TW201506692A - 用於確定輸入裝置的主動輸入元件的方法及輸入裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明在A方面有關於一種用於確定輸入裝置(10)的主動輸入元件(S1a、S2b)的方法，包括：
提供根據矩陣裝置而被連接的輸入元件(S1a至S2b)，
在矩陣裝置內提供至少二驅動線(L1, L2)，其每一者連接至各自的驅動電路(2, 4)，
在矩陣裝置內提供可被使用以偵測主動輸入元件(S1a, S2a)的至少二感測線(Ca, Cb)，
在矩陣裝置內提供串聯連接(SC1至SC4)，其每一者包括輸入元件其中之一(S1a)及電阻器(R1a)，而且每一串聯連接(SC1至SC4)被連接至各自一個驅動線(L1, L2)以及被連接至各自一個感測線(Ca, Cb)，
提供上拉電阻器(Ra, Rb)，其連接感測線(Ca, Cb)到第一電位，以及
使用用於驅動電路(2, 4)的控制裝置，其驅動主動驅動線(L1)到不同於第一電位的第二電位，且驅動一非主動驅動線(L2)或多個非主動驅動線到第一電位或到具有距離第一電位絕對偏移值的電位，絕對偏移值為第一電位及第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
Description
此發明一般來說有關於輸入裝置，以及更特別是關於允許同時被按下的鍵開關的多個鍵偵測的此種輸入裝置。
已有多個鍵盤種類。然而，仍有一些問題。簡單構成的鍵盤通常具有如果多個鍵開關在同時啟動的偵測的問題。這些問題已知為例如「鍵位衝突」及「遮蔽鍵」。在另一方面，重要的是使鍵盤的複雜度保持儘可能低。
本發明有關一種用於確定輸入裝置的多個主動輸入元件的方法，包括：
提供根據矩陣裝置而被連接的多個輸入元件，
在該矩陣裝置內提供至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
在該矩陣裝置內提供可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
在該矩陣裝置內提供多個串聯連接，其每一者包括輸入元件及電阻器，而且每一串聯連接被連接至各自一個驅動線以及被連接至各自一個感測線，
提供多個上拉電阻器，其連接該多個感測線到第一電位，以及
使用用於該多個驅動電路的控制裝置，其能驅動主動驅動線到不同於該第一電位的第二電位，且能驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有來自該第一電位的絕對偏移值，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
再者，本發明有關一種輸入裝置，包括：
多個輸入元件，
其中該多個輸入元件根據矩陣裝置而連接，
其中該矩陣裝置包括至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
其中該矩陣裝置包括可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
其中根據該矩陣裝置，包括輸入元件及電阻器的多個串聯連接中的每一者連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個。
一般具體實施例的說明–A方面
本發明的一個目的是提供一種以簡單方式使用的方法，且該方法較佳地處理錯誤的鍵開關偵測的問題及/或鍵開關同時被按下的多個鍵開關偵測的問題。較佳地，其應簡單的及/或快速的確定那個/哪些鍵開關被按下。再者，應提供一種對應的輸入裝置。
一種用於確定輸入裝置的多個主動輸入元件的方法可包括：
提供根據矩陣裝置而被連接的多個輸入元件，
在該矩陣裝置內提供至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
在該矩陣裝置內提供可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
在該矩陣裝置內提供多個串聯連接，其每一者包括輸入元件及電阻器，而且每一串聯連接被連接至各自一個該驅動線以及被連接至各自一個該感測線，
提供多個上拉電阻器，其連接該多個感測線到第一電位，以及
使用用於驅動該多個驅動電路的控制裝置，其能驅動主動驅動線到不同於該第一電位的第二電位，且能驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有來自該第一電位的絕對偏移值，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
如果有偏移，則該非啟動電位可具有位於該第一電位的值及該第二電位的值之間的值。
絕對值被定義為永遠給定正號，即4的絕對值是4且-4的絕對值也是4。
電阻器避免了例如不同驅動線之間經由相同感測線的短路，在該例子中，超過一個輸入元件在矩陣裝置的一行或在相同感測線處是啟動的或被按下的。
使用這些電位導致了簡單的分壓器。可在感測線處感測此分壓器的分接頭。越多開關在一行中是主動的，則取決於第一電位的值，越多分壓器分接頭的電壓變換到正或源/接地電位。一個例外僅存在於如果在一行中沒有開關是主動的。如果沒有開關是主動的，則該第一電位將被感測。
輸入元件根據連接方案而連接。輸入元件的實際排列或位置可不同於連接方案。此表示，根據連接方案，輸入元件相較於矩陣裝置可具有改變的位置。雖然可改變位置，但輸入元件至驅動線以及至感測線的連接仍是相同的。
每一串聯連接可包括輸入元件及電阻器。每一串聯連接可由開關或按鈕及電阻器組成。在此例子中，關於矩陣裝置的載體基板，電阻器可為不可移除的。
替代地，每一串聯連接可由第一開關或第一按鈕組成，以及由電阻器組成，以及由第二開關或按鈕組成，尤其如果電阻器關於驅動線及/或感測線是可移除的。在此例子中，第一開關及第二開關兩者彼此耦合。在該串聯連接內的其他配置也是可能的。
該第一電位較佳地可為正操作電位。在此例子中，該第二電位可為接地/源電位或接近接地/源電位的電位。這些電位的使用較佳的用於最多的驅動電路，參見以下給出的更多詳細解釋。然而，可能使用用於第一電位的其他電位，例如接地/源電位或接近接地/源電位的電位，以及也可用於第二電位的其他電位，例如正操作電位或接近正操作電位的電位。
該輸入裝置可為例如：
鍵盤，尤其是具有至少50個鍵開關，通常不超過150個鍵開關或不超過2000個鍵開關的字母數字鍵盤。該鍵盤可為與電腦分開的裝置或者其可為電腦的整體部分，或者
具有10及20個鍵開關之間的小鍵盤(keypad)，尤其是使用於進入控制的小鍵盤。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元 (例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即0、1、2等數字，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID(人性化介面裝置)規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
在下文中，開關元件或輸入元件可為觸動開關或按鈕。開關元件可為被命名鍵或鍵開關。
該方法允許矩陣的非常快速掃描，尤其是如果僅一門限值被用以確定已掃描的輸入元件是否為主動的。此門限值可獨立於該矩陣裝置的一行中(即在一感測線上)被按壓鍵或已啟動的輸入元件的數目。
然而，即使使用超過一門限值，主動輸入元件的偵測可以非常快速的完成，因為使用上述的分壓器。
在兩個例子中，由於鍵位衝突，將沒有偵測錯誤。
該方法可包括：
啟動該多個驅動線中的第一驅動線，其中較佳地該多個驅動線(L1、L2)中一次，即在同時，僅一驅動線是主動的，
於啟動該第一驅動線期間在該多個感測線中的第一感測線(Ca)上偵測電子訊號的第一值，較佳地是電位的第一值，以及
由於負尖峰或由於超過門限值達該第一值，在該第一驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件，
從而在該第一感測線上及/或在其他該多個感測線上，該門限值獨立於主動輸入元件的數目或獨立於至少二、至少三或至少四個不同數目的主動輸入元件。
因此，僅由於該第一值低於該門限值或高於該門限值的事實而偵測被按壓鍵是可能的。鍵位衝突不再是問題。該第一值的實際值可被用以確定在該矩陣的一行內被按壓鍵的數目。此數目接著可被用以使該矩陣的掃描更快些。此將在以下更詳細的說明。
該門限值可以不同方式確定，例如：
憑經驗地，
藉由監測該偵測值，或
藉由使用校準行，其將在以下更詳細的說明。
該方法可包括：
在啟動該第一驅動線期間，尤其在該第一感測線上確定之後，在該多個感測線的第二感測線上偵測電子訊號的第二值，較佳地為電位的第二值，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第二值，在該第一驅動線及該第二感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件。
較佳地使用唯一一個及/或相同的門限值，所有的感測線可相繼地被感測出。替代地，同時感測超過一個感測線，例如藉由使用超過一個類比數位轉換器(ADC)是可能的。
該方法可包括：
在偵測該第一值及該第二值之後去啟動(驅動到相應的固定電位，例如到該第一電位或到接近該第一電位的電位，即不是到高歐姆狀態)該第一驅動線，
啟動該多個驅動線中的第二驅動線，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第一值，在該第二驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件。
此意味著掃描該矩陣裝置可一列一列的而且在每一列中一行一行的完成。這是快速掃描方案，因為在列上的訊號的設定次數每列必須僅被遵守一次。
該矩陣裝置可包括校準線。參考電阻器可連接至該校準線而且分別連接至每一驅動線。該方法可包括：
使用該校準線來偵測校準值，
使用該校準值以確定該門限值(SW)。
該校準線較佳地可經由另一上拉電阻器連接至該第一電位。
如果偵測到該校準值的話，則所有的驅動線可被啟動。此模擬了在一行內的所有鍵同時被按下的例子，即沒有偵測錯誤的最差偵測例子。
該校準值可被使用為該門限值。替代地，為了得到該門限值，偏移可被加到該校準值。該偏移可關於介於該校準值及類比數位轉換器(ADC)的最大值或相應於此最大值的電位之間的間隔而計算。偏移可在此間隔的1/10或1/2的範圍中，較佳地在此間隔的1/4處。替代地，如果該第一電位是接地/源電位且例如主動驅動線被驅動到正操作電位，則可參考到最小值。在此例子中，該偏移或該偏移值可從該校準值減去。
該門限值可被用以確定其他門限值或門限範圍，其每一者僅在如果在一行內特定數目的鍵被按下，例如一個鍵、兩個鍵等或所有的鍵是有效的。該其他門限值/範圍可被用以確定例如是否超過一個給定數目的鍵是主動的或是否少於該給定數目的鍵的鍵是主動的。
校準使它可能來考量否則可導致錯誤的偵測值的溫度及/或電壓偏移。該ADC(類比數位轉換器)的該操作電位可不同於該ADC的參考電位，該ADC的參考電位比電濾波器裝置，例如包括線圈及電容器的PI-濾波器，的電位更平穩。因此可發生兩個電位之間的差。尤其是，在該ADC的該偵測範圍結束處，如果沒有使用校準的話，可能有可導致錯誤偵測的非線性偵測區域。
該校準線可被感測而且該門限值可在啟動驅動線之後但在感測該感測線其中之一之前(較佳地對於每一驅動線)被確定。此允許處理該線驅動器內部電阻差值、溫度、電壓或其他可影響感測線的感測的條件的短時間波動。
該門限值可為用以計算或確定分別表明在已感測的感測線上不同數目的已啟動輸入元件的其他門限值或門限範圍的第一門限值。輸入元件的實際數目可被確定且用於加速該完整的矩陣裝置的掃描週期。此將在以下更詳細的解釋。
該電阻器或該電阻器及該上拉電阻器可具有相同的電阻值，尤其是關於該最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的容差範圍內。替代地，該上拉電阻器可具有於不同於該矩陣內電阻器的電阻值。上拉電阻器，尤其是沒有在選擇性校準線上的上拉電阻器，可具有高於該矩陣電阻器的該電阻值的電阻值，例如高於該矩陣電阻器的電阻值的至少75％或至少100％。
低容差允許非常精確的確定在該矩陣裝置的一行內被按壓鍵開關的數目的，如果此數目被用以加速該矩陣的掃描。該低容差也可導致非含糊不清的校準值。
該電阻器可具有固定電阻值，即沒有該電阻器的壓感。非壓力感應的電阻器比壓感電阻器便宜。
該電阻器或該電阻器及該上拉/下拉電阻器可由碳墨印刷產生。碳墨印刷相較於使用不連續電阻器元件是低成本製造方法。
該電阻器可具有至少4.5千歐姆的電阻值。因此，如果鍵被啟動或被按下，則將僅有小電流。
描該矩陣裝置的掃描可藉由以下測量至少其中之一來加速：
a)一旦該第一主動輸入元件在此感測線處基於該已偵測值以及基於表明主動輸入元件的數目的多個門限值(TR1至TR11)而被偵測，則確定有多少輸入元件在一已感測感測線上被按壓或被啟動，
一旦主動輸入元件的數目被偵測到等於主動輸入元件的已確定數目，則沒有其他電子訊號被偵測，
b)所有的驅動線被驅動到該第二電位，且多個感測線被確定不具有已啟動輸入元件，
這些已確定感測線在掃描該矩陣裝置期間，在目前的掃描週期內再也不被考慮，
c)驅動該多個驅動線的順序取決於啟動連接至該對應的驅動線的輸入元件的可能性，
d)一平分法被使用於驅動該多個驅動線。
該第一電位可為正操作電位。如果該第一電位是積體電路或微處理器或微控制器的正操作電位，該第二值可為接地/源電位。此意味著該掃描被完成到接地/源電位。相較於也允許完全的驅動到正電位的驅動器，有更多個允許「完全的」驅動到接地/源電位的驅動器。有許多允許例如驅動8 mA抵抗接地的驅動器。然而，此電流無法總是被驅動抵抗正電位。此意味著，良好驅動到接地對於被按壓鍵的精確偵測是不可或缺的。如果在感測線處獨立於被按壓鍵的數目的門限值被使用，則這是更加全部有效的。
如果該第一值是該接地/源電位，則該第二值可為積體電路或微處理器或微控制器的正操作電位。如果驅動器是在以充分方式拉至正操作電位的驅動線處被使用的話，這或者可使用。
一種輸入裝置可包括：
多個輸入元件，
其中該多個輸入元件根據矩陣裝置而連接，
其中該矩陣裝置包括至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
其中該矩陣裝置包括可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
從而根據該矩陣裝置，包括輸入元件及電阻器的多個串聯連接中的每一者連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個。
連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個意味著，該連接定義了在該矩陣中獨一無二的位置。
此輸入裝置可用於上述的方法。因此，相同技術效果也是有效的。
該感測線可藉由上拉電阻器，較佳地藉由提昇電阻器，連接到第一電位。可有用於該多個驅動電路的控制裝置，其驅動主動驅動線到與該第一電位不同的第二電位以及驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到距離來自該第一電位一絕對偏移值的電位，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
此輸入裝置也可用於上述的方法。因此，相同技術效果也是有效的。
該矩陣裝置可包括校準線。參考電阻器可各自連接至該校準線以及連接至每一驅動線。該校準線可被連接至或可連接至用於偵測校準值的偵測單元。
該校準線可用以模擬該矩陣的一行內(即在一感測線上)所有的鍵開關或輸入元件被啟動的例子。此例子可為用於偵測的最差例子。因此，此例子可用以確定稍後用於主動輸入元件的偵測的門限值。
可使用門限確定單元，其確定門限值，該門限值表明輸入元件的啟動獨立於已啟動輸入元件的數目或者獨立於連接至相同感測線的至少二、三或至少四個不同數目的已啟動輸入元件，及/或確定表明連接至相同感測線的已啟動輸入元件的確切數目的至少一門限值。兩個例子已在上面詳細的解釋。
偵測單元(ADC)可用在感測線上及/或在校準線上。該偵測單元可由操作電位操作且可使用參考電位。該參考電位可以相較於該偵測單元的該操作電位的較平順方式來濾波。在兩個電位間可有例如0.1伏特的電位差。然而，該校準線的使用確保了輸入元件的啟動的偵測不受此電位差影響。
該電阻器或該電阻器及該上拉電阻器可具有相同的電阻值，尤其是關於該最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的容差範圍內。該電阻器可具有固定電阻值，即沒有該電阻器的壓感。該串聯連接的該電阻器或這些電阻器及該上拉電阻器可由有成本效益的碳墨印刷來產生。
串聯連接可包括關於該矩陣裝置的載體基板無法移除的電阻器。替代地，該串聯連接可包括關於該矩陣裝置的載體基板可移除的電阻器。相較於例如藉由碳墨印刷裝設在載體基板上的電阻器，在可移除的輸入元件內具有電阻器可更便宜。然而，在可移除的輸入元件內的電阻器也可由碳墨印刷完成。
該輸入裝置可不包括在該矩陣裝置內及/或連接至該矩陣裝置的去耦合二極體。如果相較於電阻器，二極體是相對貴的。再者，如同以上解釋的方法及輸入裝置，可不使用去耦合二極體而達到去耦合及避免鍵位衝突。
用於驅動驅動線的驅動電路或多個驅動電路可直接連接至驅動線，或藉由使用具有小於200歐姆或小於100歐姆的電阻值的串聯電阻器而連接至驅動線。該串聯電阻值可根據該矩陣裝置的載體基板的波電阻值而調整。
較佳地，沒有連接至該驅動器電路的輸出的提升或下拉電阻器，尤其沒有具有高於1千歐姆或高於4千歐姆的的電阻值的上拉電阻器。當它典型地由推拉式驅動器產生時，該驅動電路在其輸出處可具有穩固的電位位準。此意味著，驅動電路的輸出電位或輸出電壓不受該矩陣裝置的一行內主動輸入元件或鍵的數目影響，本質上仍然不變。尤其是，對於該接地/源電位，可能具有低於0.2伏特(200毫伏特)或甚至低於0.1伏特(100毫伏特)的改變。這使該按壓鍵的偵測更簡單些，尤其如果取決於該矩陣裝置的一行內被按壓鍵的數目的門限值必須被考量的話。與使用穩固位準相反的是使用「軟位準」。軟位準可使用拉升或下拉電阻器來產生。然而，相較於穩固位準的變異，軟位準會在更大範圍內變化。
該驅動電路或該多個驅動電路可為微控制器單元的輸出電路。在此例子中，沒有分離的組件對驅動器是必要的，這是非常具有成本效益的。
一般具體實施例的說明– 第一方面
本發明的一個目的是提供一種輸入裝置，其可以簡單方式產生且較佳地處理了錯誤鍵開關偵測的問題及/或同時被按壓的鍵開關的多個鍵開關偵測的問題。再者，應提供一種相應方法。
這些問題由根據申請專利範圍第21項的裝置或由根據獨立方法請求項的方法來解決。具體實施例在附屬申請專利範圍中述及。
本發明有關一種包含上述特徵的輸入裝置。串聯連接包括可由使用者啟動的開關元件，例如藉由按下動作。如果該開關元件被啟動，則改變該開關元件的端子之間的電子特性，例如電阻值。該串聯連接也包括至少一電子組件(元件或裝置)，例如一個(1)電阻器或兩個電阻器。除了串聯連接中的開關元件，否則通常不超過兩個電子組件。
第一傳導線及第三傳導線形成了例如矩陣的列。第二傳導線及另一傳導線形成了例如矩陣的行。然而，使用僅具有一行的「矩陣」，即僅具有該第二傳導線或僅具有一感測線，也是可能的。
該連接是電子傳導性連接，且例如是在由可撓曲或堅硬材料製成的印刷電路板(PCB)上。
類比數位轉換器可直接地耦合至該第二傳導線，即沒有額外的電子元件。替代地，可使用多工器在不同時間每次將數個傳導線映射到該類比數位轉換器的唯一一個輸入。在該第二傳導線上使用第一類比數位轉換器及在另一傳導線上使用第二類比數位轉換器也是可能的。
該輸入裝置例如是：
鍵盤，尤其是具有至少50個鍵開關，通常不超過150個鍵開關或不超過2000個鍵開關的字母數字鍵盤。該鍵盤可為與電腦分開的裝置或者其可為電腦的整體部分，或者
具有10及20個鍵開關之間的小鍵盤(keypad)，尤其是使用於進入控制的小鍵盤。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元 (例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即數字0、1、2等，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID(人性化介面裝置)規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
該類比數位轉換器可為基於連續逼近法或基於平行編碼的轉換器。使用在該第二傳導線上比較至少二個參考值及訊號的至少二個比較器裝置，或者在另一傳導線上比較至少二個參考值及訊號的至少二個比較器裝置來實現轉換器，也是可能的。
第一傳導線及第三傳導線可稱為驅動線。第二傳導線及另一傳導線可稱為感測線。
該驅動線可與根據預先確定的工作方案來閃控(strobes)或掃描該驅動線的驅動器連接。除了一個以外的所有的驅動線較佳地被設定到第一電位，而其餘驅動線較佳地被設定到關於該第一電位的不同的第二電位。閃爍或掃描對所有的驅動線依序進行。該第一電位較佳地高於該第二電位。該第二電位較佳地為接地電位。
該感測線可直接地連接至該類比數位轉換器。替代地，多工器可被耦合在每一感測線與該類比數位轉換器輸入之間。
第三傳導線可連接至第二輸入元件及第二電子組件的第二串聯連接或者如果主動，連接至具有高歐姆狀態的第二輸入裝置。較佳地，可有至少6或至少8個傳導線(驅動線)。
該第一傳導線可連接至另一輸入元件及另一電子組件的另一串聯連接或者如果主動，連接至具有高歐姆狀態的另一輸入裝置。
另一傳導線可連接至該另一串聯連接或連接至該另一輸入裝置，而且較佳地也連接至其他串聯連接或輸入裝置。因此，可有幾個行線或幾個感測線，例如至少6或至少8個。
該類比數位轉換器可選擇性地從該第一傳導線或從該另一傳導線接收其輸入。替代地，第二類比數位轉換器被耦合至該另一傳導線，而非該第一類比數位轉換器。
輸入元件或輸入裝置或所有的輸入元件或所有的輸入裝置可僅包括兩個端子。可使用單極單投開關，尤其是按鈕開關或相應的半導體裝置。單極單投開關相較於單極雙投開關或按鈕具有較簡單的構造。該輸入元件可正常地打開，即如果沒有被啟動或被按下的話。
類比數位轉換器可為至少2位元、至少3位元、至少4位元或至少8位元的輸出字元長度的轉換器。此意味著，該轉換器的解析度是4個值、8個值、16個值或256個值或更大的值。也可使用具有較長字元長度的類比數位轉換器，例如12位元的字元長度，即具有4096個值的解析度。通常使用少於20位元的字元長度。
第一電子組件及第二電子組件可各自包括至少一電阻器或電阻元件。該電阻器或電阻元件可具有大於4.5千歐姆或5千歐姆或大於10千歐姆的電阻值。該電阻器可具有典型地少於100千歐姆的值。該電阻元件可為整合至觸控螢幕的電晶體。再者，這也適用於如果沒有使用分離的電子元件的話，即該電阻器或電阻元件是部分的輸入裝置，例如被使用於切換的電晶體的一部分。
每一電阻器由可具有距離電阻器的算數平均值或標稱值在例如正5％或負5％的容差內的相同標稱值或相同歐姆值。此允許鍵盤的簡單生產。
替代地，在串聯連接或輸入裝置的群組內使用相同的值。然而，在該矩陣的相同的傳導線上，例如在相同的感測線上，在不同的群組中使用不同的值。相較於在相同感測線上、另一群組中的值，該電阻係數的量在一個群組中至少大於50％。
每一輸入元件可包括開關元件。該開關元件較佳地可包括機械開關，如果該開關被啟動或被按下的話，該機械開關具有由其本身產生物理接觸的接點。替代地，不涉及機械部分的移動，可使用觸控或壓感裝置。範例為觸控螢幕及觸碰感應電晶體。
替代地，也可能使用其他型式的開關，例如不涉及機械部分的移動的觸控感應開關，尤其是如果由操作者或使用者啟動、改變電阻的電晶體。
再者，可使用開關的混合體。可能使用例如半球型開關(dome-switches)，其包括由使用者的手指按壓、抵抗兩個叉合接點的電子傳導半球。
該輸入裝置可包括處理器，尤其是被耦合至類比數位轉換器或包括類比數位轉換器的微控制器。該微控制器也可包含記憶體及週邊裝置。
該輸入裝置可包括根據用於輸入裝置及電腦之間的資料傳輸的國際標準來作用的介面裝置，例如PS/2 (個人系統2)，即具有產生或破解鍵開關訊號，或USB (通用序列匯流排)，即，只要鍵開關被啟動就發送多個訊號。
該輸入裝置可包括偵測輸入元件的啟動或輸入裝置的啟動的控制裝置，例如開關的啟動，取決於位在啟動開始處的訊號值的倒數第三個訊號改變內、以及位在開關的啟動終了處的訊號值的倒數第三個訊號改變內的門限電壓。此意味著下降訊號位準，其已經減少訊號的去除抖動且該訊號具有易於偵測的相對低位準。
替代地，該輸入裝置包括控制裝置，其取決於門限電壓來偵測輸入元件的啟動或輸入裝置的啟動，例如開關的啟動，門限電壓在開始啟動時位於訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內，以及在啟動該開關的終了時位於訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內。
此意味著，訊號的去除抖動仍相當地高。然而，類比數位轉換器的使用允許了精確的偵測，因為其可能在去除抖動幾次時採樣該訊號。該門限值可由輸入裝置的使用者設定或選擇，例如設定鍵盤的開關的靈敏度。
藉由使用平穩的電容器，可能得到相反於快速改變的去除抖動功能的平穩值，例如與理想的統計分析進行組合。替代地，可能偵測去除抖動訊號或值的最小值，其在該鍵開關的啟動開始時小於一高電位。如果該訊號在開始時是低的，則可偵測比該低訊號值還相當高的最大值或值。
該控制裝置可藉由處理器、微處理器或微控制器及相應的程式來實現。替代地，沒有處理器的電子電路可被使用於該控制裝置。
取決於至少兩個門限值，在啟動期間，該輸入裝置可偵測該輸入元件或輸入裝置的至少三個狀態或至少四個狀態。三個狀態的範例是：未按壓、按壓一半、完全按壓。新的應用可基於此多狀態偵測機制。例如，僅在開關被完全按壓時，在啟動開始時準備好一個功能並執行。
該輸入裝置可包括第二控制裝置，其偵測連接至該第二傳導線的已啟動輸入元件或輸入裝置的數目及/或連接至該另一傳導線的已啟動輸入元件或輸入裝置的數目。
該第二控制裝置可由使用另一程式的處理器來實現。替代地，可使用另一硬體，即沒有處理器的電路。
該第二控制裝置可包括設定該類比數位轉換器的輸出值的至少二個範圍的門限單元。該第二控制裝置可包括比較單元，為了確定在其中一個傳導線上同時被啟動的開關的數目，該比較單元將該類比數位轉換器的該輸出與範圍比較。該範圍可由每一範圍唯一的值以及這些範圍的長度的共同值預先確定，或者由每一範圍的二個值(即較低的邊界值及較高的邊界值)預先確定。如果有這些並未使用的預先確定範圍之間的範圍，則可以增加偵測精確度。
至少該第一電子組件可包括碳電阻器或可為碳電阻器，或者至少該第一輸入裝置可包括碳電阻器。該碳電阻器較佳地是由碳墨印刷製造。在該碳電阻器中可有至少90原子百分比的碳。較佳地，該輸入裝置所有的電阻電子組件，尤其是在該輸入矩陣內所有的電阻電子組件，是碳電阻器。
該輸入裝置可為具有低於20公分的最大延伸及/或低於500公克或低於250公克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件可具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
重量與整體重量有關，即包括該裝置及蓄電池或電池。這種小型裝置可為便於攜帶的，即行動使用的。在這種裝置中具有低能量消耗是重要的。即使對於鍵盤或小鍵盤也是如此。
給定的電阻係數值允許對於每一被按壓的鍵僅約0.15毫安培(mA)的電流。這個值比具有例如0.3毫安培的值的已知鍵盤中的電流低得多。該低電流值導致高能量效率。
在該感測線的提升電阻器對鍵盤或小鍵盤所需要的電流也具有影響。
替代地，該輸入裝置可為具有低於20公分的最大延伸及/或低於500公克或低於250公克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
能量效率也是較大型裝置 (例如個人電腦、伺服器等)的問題。這些裝置通常在具有100伏特至300伏特範圍內的電壓的加速型電流網路操作，即由公用工廠驅動的網路。
該輸入裝置可為具有至少20公分的最大延伸及/或多於500公克或多於1千克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的電阻係數。
降低電阻係數值的效果是偵測可更快完成。這對於用於玩電腦遊戲的鍵盤可是重要的。10千歐姆的電阻係數可導致約1毫秒的偵測時間。
本發明也有關於包括上述特徵的輸入方法。該方法更可包括取決於數位值來產生鍵碼。
電位的偵測較佳的可與電流的偵測相反，因為偵測更簡單且更可靠。
該方法可包括確定其中一個開關或輸入裝置的啟動的中間態。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析組合)得到與快速改變的去除抖動函數相反的平滑值是可能的。替代地，在鍵開關的啟動的開始處偵測低於高電位的去除抖動訊號或值的最小值是可能的。如果訊號在開始時是低的，則可偵測非常高於該低訊號值的最大值或值。
該門限值可位於該鍵開關的被按壓狀態及開啟狀態之間的第一上半訊號位準變化內。該門限值可由該輸入裝置的使用者設定或選擇，例如設定該鍵盤的開關的靈敏度。
該方法可包括在啟動其中一個開關或輸入裝置的期間確定至少三個狀態或至少四個狀態。至少二個門限值可被使用以偵測開啟狀態及關閉狀態之間的第三狀態。在其他具體實施例中使用三個或超過三個門限值，例如四個、五個、六個或超過六個。藉由使用此方法的新應用是可能的，例如準備執行在啟動開始時的功能，以及如果該開關是被完全按壓的，僅執行該功能。
該方法可包括取決於數位值來確定連接至傳導線(感測線)的已啟動開關或輸入裝置的數目，其中該數目較佳地是大於1。因此，不止可能避免鍵位衝突，而且也可能偵測而沒有同時被啟動的錯誤多重鍵開關。
該第一電阻器或該第二電阻器可使用碳墨印刷來製造，即非常有效率的製造過程。
第一電阻器或為高歐姆狀態的第一輸入裝置以及第二電阻器或為高歐姆狀態的第二輸入裝置具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
能量效率對可攜式裝置可是重要的，甚至是對例如個人電腦的較大型裝置。高電阻係數導致較低的電流消耗，以及因此較低的整體能量消耗。
替代地，第一電阻器或為高歐姆狀態的第一輸入裝置以及第二電阻器或為高歐姆狀態的第二輸入裝置可具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的電阻係數。
如果使用較高的偵測電流，則得到非常高的偵測速率是可能的。偵測速率對於在高速應用中使用的鍵盤以及小鍵盤可是重要的，如同在模擬程式中及電腦遊戲中使用的一樣。
該方法可使用上述的其中一個裝置來執行。如上述的相同技術效果對於使用相應裝置的方法也是有效的。
發明說明 – 第二方面
用於控制光學元件的電路裝置及方法
第二方面的技術領域
本發明一般地關於用於控制至少一光學元件或用於一光學元件或用於多個光學元件的至少一驅動器的控制電路及控制方法。本發明尤其更關於可以以高能量效率以及低能量消耗操作的這種電路裝置。
先前技術– 第二方面
很多控制原理已知來控制流經光學元件的電流，尤其是流經半導體光學元件，例如發光二極體(LED)：
限流電阻器，
線性驅動器，即電壓調整器，
震盪驅動器，取決於用於驅動器的輸出電壓的二個門限電壓，來使用開啟及關閉一開關電晶體。
發明內容– 第二方面
本發明有關於一種用於控制光學元件的電路裝置，包括：
轉換器，其由脈寬調變訊號控制，
至少一光學元件或至少一光學元件的驅動器電路，被連接至轉換器的輸出，
第一偵測單元，被連接至或可連接至包括光學元件或驅動器的第一電路分支，以及
數位控制單元，其被耦合至第一偵測單元及被耦合至轉換器的控制輸入，以及藉由控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經驅動器的電流。
再者，本發明有關於一種用於控制光學元件的方法，包括：
藉由數位地控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經用於至少一光學元件的驅動器電路的電流，該轉換器是藉由脈寬調變(PWM)來控制的，此外可使用脈波頻率調變(PFM)。
一般具體實施例的說明– 第二方面
本發明的目的是提供一種用於控制光學元件，尤其是有關亮度的電路裝置，特別是以高效率、低能量消耗操作及/或能夠有光學元件的高亮度值。再者，必須提供相應的方法。
這些問題藉由如申請專利範圍第43項的裝置以及藉由如獨立方法請求項的方法來解決。具體實施例在附屬項中給出。
電路裝置可包括上述的特徵。為了控制光學元件的電流或驅動器的電流，此電路裝置可使用例如電壓轉換器的轉換器的電壓控制。此與可在光學裝置或驅動器的強大地非線性電壓電流特性的例子中使用的電流控制相反。然而，電路裝置可使用電壓控制，因為數位控制是基於光學元件或驅動器的特性的個別偵測，尤其是電壓對電流的特性曲線或電流對電壓的特性曲線。替代地或此外，可考慮其他特性曲線，例如電壓轉換器的工作週期對電壓的特性曲線。
再者，電路能夠使用電壓控制而非電流控制，因為轉換器的非線性特性及LED的非線性特性兩者也可被考慮來用於控制。
偵測單元可為類比數位轉換器(ADC)。ADC的位元長度可在4位元到20位元或更多位元的範圍中。可在第一電路分支及偵測單元之間使用多工器。
該光學元件可為或可包括半導體元件，例如LED (發光二極體)、雷射二極體、IR-二極體(遠紅外線)或紫外光二極體(紫外光)。
光學元件或一串光學元件或一束光學元件串的非線性特性可為指數函數或可類似指數函數。此意味著，操作點的調整相較於具有線性特性的元件或直接電流控制更困難得多，因為電壓的小變化導致相當大的電流變化，尤其在範圍的端點處。使用適當的控制策略來發現恰當的操作點是可能的，例如藉由採樣全部的個別特性。這也適用於關於光學元件的驅動器。
轉換器可為電壓轉換器，例如DC/DC轉換器(直流電/直流電)。該轉換器可為降壓轉換器、反向器或升壓轉換器。這些種類的轉換器包括一個傳導元件以及一個開關及一個二極體，或者替代地一傳導元件及二個開關。該開關較佳地為電子開關，即電晶體，例如FET (場效電晶體)或MOSFET (金屬氧化物半導體FET)。也可使用其他種類的轉換器，例如回掃轉換器。
也可有電壓轉換器的非線性特性曲線。該轉換器在一操作模式可具有帶有低負載或低輸出功率(PWM模式)的低操作效率。如果負載或輸出功率更大，則可有高效率。轉換器通常針對此正常模式來設計。然而，如果該轉換器及光學元件/驅動器的整體特性至少被偵測一次，例如在製造該電路裝置的結束處，每次電路裝置被開啟，或者如果有也可被偵測的或根據其他策略的溫度變化，電壓轉換器及光學元件/驅動器的非線性特性可被考慮。
該第一偵測單元，例如類比數位轉換器，可直接地耦合至該第一電路分支，或者多工器可在該第一電路分支及該第一偵測單元或第一類比數位轉換器之間使用。
可使用封閉迴路來完成控制。替代地，可使用開放迴路控制。
除了轉換器之外，該第一電路分支在該該第一電路分支內可沒有用於電流調節的另一電子裝置。尤其，該第一電路分支並未包括用於電流控制的電晶體。此意味著，只有使用電壓控制來自動地控制光學元件或光學元件的驅動器。即使在第一電路分支內使用電阻器，電阻係數的值可低於限流電阻器的值。
第一電路分支可包括電阻元件或電阻器，而且第一偵測單元可被連接至或可連接至該至少一光學元件或驅動器電路與電阻元件或電阻器之間的連接。電阻器可具有低容差，例如1％或小於1％。電阻器或電阻元件藉由使用第一偵測單元而允許在該分支內偵測電流。
電阻器的值較佳地小於限流電阻器(保護電阻器)的值，其將對光學元件或多個光學元件是必須的。電阻器的歐姆值可在例如1歐姆到50歐姆的範圍中。
可使用被偵測電流的值以計算電流功率，即在作為光學元件時被消耗的功率。
第一偵測單元可被連接至或可連接至至少一其他電路分支，其包括至少一其他光學元件或用於至少一其他光學元件的另一驅動器。此意味著，可偵測電流的總和或平均值，尤其是算數平均值。
對於許多應用，僅偵測電流及使用轉換器的電壓來設定電流或改變電流是足夠的。
替代地，第一偵測單元可偵測電壓轉換器的輸出電壓。
第二偵測單元可被連接至或可連接至第一電路分支，尤其是連接至轉換器的輸出。第二偵測單元可為偵測電壓轉換器的輸出電壓的第二類比數位轉換器，尤其在第一偵測單元被用於電流的偵測的例子中。第二ADC的位元長度可在4位元至20位元或更多位元的範圍內。替代地，第二偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器的一部份，例如第一類比數位轉換器。
第二偵測單元可連接至以串聯連接來連接的二個電阻器的分接頭，即分壓器的分接頭。此串聯連接可連接至電路分支及/或連接至電壓轉換器的輸出。單一增益放大器或電壓跟隨器可被耦合於分壓器及第二偵測單元之間。
第二偵測單元可與或不與第一偵測單元一起使用。
電壓轉換器的輸出電壓的偵測以及電路分支中的電流的偵測允許在一個電路分支內或在包含僅有一個光學元件或或幾個光學元件或驅動器的多個電路分支內確定電子輸出功率。輸出電壓及電流可被使用以得到光學元件的電壓對電流特性的配對。輸出電壓可單獨被使用以偵測電壓轉換器及光學元件或光學元件的驅動器的整體非線性工作週期對電壓的特性。
第三偵測單元可被連接至或可連接至電壓轉換器的輸入或電路裝置的輸入。第三偵測單元可為第三類比數位轉換器。第三ADC的位元長度在4位元至20位元或更多位元的範圍中。替代地，第三偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器，例如第一類比數位轉換器或第二類比數位轉換器。第三偵測單元可確定在電壓轉換器或電路裝置的輸入處的電壓或電流。
在電壓偵測的例子中可使用分壓器及/或單一增益放大器。電路裝置的輸入電壓的值可被使用以偵測電壓的擊穿條件以及據此作用。如果電路裝置是經由USB (通用序列匯流排)介面操作的話，這是尤其重要的。
第三偵測單元可與或不與第一偵測單元一起使用，及/或與或不與第二偵測單元一起使用。
第四偵測單元可被連接至或可可連接至電壓轉換器的輸入或電路裝置的輸入。第四偵測單元可為類比數位轉換器。該ADC的位元長度可在4位元至20位元或更多位元的範圍中。替代地，第四偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器，例如第一類比數位轉換器或第二類比數位轉換器或第三類比數位轉換器。
第四偵測單元可偵測電路裝置(即，例如電壓轉換器及微控制器)的輸入電流。電壓調節器的輸入線或電路裝置的輸入線內的電阻器或電阻元件可被使用於電流偵測。電阻元件可為電感元件的部分，例如被使用以滿足USB標準的電感元件的部分。電阻電容網路可被使用以偵測在電感元件處的輸入電流。這已知為DCR感測(直流電阻)。也可使用感測輸入電流的其他方式。
電壓轉換器的輸入電壓及輸入電流的偵測允許確定輸入功率。
輸入電流的值可與一個標準的最大電流值進行比較，例如國際標準，尤其是用以將鍵盤連接至電腦的USB (通用序列匯流排)或PS2 (個人系統2)。
第四偵測單元可與或不與第三偵測單元一起使用，及/或也可與或不與第一偵測單元一起使用，及/或可與或不與第二偵測單元一起使用。
因此，不使用任何連接至ADC的多工器是可能的。僅使用一或二個類比數位轉換器及多工器電路也是可能的。僅使用一個多工器或多於一個多工器是可能的。
電路裝置可包括處理器，其中該處理器被耦合至第一偵測單元的輸出及耦合至電壓轉換器，尤其是耦合至電壓轉換器的控制端點。處理器也可被耦合至其他被使用的偵測單元。處理器可為微處理器或微控制器。微控制器包括處理器、記憶體及輸入/輸出裝置。
電路裝置可包括在電腦及鍵盤或另一週邊裝置之間形成介面的介面電路，尤其是根據其中一個USB (通用序列匯流排)標準，即1.0、2.0、3.0或更高，或根據PS2 (個人系統2)標準。這些介面有特別的問題：
在介面處的電壓、功率及/或電流必須在標稱範圍內，尤其是低於最大電壓或最大電流，及/或
避免在該標準中定義的限度外的電流狀態及/或電壓狀態可是重要的。
電路裝置可包括由至少一光學元件照射的多個輸入元件。由玻璃或塑膠製造的波導可被使用以引導光到輸入元件。輸入元件可為機械開關、可移動的開關或用於切換的觸動元件。對於這些種類的發光有特別要求，例如：
最大亮度，及/或
由必須被遵守的介面標準所設定的限度，及/或
低功率消耗是必須的。
這些要求可藉由使用基於至少一偵測單元或ADC (類比數位轉換器)、二個偵測單元/ADC、三個偵測單元/ADCs或四個偵測單元/ADC的偵測值的控制策略來滿足。替代地，可能的使用多工器及僅使用藉由多工器而被連接或可連接至電路裝置的不同偵測點的一個ADC。電壓轉換器及光學元件或用於光學元件的驅動器的非線性特性可被包含於控制策略內。
電路裝置可包括另一控制單元，其確定在包括電路裝置的整體工作範圍的至少50％或至少75％的範圍內的電路裝置的至少一特性曲線。該範圍可包括多於三個十進位，例如微安培的電流及幾個毫安培的電流。在此範圍內也可有電壓轉換器的幾種操作模式。因此，可有自動地確定電路裝置的整體特性。
特性曲線可被確定，例如：
僅在包括電路裝置的電子裝置(包括例如鍵盤)的製造結束處一次，
每次在電路裝置被開啟時，
開啟及關閉電路裝置之間幾次，
尤其是週期性地，例如每分鐘一次、多於10次、多於100次或多於1000次，但較佳地每分鐘少於10000次，
視溫度的變化等。
數值對可被儲存在記憶體中。內差法可被使用以得到在儲存的數值對之間的值。例如樣條內差法及/或外插法可為適當的。
電路裝置可包括另一控制單元，該另一控制單元改變了取決於在電壓轉換器的輸出處的負載而用以控制電壓轉換器的脈寬訊號的頻率。如果僅有微安培流經光學元件，則可為第一PWM模式。第一PWM模式內的頻率可高於用於轉換器的較高負載或輸出功率的頻率。
在電壓轉換器的工作週期及輸出電壓之間可有第一關係。在隨著增加的工作週期而沒有輸出電壓的變化處可接著平線區。在操作的正常模式或引導模式，在該電壓轉換器的工作週期及輸出電壓之間可有第三關係。
該第一PWM模式內的較高頻率可降低平線區的長度。
為了使控制簡單些，PWM訊號的頻率可在該範圍的結束處(即較高的負載)降低。降低中的頻率允許更精確的控制。頻率可在25％至75％的範圍內降低，較佳地以逐步方式。
PFM (脈波頻率調變)可被使用於轉換器的較低輸出功率，替代地到第一PWM模式內的較高頻率。PFM可致使導致較少精確控制的較低頻率。然而，由於較小功率無論如何都是較小的，這在如同宣稱的相對變化造成的絕對變化的較低功率的範圍內是可忍受的。較低功率是例如500毫瓦特以下或100毫瓦特以下。
至少一偵測單元或所有的偵測單元可包括類比數位轉換器或由類比數位轉換器組成。類比數位轉換器可具有在4位元至20位元或更多位元的範圍中的解析度。類比數位轉換器能夠進行相較於類比資料處理更彈性的數位資料處理。
