JP3677012B2 - 携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願には、2001年5月29日に出願された台湾出願番号090112972が、参照されることによって取り込まれるものとする。
本発明は、一般的には、信号読み取り装置に関し、より詳細には、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この数年間、携帯用コンピュータの技術開発は、非常に活発であった。高い機動性のために、一般にノート型コンピュータと呼ばれる携帯用コンピュータは、ビジネスマンにとって欠くことのできない道具になった。
【０００３】
コンピュータシステムにおいて、周辺入出力装置は、ユーザとコンピュータホストとを結び付ける。ユーザは、周辺入力装置を介して、コンピュータホストにコマンドを入力する。各コマンドは、キャラクタまたはファンクションである。コマンドを受信した後に、コンピュータホストは、このコマンドに従って動作する。コンピュータシステムの現在の周辺入力装置の全ての中で、キーボードは、最も重要な装置である。キーボードは、いくつかのキーボードボタンを有していて、各キーボードボタンは、コマンドに対応している。従って、各キーボードボタンは、キャラクタまたはファンクションに対応している。キーボードは、キーボードボタンに加えて、キーボード−コマンド読み取り装置も有している。ユーザがキーボードボタンを押し下げると、キーボード−コマンド読み取り装置は、キーボードボタンに対応するデジタル信号を、キーボードからコンピュータホストに出力する。コンピュータホストは、キーボードにおけるキーボードボタンの押し下げによってユーザから与えられたコマンドに従って動作する。従って、キーボード−コマンド読み取り装置は、入力コマンドを対応するデジタル信号に変換し、このデジタル信号をコンピュータホストに伝送するために使われる。
【０００４】
図１に、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。この携帯用コンピュータシステムにおいて、キーボードは、組み込み型の制御装置 ( EC ) 102 によって制御される。組み込み型の制御装置 102 は、実質的にはマイクロプロセッサである。このマイクロプロセッサは、読み出し専用メモリ ( ROM ) 、ランダムアクセスメモリ ( RAM ) 、レジスタ、及び入出力インターフェースのような、いくつかの内部デバイスを備えている。組み込み型の制御装置 102 において、複雑なコマンドコードを設計することによって、この組み込み型の制御装置 102 は、外部クロック信号 ( CK ) に従って、様々な複雑な機能を実行することが可能になる。図１に示したように、従来のキーボード−コマンド読み取り装置は、組み込み型の制御装置 102 、デコーダ 104 、及びマルチプレクサ 106 を備えている。
【０００５】
従来の装置によってキーボード−コマンドを読み取る手順は、概略、以下の通りである。クロック信号 ( CK ) が、デコーダ 104 に入力される。従って、デコーダ 104 は、組み込み型の制御装置 102 と同期して動作することができる。組み込み型の制御装置 102 は、定期的に制御信号 ( cs ) をデコーダ 104 に出力する。各制御信号は、４ビットのデジタル信号である。組み込み型の制御装置 102 は、各クロック周期毎に、クロック信号 ( CK ) に従って、制御信号のうちの１つを出力する。組み込み型の制御装置 102 から出力される制御信号 ( cs ) の大きさは、それぞれ、２進数の形式における (0000)2 から (1111)2 まで増加する順序、すなわち、１０進数の形式における 0 から 15 まで増加する順序となっている。第１の制御信号 ( cs ) (0000)2 は、組み込み型の制御装置 102 が第１のクロック信号 ( CK ) を受信する第１のクロック期間中に出力される。第２の制御信号 ( cs ) (0001)2 は、組み込み型の制御装置 102 が第２のクロック信号 ( CK ) を受信する第２のクロック期間中に出力される。最後の制御信号 ( cs ) (1111)2 が組み込み型の制御装置 102 から出力されるまで、全ての他の制御信号 ( cs ) が、この方法で順番に出力される。それから、次のクロック周期に、組み込み型の制御装置 102 から出力される制御信号 ( cs ) は、再び (0000)2 に戻る。組み込み型の制御装置 102 は、制御信号 ( cs ) を、上述した方法で、デコーダ 104 に定期的に出力する。デコーダ 104 は、組み込み型の制御装置 102 における対応する制御信号出力ノード ( EO ) と、それぞれが接続されている、４つの制御信号入力ノード ( CS ) を有している。組み込み型の制御装置 102 が制御信号 ( cs ) を出力するとき、制御信号 ( cs ) の各ビットが、組み込み型の制御装置 102 における対応する信号出力ノード ( EO ) から、デコーダ 104 における対応する信号入力ノード ( CS ) に、並列に出力される。
【０００６】
図２に、デコーダ 104 から出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートを示す。デコーダ 104 は、図１に示したように、それぞれに、SO0、SO1、SO2、…、SO15という符号が付けられた１６個の信号出力ノードを有している。デコーダ 104 は、クロック周期中に受信した制御信号 ( cs ) に基づいて、対応する信号出力ノード ( SO ) から、スキャン−入力信号 ( si ) を出力するために用いられる。デコーダ 104 は、２進数の形式における (0000)2 から (1111)2まで増加する順序、すなわち１０進数の形式における０から１５まで増加する順序で、定期的に制御信号 ( cs ) を受信する。制御信号 ( cs ) (0000)2 を受信すると、デコーダ 104 は、第１の信号出力ノード ( SO0 ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。制御信号 ( cs ) (0001)2 を受信すると、デコーダ 104 は、第２の信号出力ノード ( SO1 ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。スキャン−入力信号 ( si ) は、上述した方法で、各クロック周期の間、定期的にデコーダ 104 における対応する信号出力ノード ( SO ) から出力される。従って、デコーダ 104 から出力される、それぞれのスキャン−入力信号 ( si ) の位相は異なっている。デコーダ 104 の１６個の信号出力ノード ( SO ) から、それぞれ出力されるスキャン−入力信号 ( si ) のタイミングチャートを図２に示す。
【０００７】
図３Ａ〜３Ｂに、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 100 におけるキーボード−マトリックス回路 108 の図を示す。キーボードのキーボード−マトリックス回路 108 は、柔らかいパッド上に置かれた、１６本の水平回路ライン 302 と、８本の垂直回路ライン 304 とを備えている。図３Ａに示したように、各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と直交し、それぞれ、各ノード 306 を形成している。従って、キーボード−マトリックス回路は、１２８個のノード 306 を有している。図３Ｂに示したように、各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と直交しているが、相互に直接、接続されてはいない。
【０００８】
図４Ａ〜４Ｂに、キーボード−マトリックス回路内のノードの横断面図を示す。各キーボードボタン 401 の位置は、キーボード−マトリックス回路内のノード 306 と一致している。各キーボードボタン 401 の底には、導電性の黒鉛 402の層が設けられている。図４Ａに示したように、通常状態では、キーボードボタン 401(1) は押し下げられておらず、水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは相互に接触していない。しかしながら、図４Ｂに示したように、キーボードボタン 401(2) がユーザによって押し下げられると、押されたキーボードボタン 401(2) の底の黒鉛層 402 が、水平回路ライン 302 と、垂直回路ライン 304 との両方に接続される。黒鉛層 402 は導電性があるので、キーボードボタン 401(2) が押し下げられると、水平回路ライン 302 と、垂直回路ライン 304 とは、黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続される。要約すると、キーボードボタン 401 が押し下げられていない通常状態のとき、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、直接、相互に接続されていない。しかし、キーボードボタン 401 が押し下げられると、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、押されたキーボードボタン 401 の黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続される。水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 との間の、この形式の結合関係は、ノーマリーオープンと呼ばれる。各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と、それぞれノーマリーオープンの形式で結合されている。
【０００９】
図４Ａ〜４Ｂに示したノード 401(1) 及び 401(2) とそれぞれ対応する、スキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ａ〜５Ｂに示す。図４Ａに示したように、ノード 306 のキーボードボタン 401(1) が押し下げられていないとき、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、相互に電気的に接続されておらず、キーボード−マトリックス回路 108 は、スキャン−入力信号 ( si ) に応じたスキャン−出力信号 ( so ) を出力しない。この状態におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ａに示す。図５Ｂに示すように、ノード 306 のキーボードボタン 401(2) が押し下げられると、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とが、キーボードボタン 401(2) の黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続され、スキャン−出力信号 ( so ) が、スキャン−入力信号 ( si ) に応じて、デコーダ 104 から出力される。この状態におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ｂに示す。
【００１０】
図６に、キーボードボタンのうちの１つが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを示す。例えば、キーボードボタンのうちの１つが押し下げられ、押されたキーボードボタンに対応するノードが、第３の水平回路ライン及び第４の垂直回路ラインを有していたとすると、デコーダ 104 の第３の信号出力ノード ( SO2 ) から出力されたスキャン−入力信号 ( si2 ) は、第３の水平回路ラインと、押されたキーボードボタンの黒鉛の層とを介して、第４の垂直回路ラインに伝送される。従って、図６に示すように、スキャン−出力信号 ( so3 ) が、キーボード−マトリックス回路の第４の垂直回路ラインから出力される。
【００１１】
クロック信号 ( CK ) が、マルチプレクサ 106 に入力される。従って、マルチプレクサ 106 は、組み込み型の制御装置 102 と同期して動作することができる。マルチプレクサ 106 は、８つの信号入力ノード ( SI ) を有している。各信号入力ノードは、それぞれ、キーボードスキャンマトリックス 108 における、対応する垂直回路ラインに接続されている。スキャン−出力信号 ( so ) は、垂直回路ラインのうちの１つから、マルチプレクサ 106 における、対応する信号入力ノードに出力される。スキャン−出力信号 ( so ) を受信すると、マルチプレクサ 106 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) を組み込み型の制御装置 102 に伝送し、マルチプレクサ 106 の、どの信号入力ノード ( SI ) が、キーボード−マトリックス回路 108 から出力されたスキャン−出力信号 ( so ) を受信したかを、組み込み型の制御装置 102 に通知する。
