gleich der Menge N von Zeilenpins ist. Wenn der Zähler weniger als die Menge N beträgt, wiederholt die Steuerlogik 54 die Blöcke 156 bis 166, um den nächsten Zeilenpin anzusprechen, bis die Abtastperiode abgelaufen ist. Wenn der Zähler gleich der Menge N ist, ist die Abtastperiode abgelaufen. Die Steuerlogik 54 kehrt dann zu Block 152 zurück, um eine Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe zu empfangen, setzt den Zähler in Block 154 zurück und beginnt in Block 156 mit der nächsten Abtastperiode 82.
  • Die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsformen wurden in beispielhafter Weise gezeigt, und es sollte sich verstehen, dass diese Ausführungsformen vielfältigen Modifikationen und alternativen Formen unterliegen können. Es sollte sich ferner verstehen, dass die Ansprüche nicht als auf die bestimmten offenbarten Formen beschränkt gedacht sind, sondern vielmehr alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativem abdecken sollen, die innerhalb des Geistes und Umfangs dieser Offenbarung liegen.

Claims (29)

  1. Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Tastatur, die eingerichtet ist, der elektronischen Vorrichtung eine Benutzereingabe bereitzustellen, wobei die Tastatur Folgendes umfasst: eine Vielzahl von in einer Tastenmatrix angeordneten Tasten, wobei die Tastenmatrix eine Vielzahl von mit einem Prozessor gekoppelten Tastenzeilenleitungen und eine Vielzahl von mit dem Prozessor gekoppelten Tastenspaltenleitungen umfasst, eine Vielzahl von Lichtquellen, die eingerichtet sind, die Vielzahl von Tasten hintergrundzubeleuchten, wobei die Vielzahl von Lichtquellen in einer Hintergrundbeleuchtungsmatrix angeordnet ist, wobei die Hintergrundbeleuchtungsmatrix eine Vielzahl von mit dem Prozessor gekoppelten Hintergrundbeleuchtungs-Zeilenleitungen und eine Vielzahl von mit dem Prozessor gekoppelten Hintergrundbeleuchtungs-Spaltenleitungen umfasst, und eine Tastatursteuereinheit, die den Prozessor umfasst, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, die Vielzahl von Tasten abzutasten, um Tastendrückvorgänge zu erkennen und mindestens eine Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen zu betreiben, wobei die Vielzahl von Hintergrundbeleuchtungs-Zeilenleitungen und die Vielzahl von Tastenzeilenleitungen eine Vielzahl von gemeinsam genutzten Leitungen umfassen.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, die mindestens eine Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen zumindest teilweise auf der Grundlage einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe zu betreiben.
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Tasten eine Vielzahl von Tastenschaltern umfasst und die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs) umfasst.
  4. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jeder Tastenschalter der Vielzahl von Tastenschaltern parallel zu einer LED der Vielzahl von LEDs angeordnet ist.
  5. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder Tastenschalter der Vielzahl von Tastenschaltern einen Widerstand mit einem Widerstandswert größer als annähernd 1000 Ω umfasst.
  6. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder Tastenschalter der Vielzahl von Tastenschaltern eine in einer entgegengesetzten Richtung zur entsprechenden LED der Vielzahl von LEDs geschaltete Diode umfasst.
  7. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Hintergrundbeleuchtungs-Spaltenleitungen und die Vielzahl von Tastenspaltenleitungen eine Vielzahl von gemeinsam genutzten Leitungen umfasst.
  8. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tastatursteuereinheit eine Vielzahl von Vergleichern umfasst, die eingerichtet sind, zu erkennen, wenn eine Taste der Vielzahl von Tasten gedrückt ist, und die Vielzahl von Vergleichern mit der Vielzahl gemeinsam genutzter Spalten gekoppelt ist.
  9. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Tastatursteuereinheit eine Vielzahl von Pull-up-Widerständen umfasst, wobei jeder Vergleicher der Vielzahl von Vergleichern mit einem entsprechenden Pull-up-Widerstand gekoppelt ist.
  10. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tastatursteuereinheit einen mit der Vielzahl von Tastenspaltenleitungen gekoppelten Weckvergleicher umfasst, wobei der Weckvergleicher eingerichtet ist, zu erkennen, wenn eine beliebige Taste der Vielzahl von Tasten gedrückt ist.
  11. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, mindestens eine Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen während eines Betriebsintervalls zu betreiben und die Vielzahl von Tasten während eines Erfassungsintervalls abzutasten, wobei das Betriebsintervall von dem Erfassungsintervall getrennt ist.
  12. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, die Helligkeit der Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen durch Anpassen einer Betriebsdauer des Betriebsintervalls zu einer Erfassungsdauer des Erfassungsintervalls anzupassen.