控制單元可包括第一子單元，該第一子單元較佳地被耦合至該第一偵測單元。第一子單元可偵測轉換器的控制訊號的工作週期與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對。替代地，轉換器的輸出電壓與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對可被偵測。
該第一子單元在距離最大功率、電流或電壓夠遠的操作點處可負責控制亮度。第二子單元可負責在接近接近或靠近最大功率、電流或電壓的操作點的點處控制。以下將更詳細地說明第二子單元。
這裡，雖然有涉及扮演主要角色的指數函數，挑戰是要作控制。指數函數的斜率隨著增加的x值變成越來越陡峭。再者，光學元件或元件的亮度關於工作週期的最小變化或電壓轉換器的輸出電壓的最小變化是非常靈敏的。該具體實施例是基於不同的控制策略可被使用於不同的操作點的考量。
第一子單元可包括計算單元，該計算單元取決於電流的值來計算轉換器的工作週期或輸出電壓。此計算單元可包括微控制器或執行儲存於電子記憶體的指令的另一處理器。
第一子單元可包括找出行經多個數值對的曲線的內插單元。可使用樣條內插法，例如藉由使用三次樣條函數或二次樣條函數。然而，也可使用其他內插法。
替代地或額外地，第一子單元可包括疊代單元，其找出對電流的值或電流的給定值是有效的工作週期或輸出電壓。可使用牛頓疊代或另一疊代。疊代允許每一步驟逐一結果的改進。另一控制單元可被使用以找出適當的起始值。
第一子單元可包括變化單元，該變化單元取決於流經至少一光學元件的電流值的偏差及參考電流或另一參考值的偏差，來改變轉換器的工作週期或輸出電壓。此數位封閉迴路控制導致了對較高電流值的偏移的補償，而且也導致了對較低電流值的偏移的補償。如果電路裝置的溫度上升的話，例如由於長期操作，電流將偏移到較高值。溫度可由於外在條件而下降，例如例如打開的窗戶。
該第一子單元可包括第一斜率計算單元，其計算高於參考電流的電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。替代地或額外地，第一子單元可包括第二斜率計算單元，其計算在參考電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。如果涉及指數函數的話，兩個具體實施例在相關曲線的較大值處使用較大的斜率，即較陡峭的斜率。此允許非常精確且快速的計算。
第二斜率計算單元可被與或不與第一斜率計算單元一起使用。
控制單元可包括第二子單元，且較佳地為確定最大電功率或電壓或電流的單元。因此，第二子單元可考量最大值。可有接近必須被遵守的最大值的限制。再者，接近最大值的控制可比其他操作點處的控制更複雜。因此，可使用特別的第二子單元。接近該最大值可採取進一步的動作或替代的動作，例如降低控制轉換器的PWM訊號的頻率。
第二子單元可與或不與第一子單元一起使用。
在相關曲線的偵測期間，或在數值對(其為用於找出相關曲線的底數)的偵測期間可考量最大電功率或電壓或電流。再者，如果另一裝置被插入具有相同電源供應的幾個介面中的一個週邊介面，例如插入USB埠，則最大值在鍵盤的操作期間可必須為被降低的。從電腦的這些週邊介面移除一裝置可致使最大值的增加。
第二子單元較佳地可被耦合至第一偵測單元，以及第二子單元較佳地可偵測轉換器的控制訊號的工作週期與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對。替代地，轉換器的輸出電壓與流經該(即所述)至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對可被偵測。第一偵測單元可為偵測流經光學元件串的整體電流或流經這些串的中電流的類比數位轉換器。整體電流可藉由中電流乘以k(即並聯的光學元件串的數目)來估計。替代地，可使用唯一一個光學元件或單一光學元件的並聯連接或各自測量的串電流的總和。
最大值可在數值對的偵測期間考量。因此，其可能保持在要求在不超過最大值的規格內的操作區域或範圍內。
第二子單元可包括至少一、二或所有的以下單元：
外插單元，其計算延伸到最大值的曲線，及/或
斜率計算單元，其計算在最大值處的曲線的斜率，及/或
計算單元，該計算單元被耦合至斜率計算單元以及計算比其他數值對更靠近最大值的工作週期或輸出電壓。
樣條再一次是允許良好外插的函數的良好選擇，特別是以在整體域或範圍上可至少一次連續地微分而得到在外插曲線的特定點處的斜率的函數。
其他數值對已可被偵測。新工作週期或新輸出值可被使用以控制電壓轉換器。接著，可偵測新的數值對。該新的數值對接著可被使用以得到更靠近最大值。
第二子單元可包括疊代單元，其被耦合至第二子單元的斜率計算單元及被耦合至計算單元。疊代允許相關曲線的連續延伸而不超過最大值。
疊代單元可被耦合至外插單元。外插曲線在疊代期間可被更新數次。此允許最終比沒有被更新的外插曲線的疊代還要快的非常精確的疊代。可僅有一些疊代步驟，例如少於10個或甚至少於5個疊代步驟。
也可執行疊代而沒有外插曲線的更新。此對某些應用是足夠的。
第二子單元可包括變化單元，該變化單元取決於流經至少一光學元件的電流值的偏差及參考電流的偏差來改變轉換器的工作週期或輸出電壓。因此，亮度數位控制也可能接近功率、電流或電壓的最大值。
第二子單元可包括第一斜率計算單元，其計算高於參考電流的電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。
替代地或額外地，第二子單元可包括第二斜率計算單元，其計算在參考電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。在兩個例子中，所計算的斜率值將非常接近真實值。此允許非常精確且快速的計算。
第二斜率計算單元可與或不與第一斜率計算單元一起使用。
電路裝置可包括確定最大電功率或電壓或電流的單元。確定最大值的該單元可被耦合至確定電路裝置的輸入電壓及/或電壓轉換器的輸入電壓的偵測單元，及/或確定電路裝置的輸入電流及/或電壓轉換器的輸入電流的偵測單元。兩種偵測單元可為類比數位轉換器。基於電路裝置的輸入電壓的壓降估計例如最大功率是可能的。替代地，輸入電流可被偵測且被使用以計算，例如，由於電壓調節的電路裝置的可比較地恆定輸入電壓的電功率。
本發明也關於用於控制光學元件的方法，包括：
藉由數位地控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經用於至少一光學元件的驅動器電路的電流，該轉換器是藉由脈寬調變(PWM)來控制的，額外地，可使用脈波頻率調變(PFM)。
對於方法，也相關於上述用於電路裝置的相同技術效果。數位地控制在這裡意味著，使用至少一類比數位轉換器及/或一處理器，例如與純粹的類比電路相反。
電路裝置的特性曲線可在包括至少50％或至少75％的電路裝置的整體工作範圍的一範圍內被確定。技術效果已描述如上。
用以控制電壓轉換器的脈寬訊號的頻率可取決於在轉換器的輸出處的負載而被改變。相較於用於較高工作週期的頻率，較高的頻率可被使用於較低工作週期。較低的頻率可被使用接近電壓轉換器的最大輸出功率。該頻率較佳地以逐步方式可在25％至75％的範圍內降低。
PFM (脈波頻率調變)可被用於轉換器的較低輸出功率，替代地到第一PWM模式內的較高頻率。PFM可致使導致較不精確控制的較低頻率。然而，當反正由聲稱的相關變化引起的絕對變化是較小的時，這在較低功率的範圍內是可容忍的。
至少一個、至少二個、至少三個、至少四個或所有的以下電流或電壓可被偵測：
電壓轉換器的輸入電壓或電路裝置的輸入電壓，
電壓轉換器的輸入電流或電路裝置的輸入電流，
電壓轉換器的輸出電壓，
流經至少一光學元件或流經光學元件的驅動器的電流，及
電壓轉換器的輸出電流。
可使用唯一一個偵測單元及多工器或幾個偵測單元，較佳地是類比數位轉換器。
以上已描述的其中一個電路裝置可被使用以執行上述其中一個方法。將有相應於電路裝置的單元的方法步驟。
發明說明– 第三方面
用於傳輸鍵碼的方法及相應的鍵盤
技術領域– 第三方面
本發明有關用於傳輸鍵碼的方法及相應的鍵盤，尤其是虛擬鍵盤。
背景技術– 第三方面
這種方法在例如USB x.0 (通用序列匯流排)規格內及/或在HID (人性化介面裝置)規格中或其他規格中被明確說明。然而，這些規格並未明確說明所有的相關方法及參數。因此，對於這些規格的完成階段期間的其他發展仍有空間。
發明內容– 第三方面
本發明關於一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符的第一報告資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符的第二報告資料，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
本發明也關於一種鍵盤，包括報告描述符儲存在其內的記憶體，該報告描述符定義：
第一報告資料，含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符，
第二報告資料，含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
再者，本發明關於一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符的第一端點資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符的第二端點資料，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
其中在第一組內的鍵碼的數目較佳地是在1至6的範圍中，以及
其中在第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
本發明也關於一種鍵盤，包括：第一端點描述符及第二端點描述符被包含於其內的記憶體，
第一端點描述符定義用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符，
第二端點描述符定義用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
更包括一控制單元，其控制在該第一組內第一數目的鍵碼的傳輸，以及控制在該第二組內第二數目的鍵碼的傳輸，
其中在第一組內的鍵碼的數目較佳地是在1至6的範圍中，以及
其中在第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
一般具體實施例的說明– 第三方面
本發明的目的是提供一種用於傳輸鍵碼的簡單但有效的方法。再者，相應的鍵盤必須要被提供。尤其是，應該給出快速的方法及/或可以以低成本的積體電路來執行的方法。再者，可為重要的是，該等方法及實現該方法的該等鍵盤可以以不同種類的BIOS (基本輸入輸出系統)及/或主要作業系統(OS) 一起工作。
這些問題中的至少其中之一或所有的這些問題由根據申請專利範圍第77項的方法以及由用於傳輸鍵碼的其他獨立方法以及由根據獨立請求項的鍵盤解決。在附屬項中給出具體實施例。
用於傳輸多個鍵碼的方法可包括：
使用含有用於傳輸第一群鍵碼的第一報告識別符的第一報告資料，
使用含有用於傳輸第二群鍵碼的第二報告識別符的第二報告資料，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
報告資料可被包括在一組資料內。組的界線可以不同方式定義，例如藉由對剖析器的指示、藉由資料封包的預定義負載資料等。報告識別符可為數字。替代地，資料組的順序可具有識別符的功能，即第一資料組屬於第一識別符，第二資料組屬於第二識別符等。
每一資料組可包括至少一鍵碼或典型地多個鍵碼。可對至少一作業系統，例如Mac OS、Windows、Linux/Unix等，定義鍵碼。
一組鍵碼可包括數個鍵碼。使用不同組可導致非常快速的傳輸方法，尤其是當其被允許傳輸含有鍵碼的唯一一組以及不發送目前不包括鍵碼的組的短資料或者僅發送目前不包括鍵碼的組的短資料。
傳輸許多鍵碼對遊戲及/或對使用巨集的應用可是必要的，即已被更早記錄的輸入資料。如果多個鍵在同時被按壓，則許多鍵碼必須被傳輸。此也適用於遊戲，但也適用於其他應用。
使用不同報告的技術效果是，其可不必要使用太多端點，例如在USB x.0架構內定義的端點。可用的端點的數目可由晶片或積體電路的設計所限制。可支援只有二個端點或少於四個或少於五個端點。報告的數目可不被限制。
事先對每一組定義鍵碼的最大數目是可能的，即對第一組、對第二組或對其他組。許多作業系統及/或用於啟動BIOS (基本輸入輸出系統)的啟動協定可被考量。
BIOS非常緊密地關於電腦的硬體，且使例如由鍵盤的簡單的輸入以及對螢幕的簡單輸出成為可能。BIOS可包括允許作業系統(例如Windows、Mac OS、Linux/Unix)開始的方法。開始作業系統通常使用BIOS的方法，較佳地經由中斷向量。
在啟動BIOS期間僅使用沒有識別符的單一報告。因此，在啟動期間可以使用唯一一種報告。
第一報告資料可滿足HID規格，及/或第二報告資料可滿足HID規格。
HID規格的全名是：通用序列匯流排(USB) –人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義、韌體規格6/27/011.11版或較新版或較舊版、USB實施者的論壇。替代地，可使用基於這些規格中的一個的規格。
然而，HID規格/協定不只對USB有效，也對許多其他協定或規格有效，例如對於藍芽。
HID規格允許報告的定義。然而，其並未描述對相同輸入裝置可使用數個報告，尤其是對於唯一一個鍵盤。
第一報告資料的資料結構可根據滿足HID規格的報告描述符來定義，及/或第二報告資料可根據滿足HID規格的報告描述符來定義。而且，第二報告資料可在定義第一報告資料的相同報告描述符中定義，例如在不同的區段內。因此，在允許簡單程式化及簡單維護的相同資料結構內定義報告資料是可能的。
針對第一報告資料的報告描述符可包括至少一或所有的以下資料域：
報告大小，即針對每一報告的資料的數目或長度，
報告計數，即相同種類的報告資料的重複的數目，
報告識別符，例如表明第一報告的數字，
輸入，即給出特別的輸入格式的指示，
輸出，即給出特別的輸出格式的指示。
所有的這些域與HID規格一致。域的順序再次地可不同於以上給出的順序。第一報告描述符可包括其他資料域，例如給出資料的細節，作為最大值及/或最小值。
針對第二報告資料的報告描述符可包括至少一或所有的以下資料域：
報告大小，即針對每一報告的資料的數目或長度，
報告計數，即相同種類的報告資料的重複的數目，
報告識別符，例如表明第二報告的數字，
輸入，即給出特別的輸入格式的指示，
輸出，即給出特別的輸出格式的指示。
再次地，所有這些域與HID規格一致。域的順序再次地可不同於以上給出的順序。第二報告描述符可包括其他資料域，例如給出資料的細節，作為最大值及/或最小值。
第一報告描述符的所有資料域及第二報告描述符的所有資料域與HID規格一致。因此，不同硬體製造商的鍵盤及電腦可一起工作而沒有問題。
鍵碼可相應於相同輸入裝置的鍵，例如相應於唯一一個鍵盤的鍵。對於該鍵盤的範例在以下更詳細地描述。
替代地或額外地，每一鍵碼可包括在2至8的範圍中的位元數，典型地是8位元，即1位元組。因此，在鍵盤的鍵碼及具有邏輯開關或訊號狀態1及0(即開及關)的按鈕之間有差異。
輸入裝置可為鍵盤或可包括鍵盤，其中鍵盤具有至少100個鍵開關。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元(例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即0、1、2等數字，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
然而，也可使用其他或進一步的鍵碼。
可根據HID規格及/或根據作業系統製造商的「鍵盤掃描碼規格」來定義鍵碼。
用於這些鍵的所有的或至少一些鍵碼可相應於：微軟，視窗平台設計記事本 – 微軟視窗家族作業系統的設計硬體 – 鍵盤掃描碼規格1.3a修正版 – 2000年3月16日或較新版或較舊版。替代地，可使用基於這些規格其中之一的規格。尤其是，附件C是有關的，即USB鍵盤/鍵盤頁式(0x07)。電腦及/或作業系統的其他製造商也具有使用相同值的相應規格，例如蘋果(Apple)。
鍵盤的範例為：
「a」或「A」 = hex 04 (十六進位)，「b」或「B」 = hex 05，「c」或「C」 = hex 06等，
「0」 = hex 27，「1」 = hex 1E，「2」 = hex 1F等，
功能鍵F1 = hex 3A，功能鍵F2 = hex 3B等，
小鍵盤：「0」 = hex 62，「1」 = hex 59，「2」 = hex 5A等，
輔助鍵：大寫鎖定鍵 = hex 39，欄標鍵 = hex 2B，空格鍵 = hex 2C等。
修飾符的範例為：
左側CTRL = hex E0，
左側SHIFT = hex E1等。
然而，根據USB，8位元的位元映象(即1位元組)必須被用於該修飾符，而非密碼。
第一組的鍵碼及/或第二組的鍵碼可屬於在少於1秒或少於500毫秒的時間週期內已被按壓的鍵。
時間週期可大於例如1微秒。這些時間週期可與遊戲有關，即例如一個人或使用者同時以八隻手指按壓8個鍵，拇指可同時按壓另一個鍵或其他鍵。再者，如果播放早先已被記錄的巨集的話，這些時間週期可是相關的。使用在此週期內由巨集播放的鍵以及在該時間週期內被按壓的鍵的組合也是可能的。
第一組的鍵碼及/或第二組的鍵碼可在記憶體中儲存超過1分鐘的時間週期。時間週期可少於例如10年或少於1年。這是如果僅有巨集為了鍵碼而播放的例子。巨集可被更早記錄或程式化。
也可使用滑鼠巨集。然而，可使用不同的報告來傳輸電腦滑鼠的輸入。也可使用其他輸入及輸出裝置。
第一及/或第二組的至少一鍵碼可不被儲存於巨集內。第一及/或第二組的至少一鍵碼可被儲存於巨集內。這表示可使用被使用者按壓的鍵與先前已被紀錄或程式化的巨集的組合。被按壓鍵的鍵碼可以只在第一組內而巨集的鍵碼可以只在第二組內，或者相反。替代地，被按壓鍵的鍵碼及巨集的鍵碼可在第一組內及/或被按壓鍵的鍵碼及巨集的鍵碼可在第二組內。
第一組內的鍵碼數目可在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符。許多作業系統可處理這些範圍。這表示輸入裝置(例如鍵盤)可選擇性地與二或多個作業系統使用。
第二組內的鍵碼數目也可在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符。許多作業系統可處理這些範圍。如果兩種報告皆包含這些範圍內的鍵碼數目，則有可能完全傳送所有鍵碼。這對某些應用來說是重要的，例如遊戲。
替代地，第二組內的鍵碼數目可大於第一組內的鍵碼數目，例如多出10或多出20或多出50。對於傳輸期間內的大量鍵碼，這種非常巨大的報告允許報告數目的減少。第二報告內的鍵碼數目可小於500或小於200或小於100。如果主要作業系統不能處理較大的第二組，則至少可使用第一組。
本發明也與一種鍵盤有關，該鍵盤包括報告描述符儲存在其內的記憶體，該報告描述符定義：
第一報告資料，含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符，
第二報告資料，含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
因此，已提及用於傳輸鍵碼的方法(即，如申請專利範圍第1項的方法)的相同的技術功效是有效的。
該鍵盤可用於執行如以上提供的實施例之一的方法。同樣地，如以上這些實施例提供的相同技術功效對於鍵盤也有效。
例如輸入裝置的電腦驅動器或裝置驅動器尚未針對windows或上述其他作業系統其中之一改變。然而，若本發明應被使用，則可能有需要驅動器軟體的改變的作業系統。
此外，本發明也與另一用於傳輸鍵碼的方法有關。此方法可包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符的第一端點資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符第二端點資料，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
其中第一組內的鍵碼數目較佳地可在1至6的範圍中，特別是沒有修飾符，及
其中第二組內的鍵碼數目可在7至20或7至500的範圍中，特別是沒有修飾符。
因此第一組中的鍵碼數目可低於第二組中的鍵碼數目。
第二組的範圍可自7至20或自7至500，尤其是如果不計算修飾符的話。
端點可根據USB 2.0定義或更高或更低。替代地，端點可根據基於這些規格其中之一的標準或規格而定義。
技術功效為減少報告及/或端點的數目。如果主要作業系統不能處理較大的報告，則至少可使用第一端點。
關於鍵碼的種類及/或鍵盤的種類可參見以上用於傳輸鍵碼的第一方法的詳細說明與如上所述對應附屬請求項或實施例的詳細說明。
本發明與一種鍵盤有關，其可包含第一端點描述符及第二端點描述符被包含於其內的記憶體：
第一端點描述符可定義用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符，
第二端點描述符可定義用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
更包含控制單元，其控制在第一組內第一數目的鍵碼的傳輸，以及控制第二組內第二數目的鍵碼的傳輸，
其中第一組內的鍵碼數目較佳地在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符，以及
其中第二組內的鍵碼數目在7至20或7至500的範圍中。
因此第一組中的鍵碼數目可低於第二組中的鍵碼數目。
若在第二組內不計算修飾符，則第二組的範圍可自7至20或自7至500。
兩種端點描述符可根據如上所述的USB規格來定義。
技術功效為減少報告及/或端點的數目。如果主要作業系統不能處理較大的報告，至少可使用第一端點。
關於鍵碼的種類及/或鍵盤的種類可參見以上用於傳輸鍵碼的第一方法的詳細說明與如上所述對應附屬請求項或實施例的詳細說明。
提供根據矩陣裝置而被連接的多個輸入元件，
在該矩陣裝置內提供至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
在該矩陣裝置內提供可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
在該矩陣裝置內提供多個串聯連接，其每一者包括輸入元件及電阻器，而且每一串聯連接被連接至各自一個驅動線以及被連接至各自一個感測線，
提供多個上拉電阻器，其連接該多個感測線到第一電位，以及
使用用於該多個驅動電路的控制裝置，其能驅動主動驅動線到不同於該第一電位的第二電位，且能驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有來自該第一電位的絕對偏移值，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
再者，本發明有關一種輸入裝置，包括：
多個輸入元件，
其中該多個輸入元件根據矩陣裝置而連接，
其中該矩陣裝置包括至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
其中該矩陣裝置包括可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
其中根據該矩陣裝置，包括輸入元件及電阻器的多個串聯連接中的每一者連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個。
一般具體實施例的說明–A方面
本發明的一個目的是提供一種以簡單方式使用的方法，且該方法較佳地處理錯誤的鍵開關偵測的問題及/或鍵開關同時被按下的多個鍵開關偵測的問題。較佳地，其應簡單的及/或快速的確定那個/哪些鍵開關被按下。再者，應提供一種對應的輸入裝置。
一種用於確定輸入裝置的多個主動輸入元件的方法可包括：
提供根據矩陣裝置而被連接的多個輸入元件，
在該矩陣裝置內提供至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
在該矩陣裝置內提供可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
在該矩陣裝置內提供多個串聯連接，其每一者包括輸入元件及電阻器，而且每一串聯連接被連接至各自一個該驅動線以及被連接至各自一個該感測線，
提供多個上拉電阻器，其連接該多個感測線到第一電位，以及
使用用於驅動該多個驅動電路的控制裝置，其能驅動主動驅動線到不同於該第一電位的第二電位，且能驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有來自該第一電位的絕對偏移值，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
如果有偏移，則該非啟動電位可具有位於該第一電位的值及該第二電位的值之間的值。
絕對值被定義為永遠給定正號，即4的絕對值是4且-4的絕對值也是4。
電阻器避免了例如不同驅動線之間經由相同感測線的短路，在該例子中，超過一個輸入元件在矩陣裝置的一行或在相同感測線處是啟動的或被按下的。
使用這些電位導致了簡單的分壓器。可在感測線處感測此分壓器的分接頭。越多開關在一行中是主動的，則取決於第一電位的值，越多分壓器分接頭的電壓變換到正或源/接地電位。一個例外僅存在於如果在一行中沒有開關是主動的。如果沒有開關是主動的，則該第一電位將被感測。
輸入元件根據連接方案而連接。輸入元件的實際排列或位置可不同於連接方案。此表示，根據連接方案，輸入元件相較於矩陣裝置可具有改變的位置。雖然可改變位置，但輸入元件至驅動線以及至感測線的連接仍是相同的。
每一串聯連接可包括輸入元件及電阻器。每一串聯連接可由開關或按鈕及電阻器組成。在此例子中，關於矩陣裝置的載體基板，電阻器可為不可移除的。
替代地，每一串聯連接可由第一開關或第一按鈕組成，以及由電阻器組成，以及由第二開關或按鈕組成，尤其如果電阻器關於驅動線及/或感測線是可移除的。在此例子中，第一開關及第二開關兩者彼此耦合。在該串聯連接內的其他配置也是可能的。
該第一電位較佳地可為正操作電位。在此例子中，該第二電位可為接地/源電位或接近接地/源電位的電位。這些電位的使用較佳的用於最多的驅動電路，參見以下給出的更多詳細解釋。然而，可能使用用於第一電位的其他電位，例如接地/源電位或接近接地/源電位的電位，以及也可用於第二電位的其他電位，例如正操作電位或接近正操作電位的電位。
該輸入裝置可為例如：
鍵盤，尤其是具有至少50個鍵開關，通常不超過150個鍵開關或不超過2000個鍵開關的字母數字鍵盤。該鍵盤可為與電腦分開的裝置或者其可為電腦的整體部分，或者
具有10及20個鍵開關之間的小鍵盤(keypad)，尤其是使用於進入控制的小鍵盤。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元 (例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即0、1、2等數字，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID(人性化介面裝置)規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
在下文中，開關元件或輸入元件可為觸動開關或按鈕。開關元件可為被命名鍵或鍵開關。
該方法允許矩陣的非常快速掃描，尤其是如果僅一門限值被用以確定已掃描的輸入元件是否為主動的。此門限值可獨立於該矩陣裝置的一行中(即在一感測線上)被按壓鍵或已啟動的輸入元件的數目。
然而，即使使用超過一門限值，主動輸入元件的偵測可以非常快速的完成，因為使用上述的分壓器。
在兩個例子中，由於鍵位衝突，將沒有偵測錯誤。
該方法可包括：
啟動該多個驅動線中的第一驅動線，其中較佳地該多個驅動線(L1、L2)中一次，即在同時，僅一驅動線是主動的，
於啟動該第一驅動線期間在該多個感測線中的第一感測線(Ca)上偵測電子訊號的第一值，較佳地是電位的第一值，以及
由於負尖峰或由於超過門限值達該第一值，在該第一驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件，
從而在該第一感測線上及/或在其他該多個感測線上，該門限值獨立於主動輸入元件的數目或獨立於至少二、至少三或至少四個不同數目的主動輸入元件。
因此，僅由於該第一值低於該門限值或高於該門限值的事實而偵測被按壓鍵是可能的。鍵位衝突不再是問題。該第一值的實際值可被用以確定在該矩陣的一行內被按壓鍵的數目。此數目接著可被用以使該矩陣的掃描更快些。此將在以下更詳細的說明。
該門限值可以不同方式確定，例如：
憑經驗地，
藉由監測該偵測值，或
藉由使用校準行，其將在以下更詳細的說明。
該方法可包括：
在啟動該第一驅動線期間，尤其在該第一感測線上確定之後，在該多個感測線的第二感測線上偵測電子訊號的第二值，較佳地為電位的第二值，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第二值，在該第一驅動線及該第二感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件。
較佳地使用唯一一個及/或相同的門限值，所有的感測線可相繼地被感測出。替代地，同時感測超過一個感測線，例如藉由使用超過一個類比數位轉換器(ADC)是可能的。
該方法可包括：
在偵測該第一值及該第二值之後去啟動(驅動到相應的固定電位，例如到該第一電位或到接近該第一電位的電位，即不是到高歐姆狀態)該第一驅動線，
啟動該多個驅動線中的第二驅動線，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第一值，在該第二驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定已啟動輸入元件。
此意味著掃描該矩陣裝置可一列一列的而且在每一列中一行一行的完成。這是快速掃描方案，因為在列上的訊號的設定次數每列必須僅被遵守一次。
該矩陣裝置可包括校準線。參考電阻器可連接至該校準線而且分別連接至每一驅動線。該方法可包括：
使用該校準線來偵測校準值，
使用該校準值以確定該門限值(SW)。
該校準線較佳地可經由另一上拉電阻器連接至該第一電位。
如果偵測到該校準值的話，則所有的驅動線可被啟動。此模擬了在一行內的所有鍵同時被按下的例子，即沒有偵測錯誤的最差偵測例子。
該校準值可被使用為該門限值。替代地，為了得到該門限值，偏移可被加到該校準值。該偏移可關於介於該校準值及類比數位轉換器(ADC)的最大值或相應於此最大值的電位之間的間隔而計算。偏移可在此間隔的1/10或1/2的範圍中，較佳地在此間隔的1/4處。替代地，如果該第一電位是接地/源電位且例如主動驅動線被驅動到正操作電位，則可參考到最小值。在此例子中，該偏移或該偏移值可從該校準值減去。
該門限值可被用以確定其他門限值或門限範圍，其每一者僅在如果在一行內特定數目的鍵被按下，例如一個鍵、兩個鍵等或所有的鍵是有效的。該其他門限值/範圍可被用以確定例如是否超過一個給定數目的鍵是主動的或是否少於該給定數目的鍵的鍵是主動的。
校準使它可能來考量否則可導致錯誤的偵測值的溫度及/或電壓偏移。該ADC(類比數位轉換器)的該操作電位可不同於該ADC的參考電位，該ADC的參考電位比電濾波器裝置，例如包括線圈及電容器的PI-濾波器，的電位更平穩。因此可發生兩個電位之間的差。尤其是，在該ADC的該偵測範圍結束處，如果沒有使用校準的話，可能有可導致錯誤偵測的非線性偵測區域。
該校準線可被感測而且該門限值可在啟動驅動線之後但在感測該感測線其中之一之前(較佳地對於每一驅動線)被確定。此允許處理該線驅動器內部電阻差值、溫度、電壓或其他可影響感測線的感測的條件的短時間波動。
該門限值可為用以計算或確定分別表明在已感測的感測線上不同數目的已啟動輸入元件的其他門限值或門限範圍的第一門限值。輸入元件的實際數目可被確定且用於加速該完整的矩陣裝置的掃描週期。此將在以下更詳細的解釋。
該電阻器或該電阻器及該上拉電阻器可具有相同的電阻值，尤其是關於該最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的容差範圍內。替代地，該上拉電阻器可具有於不同於該矩陣內電阻器的電阻值。上拉電阻器，尤其是沒有在選擇性校準線上的上拉電阻器，可具有高於該矩陣電阻器的該電阻值的電阻值，例如高於該矩陣電阻器的電阻值的至少75％或至少100％。
低容差允許非常精確的確定在該矩陣裝置的一行內被按壓鍵開關的數目的，如果此數目被用以加速該矩陣的掃描。該低容差也可導致非含糊不清的校準值。
該電阻器可具有固定電阻值，即沒有該電阻器的壓感。非壓力感應的電阻器比壓感電阻器便宜。
該電阻器或該電阻器及該上拉/下拉電阻器可由碳墨印刷產生。碳墨印刷相較於使用不連續電阻器元件是低成本製造方法。
該電阻器可具有至少4.5千歐姆的電阻值。因此，如果鍵被啟動或被按下，則將僅有小電流。
描該矩陣裝置的掃描可藉由以下測量至少其中之一來加速：
a)一旦該第一主動輸入元件在此感測線處基於該已偵測值以及基於表明主動輸入元件的數目的多個門限值(TR1至TR11)而被偵測，則確定有多少輸入元件在一已感測感測線上被按壓或被啟動，
一旦主動輸入元件的數目被偵測到等於主動輸入元件的已確定數目，則沒有其他電子訊號被偵測，
b)所有的驅動線被驅動到該第二電位，且多個感測線被確定不具有已啟動輸入元件，
這些已確定感測線在掃描該矩陣裝置期間，在目前的掃描週期內再也不被考慮，
c)驅動該多個驅動線的順序取決於啟動連接至該對應的驅動線的輸入元件的可能性，
d)一平分法被使用於驅動該多個驅動線。
該第一電位可為正操作電位。如果該第一電位是積體電路或微處理器或微控制器的正操作電位，該第二值可為接地/源電位。此意味著該掃描被完成到接地/源電位。相較於也允許完全的驅動到正電位的驅動器，有更多個允許「完全的」驅動到接地/源電位的驅動器。有許多允許例如驅動8 mA抵抗接地的驅動器。然而，此電流無法總是被驅動抵抗正電位。此意味著，良好驅動到接地對於被按壓鍵的精確偵測是不可或缺的。如果在感測線處獨立於被按壓鍵的數目的門限值被使用，則這是更加全部有效的。
如果該第一值是該接地/源電位，則該第二值可為積體電路或微處理器或微控制器的正操作電位。如果驅動器是在以充分方式拉至正操作電位的驅動線處被使用的話，這或者可使用。
一種輸入裝置可包括：
多個輸入元件，
其中該多個輸入元件根據矩陣裝置而連接，
其中該矩陣裝置包括至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
其中該矩陣裝置包括可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
從而根據該矩陣裝置，包括輸入元件及電阻器的多個串聯連接中的每一者連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個。
連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個意味著，該連接定義了在該矩陣中獨一無二的位置。
此輸入裝置可用於上述的方法。因此，相同技術效果也是有效的。
該感測線可藉由上拉電阻器，較佳地藉由提昇電阻器，連接到第一電位。可有用於該多個驅動電路的控制裝置，其驅動主動驅動線到與該第一電位不同的第二電位以及驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到距離來自該第一電位一絕對偏移值的電位，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
此輸入裝置也可用於上述的方法。因此，相同技術效果也是有效的。
該矩陣裝置可包括校準線。參考電阻器可各自連接至該校準線以及連接至每一驅動線。該校準線可被連接至或可連接至用於偵測校準值的偵測單元。
該校準線可用以模擬該矩陣的一行內(即在一感測線上)所有的鍵開關或輸入元件被啟動的例子。此例子可為用於偵測的最差例子。因此，此例子可用以確定稍後用於主動輸入元件的偵測的門限值。
可使用門限確定單元，其確定門限值，該門限值表明輸入元件的啟動獨立於已啟動輸入元件的數目或者獨立於連接至相同感測線的至少二、三或至少四個不同數目的已啟動輸入元件，及/或確定表明連接至相同感測線的已啟動輸入元件的確切數目的至少一門限值。兩個例子已在上面詳細的解釋。
偵測單元(ADC)可用在感測線上及/或在校準線上。該偵測單元可由操作電位操作且可使用參考電位。該參考電位可以相較於該偵測單元的該操作電位的較平順方式來濾波。在兩個電位間可有例如0.1伏特的電位差。然而，該校準線的使用確保了輸入元件的啟動的偵測不受此電位差影響。
該電阻器或該電阻器及該上拉電阻器可具有相同的電阻值，尤其是關於該最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的容差範圍內。該電阻器可具有固定電阻值，即沒有該電阻器的壓感。該串聯連接的該電阻器或這些電阻器及該上拉電阻器可由有成本效益的碳墨印刷來產生。
串聯連接可包括關於該矩陣裝置的載體基板無法移除的電阻器。替代地，該串聯連接可包括關於該矩陣裝置的載體基板可移除的電阻器。相較於例如藉由碳墨印刷裝設在載體基板上的電阻器，在可移除的輸入元件內具有電阻器可更便宜。然而，在可移除的輸入元件內的電阻器也可由碳墨印刷完成。
該輸入裝置可不包括在該矩陣裝置內及/或連接至該矩陣裝置的去耦合二極體。如果相較於電阻器，二極體是相對貴的。再者，如同以上解釋的方法及輸入裝置，可不使用去耦合二極體而達到去耦合及避免鍵位衝突。
用於驅動驅動線的驅動電路或多個驅動電路可直接連接至驅動線，或藉由使用具有小於200歐姆或小於100歐姆的電阻值的串聯電阻器而連接至驅動線。該串聯電阻值可根據該矩陣裝置的載體基板的波電阻值而調整。
較佳地，沒有連接至該驅動器電路的輸出的提升或下拉電阻器，尤其沒有具有高於1千歐姆或高於4千歐姆的的電阻值的上拉電阻器。當它典型地由推拉式驅動器產生時，該驅動電路在其輸出處可具有穩固的電位位準。此意味著，驅動電路的輸出電位或輸出電壓不受該矩陣裝置的一行內主動輸入元件或鍵的數目影響，本質上仍然不變。尤其是，對於該接地/源電位，可能具有低於0.2伏特(200毫伏特)或甚至低於0.1伏特(100毫伏特)的改變。這使該按壓鍵的偵測更簡單些，尤其如果取決於該矩陣裝置的一行內被按壓鍵的數目的門限值必須被考量的話。與使用穩固位準相反的是使用「軟位準」。軟位準可使用拉升或下拉電阻器來產生。然而，相較於穩固位準的變異，軟位準會在更大範圍內變化。
該驅動電路或該多個驅動電路可為微控制器單元的輸出電路。在此例子中，沒有分離的組件對驅動器是必要的，這是非常具有成本效益的。
一般具體實施例的說明– 第一方面
本發明的一個目的是提供一種輸入裝置，其可以簡單方式產生且較佳地處理了錯誤鍵開關偵測的問題及/或同時被按壓的鍵開關的多個鍵開關偵測的問題。再者，應提供一種相應方法。
這些問題由根據申請專利範圍第21項的裝置或由根據獨立方法請求項的方法來解決。具體實施例在附屬申請專利範圍中述及。
本發明有關一種包含上述特徵的輸入裝置。串聯連接包括可由使用者啟動的開關元件，例如藉由按下動作。如果該開關元件被啟動，則改變該開關元件的端子之間的電子特性，例如電阻值。該串聯連接也包括至少一電子組件(元件或裝置)，例如一個(1)電阻器或兩個電阻器。除了串聯連接中的開關元件，否則通常不超過兩個電子組件。
第一傳導線及第三傳導線形成了例如矩陣的列。第二傳導線及另一傳導線形成了例如矩陣的行。然而，使用僅具有一行的「矩陣」，即僅具有該第二傳導線或僅具有一感測線，也是可能的。
該連接是電子傳導性連接，且例如是在由可撓曲或堅硬材料製成的印刷電路板(PCB)上。
類比數位轉換器可直接地耦合至該第二傳導線，即沒有額外的電子元件。替代地，可使用多工器在不同時間每次將數個傳導線映射到該類比數位轉換器的唯一一個輸入。在該第二傳導線上使用第一類比數位轉換器及在另一傳導線上使用第二類比數位轉換器也是可能的。
該輸入裝置例如是：
鍵盤，尤其是具有至少50個鍵開關，通常不超過150個鍵開關或不超過2000個鍵開關的字母數字鍵盤。該鍵盤可為與電腦分開的裝置或者其可為電腦的整體部分，或者
具有10及20個鍵開關之間的小鍵盤(keypad)，尤其是使用於進入控制的小鍵盤。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元 (例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即數字0、1、2等，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID(人性化介面裝置)規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
該類比數位轉換器可為基於連續逼近法或基於平行編碼的轉換器。使用在該第二傳導線上比較至少二個參考值及訊號的至少二個比較器裝置，或者在另一傳導線上比較至少二個參考值及訊號的至少二個比較器裝置來實現轉換器，也是可能的。
第一傳導線及第三傳導線可稱為驅動線。第二傳導線及另一傳導線可稱為感測線。
該驅動線可與根據預先確定的工作方案來閃控(strobes)或掃描該驅動線的驅動器連接。除了一個以外的所有的驅動線較佳地被設定到第一電位，而其餘驅動線較佳地被設定到關於該第一電位的不同的第二電位。閃爍或掃描對所有的驅動線依序進行。該第一電位較佳地高於該第二電位。該第二電位較佳地為接地電位。
該感測線可直接地連接至該類比數位轉換器。替代地，多工器可被耦合在每一感測線與該類比數位轉換器輸入之間。
第三傳導線可連接至第二輸入元件及第二電子組件的第二串聯連接或者如果主動，連接至具有高歐姆狀態的第二輸入裝置。較佳地，可有至少6或至少8個傳導線(驅動線)。
該第一傳導線可連接至另一輸入元件及另一電子組件的另一串聯連接或者如果主動，連接至具有高歐姆狀態的另一輸入裝置。
另一傳導線可連接至該另一串聯連接或連接至該另一輸入裝置，而且較佳地也連接至其他串聯連接或輸入裝置。因此，可有幾個行線或幾個感測線，例如至少6或至少8個。
該類比數位轉換器可選擇性地從該第一傳導線或從該另一傳導線接收其輸入。替代地，第二類比數位轉換器被耦合至該另一傳導線，而非該第一類比數位轉換器。
輸入元件或輸入裝置或所有的輸入元件或所有的輸入裝置可僅包括兩個端子。可使用單極單投開關，尤其是按鈕開關或相應的半導體裝置。單極單投開關相較於單極雙投開關或按鈕具有較簡單的構造。該輸入元件可正常地打開，即如果沒有被啟動或被按下的話。