【００１２】
組み込み型の制御装置 102 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) から、どの垂直回路ラインが電気的に導通しているかを検知し、かつ、組み込み型の制御装置 102 がマルチプレクサ出力信号 ( sm ) を受信するタイミングから、どの水平回路ラインが電気的に導通しているかを検知する。組み込み型の制御装置 102、デコーダ 104 、及びマルチプレクサ 106 が、同じクロック信号 ( CK ) に従って、同期して動作するので、組み込み型の制御装置 102 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) を受信する時間から、電気的に導通している水平回路ラインのアドレスを検知することができる。従って、組み込み型の制御装置 102 は、この方法で、キーボード−マトリックス回路における、押されたキーボードボタンのアドレスを検知することができる。それから、組み込み型の制御装置 102 は、押されたキーボードボタンに対応するコマンドデータ信号 ( SDATA ) を出力する。キーボードボタンとコマンドデータ信号との対応関係は、予め組み込み型の制御装置 102 のメモリ内に格納されている。コマンドデータ信号 ( SDATA ) は、コンピュータホストに、直列（シリアル）に出力される。従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、上述した方法で動作し、ユーザから与えられた入力コマンドを、対応するデジタルコマンドデータ信号に変換し、その後、このコマンドデータ信号を、コンピュータホストに伝送する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下のような欠点がある。第１に、組み込み型の制御装置は、実質的には中央処理装置(CPU)である。組み込み型の制御装置において複雑なコマンドセットを設計することによって、この組み込み型の制御装置は、一般的な論理回路のそれより複雑な機能を実行することが可能になる。従って、組み込み型の制御装置は、一般的な論理回路より相当に高価である。しかしながら、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するために、そのような複雑な埋め込み型の制御装置を使う必要はない。組み込み型の制御装置の代りに、適切に設計された論理デバイスによって、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行することができる。
【００１４】
第２に、従来のキーボード−コマンド読み取り装置は、基本入出力システム(BIOS)を介して、コンピュータホストによって制御される。携帯用コンピュータの製造業者は、BIOSのコマンドコードを使用するためのライセンスを得るために、BIOSの製造業者に使用料を支払わなければならない。ライセンスを得た後に、携帯用コンピュータの製造業者は、組み込み型の制御装置におけるキーボード−コマンド読み取りタスクの実行を制御するために、BIOSのコマンドコードに従って、ソフトウェアコマンドコードを設計しなければならない。加えて、組み込み型の制御装置におけるROM及びRAMのメモリ容量は限られている。組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行するときには、外部メモリを使わなければならない。ソフトウェアコマンドコードは、組み込み型の制御装置が、外部メモリを制御して、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するように設計されなければならない。従って、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するために、埋め込み型の制御装置を用いると、時間及び金銭的に高いコストがかかる。
【００１５】
第３に、異なる製造業者によって製造された組み込み型の制御装置には、互換性がない。携帯用コンピュータの各製造業者は、使用料及びソフトウェアコマンドコード設計のコストを抑えるために、通常、組み込み型の制御装置の製造業者の１つと協業する。しかしながら、組み込み型の制御装置の製造業者は、携帯用コンピュータの製造業者より少なく、組み込み型の制御装置の製造業者によって供給される組み込み型の制御装置は、限られている。携帯用コンピュータの製造業者の需要が増加しても、組み込み型の制御装置の製造業者は、限られた数の組み込み型の制御装置しか、各携帯用コンピュータの製造業者に供給できない。組み込み型の制御装置の供給不足の発生は予測不能であり、それは、携帯用コンピュータの製造業者による携帯用コンピュータ製品の生産数量に大きく影響する。もし、組み込み型の制御装置の供給不足が発生したら、携帯用コンピュータの製造業者は、別の製造業者によって製造された組み込み型の制御装置に変更する以外に、選択の余地がない。携帯用コンピュータの製造業者は、新しい組み込み型の制御装置を制御するための新しいソフトウェアコマンドコードの設計のために、余計な時間と金銭的コストを支払わなければならない。
【００１６】
第４に、組み込み型の制御装置は、携帯用コンピュータにおけるキーボード−コマンドを伝送することに加えて、例えば、スマート(smart)バッテリの電源状態の伝送や、CDドライブの再生の制御といった、他のタスクも持っている。従って、組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率は、十分ではない可能性がある。なぜなら、組み込み型の制御装置は、同時に多くの他のタスクを実行しなければならないからである。
【００１７】
要約すると、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下のような欠点がある。第１に、組み込み型の制御装置は、比較的高価である。第２に、異なる製造業者によって製造された埋め込み型の制御装置には、互換性がない。第３に、組み込み型の制御装置の供給不足の発生は予測不能であり、新しい組み込み型の制御装置に変更するためのコストは高い。第４に、組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率は十分ではない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、以下の目的を達成するように、改良され、かつ単純化された携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置を提供することである。第１に、携帯用コンピュータの製造業者の時間及び金銭的コストを抑えることである。第２に、組み込み型の制御装置の予測不能な供給不足の問題を解決することである。第３に、製造業者の製品を標準化することである。そして、第４に、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率を向上させることである。
【００１９】
本発明は、新しい携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置を提供することによって、上記で確認した目的を達成する。キーボードは、複数のボタンを有している。これらのボタンは、複数のキャラクタボタンと、複数のファンクションボタンとを含んでいる。各ボタンは、コマンドに対応している。この装置は、シフトレジスタ、キーボード−マトリックス回路、フィルタ、バッファ、アドレス発生器、マッピング装置、比較器、及び出力装置を具備している。シフトレジスタは、初期信号及びクロック信号に応じて、複数のスキャン−入力信号及び１つの基準信号を出力するために用いられる。前記シフトレジスタと接続されたキーボード−マトリックス回路は、スキャン−入力信号に応じて、スキャン−出力信号を出力するためのものである。このキーボード−マトリックス回路は複数のノードを有していて、各キーボードボタンは各ノードに対応している。前記キーボード−マトリックス回路と接続されたフィルタは、スキャン−出力信号のノイズをフィルタリングする（取り除く）ためのものである。このフィルタは、スキャン−出力信号に応じたフィルタ信号を出力する。前記フィルタと接続されたバッファは、フィルタ信号を更に安定化させるためのものである。このバッファは、フィルタ信号に応じたバッファ信号を出力する。前記シフトレジスタ及びバッファとそれぞれ接続されたアドレス発生器は、押されたボタンに対応するノードの位置を読み取るためのものである。このアドレス発生器は、基準信号を受信し、バッファ信号及び基準信号に応じたアドレス信号を出力する。前記アドレス発生器と接続されたマッピング装置は、アドレス信号に応じたマッピング信号を出力するためのものである。このマッピング信号は、押されたボタンに対応している。前記マッピング装置と接続された比較器は、マッピング信号及び複数の状態データに応じた比較信号を出力するためのものである。この比較器は、対応する状態データをそれぞれ格納するための複数の状態格納レジスタを備えていて、各状態格納レジスタは、それぞれ、ファンクションボタンのうちの１つと対応している。前記比較器と接続された出力装置は、比較信号に応じたデータクロック信号及びデータ出力信号を出力するためのものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明における他の目的、特徴、及び利点は、以下の、好ましいが、しかし本発明を限定するものではない実施形態の詳細な記述から明らかになる。この記述は、添付の図を参照して行われる。
【００２１】
図１（従来技術）は、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。
【００２２】
図２（従来技術）は、デコーダから出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートを示す。
【００２３】
図３Ａ（従来技術）は、キーボード−マトリックス回路の図を示す。
【００２４】
図３Ｂ（従来技術）は、キーボード−マトリックス回路の横断面図を示す。
【００２５】
図４Ａ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図を示す。
【００２６】
図４Ｂ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図を示す。
【００２７】
図５Ａ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００２８】
図５Ｂ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００２９】
図６（従来技術）は、キーボードボタンのうちの１つが押されたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００３０】
図７は、本発明の好ましい実施形態による、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。
【００３１】
図８は、本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタに入力される初期信号及びクロック信号と、このシフトレジスタから出力されるスキャン−入力信号とのタイミングチャートを示す。
【００３２】
図９は、フィルタに入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタから出力されるフィルタ信号とのタイミングチャートを示す。
【００３３】
図７に、本発明の好ましい実施形態による、開示された携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。図７に示したように、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、シフトレジスタ 702 、キーボード−マトリックス回路 704 、フィルタ 706 、バッファ 708 、アドレス発生器 710 、マッピング装置 712 、比較器 714 、及び出力装置 716 を具備している。
【００３４】