  13. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, eine erste Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen zu betreiben, um eine erste Taste ungeachtet dessen hintergrundzubeleuchten, ob die erste Taste gedrückt ist.
  14. System, umfassend: eine gemeinsam genutzte Matrix, umfassend: eine Vielzahl von Tastenpaaren, die auf einer Vielzahl von Zeilenleitungen und einer Vielzahl von Spaltenleitungen angeordnet sind, wobei jedes Tastenpaar einen Tastenschalter und eine Lichtquelle umfasst, eine Vielzahl von gemeinsam genutzten Zeilenpins, wobei jeder gemeinsam genutzte Zeilenpin mit Tastenpaaren der Vielzahl von Tastenpaaren gekoppelt ist, die auf einer Zeilenleitung der Vielzahl von Zeilenleitungen angeordnet sind, eine Vielzahl vom gemeinsam genutzten Spaltenpins, wobei jeder gemeinsam genutzte Spaltenpin mit Tastenpaaren der Vielzahl von Tastenpaaren gekoppelt ist, die auf einer Spaltenleitung der Vielzahl von Spaltenleitungen angeordnet sind, und eine Tastatursteuereinheit, die mit der gemeinsam genutzten Matrix durch die Vielzahl von gemeinsam genutzten Zeilenpins und die Vielzahl von gemeinsam genutzten Spaltenpins gekoppelt ist, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, die Vielzahl von gemeinsam genutzten Zeilenpins während einer Abtastperiode anzusprechen, wobei die Abtastperiode ein Zeilenintervall für jeden gemeinsam genutzten Zeilenpin und jede entsprechende Zeilenleitung umfasst und die Tastatursteuereinheit während der entsprechenden Zeilenintervalle eingerichtet ist, zu erkennen, wenn ein Tastenschalter der mit dem gemeinsam genutzten Zeilenpin gekoppelten Tastenpaare geschlossen ist, und um eine Lichtquelle der mit dem gemeinsam genutzten Zeilenpin gekoppelten Tastenpaare auf der Grundlage einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe zu betreiben.
  15. System nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs) umfasst.
  16. System nach Anspruch 14, wobei die Lichtquelle und der Schalter jedes Tastenpaares parallel zwischen einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung gekoppelt sind.
  17. System nach Anspruch 16, wobei die Lichtquelle jedes Tastenpaares eingerichtet ist, eingeschaltet zu bleiben, wenn der Schalter des entsprechenden Tastenpaares geschlossen ist.
  18. System nach Anspruch 16, wobei der Schalter von mindestens einem Tastenpaar einen Widerstand oder eine in Sperrrichtung geschaltete Diode umfasst.
  19. System nach Anspruch 14, wobei jedes Zeilenintervall ein Betriebsintervall und ein Erfassungsintervall umfasst, wobei die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, eine Lichtquelle der auf der entsprechenden Zeilenleitung angeordneten Tastenpaare während des Betriebsintervalls zu betreiben, und die Tastatursteuereinheit eingerichtet ist, zu erkennen, wenn ein Tastenschalter der auf der entsprechenden Zeilenleitung angeordneten Tastenpaare während des Erfassungsintervalls geschlossen ist.
  20. Verfahren zum Betreiben einer hintergrundbeleuchteten Computertastatur, umfassend: Empfangen einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe, wobei die Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe Betriebsanweisungen für eine Vielzahl von Lichtquellen umfasst, die angeordnet sind, um eine Vielzahl von Tasten der Computertastatur individuell hintergrundzubeleuchten, und Ansprechen einer gemeinsam genutzten Matrix von Tastenpaaren, wobei jedes Tastenpaar eine Lichtquelle der Vielzahl von Lichtquellen und eine Taste der Vielzahl von Tasten umfasst, wobei jedes Tastenpaar mit einem Zeilenpin einer Vielzahl von Zeilenpins und mit einem Spaltenpin einer Vielzahl von Spaltenpins gekoppelt ist, und wobei das Ansprechen der gemeinsam genutzten Matrix von Tastenpaaren umfasst: Steuern der Vielzahl von Lichtquellen zumindest teilweise auf der Grundlage der Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe und Erkennen von Tastendrückvorgängen der Vielzahl von Tasten.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Ansprechen der gemeinsam genutzten Matrix von Tastenpaaren ein Ansprechen jedes Zeilenpins der Vielzahl von Zeilenpins in Zeilenintervallen und ein Steuern von Stromsenken auf der Vielzahl von Spaltenpins umfasst, um die Vielzahl von auf einem Zeilenpin angeordneten Lichtquellen während eines entsprechenden Zeilenintervalls zu steuern.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Stromsenken auf der Vielzahl von Zeilenpins während eines Betriebsintervalls gesteuert werden und Tastendrückvorgänge der Vielzahl von Tasten auf der Vielzahl von Spaltenpins während eines Erfassungsintervalls erkannt werden und jedes entsprechende Zeilenintervall das Betriebsintervall und das Erfassungsintervall umfasst.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Ansprechen der gemeinsam genutzten Matrix von Tastenpaaren ein Schalten von Tastenerfassungsschaltern auf der Vielzahl von Spaltenpins während jedes entsprechenden Zeilenintervalls umfasst, um zwischen dem Betriebsintervall und dem Erfassungsintervall zu wechseln.