類比數位轉換器可為至少2位元、至少3位元、至少4位元或至少8位元的輸出字元長度的轉換器。此意味著，該轉換器的解析度是4個值、8個值、16個值或256個值或更大的值。也可使用具有較長字元長度的類比數位轉換器，例如12位元的字元長度，即具有4096個值的解析度。通常使用少於20位元的字元長度。
第一電子組件及第二電子組件可各自包括至少一電阻器或電阻元件。該電阻器或電阻元件可具有大於4.5千歐姆或5千歐姆或大於10千歐姆的電阻值。該電阻器可具有典型地少於100千歐姆的值。該電阻元件可為整合至觸控螢幕的電晶體。再者，這也適用於如果沒有使用分離的電子元件的話，即該電阻器或電阻元件是部分的輸入裝置，例如被使用於切換的電晶體的一部分。
每一電阻器由可具有距離電阻器的算數平均值或標稱值在例如正5％或負5％的容差內的相同標稱值或相同歐姆值。此允許鍵盤的簡單生產。
替代地，在串聯連接或輸入裝置的群組內使用相同的值。然而，在該矩陣的相同的傳導線上，例如在相同的感測線上，在不同的群組中使用不同的值。相較於在相同感測線上、另一群組中的值，該電阻係數的量在一個群組中至少大於50％。
每一輸入元件可包括開關元件。該開關元件較佳地可包括機械開關，如果該開關被啟動或被按下的話，該機械開關具有由其本身產生物理接觸的接點。替代地，不涉及機械部分的移動，可使用觸控或壓感裝置。範例為觸控螢幕及觸碰感應電晶體。
替代地，也可能使用其他型式的開關，例如不涉及機械部分的移動的觸控感應開關，尤其是如果由操作者或使用者啟動、改變電阻的電晶體。
再者，可使用開關的混合體。可能使用例如半球型開關(dome-switches)，其包括由使用者的手指按壓、抵抗兩個叉合接點的電子傳導半球。
該輸入裝置可包括處理器，尤其是被耦合至類比數位轉換器或包括類比數位轉換器的微控制器。該微控制器也可包含記憶體及週邊裝置。
該輸入裝置可包括根據用於輸入裝置及電腦之間的資料傳輸的國際標準來作用的介面裝置，例如PS/2 (個人系統2)，即具有產生或破解鍵開關訊號，或USB (通用序列匯流排)，即，只要鍵開關被啟動就發送多個訊號。
該輸入裝置可包括偵測輸入元件的啟動或輸入裝置的啟動的控制裝置，例如開關的啟動，取決於位在啟動開始處的訊號值的倒數第三個訊號改變內、以及位在開關的啟動終了處的訊號值的倒數第三個訊號改變內的門限電壓。此意味著下降訊號位準，其已經減少訊號的去除抖動且該訊號具有易於偵測的相對低位準。
替代地，該輸入裝置包括控制裝置，其取決於門限電壓來偵測輸入元件的啟動或輸入裝置的啟動，例如開關的啟動，門限電壓在開始啟動時位於訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內，以及在啟動該開關的終了時位於訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內。
此意味著，訊號的去除抖動仍相當地高。然而，類比數位轉換器的使用允許了精確的偵測，因為其可能在去除抖動幾次時採樣該訊號。該門限值可由輸入裝置的使用者設定或選擇，例如設定鍵盤的開關的靈敏度。
藉由使用平穩的電容器，可能得到相反於快速改變的去除抖動功能的平穩值，例如與理想的統計分析進行組合。替代地，可能偵測去除抖動訊號或值的最小值，其在該鍵開關的啟動開始時小於一高電位。如果該訊號在開始時是低的，則可偵測比該低訊號值還相當高的最大值或值。
該控制裝置可藉由處理器、微處理器或微控制器及相應的程式來實現。替代地，沒有處理器的電子電路可被使用於該控制裝置。
取決於至少兩個門限值，在啟動期間，該輸入裝置可偵測該輸入元件或輸入裝置的至少三個狀態或至少四個狀態。三個狀態的範例是：未按壓、按壓一半、完全按壓。新的應用可基於此多狀態偵測機制。例如，僅在開關被完全按壓時，在啟動開始時準備好一個功能並執行。
該輸入裝置可包括第二控制裝置，其偵測連接至該第二傳導線的已啟動輸入元件或輸入裝置的數目及/或連接至該另一傳導線的已啟動輸入元件或輸入裝置的數目。
該第二控制裝置可由使用另一程式的處理器來實現。替代地，可使用另一硬體，即沒有處理器的電路。
該第二控制裝置可包括設定該類比數位轉換器的輸出值的至少二個範圍的門限單元。該第二控制裝置可包括比較單元，為了確定在其中一個傳導線上同時被啟動的開關的數目，該比較單元將該類比數位轉換器的該輸出與範圍比較。該範圍可由每一範圍唯一的值以及這些範圍的長度的共同值預先確定，或者由每一範圍的二個值(即較低的邊界值及較高的邊界值)預先確定。如果有這些並未使用的預先確定範圍之間的範圍，則可以增加偵測精確度。
至少該第一電子組件可包括碳電阻器或可為碳電阻器，或者至少該第一輸入裝置可包括碳電阻器。該碳電阻器較佳地是由碳墨印刷製造。在該碳電阻器中可有至少90原子百分比的碳。較佳地，該輸入裝置所有的電阻電子組件，尤其是在該輸入矩陣內所有的電阻電子組件，是碳電阻器。
該輸入裝置可為具有低於20公分的最大延伸及/或低於500公克或低於250公克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件可具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
重量與整體重量有關，即包括該裝置及蓄電池或電池。這種小型裝置可為便於攜帶的，即行動使用的。在這種裝置中具有低能量消耗是重要的。即使對於鍵盤或小鍵盤也是如此。
給定的電阻係數值允許對於每一被按壓的鍵僅約0.15毫安培(mA)的電流。這個值比具有例如0.3毫安培的值的已知鍵盤中的電流低得多。該低電流值導致高能量效率。
在該感測線的提升電阻器對鍵盤或小鍵盤所需要的電流也具有影響。
替代地，該輸入裝置可為具有低於20公分的最大延伸及/或低於500公克或低於250公克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
能量效率也是較大型裝置 (例如個人電腦、伺服器等)的問題。這些裝置通常在具有100伏特至300伏特範圍內的電壓的加速型電流網路操作，即由公用工廠驅動的網路。
該輸入裝置可為具有至少20公分的最大延伸及/或多於500公克或多於1千克的重量的裝置的部分。該電阻器或電阻元件具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的電阻係數。
降低電阻係數值的效果是偵測可更快完成。這對於用於玩電腦遊戲的鍵盤可是重要的。10千歐姆的電阻係數可導致約1毫秒的偵測時間。
本發明也有關於包括上述特徵的輸入方法。該方法更可包括取決於數位值來產生鍵碼。
電位的偵測較佳的可與電流的偵測相反，因為偵測更簡單且更可靠。
該方法可包括確定其中一個開關或輸入裝置的啟動的中間態。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析組合)得到與快速改變的去除抖動函數相反的平滑值是可能的。替代地，在鍵開關的啟動的開始處偵測低於高電位的去除抖動訊號或值的最小值是可能的。如果訊號在開始時是低的，則可偵測非常高於該低訊號值的最大值或值。
該門限值可位於該鍵開關的被按壓狀態及開啟狀態之間的第一上半訊號位準變化內。該門限值可由該輸入裝置的使用者設定或選擇，例如設定該鍵盤的開關的靈敏度。
該方法可包括在啟動其中一個開關或輸入裝置的期間確定至少三個狀態或至少四個狀態。至少二個門限值可被使用以偵測開啟狀態及關閉狀態之間的第三狀態。在其他具體實施例中使用三個或超過三個門限值，例如四個、五個、六個或超過六個。藉由使用此方法的新應用是可能的，例如準備執行在啟動開始時的功能，以及如果該開關是被完全按壓的，僅執行該功能。
該方法可包括取決於數位值來確定連接至傳導線(感測線)的已啟動開關或輸入裝置的數目，其中該數目較佳地是大於1。因此，不止可能避免鍵位衝突，而且也可能偵測而沒有同時被啟動的錯誤多重鍵開關。
該第一電阻器或該第二電阻器可使用碳墨印刷來製造，即非常有效率的製造過程。
第一電阻器或為高歐姆狀態的第一輸入裝置以及第二電阻器或為高歐姆狀態的第二輸入裝置具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的電阻係數。
能量效率對可攜式裝置可是重要的，甚至是對例如個人電腦的較大型裝置。高電阻係數導致較低的電流消耗，以及因此較低的整體能量消耗。
替代地，第一電阻器或為高歐姆狀態的第一輸入裝置以及第二電阻器或為高歐姆狀態的第二輸入裝置可具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的電阻係數。
如果使用較高的偵測電流，則得到非常高的偵測速率是可能的。偵測速率對於在高速應用中使用的鍵盤以及小鍵盤可是重要的，如同在模擬程式中及電腦遊戲中使用的一樣。
該方法可使用上述的其中一個裝置來執行。如上述的相同技術效果對於使用相應裝置的方法也是有效的。
發明說明 – 第二方面
用於控制光學元件的電路裝置及方法
第二方面的技術領域
本發明一般地關於用於控制至少一光學元件或用於一光學元件或用於多個光學元件的至少一驅動器的控制電路及控制方法。本發明尤其更關於可以以高能量效率以及低能量消耗操作的這種電路裝置。
先前技術– 第二方面
很多控制原理已知來控制流經光學元件的電流，尤其是流經半導體光學元件，例如發光二極體(LED)：
限流電阻器，
線性驅動器，即電壓調整器，
震盪驅動器，取決於用於驅動器的輸出電壓的二個門限電壓，來使用開啟及關閉一開關電晶體。
發明內容– 第二方面
本發明有關於一種用於控制光學元件的電路裝置，包括：
轉換器，其由脈寬調變訊號控制，
至少一光學元件或至少一光學元件的驅動器電路，被連接至轉換器的輸出，
第一偵測單元，被連接至或可連接至包括光學元件或驅動器的第一電路分支，以及
數位控制單元，其被耦合至第一偵測單元及被耦合至轉換器的控制輸入，以及藉由控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經驅動器的電流。
再者，本發明有關於一種用於控制光學元件的方法，包括：
藉由數位地控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經用於至少一光學元件的驅動器電路的電流，該轉換器是藉由脈寬調變(PWM)來控制的，此外可使用脈波頻率調變(PFM)。
一般具體實施例的說明– 第二方面
本發明的目的是提供一種用於控制光學元件，尤其是有關亮度的電路裝置，特別是以高效率、低能量消耗操作及/或能夠有光學元件的高亮度值。再者，必須提供相應的方法。
這些問題藉由如申請專利範圍第43項的裝置以及藉由如獨立方法請求項的方法來解決。具體實施例在附屬項中給出。
電路裝置可包括上述的特徵。為了控制光學元件的電流或驅動器的電流，此電路裝置可使用例如電壓轉換器的轉換器的電壓控制。此與可在光學裝置或驅動器的強大地非線性電壓電流特性的例子中使用的電流控制相反。然而，電路裝置可使用電壓控制，因為數位控制是基於光學元件或驅動器的特性的個別偵測，尤其是電壓對電流的特性曲線或電流對電壓的特性曲線。替代地或此外，可考慮其他特性曲線，例如電壓轉換器的工作週期對電壓的特性曲線。
再者，電路能夠使用電壓控制而非電流控制，因為轉換器的非線性特性及LED的非線性特性兩者也可被考慮來用於控制。
偵測單元可為類比數位轉換器(ADC)。ADC的位元長度可在4位元到20位元或更多位元的範圍中。可在第一電路分支及偵測單元之間使用多工器。
該光學元件可為或可包括半導體元件，例如LED (發光二極體)、雷射二極體、IR-二極體(遠紅外線)或紫外光二極體(紫外光)。
光學元件或一串光學元件或一束光學元件串的非線性特性可為指數函數或可類似指數函數。此意味著，操作點的調整相較於具有線性特性的元件或直接電流控制更困難得多，因為電壓的小變化導致相當大的電流變化，尤其在範圍的端點處。使用適當的控制策略來發現恰當的操作點是可能的，例如藉由採樣全部的個別特性。這也適用於關於光學元件的驅動器。
轉換器可為電壓轉換器，例如DC/DC轉換器(直流電/直流電)。該轉換器可為降壓轉換器、反向器或升壓轉換器。這些種類的轉換器包括一個傳導元件以及一個開關及一個二極體，或者替代地一傳導元件及二個開關。該開關較佳地為電子開關，即電晶體，例如FET (場效電晶體)或MOSFET (金屬氧化物半導體FET)。也可使用其他種類的轉換器，例如回掃轉換器。
也可有電壓轉換器的非線性特性曲線。該轉換器在一操作模式可具有帶有低負載或低輸出功率(PWM模式)的低操作效率。如果負載或輸出功率更大，則可有高效率。轉換器通常針對此正常模式來設計。然而，如果該轉換器及光學元件/驅動器的整體特性至少被偵測一次，例如在製造該電路裝置的結束處，每次電路裝置被開啟，或者如果有也可被偵測的或根據其他策略的溫度變化，電壓轉換器及光學元件/驅動器的非線性特性可被考慮。
該第一偵測單元，例如類比數位轉換器，可直接地耦合至該第一電路分支，或者多工器可在該第一電路分支及該第一偵測單元或第一類比數位轉換器之間使用。
可使用封閉迴路來完成控制。替代地，可使用開放迴路控制。
除了轉換器之外，該第一電路分支在該該第一電路分支內可沒有用於電流調節的另一電子裝置。尤其，該第一電路分支並未包括用於電流控制的電晶體。此意味著，只有使用電壓控制來自動地控制光學元件或光學元件的驅動器。即使在第一電路分支內使用電阻器，電阻係數的值可低於限流電阻器的值。
第一電路分支可包括電阻元件或電阻器，而且第一偵測單元可被連接至或可連接至該至少一光學元件或驅動器電路與電阻元件或電阻器之間的連接。電阻器可具有低容差，例如1％或小於1％。電阻器或電阻元件藉由使用第一偵測單元而允許在該分支內偵測電流。
電阻器的值較佳地小於限流電阻器(保護電阻器)的值，其將對光學元件或多個光學元件是必須的。電阻器的歐姆值可在例如1歐姆到50歐姆的範圍中。
可使用被偵測電流的值以計算電流功率，即在作為光學元件時被消耗的功率。
第一偵測單元可被連接至或可連接至至少一其他電路分支，其包括至少一其他光學元件或用於至少一其他光學元件的另一驅動器。此意味著，可偵測電流的總和或平均值，尤其是算數平均值。
對於許多應用，僅偵測電流及使用轉換器的電壓來設定電流或改變電流是足夠的。
替代地，第一偵測單元可偵測電壓轉換器的輸出電壓。
第二偵測單元可被連接至或可連接至第一電路分支，尤其是連接至轉換器的輸出。第二偵測單元可為偵測電壓轉換器的輸出電壓的第二類比數位轉換器，尤其在第一偵測單元被用於電流的偵測的例子中。第二ADC的位元長度可在4位元至20位元或更多位元的範圍內。替代地，第二偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器的一部份，例如第一類比數位轉換器。
第二偵測單元可連接至以串聯連接來連接的二個電阻器的分接頭，即分壓器的分接頭。此串聯連接可連接至電路分支及/或連接至電壓轉換器的輸出。單一增益放大器或電壓跟隨器可被耦合於分壓器及第二偵測單元之間。
第二偵測單元可與或不與第一偵測單元一起使用。
電壓轉換器的輸出電壓的偵測以及電路分支中的電流的偵測允許在一個電路分支內或在包含僅有一個光學元件或或幾個光學元件或驅動器的多個電路分支內確定電子輸出功率。輸出電壓及電流可被使用以得到光學元件的電壓對電流特性的配對。輸出電壓可單獨被使用以偵測電壓轉換器及光學元件或光學元件的驅動器的整體非線性工作週期對電壓的特性。
第三偵測單元可被連接至或可連接至電壓轉換器的輸入或電路裝置的輸入。第三偵測單元可為第三類比數位轉換器。第三ADC的位元長度在4位元至20位元或更多位元的範圍中。替代地，第三偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器，例如第一類比數位轉換器或第二類比數位轉換器。第三偵測單元可確定在電壓轉換器或電路裝置的輸入處的電壓或電流。
在電壓偵測的例子中可使用分壓器及/或單一增益放大器。電路裝置的輸入電壓的值可被使用以偵測電壓的擊穿條件以及據此作用。如果電路裝置是經由USB (通用序列匯流排)介面操作的話，這是尤其重要的。
第三偵測單元可與或不與第一偵測單元一起使用，及/或與或不與第二偵測單元一起使用。
第四偵測單元可被連接至或可可連接至電壓轉換器的輸入或電路裝置的輸入。第四偵測單元可為類比數位轉換器。該ADC的位元長度可在4位元至20位元或更多位元的範圍中。替代地，第四偵測單元可包括多工器及類比數位轉換器，例如第一類比數位轉換器或第二類比數位轉換器或第三類比數位轉換器。
第四偵測單元可偵測電路裝置(即，例如電壓轉換器及微控制器)的輸入電流。電壓調節器的輸入線或電路裝置的輸入線內的電阻器或電阻元件可被使用於電流偵測。電阻元件可為電感元件的部分，例如被使用以滿足USB標準的電感元件的部分。電阻電容網路可被使用以偵測在電感元件處的輸入電流。這已知為DCR感測(直流電阻)。也可使用感測輸入電流的其他方式。
電壓轉換器的輸入電壓及輸入電流的偵測允許確定輸入功率。
輸入電流的值可與一個標準的最大電流值進行比較，例如國際標準，尤其是用以將鍵盤連接至電腦的USB (通用序列匯流排)或PS2 (個人系統2)。
第四偵測單元可與或不與第三偵測單元一起使用，及/或也可與或不與第一偵測單元一起使用，及/或可與或不與第二偵測單元一起使用。
因此，不使用任何連接至ADC的多工器是可能的。僅使用一或二個類比數位轉換器及多工器電路也是可能的。僅使用一個多工器或多於一個多工器是可能的。
電路裝置可包括處理器，其中該處理器被耦合至第一偵測單元的輸出及耦合至電壓轉換器，尤其是耦合至電壓轉換器的控制端點。處理器也可被耦合至其他被使用的偵測單元。處理器可為微處理器或微控制器。微控制器包括處理器、記憶體及輸入/輸出裝置。
電路裝置可包括在電腦及鍵盤或另一週邊裝置之間形成介面的介面電路，尤其是根據其中一個USB (通用序列匯流排)標準，即1.0、2.0、3.0或更高，或根據PS2 (個人系統2)標準。這些介面有特別的問題：
在介面處的電壓、功率及/或電流必須在標稱範圍內，尤其是低於最大電壓或最大電流，及/或
避免在該標準中定義的限度外的電流狀態及/或電壓狀態可是重要的。
電路裝置可包括由至少一光學元件照射的多個輸入元件。由玻璃或塑膠製造的波導可被使用以引導光到輸入元件。輸入元件可為機械開關、可移動的開關或用於切換的觸動元件。對於這些種類的發光有特別要求，例如：
最大亮度，及/或
由必須被遵守的介面標準所設定的限度，及/或
低功率消耗是必須的。
這些要求可藉由使用基於至少一偵測單元或ADC (類比數位轉換器)、二個偵測單元/ADC、三個偵測單元/ADCs或四個偵測單元/ADC的偵測值的控制策略來滿足。替代地，可能的使用多工器及僅使用藉由多工器而被連接或可連接至電路裝置的不同偵測點的一個ADC。電壓轉換器及光學元件或用於光學元件的驅動器的非線性特性可被包含於控制策略內。
電路裝置可包括另一控制單元，其確定在包括電路裝置的整體工作範圍的至少50％或至少75％的範圍內的電路裝置的至少一特性曲線。該範圍可包括多於三個十進位，例如微安培的電流及幾個毫安培的電流。在此範圍內也可有電壓轉換器的幾種操作模式。因此，可有自動地確定電路裝置的整體特性。
特性曲線可被確定，例如：
僅在包括電路裝置的電子裝置(包括例如鍵盤)的製造結束處一次，
每次在電路裝置被開啟時，
開啟及關閉電路裝置之間幾次，
尤其是週期性地，例如每分鐘一次、多於10次、多於100次或多於1000次，但較佳地每分鐘少於10000次，
視溫度的變化等。
數值對可被儲存在記憶體中。內差法可被使用以得到在儲存的數值對之間的值。例如樣條內差法及/或外插法可為適當的。
電路裝置可包括另一控制單元，該另一控制單元改變了取決於在電壓轉換器的輸出處的負載而用以控制電壓轉換器的脈寬訊號的頻率。如果僅有微安培流經光學元件，則可為第一PWM模式。第一PWM模式內的頻率可高於用於轉換器的較高負載或輸出功率的頻率。
在電壓轉換器的工作週期及輸出電壓之間可有第一關係。在隨著增加的工作週期而沒有輸出電壓的變化處可接著平線區。在操作的正常模式或引導模式，在該電壓轉換器的工作週期及輸出電壓之間可有第三關係。
該第一PWM模式內的較高頻率可降低平線區的長度。
為了使控制簡單些，PWM訊號的頻率可在該範圍的結束處(即較高的負載)降低。降低中的頻率允許更精確的控制。頻率可在25％至75％的範圍內降低，較佳地以逐步方式。
PFM (脈波頻率調變)可被使用於轉換器的較低輸出功率，替代地到第一PWM模式內的較高頻率。PFM可致使導致較少精確控制的較低頻率。然而，由於較小功率無論如何都是較小的，這在如同宣稱的相對變化造成的絕對變化的較低功率的範圍內是可忍受的。較低功率是例如500毫瓦特以下或100毫瓦特以下。
至少一偵測單元或所有的偵測單元可包括類比數位轉換器或由類比數位轉換器組成。類比數位轉換器可具有在4位元至20位元或更多位元的範圍中的解析度。類比數位轉換器能夠進行相較於類比資料處理更彈性的數位資料處理。
控制單元可包括第一子單元，該第一子單元較佳地被耦合至該第一偵測單元。第一子單元可偵測轉換器的控制訊號的工作週期與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對。替代地，轉換器的輸出電壓與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對可被偵測。
該第一子單元在距離最大功率、電流或電壓夠遠的操作點處可負責控制亮度。第二子單元可負責在接近接近或靠近最大功率、電流或電壓的操作點的點處控制。以下將更詳細地說明第二子單元。
這裡，雖然有涉及扮演主要角色的指數函數，挑戰是要作控制。指數函數的斜率隨著增加的x值變成越來越陡峭。再者，光學元件或元件的亮度關於工作週期的最小變化或電壓轉換器的輸出電壓的最小變化是非常靈敏的。該具體實施例是基於不同的控制策略可被使用於不同的操作點的考量。
第一子單元可包括計算單元，該計算單元取決於電流的值來計算轉換器的工作週期或輸出電壓。此計算單元可包括微控制器或執行儲存於電子記憶體的指令的另一處理器。
第一子單元可包括找出行經多個數值對的曲線的內插單元。可使用樣條內插法，例如藉由使用三次樣條函數或二次樣條函數。然而，也可使用其他內插法。
替代地或額外地，第一子單元可包括疊代單元，其找出對電流的值或電流的給定值是有效的工作週期或輸出電壓。可使用牛頓疊代或另一疊代。疊代允許每一步驟逐一結果的改進。另一控制單元可被使用以找出適當的起始值。
第一子單元可包括變化單元，該變化單元取決於流經至少一光學元件的電流值的偏差及參考電流或另一參考值的偏差，來改變轉換器的工作週期或輸出電壓。此數位封閉迴路控制導致了對較高電流值的偏移的補償，而且也導致了對較低電流值的偏移的補償。如果電路裝置的溫度上升的話，例如由於長期操作，電流將偏移到較高值。溫度可由於外在條件而下降，例如例如打開的窗戶。
該第一子單元可包括第一斜率計算單元，其計算高於參考電流的電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。替代地或額外地，第一子單元可包括第二斜率計算單元，其計算在參考電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。如果涉及指數函數的話，兩個具體實施例在相關曲線的較大值處使用較大的斜率，即較陡峭的斜率。此允許非常精確且快速的計算。
第二斜率計算單元可被與或不與第一斜率計算單元一起使用。
控制單元可包括第二子單元，且較佳地為確定最大電功率或電壓或電流的單元。因此，第二子單元可考量最大值。可有接近必須被遵守的最大值的限制。再者，接近最大值的控制可比其他操作點處的控制更複雜。因此，可使用特別的第二子單元。接近該最大值可採取進一步的動作或替代的動作，例如降低控制轉換器的PWM訊號的頻率。
第二子單元可與或不與第一子單元一起使用。
在相關曲線的偵測期間，或在數值對(其為用於找出相關曲線的底數)的偵測期間可考量最大電功率或電壓或電流。再者，如果另一裝置被插入具有相同電源供應的幾個介面中的一個週邊介面，例如插入USB埠，則最大值在鍵盤的操作期間可必須為被降低的。從電腦的這些週邊介面移除一裝置可致使最大值的增加。
第二子單元較佳地可被耦合至第一偵測單元，以及第二子單元較佳地可偵測轉換器的控制訊號的工作週期與流經至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對。替代地，轉換器的輸出電壓與流經該(即所述)至少一光學元件的電流的相應電流值的數值對可被偵測。第一偵測單元可為偵測流經光學元件串的整體電流或流經這些串的中電流的類比數位轉換器。整體電流可藉由中電流乘以k(即並聯的光學元件串的數目)來估計。替代地，可使用唯一一個光學元件或單一光學元件的並聯連接或各自測量的串電流的總和。
最大值可在數值對的偵測期間考量。因此，其可能保持在要求在不超過最大值的規格內的操作區域或範圍內。
第二子單元可包括至少一、二或所有的以下單元：
外插單元，其計算延伸到最大值的曲線，及/或
斜率計算單元，其計算在最大值處的曲線的斜率，及/或
計算單元，該計算單元被耦合至斜率計算單元以及計算比其他數值對更靠近最大值的工作週期或輸出電壓。
樣條再一次是允許良好外插的函數的良好選擇，特別是以在整體域或範圍上可至少一次連續地微分而得到在外插曲線的特定點處的斜率的函數。
其他數值對已可被偵測。新工作週期或新輸出值可被使用以控制電壓轉換器。接著，可偵測新的數值對。該新的數值對接著可被使用以得到更靠近最大值。
第二子單元可包括疊代單元，其被耦合至第二子單元的斜率計算單元及被耦合至計算單元。疊代允許相關曲線的連續延伸而不超過最大值。
疊代單元可被耦合至外插單元。外插曲線在疊代期間可被更新數次。此允許最終比沒有被更新的外插曲線的疊代還要快的非常精確的疊代。可僅有一些疊代步驟，例如少於10個或甚至少於5個疊代步驟。
也可執行疊代而沒有外插曲線的更新。此對某些應用是足夠的。
第二子單元可包括變化單元，該變化單元取決於流經至少一光學元件的電流值的偏差及參考電流的偏差來改變轉換器的工作週期或輸出電壓。因此，亮度數位控制也可能接近功率、電流或電壓的最大值。
第二子單元可包括第一斜率計算單元，其計算高於參考電流的電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。
替代地或額外地，第二子單元可包括第二斜率計算單元，其計算在參考電流處的曲線的斜率，以及使用此斜率以計算工作週期的新值或輸出電壓的新值。在兩個例子中，所計算的斜率值將非常接近真實值。此允許非常精確且快速的計算。
第二斜率計算單元可與或不與第一斜率計算單元一起使用。
電路裝置可包括確定最大電功率或電壓或電流的單元。確定最大值的該單元可被耦合至確定電路裝置的輸入電壓及/或電壓轉換器的輸入電壓的偵測單元，及/或確定電路裝置的輸入電流及/或電壓轉換器的輸入電流的偵測單元。兩種偵測單元可為類比數位轉換器。基於電路裝置的輸入電壓的壓降估計例如最大功率是可能的。替代地，輸入電流可被偵測且被使用以計算，例如，由於電壓調節的電路裝置的可比較地恆定輸入電壓的電功率。
本發明也關於用於控制光學元件的方法，包括：
藉由數位地控制轉換器的輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經用於至少一光學元件的驅動器電路的電流，該轉換器是藉由脈寬調變(PWM)來控制的，額外地，可使用脈波頻率調變(PFM)。
對於方法，也相關於上述用於電路裝置的相同技術效果。數位地控制在這裡意味著，使用至少一類比數位轉換器及/或一處理器，例如與純粹的類比電路相反。
電路裝置的特性曲線可在包括至少50％或至少75％的電路裝置的整體工作範圍的一範圍內被確定。技術效果已描述如上。
用以控制電壓轉換器的脈寬訊號的頻率可取決於在轉換器的輸出處的負載而被改變。相較於用於較高工作週期的頻率，較高的頻率可被使用於較低工作週期。較低的頻率可被使用接近電壓轉換器的最大輸出功率。該頻率較佳地以逐步方式可在25％至75％的範圍內降低。
PFM (脈波頻率調變)可被用於轉換器的較低輸出功率，替代地到第一PWM模式內的較高頻率。PFM可致使導致較不精確控制的較低頻率。然而，當反正由聲稱的相關變化引起的絕對變化是較小的時，這在較低功率的範圍內是可容忍的。
至少一個、至少二個、至少三個、至少四個或所有的以下電流或電壓可被偵測：
電壓轉換器的輸入電壓或電路裝置的輸入電壓，
電壓轉換器的輸入電流或電路裝置的輸入電流，
電壓轉換器的輸出電壓，
流經至少一光學元件或流經光學元件的驅動器的電流，及
電壓轉換器的輸出電流。
可使用唯一一個偵測單元及多工器或幾個偵測單元，較佳地是類比數位轉換器。
以上已描述的其中一個電路裝置可被使用以執行上述其中一個方法。將有相應於電路裝置的單元的方法步驟。
發明說明– 第三方面
用於傳輸鍵碼的方法及相應的鍵盤
技術領域– 第三方面
本發明有關用於傳輸鍵碼的方法及相應的鍵盤，尤其是虛擬鍵盤。
背景技術– 第三方面
這種方法在例如USB x.0 (通用序列匯流排)規格內及/或在HID (人性化介面裝置)規格中或其他規格中被明確說明。然而，這些規格並未明確說明所有的相關方法及參數。因此，對於這些規格的完成階段期間的其他發展仍有空間。
發明內容– 第三方面
本發明關於一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符的第一報告資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符的第二報告資料，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
本發明也關於一種鍵盤，包括報告描述符儲存在其內的記憶體，該報告描述符定義：
第一報告資料，含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符，
第二報告資料，含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
再者，本發明關於一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符的第一端點資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符的第二端點資料，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
其中在第一組內的鍵碼的數目較佳地是在1至6的範圍中，以及
其中在第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
本發明也關於一種鍵盤，包括：第一端點描述符及第二端點描述符被包含於其內的記憶體，
第一端點描述符定義用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符，
第二端點描述符定義用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
更包括一控制單元，其控制在該第一組內第一數目的鍵碼的傳輸，以及控制在該第二組內第二數目的鍵碼的傳輸，
其中在第一組內的鍵碼的數目較佳地是在1至6的範圍中，以及
其中在第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
一般具體實施例的說明– 第三方面
本發明的目的是提供一種用於傳輸鍵碼的簡單但有效的方法。再者，相應的鍵盤必須要被提供。尤其是，應該給出快速的方法及/或可以以低成本的積體電路來執行的方法。再者，可為重要的是，該等方法及實現該方法的該等鍵盤可以以不同種類的BIOS (基本輸入輸出系統)及/或主要作業系統(OS) 一起工作。
這些問題中的至少其中之一或所有的這些問題由根據申請專利範圍第77項的方法以及由用於傳輸鍵碼的其他獨立方法以及由根據獨立請求項的鍵盤解決。在附屬項中給出具體實施例。
用於傳輸多個鍵碼的方法可包括：
使用含有用於傳輸第一群鍵碼的第一報告識別符的第一報告資料，
使用含有用於傳輸第二群鍵碼的第二報告識別符的第二報告資料，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
報告資料可被包括在一組資料內。組的界線可以不同方式定義，例如藉由對剖析器的指示、藉由資料封包的預定義負載資料等。報告識別符可為數字。替代地，資料組的順序可具有識別符的功能，即第一資料組屬於第一識別符，第二資料組屬於第二識別符等。
每一資料組可包括至少一鍵碼或典型地多個鍵碼。可對至少一作業系統，例如Mac OS、Windows、Linux/Unix等，定義鍵碼。
一組鍵碼可包括數個鍵碼。使用不同組可導致非常快速的傳輸方法，尤其是當其被允許傳輸含有鍵碼的唯一一組以及不發送目前不包括鍵碼的組的短資料或者僅發送目前不包括鍵碼的組的短資料。
傳輸許多鍵碼對遊戲及/或對使用巨集的應用可是必要的，即已被更早記錄的輸入資料。如果多個鍵在同時被按壓，則許多鍵碼必須被傳輸。此也適用於遊戲，但也適用於其他應用。
使用不同報告的技術效果是，其可不必要使用太多端點，例如在USB x.0架構內定義的端點。可用的端點的數目可由晶片或積體電路的設計所限制。可支援只有二個端點或少於四個或少於五個端點。報告的數目可不被限制。
事先對每一組定義鍵碼的最大數目是可能的，即對第一組、對第二組或對其他組。許多作業系統及/或用於啟動BIOS (基本輸入輸出系統)的啟動協定可被考量。
BIOS非常緊密地關於電腦的硬體，且使例如由鍵盤的簡單的輸入以及對螢幕的簡單輸出成為可能。BIOS可包括允許作業系統(例如Windows、Mac OS、Linux/Unix)開始的方法。開始作業系統通常使用BIOS的方法，較佳地經由中斷向量。
在啟動BIOS期間僅使用沒有識別符的單一報告。因此，在啟動期間可以使用唯一一種報告。
第一報告資料可滿足HID規格，及/或第二報告資料可滿足HID規格。
HID規格的全名是：通用序列匯流排(USB) –人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義、韌體規格6/27/011.11版或較新版或較舊版、USB實施者的論壇。替代地，可使用基於這些規格中的一個的規格。
然而，HID規格/協定不只對USB有效，也對許多其他協定或規格有效，例如對於藍芽。
HID規格允許報告的定義。然而，其並未描述對相同輸入裝置可使用數個報告，尤其是對於唯一一個鍵盤。
第一報告資料的資料結構可根據滿足HID規格的報告描述符來定義，及/或第二報告資料可根據滿足HID規格的報告描述符來定義。而且，第二報告資料可在定義第一報告資料的相同報告描述符中定義，例如在不同的區段內。因此，在允許簡單程式化及簡單維護的相同資料結構內定義報告資料是可能的。
針對第一報告資料的報告描述符可包括至少一或所有的以下資料域：
報告大小，即針對每一報告的資料的數目或長度，
報告計數，即相同種類的報告資料的重複的數目，
報告識別符，例如表明第一報告的數字，
輸入，即給出特別的輸入格式的指示，
輸出，即給出特別的輸出格式的指示。
所有的這些域與HID規格一致。域的順序再次地可不同於以上給出的順序。第一報告描述符可包括其他資料域，例如給出資料的細節，作為最大值及/或最小值。
針對第二報告資料的報告描述符可包括至少一或所有的以下資料域：
報告大小，即針對每一報告的資料的數目或長度，
報告計數，即相同種類的報告資料的重複的數目，
報告識別符，例如表明第二報告的數字，
輸入，即給出特別的輸入格式的指示，
輸出，即給出特別的輸出格式的指示。
再次地，所有這些域與HID規格一致。域的順序再次地可不同於以上給出的順序。第二報告描述符可包括其他資料域，例如給出資料的細節，作為最大值及/或最小值。
第一報告描述符的所有資料域及第二報告描述符的所有資料域與HID規格一致。因此，不同硬體製造商的鍵盤及電腦可一起工作而沒有問題。
鍵碼可相應於相同輸入裝置的鍵，例如相應於唯一一個鍵盤的鍵。對於該鍵盤的範例在以下更詳細地描述。
替代地或額外地，每一鍵碼可包括在2至8的範圍中的位元數，典型地是8位元，即1位元組。因此，在鍵盤的鍵碼及具有邏輯開關或訊號狀態1及0(即開及關)的按鈕之間有差異。
輸入裝置可為鍵盤或可包括鍵盤，其中鍵盤具有至少100個鍵開關。
例如鍵盤可包括以下至少一、二、三、四、五項或全部：
用於輸入a、b、c等字母的至少25個鍵，
用於輸入0、1、2等數字的至少10個鍵，較佳地與進一步的輸入字元(例如「!」、「"」、「§」、「$」等)組合，
至少10個功能鍵，即功能F1、功能F2等，
用於輸入數字，即0、1、2等數字，的至少10個鍵的小鍵盤，尤其是另一組這些數字，沒有其他輸入字元被用於另一組的鍵，
如同例如在HID規格中定義的修飾鍵，即左側CTRL、左側SHIFT、左側ALT、左側GUI (圖形使用者介面)(即例如微軟左側視窗(Win)鍵、麥金塔左側蘋果(Apple)鍵、昇陽左側Meta鍵等)、右側CTRL、右側SHIFT、右側ALT、右側GUI，
輔助鍵：大寫鎖定鍵、欄標鍵、空格鍵、頁下移、頁上移、右箭頭、左箭頭、上箭頭、下箭頭。
然而，也可使用其他或進一步的鍵碼。
可根據HID規格及/或根據作業系統製造商的「鍵盤掃描碼規格」來定義鍵碼。
用於這些鍵的所有的或至少一些鍵碼可相應於：微軟，視窗平台設計記事本 – 微軟視窗家族作業系統的設計硬體 – 鍵盤掃描碼規格1.3a修正版 – 2000年3月16日或較新版或較舊版。替代地，可使用基於這些規格其中之一的規格。尤其是，附件C是有關的，即USB鍵盤/鍵盤頁式(0x07)。電腦及/或作業系統的其他製造商也具有使用相同值的相應規格，例如蘋果(Apple)。
鍵盤的範例為：
「a」或「A」 = hex 04 (十六進位)，「b」或「B」 = hex 05，「c」或「C」 = hex 06等，
「0」 = hex 27，「1」 = hex 1E，「2」 = hex 1F等，
功能鍵F1 = hex 3A，功能鍵F2 = hex 3B等，
小鍵盤：「0」 = hex 62，「1」 = hex 59，「2」 = hex 5A等，
輔助鍵：大寫鎖定鍵 = hex 39，欄標鍵 = hex 2B，空格鍵 = hex 2C等。
修飾符的範例為：
左側CTRL = hex E0，
左側SHIFT = hex E1等。
然而，根據USB，8位元的位元映象(即1位元組)必須被用於該修飾符，而非密碼。
第一組的鍵碼及/或第二組的鍵碼可屬於在少於1秒或少於500毫秒的時間週期內已被按壓的鍵。
時間週期可大於例如1微秒。這些時間週期可與遊戲有關，即例如一個人或使用者同時以八隻手指按壓8個鍵，拇指可同時按壓另一個鍵或其他鍵。再者，如果播放早先已被記錄的巨集的話，這些時間週期可是相關的。使用在此週期內由巨集播放的鍵以及在該時間週期內被按壓的鍵的組合也是可能的。
第一組的鍵碼及/或第二組的鍵碼可在記憶體中儲存超過1分鐘的時間週期。時間週期可少於例如10年或少於1年。這是如果僅有巨集為了鍵碼而播放的例子。巨集可被更早記錄或程式化。
也可使用滑鼠巨集。然而，可使用不同的報告來傳輸電腦滑鼠的輸入。也可使用其他輸入及輸出裝置。
第一及/或第二組的至少一鍵碼可不被儲存於巨集內。第一及/或第二組的至少一鍵碼可被儲存於巨集內。這表示可使用被使用者按壓的鍵與先前已被紀錄或程式化的巨集的組合。被按壓鍵的鍵碼可以只在第一組內而巨集的鍵碼可以只在第二組內，或者相反。替代地，被按壓鍵的鍵碼及巨集的鍵碼可在第一組內及/或被按壓鍵的鍵碼及巨集的鍵碼可在第二組內。
第一組內的鍵碼數目可在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符。許多作業系統可處理這些範圍。這表示輸入裝置(例如鍵盤)可選擇性地與二或多個作業系統使用。
第二組內的鍵碼數目也可在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符。許多作業系統可處理這些範圍。如果兩種報告皆包含這些範圍內的鍵碼數目，則有可能完全傳送所有鍵碼。這對某些應用來說是重要的，例如遊戲。
替代地，第二組內的鍵碼數目可大於第一組內的鍵碼數目，例如多出10或多出20或多出50。對於傳輸期間內的大量鍵碼，這種非常巨大的報告允許報告數目的減少。第二報告內的鍵碼數目可小於500或小於200或小於100。如果主要作業系統不能處理較大的第二組，則至少可使用第一組。
本發明也與一種鍵盤有關，該鍵盤包括報告描述符儲存在其內的記憶體，該報告描述符定義：
第一報告資料，含有用於傳輸第一組鍵碼的第一報告識別符，
第二報告資料，含有用於傳輸第二組鍵碼的第二報告識別符，其中第二報告識別符具有不同於第一報告識別符的值。
因此，已提及用於傳輸鍵碼的方法(即，如申請專利範圍第1項的方法)的相同的技術功效是有效的。
該鍵盤可用於執行如以上提供的實施例之一的方法。同樣地，如以上這些實施例提供的相同技術功效對於鍵盤也有效。
例如輸入裝置的電腦驅動器或裝置驅動器尚未針對windows或上述其他作業系統其中之一改變。然而，若本發明應被使用，則可能有需要驅動器軟體的改變的作業系統。
此外，本發明也與另一用於傳輸鍵碼的方法有關。此方法可包括：
使用含有用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符的第一端點資料，
使用含有用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符第二端點資料，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
其中第一組內的鍵碼數目較佳地可在1至6的範圍中，特別是沒有修飾符，及
其中第二組內的鍵碼數目可在7至20或7至500的範圍中，特別是沒有修飾符。
因此第一組中的鍵碼數目可低於第二組中的鍵碼數目。
第二組的範圍可自7至20或自7至500，尤其是如果不計算修飾符的話。
端點可根據USB 2.0定義或更高或更低。替代地，端點可根據基於這些規格其中之一的標準或規格而定義。
技術功效為減少報告及/或端點的數目。如果主要作業系統不能處理較大的報告，則至少可使用第一端點。
關於鍵碼的種類及/或鍵盤的種類可參見以上用於傳輸鍵碼的第一方法的詳細說明與如上所述對應附屬請求項或實施例的詳細說明。
本發明與一種鍵盤有關，其可包含第一端點描述符及第二端點描述符被包含於其內的記憶體：
第一端點描述符可定義用於傳輸第一組鍵碼的第一端點識別符，
第二端點描述符可定義用於傳輸第二組鍵碼的第二端點識別符，其中第二端點識別符具有不同於第一端點識別符的值，
更包含控制單元，其控制在第一組內第一數目的鍵碼的傳輸，以及控制第二組內第二數目的鍵碼的傳輸，
其中第一組內的鍵碼數目較佳地在1至6的範圍中，尤其是沒有修飾符，以及
其中第二組內的鍵碼數目在7至20或7至500的範圍中。
因此第一組中的鍵碼數目可低於第二組中的鍵碼數目。
若在第二組內不計算修飾符，則第二組的範圍可自7至20或自7至500。
兩種端點描述符可根據如上所述的USB規格來定義。
技術功效為減少報告及/或端點的數目。如果主要作業系統不能處理較大的報告，至少可使用第一端點。
關於鍵碼的種類及/或鍵盤的種類可參見以上用於傳輸鍵碼的第一方法的詳細說明與如上所述對應附屬請求項或實施例的詳細說明。
2、4、24‧‧‧驅動電路
6、8‧‧‧串聯電阻
10、Ma‧‧‧輸入裝置(鍵盤)
12、36‧‧‧介面
14、S1a、S1b、S2a、S2b‧‧‧鍵開關
16‧‧‧控制器
17、317‧‧‧按鈕