図８に、本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタ 702 に入力される初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) と、シフトレジスタ 702 から出力されるスキャン−入力信号 ( si ) とのタイミングチャートを示す。初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) は、シフトレジスタ 702 に入力され、このシフトレジスタ 702 を駆動する。初期信号 ( in ) は、クロック信号 ( CK ) に基づく１６クロック期間毎に、定期的にシフトレジスタ 702 に入力される。シフトレジスタ 702 は、それぞれに、Q0、Q1、…、Q15の符号が付けられた１６個の信号出力ノード (Q) を有している。シフトレジスタ 702 は、対応する信号出力ノード (Q) から、各クロック周期毎に１つのスキャン−入力信号 ( si ) を出力するために用いられる。本実施形態においては、シフトレジスタ 702 に入力される初期信号 ( in ) は正相信号であり、シフトレジスタ 702 から出力される全てのスキャン−入力信号 ( si ) は逆相信号である。初期信号 ( in ) を受信した時に、シフトレジスタ 702 は、第１の信号出力ノード Q0 から第１のスキャン−入力信号 ( si0 ) を出力する。次に、シフトレジスタ 702 は、次のクロック周期に、第２の信号出力ノード Q1 から第２の入力信号 ( si1 ) を出力し、さらに、３番目のクロック周期に、第３の信号出力ノード Q2 から第３のスキャン−入力信号 ( si2 ) を出力する。この方法で、シフトレジスタ 702 は、初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) に応じて、クロック周期毎に、対応する信号出力ノード ( Q ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。シフトレジスタの１６個の信号出力ノード (Q) から出力されるスキャン−入力信号 ( si ) のタイミングチャートを図８に示す。
【００３５】
シフトレジスタ 702 の各信号出力ノード (Q) は、キーボード−マトリックス回路 704 における対応する水平回路ラインと接続されている。キーボード−マトリックス回路 704 の動作は、上述し、かつ図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに示した従来のキーボード−マトリックス回路と同じである。１つのキーボードボタンが押し下げられると、スキャン−出力信号 ( so ) が、対応する垂直回路ラインからフィルタ 706 に出力される。
【００３６】
図９に、フィルタ 706 に入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタ 706 から出力されるフィルタ信号 ( fo ) のタイミングチャートを示す。キーボード−マトリックス回路 704 において、キーボードボタンは、スプリングによって柔らかいパッドと連結されている。キーボードを使用するとき、ユーザは、キーボードボタンを押し下げるために、十分に大きな力を加えなければならない。キーボードボタンが十分に押し下げられなかったとき、このキーボードボタンは、スプリングの力によって、短時間、本来の通常位置と押し下げられた位置との間で振動する。それは、対応する水平回路ラインと垂直回路ラインとの間の接続関係に影響を及ぼす。そして、信号の大きさが、高い電位から低い電位に変化するとき（キーボードボタンが押し下げられるとき）、及び、低い電位から高い電位に変化するとき（キーボードボタンが自動的に元に戻るとき )、キーボード−マトリックス回路 704 から出力されるスキャン−出力信号 ( so ) は、図９に示したように、安定しない。従って、スキャン−出力信号 ( so ) のノイズを取り除き、このスキャン−出力信号 ( so ) の安定性を向上させるために、フィルタ 706 が、キーボード−マトリックス回路 704 に接続されている。フィルタ 706 から出力されるフィルタ信号 ( fo ) を図９に示す。
【００３７】
フィルタ 706 は、８つの信号入力ノードを有している。キーボード−マトリックス回路 704 の各信号出力ノードは、それぞれ、フィルタ 706 における対応する信号入力ノードと接続されている。フィルタ 706 は、８つの信号出力ノードを有していて、かつ、バッファ 708 も、８つの信号入力ノードを有している。フィルタ 706 の各信号出力ノードは、それぞれ、バッファにおける対応する信号入力ノードと接続されている。スキャン−出力信号 ( so ) は、キーボード−マトリックス回路 704 における信号出力ノードのうちの１つから出力され、フィルタ 706 を介してバッファ 708 に伝送される。バッファ 708 は、フィルタ信号 ( fo ) の安定性を更に向上させるために用いられる。バッファ 708 から出力されるバッファ信号 ( bo ) は、安定した高電圧と、安定した低電圧とを有している。
【００３８】
アドレス発生器 710 は、シフトレジスタ 702 及びバッファ 708 の両方と接続されている。シフトレジスタ 702 は、初期信号 ( in ) を受信すると、基準(reference)信号 ( xo ) をアドレス発生器 710 に出力する。アドレス発生器 710 は、８つの信号入力ノードを有している。アドレス発生器 710 の各信号入力ノードは、それぞれ、バッファ 708 における対応する信号出力ノードと接続されている。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における対応するスキャン−出力ノードから出力されるスキャン−出力信号 ( so ) は、フィルタ 706及びバッファ 708 を通る別の経路を介して、アドレス発生器 710 における対応する信号入力ノードに伝送される。各スキャン−出力信号 ( so ) は、キーボード−マトリックス回路 704 における垂直回路ラインのうちの１つと対応するので、アドレス発生器 710 は、受信したバッファ信号 ( bo ) から、キーボード−マトリックス回路 704 における、どの垂直回路ラインが通電しているかを検知すると共に、このアドレス発生器 710 がバッファ信号 ( bo ) を受信したタイミングから、キーボード−マトリックス回路 704 における、どの水平回路ラインが通電しているかを検知する。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における、押されたキーボードボタンのアドレスが、アドレス発生器 710 によって検出される。それから、アドレス発生器は、予めアドレス発生器 710 のメモリ内に格納されていた、キーボード−マトリックス回路 704 におけるノードのアドレスと、ノードに対応するアドレス信号 ( ao ) との関係に基づいて、アドレス信号 ( ao ) を出力する。
【００３９】
マッピング装置 712 は、アドレス発生器 710 と接続されている。キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係は、予めマッピング装置 712 内に格納されている。このコマンドは、キャラクタまたはファンクションである。マッピング装置 712 は、アドレス信号 ( ao ) を受信すると、このマッピング装置 712 内に格納されていた対応関係に基づいて、対応するマッピング信号 ( mo ) を出力する。
【００４０】
各々の携帯用コンピュータの製造業者によって製造されたキーボード上のキーボードボタンの位置は異なっている。キーボードが異なる製造業者によって製造されれば、各キーボードボタンと、キーボード−マトリックス回路 704 における対応するノードとの関係は異なっている。従って、キーボードを交換したときには、マッピング装置 712 内に格納されていた、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係も変えなければならない。本発明においては、マッピング装置 712 は、プログラム可能な不揮発性メモリであってもよい。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係は、書き込み及び消去によってプログラムすることができる。この方法により、携帯用コンピュータに用いられるキーボードの種類に応じて、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係をプログラムし、かつ、予めマッピング装置 712 内に格納することが可能になる。従って、このキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、全ての種類のキーボードへの使用に適合し、このキーボード−コマンド読み取り装置 700 の互換性は、従来のキーボード−コマンド読み取り装置より格段に優れている。
【００４１】
もし、同一の製造業者によって製造される全てのキーボードのキーボードボタンが、キーボード上において全て同一の配置であれば、マッピング装置 712 は、必ずしもプログラム可能な不揮発性メモリである必要はない。それは、はるかに安い不揮発性メモリであってもよい。この種の携帯用コンピュータの製造業者の要求は、不揮発性メモリをマッピング装置 712 として用いることによって満たされる。
【００４２】
本実施形態においては、マッピング装置 712 内に格納されるマッピング信号 ( mo ) は、第１のデータ形式と、第２のデータ形式と、ファンクション状態形式とを含んでいる。各形式の機能及びそれらの間の関係を以下で詳細に述べる。
【００４３】
マッピング装置 712 から出力されるマッピング信号 ( mo ) は、比較器 714 によって受信される。比較器 714 は、いくつかの状態格納レジスタを備えている。携帯用コンピュータにおいては、ほとんどのキーボードボタンは、２つのコマンドに対応している。キーボードボタンに対応するコマンドは、携帯用コンピュータのキーボード上の、いくつかのファンクションキーの状態と共に変化する。ファンクションキーの状態を選択することによって、キーボードボタンに対応する適切なコマンドがキーボードから出力される。例えば、通常の状態において、英字に対応するキーボードボタンが押し下げられると、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置から出力されるデジタル信号は、小文字に対応するものとなる。しかし、キャプスロック(Caps Lock)キーが押されると、同じキーボードボタンが、同じ英字の大文字に対応するようになる。再度、キャプスロックキーが押されると、同じキーボードボタンは、再び小文字の英字に対応するようになる。従って、キャプスロックキーは、ファンクションキーの１つであり、同じキーボードボタンが押されたときに、大文字の英字を出力するか、または小文字の英字を出力するかを決定する。キャプスロックキーに加えて、数字ロック(Num Lock)キー、 オルト(Alt)キー、コントロール(ctrl)キー、ホーム(Home)キー、エンド(End)キー、インサート(Insert)キー、デリート(Delete)キー、及びバック(Back)キー等もまた、ファンクションキーであり、キーボードボタンと、対応するコマンドとの関係を変更するものである。
【００４４】
上記で挙げたファンクションキーの他に、別の種類の特別なファンクションキーすなわちFnキー(F1〜F12)がある。各Fnキーは、例えば、ディスプレイの輝度、画面のコントラスト、画面の位置、及び音量等の制御といった、携帯用コンピュータシステムの動作状態のうちの１つに対応している。各Fnキーは、対応する動作状態制御タスクを実行するために、他のキーボードボタンと共に押されなければならない。
【００４５】
比較器 714 は、いくつかの状態格納レジスタを備えている。各状態記憶レジスタは、対応するファンクションキーのトグル状態を格納するために、ファンクションキーのうちの１つに対応している。比較器 714 は、マッピング装置 712 から出力されるマッピング信号 ( mo ) を受信すると、このマッピング信号 ( mo ) と、比較器 714 における対応する状態格納レジスタ内に格納されていた各ファンクションキーのトグル状態とに基づいて、押されたキーボードボタンに対応する適切なコマンドが何かを決定する。
【００４６】
出力装置 716 は、比較器 714 と接続されている。出力装置 716 は、マッピング信号 ( mo ) を受信すると、データクロック信号 ( sclk ) 及びデータ出力信号 ( sdata ) を直列（シリアル）に出力する。このような方法で、本発明における携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置によって、キーボード−コマンド読み取りタスクが成し遂げられる。
【００４７】
本実施形態においては、マッピング装置 712 内に格納されたマッピング信号 ( mo ) は、第１のデータ形式と、第２のデータ形式と、ファンクション状態形式とを含んでいる。以下の記述における２つの例は、マッピング信号 ( mo ) の各形式の機能と、それらの間の関係とを示したものである。キーボード上の全てのキーボードボタンは、２つのグループ、すなわちキャラクタキーグループとファンクションキーグループとに分類される。キャラクタキーグループは、文字キーと、数字キーと、信号キーとを含んでいる。ファンクションキーグループは、例えば、キャプスロック(Caps Lock)キー、数字ロック(Num Lock)キー、 オルト(Alt)キー、コントロール(ctrl)キー、ホーム(Home)キー、エンド(End)キー、インサート(Insert)キー、デリート(Delete)キー、及びバック(Back)キー等のような通常のファンクションキーと、例えばFn(F1〜F12)キーのような特別なファンクションキーとを含んでいる。