  24. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Betriebsanweisungen für die Vielzahl von Lichtquellen zumindest teilweise auf einer derzeitigen Benutzeraktivität, Umgebungsbedingung oder Benutzersteuerung oder einer Kombination davon beruhen.
  25. Herstellungsartikel, umfassend: ein oder mehrere gegenständliche, maschinenlesbare Medien, die zumindest kollektiv Anweisungen umfassen, die eingerichtet sind, durch einen Prozessor einer Tastatursteuereinheit ausgeführt zu werden, wobei die Anweisungen Anweisungen zu Folgendem umfassen: Betreiben einer Vielzahl von Lichtquellen, die in einer gemeinsam genutzten Matrix mit einer Vielzahl von Tasten angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Lichtquellen und die Vielzahl von Tasten in der gemeinsam genutzten Matrix in einer Vielzahl von Tastenpaaren entlang einer Vielzahl von Zeilenleitungen und einer Vielzahl von Spaltenleitungen angeordnet sind, wobei eine Lichtquelle jedes Tastenpaares zumindest teilweise auf der Grundlage einer Tastenhintergrundbeleuchtungs-Eingabe entlang einer gemeinsam genutzten Zeilenleitung der Vielzahl von Zeilenleitungen und einer entsprechenden gemeinsam genutzten Spaltenleitung der Vielzahl von Spaltenleitungen betrieben wird, und Überwachen der Vielzahl von in der gemeinsam genutzten Matrix angeordneten Tasten zum Erkennen von Tastendrückvorgängen, wobei ein Tastendrückvorgang der Taste jedes Tastenpaares entlang der entsprechenden gemeinsam genutzten Zeilenleitung und der entsprechenden gemeinsam genutzten Spaltenleitung erkannt wird.
  26. Herstellungsartikel nach Anspruch 25, umfassend Anweisungen zum Ansprechen der Vielzahl von Tastenpaaren der gemeinsam genutzten Matrix während sequenzieller Zeilenintervalle für jede Zeilenleitung, wobei die Anweisungen zum Betreiben der Vielzahl von Lichtquellen während eines Betriebsintervalls jedes Zeilenintervalls auftreten und die Anweisungen zum Überwachen der Vielzahl von Tasten zum Erkennen von Tastendrückvorgängen während eines Erfassungsintervalls jedes Zeilenintervalls auftreten.
  27. Herstellungsartikel nach Anspruch 26, umfassend Anweisungen zum Anpassen einer Dauer jedes Betriebsintervalls, um eine Helligkeit der während des entsprechenden Betriebsintervalls betriebenen Vielzahl von Lichtquellen anzupassen.
  28. Herstellungsartikel nach Anspruch 25, umfassend Anweisungen zum Aufwecken einer mit der Tastatursteuereinheit gekoppelten Vorrichtung als Reaktion auf ein Erkennen eines Tastendrückvorgangs einer beliebigen Taste der Vielzahl von Tasten.
  29. Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Tastatur, die eingerichtet ist, der elektronischen Vorrichtung eine Benutzereingabe bereitzustellen, wobei die Tastatur umfasst: eine Vielzahl von in einer Tastenmatrix angeordneten Tasten, wobei jede Taste der Vielzahl von Tasten mit einem entsprechenden Tastendrückvorgangs-Vergleicher gekoppelt ist, der eingerichtet ist, einen Tastendrückvorgang einer entsprechenden Taste während einer Abtastperiode zu erkennen, wobei die Vielzahl von Tasten mit einem Weckvergleicher gekoppelt ist, der eingerichtet ist, einen Tastendrückvorgang einer beliebigen Taste der Vielzahl von Tasten während eines Ruhemodus zu erkennen, und der Weckvergleicher eingerichtet ist, die elektronische Vorrichtung aus einem Standby-Modus zumindest teilweise auf der Grundlage der Erkennung eines beliebigen Tastendrückvorgangs aufzuwecken.
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