17a、317a‧‧‧按鈕頭
17b、317b‧‧‧鍵碼
18‧‧‧電壓轉換器
20、22、Ca、Cb、L1、L2‧‧‧傳導線
26、300‧‧‧微控制器
28‧‧‧電容器
30、32、34‧‧‧訊號匯流排
40‧‧‧串
41、341‧‧‧雙向資料轉換
42‧‧‧LED(發光二極體)
44‧‧‧參見啟動協定資料
46、342、346、350‧‧‧負載資料
48、256、258、348‧‧‧報告資料
50‧‧‧抖動訊號
52‧‧‧平滑訊號
54、60、62、70、72、R1a、R1b、R2a、R2b、R1cc、R2cc、Ra、Rb、Rcc‧‧‧電阻器
80‧‧‧電路點
100、350、370、400‧‧‧座標系統
102、252、352、372、402‧‧‧x軸
104、254、354、374、404‧‧‧y軸
106、108、256、356‧‧‧特性曲線
120‧‧‧配置描述符
122、142、162、170、182‧‧‧長度資料
124、128、144、148、164、168、184、188、210、212、226‧‧‧描述符資料
126‧‧‧數目
130、172、240‧‧‧資料
140‧‧‧介面描述符
146‧‧‧端點數目
150‧‧‧串資料索引
160‧‧‧HID描述符
166‧‧‧報告描述符數目
180‧‧‧端點描述符
186‧‧‧端點位址資料
190‧‧‧間隔資料
200‧‧‧報告描述符
202‧‧‧頭資料
204、206‧‧‧報告定義
214‧‧‧集合開始的定義
216、228‧‧‧報告識別符
218、230‧‧‧報告描述符資料
220、232‧‧‧報告大小
222、234‧‧‧報告計數
224、236‧‧‧輸入定義/輸出定義
250‧‧‧資料交換
260、262、264、266‧‧‧部位
302‧‧‧特性曲線確定單元
304‧‧‧可選的頻率確定單元
306‧‧‧工作週期確定單元
308、310‧‧‧控制單元
312‧‧‧電腦
314‧‧‧USB纜線
316‧‧‧微控制器
318、326‧‧‧記憶體
320‧‧‧USB裝置
322‧‧‧韌體
324‧‧‧處理器
328‧‧‧USB主機
330‧‧‧裝置驅動器
332‧‧‧剖析器程式
340‧‧‧配置資料
344‧‧‧啟動協定資料
360、362、394、396、398、410、412、414、416、440、498‧‧‧點
380、382、384、386‧‧‧連接點
390、420、422、450‧‧‧曲線
392、430‧‧‧直線
432‧‧‧線
ADC‧‧‧類比數位轉換器
BIOS‧‧‧基本輸入輸出系統
Ccc‧‧‧校準線
CV‧‧‧校準值
D‧‧‧訊號差值
D_DuC、D_I、D_U‧‧‧差值
D1、D2、D3、D4、D5、DuC‧‧‧工作週期
D2_I‧‧‧偏差
Di‧‧‧距離
E1、E2‧‧‧輸入端子
Ec‧‧‧輸入
EP0、EP1、EP2、EPx‧‧‧端點
HID‧‧‧人性化介面裝置
I1、I2、I3、I4、I_2、I_S‧‧‧電流
M‧‧‧矩陣
MCU‧‧‧控制器單元
N1、N2、N3、N4、N5、N6‧‧‧電路節點
Of‧‧‧偏移
OS‧‧‧主要作業系統
P1、P2‧‧‧最大功率
SC1、SC2、SC3、SC4‧‧‧串聯連接
SW、T2‧‧‧門限值
T1‧‧‧電晶體
TR0、TR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6、TR7、TR8、TR9、TR10、TR11、TR12‧‧‧範圍
U、U0b、U1、U1b、U2、U2b、U3b、U4、U4b、U5、U_IN、U_LED‧‧‧電壓
USB‧‧‧通用序列匯流排
V1、V2‧‧‧訊號值
Vcc‧‧‧電位
6、8‧‧‧串聯電阻
10、Ma‧‧‧輸入裝置(鍵盤)
12、36‧‧‧介面
14、S1a、S1b、S2a、S2b‧‧‧鍵開關
16‧‧‧控制器
17、317‧‧‧按鈕
17a、317a‧‧‧按鈕頭
17b、317b‧‧‧鍵碼
18‧‧‧電壓轉換器
20、22、Ca、Cb、L1、L2‧‧‧傳導線
26、300‧‧‧微控制器
28‧‧‧電容器
30、32、34‧‧‧訊號匯流排
40‧‧‧串
41、341‧‧‧雙向資料轉換
42‧‧‧LED(發光二極體)
44‧‧‧參見啟動協定資料
46、342、346、350‧‧‧負載資料
48、256、258、348‧‧‧報告資料
50‧‧‧抖動訊號
52‧‧‧平滑訊號
54、60、62、70、72、R1a、R1b、R2a、R2b、R1cc、R2cc、Ra、Rb、Rcc‧‧‧電阻器
80‧‧‧電路點
100、350、370、400‧‧‧座標系統
102、252、352、372、402‧‧‧x軸
104、254、354、374、404‧‧‧y軸
106、108、256、356‧‧‧特性曲線
120‧‧‧配置描述符
122、142、162、170、182‧‧‧長度資料
124、128、144、148、164、168、184、188、210、212、226‧‧‧描述符資料
126‧‧‧數目
130、172、240‧‧‧資料
140‧‧‧介面描述符
146‧‧‧端點數目
150‧‧‧串資料索引
160‧‧‧HID描述符
166‧‧‧報告描述符數目
180‧‧‧端點描述符
186‧‧‧端點位址資料
190‧‧‧間隔資料
200‧‧‧報告描述符
202‧‧‧頭資料
204、206‧‧‧報告定義
214‧‧‧集合開始的定義
216、228‧‧‧報告識別符
218、230‧‧‧報告描述符資料
220、232‧‧‧報告大小
222、234‧‧‧報告計數
224、236‧‧‧輸入定義/輸出定義
250‧‧‧資料交換
260、262、264、266‧‧‧部位
302‧‧‧特性曲線確定單元
304‧‧‧可選的頻率確定單元
306‧‧‧工作週期確定單元
308、310‧‧‧控制單元
312‧‧‧電腦
314‧‧‧USB纜線
316‧‧‧微控制器
318、326‧‧‧記憶體
320‧‧‧USB裝置
322‧‧‧韌體
324‧‧‧處理器
328‧‧‧USB主機
330‧‧‧裝置驅動器
332‧‧‧剖析器程式
340‧‧‧配置資料
344‧‧‧啟動協定資料
360、362、394、396、398、410、412、414、416、440、498‧‧‧點
380、382、384、386‧‧‧連接點
390、420、422、450‧‧‧曲線
392、430‧‧‧直線
432‧‧‧線
ADC‧‧‧類比數位轉換器
BIOS‧‧‧基本輸入輸出系統
Ccc‧‧‧校準線
CV‧‧‧校準值
D‧‧‧訊號差值
D_DuC、D_I、D_U‧‧‧差值
D1、D2、D3、D4、D5、DuC‧‧‧工作週期
D2_I‧‧‧偏差
Di‧‧‧距離
E1、E2‧‧‧輸入端子
Ec‧‧‧輸入
EP0、EP1、EP2、EPx‧‧‧端點
HID‧‧‧人性化介面裝置
I1、I2、I3、I4、I_2、I_S‧‧‧電流
M‧‧‧矩陣
MCU‧‧‧控制器單元
N1、N2、N3、N4、N5、N6‧‧‧電路節點
Of‧‧‧偏移
OS‧‧‧主要作業系統
P1、P2‧‧‧最大功率
SC1、SC2、SC3、SC4‧‧‧串聯連接
SW、T2‧‧‧門限值
T1‧‧‧電晶體
TR0、TR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6、TR7、TR8、TR9、TR10、TR11、TR12‧‧‧範圍
U、U0b、U1、U1b、U2、U2b、U3b、U4、U4b、U5、U_IN、U_LED‧‧‧電壓
USB‧‧‧通用序列匯流排
V1、V2‧‧‧訊號值
Vcc‧‧‧電位
為了更充分了解本發明及其優點，現參考以下說明與附圖，其中：
第1圖說明輸入裝置的矩陣，
第2圖說明其中三個鍵開關被按下且其中第一驅動線設定為接地電位的情況的訊號狀態，
第3圖說明其中三個鍵開關被按下且其中第二驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第4圖說明其中四個鍵開關被按下且其中第一驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第5圖說明其中四個鍵開關被按下且其中第二驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第6圖說明電腦的鍵盤的元件，
第6B圖說明一種用於執行矩陣掃描循環的方法，
第7圖說明ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射，以及
第7B圖說明根據比第7圖更實際的範例的ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射，
第8圖說明被控制裝置處理時的去除抖動訊號及訊號，
第9圖說明用於控制流經光學元件串，特別是LED的電流的電路裝置，
第10圖說明LED的兩種電壓/電流特性，
第11圖說明用於確定LED或LED串或一束LED串的特性曲線的步驟，
第12圖說明電路裝置的工作週期與電壓特性曲線比，
第13圖說明電路裝置的其他元件，
第14圖說明LED或LED串或多個LED串或一束LED串的電壓的特性曲線與亮度比，
第15圖說明例如流經LED串的工作週期與電流的已偵測數值對，
第16圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的牛頓疊代法，
第17圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的方法步驟，
第18圖說明在鍵盤操作期間媒體亮度的控制，
第19圖說明用於在鍵盤操作期間媒體亮度的控制的方法步驟，
第20圖說明接近P_MAX的特性曲線的確定，
第21圖說明用於確定接近P_MAX的特性曲線的方法步驟，
第22圖根據第二實施例說明接近P_MAX的特性曲線的確定，
第23圖說明在鍵盤操作期間接近P_MAX的亮度控制，
第24圖說明用於在鍵盤操作期間控制接近P_MAX的亮度的方法步驟，以及
第25圖說明用於確定P_MAX的方法步驟，
第26圖說明一種經由USB纜線連接至電腦的鍵盤，
第27圖說明一種根據USB規格的裝置描述符，
第28圖說明一種根據USB規格的配置描述符，
第29圖說明一種根據USB規格的介面描述符，
第30圖說明一種根據USB規格的HID描述符，
第31圖說明一種根據USB規格的端點描述符，
第32圖說明一種報告描述符，
第33圖說明電腦及鍵盤之間的資料交換，
第34圖說明在電腦開啟期間的方法步驟，以及
第35圖根據第二實施例說明一種經由USB纜線連接至電腦的鍵盤。
第1圖說明輸入裝置的矩陣，
第2圖說明其中三個鍵開關被按下且其中第一驅動線設定為接地電位的情況的訊號狀態，
第3圖說明其中三個鍵開關被按下且其中第二驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第4圖說明其中四個鍵開關被按下且其中第一驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第5圖說明其中四個鍵開關被按下且其中第二驅動線設定為接地的情況的訊號狀態，
第6圖說明電腦的鍵盤的元件，
第6B圖說明一種用於執行矩陣掃描循環的方法，
第7圖說明ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射，以及
第7B圖說明根據比第7圖更實際的範例的ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射，
第8圖說明被控制裝置處理時的去除抖動訊號及訊號，
第9圖說明用於控制流經光學元件串，特別是LED的電流的電路裝置，
第10圖說明LED的兩種電壓/電流特性，
第11圖說明用於確定LED或LED串或一束LED串的特性曲線的步驟，
第12圖說明電路裝置的工作週期與電壓特性曲線比，
第13圖說明電路裝置的其他元件，
第14圖說明LED或LED串或多個LED串或一束LED串的電壓的特性曲線與亮度比，
第15圖說明例如流經LED串的工作週期與電流的已偵測數值對，
第16圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的牛頓疊代法，
第17圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的方法步驟，
第18圖說明在鍵盤操作期間媒體亮度的控制，
第19圖說明用於在鍵盤操作期間媒體亮度的控制的方法步驟，
第20圖說明接近P_MAX的特性曲線的確定，
第21圖說明用於確定接近P_MAX的特性曲線的方法步驟，
第22圖根據第二實施例說明接近P_MAX的特性曲線的確定，
第23圖說明在鍵盤操作期間接近P_MAX的亮度控制，
第24圖說明用於在鍵盤操作期間控制接近P_MAX的亮度的方法步驟，以及
第25圖說明用於確定P_MAX的方法步驟，
第26圖說明一種經由USB纜線連接至電腦的鍵盤，
第27圖說明一種根據USB規格的裝置描述符，
第28圖說明一種根據USB規格的配置描述符，
第29圖說明一種根據USB規格的介面描述符，
第30圖說明一種根據USB規格的HID描述符，
第31圖說明一種根據USB規格的端點描述符，
第32圖說明一種報告描述符，
第33圖說明電腦及鍵盤之間的資料交換，
第34圖說明在電腦開啟期間的方法步驟，以及
第35圖根據第二實施例說明一種經由USB纜線連接至電腦的鍵盤。
實施方式-A方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第1圖說明輸入裝置10(例如鍵盤)的矩陣。輸入裝置10包含傳導線Ca、Cb及傳導線L1、L2的矩陣M，傳導線Ca、Cb形成矩陣M的行，傳導線L1、L2形成矩陣M的列。傳導線L1、L2為驅動線而傳導線Ca、Cb為感測線。雖然第1圖中只顯示兩列及兩行，每一方向通常有多於兩列及/或兩行。
在範例中，在傳導線L1、L3及Ca、Cb的交點處有四個串聯連接SC1至SC4。第一串聯連接SC1由鍵開關S1a及電阻器R1a組成。第二串聯連接SC2由鍵開關S2a及電阻器R2a組成。第三串聯連接SC3包含鍵開關S1b及電阻器R1b。第四串聯連接SC4包含鍵開關S2b及電阻器R2b。其他的串聯連接在矩陣M的其它交點，但未顯示於第1圖中。串聯連接的其他範例為具有直接耦合至傳導線Ca、Cb的電阻的串聯連接，或具有兩個電阻的串聯連接，例如每一個電阻直接耦合至驅動線(即L1、L2)且每一個電阻直接耦合至感測線(即Ca、Cb)。
替代地，舉例來說可能使用半導體開關，例如活化態中具有大於4.5千歐姆或5千歐姆的電阻係數Ron的MOSFET (金屬氧化物半導體場效應電晶體)電晶體。電晶體的電阻係數在去活化態中(即沒有輸入)大得多。也可能使用在輸入元件或鍵開關的可移動部分中包括R1a等電阻器的按鈕。在本例子中，在串聯連接SC1中或在其他串聯連接中不使用獨立的電阻器。移動式電阻器可被按壓在矩陣裝置Ma的載體基板上的傳導線L1、L2、Ca、Cb。
輸入裝置10也包含類比數位轉換器ADC。類比數位轉換器ADC的兩個輸入端子E1、E2顯示於第1圖中。類比數位轉換器ADC可具有多於兩個輸入端子，例如8個輸入端子。可在類比數位轉換器ADC中使用多工器以將多個感測線映射至唯一的類比數位轉換器ADC。替代地，類比數位轉換器ADC可在形成感測線的每個傳導線Ca、Cb及/或光學校準線Ccc使用。也可能使用與類比數位轉換器ADC結合的外部多工器。
此外，在傳導線Ca未連接至類比數位轉換器ADC的末端處具有傳導線Ca的串聯連接中有電阻器Ra。電阻器Rb以相同方式連接至傳導線Cb。
所有電阻器R1a至R2b以及Ra及Rb具有相同的歐姆電阻標稱值。藉由使用電阻器Ra、Rb來避免未定義的電位。電阻器可以是分散元件/裝置或可為集成的，例如集成到觸控螢幕。電阻器也可由電阻元件取代，特別是不滿足切換功能的電晶體。電阻器可藉由碳墨印刷製造。
輸入裝置Ma可選擇性地可包含以矩陣裝置Ma的行方向延伸的校準線Ccc。可使用提升電阻器Rcc來連接校準線Ccc與正操作電位。校準線Ccc的另一端或校準線Ccc的另一位置可與偵測電路連接，例如與類比數位轉換器ADC的輸入Ec或能夠將輸入Ec連接至ADC的輸入的多工器連接。
第一參考電阻器R1cc以其一個端子連接至校準線Ccc，並以其第二端子連接至第一驅動線L1。對應地，第二參考電阻器R2cc以其一個端子連接至校準線Ccc，並以其第二端子連接至第二驅動線L2。通常，有多於兩個的驅動線及兩個掃描線。R1cc、R2cc等參考電阻器的數目對應於L1、L2等驅動線的數目，即使有多於兩個驅動線L1、L2。
校準線Ccc的提升電阻器Rcc可具有如電阻器R1a至R2b及/或其他提升電阻器Ra、Rb的歐姆電阻的值或相同標稱值。校準線Ccc的R1cc、R2cc等電阻器可具有如電阻器R1a至R2b及/或其他提升電阻器Ra、Rb的歐姆電阻的值或相同標稱值。
開關S1a至S1b可如第1圖所示排列。然而，也有可能維持連接方案但將開關S1a至S1b放置在其他位置，例如改變位置。
第1圖顯示能夠對接地/源電位輸出硬驅動電位的兩個驅動電路2、4。驅動電路2的輸出被直接連接或藉由使用串聯電阻6連接至驅動線L1。驅動電路4的輸出被直接連接或藉由使用串聯電阻8連接至驅動線L2。在L1、L2等驅動線上不使用提升或下拉電阻器。為了減少L1、L2等驅動線上訊號的電磁輻射，光學電阻器6或8可具有小於200歐姆或甚至小於100歐姆的電阻值。
2、4等驅動電路的輸入可根據矩陣裝置Ma的掃描方案由控制裝置設定。這將在以下參考第6B圖被更詳細解釋。
第2圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被同時按下且其中第一驅動線L1設定為接地的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第2圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為電位Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)位於接地。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第2圖中。
這些訊號狀態在輸入E1上導致1/2 Vcc的電位。1/2 Vcc的電位只可能是一行中只有一個開關被按下時。此外，1/2 Vcc的電位表明被按壓或被啟動的開關。
如第2圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2處的2/3 Vcc的輸入電壓。這表示沒有開關S1b的鍵位衝突(ghost keying)，與許多習知技術鍵盤不同。因為接地或Vcc電位的去耦合效應，線Cb上的電位對線Ca上的電位沒有影響。因為驅動線被耦合至相較於R1a、Ra等高歐姆電阻器具有低歐姆值的固定電位，沒有經由驅動線的耦合。這些電阻器R1a、Ra等也防止短路。
第3圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第3圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第3圖中。
這些訊號狀態在線Ca上導致Vcc的電位。
如第3圖右側所示，有線Cb的以下相關訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。因此，與第2圖右側比較沒有訊號改變。也沒有鍵位衝突的問題。
第4圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第一驅動線L1設定為接地或0伏特的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第4圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
-第二串聯連接SC2的開關S2a也在此時導通，以及
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於接地。
這些訊號狀態在線Ca上造成2/3 Vcc的電位。電流值為2/3 Vcc表明兩個開關被按壓，即，在此為所有開關。
如第4圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2上2/3 Vcc的電位。
第5圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地電位的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第5圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc，以及
第二串聯連接SC2的第二開關S2a為導通，即，第二串聯連接SC2設定為接地。
這些訊號狀態在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。電流量也表明這兩種情況中哪一種有效，例如，在此為第二種情況，因為有關於Vcc的訊號差異。
如第5圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc電位，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號狀態在線Ca上導致2/3 Vcc的電位。驅動線L1及L2的電位已被改變，但感測線Ca的電位維持相同。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。也沒有鍵位衝突的問題。此外，只有固定狀態用於偵測被按壓或被啟動的鍵開關。
以下表格顯示如果使用3×3矩陣的相關電流。表格的每一列對應於具有低電壓的驅動線。表格的多個行表示矩陣M的行中被按壓的鍵開關的數目，即，在一個感測線Ca、Cb上：
被按壓的鍵開關 : 0 1 2 3
接地的第一驅動線 : 1 Vcc1/2 Vcc2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第二驅動線 : 1 Vcc1 Vcc 2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第三驅動線 : 1 Vcc 1 Vcc 1 Vcc 3/4 Vcc
在以下內容中，假設n為每條感測線上開關的數目，例如，n等於2用於第2圖至第5圖中顯示的範例，而n等於3用於3×3矩陣。
有以下通則用於表明被按壓鍵的數目及用於表明那個鍵被按壓，例如針對選通或掃描的一個序列：
1)驅動線電位的所有組合沒有電壓改變：
a) Vcc的電位表明沒有鍵開關被按壓。
b) n/(n+1)的電位表明所有鍵開關被按壓。
2)驅動線電位的不同組合有電壓改變，即，在選通或掃描的一個序列中：
a)被按壓鍵的數目可由行中最低值的值來決定。被按壓鍵開關的數目直接對應於分數的分子，其中分母定為矩陣的一行中的鍵數目，參見以上提供的表格。
b)如果在感測對應的線期間按下鍵開關，感測線的電位具有低於矩陣的行中電位最大值的值，即，例如低於Vcc。注意最大值的數目取決於行中未被按下的鍵數目。
也可使用其他通則。
替代地，也可使用其他元件來處理類比數位轉換器ADC的資料及控制類比數位轉換器ADC。
替代地，也可在驅動線上使用其他訊號組合，例如平分法。如果有例如多於四個或多於十個驅動線，則也可使用將所用組合的數目降低為低於驅動線數目的方法，即較快的偵測變為可能。已知這些方法例如來自組合，特別是來自十二硬幣問題，即開始設定一半的驅動線為高電位而一半的驅動線設定為低電位。依據所感測的訊號做出進一步改變。這也允許預防鍵位衝突及偵測一行中被按下的多個鍵。
在較佳實施例中，尤其是在第一偵測步驟中，不需要確定在矩陣裝置M的一行中有多少鍵被按壓或啟動。可能足以知道目前啟動的驅動線處的鍵是否被按壓/啟動。如果偵測到被按壓的鍵，則這個鍵的鍵碼可被儲存在記憶體中以供進一步處理，例如，經由USB(通用序列匯流排)連接或經由另一連接從鍵盤傳送到電腦。
在一個實施例中，只有使用一個門限值SW，參見第7圖及第7B圖，即，獨立於矩陣裝置Ma的一行中被啟動的鍵數目或獨立於至少二、三或四個不同的鍵數目的門限值SW。在其他實施例中，使用門限值SW及使用例如TR1至TR11 (參見第7圖及第7B圖)的其他門限值或門限範圍，其表明矩陣裝置Ma的一行中被啟動鍵的特定數目，特別是為了使矩陣的掃描更快速。
第6圖說明電腦的鍵盤的元件。該鍵盤包含：
輸入裝置10，
微控制器26，以及
介面36。
第6圖顯示矩陣M中其他的傳導線20 (感測線)，例如十一條線，以及其他的傳導線22 (驅動線)，例如十條線。
輸入裝置10的類比數位轉換器ADC透過訊號匯流排30被耦合至微控制器26，該訊號匯流排包含資料線及控制線。
微控制器26包含：
記憶體Mem，例如RAM (隨機存取記憶體)、ROM (唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，
處理器P，執行儲存在記憶體Mem中的指令，
驅動電路24，被耦合至矩陣M的驅動線，例如線L1、L2等，
訊號匯流排32，介於驅動電路24及處理器P之間，以及
訊號匯流排34，介於處理器P及記憶體Mem之間。
替代地，類比數位轉換器ADC也可以是微控制器26的一部分。
訊號匯流排30可直接地連接至處理器P。替代地，使用微控制器26的介面電路，未顯示。訊號匯流排36被耦合至微控制器26。訊號匯流排36是到電腦的中心部分的介面。訊號匯流排36上的協定例如是PS/2或USB。
第6B圖說明一種用於執行矩陣裝置Ma矩陣掃描的循環的方法，參見第1圖。該方法開始於方法步驟Sx0。方法步驟如以下步驟被簡單命名。
步驟Sx2接在步驟Sx0之後。在步驟Sx2中， L1、L2等驅動線的其中一條例如以第一驅動線L1開始被啟動。啟動意指在該驅動線上使用接地/源電位。其他驅動線，即非啟動的驅動線，被設定至正操作電位。
在步驟Sx2之後接著步驟Sx4，在此步驟中校準線Ccc被讀取。校準線Ccc模擬一行中所有鍵被按壓的情況。為了藉由感測校準線Ccc獲得校準值VC，必須設定恰好一個驅動線至低位準或低電位。
校準線的感測值為校準值CV，其將關於第7及7B圖更詳細解釋如下。如關於第7及7B圖更詳細解釋，校準值CV直接用作門限值SW或被用來計算門限值SW。門限值SW獨立於矩陣裝置Ma的行中被按壓鍵的數目，即，可用來偵測鍵是否被按壓。替代地，可能使用獨立於矩陣裝置的行中被按壓鍵的至少兩個不同數目、至少三個不同數目等的門限值SW。舉例來說，如果每一行允許四個活化鍵的最大值，則可能使用獨立於鍵數目的較低門限值SW，只要不活化多於四個鍵的最大值，即四個鍵中的一個鍵、兩個鍵、三個鍵。
在電流驅動線的啟動期間，在步驟Sx6讀取電流感測線，例如由第一感測線Ca開始。將感測值與門限值SW比較。如果電流感測值低於臨界值，則位於目前活化驅動線L1、L2等以及目前感測的感測線Ca、Cb等的區段的鍵被按壓或啟動。被偵測啟動鍵的鍵碼被儲存於數位記憶體以供進一步處理。
在以下步驟Sx8中，檢查是否有尚未被感測用於目前啟動的驅動線(例如L1)的其他感測線。如果有，該方法對感測線增加或減少第一計數器，並再次回到步驟Sx6。這意指針對目前啟動的驅動線感測所有掃描線。如果已掃描所有感測線，即已偵測目前啟動的驅動線的所有啟動鍵，則由步驟Sx6與Sx8組成的迴路只留下步驟Sx8。
如果已掃描所有感測線Ca、Cb，即已完成感測線Ca、Cb子循環，則步驟Sx10緊接在步驟Sx8之後。在步驟Sx10中，檢查矩陣裝置的目前掃描循環中是否有未被啟動的其他驅動線。如果還有驅動線，則增加或減少第二計數器來表明需要被啟動(即設定為接地)的電流驅動線。其他的驅動線，即未啟動的驅動線，被設定至正操作電位。此後該方法在步驟Sx2中繼續。這意指以上解釋的相同步驟在第二驅動線L2、第三驅動線等被重複，直到所有驅動線已被啟動，且直到S1a至S2b等所有鍵已被掃瞄且已啟動鍵的鍵碼已被儲存在數位記憶體中。該方法在步驟Sx2至Sx10的迴路中。
為L1、L2等每個驅動線感測校準線Ccc。這也允許考慮由線驅動器2、4的內部電阻值所造成的偏差。此外，為了考慮可能干擾鍵盤操作的容差及/或(例如從鍵盤外部的)電磁輻射，可能計算校準線Ccc處偵測的值的平均值。
為了具有硬體偏移值，也可能減少提升電阻器Rcc的值，參見關於軟體偏移的第7圖及第7B圖。
讀取校準線及感測線的順序也可以相反，即對每個驅動線循環先掃描感測線然後掃描校準線。在此情況下，感測值可被儲存直到校準值被讀取且可能互相比較。
如果沒有其他驅動線，則脫離步驟Sx2至Sx10的迴路。掃描矩陣裝置Ma的一個循環已就緒。
矩陣裝置Ma的掃描可在給定時間間隔內重複，例如小於5毫秒(mill second)。
可能不需要對每個驅動線進行校準。在其他實施例中，在完整矩陣裝置Ma的一次掃描中，步驟Sx2只執行一次。
替代地，可能以以下其中之一更快地進行矩陣的掃描：
a)基於偵測值及基於表明主動輸入元件的數目的門限值或範圍，一旦在這個感測線偵測到第一主動輸入元件，就確定在已感測的感測線上有多少正被按壓的輸入元件，
一旦偵測到主動輸入元件的數目等於輸入元件的已確定數目，在此感測線Ca、Cb沒有偵測到其他電性訊號，
b)所有驅動線L1、L2被驅動至第二電位，且感測線Ca、Cb被確定為不具有已啟動的輸入元件，
在電流掃描循環中的矩陣裝置掃描期間，這些已確定的感測線Ca、Cb不再被考慮，
c)驅動L1、L2等驅動線的順序取決於啟動連接至對應驅動線的輸入元件的可能性，
-d)使用平分法以用於驅動L1、L2等驅動線。
第7圖說明類比數位轉換器ADC的輸出值的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。假設在矩陣M的一行中有十一個鍵開關。因此，有十一個以此順序對應至電位值1/12至11/12 Vcc的範圍TR1至TR11。如果沒有鍵被按壓則TR12是相關的。
如果在矩陣M的每一行中有十一個鍵開關，則範圍TR1至TR11的長度可為固定的且可在最大輸出值的2至4百分比的範圍。
在鄰近範圍TR1至TR12之間有不是用於確定被按壓鍵數目或用於確定那個鍵被按壓或一行中哪些鍵被按壓的輸出值。兩個鄰近範圍之間的“距離” Di例如也在例如類比數位轉換器ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍中。較佳地，未使用的範圍具有與用於分類的範圍的相同長度。由於捨入、量化及不能除以給定整數的數值，這並非總是可能。
校準值CV例如藉由使用校準線Ccc而被偵測，據此L1、L2等所有驅動線被設定為接地或源電位，以模擬矩陣裝置Ma的一行中所有鍵開關已被按壓的情況，即，在範例中，11個鍵已被啟動。
可藉由計算ADC的最大值(即，在範例中為4095)與校準值CV或對應電位值的差值來確定門限值SW。此差值例如除以4，造成必須被加至校準值的偏移Of，以獲得門限值。小於SW的所有已偵測值表明在目前啟動的感測線處的被按壓鍵獨立於矩陣裝置的已感測行Ca、Cb中的按壓鍵數目。校準值CV可依據矩陣裝置Ma及/或ADC中的溫度及電壓波動而改變。ADC可具有比ADC的操作電位過濾更多的參考電壓或電位。
第7B圖說明根據比第7圖更實際的範例的ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。關於第2圖至第5圖中顯示的分壓器的分接頭處的電位，可能有以下關係：
V = Vcc×k/(k+1)，
藉此k為一行中被按壓鍵的數目以及其中k必須大於1。藉由以ADC的最大數位值取代Vcc並藉由考慮捨入錯誤，相同公式在ADC的數位值的原理中是有效的。
這表示只有一個主動鍵的範圍TR1位於ADC或對應電位的範圍的“一半”或1/2值附近。一行中恰好兩個主動鍵的範圍TR2位於ADC或對應電位的範圍的2/3值附近等等。十一個主動鍵的範圍TR11(即所有鍵被按壓或藉由按壓及/或藉由使用巨集而啟動十一個鍵)非常接近ADC範圍的末端，即，如果沒有額外漂移，則在範例中約為值3754。這表示校準值CV將具有值3754加上或減去漂移值。門限值SW可如以上解釋參考第7圖而計算，即從末端值(例如4095)擷取CV值，並將結果除以四，藉此獲得偏移Of。為了獲得門限值SW，偏移Of被加至校準值CV。然而，也可使用用於確定或計算SW的其他方法，例如於除法使用4以外的其他數字。
第7B圖也顯示關於已感測電流的感測線Ca、Cb等中沒有鍵被按壓的範圍TR0。門限範圍TR1至TR11及/或TR0可再次具有可位於ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍內或另一範圍的長度。替代地，可能造成比其他範圍關於更少主動鍵的更廣範圍。因此，相較於範圍TR2等，範圍TR1可能更廣。
也可能以除了使用校準線Ccc之外的其他方式來確定門限值SW，參見本文的介紹。
當然也可能具有多於或少於11條驅動線，例如16 (SW例如為3915)。
也可藉由減少校準線上的提升(或下拉)電阻器Rcc的電阻值來實現偏移。
第8圖說明被控制裝置(例如藉由微控制器26，參見第6圖)處理時的去除抖動訊號50以及平滑訊號52。
在鍵開關被按壓之前的訊號值V1(電壓或電流)及按下鍵開關結束時的訊號值V2 (電壓或電流)之間有訊號差值D。
去除抖動訊號50往上及下數次並顯示具有減小寬度的峰值，該峰值具有因此減少的幅度。因此偵測中間狀態是具有挑戰性的。然而，類比數位轉換器ADC的使用允許例如75百分比、50百分比及256百分比訊號值V1的中間值的偵測。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析結合)也可能獲得與快速改變去除抖動功能不同的平滑值。替代地，也可能偵測小於鍵開關的啟動開始時的高電位的去除抖動訊號或值的最小值。如果訊號在開始時是低的，則可偵測相當高於低訊號值的最大值或多個數值。
在以上提供的所有範例中，高及低訊號狀態可互換。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具有通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，與本文所述對應實施例執行實質上相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
實施方式-第一方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第1圖說明輸入裝置10(例如鍵盤)的矩陣。輸入裝置10包含傳導線Ca、Cb及傳導線L1、L2的矩陣M，傳導線Ca、Cb形成矩陣M的行，傳導線L1、L2形成矩陣M的列。傳導線L1、L2為驅動線而傳導線Ca、Cb為感測線。雖然第1圖中只顯示兩列及兩行，每一方向通常有多於兩列及/或兩行。
在範例中，在傳導線L1、L3及Ca、Cb的交點處有四個串聯連接SC1至SC4。第一串聯連接SC1由鍵開關S1a及電阻器R1a組成。第二串聯連接SC2由鍵開關S2a及電阻器R2a組成。第三串聯連接SC3包含鍵開關S1b及電阻器R1b。第四串聯連接SC4包含鍵開關S2b及電阻器R2b。其他的串聯連接在矩陣M的其它交點，但未顯示於第1圖中。串聯連接的其他範例為具有直接耦合至傳導線Ca、Cb的電阻的串聯連接，或具有兩個電阻的串聯連接，例如每一個電阻直接耦合至驅動線(即L1、L2)且每一個電阻直接耦合至感測線(即Ca、Cb)。
替代地，舉例來說可能使用半導體開關，例如活化態中具有大於4.5千歐姆或5千歐姆的電阻係數Ron的MOSFET (金屬氧化物半導體場效應電晶體)電晶體。電晶體的電阻係數在去活化態中(即沒有輸入)大得多。
輸入裝置10也包含類比數位轉換器ADC。類比數位轉換器ADC的兩個輸入端子E1、E2顯示於第1圖中。類比數位轉換器ADC可具有多於兩個輸入端子，例如8個輸入端子。可在類比數位轉換器ADC中使用多工器以將多個感測線映射至唯一的類比數位轉換器ADC。替代地，類比數位轉換器ADC可在形成感測線的每個傳導線Ca、Cb使用。也可能使用與類比數位轉換器ADC結合的外部多工器。
此外，在傳導線Ca未連接至類比數位轉換器ADC的末端處具有傳導線Ca的串聯連接中有電阻器Ra。電阻器Rb以相同方式連接至傳導線Cb。
所有電阻器R1a至R2b以及Ra及Rb具有相同的歐姆電阻標稱值。藉由使用電阻器Ra、Rb來避免未定義的電位。電阻器可以是分散元件/裝置或可為集成的，例如集成到觸控螢幕。電阻器也可由電阻元件取代，特別是不滿足切換功能的電晶體。電阻器可藉由碳墨印刷製造。
第2圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被同時按下且其中第一驅動線L1設定為接地的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第2圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為電位Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)位於接地。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第2圖中。
這些訊號狀態在輸入E1上導致1/2 Vcc的電位。1/2 Vcc的電位只可能是一行中只有一個開關被按下時。此外，1/2 Vcc的電位表明被按壓或被啟動的開關。
如第2圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2處的2/3 Vcc的輸入電壓。這表示沒有開關S1b的鍵位衝突(ghost keying)，與許多習知技術鍵盤不同。因為接地或Vcc電位的去耦合效應，線Cb上的電位對線Ca上的電位沒有影響。因為驅動線被耦合至相較於R1a、Ra等高歐姆電阻器具有低歐姆值的固定電位，沒有經由驅動線的耦合。這些電阻器R1a、Ra等也防止短路。
第3圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第3圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第3圖中。
這些訊號狀態在線Ca上導致Vcc的電位。
如第3圖右側所示，有線Cb的以下相關訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。因此，與第2圖右側比較沒有訊號改變。也沒有鍵位衝突的問題。
第4圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第一驅動線L1設定為接地或0伏特的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第4圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第二串聯連接SC2的開關S2a也在此時導通，以及
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於接地。
這些訊號狀態在線Ca上造成2/3 Vcc的電位。電流值為2/3 Vcc表明兩個開關被按壓，即，在此為所有開關。
如第4圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2上2/3 Vcc的電位。
第5圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地電位的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第5圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc，以及
第二串聯連接SC2的第二開關S2a為導通，即，第二串聯連接SC2設定為接地。
這些訊號狀態在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。電流量也表明這兩種情況中哪一種有效，例如，在此為第二種情況，因為有關於Vcc的訊號差異。
如第5圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc電位，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號狀態在線Ca上導致2/3 Vcc的電位。驅動線L1及L2的電位已被改變，但感測線Ca的電位維持相同。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。也沒有鍵位衝突的問題。此外，只有固定狀態用於偵測被按壓或被啟動的鍵開關。
以下表格顯示如果使用3×3矩陣的相關電流。表格的每一線對應於具有低電壓的驅動線。表格的多個行表示矩陣M的行中被按壓的鍵開關的數目，即，在一個感測線Ca、Cb上：
被按壓的鍵開關 :0 1 2 3
接地的第一驅動線 : 1 Vcc1/2 Vcc2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第二驅動線 : 1 Vcc1 Vcc 2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第三驅動線 : 1 Vcc 1 Vcc 1 Vcc 3/4 Vcc
在以下內容中，假設n為每條感測線上開關的數目，例如，n等於2用於第2圖至第5圖中顯示的範例，而n等於3用於3×3矩陣。
有以下通則用於表明被按壓鍵的數目及用於表明那個鍵被按壓，例如針對選通或掃描的一個序列：
1)驅動線電位的所有組合沒有電壓改變：
a) Vcc的電位表明沒有鍵開關被按壓。
b) n/(n+1)的電位表明所有鍵開關被按壓。
2)驅動線電位的不同組合有電壓改變，即，在選通或掃描的一個序列中：
a)被按壓鍵的數目可由行中最低值的值來決定。被按壓鍵開關的數目直接對應於分數的分子，其中分母定為矩陣的一行中的鍵數目，參見以上提供的表格。
b)如果在感測對應的線期間按下鍵開關，感測線的電位具有低於矩陣的行中電位最大值的值，即，低於Vcc。注意最大值的數目取決於行中未被按下的鍵數目。
也可使用其他通則。
替代地，也可使用其他元件來處理類比數位轉換器ADC的資料及控制類比數位轉換器ADC。
替代地，也可在驅動線上使用其他訊號組合。如果有例如多於四個或多於十個驅動線，則也可使用將所用組合的數目降低為低於驅動線數目的方法，即較快的偵測變為可能。已知這些方法例如來自組合，特別是來自十二硬幣問題，即開始設定一半的驅動線為高電位而一半的驅動線設定為低電位。依據所感測的訊號做出進一步改變。這也允許預防鍵位衝突及偵測一行中被按下的多個鍵。
第6圖說明電腦的鍵盤的元件。該鍵盤包含：
輸入裝置10，
微控制器26，以及
介面36。
第6圖顯示矩陣M中其他的傳導線20 (感測線)，例如十一條線，以及其他的傳導線22 (驅動線)，例如十條線。
輸入裝置10的類比數位轉換器ADC透過訊號匯流排30被耦合至微控制器26，該訊號匯流排包含資料線及控制線。