【００４８】
例１
通常のファンクションキーまたはキャラクタキーのうちの１つが押されると、マッピング装置 712 は、各キーボードボタンと、キーボードボタンに対応するコマンドとの関係に基づいて、マッピング信号 ( mo ) を出力する。携帯用コンピュータにおいては、ほとんどのキーボードボタンは、２つのコマンドに対応している。キーボードボタンが、それぞれ、２つのコマンドに対応しているとすると、同一のキーボードボタンに対応する２つのコマンドは、第１のデータ形式と、第２のデータ形式とに、それぞれ格納される。キーボードボタンが１つのコマンドにのみ対応しているとすると、対応するコマンドは、第１のデータ形式と、第２のデータ形式とのうちの１つに格納される。更に、ファンクション状態形式は、適当な長さを持つデータリストである。このデータリストの各ビットは、ファンクションキーのうちの１つと対応している。例えば、キャプスロックキーが押されているか否かは、ファンクション状態形式における対応するビットの「１」または「０」によって表される。キャプスロックキーが押されていれば、ファンクション状態形式における対応するビットは「１」である。そうでなければ、キャプスロックキーが押されていないことを表すために、ファンクション状態形式における対応するビットは「０」となる。マッピング装置 712 は、マッピング信号 ( mo ) を比較器 714 に出力する。比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) を受信すると、このマッピング信号 ( mo ) に応じて、対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データを変更する。一般のファンクションキー、例えばキャプスロックキーが押されると、比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) に応じて、キャプスロックキーに対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データを変更する。文字キーが押されると、対応するマッピング信号 ( mo ) における第１のデータ形式及び第２のデータ形式は、それぞれ、大文字及び小文字に対応するようになる。比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) と、キャプスロックキーに対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データとに基づいて、対応する比較信号 ( co ) を出力する。
【００４９】
例２
特別なファンクションキー、例えばFnキーに対応するマッピング信号 ( mo ) の形式は、キャラクタキー及び一般のファンクションキーとは異なっている。各々の特別なファンクションキーは、マッピング信号 ( mo ) に対応している。マッピング信号 ( mo ) のファンクション状態形式内に、押されたキーボードボタンが特別なファンクションキーであるか否かを表すための１ビットがある。特別なファンクションキーに対応するマッピング信号 ( mo ) においては、ファンクション状態形式の、このビットは「１」である。更に、特別なファンクションキーの機能に対応するコマンドは、マッピング信号 ( mo ) における第１のデータ形式と、第２のデータ形式とのうちの１つに格納される。特別なファンクションキーが押されたときは、比較器 714 は、比較データ ( sc ) を出力装置 716 に出力しない。携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、別の手順でコマンドをコンピュータホストに伝送する。
【００５０】
この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、例えば、サウスブリッジチップセット(South Bridge chipset)のような、コンピュータホストのチップセット(chipset)に組み込むことが可能である。また、I2Cバスを介して、サウスブリッジチップセットに接続することも可能である。あるいは、集積回路内に組み込むことも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下の利点がある。第１に、本発明は、組み込み型の制御装置を用いる代りに、適切に設計された論理回路を用いて、キーボードコマンド読み取りタスクを実行する。携帯用コンピュータの製造業者は、BIOSの製造業者に、使用料を支払う必要がない。また、ソフトウェアコマンドコードの設計も必要ない。携帯用コンピュータの製造業者は、時間及び金銭的コストを抑えることができる。第２に、本発明におけるマッピング装置は、プログラム可能な不揮発性メモリである。各キーボードボタンと、対応するコマンドとの関係は、プログラム可能である。従って、本発明のキーボード−コマンド読み取り装置は、異なる製造業者によって製造された、全ての種類のキーボードに用いることができ、このキーボード−コマンド読み取り装置の互換性は、従来のキーボード−コマンド読み取り装置より格段に優れている。第３に、この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に用いる全ての論理デバイスは、非常に一般的であり、容易に購入することができる。従って、デバイスの供給不足が再び発生することはない。キーボード−コマンド読み取り装置の製造業者は、異なる製造業者によって製造された携帯用コンピュータにおけるキーボード−コマンド読み取り装置を制御するために、異なるソフトウェアコマンドコードを設計する必要はない。加えて、携帯用コンピュータの製造業者は、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に用いる全ての論理デバイスを標準化することができ、携帯用コンピュータの製造における時間及び金銭的コストの更なる抑制を図ることができる。第４に、この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、専ら、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行することに特化されて設計されている。
従って、開示された装置の性能及び効率は、従来のキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する装置のそれより、格段に優れている。更に、本発明は、サウスブリッジチップセットの中に組み込むことが可能であり、また、I2Cバスを介してサウスブリッジチップセットと接続することも可能である。この方法においては、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行する性能は、はるかに優れている。
【００５２】
本発明を、例を通して、また好ましい実施形態によって説明してきたが、本発明が、開示された実施形態に限定されるものではないことは理解されるべきである。逆に、様々な変形や、同様の構成及び手順を含むものと解釈されるべきであり、従って、添付された請求の範囲は、そのような変形や、同様の構成及び手順の全てを含むように、最も広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図である。
【図２】 デコーダから出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートである。
【図３Ａ】 キーボード−マトリックス回路の図である。
【図３Ｂ】 キーボード−マトリックス回路の横断面図である。
【図４Ａ】 キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図である。
【図４Ｂ】 キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図である。
【図５Ａ】 キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図５Ｂ】 キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図６】 キーボードボタンのうちの１つが押されたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図７】 本発明の好ましい実施形態による、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図である。
【図８】 本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタに入力される初期信号及びクロック信号と、このシフトレジスタから出力されるスキャン−入力信号とのタイミングチャートである。
【図９】 フィルタに入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタから出力されるフィルタ信号とのタイミングチャートである。
【符号の説明】
700 携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置
702 シフトレジスタ
704 キーボード−マトリックス回路
706 フィルタ
708 バッファ
710 アドレス発生器
712 マッピング装置
714 比較器
716 出力装置
【発明の属する技術分野】
この出願には、2001年5月29日に出願された台湾出願番号090112972が、参照されることによって取り込まれるものとする。
本発明は、一般的には、信号読み取り装置に関し、より詳細には、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この数年間、携帯用コンピュータの技術開発は、非常に活発であった。高い機動性のために、一般にノート型コンピュータと呼ばれる携帯用コンピュータは、ビジネスマンにとって欠くことのできない道具になった。
【０００３】
コンピュータシステムにおいて、周辺入出力装置は、ユーザとコンピュータホストとを結び付ける。ユーザは、周辺入力装置を介して、コンピュータホストにコマンドを入力する。各コマンドは、キャラクタまたはファンクションである。コマンドを受信した後に、コンピュータホストは、このコマンドに従って動作する。コンピュータシステムの現在の周辺入力装置の全ての中で、キーボードは、最も重要な装置である。キーボードは、いくつかのキーボードボタンを有していて、各キーボードボタンは、コマンドに対応している。従って、各キーボードボタンは、キャラクタまたはファンクションに対応している。キーボードは、キーボードボタンに加えて、キーボード−コマンド読み取り装置も有している。ユーザがキーボードボタンを押し下げると、キーボード−コマンド読み取り装置は、キーボードボタンに対応するデジタル信号を、キーボードからコンピュータホストに出力する。コンピュータホストは、キーボードにおけるキーボードボタンの押し下げによってユーザから与えられたコマンドに従って動作する。従って、キーボード−コマンド読み取り装置は、入力コマンドを対応するデジタル信号に変換し、このデジタル信号をコンピュータホストに伝送するために使われる。
【０００４】
図１に、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。この携帯用コンピュータシステムにおいて、キーボードは、組み込み型の制御装置 ( EC ) 102 によって制御される。組み込み型の制御装置 102 は、実質的にはマイクロプロセッサである。このマイクロプロセッサは、読み出し専用メモリ ( ROM ) 、ランダムアクセスメモリ ( RAM ) 、レジスタ、及び入出力インターフェースのような、いくつかの内部デバイスを備えている。組み込み型の制御装置 102 において、複雑なコマンドコードを設計することによって、この組み込み型の制御装置 102 は、外部クロック信号 ( CK ) に従って、様々な複雑な機能を実行することが可能になる。図１に示したように、従来のキーボード−コマンド読み取り装置は、組み込み型の制御装置 102 、デコーダ 104 、及びマルチプレクサ 106 を備えている。
【０００５】
従来の装置によってキーボード−コマンドを読み取る手順は、概略、以下の通りである。クロック信号 ( CK ) が、デコーダ 104 に入力される。従って、デコーダ 104 は、組み込み型の制御装置 102 と同期して動作することができる。組み込み型の制御装置 102 は、定期的に制御信号 ( cs ) をデコーダ 104 に出力する。各制御信号は、４ビットのデジタル信号である。組み込み型の制御装置 102 は、各クロック周期毎に、クロック信号 ( CK ) に従って、制御信号のうちの１つを出力する。組み込み型の制御装置 102 から出力される制御信号 ( cs ) の大きさは、それぞれ、２進数の形式における (0000)2 から (1111)2 まで増加する順序、すなわち、１０進数の形式における 0 から 15 まで増加する順序となっている。第１の制御信号 ( cs ) (0000)2 は、組み込み型の制御装置 102 が第１のクロック信号 ( CK ) を受信する第１のクロック期間中に出力される。第２の制御信号 ( cs ) (0001)2 は、組み込み型の制御装置 102 が第２のクロック信号 ( CK ) を受信する第２のクロック期間中に出力される。最後の制御信号 ( cs ) (1111)2 が組み込み型の制御装置 102 から出力されるまで、全ての他の制御信号 ( cs ) が、この方法で順番に出力される。それから、次のクロック周期に、組み込み型の制御装置 102 から出力される制御信号 ( cs ) は、再び (0000)2 に戻る。組み込み型の制御装置 102 は、制御信号 ( cs ) を、上述した方法で、デコーダ 104 に定期的に出力する。デコーダ 104 は、組み込み型の制御装置 102 における対応する制御信号出力ノード ( EO ) と、それぞれが接続されている、４つの制御信号入力ノード ( CS ) を有している。組み込み型の制御装置 102 が制御信号 ( cs ) を出力するとき、制御信号 ( cs ) の各ビットが、組み込み型の制御装置 102 における対応する信号出力ノード ( EO ) から、デコーダ 104 における対応する信号入力ノード ( CS ) に、並列に出力される。
【０００６】
図２に、デコーダ 104 から出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートを示す。デコーダ 104 は、図１に示したように、それぞれに、SO0、SO1、SO2、…、SO15という符号が付けられた１６個の信号出力ノードを有している。デコーダ 104 は、クロック周期中に受信した制御信号 ( cs ) に基づいて、対応する信号出力ノード ( SO ) から、スキャン−入力信号 ( si ) を出力するために用いられる。デコーダ 104 は、２進数の形式における (0000)2 から (1111)2まで増加する順序、すなわち１０進数の形式における０から１５まで増加する順序で、定期的に制御信号 ( cs ) を受信する。制御信号 ( cs ) (0000)2 を受信すると、デコーダ 104 は、第１の信号出力ノード ( SO0 ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。制御信号 ( cs ) (0001)2 を受信すると、デコーダ 104 は、第２の信号出力ノード ( SO1 ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。スキャン−入力信号 ( si ) は、上述した方法で、各クロック周期の間、定期的にデコーダ 104 における対応する信号出力ノード ( SO ) から出力される。従って、デコーダ 104 から出力される、それぞれのスキャン−入力信号 ( si ) の位相は異なっている。デコーダ 104 の１６個の信号出力ノード ( SO ) から、それぞれ出力されるスキャン−入力信号 ( si ) のタイミングチャートを図２に示す。
【０００７】
図３Ａ〜３Ｂに、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 100 におけるキーボード−マトリックス回路 108 の図を示す。キーボードのキーボード−マトリックス回路 108 は、柔らかいパッド上に置かれた、１６本の水平回路ライン 302 と、８本の垂直回路ライン 304 とを備えている。図３Ａに示したように、各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と直交し、それぞれ、各ノード 306 を形成している。従って、キーボード−マトリックス回路は、１２８個のノード 306 を有している。図３Ｂに示したように、各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と直交しているが、相互に直接、接続されてはいない。
【０００８】
図４Ａ〜４Ｂに、キーボード−マトリックス回路内のノードの横断面図を示す。各キーボードボタン 401 の位置は、キーボード−マトリックス回路内のノード 306 と一致している。各キーボードボタン 401 の底には、導電性の黒鉛 402の層が設けられている。図４Ａに示したように、通常状態では、キーボードボタン 401(1) は押し下げられておらず、水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは相互に接触していない。しかしながら、図４Ｂに示したように、キーボードボタン 401(2) がユーザによって押し下げられると、押されたキーボードボタン 401(2) の底の黒鉛層 402 が、水平回路ライン 302 と、垂直回路ライン 304 との両方に接続される。黒鉛層 402 は導電性があるので、キーボードボタン 401(2) が押し下げられると、水平回路ライン 302 と、垂直回路ライン 304 とは、黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続される。要約すると、キーボードボタン 401 が押し下げられていない通常状態のとき、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、直接、相互に接続されていない。しかし、キーボードボタン 401 が押し下げられると、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、押されたキーボードボタン 401 の黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続される。水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 との間の、この形式の結合関係は、ノーマリーオープンと呼ばれる。各水平回路ライン 302 は、各垂直回路ライン 304 と、それぞれノーマリーオープンの形式で結合されている。
【０００９】
図４Ａ〜４Ｂに示したノード 401(1) 及び 401(2) とそれぞれ対応する、スキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ａ〜５Ｂに示す。図４Ａに示したように、ノード 306 のキーボードボタン 401(1) が押し下げられていないとき、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とは、相互に電気的に接続されておらず、キーボード−マトリックス回路 108 は、スキャン−入力信号 ( si ) に応じたスキャン−出力信号 ( so ) を出力しない。この状態におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ａに示す。図５Ｂに示すように、ノード 306 のキーボードボタン 401(2) が押し下げられると、キーボード−マトリックス回路 108 における水平回路ライン 302 と垂直回路ライン 304 とが、キーボードボタン 401(2) の黒鉛層 402 を介して、相互に電気的に接続され、スキャン−出力信号 ( so ) が、スキャン−入力信号 ( si ) に応じて、デコーダ 104 から出力される。この状態におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを図５Ｂに示す。
【００１０】
図６に、キーボードボタンのうちの１つが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路におけるスキャン−入力信号 ( si ) 及びスキャン−出力信号 ( so ) のタイミングチャートを示す。例えば、キーボードボタンのうちの１つが押し下げられ、押されたキーボードボタンに対応するノードが、第３の水平回路ライン及び第４の垂直回路ラインを有していたとすると、デコーダ 104 の第３の信号出力ノード ( SO2 ) から出力されたスキャン−入力信号 ( si2 ) は、第３の水平回路ラインと、押されたキーボードボタンの黒鉛の層とを介して、第４の垂直回路ラインに伝送される。従って、図６に示すように、スキャン−出力信号 ( so3 ) が、キーボード−マトリックス回路の第４の垂直回路ラインから出力される。
【００１１】
クロック信号 ( CK ) が、マルチプレクサ 106 に入力される。従って、マルチプレクサ 106 は、組み込み型の制御装置 102 と同期して動作することができる。マルチプレクサ 106 は、８つの信号入力ノード ( SI ) を有している。各信号入力ノードは、それぞれ、キーボードスキャンマトリックス 108 における、対応する垂直回路ラインに接続されている。スキャン−出力信号 ( so ) は、垂直回路ラインのうちの１つから、マルチプレクサ 106 における、対応する信号入力ノードに出力される。スキャン−出力信号 ( so ) を受信すると、マルチプレクサ 106 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) を組み込み型の制御装置 102 に伝送し、マルチプレクサ 106 の、どの信号入力ノード ( SI ) が、キーボード−マトリックス回路 108 から出力されたスキャン−出力信号 ( so ) を受信したかを、組み込み型の制御装置 102 に通知する。
【００１２】
組み込み型の制御装置 102 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) から、どの垂直回路ラインが電気的に導通しているかを検知し、かつ、組み込み型の制御装置 102 がマルチプレクサ出力信号 ( sm ) を受信するタイミングから、どの水平回路ラインが電気的に導通しているかを検知する。組み込み型の制御装置 102、デコーダ 104 、及びマルチプレクサ 106 が、同じクロック信号 ( CK ) に従って、同期して動作するので、組み込み型の制御装置 102 は、マルチプレクサ出力信号 ( sm ) を受信する時間から、電気的に導通している水平回路ラインのアドレスを検知することができる。従って、組み込み型の制御装置 102 は、この方法で、キーボード−マトリックス回路における、押されたキーボードボタンのアドレスを検知することができる。それから、組み込み型の制御装置 102 は、押されたキーボードボタンに対応するコマンドデータ信号 ( SDATA ) を出力する。キーボードボタンとコマンドデータ信号との対応関係は、予め組み込み型の制御装置 102 のメモリ内に格納されている。コマンドデータ信号 ( SDATA ) は、コンピュータホストに、直列（シリアル）に出力される。従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、上述した方法で動作し、ユーザから与えられた入力コマンドを、対応するデジタルコマンドデータ信号に変換し、その後、このコマンドデータ信号を、コンピュータホストに伝送する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下のような欠点がある。第１に、組み込み型の制御装置は、実質的には中央処理装置(CPU)である。組み込み型の制御装置において複雑なコマンドセットを設計することによって、この組み込み型の制御装置は、一般的な論理回路のそれより複雑な機能を実行することが可能になる。従って、組み込み型の制御装置は、一般的な論理回路より相当に高価である。しかしながら、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するために、そのような複雑な埋め込み型の制御装置を使う必要はない。組み込み型の制御装置の代りに、適切に設計された論理デバイスによって、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行することができる。
【００１４】
第２に、従来のキーボード−コマンド読み取り装置は、基本入出力システム(BIOS)を介して、コンピュータホストによって制御される。携帯用コンピュータの製造業者は、BIOSのコマンドコードを使用するためのライセンスを得るために、BIOSの製造業者に使用料を支払わなければならない。ライセンスを得た後に、携帯用コンピュータの製造業者は、組み込み型の制御装置におけるキーボード−コマンド読み取りタスクの実行を制御するために、BIOSのコマンドコードに従って、ソフトウェアコマンドコードを設計しなければならない。加えて、組み込み型の制御装置におけるROM及びRAMのメモリ容量は限られている。組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行するときには、外部メモリを使わなければならない。ソフトウェアコマンドコードは、組み込み型の制御装置が、外部メモリを制御して、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するように設計されなければならない。従って、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行するために、埋め込み型の制御装置を用いると、時間及び金銭的に高いコストがかかる。