微控制器26包含：
記憶體Mem，例如RAM (隨機存取記憶體)、ROM (唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，
處理器P，執行儲存在記憶體Mem中的指令，
驅動電路24，被耦合至矩陣M的驅動線，例如線L1、L2等，
訊號匯流排32，介於驅動電路24及處理器P之間，以及
訊號匯流排34，介於處理器P及記憶體Mem之間。
替代地，類比數位轉換器ADC也可以是微控制器26的一部分。
訊號匯流排30可直接地連接至處理器P。替代地，使用微控制器26的介面電路，未顯示。訊號匯流排36被耦合至微控制器26。訊號匯流排36是到電腦的中心部分的介面。訊號匯流排36上的協定例如是PS/2或USB。
第7圖說明類比數位轉換器ADC的輸出值的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。假設在矩陣M的一行中有十一個鍵開關。因此，有十一個以此順序對應至電位值1/12至11/12 Vcc的範圍TR1至TR11。如果沒有鍵被按壓則TR12是相關的。
如果在矩陣M的每一行中有十一個鍵開關，則範圍TR1至TR11的長度可為固定的且可在最大輸出值的2至4百分比的範圍。
在鄰近範圍TR1至TR12之間有不是用於確定被按壓鍵數目或用於確定那個鍵被按壓或一行中哪些鍵被按壓的輸出值。兩個鄰近範圍之間的“距離” Di例如也在例如類比數位轉換器ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍中。較佳地，未使用的範圍具有與用於分類的範圍的相同長度。由於捨入、量化及不能除以給定整數的數值，這並非總是可能。
第8圖說明被控制裝置(例如藉由微控制器26，參見第6圖)處理時的去除抖動訊號50以及平滑訊號52。
在鍵開關被按壓之前的訊號值V1(電壓或電流)及按下鍵開關結束時的訊號值V2 (電壓或電流)之間有訊號差值D。
去除抖動訊號50往上及下數次並顯示具有減小寬度的峰值，該峰值具有因此減少的幅度。因此偵測中間狀態是具有挑戰性的。然而，類比數位轉換器ADC的使用允許例如75百分比、50百分比及256百分比訊號值V1的中間值的偵測。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析結合)也可能獲得與快速改變去除抖動功能不同的平滑值。替代地，也可能偵測小於鍵開關的啟動開始時的高電位的去除抖動訊號或值的最小值。如果訊號在開始時是低的，則可偵測相當高於低訊號值的最大值或多個數值。
在以上提供的所有範例中，高及低訊號狀態可互換。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具有通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，實質上執行與本文所述對應實施例相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
實施方式-第二方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第9圖說明用於控制流經例如光學元件串(特別是LED 32、42)的電流的電路裝置10。替代地，光學元件的唯一LED、一束LED串或驅動器可以類似方式或以相同方式被控制。在實施例中，電流裝置10是鍵盤的一部分。
在鍵盤及電腦之間的介面12處有正向操作電壓Vcc，其未顯示於第9圖中。鍵盤的鍵開關14位於LED 32附近或實體上接觸LED 32。鍵盤的其他鍵開關未顯示於第9圖中。替代地，可使用波導來將光線傳導至鍵開關，例如至裝設於每個鍵開關附近的框架。
介面12被電傳導地耦合至電壓轉換器18。在實施例中，使用USB介面12。
電壓轉換器18為增壓型式。替代地，可使用降壓轉換器、反向器或另一型式的轉換器。輸入電壓在例如4伏特至5伏特的範圍內。轉換器的輸出電壓可在15伏特至25伏特的範圍內。
轉換器18包含Vcc及電路節點N1之間的電感20。電感器20可具有10至100微亨利(Henry)範圍內的電感，例如47微亨利。切換場效應電晶體(FET)T1的汲極被連接至節點N1。切換電晶體T1的源極被連接至接地。PWM訊號26被連接至電晶體T1的閘極。二極電晶體也可以類似方式被使用，而不是FET。
此外，肖特基二極體22的陽極或另一二極體的陽極也被耦合至節點N1。肖特基二極體22的陰極被連接至電路節點N2。肖特基二極體啟動快速切換並具有低前向電壓。替代地，適當控制的電晶體，尤其是MOSFET，可用於取代肖特基二極體22。
電容器28被連接至節點N2以及接地電位。已知電壓轉換器18的原理功能。除了電晶體T1，二極體22形成電壓轉換器18的第二開關。
LED的第一串30被連接至節點N2及節點N3。存在連接至節點N3及接地的偵測電阻器60。因此有串30及電阻器60組成的第一分支或第一串聯連接。
第一串30由例如7或8個或任何其他數字的LED組成。只有串30的第一LED 32顯示於第9圖中。
LED的第二串40被連接至節點N2及節點N4。有連接至節點N4及接地的偵測電阻器62。因此有串40及電阻器62組成的第二分支或第二串聯連接。
第二串40由例如7或8個LED、或任何其他造成等於第一串30其中之一的電壓降的數字的LED(其通常表示與第一串30中相同數目的LED)組成。只有串40的第一LED 42顯示於第9圖中。
在其他實施例中，可能有多於2串的LED並聯連接至串30及40。其他串經由對應於電阻器60及62的電阻器而被接地。電阻器60、62也稱為電阻器R_B並具有低歐姆值，例如少於50歐姆。
電壓除法器50，例如10:1除法器，也被連接至節點N2及接地。電壓除法器50由兩個或多於兩個電阻器52、54串聯連接組成。節點N5在電阻器52及54之間的連接上。
第一電阻器70被連接至節點N3。電阻器72被連接至節點N4。對應的電阻器被連接至可被連接至節點N2的其他LED串的對應節點。電阻器70、72的其他端點被連接至電路節點N6。電阻器70、72等都具有例如大於4.5千歐姆或5千歐姆的相同高歐姆值。
有四個類比數位轉換器ADC1至ADC4。類比數位轉換器ADC1被連接至節點N6並透過電阻器60、62等偵測電流的平均值I_E。乘以k(即LED串的數目)的電流I_E對應於電壓轉換器18的輸出電流。
類比數位轉換器ADC2被連接至節點N5並偵測LED串30、40等上的電壓U_LED。電壓U_LED對應於電壓轉換器18的輸出電壓。此外，單一增益放大器或電壓隨動器可耦合在節點N5及類比數位轉換器ADC2之間。電壓分壓器52、54及/或單一增益放大器是可選的。
類比數位轉換器ADC3被連接至包含電壓轉換器18及微控制器的電路的輸入，參見第13圖。類比數位轉換器ADC3偵測U_IN (U輸入)。同樣的可使用電壓分壓器或單一增益放大器。電壓U_IN對應於電壓轉換器18的輸入電壓，但也對應於用來產生微控制器的操作電壓的其他轉換器的輸入電壓。
類比數位轉換器ADC4經由未顯示於第9圖中的電阻電容網路被連接至介面12的電感器(未顯示)。此網路被用於DCR感測(直流電阻)。類比數位轉換器偵測對應於電壓轉換器18的輸入電流加上微控制器的其他電壓轉換器的輸入電流的I_IN (I輸入)。可能使用ADC4來確定由微控制器所使用的電力。然而，可使用其他方法來確定由微控制器所使用的電流。此電流在電路裝置10的操作期間保持相當固定。
下列等式可用來確定電路裝置10的整體電壓電流特性或找出合適的操作點：
I_E = U_ADC1/ R_B (1)，
其中U_ADC1是由類比數位轉換器ADC1偵測的電壓，而R_B是60、62等電阻器的歐姆值。
P_OLED = U_LED × I_E ×k (2)
其中k是給出LED串的數目的整數且其中P_OLED是LED的整體功率，
等式3是描述轉換器的輸入。藉由相關於等式2的P_OLED及轉換器效率因數Ny，其實際上是描述轉換器的輸出。Ny =1 – Gamma。
I_ILED = P_OLED / ((1 – Gamma) × U_ILED) (3)，
其中I_ILED為進入轉換器18的輸入電流，參見電路點80，且其中U_ILED為電壓轉換器18的輸入電壓，參見電路點80，而Gamma是轉換器18的損耗因子(假設一充足負載例如在0.02至0.10的範圍內)以及
I_USB(MAX) = I_Proz + I_ILED(MAX) (4)，
其中I_Proz是處理器所消耗的電流且其中I_ILED(MAX)是進入功率轉換器的最大電流且其中I_USB(MAX)是根據USB標準的最大電流。
可能藉由使用ADC4直接偵測輸入電壓I_USB。
等式(1)至(4)可用於計算I_ILED(MAX)。U_LED可增加直到I_ILED達到I_ILED(MAX)。
第10圖說明兩個LED32、42或一個LED 32在不同溫度的兩種電壓/電流特性曲線106及108。替代地，特性曲線106及108對於LED的兩個串30、32或是對於不同溫度下的一個串30可為有效的。
座標系統100具有顯示LED或LED串上的電壓的x軸102。座標系統100的y軸104顯示通過LED或通過LED串的電流。
即使LED或LED串在給定的容差內預先被選擇，LED或LED串的特性曲線個別地改變。因此不知道哪一個特性曲線106、108對於LED或LED串或對於特殊操作狀態(例如特殊溫度)是有效的。
其中一項限制是禁止LED或LED串或LED束的最大電流。另一項限制是得自USB介面12的最大輸入電流。第10圖顯示USB介面12處最大功率P1的第一矩形，該第一矩形對於特性曲線106(即電壓U1及電流I1)是有效的。第二矩形對於相關於特性曲線108(即電壓U2及電流I2)的USB介面12處的最大功率P2是有效的。電流I1大於電流I2但電壓U1小於電壓U2。
第11圖說明用於確定LED或一串LED或一束LED串的電壓對工作週期特性曲線的步驟。該方法開始於步驟200。在接著的步驟202中，為電壓轉換器18的輸出電壓選擇開始值。可選擇10至15百分比的開始工作週期DuC，即使用一給定(固定)頻率f將電晶體T1的汲極與源極連接用於一個工作週期的10至15百分比的時間t。假設在一個LED串中的電壓為例如14伏特而電流為10微安培。此外假設有15個串，即330微安培的整體電流。這得到3.6 mW(毫瓦)的功率。
在開始偵測特性曲線處沒有增加DuC的限制，參見步驟206及208。這表示可在相當多的步驟增加比例，例如5至10百分比，參見步驟209。在步驟209中，工作週期以步驟208中確定的值增加。增加的工作週期DuC增加了輸出電壓，例如第12圖中部位260所顯示的。
然而，參見第12圖，在實施例中例如在17伏特的電壓U4下，整體特性曲線中達到平線部位262。平線介於例如30百分比至50至55百分比的工作週期DuC1之間，參見第12圖。在平線中，電壓轉換器的輸出電壓增加的不明顯。恆定電壓表示流經LED串30至40的恆定電流。
這表示工作週期可再次在相當多的步驟被增加，例如增加5至10百分比，參見步驟206、208。假設在平線的開始及結束處有例如17伏特(U4)及例如1毫安培的電流。此外，頻率也具有對於平線寬度的影響。
如果工作週期被進一步增加，步驟209，則將再次有特性曲線256的一上升部位264，參見第12圖。然而，部位264內的曲線的形狀取決於使用並聯連接的個別的LED、一個或多個LED串。
在上升部位264結束處，參見第12圖，在步驟208中使用非常小的步寬來儘早偵測電壓轉換器18的輸出電壓的減少或至少較少的增加。
如果偵測到輸出電壓的減少或較少的增加，則可能參考第14圖至第25圖藉由以下將描述的方法進一步延伸該曲線。
步寬可小於電流工作週期的1百分比。步寬可小於0.5百分比或小於0.45百分比。
如果不可能再增加工作週期，則步驟210直接接在步驟206之後，參見步驟206。如果已達到標準(例如USB標準)的規格所設定的限制，則不增加是可能的。該方法結束於步驟210。
第12圖說明電路裝置10的工作週期(DuC)與電壓特性曲線256比。座標系統250具有顯示電壓轉換器的工作週期(即PWM訊號26)的x軸252。座標系統250的y軸254顯示電壓U_LED，即電壓轉換器18的輸出處的電壓。
特性曲線256有第一部位260。在第一部位中有第一增加，從0百分比的DuC及0伏特的電壓至DuC1及U4。DuC1例如是30百分比。U4例如是17伏特。
特性曲線256的第二部位262形成一平線，其中若工作週期從DuC1增加至DuC2，則電壓並不顯著地改變。DuC2例如是50至55百分比。可能改變部位262內PWM訊號26的頻率，例如增加頻率。
特性曲線256的第三部位264在DuC2處開始。在第三部位中，電壓轉換器18的輸出處再次有工作週期DuC3及電壓U5的增加。在部位264中，以下公式為真：
U(DuC) = 1/(1-DuC) × U0，
其中U0是轉換器18的輸入電壓。
PWM的頻率在部位260及262中可高於部位264的主要部分。替代地，PFM可用於部位260及262中。
在部位264結束處的PWM的頻率可低於部位260的主要部分中的PWM頻率。可能在部位264的主要部分中有例如1.5百萬赫的頻率以及在部位264的結束處只有0.75千赫的頻率，即，該頻率可較佳地以逐步方式，在25百分比至75百分比的範圍內減少。
在特性曲線256的第四部位266中有電壓的進一步增加。部位266在USB介面12的規格限制之外。因此，未偵測到部位266。然而，參考第14圖至第25圖解釋如下，可能移動至非常接近部位266。
第13圖說明電路裝置10的其他組件。類比數位轉換器ADC1至ADC4藉由包含資料線及控制線的訊號匯流排被耦合至微控制器300。
微控制器300包含：
記憶體M，例如RAM(隨機存取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，以及
處理器P，執行儲存在記憶體M中的指令。
替代地，類比數位轉換器ADC1至ADC4也可以是微控制器300的一部分。
微控制器300更包含：
特性曲線確定單元302或對應程式，例如鍵盤的軔體的一部分，例如，
可選的頻率確定單元304或對應程式，例如鍵盤的軔體的一部分，例如，以及
工作週期確定單元306，包含例如程式及硬體。
特性曲線確定單元302執行如第11圖所示的方法。
可選的頻率確定單元304可被使用在部位264結束處。此外單元302可被使用來增加部位260及262中PWM訊號26的頻率f。替代地，PFM可在部位260及262中使用。
然而，DuC2左側可應用另一調變裝置而不是僅增加PWM的頻率
PFM(脈衝頻率調變)：
其表示利用DuC2處應用的開啟相的長度的相位上的固定開關、並加長電壓小於U4的關閉相(第4圖)。這實際上表示更連續地降低較低電壓的頻率。該處的電壓將是頻率的嚴格均勻增加函數，理論上它實際可能接近線性。這是相同的方法，切換電源供應器正以低功率模式使用以達到較佳效能。這也應用至部位260及262的其他時機。
工作週期確定單元306可以是特性曲線確定單元302的一部分，但也依據例如依賴使用者的數值或依據溫度值，被用來確定工作週期。
替代地，可使用另一硬體取代微控制器300，例如獨立的微處理器或沒有處理器的硬體。
控制單元308被用來控制關於亮度遠低於P_MAX的PWM訊號26的工作週期。細節將參考第15圖至第19圖描述如下。控制單元310被用來控制關於亮度接近P_MAX的PWM訊號26的工作週期。細節將參考第20圖至第25圖描述如下。
第14圖說明LED 32、42或LED串30、40的電流對(或比)亮度特性曲線356。相同的曲線356對於所有LED串30、40是有效的，即電流值必須乘以LED串30、40的數目。可在LED的製造商的資料頁中發現這些資料。可能使用表格或樣條，例如藉由使用三次樣條，將資料儲存在記憶體M。
座標系統350具有顯示LED的電壓數值U的水平x軸352。垂直y軸354顯示使用對數尺的亮度B的數值。幾乎整個區域的電流比亮度關聯為具有輕微偏移的線性，即非常低電流的“死區”，在較大值末端稍微次於線性。
特性曲線356的點360與低於P_MAX的亮度360有關，即，通常與LED 32、42的中間或低亮度有關。特性曲線356的點362與接近P_MAX的亮度362有關，即通常與高亮度有關。P_MAX是以裝置的實際輸入電壓與USB標準設定的最大電流的乘積來確定。可用於LED 32、42或串30、40的功率P_MAXLED取決於P_MAX與連接至一個USB介面12或USB集線器的其他電路。對於USB2.0，P_MAX例如為象徵性地2.5瓦。當考慮其他裝置及/或電路的能量消耗，即在相同USB介面12上操作的微控制器300或其他裝置的消耗，P_MAXLED低於P_MAX。這將參考第25圖更詳細解釋如下。
第15圖說明工作週期及流經LED 32、42或LED串30、40或較佳地流經並聯連接的所有LED串30、40的電流的偵測數值對。可能使用類比數位轉換器ADC1來偵測或甚至測量I值。將在微控制器300中知道PWM訊號26值的對應工作週期DuC。
座標系統370具有顯示PWM訊號26的工作週期DuC的值的水平x軸372。座標系統370的垂直y軸374顯示流經所有LED 32、42的電流I_LED的數值，即如上所定義I_LED = I_E × k。
參考電流I_S也顯示於座標系統370中。參考電流I_S對應於已被包含鍵開關14的鍵盤的使用者選擇的中等亮度B。特性曲線356已被用來確定屬於所選亮度的電流I_S。
工作週期DuC 以及對應電流I的數值對380至386已使用類比數位轉換器ADC1及微控制器300來偵測。其也可能輕易地計算工作週期DuC、電壓U及對應電流I的數值的三重覆。可見有連接點380、382、384及386的遞增曲線。工作週期DuC從點380的D1，經由點382的D2，經由點384的D3，增加至點386的D4。工作週期D1至D4可能有相同的增加。然而，如第15圖所示，對於位在接近I_S的點，也可能具有較小的間隔。如果偵測到電流I高於參考電流I_S，微控制器300停止點的偵測，即點386是實施例中被自動偵測的最後一點。
第16圖說明用以偵測遠離P_MAX的第一操作點的牛頓疊代法。第16圖顯示針對工作週期D3及D4之間的相關範圍的座標系統370的放大圖，其相關於接近參考電流I_S的點384及386。
微控制器300的任務是找出連接點384及386的曲線390與代表參考電流I_S的水平線之間的截面。曲線390為實施例中的三次樣條。也可使用其他內插法。
牛頓疊代法開始於點386。直線392顯示曲線390在點386處的斜率。根據已知的牛頓疊代法，可計算直線392與I_S的水平線的截面，參見點394。點394提供工作週期D5。可使用曲線390的公式(樣條)來確定屬於工作週期D5的電流I，即點396。牛頓法的下一疊代是用於點396。如果工作週期已確定提供關於電流I_S的已知差量(delta)範圍內的電流，則牛頓疊代法結束。
第17圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的方法步驟。此方法已關於第14圖至第16圖以圖形描述如上。第17圖中顯示的所有步驟S2至S20由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S2，即短暫於步驟S2中。在步驟S2之後的步驟S4中確定亮度B。亮度B是基於一數值，例如由鍵盤使用者輸入的數值。亮度B可從記憶體M或從輸入緩衝器讀取。
在步驟S6中使用特性曲線356來確定屬於使用者所選的亮度B的參考電流I_S。
在步驟S6之後的步驟S8中確定工作週期DuC及I_LED的數值對。例如第一對以第15圖中的點380表示。
然後，檢查屬於最後偵測數值對的電流I_LED或I是否高於I_S，即參考值。如果數值I_LED沒有較高，則該方法在步驟S12中繼續。
工作週期DuC在步驟S12中增加，例如以一固定值或根據用於增加工作週期DuC的策略。
該方法現在在步驟S8至S12的迴路中，並確定DuC及I的數個數值對，例如參見第15圖中的點382及384。若電流I_LED大於參考電流I_S，步驟S8至S12的迴路將只會在步驟S10離開。
若電流I_LED大於參考電流I_S，即已偵測到最後一點386，則步驟S14緊接在步驟S10之後。微控制器300執行已參考第16圖描述如上的牛頓疊代法。也可使用用於確定相關截面區的其他疊代法或其他方法。若已發現曲線390的截面區或接近截面區的工作週期DuC及參考電流I_S，則疊代結束。
已在步驟S14中確定的工作週期DuC被用在步驟S16中，以控制PWM訊號26及電壓轉換器18。之後，該方法結束於步驟S20。
然而，可能有曲線390及曲線356的漂移，例如取決於鍵盤內或鍵盤外的溫度改變。漂移造成相關於在開始時已確定的工作週期DuC的較高或較低電流I。因此，較佳地必須是封閉迴路控制，參見第18圖。
第18圖以圖形說明在鍵盤操作期間媒體亮度的控制。假設最後操作點為點398。點398例如以參考第14圖至第17圖所述的方法而確定。替代地，點398已由先前的封閉迴路控制確定。
第18圖顯示高於參考電流I_S的電流I_2。存在有類比數位轉換器ADC1所偵測到的I的差值D_I。若差值D_I在差值範圍(例如可由臨界值T1定義)以外，需要工作週期的校正。校正值可使用數種方法中的一種來確定。實施例中使用一種非常簡單但還是有效率的方法。
假設發生了點386的漂移。替代地，也可能以相同方式處理其他點。直線392的斜率對應於曲線390在點386處的斜率。點386為曲線390處的實際或目前數值。
此斜率m及差值D_I被用來根據以下公式計算差值DuC：
D_DuC = D_I/m，
其中m是直線392的斜率。之後使用D_DuC來降低DuC。
如果漂移在其他方向中，即電流I_LED減少低於相關於I_S的一臨界值，使用類似方法來確定D_DuC。然而，使用曲線390在點398的斜率，即目標點的斜率。
第19圖說明用於在鍵盤操作期間媒體亮度的數位控制的方法步驟。此方法已關於第18圖以圖形描述於上。顯示於第19圖中的所有步驟S102至S116由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S102，即短暫於步驟S102。在步驟S102之後的步驟S104中確定差值I，即D_I。使用類比數位轉換器ADC1來確定I_LED。微控制器300計算I_LED與參考電流I_S之間的差值。
之後，檢查D_I的絕對值是否高於臨界值T1。若D_I的絕對值沒有較高，則該方法於步驟S104中繼續。
該方法現在在步驟S104及S106的迴路中，並等待漂移發生。替代地，該方法只在偵測到漂移時開始。可使用中斷來開始微控制器300的對應常用程式。
若電流D_I的絕對值大於臨界值T1，則步驟S104及S106的迴路將只會在步驟S106離開。
若D_I的絕對值大於臨界值T1，即已偵測到最後一點386，則步驟S108緊接在步驟S106之後。
之後，檢查電流I或電流I_LED的實際值是否高於參考電流I_S。若電流I的值未高於I_S，即存在漂移至電流I的較低值，則該方法在步驟S110中繼續。
在步驟S110中確定曲線390在目標點的斜率值，例如如第18圖中所示的點398。該方法後來在步驟S114中繼續。
然而，若I的值高於I_S，即有漂移至電流I的較高值，則該方法在步驟S108之後在步驟S112中繼續。在步驟S112中確定曲線390在目前或實際操作點的斜率值，例如如在第18圖中所示的點386。該方法後來在步驟S114中繼續。
步驟S114關於根據以上提供的公式計算工作週期DuC的校正值或差值D_DuC。
在步驟S116中基於D_DuC的計算值來校正目前的工作週期DuC。
步驟S104再次跟在步驟S116之後，即該方法在步驟S104至S116的迴路中且執行LED 32、42的亮度控制。若電腦及鍵盤例如被切換為關閉，則該方法結束。
第20圖以圖示說明接近P_MAXLED的特性曲線的確定。P_MAXLED的計算將參考第25圖更詳細描述於下。
座標系統400具有顯示U_LED值的水平x軸402。使用類比數位轉換器ADC2偵測U_LED。座標系統400的垂直y軸404顯示I_LED的值。使用類比數位轉換器ADC1偵測I_LED。
假設電流I3及電壓U3b對於允許LED 32、42(即串30、42)在該時刻的最大功率消耗是有效的。這表示電流I3與電壓U3b的乘積等於電功率P_MAXLED。
將在以下描述的方法不超過功率極限P_MAXLED。由於函數為下凹，用於內插法的斜率比實際更陡，保證所計算的新U_LED比U_LED_U3b更低。只有在某些其他裝置正消耗減少功率的額外功率，其保留為照明系統所使用，這可能發生。但由於MCU (微控制器單元)或其他處理單元正控制可能導致這樣的所有元件，其能夠在開始裝置消耗額外功率之前減少LED-電流。溫度漂移慢的足以在P_MAX超過極限之前被偵測。
此外，功率極限P_MAXLED是可變的。然而，該方法也可用於固定的功率極限。
偵測值對410至414是由微控制器300偵測，即具有電壓U0b及對應電流的點410、具有電壓U1b及對應電流的點412、以及具有電壓U2b及對應電流的點414。點410至414位在USB標準或其他標準(例如傳輸壓縮影像檔的標準)的規格內。這表示點410、412及414的電功率小於最大功率P_MAXLED。因此，藉由以固定步寬或根據另一合適策略增加U而偵測這些點410、412及414是可能的。其有可能使用內插法來找出位於點410至414以下的曲線或多個曲線420。可使用樣條內插法，例如三次樣條或二次樣條。
然而，若操作點接近最大功率，則使用更精密的方法來確定未超過最大功率P_MAXLED。這將在以下內容描述。
曲線422從對應於最大功率的點414至點416外推並具有U3b的電壓及電流I3。再次，樣條也可能被用於外推法。然而也可使用其他外推法。
例如藉由使用曲線422的第一導數(derivative)確定曲線422在點416的斜率m。直線430顯示此斜率m。假設曲線422的斜率m隨著U的增加值而增加。在點416的斜率m也在點414被使用來確定下一個U_LED值。
這可藉由線430至點414的平行移動而以圖示完成，參見直線432。之後，例如藉由使用電流I3及點414的電流的差值、以及線432的斜率m，來計算線432與水平線I3的截面。這造成可被加至點414處的電壓U2b的差值U。所造成的電壓為電壓U4b。
參見第12圖，例如藉由使用特性曲線256，電壓U4b被用來確定對應的工作週期DuC。所儲存的曲線256的數值對可用於此目的。替代地，可使用藉由重新排列針對U(DuC)提出的公式而獲得的公式。換句話說，使用轉換器的特性函數的反向函數得到對必要的工作週期的良好估計，或者藉由使用來自曲線256的資料以建立反向的樣條，即藉由以對角反映曲線256。
此工作週期DuC被用來控制轉換器18。之後藉由類比數位轉換器ADC2來再次偵測電壓U_LED，並藉由類比數位轉換器ADC1來偵測對應電流I，造成描述電壓U_LED及電流I_LED之間的關係的另一點440。
可使用點440而非點414、並再次使用已針對點416確定的斜率m來執行下一疊代步驟。若最後一點的功率夠接近最大功率P_LEDMAX，則結束疊代。其也可能只執行一個疊代步驟或者使用另一方式找出遺失的點。
第21圖說明用於確定接近P_MAX的特性曲線的方法步驟。此方法也已參考第20圖以圖示描述如上。第21圖中顯示的所有步驟S202至S218由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S202，即短暫於步驟S202中。在步驟S202之後的步驟S204中確定具有在USB標準內的電功率的最後已知點414。
在步驟S204中使用最後點414及可選的其他點410、412來將曲線422外推至點416，該點表示串30、40中的LED 32、42的最大電功率。
之後，參見步驟S208，計算點416(即最大功率點)的導數，以獲得此點416的斜率m。
在步驟S210中，使用已在步驟S208中計算的斜率m，最後已被偵測的點被用來作為下一外推法的開始點。例如，這是第一疊代的點414及第二疊代的點440。U_LED的新數值是基於使用斜率m的外推法來計算。
在此之後，在步驟S212中，藉由為電壓轉換器18選擇合適的工作週期來設定U_LED的新數值。更新的特性曲線256可用於該目的。
在步驟S214中偵測用於新工作週期的電壓U_LED及電流I_LED的數值。類比數位轉換器ADC1被用來偵測電流I_LED而類比數位轉換器ADC2被用來偵測電壓U_LED。
之後，檢查是否需要其他疊代步驟。若需要其他疊代步驟，則該方法在步驟S210中繼續，參見箭號442。
該方法現在在步驟S210至S216的迴路中，且正尋找電壓U_LED及電流I_LED的新數值對。所有的對或點具有小於P_MAXLED的電功率。
若不需要其他疊代步驟，例如因為最後的數值對具有非常接近P_MAXLED的電功率，則步驟S210至S216的迴路只會在步驟S216離開。若在此情形下，在步驟S216之後緊接著步驟S218。
第22圖根據第二實施例說明接近P_MAX或更準確接近P_MAXLED的特性曲線的確定。第22圖對應於第20圖。然而，點440被用來改善外推曲線422。新曲線450是使用點414及點440以及其他點410、412來計算。
曲線450在點440的斜率m2(而不是曲線422在點416的斜率m)被用於下一疊代。與第20圖的方法相比，疊代變得更準確及/或更快速。
第二實施例也顯示於第21圖中，參見從步驟S216延伸至步驟S206的虛線444。因此該方法在步驟S206至S216的迴路中，且正使用422、450等改進的外推曲線來尋找電壓U_LED及電流I_LED的新數值對。所有的對或點具有小於P_MAXLED的電功率。
第23圖說明在鍵盤操作期間接近P_MAX或接近P_MAXLED的亮度控制。假設已存在漂移至I的較高電流值，即例如至電流I4。微控制器300偵測I的差值，即差值D2_I。若該差值D2_I增加門限值T2，則微控制器300執行封閉迴路控制步驟。
計算曲線422或甚至已更新曲線450在點498的導數。點498具有高於電流值I3的電流值I4。
在點498的導數可以具有斜率m3的直線500表示。直線500為曲線422、450在點498的切線。使用差值D2_I及斜率m3來計算電壓的差值D_U。從電壓U_LED的最後值減去差值D_U，例如，其介於電壓U4b及電壓U3b之間。
新工作週期DuC是從已更新的特性256基於電壓U_LED的新值而確定。PWM訊號26根據造成U_LED及I_LED的減少的新工作週期而調整。
與漂移至較高值不同，如果存在飄移至電流I的較低值，必須使用在目標點的斜率，參見第18圖。
第24圖說明用於在鍵盤的操作期間接近P_MAX的亮度B控制的方法步驟。此方法已參考第23圖以圖示描述如上。第24圖中顯示的所有步驟S302至S312是由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S302，即短暫於S302。在步驟S302之後的步驟S304中確定差值I，即D2_I。使用類比數位轉換器ADC1來確定I_LED。微控制器300計算I_LED及參考電流I3或I_S之間的差值。
之後，檢查D2_I的絕對值是否高於門限值T2。若D2_I的絕對值未較高，則該方法在步驟S304中繼續。
該方法現在在步驟S304及S306的迴路中，且正等待漂移發生。替代地，該方法只在偵測到漂移時開始。可使用中斷來開始微控制器300的對應常用程式。
如果D2_I的絕對值高於門限值T2，步驟S304及S306的迴路將只在步驟S306離開。
若D2_I的絕對值高於門限值T2，則步驟S308緊接在步驟S306之後。
之後，檢查I或I_LED的實際值是否高於參考電流I_S。若I的值未高於I_S，即存在漂移至I的較低值，則該方法在步驟S310中繼續。
在步驟S310中確定曲線390在目標點的斜率值。該方法後來在步驟S314中繼續。
然而，若I的值高於I_S，即存在漂移至I的較高值，則該方法在步驟S308之後在步驟S312中繼續。在步驟S312中確定曲線422或曲線450在目前操作點的斜率值，例如在第23圖中所示的點498。
如果因為漂移首次達到點498，因為漂移將不改變曲線的基本形式，僅最後意圖調整點的斜率可被適當地調整，但該曲線可被粗略地視為僅被拉長。當然，所產生的調整將會建立一新數值對，該新數值對可用於藉由一般內插法進一步微調新曲線。溫度漂移將“調整”整個曲線，而大部分其他影響僅將移動遠離其未接觸的現有曲線的允許的最大值。在可允許範圍的末端，其如已解釋的方式被完成，而對於其他點，已存在其導數得出斜率的已知的內插函數。
該方法後來在步驟S314中繼續。
步驟S314被用來使用斜率m及差值I(即，例如D2_I)來計算校正值或差值D_U。使用差值D_U來計算新的U_LED。
在步驟S316中基於D_U的計算值來校正目前工作週期DuC。特性曲線256可用來計算新電壓U_LED的新DuC。根據新工作週期DuC來適應PWM訊號26。此造成電流I的增加或減少。
步驟S304再次跟在步驟S316之後，即該方法在步驟S304至S316的迴路中且正執行LED 32、42接近最大功率P_MAXLED的亮度控制。若電腦及鍵盤例如被切換為關閉，則該方法結束。
根據第19圖及第24圖，即電流對工作週期(第19圖)及電流對電壓(第24圖)，使用不同的曲線。工作週期DuC對電流I依賴性的一個足夠好的逼近法可從電壓U對電流I依賴性來計算且反之亦然，只要操作點距離P_MAX夠遠。也可能將電壓U對電流I依賴性使用於遠離P_MAX的操作點的控制。由於在工作週期與電壓之間有嚴格單一增加關聯性，它們可被同等地使用。
第25圖說明用於確定P_MAX的方法步驟。第25圖中顯示的所有步驟S400至S412是由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S400，即短暫於步驟S400中。在步驟S400之後的步驟S404中偵側電路裝置10的輸入電壓U_IN。使用類比數位轉換器ADC3來偵測U_IN。
在步驟S402之後的步驟S404中計算關於參考電壓U_REF的U_IN相對減少。USB的參考電壓U_REF例如為5伏特。
在步驟S408中，基於步驟S404的結果來計算用於LED 32、42及用於串40、42的整體最大電功率P_MAX及/或功率P_MAXLED。例如，最大功率P_MAX、P_MAXUSB或功率P_MAXLED的減少與輸入電壓U_IN的減少成比例。例如，如果U_IN相對於U_REF也減少了10百分比，此表示P_MAXLED減少了10百分比。也可使用其他計算方案。
例如在第21圖及第24圖中的方法，在步驟S410中使用新的P_MAXLED。
可選的步驟S412可包含延遲。該方法再次以步驟S402開始重複。
可使用以下公式來計算P_MAXLED：
P_MAXUSB = U_USB×500 mA (毫安培)，
其中U_USB為二極體後方的內電壓，
P_USB = P_LED + P_PROZ，
P_MAXLED = (P_USB – P_PROZ)×(1-GAMMA)，
其中GAMMA是電壓轉換器中的損失比。
如果有輸入電壓U_IN的電壓減少，則減少最大功率P_MAX及/或功率P_MAXLED。電壓減少可能是由於在USB介面插入其他裝置，該USB介面與其他USB介面分享其電力供應。此外，電壓減少可能是由於通過LED本身的高電流。這表示如果使用者選擇太高的亮度，則亮度可被上述方法自動地限制。由於其未被良好定義的特性，可能發生的USB電壓降不適合用來有效地限制P_MAXLED，雖然作為整體的方法將如此。
如果功率P_MAXLED例如因為USB裝置已從與其他USB介面分享電力供應的USB介面12移除而增加，則第21圖是相關的。在此情況下參考電流I3或I_S將增加。必須找出特性曲線420進入其他範圍的外推法。
然而，如果功率P_MAXLED及參考電流I_S例如因為USB裝置已連接至分享相同電力供應的另一USB介面12而減少，則第24圖的步驟S312是相關的。在此情況下特性曲線420為已知。
也可使用其他方法來確定P_MAX或P_MAXLED。例如，可能使用類比數位轉換器ADC4。由ADC4來偵測輸入電流I_IN。若輸入電流I_IN高於由例如USB標準或由另一相關標準指定的I_MAX，則功率P_MAX及/或P_MAXLED也必須被降低。最大電功率P_MAX的降低量可與I_IN的減少成比例，I_IN必須到達該規格所提供的電流。
第25圖的方法的結果必須針對第20圖的方法進行考慮。如果在限制下操作，則兩種方法必須輪流被應用。如果操作距離限制夠遠，則第25圖中顯示的方法是非必要的。
也可能使用另一種類型的轉換器，特別是反向器、降壓轉換器或回掃轉換器而不是升壓轉換器。如果使用降壓轉換器，在電路的一個分支可能只有一個LED或兩個LED。
在其他實施例中，LED驅動器的操作電壓是藉由使用相同或對應電路或方法來控制。LED串以驅動複數個LED的一個驅動電路來取代。
可使用預選擇的LED，例如LED的製造商保證亮度在參考電流的非常小範圍內的LED，例如在相對於位於該範圍內(例如在該範圍中間)的參考亮度加及/或減少於5百分比或1百分比的範圍內。然而，本發明也適合用於非預選擇的LED/光學元件。
在其他實施例中使用固定輸入電壓而非USB電壓。
本發明可用於鍵盤LED、顯示器的背光LED、如汽車、卡車、船、飛機等自動化裝置的功率LED。
雖然已詳細地描述本發明實施例及其優點，應了解本文可進行各種變化、取代及改變，而不遠離如隨附申請專利範圍所定義之本發明精神及範圍。舉例來說，本領域具通常知識者將輕易了解，在保持本發明範圍的同時，本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。然而，本申請案的範圍不意圖被限制為本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具通常知識者將由本發明揭露內容輕易理解，可根據本發明利用目前現有的或稍後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，其如本文描述的對應實施例執行實質上相同功能或達到實質上相同結果。因此，隨附的申請專利範圍意圖在將系統、流程、方法或步驟包括在其範圍內。可能將介紹的實施例彼此結合。此外可能將圖式的描述範例彼此結合。
再者，可能將介紹的實施例與圖式的描述範例結合。
實施方式-第三方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際的技術實施。
第26圖說明一種經由USB纜線14連接至電腦12的鍵盤10。
鍵盤10包含：
微控制器16，即處理器、記憶體及週邊電路，或微處理器或僅為處理器晶片，
複數個按鈕，例如參見按鈕17，或其他輸入元件，例如觸控螢幕，
記憶體18，可為微控制器16的一部分，
USB裝置功能20，也可為微控制器16或不同USB晶片的一部分。
所有輸入元件可包含相同元件，例如按鈕17以外的按鈕頭17a。鍵碼(如17b)可針對每個按鈕(如17)或按鈕頭(如17a)而定義及使用。按鈕17可屬於攜帶字母“A”的按鈕頭。因此，對應的鍵碼17b為hex 04，即，在此與小數點04相同。
記憶體M或18可包含韌體22，其包括用於處理器或控制器16的操作指令。若韌體22的指令由處理器或控制器16處理，則執行以下提及的方法。替代地，可使用沒有處理器或控制器16的電路，例如FPGA (現場可程式閘陣列)。
電腦12包含：
處理器24，例如微處理器，
記憶體26，儲存用於處理器24的指令資料及/或可在處理指令期間使用的其他資料，以及
USB主機28，例如根據USB規格操作。
記憶體M或30可儲存：
鍵盤10的裝置驅動器30程式，及/或
剖析器程式32，其能夠讀取如下解釋的報告描述符，特別是關於第32圖，及/或能夠接收根據此類報告描述符的報告。剖析器程式32可為裝置驅動器30的一部分。
USB主機28經由USB纜線14與數個端點通訊，該數個端點在鍵盤10中定義及實現：
端點EP0主要用於USB裝置20(即鍵盤10)的配置目的，
端點EP1例如與BIOS的啟動協定一起使用，
端點EP2用於作業系統控制下鍵碼的傳輸，
可選的端點EPx，其中x是3至32的範圍內的數目。
端點EP0也稱為預設端點且被用於BIOS及作業系統的開始期間其他端點的配置，參見配置資料40。在BIOS的開始期間，只有端點EP0及端點EP1被使用。端點EP1是在此階段中經由端點EP0而配置。雙向資料轉換41從USB主機28至USB裝置20以及在相反方向中(即從USB裝置20至USB主機28)發生。
端點EP1可用來傳輸修改符的1至6個鍵碼位元組加上一個位元組，參見啟動協定資料44。在規格中定義為保留(RESERVED)且不能被用於鍵碼或修改符的八分位元組。大部分的BIOS能夠處理每次傳輸這種數目的鍵碼。來自端點EP1的鍵碼在負載資料42中被傳輸至USB主機28。USB主機28將鍵碼資料轉發至驅動器30。驅動器30根據操作模式與電腦12的主要作業系統或直接與BIOS通訊。
負載資料46從USB主機28被指向端點EP2或在其他方向(即從USB裝置20至USB主機28)。負載資料46包含數個報告：
報告資料48，
報告資料50，以及
可選的報告資料52。
報告資料48由第一報告識別符ID0來識別，該第一報告識別符ID0具有例如數值“0”。根據第一報告資料48的定義，可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
報告資料50由第二報告識別符ID1來識別，該第二報告識別符ID1具有例如數值“1”。根據第二報告資料50的定義，可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
對於可選的報告資料52及可能的其他報告資料也是如此，參見報告識別符IDx。同樣的在這些其他報告中可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
在BIOS啟動期間及OS操作模式期間，USB主機28請求來自USB裝置的報告資料44以及報告資料48至52。這稱為輪詢。若沒有鍵碼在那裡用於報告，則可從USB裝置20傳送NAK(非確認，即拒絕所請求的資料)。這是如果沒有鍵被按壓或如果被按壓鍵的鍵碼可在相同傳輸階段或期間中由較早的報告傳輸的例子。
報告資料48至52的格式的定義參考第32圖描述如下。基於報告描述符中報告資料48至52的定義，剖析器32能夠從負載資料46擷取鍵碼。剖析器32為鍵盤驅動器30的一部分，其將鍵碼轉發至電腦12的作業系統。
因此，只有兩個端點EP1及EP2用來傳輸在兩個輪詢階段之間可被按壓的所有鍵碼。此外，因為每個報告只有6個正常的鍵碼被傳輸，有少許負擔資料，即，若在群組中只有一個鍵碼必須被傳輸，則只有5位元組的負擔排除資料用於修改符。
第27圖說明一種根據USB規格的裝置描述符100，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第262及263頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
裝置描述符100例如包含或由以下組成：
長度資料102，具有與描述符開始距離0位元組的偏移，
描述符資料104，具有1位元組及2位元組的偏移，
裝置類別資料106，具有4位元組的偏移，
其他描述符資料108，具有5至16位元組的偏移，以及
配置描述符的數目110，具有17位元組的偏移。
長度資料102指定裝置描述符100的位元組大小。裝置類別資料106敘明鍵盤的類別碼，即具有類別碼hex 03的HID(人性化介面裝置)。配置描述符的數目110意指可能配置的數目。如以下參考第28圖解釋的，有至少一個以配置描述符描述的配置。
第28圖說明一種根據USB規格的配置描述符，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第265及266頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
配置描述符120包含或由以下組成：
長度資料122，具有距離描述符開始0位元組的偏移，
描述符資料124，以1位元組及2位元組的偏移，
介面描述符的數目126，以4位元組的偏移，
其他描述符資料128，以5至7位元組的偏移，以及
資料指定最大功率130，以8位元組的偏移。
長度資料122指定配置描述符120的長度。介面描述符的數目126意指由此配置支持的介面的數目。至少一介面被支持。介面描述符的一個範例提供於以下的第29圖中。
當該裝置完全可操作時，資料130指明從此特定配置中的匯流排提供USB裝置的最大功率消耗的最大功率，以2 mA (毫安培)單位表示，例如50 = 100 mA。
第29圖說明一種根據USB規格的介面描述符140，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第268及269頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
介面描述符140包含或由以下組成：
長度資料142，具有0位元組的偏移，
描述符資料144，具有距離描述符開始1位元組、2位元組及3位元組的偏移，
端點數目146，以4位元組的偏移，
其他描述符資料148，以5至7位元組的偏移，以及
串資料索引150，以8位元組的偏移。
長度資料142指明介面描述符140的大小。端點數目146意指由此介面使用的端點數目，排除端點0。端點描述符的一個範例提供於以下的第31圖中。串資料索引150意指描述此介面(即介面描述符140指明的介面)的串描述符。
第30圖說明一種根據USB規格的HID描述符160，參見例如HID規格：通用序列匯流排(USB)-人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義，韌體規格6/27/01，1.11版，第22頁。在以下內容中，只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
HID描述符160包含或由以下組成：
長度資料162，以0位元組的偏移，
描述符資料164，以1位元組、2位元組及4位元組的偏移，
報告描述符數目166，以5位元組的偏移，
其他描述符資料168，以6位元組的偏移，
指明報告描述符長度的長度資料170，以7位元組的偏移，
其他資料172，以9位元組及可能是10位元組的偏移。
長度資料162是HID描述符160的總大小的數字表示。報告描述符數目166是指明總是至少一個的類別描述符數目(即，報告描述符)的數字表示。指明報告描述符長度的長度資料170是報告描述符的總大小的數字表示。報告描述符的一個範例參考第32圖解釋如下。
第31圖說明一種根據USB規格的端點描述符180，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第269至271頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
端點描述符180包含或由以下組成：
長度資料182，以0位元組的偏移，
描述符資料184，以1位元組的偏移，
端點位址資料186，以2位元組的偏移，
其他描述符資料188，以4位元組及5位元組的偏移，
間隔資料190，以6位元組的偏移。
長度資料182指明此描述符180的大小。端點位址資料186敘明USB裝置20上端點的位址或端點的端點識別符，參見第26圖。間隔資料190指明用於輪詢資料轉換器的端點的間隔。間隔依據裝置操作速度，即1毫秒或125微秒單位，以訊框或微訊框表示。對於全速或低速的中斷端點，此範圍值可從1至255。
第32圖說明一種關於HID描述符160的報告描述符200。報告描述符及/或報告描述符的單一資料範圍在HID規格中提及並指明。然而，有其他定義的空間。在此，報告描述符定義了未在HID規格中提及的相同鍵盤的兩種報告。
參見例如HID規格：通用序列匯流排(USB)-人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義，韌體規格6/27/01，1.11版，第23頁至25頁。在以下內容中，只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
報告描述符200包含或由以下組成：
頭資料202，
第一報告定義204，以及
第二報告定義206。
頭資料202包含或由以下組成：
描述符資料210，例如使用量_頁數(...)，
其他描述符資料212，例如使用量(...)以及
集合開始的定義214，例如集合()。
第一報告定義204包含或由以下組成：
第一報告識別符216，例如報告ID(0)，
第一報告描述符資料218，例如使用量(...)、使用量最小值(...)、使用量最大值(...)、邏輯最小值(...)、邏輯最大值(...)，
報告大小220，例如報告大小(x)，其中x是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
報告計數222，例如報告計數(y)，其中y是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
輸入定義或輸出定義224，例如輸入(資料、變數、絕對值)，
其他描述符資料226，例如輸入(常數)，即間隔位元組。
第二報告定義206包含或由以下組成：
第二報告識別符228，例如報告ID(1)，
第二報告描述符資料230，例如使用量(...)、使用量最小值(...)、使用量最大值(...)、邏輯最小值(...)、邏輯最大值(...)，
報告大小232，例如報告大小(y)，其中y 是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
報告計數234，例如報告計數(w)，其中w 是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
輸入定義或輸出定義236，例如輸入(資料、變數、絕對值)，
其他描述符資料226，例如輸入(常數)，即間隔位元組。
也可能以不同的報告識別符定義多於兩種報告，參見資料240。
這是實施鍵盤報告描述符的一個範例：
const uchar code keyboardReportDescriptor[KEYBOARD_SIZ_REPORT_DESC] = { 0x05, 0x01, // usage page (generic desktop) (const uchar code 鍵盤報告描述符[鍵盤_大小_報告_描述符] = { 0x05, 0x01, // 使用量頁數 (一般桌上型電腦) )
0x09, 0x06, // usage (keyboard) (0x09, 0x06, // 使用量 (鍵盤))
0xA1, 0x01, // collection (application) (0xA1, 0x01, // 集合 (應用))
0x85, 0x00, // REPORT ID(0) (0x85, 0x00, // 報告ID(0))
0x05, 0x07, // usage (Key codes) (0x05, 0x07, // 使用量 (鍵碼))
0x19, 0xE0, // usage minimum (224) (0x19, 0xE0, // 使用量最小值 (224))
0x29, 0xE7, // usage maximum (231) (0x29, 0xE7, // 使用量最大值 (231))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8) (0x95, 0x08, // 報告計數 (8) = 修改符位元 (x8))
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte (0x81, 0x02, // 輸入 (資料、變數、絕對值) = 修改符位元組)
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte (0x81, 0x01, // Input (常數) = 保留位元組)
0x19, 0x00, // usage minimum (0) (0x19, 0x00, // 使用量最小值 (0))
0x29, 0x65, // usage maximum (101) (0x29, 0x65, // 使用量最大值 (101))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x65, // logical maximum (101) (0x25, 0x65, // 邏輯最大值 (101))
0x75, 0x08, // report size (8) (0x75, 0x08, // 報告大小 (8))
0x95, 0x06, // report count (6) (0x95, 0x06, // 報告計數 (6))
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6) (0x81, 0x00, // 輸入 (資料、陣列) = 鍵碼位元組 (6))
0x85, 0x01, // REPORT ID(1) (0x85, 0x01, // 報告ID(1))
0x05, 0x07, // usage (Key codes) (0x05, 0x07, // 使用量(鍵碼))
0x19, 0xE0, // usage minimum (224) (0x19, 0xE0, // 使用量最小值 (224))
0x29, 0xE7, // usage maximum (231) (0x29, 0xE7, // 使用量最大值 (231))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8) (0x95, 0x08, // 報告計數 (8) = 修改符位元 (x8))
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte (0x81, 0x02, // 輸入 (資料、變數、絕對值) = 修改符位元組)
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte (0x81, 0x01, // 輸入 (常數) = 保留位元組)
0x19, 0x00, // usage minimum (0) (0x19, 0x00, // 使用量最小值 (0))
0x29, 0x65, // usage maximum (101) (0x29, 0x65, // 使用量最大值 (101))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x65, // logical maximum (101) (0x25, 0x65, // 邏輯最大值 (101))
0x75, 0x08, // report size (8) (0x75, 0x08, // 報告大小 (8))
0x95, 0x06, // report count (6) (0x95, 0x06, // 報告計數 (6))
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6) (0x81, 0x00, // 輸入 (資料、陣列) = 鍵碼位元組 (6))
0x05, 0x08, // usage page (page# for LEDs) (0x05, 0x08, // 使用量頁數 (頁數# 針對LEDs))
0x19, 0x01, // Usage minimum (1) (0x19, 0x01, // 使用量最小值 (1))
0x29, 0x03, // Usage maximum (3) (0x29, 0x03, // 使用量最大值 (3))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x05, // report count (5) (0x95, 0x05, // 報告計數 (5))
0x91, 0x02, // output (data, variable, absolute) = LED Bits (x3) (0x91, 0x02, // 輸出 (資料、變數、絕對值) = LED 位元 (x3))
0x95, 0x03, // report count (3) (0x95, 0x03, // 報告計數 (3))
0x91, 0x01, // output (constant) = Spacer Bits(x3) (0x91, 0x01, // 輸出 (常數) = 間隔位元(x3))
0xC0 // end collection (0xC0 // 結束集合)
} ;
第33圖說明電腦12及鍵盤10之間的資料交換250。
電腦12或者更準確的電腦12中的USB主機28傳送IR(中斷請求)轉換請求252至鍵盤10，即至在鍵盤10中實施的USB裝置20。該請求252是以規律的間隔傳送。這也已知為輪詢。
鍵盤10中的USB裝置以包含報告資料256的答案回答該請求252。報告資料258可在相同回答中被傳送，即更詳細地說在DATA0及DATA1階段中，或回應於相同輪詢循環中的其他請求252。
報告資料256包含第一報告識別符ID(0)以及第一組鍵碼。報告資料258包含第二報告識別符ID(1)以及第二組鍵碼。若沒有留下用於第二組的鍵碼，則可傳送空的第二報告或NAK。
第34圖說明在電腦開啟期間的方法步驟。該方法開始於步驟S2或短暫於步驟S2。例如，該方法以電腦12的重設開始。步驟S4至S8相關於BIOS的啟動流程。步驟S12至S24關於電腦12的主要作業系統的啟動流程與正常操作模式。
步驟S4跟在步驟S2之後。在步驟S4中，BIOS與端點EP0通訊，以確定例如端點EP1的配置。其它端點EP2等未被BIOS使用。
在步驟S6中，BIOS向端點EP1請求在該時刻鍵碼是否被按壓，例如鍵“F1”或另一鍵或多個鍵的組合，以改變BIOS中的設定。在步驟S8中鍵盤20傳輸在該時刻被按壓的鍵的鍵碼。
在BIOS啟動程序已完成後，建立重設USB主機的一重設訊號，參見步驟S10。在相同時間，電腦12的作業系統被開始或啟動。
在步驟S12中主要作業系統將資料傳輸至端點EP0及/或從端點EP0傳輸資料，即預設端點。在此傳輸期間，所有端點EP0、EP1、EP2、EPx等的描述資料被傳送至USB主機28。如果需要，可配置及初始化對應端點。在初始化後，可在常規模式使用端點。
在步驟S14中請求端點EP1。在步驟S16中，端點EP1例如藉由傳輸在第一實施例中使用至少兩個報告的第一組(若有)及第二組的個別鍵碼來應答。
在步驟S18中請求端點EP2。在步驟S20中，端點EP2例如藉由傳輸在第一實施例中的另一輸入裝置的個別資料來應答。在第二實施例中，如果有第二組的任何鍵碼，端點EP2可用來傳輸此組鍵碼。
在步驟S22中請求端點EPx。在步驟S24中，端點EPx例如藉由傳輸端點特定資料來應答。
參見步驟S24，重複步驟S12至S22。該方法例如藉由將電腦12切換為關閉而於步驟S26結束。
第35圖說明使用經由USB纜線314連接至電腦312的鍵盤310的第二實施例。
鍵盤310包含：
微控制器316，即處理器、記憶體及週邊電路，或微處理器或僅為處理器晶片，
複數個按鈕，參見例如按鈕317，或其他輸入元件，例如觸控螢幕，
記憶體318，可為微控制器316的一部分，
USB裝置功能320，也可為微控制器316的一部分或不同USB晶片的一部分。
所有輸入元件可包含相同元件，例如按鈕317以外的按鈕頭317a。鍵碼(如317b)可針對每個按鈕(如317)或按鈕頭(如317a)而定義及使用。按鈕317可屬於攜帶字母“A”的按鈕頭。因此，對應的鍵碼317b為hex 04，即，在此與小數點04相同。
記憶體M或318可包含韌體322，其包括用於處理器或控制器316的操作指令。若韌體322的指令由處理器或控制器316處理，則執行以下提及的方法。替代地，可使用沒有處理器及沒有控制器316的電路，例如FPGA (現場可程式閘陣列)。
電腦312包含：
處理器324，例如微處理器，
記憶體326，儲存用於處理器324的指令資料及或可在處理指令期間使用的其他資料，以及
USB主機328，例如根據USB規格操作。
記憶體M或330可儲存：
鍵盤310的裝置驅動器330程式，及/或
剖析器程式332，其能夠讀取報告描述符，及/或能夠接收根據此報告描述符的報告。剖析器程式332可為裝置驅動器330的一部分。
USB主機328經由USB纜線314與數個端點通訊，該數個端點在鍵盤310中定義及實現：
端點EP0a主要用於USB裝置320(即鍵盤310)的配置目的，
端點EP1a例如與BIOS的啟動協定一起使用，
端點EP2a用於電腦312的作業系統控制下鍵碼317b的傳輸，
可選的端點EPxa，其中x是3至32的範圍內的數目。
端點EP0a也稱為預設端點且被用於BIOS及主要作業系統的開始期間其他端點的配置，參見配置資料340。在BIOS的開始及操作期間，只有端點EP0a及端點EP1a被使用。端點EP1a是在此階段中經由端點EP0a而配置。雙向資料轉換341從USB主機328至USB裝置320以及在相反方向中(即從USB裝置320至USB主機328)發生。
端點EP1a可用來傳輸修改符的1至6個鍵碼位元組加上一個位元組，參見啟動協定資料344。大部分的BIOS能夠處理每次傳輸這種數目的鍵碼。來自端點EP1a的鍵碼在負載資料342中被傳輸至USB主機328。USB主機328將鍵碼資料轉發至驅動器330。驅動器330依據操作模式而與電腦312的主要作業系統或直接與BIOS通訊。
負載資料346從USB主機328被指向端點EP2a或在其他方向，即從USB裝置320、端點EP2a至USB主機328。負載資料346包含報告資料348。
報告資料348不需要具有報告識別符。根據報告資料348的定義，可能包括例如多達100個“正常”鍵碼317b(即沒有修改符)以及修改符的一個位元組。
可選的負載資料350從USB主機346被指向端點EPxa或其他方向，即從USB裝置、端點EPxa至USB主機28。負載資料350可包括可選的報告資料352。
可選的報告資料352不需要具有報告識別符。根據報告資料352的定義，可能包括例如多達100個“正常”鍵碼317b(即沒有修改符)以及修改符的一個位元組。
USB主機328在BIOS啟動期間及OS操作模式期間，從USB裝置320請求報告資料344以及報告資料348以及可選的報告資料350。這稱為輪詢。若沒有用於報告的鍵碼，則可從USB裝置320傳送NAK(未確認)。如果沒有鍵被按壓或如果被按壓鍵的鍵碼可由相同傳輸階段或期間中具有較低識別符的端點來傳輸，則為此情況。
在第二實施例中，報告資料的格式的定義也按照USB規格及/或HID規格。每個相關端點只有定義一個報告時，不需要報告識別符。然而，可使用報告識別符。
因此只有一個報告被用於一個端點EP1a、EP2a及EPxa。這允許報告的簡單定義。至少一個報告是非常巨大的報告，其包含例如在一次輪詢循環必須傳輸的多於7個鍵碼、多於20個鍵碼或多於50個鍵碼。屬於這些鍵碼的鍵例如以巨集記錄器程式按壓及/或播放。
較佳地，第二端點產生巨大或較大的報告。即使主要作業系統不能處理鍵碼傳輸的較大報告，這啟動了用於鍵碼傳輸的第一端點的使用。
本發明可用於鍵碼或其他輸入裝置以及用於輸出裝置。
HID規格不只對於USB有效，也對於其他轉換協定有效，例如對於無線協定(例如藍芽)。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在此描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，與本文所述對應實施例執行實質上相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
將介紹中的實施例彼此組合是可能的。此外，將圖式的描述範例彼此組合是可能的。再者，可能將介紹的實施例與圖式的描述範例組合是可能的。
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第1圖說明輸入裝置10(例如鍵盤)的矩陣。輸入裝置10包含傳導線Ca、Cb及傳導線L1、L2的矩陣M，傳導線Ca、Cb形成矩陣M的行，傳導線L1、L2形成矩陣M的列。傳導線L1、L2為驅動線而傳導線Ca、Cb為感測線。雖然第1圖中只顯示兩列及兩行，每一方向通常有多於兩列及/或兩行。
在範例中，在傳導線L1、L3及Ca、Cb的交點處有四個串聯連接SC1至SC4。第一串聯連接SC1由鍵開關S1a及電阻器R1a組成。第二串聯連接SC2由鍵開關S2a及電阻器R2a組成。第三串聯連接SC3包含鍵開關S1b及電阻器R1b。第四串聯連接SC4包含鍵開關S2b及電阻器R2b。其他的串聯連接在矩陣M的其它交點，但未顯示於第1圖中。串聯連接的其他範例為具有直接耦合至傳導線Ca、Cb的電阻的串聯連接，或具有兩個電阻的串聯連接，例如每一個電阻直接耦合至驅動線(即L1、L2)且每一個電阻直接耦合至感測線(即Ca、Cb)。
替代地，舉例來說可能使用半導體開關，例如活化態中具有大於4.5千歐姆或5千歐姆的電阻係數Ron的MOSFET (金屬氧化物半導體場效應電晶體)電晶體。電晶體的電阻係數在去活化態中(即沒有輸入)大得多。也可能使用在輸入元件或鍵開關的可移動部分中包括R1a等電阻器的按鈕。在本例子中，在串聯連接SC1中或在其他串聯連接中不使用獨立的電阻器。移動式電阻器可被按壓在矩陣裝置Ma的載體基板上的傳導線L1、L2、Ca、Cb。
輸入裝置10也包含類比數位轉換器ADC。類比數位轉換器ADC的兩個輸入端子E1、E2顯示於第1圖中。類比數位轉換器ADC可具有多於兩個輸入端子，例如8個輸入端子。可在類比數位轉換器ADC中使用多工器以將多個感測線映射至唯一的類比數位轉換器ADC。替代地，類比數位轉換器ADC可在形成感測線的每個傳導線Ca、Cb及/或光學校準線Ccc使用。也可能使用與類比數位轉換器ADC結合的外部多工器。
此外，在傳導線Ca未連接至類比數位轉換器ADC的末端處具有傳導線Ca的串聯連接中有電阻器Ra。電阻器Rb以相同方式連接至傳導線Cb。
所有電阻器R1a至R2b以及Ra及Rb具有相同的歐姆電阻標稱值。藉由使用電阻器Ra、Rb來避免未定義的電位。電阻器可以是分散元件/裝置或可為集成的，例如集成到觸控螢幕。電阻器也可由電阻元件取代，特別是不滿足切換功能的電晶體。電阻器可藉由碳墨印刷製造。
輸入裝置Ma可選擇性地可包含以矩陣裝置Ma的行方向延伸的校準線Ccc。可使用提升電阻器Rcc來連接校準線Ccc與正操作電位。校準線Ccc的另一端或校準線Ccc的另一位置可與偵測電路連接，例如與類比數位轉換器ADC的輸入Ec或能夠將輸入Ec連接至ADC的輸入的多工器連接。
第一參考電阻器R1cc以其一個端子連接至校準線Ccc，並以其第二端子連接至第一驅動線L1。對應地，第二參考電阻器R2cc以其一個端子連接至校準線Ccc，並以其第二端子連接至第二驅動線L2。通常，有多於兩個的驅動線及兩個掃描線。R1cc、R2cc等參考電阻器的數目對應於L1、L2等驅動線的數目，即使有多於兩個驅動線L1、L2。
校準線Ccc的提升電阻器Rcc可具有如電阻器R1a至R2b及/或其他提升電阻器Ra、Rb的歐姆電阻的值或相同標稱值。校準線Ccc的R1cc、R2cc等電阻器可具有如電阻器R1a至R2b及/或其他提升電阻器Ra、Rb的歐姆電阻的值或相同標稱值。
開關S1a至S1b可如第1圖所示排列。然而，也有可能維持連接方案但將開關S1a至S1b放置在其他位置，例如改變位置。
第1圖顯示能夠對接地/源電位輸出硬驅動電位的兩個驅動電路2、4。驅動電路2的輸出被直接連接或藉由使用串聯電阻6連接至驅動線L1。驅動電路4的輸出被直接連接或藉由使用串聯電阻8連接至驅動線L2。在L1、L2等驅動線上不使用提升或下拉電阻器。為了減少L1、L2等驅動線上訊號的電磁輻射，光學電阻器6或8可具有小於200歐姆或甚至小於100歐姆的電阻值。
2、4等驅動電路的輸入可根據矩陣裝置Ma的掃描方案由控制裝置設定。這將在以下參考第6B圖被更詳細解釋。
第2圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被同時按下且其中第一驅動線L1設定為接地的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第2圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為電位Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)位於接地。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第2圖中。
這些訊號狀態在輸入E1上導致1/2 Vcc的電位。1/2 Vcc的電位只可能是一行中只有一個開關被按下時。此外，1/2 Vcc的電位表明被按壓或被啟動的開關。
如第2圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2處的2/3 Vcc的輸入電壓。這表示沒有開關S1b的鍵位衝突(ghost keying)，與許多習知技術鍵盤不同。因為接地或Vcc電位的去耦合效應，線Cb上的電位對線Ca上的電位沒有影響。因為驅動線被耦合至相較於R1a、Ra等高歐姆電阻器具有低歐姆值的固定電位，沒有經由驅動線的耦合。這些電阻器R1a、Ra等也防止短路。
第3圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第3圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第3圖中。
這些訊號狀態在線Ca上導致Vcc的電位。
如第3圖右側所示，有線Cb的以下相關訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。因此，與第2圖右側比較沒有訊號改變。也沒有鍵位衝突的問題。
第4圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第一驅動線L1設定為接地或0伏特的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第4圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
-第二串聯連接SC2的開關S2a也在此時導通，以及
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於接地。
這些訊號狀態在線Ca上造成2/3 Vcc的電位。電流值為2/3 Vcc表明兩個開關被按壓，即，在此為所有開關。
如第4圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2上2/3 Vcc的電位。
第5圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地電位的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第5圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc，以及
第二串聯連接SC2的第二開關S2a為導通，即，第二串聯連接SC2設定為接地。
這些訊號狀態在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。電流量也表明這兩種情況中哪一種有效，例如，在此為第二種情況，因為有關於Vcc的訊號差異。
如第5圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc電位，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號狀態在線Ca上導致2/3 Vcc的電位。驅動線L1及L2的電位已被改變，但感測線Ca的電位維持相同。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。也沒有鍵位衝突的問題。此外，只有固定狀態用於偵測被按壓或被啟動的鍵開關。
以下表格顯示如果使用3×3矩陣的相關電流。表格的每一列對應於具有低電壓的驅動線。表格的多個行表示矩陣M的行中被按壓的鍵開關的數目，即，在一個感測線Ca、Cb上：
被按壓的鍵開關 : 0 1 2 3
接地的第一驅動線 : 1 Vcc1/2 Vcc2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第二驅動線 : 1 Vcc1 Vcc 2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第三驅動線 : 1 Vcc 1 Vcc 1 Vcc 3/4 Vcc
在以下內容中，假設n為每條感測線上開關的數目，例如，n等於2用於第2圖至第5圖中顯示的範例，而n等於3用於3×3矩陣。
有以下通則用於表明被按壓鍵的數目及用於表明那個鍵被按壓，例如針對選通或掃描的一個序列：
1)驅動線電位的所有組合沒有電壓改變：
a) Vcc的電位表明沒有鍵開關被按壓。
b) n/(n+1)的電位表明所有鍵開關被按壓。
2)驅動線電位的不同組合有電壓改變，即，在選通或掃描的一個序列中：
a)被按壓鍵的數目可由行中最低值的值來決定。被按壓鍵開關的數目直接對應於分數的分子，其中分母定為矩陣的一行中的鍵數目，參見以上提供的表格。
b)如果在感測對應的線期間按下鍵開關，感測線的電位具有低於矩陣的行中電位最大值的值，即，例如低於Vcc。注意最大值的數目取決於行中未被按下的鍵數目。
也可使用其他通則。
替代地，也可使用其他元件來處理類比數位轉換器ADC的資料及控制類比數位轉換器ADC。
替代地，也可在驅動線上使用其他訊號組合，例如平分法。如果有例如多於四個或多於十個驅動線，則也可使用將所用組合的數目降低為低於驅動線數目的方法，即較快的偵測變為可能。已知這些方法例如來自組合，特別是來自十二硬幣問題，即開始設定一半的驅動線為高電位而一半的驅動線設定為低電位。依據所感測的訊號做出進一步改變。這也允許預防鍵位衝突及偵測一行中被按下的多個鍵。
在較佳實施例中，尤其是在第一偵測步驟中，不需要確定在矩陣裝置M的一行中有多少鍵被按壓或啟動。可能足以知道目前啟動的驅動線處的鍵是否被按壓/啟動。如果偵測到被按壓的鍵，則這個鍵的鍵碼可被儲存在記憶體中以供進一步處理，例如，經由USB(通用序列匯流排)連接或經由另一連接從鍵盤傳送到電腦。
在一個實施例中，只有使用一個門限值SW，參見第7圖及第7B圖，即，獨立於矩陣裝置Ma的一行中被啟動的鍵數目或獨立於至少二、三或四個不同的鍵數目的門限值SW。在其他實施例中，使用門限值SW及使用例如TR1至TR11 (參見第7圖及第7B圖)的其他門限值或門限範圍，其表明矩陣裝置Ma的一行中被啟動鍵的特定數目，特別是為了使矩陣的掃描更快速。
第6圖說明電腦的鍵盤的元件。該鍵盤包含：
輸入裝置10，
微控制器26，以及
介面36。
第6圖顯示矩陣M中其他的傳導線20 (感測線)，例如十一條線，以及其他的傳導線22 (驅動線)，例如十條線。
輸入裝置10的類比數位轉換器ADC透過訊號匯流排30被耦合至微控制器26，該訊號匯流排包含資料線及控制線。
微控制器26包含：
記憶體Mem，例如RAM (隨機存取記憶體)、ROM (唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，
處理器P，執行儲存在記憶體Mem中的指令，
驅動電路24，被耦合至矩陣M的驅動線，例如線L1、L2等，
訊號匯流排32，介於驅動電路24及處理器P之間，以及
訊號匯流排34，介於處理器P及記憶體Mem之間。
替代地，類比數位轉換器ADC也可以是微控制器26的一部分。
訊號匯流排30可直接地連接至處理器P。替代地，使用微控制器26的介面電路，未顯示。訊號匯流排36被耦合至微控制器26。訊號匯流排36是到電腦的中心部分的介面。訊號匯流排36上的協定例如是PS/2或USB。
第6B圖說明一種用於執行矩陣裝置Ma矩陣掃描的循環的方法，參見第1圖。該方法開始於方法步驟Sx0。方法步驟如以下步驟被簡單命名。
步驟Sx2接在步驟Sx0之後。在步驟Sx2中， L1、L2等驅動線的其中一條例如以第一驅動線L1開始被啟動。啟動意指在該驅動線上使用接地/源電位。其他驅動線，即非啟動的驅動線，被設定至正操作電位。
在步驟Sx2之後接著步驟Sx4，在此步驟中校準線Ccc被讀取。校準線Ccc模擬一行中所有鍵被按壓的情況。為了藉由感測校準線Ccc獲得校準值VC，必須設定恰好一個驅動線至低位準或低電位。
校準線的感測值為校準值CV，其將關於第7及7B圖更詳細解釋如下。如關於第7及7B圖更詳細解釋，校準值CV直接用作門限值SW或被用來計算門限值SW。門限值SW獨立於矩陣裝置Ma的行中被按壓鍵的數目，即，可用來偵測鍵是否被按壓。替代地，可能使用獨立於矩陣裝置的行中被按壓鍵的至少兩個不同數目、至少三個不同數目等的門限值SW。舉例來說，如果每一行允許四個活化鍵的最大值，則可能使用獨立於鍵數目的較低門限值SW，只要不活化多於四個鍵的最大值，即四個鍵中的一個鍵、兩個鍵、三個鍵。
在電流驅動線的啟動期間，在步驟Sx6讀取電流感測線，例如由第一感測線Ca開始。將感測值與門限值SW比較。如果電流感測值低於臨界值，則位於目前活化驅動線L1、L2等以及目前感測的感測線Ca、Cb等的區段的鍵被按壓或啟動。被偵測啟動鍵的鍵碼被儲存於數位記憶體以供進一步處理。
在以下步驟Sx8中，檢查是否有尚未被感測用於目前啟動的驅動線(例如L1)的其他感測線。如果有，該方法對感測線增加或減少第一計數器，並再次回到步驟Sx6。這意指針對目前啟動的驅動線感測所有掃描線。如果已掃描所有感測線，即已偵測目前啟動的驅動線的所有啟動鍵，則由步驟Sx6與Sx8組成的迴路只留下步驟Sx8。
如果已掃描所有感測線Ca、Cb，即已完成感測線Ca、Cb子循環，則步驟Sx10緊接在步驟Sx8之後。在步驟Sx10中，檢查矩陣裝置的目前掃描循環中是否有未被啟動的其他驅動線。如果還有驅動線，則增加或減少第二計數器來表明需要被啟動(即設定為接地)的電流驅動線。其他的驅動線，即未啟動的驅動線，被設定至正操作電位。此後該方法在步驟Sx2中繼續。這意指以上解釋的相同步驟在第二驅動線L2、第三驅動線等被重複，直到所有驅動線已被啟動，且直到S1a至S2b等所有鍵已被掃瞄且已啟動鍵的鍵碼已被儲存在數位記憶體中。該方法在步驟Sx2至Sx10的迴路中。
為L1、L2等每個驅動線感測校準線Ccc。這也允許考慮由線驅動器2、4的內部電阻值所造成的偏差。此外，為了考慮可能干擾鍵盤操作的容差及/或(例如從鍵盤外部的)電磁輻射，可能計算校準線Ccc處偵測的值的平均值。
為了具有硬體偏移值，也可能減少提升電阻器Rcc的值，參見關於軟體偏移的第7圖及第7B圖。
讀取校準線及感測線的順序也可以相反，即對每個驅動線循環先掃描感測線然後掃描校準線。在此情況下，感測值可被儲存直到校準值被讀取且可能互相比較。
如果沒有其他驅動線，則脫離步驟Sx2至Sx10的迴路。掃描矩陣裝置Ma的一個循環已就緒。
矩陣裝置Ma的掃描可在給定時間間隔內重複，例如小於5毫秒(mill second)。
可能不需要對每個驅動線進行校準。在其他實施例中，在完整矩陣裝置Ma的一次掃描中，步驟Sx2只執行一次。
替代地，可能以以下其中之一更快地進行矩陣的掃描：
a)基於偵測值及基於表明主動輸入元件的數目的門限值或範圍，一旦在這個感測線偵測到第一主動輸入元件，就確定在已感測的感測線上有多少正被按壓的輸入元件，
一旦偵測到主動輸入元件的數目等於輸入元件的已確定數目，在此感測線Ca、Cb沒有偵測到其他電性訊號，
b)所有驅動線L1、L2被驅動至第二電位，且感測線Ca、Cb被確定為不具有已啟動的輸入元件，
在電流掃描循環中的矩陣裝置掃描期間，這些已確定的感測線Ca、Cb不再被考慮，
c)驅動L1、L2等驅動線的順序取決於啟動連接至對應驅動線的輸入元件的可能性，
-d)使用平分法以用於驅動L1、L2等驅動線。
第7圖說明類比數位轉換器ADC的輸出值的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。假設在矩陣M的一行中有十一個鍵開關。因此，有十一個以此順序對應至電位值1/12至11/12 Vcc的範圍TR1至TR11。如果沒有鍵被按壓則TR12是相關的。
如果在矩陣M的每一行中有十一個鍵開關，則範圍TR1至TR11的長度可為固定的且可在最大輸出值的2至4百分比的範圍。
在鄰近範圍TR1至TR12之間有不是用於確定被按壓鍵數目或用於確定那個鍵被按壓或一行中哪些鍵被按壓的輸出值。兩個鄰近範圍之間的“距離” Di例如也在例如類比數位轉換器ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍中。較佳地，未使用的範圍具有與用於分類的範圍的相同長度。由於捨入、量化及不能除以給定整數的數值，這並非總是可能。
校準值CV例如藉由使用校準線Ccc而被偵測，據此L1、L2等所有驅動線被設定為接地或源電位，以模擬矩陣裝置Ma的一行中所有鍵開關已被按壓的情況，即，在範例中，11個鍵已被啟動。
可藉由計算ADC的最大值(即，在範例中為4095)與校準值CV或對應電位值的差值來確定門限值SW。此差值例如除以4，造成必須被加至校準值的偏移Of，以獲得門限值。小於SW的所有已偵測值表明在目前啟動的感測線處的被按壓鍵獨立於矩陣裝置的已感測行Ca、Cb中的按壓鍵數目。校準值CV可依據矩陣裝置Ma及/或ADC中的溫度及電壓波動而改變。ADC可具有比ADC的操作電位過濾更多的參考電壓或電位。
第7B圖說明根據比第7圖更實際的範例的ADC-輸出的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。關於第2圖至第5圖中顯示的分壓器的分接頭處的電位，可能有以下關係：
V = Vcc×k/(k+1)，
藉此k為一行中被按壓鍵的數目以及其中k必須大於1。藉由以ADC的最大數位值取代Vcc並藉由考慮捨入錯誤，相同公式在ADC的數位值的原理中是有效的。
這表示只有一個主動鍵的範圍TR1位於ADC或對應電位的範圍的“一半”或1/2值附近。一行中恰好兩個主動鍵的範圍TR2位於ADC或對應電位的範圍的2/3值附近等等。十一個主動鍵的範圍TR11(即所有鍵被按壓或藉由按壓及/或藉由使用巨集而啟動十一個鍵)非常接近ADC範圍的末端，即，如果沒有額外漂移，則在範例中約為值3754。這表示校準值CV將具有值3754加上或減去漂移值。門限值SW可如以上解釋參考第7圖而計算，即從末端值(例如4095)擷取CV值，並將結果除以四，藉此獲得偏移Of。為了獲得門限值SW，偏移Of被加至校準值CV。然而，也可使用用於確定或計算SW的其他方法，例如於除法使用4以外的其他數字。
第7B圖也顯示關於已感測電流的感測線Ca、Cb等中沒有鍵被按壓的範圍TR0。門限範圍TR1至TR11及/或TR0可再次具有可位於ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍內或另一範圍的長度。替代地，可能造成比其他範圍關於更少主動鍵的更廣範圍。因此，相較於範圍TR2等，範圍TR1可能更廣。
也可能以除了使用校準線Ccc之外的其他方式來確定門限值SW，參見本文的介紹。
當然也可能具有多於或少於11條驅動線，例如16 (SW例如為3915)。
也可藉由減少校準線上的提升(或下拉)電阻器Rcc的電阻值來實現偏移。
第8圖說明被控制裝置(例如藉由微控制器26，參見第6圖)處理時的去除抖動訊號50以及平滑訊號52。
在鍵開關被按壓之前的訊號值V1(電壓或電流)及按下鍵開關結束時的訊號值V2 (電壓或電流)之間有訊號差值D。
去除抖動訊號50往上及下數次並顯示具有減小寬度的峰值，該峰值具有因此減少的幅度。因此偵測中間狀態是具有挑戰性的。然而，類比數位轉換器ADC的使用允許例如75百分比、50百分比及256百分比訊號值V1的中間值的偵測。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析結合)也可能獲得與快速改變去除抖動功能不同的平滑值。替代地，也可能偵測小於鍵開關的啟動開始時的高電位的去除抖動訊號或值的最小值。如果訊號在開始時是低的，則可偵測相當高於低訊號值的最大值或多個數值。
在以上提供的所有範例中，高及低訊號狀態可互換。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具有通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，與本文所述對應實施例執行實質上相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
實施方式-第一方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第1圖說明輸入裝置10(例如鍵盤)的矩陣。輸入裝置10包含傳導線Ca、Cb及傳導線L1、L2的矩陣M，傳導線Ca、Cb形成矩陣M的行，傳導線L1、L2形成矩陣M的列。傳導線L1、L2為驅動線而傳導線Ca、Cb為感測線。雖然第1圖中只顯示兩列及兩行，每一方向通常有多於兩列及/或兩行。
在範例中，在傳導線L1、L3及Ca、Cb的交點處有四個串聯連接SC1至SC4。第一串聯連接SC1由鍵開關S1a及電阻器R1a組成。第二串聯連接SC2由鍵開關S2a及電阻器R2a組成。第三串聯連接SC3包含鍵開關S1b及電阻器R1b。第四串聯連接SC4包含鍵開關S2b及電阻器R2b。其他的串聯連接在矩陣M的其它交點，但未顯示於第1圖中。串聯連接的其他範例為具有直接耦合至傳導線Ca、Cb的電阻的串聯連接，或具有兩個電阻的串聯連接，例如每一個電阻直接耦合至驅動線(即L1、L2)且每一個電阻直接耦合至感測線(即Ca、Cb)。