【００１５】
第３に、異なる製造業者によって製造された組み込み型の制御装置には、互換性がない。携帯用コンピュータの各製造業者は、使用料及びソフトウェアコマンドコード設計のコストを抑えるために、通常、組み込み型の制御装置の製造業者の１つと協業する。しかしながら、組み込み型の制御装置の製造業者は、携帯用コンピュータの製造業者より少なく、組み込み型の制御装置の製造業者によって供給される組み込み型の制御装置は、限られている。携帯用コンピュータの製造業者の需要が増加しても、組み込み型の制御装置の製造業者は、限られた数の組み込み型の制御装置しか、各携帯用コンピュータの製造業者に供給できない。組み込み型の制御装置の供給不足の発生は予測不能であり、それは、携帯用コンピュータの製造業者による携帯用コンピュータ製品の生産数量に大きく影響する。もし、組み込み型の制御装置の供給不足が発生したら、携帯用コンピュータの製造業者は、別の製造業者によって製造された組み込み型の制御装置に変更する以外に、選択の余地がない。携帯用コンピュータの製造業者は、新しい組み込み型の制御装置を制御するための新しいソフトウェアコマンドコードの設計のために、余計な時間と金銭的コストを支払わなければならない。
【００１６】
第４に、組み込み型の制御装置は、携帯用コンピュータにおけるキーボード−コマンドを伝送することに加えて、例えば、スマート(smart)バッテリの電源状態の伝送や、CDドライブの再生の制御といった、他のタスクも持っている。従って、組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率は、十分ではない可能性がある。なぜなら、組み込み型の制御装置は、同時に多くの他のタスクを実行しなければならないからである。
【００１７】
要約すると、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下のような欠点がある。第１に、組み込み型の制御装置は、比較的高価である。第２に、異なる製造業者によって製造された埋め込み型の制御装置には、互換性がない。第３に、組み込み型の制御装置の供給不足の発生は予測不能であり、新しい組み込み型の制御装置に変更するためのコストは高い。第４に、組み込み型の制御装置がキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率は十分ではない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、以下の目的を達成するように、改良され、かつ単純化された携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置を提供することである。第１に、携帯用コンピュータの製造業者の時間及び金銭的コストを抑えることである。第２に、組み込み型の制御装置の予測不能な供給不足の問題を解決することである。第３に、製造業者の製品を標準化することである。そして、第４に、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行する際の性能及び効率を向上させることである。
【００１９】
本発明は、新しい携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置を提供することによって、上記で確認した目的を達成する。キーボードは、複数のボタンを有している。これらのボタンは、複数のキャラクタボタンと、複数のファンクションボタンとを含んでいる。各ボタンは、コマンドに対応している。この装置は、シフトレジスタ、キーボード−マトリックス回路、フィルタ、バッファ、アドレス発生器、マッピング装置、比較器、及び出力装置を具備している。シフトレジスタは、初期信号及びクロック信号に応じて、複数のスキャン−入力信号及び１つの基準信号を出力するために用いられる。前記シフトレジスタと接続されたキーボード−マトリックス回路は、スキャン−入力信号に応じて、スキャン−出力信号を出力するためのものである。このキーボード−マトリックス回路は複数のノードを有していて、各キーボードボタンは各ノードに対応している。前記キーボード−マトリックス回路と接続されたフィルタは、スキャン−出力信号のノイズをフィルタリングする（取り除く）ためのものである。このフィルタは、スキャン−出力信号に応じたフィルタ信号を出力する。前記フィルタと接続されたバッファは、フィルタ信号を更に安定化させるためのものである。このバッファは、フィルタ信号に応じたバッファ信号を出力する。前記シフトレジスタ及びバッファとそれぞれ接続されたアドレス発生器は、押されたボタンに対応するノードの位置を読み取るためのものである。このアドレス発生器は、基準信号を受信し、バッファ信号及び基準信号に応じたアドレス信号を出力する。前記アドレス発生器と接続されたマッピング装置は、アドレス信号に応じたマッピング信号を出力するためのものである。このマッピング信号は、押されたボタンに対応している。前記マッピング装置と接続された比較器は、マッピング信号及び複数の状態データに応じた比較信号を出力するためのものである。この比較器は、対応する状態データをそれぞれ格納するための複数の状態格納レジスタを備えていて、各状態格納レジスタは、それぞれ、ファンクションボタンのうちの１つと対応している。前記比較器と接続された出力装置は、比較信号に応じたデータクロック信号及びデータ出力信号を出力するためのものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明における他の目的、特徴、及び利点は、以下の、好ましいが、しかし本発明を限定するものではない実施形態の詳細な記述から明らかになる。この記述は、添付の図を参照して行われる。
【００２１】
図１（従来技術）は、従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。
【００２２】
図２（従来技術）は、デコーダから出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートを示す。
【００２３】
図３Ａ（従来技術）は、キーボード−マトリックス回路の図を示す。
【００２４】
図３Ｂ（従来技術）は、キーボード−マトリックス回路の横断面図を示す。
【００２５】
図４Ａ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図を示す。
【００２６】
図４Ｂ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図を示す。
【００２７】
図５Ａ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００２８】
図５Ｂ（従来技術）は、キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００２９】
図６（従来技術）は、キーボードボタンのうちの１つが押されたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートを示す。
【００３０】
図７は、本発明の好ましい実施形態による、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。
【００３１】
図８は、本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタに入力される初期信号及びクロック信号と、このシフトレジスタから出力されるスキャン−入力信号とのタイミングチャートを示す。
【００３２】
図９は、フィルタに入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタから出力されるフィルタ信号とのタイミングチャートを示す。
【００３３】
図７に、本発明の好ましい実施形態による、開示された携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図を示す。図７に示したように、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、シフトレジスタ 702 、キーボード−マトリックス回路 704 、フィルタ 706 、バッファ 708 、アドレス発生器 710 、マッピング装置 712 、比較器 714 、及び出力装置 716 を具備している。
【００３４】
図８に、本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタ 702 に入力される初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) と、シフトレジスタ 702 から出力されるスキャン−入力信号 ( si ) とのタイミングチャートを示す。初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) は、シフトレジスタ 702 に入力され、このシフトレジスタ 702 を駆動する。初期信号 ( in ) は、クロック信号 ( CK ) に基づく１６クロック期間毎に、定期的にシフトレジスタ 702 に入力される。シフトレジスタ 702 は、それぞれに、Q0、Q1、…、Q15の符号が付けられた１６個の信号出力ノード (Q) を有している。シフトレジスタ 702 は、対応する信号出力ノード (Q) から、各クロック周期毎に１つのスキャン−入力信号 ( si ) を出力するために用いられる。本実施形態においては、シフトレジスタ 702 に入力される初期信号 ( in ) は正相信号であり、シフトレジスタ 702 から出力される全てのスキャン−入力信号 ( si ) は逆相信号である。初期信号 ( in ) を受信した時に、シフトレジスタ 702 は、第１の信号出力ノード Q0 から第１のスキャン−入力信号 ( si0 ) を出力する。次に、シフトレジスタ 702 は、次のクロック周期に、第２の信号出力ノード Q1 から第２の入力信号 ( si1 ) を出力し、さらに、３番目のクロック周期に、第３の信号出力ノード Q2 から第３のスキャン−入力信号 ( si2 ) を出力する。この方法で、シフトレジスタ 702 は、初期信号 ( in ) 及びクロック信号 ( CK ) に応じて、クロック周期毎に、対応する信号出力ノード ( Q ) からスキャン−入力信号 ( si ) を出力する。シフトレジスタの１６個の信号出力ノード (Q) から出力されるスキャン−入力信号 ( si ) のタイミングチャートを図８に示す。
【００３５】
シフトレジスタ 702 の各信号出力ノード (Q) は、キーボード−マトリックス回路 704 における対応する水平回路ラインと接続されている。キーボード−マトリックス回路 704 の動作は、上述し、かつ図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに示した従来のキーボード−マトリックス回路と同じである。１つのキーボードボタンが押し下げられると、スキャン−出力信号 ( so ) が、対応する垂直回路ラインからフィルタ 706 に出力される。
【００３６】
図９に、フィルタ 706 に入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタ 706 から出力されるフィルタ信号 ( fo ) のタイミングチャートを示す。キーボード−マトリックス回路 704 において、キーボードボタンは、スプリングによって柔らかいパッドと連結されている。キーボードを使用するとき、ユーザは、キーボードボタンを押し下げるために、十分に大きな力を加えなければならない。キーボードボタンが十分に押し下げられなかったとき、このキーボードボタンは、スプリングの力によって、短時間、本来の通常位置と押し下げられた位置との間で振動する。それは、対応する水平回路ラインと垂直回路ラインとの間の接続関係に影響を及ぼす。そして、信号の大きさが、高い電位から低い電位に変化するとき（キーボードボタンが押し下げられるとき）、及び、低い電位から高い電位に変化するとき（キーボードボタンが自動的に元に戻るとき )、キーボード−マトリックス回路 704 から出力されるスキャン−出力信号 ( so ) は、図９に示したように、安定しない。従って、スキャン−出力信号 ( so ) のノイズを取り除き、このスキャン−出力信号 ( so ) の安定性を向上させるために、フィルタ 706 が、キーボード−マトリックス回路 704 に接続されている。フィルタ 706 から出力されるフィルタ信号 ( fo ) を図９に示す。
【００３７】
フィルタ 706 は、８つの信号入力ノードを有している。キーボード−マトリックス回路 704 の各信号出力ノードは、それぞれ、フィルタ 706 における対応する信号入力ノードと接続されている。フィルタ 706 は、８つの信号出力ノードを有していて、かつ、バッファ 708 も、８つの信号入力ノードを有している。フィルタ 706 の各信号出力ノードは、それぞれ、バッファにおける対応する信号入力ノードと接続されている。スキャン−出力信号 ( so ) は、キーボード−マトリックス回路 704 における信号出力ノードのうちの１つから出力され、フィルタ 706 を介してバッファ 708 に伝送される。バッファ 708 は、フィルタ信号 ( fo ) の安定性を更に向上させるために用いられる。バッファ 708 から出力されるバッファ信号 ( bo ) は、安定した高電圧と、安定した低電圧とを有している。