替代地，舉例來說可能使用半導體開關，例如活化態中具有大於4.5千歐姆或5千歐姆的電阻係數Ron的MOSFET (金屬氧化物半導體場效應電晶體)電晶體。電晶體的電阻係數在去活化態中(即沒有輸入)大得多。
輸入裝置10也包含類比數位轉換器ADC。類比數位轉換器ADC的兩個輸入端子E1、E2顯示於第1圖中。類比數位轉換器ADC可具有多於兩個輸入端子，例如8個輸入端子。可在類比數位轉換器ADC中使用多工器以將多個感測線映射至唯一的類比數位轉換器ADC。替代地，類比數位轉換器ADC可在形成感測線的每個傳導線Ca、Cb使用。也可能使用與類比數位轉換器ADC結合的外部多工器。
此外，在傳導線Ca未連接至類比數位轉換器ADC的末端處具有傳導線Ca的串聯連接中有電阻器Ra。電阻器Rb以相同方式連接至傳導線Cb。
所有電阻器R1a至R2b以及Ra及Rb具有相同的歐姆電阻標稱值。藉由使用電阻器Ra、Rb來避免未定義的電位。電阻器可以是分散元件/裝置或可為集成的，例如集成到觸控螢幕。電阻器也可由電阻元件取代，特別是不滿足切換功能的電晶體。電阻器可藉由碳墨印刷製造。
第2圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被同時按下且其中第一驅動線L1設定為接地的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第2圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為電位Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)位於接地。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第2圖中。
這些訊號狀態在輸入E1上導致1/2 Vcc的電位。1/2 Vcc的電位只可能是一行中只有一個開關被按下時。此外，1/2 Vcc的電位表明被按壓或被啟動的開關。
如第2圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2處的2/3 Vcc的輸入電壓。這表示沒有開關S1b的鍵位衝突(ghost keying)，與許多習知技術鍵盤不同。因為接地或Vcc電位的去耦合效應，線Cb上的電位對線Ca上的電位沒有影響。因為驅動線被耦合至相較於R1a、Ra等高歐姆電阻器具有低歐姆值的固定電位，沒有經由驅動線的耦合。這些電阻器R1a、Ra等也防止短路。
第3圖說明其中三個鍵開關S1a、S1b及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第3圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc。
第二串聯連接SC2的開關S2a為斷開，即，這個串聯連接SC2對線Ca上的電位或電流沒有貢獻。因此，第二串聯連接SC2未顯示於第3圖中。
這些訊號狀態在線Ca上導致Vcc的電位。
如第3圖右側所示，有線Cb的以下相關訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。因此，與第2圖右側比較沒有訊號改變。也沒有鍵位衝突的問題。
第4圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第一驅動線L1設定為接地或0伏特的情況的訊號狀態。第二驅動線L2及所有其他驅動線被設定為Vcc，例如3.3伏特或5伏特。
如第4圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第二串聯連接SC2的開關S2a也在此時導通，以及
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於接地。
這些訊號狀態在線Ca上造成2/3 Vcc的電位。電流值為2/3 Vcc表明兩個開關被按壓，即，在此為所有開關。
如第4圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於接地電位。
這造成輸入E2上2/3 Vcc的電位。
第5圖說明其中四個鍵開關S1a、S1b、S2a及S2b被按下且其中第二驅動線L2設定為接地電位的情況的訊號狀態。第一驅動線L1及除了第二驅動線L2以外的所有其他驅動線設定為Vcc。
如第5圖左側所示，有相關於線Ca的以下訊號狀態：
電阻器Ra的自由端子設定為Vcc，
第一串聯連接SC1 (S1a、R1a)也位於Vcc，以及
第二串聯連接SC2的第二開關S2a為導通，即，第二串聯連接SC2設定為接地。
這些訊號狀態在線Cb上造成2/3 Vcc的電位。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。電流量也表明這兩種情況中哪一種有效，例如，在此為第二種情況，因為有關於Vcc的訊號差異。
如第5圖右側所示，有相關於線Cb的以下訊號狀態：
電阻器Rb的自由端子設定為Vcc，
第三串聯連接SC3 (S1b、R1b)位於Vcc電位，以及
第四串聯連接SC4 (S2b、R2b)位於接地電位。
這些訊號狀態在線Ca上導致2/3 Vcc的電位。驅動線L1及L2的電位已被改變，但感測線Ca的電位維持相同。在矩陣M的行中沒有電位改變表明沒有鍵開關或所有鍵開關被按壓。也沒有鍵位衝突的問題。此外，只有固定狀態用於偵測被按壓或被啟動的鍵開關。
以下表格顯示如果使用3×3矩陣的相關電流。表格的每一線對應於具有低電壓的驅動線。表格的多個行表示矩陣M的行中被按壓的鍵開關的數目，即，在一個感測線Ca、Cb上：
被按壓的鍵開關 :0 1 2 3
接地的第一驅動線 : 1 Vcc1/2 Vcc2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第二驅動線 : 1 Vcc1 Vcc 2/3 Vcc3/4 Vcc
接地的第三驅動線 : 1 Vcc 1 Vcc 1 Vcc 3/4 Vcc
在以下內容中，假設n為每條感測線上開關的數目，例如，n等於2用於第2圖至第5圖中顯示的範例，而n等於3用於3×3矩陣。
有以下通則用於表明被按壓鍵的數目及用於表明那個鍵被按壓，例如針對選通或掃描的一個序列：
1)驅動線電位的所有組合沒有電壓改變：
a) Vcc的電位表明沒有鍵開關被按壓。
b) n/(n+1)的電位表明所有鍵開關被按壓。
2)驅動線電位的不同組合有電壓改變，即，在選通或掃描的一個序列中：
a)被按壓鍵的數目可由行中最低值的值來決定。被按壓鍵開關的數目直接對應於分數的分子，其中分母定為矩陣的一行中的鍵數目，參見以上提供的表格。
b)如果在感測對應的線期間按下鍵開關，感測線的電位具有低於矩陣的行中電位最大值的值，即，低於Vcc。注意最大值的數目取決於行中未被按下的鍵數目。
也可使用其他通則。
替代地，也可使用其他元件來處理類比數位轉換器ADC的資料及控制類比數位轉換器ADC。
替代地，也可在驅動線上使用其他訊號組合。如果有例如多於四個或多於十個驅動線，則也可使用將所用組合的數目降低為低於驅動線數目的方法，即較快的偵測變為可能。已知這些方法例如來自組合，特別是來自十二硬幣問題，即開始設定一半的驅動線為高電位而一半的驅動線設定為低電位。依據所感測的訊號做出進一步改變。這也允許預防鍵位衝突及偵測一行中被按下的多個鍵。
第6圖說明電腦的鍵盤的元件。該鍵盤包含：
輸入裝置10，
微控制器26，以及
介面36。
第6圖顯示矩陣M中其他的傳導線20 (感測線)，例如十一條線，以及其他的傳導線22 (驅動線)，例如十條線。
輸入裝置10的類比數位轉換器ADC透過訊號匯流排30被耦合至微控制器26，該訊號匯流排包含資料線及控制線。
微控制器26包含：
記憶體Mem，例如RAM (隨機存取記憶體)、ROM (唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，
處理器P，執行儲存在記憶體Mem中的指令，
驅動電路24，被耦合至矩陣M的驅動線，例如線L1、L2等，
訊號匯流排32，介於驅動電路24及處理器P之間，以及
訊號匯流排34，介於處理器P及記憶體Mem之間。
替代地，類比數位轉換器ADC也可以是微控制器26的一部分。
訊號匯流排30可直接地連接至處理器P。替代地，使用微控制器26的介面電路，未顯示。訊號匯流排36被耦合至微控制器26。訊號匯流排36是到電腦的中心部分的介面。訊號匯流排36上的協定例如是PS/2或USB。
第7圖說明類比數位轉換器ADC的輸出值的範圍至受按壓鍵開關數目的映射。假設在矩陣M的一行中有十一個鍵開關。因此，有十一個以此順序對應至電位值1/12至11/12 Vcc的範圍TR1至TR11。如果沒有鍵被按壓則TR12是相關的。
如果在矩陣M的每一行中有十一個鍵開關，則範圍TR1至TR11的長度可為固定的且可在最大輸出值的2至4百分比的範圍。
在鄰近範圍TR1至TR12之間有不是用於確定被按壓鍵數目或用於確定那個鍵被按壓或一行中哪些鍵被按壓的輸出值。兩個鄰近範圍之間的“距離” Di例如也在例如類比數位轉換器ADC的最大輸出值的2至4百分比的範圍中。較佳地，未使用的範圍具有與用於分類的範圍的相同長度。由於捨入、量化及不能除以給定整數的數值，這並非總是可能。
第8圖說明被控制裝置(例如藉由微控制器26，參見第6圖)處理時的去除抖動訊號50以及平滑訊號52。
在鍵開關被按壓之前的訊號值V1(電壓或電流)及按下鍵開關結束時的訊號值V2 (電壓或電流)之間有訊號差值D。
去除抖動訊號50往上及下數次並顯示具有減小寬度的峰值，該峰值具有因此減少的幅度。因此偵測中間狀態是具有挑戰性的。然而，類比數位轉換器ADC的使用允許例如75百分比、50百分比及256百分比訊號值V1的中間值的偵測。
藉由使用平滑電容器(例如與統計分析結合)也可能獲得與快速改變去除抖動功能不同的平滑值。替代地，也可能偵測小於鍵開關的啟動開始時的高電位的去除抖動訊號或值的最小值。如果訊號在開始時是低的，則可偵測相當高於低訊號值的最大值或多個數值。
在以上提供的所有範例中，高及低訊號狀態可互換。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具有通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，實質上執行與本文所述對應實施例相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
實施方式-第二方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際技術實施。
第9圖說明用於控制流經例如光學元件串(特別是LED 32、42)的電流的電路裝置10。替代地，光學元件的唯一LED、一束LED串或驅動器可以類似方式或以相同方式被控制。在實施例中，電流裝置10是鍵盤的一部分。
在鍵盤及電腦之間的介面12處有正向操作電壓Vcc，其未顯示於第9圖中。鍵盤的鍵開關14位於LED 32附近或實體上接觸LED 32。鍵盤的其他鍵開關未顯示於第9圖中。替代地，可使用波導來將光線傳導至鍵開關，例如至裝設於每個鍵開關附近的框架。
介面12被電傳導地耦合至電壓轉換器18。在實施例中，使用USB介面12。
電壓轉換器18為增壓型式。替代地，可使用降壓轉換器、反向器或另一型式的轉換器。輸入電壓在例如4伏特至5伏特的範圍內。轉換器的輸出電壓可在15伏特至25伏特的範圍內。
轉換器18包含Vcc及電路節點N1之間的電感20。電感器20可具有10至100微亨利(Henry)範圍內的電感，例如47微亨利。切換場效應電晶體(FET)T1的汲極被連接至節點N1。切換電晶體T1的源極被連接至接地。PWM訊號26被連接至電晶體T1的閘極。二極電晶體也可以類似方式被使用，而不是FET。
此外，肖特基二極體22的陽極或另一二極體的陽極也被耦合至節點N1。肖特基二極體22的陰極被連接至電路節點N2。肖特基二極體啟動快速切換並具有低前向電壓。替代地，適當控制的電晶體，尤其是MOSFET，可用於取代肖特基二極體22。
電容器28被連接至節點N2以及接地電位。已知電壓轉換器18的原理功能。除了電晶體T1，二極體22形成電壓轉換器18的第二開關。
LED的第一串30被連接至節點N2及節點N3。存在連接至節點N3及接地的偵測電阻器60。因此有串30及電阻器60組成的第一分支或第一串聯連接。
第一串30由例如7或8個或任何其他數字的LED組成。只有串30的第一LED 32顯示於第9圖中。
LED的第二串40被連接至節點N2及節點N4。有連接至節點N4及接地的偵測電阻器62。因此有串40及電阻器62組成的第二分支或第二串聯連接。
第二串40由例如7或8個LED、或任何其他造成等於第一串30其中之一的電壓降的數字的LED(其通常表示與第一串30中相同數目的LED)組成。只有串40的第一LED 42顯示於第9圖中。
在其他實施例中，可能有多於2串的LED並聯連接至串30及40。其他串經由對應於電阻器60及62的電阻器而被接地。電阻器60、62也稱為電阻器R_B並具有低歐姆值，例如少於50歐姆。
電壓除法器50，例如10:1除法器，也被連接至節點N2及接地。電壓除法器50由兩個或多於兩個電阻器52、54串聯連接組成。節點N5在電阻器52及54之間的連接上。
第一電阻器70被連接至節點N3。電阻器72被連接至節點N4。對應的電阻器被連接至可被連接至節點N2的其他LED串的對應節點。電阻器70、72的其他端點被連接至電路節點N6。電阻器70、72等都具有例如大於4.5千歐姆或5千歐姆的相同高歐姆值。
有四個類比數位轉換器ADC1至ADC4。類比數位轉換器ADC1被連接至節點N6並透過電阻器60、62等偵測電流的平均值I_E。乘以k(即LED串的數目)的電流I_E對應於電壓轉換器18的輸出電流。
類比數位轉換器ADC2被連接至節點N5並偵測LED串30、40等上的電壓U_LED。電壓U_LED對應於電壓轉換器18的輸出電壓。此外，單一增益放大器或電壓隨動器可耦合在節點N5及類比數位轉換器ADC2之間。電壓分壓器52、54及/或單一增益放大器是可選的。
類比數位轉換器ADC3被連接至包含電壓轉換器18及微控制器的電路的輸入，參見第13圖。類比數位轉換器ADC3偵測U_IN (U輸入)。同樣的可使用電壓分壓器或單一增益放大器。電壓U_IN對應於電壓轉換器18的輸入電壓，但也對應於用來產生微控制器的操作電壓的其他轉換器的輸入電壓。
類比數位轉換器ADC4經由未顯示於第9圖中的電阻電容網路被連接至介面12的電感器(未顯示)。此網路被用於DCR感測(直流電阻)。類比數位轉換器偵測對應於電壓轉換器18的輸入電流加上微控制器的其他電壓轉換器的輸入電流的I_IN (I輸入)。可能使用ADC4來確定由微控制器所使用的電力。然而，可使用其他方法來確定由微控制器所使用的電流。此電流在電路裝置10的操作期間保持相當固定。
下列等式可用來確定電路裝置10的整體電壓電流特性或找出合適的操作點：
I_E = U_ADC1/ R_B (1)，
其中U_ADC1是由類比數位轉換器ADC1偵測的電壓，而R_B是60、62等電阻器的歐姆值。
P_OLED = U_LED × I_E ×k (2)
其中k是給出LED串的數目的整數且其中P_OLED是LED的整體功率，
等式3是描述轉換器的輸入。藉由相關於等式2的P_OLED及轉換器效率因數Ny，其實際上是描述轉換器的輸出。Ny =1 – Gamma。
I_ILED = P_OLED / ((1 – Gamma) × U_ILED) (3)，
其中I_ILED為進入轉換器18的輸入電流，參見電路點80，且其中U_ILED為電壓轉換器18的輸入電壓，參見電路點80，而Gamma是轉換器18的損耗因子(假設一充足負載例如在0.02至0.10的範圍內)以及
I_USB(MAX) = I_Proz + I_ILED(MAX) (4)，
其中I_Proz是處理器所消耗的電流且其中I_ILED(MAX)是進入功率轉換器的最大電流且其中I_USB(MAX)是根據USB標準的最大電流。
可能藉由使用ADC4直接偵測輸入電壓I_USB。
等式(1)至(4)可用於計算I_ILED(MAX)。U_LED可增加直到I_ILED達到I_ILED(MAX)。
第10圖說明兩個LED32、42或一個LED 32在不同溫度的兩種電壓/電流特性曲線106及108。替代地，特性曲線106及108對於LED的兩個串30、32或是對於不同溫度下的一個串30可為有效的。
座標系統100具有顯示LED或LED串上的電壓的x軸102。座標系統100的y軸104顯示通過LED或通過LED串的電流。
即使LED或LED串在給定的容差內預先被選擇，LED或LED串的特性曲線個別地改變。因此不知道哪一個特性曲線106、108對於LED或LED串或對於特殊操作狀態(例如特殊溫度)是有效的。
其中一項限制是禁止LED或LED串或LED束的最大電流。另一項限制是得自USB介面12的最大輸入電流。第10圖顯示USB介面12處最大功率P1的第一矩形，該第一矩形對於特性曲線106(即電壓U1及電流I1)是有效的。第二矩形對於相關於特性曲線108(即電壓U2及電流I2)的USB介面12處的最大功率P2是有效的。電流I1大於電流I2但電壓U1小於電壓U2。
第11圖說明用於確定LED或一串LED或一束LED串的電壓對工作週期特性曲線的步驟。該方法開始於步驟200。在接著的步驟202中，為電壓轉換器18的輸出電壓選擇開始值。可選擇10至15百分比的開始工作週期DuC，即使用一給定(固定)頻率f將電晶體T1的汲極與源極連接用於一個工作週期的10至15百分比的時間t。假設在一個LED串中的電壓為例如14伏特而電流為10微安培。此外假設有15個串，即330微安培的整體電流。這得到3.6 mW(毫瓦)的功率。
在開始偵測特性曲線處沒有增加DuC的限制，參見步驟206及208。這表示可在相當多的步驟增加比例，例如5至10百分比，參見步驟209。在步驟209中，工作週期以步驟208中確定的值增加。增加的工作週期DuC增加了輸出電壓，例如第12圖中部位260所顯示的。
然而，參見第12圖，在實施例中例如在17伏特的電壓U4下，整體特性曲線中達到平線部位262。平線介於例如30百分比至50至55百分比的工作週期DuC1之間，參見第12圖。在平線中，電壓轉換器的輸出電壓增加的不明顯。恆定電壓表示流經LED串30至40的恆定電流。
這表示工作週期可再次在相當多的步驟被增加，例如增加5至10百分比，參見步驟206、208。假設在平線的開始及結束處有例如17伏特(U4)及例如1毫安培的電流。此外，頻率也具有對於平線寬度的影響。
如果工作週期被進一步增加，步驟209，則將再次有特性曲線256的一上升部位264，參見第12圖。然而，部位264內的曲線的形狀取決於使用並聯連接的個別的LED、一個或多個LED串。
在上升部位264結束處，參見第12圖，在步驟208中使用非常小的步寬來儘早偵測電壓轉換器18的輸出電壓的減少或至少較少的增加。
如果偵測到輸出電壓的減少或較少的增加，則可能參考第14圖至第25圖藉由以下將描述的方法進一步延伸該曲線。
步寬可小於電流工作週期的1百分比。步寬可小於0.5百分比或小於0.45百分比。
如果不可能再增加工作週期，則步驟210直接接在步驟206之後，參見步驟206。如果已達到標準(例如USB標準)的規格所設定的限制，則不增加是可能的。該方法結束於步驟210。
第12圖說明電路裝置10的工作週期(DuC)與電壓特性曲線256比。座標系統250具有顯示電壓轉換器的工作週期(即PWM訊號26)的x軸252。座標系統250的y軸254顯示電壓U_LED，即電壓轉換器18的輸出處的電壓。
特性曲線256有第一部位260。在第一部位中有第一增加，從0百分比的DuC及0伏特的電壓至DuC1及U4。DuC1例如是30百分比。U4例如是17伏特。
特性曲線256的第二部位262形成一平線，其中若工作週期從DuC1增加至DuC2，則電壓並不顯著地改變。DuC2例如是50至55百分比。可能改變部位262內PWM訊號26的頻率，例如增加頻率。
特性曲線256的第三部位264在DuC2處開始。在第三部位中，電壓轉換器18的輸出處再次有工作週期DuC3及電壓U5的增加。在部位264中，以下公式為真：
U(DuC) = 1/(1-DuC) × U0，
其中U0是轉換器18的輸入電壓。
PWM的頻率在部位260及262中可高於部位264的主要部分。替代地，PFM可用於部位260及262中。
在部位264結束處的PWM的頻率可低於部位260的主要部分中的PWM頻率。可能在部位264的主要部分中有例如1.5百萬赫的頻率以及在部位264的結束處只有0.75千赫的頻率，即，該頻率可較佳地以逐步方式，在25百分比至75百分比的範圍內減少。
在特性曲線256的第四部位266中有電壓的進一步增加。部位266在USB介面12的規格限制之外。因此，未偵測到部位266。然而，參考第14圖至第25圖解釋如下，可能移動至非常接近部位266。
第13圖說明電路裝置10的其他組件。類比數位轉換器ADC1至ADC4藉由包含資料線及控制線的訊號匯流排被耦合至微控制器300。
微控制器300包含：
記憶體M，例如RAM(隨機存取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、PROM (可程式化ROM)或EEPROM (電子式可清除PROM)或另一種記憶體，以及
處理器P，執行儲存在記憶體M中的指令。
替代地，類比數位轉換器ADC1至ADC4也可以是微控制器300的一部分。
微控制器300更包含：
特性曲線確定單元302或對應程式，例如鍵盤的軔體的一部分，例如，
可選的頻率確定單元304或對應程式，例如鍵盤的軔體的一部分，例如，以及
工作週期確定單元306，包含例如程式及硬體。
特性曲線確定單元302執行如第11圖所示的方法。
可選的頻率確定單元304可被使用在部位264結束處。此外單元302可被使用來增加部位260及262中PWM訊號26的頻率f。替代地，PFM可在部位260及262中使用。
然而，DuC2左側可應用另一調變裝置而不是僅增加PWM的頻率
PFM(脈衝頻率調變)：
其表示利用DuC2處應用的開啟相的長度的相位上的固定開關、並加長電壓小於U4的關閉相(第4圖)。這實際上表示更連續地降低較低電壓的頻率。該處的電壓將是頻率的嚴格均勻增加函數，理論上它實際可能接近線性。這是相同的方法，切換電源供應器正以低功率模式使用以達到較佳效能。這也應用至部位260及262的其他時機。
工作週期確定單元306可以是特性曲線確定單元302的一部分，但也依據例如依賴使用者的數值或依據溫度值，被用來確定工作週期。
替代地，可使用另一硬體取代微控制器300，例如獨立的微處理器或沒有處理器的硬體。
控制單元308被用來控制關於亮度遠低於P_MAX的PWM訊號26的工作週期。細節將參考第15圖至第19圖描述如下。控制單元310被用來控制關於亮度接近P_MAX的PWM訊號26的工作週期。細節將參考第20圖至第25圖描述如下。
第14圖說明LED 32、42或LED串30、40的電流對(或比)亮度特性曲線356。相同的曲線356對於所有LED串30、40是有效的，即電流值必須乘以LED串30、40的數目。可在LED的製造商的資料頁中發現這些資料。可能使用表格或樣條，例如藉由使用三次樣條，將資料儲存在記憶體M。
座標系統350具有顯示LED的電壓數值U的水平x軸352。垂直y軸354顯示使用對數尺的亮度B的數值。幾乎整個區域的電流比亮度關聯為具有輕微偏移的線性，即非常低電流的“死區”，在較大值末端稍微次於線性。
特性曲線356的點360與低於P_MAX的亮度360有關，即，通常與LED 32、42的中間或低亮度有關。特性曲線356的點362與接近P_MAX的亮度362有關，即通常與高亮度有關。P_MAX是以裝置的實際輸入電壓與USB標準設定的最大電流的乘積來確定。可用於LED 32、42或串30、40的功率P_MAXLED取決於P_MAX與連接至一個USB介面12或USB集線器的其他電路。對於USB2.0，P_MAX例如為象徵性地2.5瓦。當考慮其他裝置及/或電路的能量消耗，即在相同USB介面12上操作的微控制器300或其他裝置的消耗，P_MAXLED低於P_MAX。這將參考第25圖更詳細解釋如下。
第15圖說明工作週期及流經LED 32、42或LED串30、40或較佳地流經並聯連接的所有LED串30、40的電流的偵測數值對。可能使用類比數位轉換器ADC1來偵測或甚至測量I值。將在微控制器300中知道PWM訊號26值的對應工作週期DuC。
座標系統370具有顯示PWM訊號26的工作週期DuC的值的水平x軸372。座標系統370的垂直y軸374顯示流經所有LED 32、42的電流I_LED的數值，即如上所定義I_LED = I_E × k。
參考電流I_S也顯示於座標系統370中。參考電流I_S對應於已被包含鍵開關14的鍵盤的使用者選擇的中等亮度B。特性曲線356已被用來確定屬於所選亮度的電流I_S。
工作週期DuC 以及對應電流I的數值對380至386已使用類比數位轉換器ADC1及微控制器300來偵測。其也可能輕易地計算工作週期DuC、電壓U及對應電流I的數值的三重覆。可見有連接點380、382、384及386的遞增曲線。工作週期DuC從點380的D1，經由點382的D2，經由點384的D3，增加至點386的D4。工作週期D1至D4可能有相同的增加。然而，如第15圖所示，對於位在接近I_S的點，也可能具有較小的間隔。如果偵測到電流I高於參考電流I_S，微控制器300停止點的偵測，即點386是實施例中被自動偵測的最後一點。
第16圖說明用以偵測遠離P_MAX的第一操作點的牛頓疊代法。第16圖顯示針對工作週期D3及D4之間的相關範圍的座標系統370的放大圖，其相關於接近參考電流I_S的點384及386。
微控制器300的任務是找出連接點384及386的曲線390與代表參考電流I_S的水平線之間的截面。曲線390為實施例中的三次樣條。也可使用其他內插法。
牛頓疊代法開始於點386。直線392顯示曲線390在點386處的斜率。根據已知的牛頓疊代法，可計算直線392與I_S的水平線的截面，參見點394。點394提供工作週期D5。可使用曲線390的公式(樣條)來確定屬於工作週期D5的電流I，即點396。牛頓法的下一疊代是用於點396。如果工作週期已確定提供關於電流I_S的已知差量(delta)範圍內的電流，則牛頓疊代法結束。
第17圖說明用於偵測遠離P_MAX的第一操作點的方法步驟。此方法已關於第14圖至第16圖以圖形描述如上。第17圖中顯示的所有步驟S2至S20由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S2，即短暫於步驟S2中。在步驟S2之後的步驟S4中確定亮度B。亮度B是基於一數值，例如由鍵盤使用者輸入的數值。亮度B可從記憶體M或從輸入緩衝器讀取。
在步驟S6中使用特性曲線356來確定屬於使用者所選的亮度B的參考電流I_S。
在步驟S6之後的步驟S8中確定工作週期DuC及I_LED的數值對。例如第一對以第15圖中的點380表示。
然後，檢查屬於最後偵測數值對的電流I_LED或I是否高於I_S，即參考值。如果數值I_LED沒有較高，則該方法在步驟S12中繼續。
工作週期DuC在步驟S12中增加，例如以一固定值或根據用於增加工作週期DuC的策略。
該方法現在在步驟S8至S12的迴路中，並確定DuC及I的數個數值對，例如參見第15圖中的點382及384。若電流I_LED大於參考電流I_S，步驟S8至S12的迴路將只會在步驟S10離開。
若電流I_LED大於參考電流I_S，即已偵測到最後一點386，則步驟S14緊接在步驟S10之後。微控制器300執行已參考第16圖描述如上的牛頓疊代法。也可使用用於確定相關截面區的其他疊代法或其他方法。若已發現曲線390的截面區或接近截面區的工作週期DuC及參考電流I_S，則疊代結束。
已在步驟S14中確定的工作週期DuC被用在步驟S16中，以控制PWM訊號26及電壓轉換器18。之後，該方法結束於步驟S20。
然而，可能有曲線390及曲線356的漂移，例如取決於鍵盤內或鍵盤外的溫度改變。漂移造成相關於在開始時已確定的工作週期DuC的較高或較低電流I。因此，較佳地必須是封閉迴路控制，參見第18圖。
第18圖以圖形說明在鍵盤操作期間媒體亮度的控制。假設最後操作點為點398。點398例如以參考第14圖至第17圖所述的方法而確定。替代地，點398已由先前的封閉迴路控制確定。
第18圖顯示高於參考電流I_S的電流I_2。存在有類比數位轉換器ADC1所偵測到的I的差值D_I。若差值D_I在差值範圍(例如可由臨界值T1定義)以外，需要工作週期的校正。校正值可使用數種方法中的一種來確定。實施例中使用一種非常簡單但還是有效率的方法。
假設發生了點386的漂移。替代地，也可能以相同方式處理其他點。直線392的斜率對應於曲線390在點386處的斜率。點386為曲線390處的實際或目前數值。
此斜率m及差值D_I被用來根據以下公式計算差值DuC：
D_DuC = D_I/m，
其中m是直線392的斜率。之後使用D_DuC來降低DuC。
如果漂移在其他方向中，即電流I_LED減少低於相關於I_S的一臨界值，使用類似方法來確定D_DuC。然而，使用曲線390在點398的斜率，即目標點的斜率。
第19圖說明用於在鍵盤操作期間媒體亮度的數位控制的方法步驟。此方法已關於第18圖以圖形描述於上。顯示於第19圖中的所有步驟S102至S116由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S102，即短暫於步驟S102。在步驟S102之後的步驟S104中確定差值I，即D_I。使用類比數位轉換器ADC1來確定I_LED。微控制器300計算I_LED與參考電流I_S之間的差值。
之後，檢查D_I的絕對值是否高於臨界值T1。若D_I的絕對值沒有較高，則該方法於步驟S104中繼續。
該方法現在在步驟S104及S106的迴路中，並等待漂移發生。替代地，該方法只在偵測到漂移時開始。可使用中斷來開始微控制器300的對應常用程式。
若電流D_I的絕對值大於臨界值T1，則步驟S104及S106的迴路將只會在步驟S106離開。
若D_I的絕對值大於臨界值T1，即已偵測到最後一點386，則步驟S108緊接在步驟S106之後。
之後，檢查電流I或電流I_LED的實際值是否高於參考電流I_S。若電流I的值未高於I_S，即存在漂移至電流I的較低值，則該方法在步驟S110中繼續。
在步驟S110中確定曲線390在目標點的斜率值，例如如第18圖中所示的點398。該方法後來在步驟S114中繼續。
然而，若I的值高於I_S，即有漂移至電流I的較高值，則該方法在步驟S108之後在步驟S112中繼續。在步驟S112中確定曲線390在目前或實際操作點的斜率值，例如如在第18圖中所示的點386。該方法後來在步驟S114中繼續。
步驟S114關於根據以上提供的公式計算工作週期DuC的校正值或差值D_DuC。
在步驟S116中基於D_DuC的計算值來校正目前的工作週期DuC。
步驟S104再次跟在步驟S116之後，即該方法在步驟S104至S116的迴路中且執行LED 32、42的亮度控制。若電腦及鍵盤例如被切換為關閉，則該方法結束。
第20圖以圖示說明接近P_MAXLED的特性曲線的確定。P_MAXLED的計算將參考第25圖更詳細描述於下。
座標系統400具有顯示U_LED值的水平x軸402。使用類比數位轉換器ADC2偵測U_LED。座標系統400的垂直y軸404顯示I_LED的值。使用類比數位轉換器ADC1偵測I_LED。
假設電流I3及電壓U3b對於允許LED 32、42(即串30、42)在該時刻的最大功率消耗是有效的。這表示電流I3與電壓U3b的乘積等於電功率P_MAXLED。
將在以下描述的方法不超過功率極限P_MAXLED。由於函數為下凹，用於內插法的斜率比實際更陡，保證所計算的新U_LED比U_LED_U3b更低。只有在某些其他裝置正消耗減少功率的額外功率，其保留為照明系統所使用，這可能發生。但由於MCU (微控制器單元)或其他處理單元正控制可能導致這樣的所有元件，其能夠在開始裝置消耗額外功率之前減少LED-電流。溫度漂移慢的足以在P_MAX超過極限之前被偵測。
此外，功率極限P_MAXLED是可變的。然而，該方法也可用於固定的功率極限。
偵測值對410至414是由微控制器300偵測，即具有電壓U0b及對應電流的點410、具有電壓U1b及對應電流的點412、以及具有電壓U2b及對應電流的點414。點410至414位在USB標準或其他標準(例如傳輸壓縮影像檔的標準)的規格內。這表示點410、412及414的電功率小於最大功率P_MAXLED。因此，藉由以固定步寬或根據另一合適策略增加U而偵測這些點410、412及414是可能的。其有可能使用內插法來找出位於點410至414以下的曲線或多個曲線420。可使用樣條內插法，例如三次樣條或二次樣條。
然而，若操作點接近最大功率，則使用更精密的方法來確定未超過最大功率P_MAXLED。這將在以下內容描述。
曲線422從對應於最大功率的點414至點416外推並具有U3b的電壓及電流I3。再次，樣條也可能被用於外推法。然而也可使用其他外推法。
例如藉由使用曲線422的第一導數(derivative)確定曲線422在點416的斜率m。直線430顯示此斜率m。假設曲線422的斜率m隨著U的增加值而增加。在點416的斜率m也在點414被使用來確定下一個U_LED值。
這可藉由線430至點414的平行移動而以圖示完成，參見直線432。之後，例如藉由使用電流I3及點414的電流的差值、以及線432的斜率m，來計算線432與水平線I3的截面。這造成可被加至點414處的電壓U2b的差值U。所造成的電壓為電壓U4b。
參見第12圖，例如藉由使用特性曲線256，電壓U4b被用來確定對應的工作週期DuC。所儲存的曲線256的數值對可用於此目的。替代地，可使用藉由重新排列針對U(DuC)提出的公式而獲得的公式。換句話說，使用轉換器的特性函數的反向函數得到對必要的工作週期的良好估計，或者藉由使用來自曲線256的資料以建立反向的樣條，即藉由以對角反映曲線256。
此工作週期DuC被用來控制轉換器18。之後藉由類比數位轉換器ADC2來再次偵測電壓U_LED，並藉由類比數位轉換器ADC1來偵測對應電流I，造成描述電壓U_LED及電流I_LED之間的關係的另一點440。
可使用點440而非點414、並再次使用已針對點416確定的斜率m來執行下一疊代步驟。若最後一點的功率夠接近最大功率P_LEDMAX，則結束疊代。其也可能只執行一個疊代步驟或者使用另一方式找出遺失的點。
第21圖說明用於確定接近P_MAX的特性曲線的方法步驟。此方法也已參考第20圖以圖示描述如上。第21圖中顯示的所有步驟S202至S218由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S202，即短暫於步驟S202中。在步驟S202之後的步驟S204中確定具有在USB標準內的電功率的最後已知點414。
在步驟S204中使用最後點414及可選的其他點410、412來將曲線422外推至點416，該點表示串30、40中的LED 32、42的最大電功率。
之後，參見步驟S208，計算點416(即最大功率點)的導數，以獲得此點416的斜率m。
在步驟S210中，使用已在步驟S208中計算的斜率m，最後已被偵測的點被用來作為下一外推法的開始點。例如，這是第一疊代的點414及第二疊代的點440。U_LED的新數值是基於使用斜率m的外推法來計算。
在此之後，在步驟S212中，藉由為電壓轉換器18選擇合適的工作週期來設定U_LED的新數值。更新的特性曲線256可用於該目的。
在步驟S214中偵測用於新工作週期的電壓U_LED及電流I_LED的數值。類比數位轉換器ADC1被用來偵測電流I_LED而類比數位轉換器ADC2被用來偵測電壓U_LED。
之後，檢查是否需要其他疊代步驟。若需要其他疊代步驟，則該方法在步驟S210中繼續，參見箭號442。
該方法現在在步驟S210至S216的迴路中，且正尋找電壓U_LED及電流I_LED的新數值對。所有的對或點具有小於P_MAXLED的電功率。
若不需要其他疊代步驟，例如因為最後的數值對具有非常接近P_MAXLED的電功率，則步驟S210至S216的迴路只會在步驟S216離開。若在此情形下，在步驟S216之後緊接著步驟S218。
第22圖根據第二實施例說明接近P_MAX或更準確接近P_MAXLED的特性曲線的確定。第22圖對應於第20圖。然而，點440被用來改善外推曲線422。新曲線450是使用點414及點440以及其他點410、412來計算。
曲線450在點440的斜率m2(而不是曲線422在點416的斜率m)被用於下一疊代。與第20圖的方法相比，疊代變得更準確及/或更快速。
第二實施例也顯示於第21圖中，參見從步驟S216延伸至步驟S206的虛線444。因此該方法在步驟S206至S216的迴路中，且正使用422、450等改進的外推曲線來尋找電壓U_LED及電流I_LED的新數值對。所有的對或點具有小於P_MAXLED的電功率。
第23圖說明在鍵盤操作期間接近P_MAX或接近P_MAXLED的亮度控制。假設已存在漂移至I的較高電流值，即例如至電流I4。微控制器300偵測I的差值，即差值D2_I。若該差值D2_I增加門限值T2，則微控制器300執行封閉迴路控制步驟。
計算曲線422或甚至已更新曲線450在點498的導數。點498具有高於電流值I3的電流值I4。
在點498的導數可以具有斜率m3的直線500表示。直線500為曲線422、450在點498的切線。使用差值D2_I及斜率m3來計算電壓的差值D_U。從電壓U_LED的最後值減去差值D_U，例如，其介於電壓U4b及電壓U3b之間。
新工作週期DuC是從已更新的特性256基於電壓U_LED的新值而確定。PWM訊號26根據造成U_LED及I_LED的減少的新工作週期而調整。
與漂移至較高值不同，如果存在飄移至電流I的較低值，必須使用在目標點的斜率，參見第18圖。
第24圖說明用於在鍵盤的操作期間接近P_MAX的亮度B控制的方法步驟。此方法已參考第23圖以圖示描述如上。第24圖中顯示的所有步驟S302至S312是由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S302，即短暫於S302。在步驟S302之後的步驟S304中確定差值I，即D2_I。使用類比數位轉換器ADC1來確定I_LED。微控制器300計算I_LED及參考電流I3或I_S之間的差值。
之後，檢查D2_I的絕對值是否高於門限值T2。若D2_I的絕對值未較高，則該方法在步驟S304中繼續。
該方法現在在步驟S304及S306的迴路中，且正等待漂移發生。替代地，該方法只在偵測到漂移時開始。可使用中斷來開始微控制器300的對應常用程式。
如果D2_I的絕對值高於門限值T2，步驟S304及S306的迴路將只在步驟S306離開。
若D2_I的絕對值高於門限值T2，則步驟S308緊接在步驟S306之後。
之後，檢查I或I_LED的實際值是否高於參考電流I_S。若I的值未高於I_S，即存在漂移至I的較低值，則該方法在步驟S310中繼續。
在步驟S310中確定曲線390在目標點的斜率值。該方法後來在步驟S314中繼續。
然而，若I的值高於I_S，即存在漂移至I的較高值，則該方法在步驟S308之後在步驟S312中繼續。在步驟S312中確定曲線422或曲線450在目前操作點的斜率值，例如在第23圖中所示的點498。
如果因為漂移首次達到點498，因為漂移將不改變曲線的基本形式，僅最後意圖調整點的斜率可被適當地調整，但該曲線可被粗略地視為僅被拉長。當然，所產生的調整將會建立一新數值對，該新數值對可用於藉由一般內插法進一步微調新曲線。溫度漂移將“調整”整個曲線，而大部分其他影響僅將移動遠離其未接觸的現有曲線的允許的最大值。在可允許範圍的末端，其如已解釋的方式被完成，而對於其他點，已存在其導數得出斜率的已知的內插函數。
該方法後來在步驟S314中繼續。
步驟S314被用來使用斜率m及差值I(即，例如D2_I)來計算校正值或差值D_U。使用差值D_U來計算新的U_LED。
在步驟S316中基於D_U的計算值來校正目前工作週期DuC。特性曲線256可用來計算新電壓U_LED的新DuC。根據新工作週期DuC來適應PWM訊號26。此造成電流I的增加或減少。
步驟S304再次跟在步驟S316之後，即該方法在步驟S304至S316的迴路中且正執行LED 32、42接近最大功率P_MAXLED的亮度控制。若電腦及鍵盤例如被切換為關閉，則該方法結束。
根據第19圖及第24圖，即電流對工作週期(第19圖)及電流對電壓(第24圖)，使用不同的曲線。工作週期DuC對電流I依賴性的一個足夠好的逼近法可從電壓U對電流I依賴性來計算且反之亦然，只要操作點距離P_MAX夠遠。也可能將電壓U對電流I依賴性使用於遠離P_MAX的操作點的控制。由於在工作週期與電壓之間有嚴格單一增加關聯性，它們可被同等地使用。
第25圖說明用於確定P_MAX的方法步驟。第25圖中顯示的所有步驟S400至S412是由微控制器300自動地執行。
該方法開始於方法步驟S400，即短暫於步驟S400中。在步驟S400之後的步驟S404中偵側電路裝置10的輸入電壓U_IN。使用類比數位轉換器ADC3來偵測U_IN。
在步驟S402之後的步驟S404中計算關於參考電壓U_REF的U_IN相對減少。USB的參考電壓U_REF例如為5伏特。
在步驟S408中，基於步驟S404的結果來計算用於LED 32、42及用於串40、42的整體最大電功率P_MAX及/或功率P_MAXLED。例如，最大功率P_MAX、P_MAXUSB或功率P_MAXLED的減少與輸入電壓U_IN的減少成比例。例如，如果U_IN相對於U_REF也減少了10百分比，此表示P_MAXLED減少了10百分比。也可使用其他計算方案。
例如在第21圖及第24圖中的方法，在步驟S410中使用新的P_MAXLED。
可選的步驟S412可包含延遲。該方法再次以步驟S402開始重複。
可使用以下公式來計算P_MAXLED：
P_MAXUSB = U_USB×500 mA (毫安培)，
其中U_USB為二極體後方的內電壓，
P_USB = P_LED + P_PROZ，
P_MAXLED = (P_USB – P_PROZ)×(1-GAMMA)，
其中GAMMA是電壓轉換器中的損失比。
如果有輸入電壓U_IN的電壓減少，則減少最大功率P_MAX及/或功率P_MAXLED。電壓減少可能是由於在USB介面插入其他裝置，該USB介面與其他USB介面分享其電力供應。此外，電壓減少可能是由於通過LED本身的高電流。這表示如果使用者選擇太高的亮度，則亮度可被上述方法自動地限制。由於其未被良好定義的特性，可能發生的USB電壓降不適合用來有效地限制P_MAXLED，雖然作為整體的方法將如此。