【００３８】
アドレス発生器 710 は、シフトレジスタ 702 及びバッファ 708 の両方と接続されている。シフトレジスタ 702 は、初期信号 ( in ) を受信すると、基準(reference)信号 ( xo ) をアドレス発生器 710 に出力する。アドレス発生器 710 は、８つの信号入力ノードを有している。アドレス発生器 710 の各信号入力ノードは、それぞれ、バッファ 708 における対応する信号出力ノードと接続されている。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における対応するスキャン−出力ノードから出力されるスキャン−出力信号 ( so ) は、フィルタ 706及びバッファ 708 を通る別の経路を介して、アドレス発生器 710 における対応する信号入力ノードに伝送される。各スキャン−出力信号 ( so ) は、キーボード−マトリックス回路 704 における垂直回路ラインのうちの１つと対応するので、アドレス発生器 710 は、受信したバッファ信号 ( bo ) から、キーボード−マトリックス回路 704 における、どの垂直回路ラインが通電しているかを検知すると共に、このアドレス発生器 710 がバッファ信号 ( bo ) を受信したタイミングから、キーボード−マトリックス回路 704 における、どの水平回路ラインが通電しているかを検知する。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における、押されたキーボードボタンのアドレスが、アドレス発生器 710 によって検出される。それから、アドレス発生器は、予めアドレス発生器 710 のメモリ内に格納されていた、キーボード−マトリックス回路 704 におけるノードのアドレスと、ノードに対応するアドレス信号 ( ao ) との関係に基づいて、アドレス信号 ( ao ) を出力する。
【００３９】
マッピング装置 712 は、アドレス発生器 710 と接続されている。キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係は、予めマッピング装置 712 内に格納されている。このコマンドは、キャラクタまたはファンクションである。マッピング装置 712 は、アドレス信号 ( ao ) を受信すると、このマッピング装置 712 内に格納されていた対応関係に基づいて、対応するマッピング信号 ( mo ) を出力する。
【００４０】
各々の携帯用コンピュータの製造業者によって製造されたキーボード上のキーボードボタンの位置は異なっている。キーボードが異なる製造業者によって製造されれば、各キーボードボタンと、キーボード−マトリックス回路 704 における対応するノードとの関係は異なっている。従って、キーボードを交換したときには、マッピング装置 712 内に格納されていた、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係も変えなければならない。本発明においては、マッピング装置 712 は、プログラム可能な不揮発性メモリであってもよい。従って、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係は、書き込み及び消去によってプログラムすることができる。この方法により、携帯用コンピュータに用いられるキーボードの種類に応じて、キーボード−マトリックス回路 704 における各ノードと、対応するコマンドとの関係をプログラムし、かつ、予めマッピング装置 712 内に格納することが可能になる。従って、このキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、全ての種類のキーボードへの使用に適合し、このキーボード−コマンド読み取り装置 700 の互換性は、従来のキーボード−コマンド読み取り装置より格段に優れている。
【００４１】
もし、同一の製造業者によって製造される全てのキーボードのキーボードボタンが、キーボード上において全て同一の配置であれば、マッピング装置 712 は、必ずしもプログラム可能な不揮発性メモリである必要はない。それは、はるかに安い不揮発性メモリであってもよい。この種の携帯用コンピュータの製造業者の要求は、不揮発性メモリをマッピング装置 712 として用いることによって満たされる。
【００４２】
本実施形態においては、マッピング装置 712 内に格納されるマッピング信号 ( mo ) は、第１のデータ形式と、第２のデータ形式と、ファンクション状態形式とを含んでいる。各形式の機能及びそれらの間の関係を以下で詳細に述べる。
【００４３】
マッピング装置 712 から出力されるマッピング信号 ( mo ) は、比較器 714 によって受信される。比較器 714 は、いくつかの状態格納レジスタを備えている。携帯用コンピュータにおいては、ほとんどのキーボードボタンは、２つのコマンドに対応している。キーボードボタンに対応するコマンドは、携帯用コンピュータのキーボード上の、いくつかのファンクションキーの状態と共に変化する。ファンクションキーの状態を選択することによって、キーボードボタンに対応する適切なコマンドがキーボードから出力される。例えば、通常の状態において、英字に対応するキーボードボタンが押し下げられると、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置から出力されるデジタル信号は、小文字に対応するものとなる。しかし、キャプスロック(Caps Lock)キーが押されると、同じキーボードボタンが、同じ英字の大文字に対応するようになる。再度、キャプスロックキーが押されると、同じキーボードボタンは、再び小文字の英字に対応するようになる。従って、キャプスロックキーは、ファンクションキーの１つであり、同じキーボードボタンが押されたときに、大文字の英字を出力するか、または小文字の英字を出力するかを決定する。キャプスロックキーに加えて、数字ロック(Num Lock)キー、 オルト(Alt)キー、コントロール(ctrl)キー、ホーム(Home)キー、エンド(End)キー、インサート(Insert)キー、デリート(Delete)キー、及びバック(Back)キー等もまた、ファンクションキーであり、キーボードボタンと、対応するコマンドとの関係を変更するものである。
【００４４】
上記で挙げたファンクションキーの他に、別の種類の特別なファンクションキーすなわちFnキー(F1〜F12)がある。各Fnキーは、例えば、ディスプレイの輝度、画面のコントラスト、画面の位置、及び音量等の制御といった、携帯用コンピュータシステムの動作状態のうちの１つに対応している。各Fnキーは、対応する動作状態制御タスクを実行するために、他のキーボードボタンと共に押されなければならない。
【００４５】
比較器 714 は、いくつかの状態格納レジスタを備えている。各状態記憶レジスタは、対応するファンクションキーのトグル状態を格納するために、ファンクションキーのうちの１つに対応している。比較器 714 は、マッピング装置 712 から出力されるマッピング信号 ( mo ) を受信すると、このマッピング信号 ( mo ) と、比較器 714 における対応する状態格納レジスタ内に格納されていた各ファンクションキーのトグル状態とに基づいて、押されたキーボードボタンに対応する適切なコマンドが何かを決定する。
【００４６】
出力装置 716 は、比較器 714 と接続されている。出力装置 716 は、マッピング信号 ( mo ) を受信すると、データクロック信号 ( sclk ) 及びデータ出力信号 ( sdata ) を直列（シリアル）に出力する。このような方法で、本発明における携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置によって、キーボード−コマンド読み取りタスクが成し遂げられる。
【００４７】
本実施形態においては、マッピング装置 712 内に格納されたマッピング信号 ( mo ) は、第１のデータ形式と、第２のデータ形式と、ファンクション状態形式とを含んでいる。以下の記述における２つの例は、マッピング信号 ( mo ) の各形式の機能と、それらの間の関係とを示したものである。キーボード上の全てのキーボードボタンは、２つのグループ、すなわちキャラクタキーグループとファンクションキーグループとに分類される。キャラクタキーグループは、文字キーと、数字キーと、信号キーとを含んでいる。ファンクションキーグループは、例えば、キャプスロック(Caps Lock)キー、数字ロック(Num Lock)キー、 オルト(Alt)キー、コントロール(ctrl)キー、ホーム(Home)キー、エンド(End)キー、インサート(Insert)キー、デリート(Delete)キー、及びバック(Back)キー等のような通常のファンクションキーと、例えばFn(F1〜F12)キーのような特別なファンクションキーとを含んでいる。
【００４８】
例１
通常のファンクションキーまたはキャラクタキーのうちの１つが押されると、マッピング装置 712 は、各キーボードボタンと、キーボードボタンに対応するコマンドとの関係に基づいて、マッピング信号 ( mo ) を出力する。携帯用コンピュータにおいては、ほとんどのキーボードボタンは、２つのコマンドに対応している。キーボードボタンが、それぞれ、２つのコマンドに対応しているとすると、同一のキーボードボタンに対応する２つのコマンドは、第１のデータ形式と、第２のデータ形式とに、それぞれ格納される。キーボードボタンが１つのコマンドにのみ対応しているとすると、対応するコマンドは、第１のデータ形式と、第２のデータ形式とのうちの１つに格納される。更に、ファンクション状態形式は、適当な長さを持つデータリストである。このデータリストの各ビットは、ファンクションキーのうちの１つと対応している。例えば、キャプスロックキーが押されているか否かは、ファンクション状態形式における対応するビットの「１」または「０」によって表される。キャプスロックキーが押されていれば、ファンクション状態形式における対応するビットは「１」である。そうでなければ、キャプスロックキーが押されていないことを表すために、ファンクション状態形式における対応するビットは「０」となる。マッピング装置 712 は、マッピング信号 ( mo ) を比較器 714 に出力する。比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) を受信すると、このマッピング信号 ( mo ) に応じて、対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データを変更する。一般のファンクションキー、例えばキャプスロックキーが押されると、比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) に応じて、キャプスロックキーに対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データを変更する。文字キーが押されると、対応するマッピング信号 ( mo ) における第１のデータ形式及び第２のデータ形式は、それぞれ、大文字及び小文字に対応するようになる。比較器 714 は、マッピング信号 ( mo ) と、キャプスロックキーに対応する状態格納レジスタ内に格納されていたトグル状態データとに基づいて、対応する比較信号 ( co ) を出力する。
【００４９】
例２
特別なファンクションキー、例えばFnキーに対応するマッピング信号 ( mo ) の形式は、キャラクタキー及び一般のファンクションキーとは異なっている。各々の特別なファンクションキーは、マッピング信号 ( mo ) に対応している。マッピング信号 ( mo ) のファンクション状態形式内に、押されたキーボードボタンが特別なファンクションキーであるか否かを表すための１ビットがある。特別なファンクションキーに対応するマッピング信号 ( mo ) においては、ファンクション状態形式の、このビットは「１」である。更に、特別なファンクションキーの機能に対応するコマンドは、マッピング信号 ( mo ) における第１のデータ形式と、第２のデータ形式とのうちの１つに格納される。特別なファンクションキーが押されたときは、比較器 714 は、比較データ ( sc ) を出力装置 716 に出力しない。携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置 700 は、別の手順でコマンドをコンピュータホストに伝送する。
【００５０】
この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、例えば、サウスブリッジチップセット(South Bridge chipset)のような、コンピュータホストのチップセット(chipset)に組み込むことが可能である。また、I2Cバスを介して、サウスブリッジチップセットに接続することも可能である。あるいは、集積回路内に組み込むことも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置には、以下の利点がある。第１に、本発明は、組み込み型の制御装置を用いる代りに、適切に設計された論理回路を用いて、キーボードコマンド読み取りタスクを実行する。携帯用コンピュータの製造業者は、BIOSの製造業者に、使用料を支払う必要がない。また、ソフトウェアコマンドコードの設計も必要ない。携帯用コンピュータの製造業者は、時間及び金銭的コストを抑えることができる。第２に、本発明におけるマッピング装置は、プログラム可能な不揮発性メモリである。各キーボードボタンと、対応するコマンドとの関係は、プログラム可能である。従って、本発明のキーボード−コマンド読み取り装置は、異なる製造業者によって製造された、全ての種類のキーボードに用いることができ、このキーボード−コマンド読み取り装置の互換性は、従来のキーボード−コマンド読み取り装置より格段に優れている。第３に、この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に用いる全ての論理デバイスは、非常に一般的であり、容易に購入することができる。従って、デバイスの供給不足が再び発生することはない。キーボード−コマンド読み取り装置の製造業者は、異なる製造業者によって製造された携帯用コンピュータにおけるキーボード−コマンド読み取り装置を制御するために、異なるソフトウェアコマンドコードを設計する必要はない。加えて、携帯用コンピュータの製造業者は、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置に用いる全ての論理デバイスを標準化することができ、携帯用コンピュータの製造における時間及び金銭的コストの更なる抑制を図ることができる。第４に、この携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、専ら、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行することに特化されて設計されている。
従って、開示された装置の性能及び効率は、従来のキーボード−コマンド読み取りタスクを実行する装置のそれより、格段に優れている。更に、本発明は、サウスブリッジチップセットの中に組み込むことが可能であり、また、I2Cバスを介してサウスブリッジチップセットと接続することも可能である。この方法においては、キーボード−コマンド読み取りタスクを実行する性能は、はるかに優れている。
【００５２】
本発明を、例を通して、また好ましい実施形態によって説明してきたが、本発明が、開示された実施形態に限定されるものではないことは理解されるべきである。逆に、様々な変形や、同様の構成及び手順を含むものと解釈されるべきであり、従って、添付された請求の範囲は、そのような変形や、同様の構成及び手順の全てを含むように、最も広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図である。
【図２】 デコーダから出力されるスキャン−入力信号のタイミングチャートである。
【図３Ａ】 キーボード−マトリックス回路の図である。
【図３Ｂ】 キーボード−マトリックス回路の横断面図である。
【図４Ａ】 キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図である。
【図４Ｂ】 キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のノードに対応するキーボードボタンの横断面図である。
【図５Ａ】 キーボードボタンが押し下げられていないときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図５Ｂ】 キーボードボタンが押し下げられたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図６】 キーボードボタンのうちの１つが押されたときの、キーボード−マトリックス回路のスキャン−入力信号及びスキャン−出力信号のタイミングチャートである。
【図７】 本発明の好ましい実施形態による、携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置のブロック図である。
【図８】 本発明の好ましい実施形態による、シフトレジスタに入力される初期信号及びクロック信号と、このシフトレジスタから出力されるスキャン−入力信号とのタイミングチャートである。
【図９】 フィルタに入力されるスキャン−出力信号と、このフィルタから出力されるフィルタ信号とのタイミングチャートである。
【符号の説明】
700 携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置
702 シフトレジスタ
704 キーボード−マトリックス回路
706 フィルタ
708 バッファ
710 アドレス発生器
712 マッピング装置
714 比較器
716 出力装置
Claims (27)
- 携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置において、
初期信号及びクロック信号に応じた複数のスキャン−入力信号及び１つの基準信号を出力するためのシフトレジスタと、
前記シフトレジスタに接続されていて、複数のノードを有し、キーボードのボタンのそれぞれが、前記ノードのうちの１つに対応している、スキャン−入力信号に応じたスキャン−出力信号を出力するためのキーボード−マトリックス回路と、
前記キーボード−マトリックス回路に接続されていて、スキャン−出力信号のノイズをフィルタリングし、このスキャン−出力信号に応じたフィルタ信号を出力するためのフィルタと、
前記フィルタに接続されていて、前記フィルタ信号を更に安定化させ、このフィルタ信号に応じたバッファ信号を出力するためのバッファと、
前記シフトレジスタ及びバッファの両方に接続されていて、前記基準信号を受信し、前記バッファ信号に応じたアドレス信号を出力するためのアドレス発生器と、
前記アドレス発生器に接続されていて、前記アドレス信号とマッピング信号との間の対応関係をプログラム可能な形式で格納しており、前記アドレス信号に応じたマッピング信号を出力するためのマッピング装置と、
前記マッピング装置に接続されていて、前記の対応する状態データをそれぞれ格納するための複数の状態格納レジスタを備えており、前記マッピング信号及び複数の状態データに応じた比較信号を出力するための比較器と、
前記比較器に接続されていて、前記比較信号に応じたデータクロック信号及びデータ出力信号を出力するための出力装置と
を具備することを特徴とする携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置。 - 前記シフトレジスタは、複数の信号出力ノードを有していて、前記スキャン−入力信号の各々は、前記信号出力ノードの１つから、それぞれ出力されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記スキャン−入力信号の各々は、定期的に、前記シフトレジスタの異なる信号出力ノードから出力されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
- 前記スキャン−入力信号の各々は、異なるクロック位相で出力されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
- 前記キーボード−マトリックス回路は、複数の水平回路ラインと、複数の垂直回路ラインとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記水平回路ラインの各々は、それぞれ、前記垂直回路ラインの各々と、ノーマリーオープンの形式で結合されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
- 前記水平回路ラインの各々は、それぞれ、前記垂直回路ラインの各々と、前記キーボード−マトリックス回路の各ノードで結合されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
- 前記水平回路ラインの各々は、それぞれ、前記シフトレジスタにおける対応する信号出力ノードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記フィルタは、複数の信号入力ノードを有していて、前記キーボード−マトリックス回路における垂直回路ラインの各々は、それぞれ、前記フィルタにおける対応する信号入力ノードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記フィルタは、前記スキャン−出力信号のノイズをフィルタリングするために用いられることを特徴とする請求項９に記載の装置。
- 前記フィルタは、複数の信号出力ノードを有していて、かつ、前記バッファは、複数の信号入力ノードを有しており、前記フィルタにおける各信号出力ノードは、それぞれ、前記バッファにおける対応する信号入力ノードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記バッファは、複数の信号出力ノードを有していて、かつ、前記アドレス発生器は、複数の信号入力ノードを有しており、前記バッファにおける各信号出力ノードは、それぞれ、前記アドレス発生器における対応する信号入力ノードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記アドレス発生器は、前記シフトレジスタから出力される基準信号と、前記バッファから出力されるバッファ信号とに応じたアドレス信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記マッピング装置によって受信されるアドレス信号と、前記マッピング装置から出力されるマッピング信号との間の複数の対応関係が、予め、前記マッピング装置内に格納されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記マッピング信号の各々は、第１のデータ形式と、第２のデータ形式と、ファンクション状態形式とを含んでいることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 前記マッピング装置内に格納されている、前記マッピング装置によって受信されるアドレス信号と、前記マッピング装置から出力されるマッピング信号との間の対応関係は、プログラム可能となっていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 前記マッピング装置は、電気的に消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ(EEPROM)であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
- 前記マッピング装置は、プログラム可能な不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
- 前記マッピング装置は、読み出し専用メモリ(ROM)であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
- 前記状態格納レジスタのうちの１つに格納された、前記状態データのうちの１つは、キャプスロックボタンのトグル状態に対応していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記状態格納レジスタのうちの１つに格納された、前記状態データのうちの１つは、数字ロックボタンのトグル状態に対応していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記状態格納レジスタのうちの１つに格納された、前記状態データのうちの１つは、シフトボタンのトグル状態に対応していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記データクロック信号は、前記出力装置から直列に出力されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記データ出力信号は、前記出力装置から直列に出力されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、サウスブリッジチップセット内に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、I2Cバスを介して、サウスブリッジチップセットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記携帯用コンピュータのキーボード−コマンド読み取り装置は、集積回路(IC)内に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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