如果功率P_MAXLED例如因為USB裝置已從與其他USB介面分享電力供應的USB介面12移除而增加，則第21圖是相關的。在此情況下參考電流I3或I_S將增加。必須找出特性曲線420進入其他範圍的外推法。
然而，如果功率P_MAXLED及參考電流I_S例如因為USB裝置已連接至分享相同電力供應的另一USB介面12而減少，則第24圖的步驟S312是相關的。在此情況下特性曲線420為已知。
也可使用其他方法來確定P_MAX或P_MAXLED。例如，可能使用類比數位轉換器ADC4。由ADC4來偵測輸入電流I_IN。若輸入電流I_IN高於由例如USB標準或由另一相關標準指定的I_MAX，則功率P_MAX及/或P_MAXLED也必須被降低。最大電功率P_MAX的降低量可與I_IN的減少成比例，I_IN必須到達該規格所提供的電流。
第25圖的方法的結果必須針對第20圖的方法進行考慮。如果在限制下操作，則兩種方法必須輪流被應用。如果操作距離限制夠遠，則第25圖中顯示的方法是非必要的。
也可能使用另一種類型的轉換器，特別是反向器、降壓轉換器或回掃轉換器而不是升壓轉換器。如果使用降壓轉換器，在電路的一個分支可能只有一個LED或兩個LED。
在其他實施例中，LED驅動器的操作電壓是藉由使用相同或對應電路或方法來控制。LED串以驅動複數個LED的一個驅動電路來取代。
可使用預選擇的LED，例如LED的製造商保證亮度在參考電流的非常小範圍內的LED，例如在相對於位於該範圍內(例如在該範圍中間)的參考亮度加及/或減少於5百分比或1百分比的範圍內。然而，本發明也適合用於非預選擇的LED/光學元件。
在其他實施例中使用固定輸入電壓而非USB電壓。
本發明可用於鍵盤LED、顯示器的背光LED、如汽車、卡車、船、飛機等自動化裝置的功率LED。
雖然已詳細地描述本發明實施例及其優點，應了解本文可進行各種變化、取代及改變，而不遠離如隨附申請專利範圍所定義之本發明精神及範圍。舉例來說，本領域具通常知識者將輕易了解，在保持本發明範圍的同時，本文描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。然而，本申請案的範圍不意圖被限制為本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具通常知識者將由本發明揭露內容輕易理解，可根據本發明利用目前現有的或稍後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，其如本文描述的對應實施例執行實質上相同功能或達到實質上相同結果。因此，隨附的申請專利範圍意圖在將系統、流程、方法或步驟包括在其範圍內。可能將介紹的實施例彼此結合。此外可能將圖式的描述範例彼此結合。
再者，可能將介紹的實施例與圖式的描述範例結合。
實施方式-第三方面
本較佳實施例的製造與使用詳細討論如下。然而，應了解，本發明提供許多可以廣泛各種特定內容體現的可應用的進步性概念。所討論的特定實施例僅說明製造及使用本發明的特定方式，並不限制本發明的範圍。然而，如未另外聲明，相同的參考符號代表相同的技術特徵。就本申請案使用的“可”而言，其表示如此做的可能性以及實際的技術實施。
第26圖說明一種經由USB纜線14連接至電腦12的鍵盤10。
鍵盤10包含：
微控制器16，即處理器、記憶體及週邊電路，或微處理器或僅為處理器晶片，
複數個按鈕，例如參見按鈕17，或其他輸入元件，例如觸控螢幕，
記憶體18，可為微控制器16的一部分，
USB裝置功能20，也可為微控制器16或不同USB晶片的一部分。
所有輸入元件可包含相同元件，例如按鈕17以外的按鈕頭17a。鍵碼(如17b)可針對每個按鈕(如17)或按鈕頭(如17a)而定義及使用。按鈕17可屬於攜帶字母“A”的按鈕頭。因此，對應的鍵碼17b為hex 04，即，在此與小數點04相同。
記憶體M或18可包含韌體22，其包括用於處理器或控制器16的操作指令。若韌體22的指令由處理器或控制器16處理，則執行以下提及的方法。替代地，可使用沒有處理器或控制器16的電路，例如FPGA (現場可程式閘陣列)。
電腦12包含：
處理器24，例如微處理器，
記憶體26，儲存用於處理器24的指令資料及/或可在處理指令期間使用的其他資料，以及
USB主機28，例如根據USB規格操作。
記憶體M或30可儲存：
鍵盤10的裝置驅動器30程式，及/或
剖析器程式32，其能夠讀取如下解釋的報告描述符，特別是關於第32圖，及/或能夠接收根據此類報告描述符的報告。剖析器程式32可為裝置驅動器30的一部分。
USB主機28經由USB纜線14與數個端點通訊，該數個端點在鍵盤10中定義及實現：
端點EP0主要用於USB裝置20(即鍵盤10)的配置目的，
端點EP1例如與BIOS的啟動協定一起使用，
端點EP2用於作業系統控制下鍵碼的傳輸，
可選的端點EPx，其中x是3至32的範圍內的數目。
端點EP0也稱為預設端點且被用於BIOS及作業系統的開始期間其他端點的配置，參見配置資料40。在BIOS的開始期間，只有端點EP0及端點EP1被使用。端點EP1是在此階段中經由端點EP0而配置。雙向資料轉換41從USB主機28至USB裝置20以及在相反方向中(即從USB裝置20至USB主機28)發生。
端點EP1可用來傳輸修改符的1至6個鍵碼位元組加上一個位元組，參見啟動協定資料44。在規格中定義為保留(RESERVED)且不能被用於鍵碼或修改符的八分位元組。大部分的BIOS能夠處理每次傳輸這種數目的鍵碼。來自端點EP1的鍵碼在負載資料42中被傳輸至USB主機28。USB主機28將鍵碼資料轉發至驅動器30。驅動器30根據操作模式與電腦12的主要作業系統或直接與BIOS通訊。
負載資料46從USB主機28被指向端點EP2或在其他方向(即從USB裝置20至USB主機28)。負載資料46包含數個報告：
報告資料48，
報告資料50，以及
可選的報告資料52。
報告資料48由第一報告識別符ID0來識別，該第一報告識別符ID0具有例如數值“0”。根據第一報告資料48的定義，可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
報告資料50由第二報告識別符ID1來識別，該第二報告識別符ID1具有例如數值“1”。根據第二報告資料50的定義，可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
對於可選的報告資料52及可能的其他報告資料也是如此，參見報告識別符IDx。同樣的在這些其他報告中可能包括多達6個“正常”鍵碼(即沒有修改符)以及最大值8個修改符的一個位元組。
在BIOS啟動期間及OS操作模式期間，USB主機28請求來自USB裝置的報告資料44以及報告資料48至52。這稱為輪詢。若沒有鍵碼在那裡用於報告，則可從USB裝置20傳送NAK(非確認，即拒絕所請求的資料)。這是如果沒有鍵被按壓或如果被按壓鍵的鍵碼可在相同傳輸階段或期間中由較早的報告傳輸的例子。
報告資料48至52的格式的定義參考第32圖描述如下。基於報告描述符中報告資料48至52的定義，剖析器32能夠從負載資料46擷取鍵碼。剖析器32為鍵盤驅動器30的一部分，其將鍵碼轉發至電腦12的作業系統。
因此，只有兩個端點EP1及EP2用來傳輸在兩個輪詢階段之間可被按壓的所有鍵碼。此外，因為每個報告只有6個正常的鍵碼被傳輸，有少許負擔資料，即，若在群組中只有一個鍵碼必須被傳輸，則只有5位元組的負擔排除資料用於修改符。
第27圖說明一種根據USB規格的裝置描述符100，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第262及263頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
裝置描述符100例如包含或由以下組成：
長度資料102，具有與描述符開始距離0位元組的偏移，
描述符資料104，具有1位元組及2位元組的偏移，
裝置類別資料106，具有4位元組的偏移，
其他描述符資料108，具有5至16位元組的偏移，以及
配置描述符的數目110，具有17位元組的偏移。
長度資料102指定裝置描述符100的位元組大小。裝置類別資料106敘明鍵盤的類別碼，即具有類別碼hex 03的HID(人性化介面裝置)。配置描述符的數目110意指可能配置的數目。如以下參考第28圖解釋的，有至少一個以配置描述符描述的配置。
第28圖說明一種根據USB規格的配置描述符，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第265及266頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
配置描述符120包含或由以下組成：
長度資料122，具有距離描述符開始0位元組的偏移，
描述符資料124，以1位元組及2位元組的偏移，
介面描述符的數目126，以4位元組的偏移，
其他描述符資料128，以5至7位元組的偏移，以及
資料指定最大功率130，以8位元組的偏移。
長度資料122指定配置描述符120的長度。介面描述符的數目126意指由此配置支持的介面的數目。至少一介面被支持。介面描述符的一個範例提供於以下的第29圖中。
當該裝置完全可操作時，資料130指明從此特定配置中的匯流排提供USB裝置的最大功率消耗的最大功率，以2 mA (毫安培)單位表示，例如50 = 100 mA。
第29圖說明一種根據USB規格的介面描述符140，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第268及269頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
介面描述符140包含或由以下組成：
長度資料142，具有0位元組的偏移，
描述符資料144，具有距離描述符開始1位元組、2位元組及3位元組的偏移，
端點數目146，以4位元組的偏移，
其他描述符資料148，以5至7位元組的偏移，以及
串資料索引150，以8位元組的偏移。
長度資料142指明介面描述符140的大小。端點數目146意指由此介面使用的端點數目，排除端點0。端點描述符的一個範例提供於以下的第31圖中。串資料索引150意指描述此介面(即介面描述符140指明的介面)的串描述符。
第30圖說明一種根據USB規格的HID描述符160，參見例如HID規格：通用序列匯流排(USB)-人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義，韌體規格6/27/01，1.11版，第22頁。在以下內容中，只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
HID描述符160包含或由以下組成：
長度資料162，以0位元組的偏移，
描述符資料164，以1位元組、2位元組及4位元組的偏移，
報告描述符數目166，以5位元組的偏移，
其他描述符資料168，以6位元組的偏移，
指明報告描述符長度的長度資料170，以7位元組的偏移，
其他資料172，以9位元組及可能是10位元組的偏移。
長度資料162是HID描述符160的總大小的數字表示。報告描述符數目166是指明總是至少一個的類別描述符數目(即，報告描述符)的數字表示。指明報告描述符長度的長度資料170是報告描述符的總大小的數字表示。報告描述符的一個範例參考第32圖解釋如下。
第31圖說明一種根據USB規格的端點描述符180，參見例如USB 2.0，2000年4月27日，第269至271頁。在以下內容中只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
端點描述符180包含或由以下組成：
長度資料182，以0位元組的偏移，
描述符資料184，以1位元組的偏移，
端點位址資料186，以2位元組的偏移，
其他描述符資料188，以4位元組及5位元組的偏移，
間隔資料190，以6位元組的偏移。
長度資料182指明此描述符180的大小。端點位址資料186敘明USB裝置20上端點的位址或端點的端點識別符，參見第26圖。間隔資料190指明用於輪詢資料轉換器的端點的間隔。間隔依據裝置操作速度，即1毫秒或125微秒單位，以訊框或微訊框表示。對於全速或低速的中斷端點，此範圍值可從1至255。
第32圖說明一種關於HID描述符160的報告描述符200。報告描述符及/或報告描述符的單一資料範圍在HID規格中提及並指明。然而，有其他定義的空間。在此，報告描述符定義了未在HID規格中提及的相同鍵盤的兩種報告。
參見例如HID規格：通用序列匯流排(USB)-人性化介面裝置(HID)的裝置類別定義，韌體規格6/27/01，1.11版，第23頁至25頁。在以下內容中，只有提到對於本發明有較佳了解的這些領域。其他領域也被使用但與本發明不具有緊密關聯。
報告描述符200包含或由以下組成：
頭資料202，
第一報告定義204，以及
第二報告定義206。
頭資料202包含或由以下組成：
描述符資料210，例如使用量_頁數(...)，
其他描述符資料212，例如使用量(...)以及
集合開始的定義214，例如集合()。
第一報告定義204包含或由以下組成：
第一報告識別符216，例如報告ID(0)，
第一報告描述符資料218，例如使用量(...)、使用量最小值(...)、使用量最大值(...)、邏輯最小值(...)、邏輯最大值(...)，
報告大小220，例如報告大小(x)，其中x是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
報告計數222，例如報告計數(y)，其中y是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
輸入定義或輸出定義224，例如輸入(資料、變數、絕對值)，
其他描述符資料226，例如輸入(常數)，即間隔位元組。
第二報告定義206包含或由以下組成：
第二報告識別符228，例如報告ID(1)，
第二報告描述符資料230，例如使用量(...)、使用量最小值(...)、使用量最大值(...)、邏輯最小值(...)、邏輯最大值(...)，
報告大小232，例如報告大小(y)，其中y 是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
報告計數234，例如報告計數(w)，其中w 是範圍在1至n的數目，n是例如32或更高，
輸入定義或輸出定義236，例如輸入(資料、變數、絕對值)，
其他描述符資料226，例如輸入(常數)，即間隔位元組。
也可能以不同的報告識別符定義多於兩種報告，參見資料240。
這是實施鍵盤報告描述符的一個範例：
const uchar code keyboardReportDescriptor[KEYBOARD_SIZ_REPORT_DESC] = { 0x05, 0x01, // usage page (generic desktop) (const uchar code 鍵盤報告描述符[鍵盤_大小_報告_描述符] = { 0x05, 0x01, // 使用量頁數 (一般桌上型電腦) )
0x09, 0x06, // usage (keyboard) (0x09, 0x06, // 使用量 (鍵盤))
0xA1, 0x01, // collection (application) (0xA1, 0x01, // 集合 (應用))
0x85, 0x00, // REPORT ID(0) (0x85, 0x00, // 報告ID(0))
0x05, 0x07, // usage (Key codes) (0x05, 0x07, // 使用量 (鍵碼))
0x19, 0xE0, // usage minimum (224) (0x19, 0xE0, // 使用量最小值 (224))
0x29, 0xE7, // usage maximum (231) (0x29, 0xE7, // 使用量最大值 (231))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8) (0x95, 0x08, // 報告計數 (8) = 修改符位元 (x8))
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte (0x81, 0x02, // 輸入 (資料、變數、絕對值) = 修改符位元組)
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte (0x81, 0x01, // Input (常數) = 保留位元組)
0x19, 0x00, // usage minimum (0) (0x19, 0x00, // 使用量最小值 (0))
0x29, 0x65, // usage maximum (101) (0x29, 0x65, // 使用量最大值 (101))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x65, // logical maximum (101) (0x25, 0x65, // 邏輯最大值 (101))
0x75, 0x08, // report size (8) (0x75, 0x08, // 報告大小 (8))
0x95, 0x06, // report count (6) (0x95, 0x06, // 報告計數 (6))
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6) (0x81, 0x00, // 輸入 (資料、陣列) = 鍵碼位元組 (6))
0x85, 0x01, // REPORT ID(1) (0x85, 0x01, // 報告ID(1))
0x05, 0x07, // usage (Key codes) (0x05, 0x07, // 使用量(鍵碼))
0x19, 0xE0, // usage minimum (224) (0x19, 0xE0, // 使用量最小值 (224))
0x29, 0xE7, // usage maximum (231) (0x29, 0xE7, // 使用量最大值 (231))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8) (0x95, 0x08, // 報告計數 (8) = 修改符位元 (x8))
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte (0x81, 0x02, // 輸入 (資料、變數、絕對值) = 修改符位元組)
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte (0x81, 0x01, // 輸入 (常數) = 保留位元組)
0x19, 0x00, // usage minimum (0) (0x19, 0x00, // 使用量最小值 (0))
0x29, 0x65, // usage maximum (101) (0x29, 0x65, // 使用量最大值 (101))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x65, // logical maximum (101) (0x25, 0x65, // 邏輯最大值 (101))
0x75, 0x08, // report size (8) (0x75, 0x08, // 報告大小 (8))
0x95, 0x06, // report count (6) (0x95, 0x06, // 報告計數 (6))
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6) (0x81, 0x00, // 輸入 (資料、陣列) = 鍵碼位元組 (6))
0x05, 0x08, // usage page (page# for LEDs) (0x05, 0x08, // 使用量頁數 (頁數# 針對LEDs))
0x19, 0x01, // Usage minimum (1) (0x19, 0x01, // 使用量最小值 (1))
0x29, 0x03, // Usage maximum (3) (0x29, 0x03, // 使用量最大值 (3))
0x15, 0x00, // logical minimum (0) (0x15, 0x00, // 邏輯最小值 (0))
0x25, 0x01, // logical maximum (1) (0x25, 0x01, // 邏輯最大值 (1))
0x75, 0x01, // report size (1) (0x75, 0x01, // 報告大小 (1))
0x95, 0x05, // report count (5) (0x95, 0x05, // 報告計數 (5))
0x91, 0x02, // output (data, variable, absolute) = LED Bits (x3) (0x91, 0x02, // 輸出 (資料、變數、絕對值) = LED 位元 (x3))
0x95, 0x03, // report count (3) (0x95, 0x03, // 報告計數 (3))
0x91, 0x01, // output (constant) = Spacer Bits(x3) (0x91, 0x01, // 輸出 (常數) = 間隔位元(x3))
0xC0 // end collection (0xC0 // 結束集合)
} ;
第33圖說明電腦12及鍵盤10之間的資料交換250。
電腦12或者更準確的電腦12中的USB主機28傳送IR(中斷請求)轉換請求252至鍵盤10，即至在鍵盤10中實施的USB裝置20。該請求252是以規律的間隔傳送。這也已知為輪詢。
鍵盤10中的USB裝置以包含報告資料256的答案回答該請求252。報告資料258可在相同回答中被傳送，即更詳細地說在DATA0及DATA1階段中，或回應於相同輪詢循環中的其他請求252。
報告資料256包含第一報告識別符ID(0)以及第一組鍵碼。報告資料258包含第二報告識別符ID(1)以及第二組鍵碼。若沒有留下用於第二組的鍵碼，則可傳送空的第二報告或NAK。
第34圖說明在電腦開啟期間的方法步驟。該方法開始於步驟S2或短暫於步驟S2。例如，該方法以電腦12的重設開始。步驟S4至S8相關於BIOS的啟動流程。步驟S12至S24關於電腦12的主要作業系統的啟動流程與正常操作模式。
步驟S4跟在步驟S2之後。在步驟S4中，BIOS與端點EP0通訊，以確定例如端點EP1的配置。其它端點EP2等未被BIOS使用。
在步驟S6中，BIOS向端點EP1請求在該時刻鍵碼是否被按壓，例如鍵“F1”或另一鍵或多個鍵的組合，以改變BIOS中的設定。在步驟S8中鍵盤20傳輸在該時刻被按壓的鍵的鍵碼。
在BIOS啟動程序已完成後，建立重設USB主機的一重設訊號，參見步驟S10。在相同時間，電腦12的作業系統被開始或啟動。
在步驟S12中主要作業系統將資料傳輸至端點EP0及/或從端點EP0傳輸資料，即預設端點。在此傳輸期間，所有端點EP0、EP1、EP2、EPx等的描述資料被傳送至USB主機28。如果需要，可配置及初始化對應端點。在初始化後，可在常規模式使用端點。
在步驟S14中請求端點EP1。在步驟S16中，端點EP1例如藉由傳輸在第一實施例中使用至少兩個報告的第一組(若有)及第二組的個別鍵碼來應答。
在步驟S18中請求端點EP2。在步驟S20中，端點EP2例如藉由傳輸在第一實施例中的另一輸入裝置的個別資料來應答。在第二實施例中，如果有第二組的任何鍵碼，端點EP2可用來傳輸此組鍵碼。
在步驟S22中請求端點EPx。在步驟S24中，端點EPx例如藉由傳輸端點特定資料來應答。
參見步驟S24，重複步驟S12至S22。該方法例如藉由將電腦12切換為關閉而於步驟S26結束。
第35圖說明使用經由USB纜線314連接至電腦312的鍵盤310的第二實施例。
鍵盤310包含：
微控制器316，即處理器、記憶體及週邊電路，或微處理器或僅為處理器晶片，
複數個按鈕，參見例如按鈕317，或其他輸入元件，例如觸控螢幕，
記憶體318，可為微控制器316的一部分，
USB裝置功能320，也可為微控制器316的一部分或不同USB晶片的一部分。
所有輸入元件可包含相同元件，例如按鈕317以外的按鈕頭317a。鍵碼(如317b)可針對每個按鈕(如317)或按鈕頭(如317a)而定義及使用。按鈕317可屬於攜帶字母“A”的按鈕頭。因此，對應的鍵碼317b為hex 04，即，在此與小數點04相同。
記憶體M或318可包含韌體322，其包括用於處理器或控制器316的操作指令。若韌體322的指令由處理器或控制器316處理，則執行以下提及的方法。替代地，可使用沒有處理器及沒有控制器316的電路，例如FPGA (現場可程式閘陣列)。
電腦312包含：
處理器324，例如微處理器，
記憶體326，儲存用於處理器324的指令資料及或可在處理指令期間使用的其他資料，以及
USB主機328，例如根據USB規格操作。
記憶體M或330可儲存：
鍵盤310的裝置驅動器330程式，及/或
剖析器程式332，其能夠讀取報告描述符，及/或能夠接收根據此報告描述符的報告。剖析器程式332可為裝置驅動器330的一部分。
USB主機328經由USB纜線314與數個端點通訊，該數個端點在鍵盤310中定義及實現：
端點EP0a主要用於USB裝置320(即鍵盤310)的配置目的，
端點EP1a例如與BIOS的啟動協定一起使用，
端點EP2a用於電腦312的作業系統控制下鍵碼317b的傳輸，
可選的端點EPxa，其中x是3至32的範圍內的數目。
端點EP0a也稱為預設端點且被用於BIOS及主要作業系統的開始期間其他端點的配置，參見配置資料340。在BIOS的開始及操作期間，只有端點EP0a及端點EP1a被使用。端點EP1a是在此階段中經由端點EP0a而配置。雙向資料轉換341從USB主機328至USB裝置320以及在相反方向中(即從USB裝置320至USB主機328)發生。
端點EP1a可用來傳輸修改符的1至6個鍵碼位元組加上一個位元組，參見啟動協定資料344。大部分的BIOS能夠處理每次傳輸這種數目的鍵碼。來自端點EP1a的鍵碼在負載資料342中被傳輸至USB主機328。USB主機328將鍵碼資料轉發至驅動器330。驅動器330依據操作模式而與電腦312的主要作業系統或直接與BIOS通訊。
負載資料346從USB主機328被指向端點EP2a或在其他方向，即從USB裝置320、端點EP2a至USB主機328。負載資料346包含報告資料348。
報告資料348不需要具有報告識別符。根據報告資料348的定義，可能包括例如多達100個“正常”鍵碼317b(即沒有修改符)以及修改符的一個位元組。
可選的負載資料350從USB主機346被指向端點EPxa或其他方向，即從USB裝置、端點EPxa至USB主機28。負載資料350可包括可選的報告資料352。
可選的報告資料352不需要具有報告識別符。根據報告資料352的定義，可能包括例如多達100個“正常”鍵碼317b(即沒有修改符)以及修改符的一個位元組。
USB主機328在BIOS啟動期間及OS操作模式期間，從USB裝置320請求報告資料344以及報告資料348以及可選的報告資料350。這稱為輪詢。若沒有用於報告的鍵碼，則可從USB裝置320傳送NAK(未確認)。如果沒有鍵被按壓或如果被按壓鍵的鍵碼可由相同傳輸階段或期間中具有較低識別符的端點來傳輸，則為此情況。
在第二實施例中，報告資料的格式的定義也按照USB規格及/或HID規格。每個相關端點只有定義一個報告時，不需要報告識別符。然而，可使用報告識別符。
因此只有一個報告被用於一個端點EP1a、EP2a及EPxa。這允許報告的簡單定義。至少一個報告是非常巨大的報告，其包含例如在一次輪詢循環必須傳輸的多於7個鍵碼、多於20個鍵碼或多於50個鍵碼。屬於這些鍵碼的鍵例如以巨集記錄器程式按壓及/或播放。
較佳地，第二端點產生巨大或較大的報告。即使主要作業系統不能處理鍵碼傳輸的較大報告，這啟動了用於鍵碼傳輸的第一端點的使用。
本發明可用於鍵碼或其他輸入裝置以及用於輸出裝置。
HID規格不只對於USB有效，也對於其他轉換協定有效，例如對於無線協定(例如藍芽)。
雖然已詳細描述本發明的實施方式及其優點，應了解可在其中作出各種變化、替換及改變，而不偏離如隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及範圍。舉例來說，本領域具通常知識者將清楚了解，在維持本發明範圍的同時，在此描述的許多特徵、功能、流程及方法可被改變。再者，本申請案的範圍不意圖被限制在本發明描述的系統、流程、製造、方法或步驟的特定實施例。如本領域具有通常知識者將從本發明的揭露內容清楚了解，與本文所述對應實施例執行實質上相同的功能、或達到實質相同結果的目前存在或之後將發展的系統、流程、製造、方法或步驟，可根據本發明而被利用。因此，隨附申請專利範圍的意圖在於將這些系統、流程、方法或步驟包括在其範圍中。
將介紹中的實施例彼此組合是可能的。此外，將圖式的描述範例彼此組合是可能的。再者，可能將介紹的實施例與圖式的描述範例組合是可能的。
2、4‧‧‧驅動電路
6‧‧‧串聯電阻
10、Ma‧‧‧輸入裝置(鍵盤)
Ca、Cb、L1、L2‧‧‧傳導線
Ccc‧‧‧校準線
E1、E2‧‧‧輸入端子
Ec‧‧‧輸入
R1a、R1b、R2a、R2b、R1cc、R2cc、Ra、Rb、Rcc‧‧‧電阻器
S1a、S1b、S2a、S2b‧‧‧鍵開關
SC1、SC2、SC3、SC4‧‧‧串聯連接
Claims (1)
- 1.一種用於確定一輸入裝置的多個主動輸入元件的方法，包括：
提供根據一矩陣裝置而被連接的多個輸入元件，
在該矩陣裝置內提供至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
在該矩陣裝置內提供可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
在該矩陣裝置內提供多個串聯連接，其每一者包括一輸入元件及一電阻器，而且各該多個串聯連接被連接至該等驅動線的各自一個以及被連接至該感測線的各自一個，
提供多個上拉電阻器，其連接該多個感測線到一第一電位，以及
使用用於該多個驅動電路的一控制裝置，其能驅動一主動驅動線到不同於該第一電位的一第二電位，且能驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有距離該第一電位一絕對偏移值的電位，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
2.如申請專利範圍第1項所述的方法，包括：
啟動該多個驅動線中的一第一驅動線，其中較佳地該多個驅動線中一次僅一個驅動線是主動的，
於啟動該第一驅動線期間在該多個感測線中的一第一感測線上偵測一電子訊號的一第一值，較佳地是一電位的一第一值，以及
由於負尖峰或由於超過一門限值達該第一值，在該第一驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定一已啟動輸入元件，
從而在該第一感測線上及/或在其他該多個感測線上，該門限值獨立於多個主動輸入元件的數目或獨立於至少二、三或四個不同數目的多個主動輸入元件。
3.如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，包括：
在啟動該第一驅動線期間，尤其在該第一感測線上確定之後，在該多個感測線的一第二感測線上偵測一電子訊號的一第二值，較佳地為一電位的一第二值，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第二值，在該第一驅動線及該第二感測線之間的該串聯連接確定一已啟動輸入元件。
4.如申請專利範圍第3項所述的方法，包括：
在偵測該第一值及該第二值之後去啟動該第一驅動線，
啟動該多個驅動線中的一第二驅動線，
由於負尖峰或由於超過該門限值達該第一值，在該第二驅動線及該第一感測線之間的該串聯連接確定一已啟動輸入元件。
5.如申請專利範圍第2項以下至前述申請專利範圍其中之一所述的方法，
其中該矩陣裝置包括一校準線，
從而多個參考電阻器分別連接至該校準線及連接至每一驅動線，
以及其中該方法包括：
使用該校準線來偵測一校準值，
使用該校準值以確定該門限值，
以及從而該校準線較佳地藉由另一上拉電阻器連接至該第一電位。
6.如申請專利範圍第5項所述的方法，從而在啟動一驅動線之後但在感測該多個該感測線其中之一之前，較佳地是對每一驅動線感測該校準線且確定該門限值。
7.如申請專利範圍第5項或第6項所述的方法，從而該門限值是用以計算或確定另一門限值或門限範圍的一第一門限值，該門限範圍分別表明在一已感測感測線上已啟動輸入元件的不同數目。
8.如前述申請專利範圍其中之一所述的方法，從而該多個電阻器或該多個電阻器以及該多個上拉電阻器具有相同的電阻值，尤其是關於最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的一容差範圍內，
及/或從而該多個電阻器具有一固定電阻值，較佳地是沒有該多個電阻器的壓感，
及/或從而該多個電阻器或該多個電阻器及該多個上拉電阻器由碳墨印刷產生，
及/或其中該多個電阻器具有至少4.5千歐姆或5千歐姆的電阻值。
9.如前述申請專利範圍其中之一所述的方法，從而描由以下測量至少其中之一來加速該矩陣裝置的掃描：
一旦該第一主動輸入元件在此感測線處基於該已偵測值以及基於表明主動輸入元件的數目的多個門限值而被偵測，則確定有多少輸入元件在一已感測感測線上被啟動，
一旦主動輸入元件的數目被偵測到等於主動輸入元件的已確定數目，則沒有另一電子訊號被偵測，
所有的驅動線被驅動到該第二電位，且多個感測線被確定不具有已啟動輸入元件，
這些已確定感測線在掃描該矩陣裝置期間，在目前的掃描週期內再也不被考慮，
驅動該多個驅動線的順序取決於啟動連接至該對應的驅動線的輸入元件的可能性，
一平分法被使用於驅動該多個驅動線。
10.如前述申請專利範圍其中之一所述的方法，包括：
啟動該多個驅動線中的一個驅動線，
在啟動該多個驅動線中該一個驅動線驅動線期間，在該多個感測線中的一感測線上感測一電子訊號的一第一值，較佳地為一電位的一第一值，
其中測試該感測值是否不同於表明沒有輸入元件在該已感測感測線上被施壓的一值，以及
其中若該測試為正，則該主動驅動線及該已感測感測線之間的該輸入元件被分類為一主動輸入元件，
較佳地沒有進一步測試鍵位衝突(ghost keying)，尤其沒有進一步測試雖然並未被啟動但可被偵測為主動輸入元件的至少一輸入元件，
其中尤其是被分類為作為一主動輸入元件的一輸入元件的一鍵碼被較佳地經由USB或藍芽協定傳送至一電腦，
其中尤其該第一電位是正操作電位。
11.一種輸入裝置，尤其是用於執行如前述申請專利範圍其中之一所述的方法，包括：
多個輸入元件，
其中該多個輸入元件根據一矩陣裝置而連接，
其中該矩陣裝置包括至少二驅動線，其每一者連接至各自的驅動電路，
其中該矩陣裝置包括可被使用以偵測多個主動輸入元件的至少二感測線，
從而根據該矩陣裝置，各包括一輸入元件及一電阻器的多個串聯連接中的每一者連接至該多個驅動線中的各自一個以及該多個感測線中的各自一個。
12.如申請專利範圍第11項所述的輸入裝置，其中該多個感測線藉由多個上拉電阻器連接至一第一電位，以及
其中有用於該多個驅動電路的一控制裝置，其驅動一主動驅動線到與該第一電位不同的一第二電位以及驅動一非主動驅動線或多個非主動驅動線到該第一電位或到具有距離該第一電位一絕對偏移值的一電位，該絕對偏移值為該第一電位及該第二電位的差的絕對值的至多50％或至多10％。
13.如申請專利範圍第10項至第12項其中之一所述的輸入裝置，其中該矩陣裝置包括一校準線，
其中各自的參考電阻器分別連接至該校準線以及連接至每一驅動線，
以及其中該校準線連接至或可連接至用於偵測一校準值的一偵測單元。
14.如申請專利範圍第13項所述的輸入裝置，包括確定一門限值的一門限確定單元，該門限值表明一輸入元件的啟動獨立於已啟動輸入元件的數目或者獨立於連接至相同感測線的至少二或三或四個不同數目的已啟動輸入元件，及/或確定表明連接至相同感測線的已啟動輸入元件的確切數目的至少一門限值或門限範圍。
15.如申請專利範圍第11項至第14項其中之一所述的輸入裝置，包括由一操作電位操作且使用一參考電位的一偵測單元，其中該參考電位以相較於該偵測單元的該操作電位的一較平順方式來濾波。
16.如申請專利範圍第11項至第15項其中之一所述的輸入裝置，從而該多個電阻器或該多個電阻器及該多個上拉電阻器具有相同的電阻值，尤其關於最大電阻值，在小於5％、小於3％或小於1％的一公差範圍內，
及/或從而該多個電阻器具有一固定電阻值，較佳地沒有該多個電阻器的壓感，
及/或從而該多個電阻器或該多個電阻器及該多個上拉電阻器由碳墨印刷產生，
及/或其中該多個電阻器具有至少4.5千歐姆或5千歐姆的電阻值。
17.如申請專利範圍第11項至第16項其中之一所述的輸入裝置，其中該串聯連接(SC1至SC4)包括關於該矩陣裝置的一載體基板無法移除的一電阻器，
或其中該串聯連接(SC1至SC4)包括關於該矩陣裝置的一載體基板可移除的一電阻器。
18.如申請專利範圍第11項至第17項其中之一所述的輸入裝置，其中在該矩陣裝置內沒有去耦合二極體及/或沒有連接至該矩陣裝置的去耦合二極體。
19.如申請專利範圍第11項至第18項其中之一所述的輸入裝置，其中用於驅動該多個驅動線的該驅動電路或該多個驅動電路直接地或藉由使用具有小於200歐姆或小於100歐姆的一電阻的一串聯電阻器而直接地連接至該多個驅動線，
較佳地沒有上拉電阻器被使用連接至該驅動電路的一輸出或者沒有上拉電阻器被使用連接至該多個驅動電路的多個輸出，尤其沒有具有大於1千歐姆或大於4千歐姆的電阻值的上拉電阻器。
20.如申請專利範圍第11項至第19項其中之一所述的輸入裝置，其中該驅動電路是或其中該多個驅動電路是一微控制器單元的輸出電路。
21.一種輸入裝置，包括：
一第一傳導線，被連接至一第一輸入元件的一第一串聯連接及一第一電子組件或者如果啟動的話，被連接至具有一高歐姆狀態的一第一輸入裝置，
一第二傳導線，被連接至該第一串聯連接或被連接至該第一輸入裝置，
以及一類比數位轉換器，從該第二傳導線接收其輸入訊號。
22.如申請專利範圍第21項所述的輸入裝置，其中一第三傳導線連接至一第二輸入元件的一第二串聯連接及一第二電子組件，或者若啟動的話，被連接至具有一高歐姆狀態的一第二輸入裝置。
23.如申請專利範圍第21項或第22項所述的輸入裝置，其中該第一傳導線連接至另一輸入元件的一另一串聯連接及另一電子組件，或者若啟動的話，被連接至具有一高歐姆狀態的一另一輸入裝置，
其中一另一傳導線連接至該另一串聯連接或連接至該另一輸入裝置，
且其中該類比數位轉換器選擇性地由該第一傳導線或由該另一傳導線接收其輸入，或者其中一第二類比數位轉換器被耦合至該另一傳導線。
24.如申請專利範圍第21項至第23項其中之一所述的輸入裝置，其中該多個輸入元件 的至少其中之一或該多個輸入裝置的至少其中之一或所有的該多個輸入元件或所有的該多個輸入裝置包括僅二個端子。
25.如申請專利範圍第21項至第24項其中之一所述的輸入裝置，其中該類比數位轉換器是至少二位元、至少三位元或至少四位元的一輸出字長度轉換器。
26.如申請專利範圍第21項至第25項其中之一所述的輸入裝置，其中該第一電子組件或該第一輸入裝置及/或該第二電子組件或該第二輸入裝置每一者包括較佳地超過4.5千歐姆或5千歐姆的至少一電阻器或電阻元件或者由較佳地超過4.5千歐姆或5千歐姆的至少一電阻器或電阻元件組成。
27.如申請專利範圍第26項所述的輸入裝置，其中每一該多個電阻器或多個電阻元件具有在該多個電阻器的一算數平均值加或減5％的一容差內的相同的標稱值或相同的歐姆值。
28.如申請專利範圍第21項至第27項其中之一所述的輸入裝置，其中每一輸入元件包括一開關元件，其中若開關被啟動，則該開關元件較佳地包括具有進行實體接觸的接點的一機械開關，或
其中該開關元件較佳地包括一觸動或壓感電子裝置或電晶體。
29.如申請專利範圍第21項至第28項其中之一所述的輸入裝置，其中該輸入裝置包括一控制裝置，其取決於一門限電壓來偵測一輸入元件或一輸入裝置的啟動，該門限電壓在開始啟動時位於一訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內，以及在啟動該開關的終了時位於該訊號值的上半訊號變化內或上弦訊號變化內。
30.如申請專利範圍第29項所述的輸入裝置，其中該控制裝置取決於至少二門限值而偵測該輸入元件或輸入裝置啟動期間的至少三個狀態、四個狀態或多於四個狀態。
31.如申請專利範圍第21項至第30項其中之一所述的輸入裝置，其中該輸入裝置包括一第二控制裝置，其偵測連接至該第二傳導線的已啟動輸入元件或輸入裝置的數目。
32.如申請專利範圍第31項所述的輸入裝置，其中該第二控制裝置包括一門限單元，其設定該類比數位轉換器的輸出值的至少二個範圍，
以及其中該第二控制裝置包括一比較單元，為了確定該第二傳導線上同時被啟動的開關的數目，該比較單元比較該類比數位轉換器的輸出及該多個範圍。
33.如申請專利範圍第21項至第32項其中之一所述的輸入裝置，其中至少該第一電子組件包括一碳電阻器或為一碳電阻器，或者其中至少該第一輸入裝置包括一碳電阻器，較佳地由碳墨印刷製造。
34.如申請專利範圍第26項以下至申請專利範圍第21項至第33項其中之一所述的輸入裝置，其中該輸入裝置是具有低於20公分的一最大延伸及/或低於500公克或低於250公克的一重量的一裝置的部分，
以及其中該電阻器或電阻元件具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的一電阻係數。
35.如申請專利範圍第26項以下至申請專利範圍第21項至第33項其中之一所述的輸入裝置，其中該輸入裝置是具有至少20公分的一最大延伸及/或多於500公克或多於1千克的一重量的一裝置的部分，
以及其中該電阻器或電阻元件具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的一電阻係數。
36.如申請專利範圍第21項至第34項其中之一及申請專利範圍第26項所述的輸入裝置，其中該輸入裝置是具有至少20公分的一最大延伸及/或多於500公克或多於1千克的一重量的一裝置的部分，
以及其中該電阻器或電阻元件具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的一電阻係數。
37.一種用於從事輸入至一輸入裝置的方法，其中該方法包括：
若被啟動至一第一傳導線，則耦合一第一電阻器的一第一串聯連接及一第一開關(S1a)或具有一高歐姆狀態的一第一輸入裝置，
若被啟動至該第一傳導線，則耦合一第二電阻器的一第二串聯連接及一第二開關(S2a)或具有一高歐姆狀態的一第二輸入裝置，
確定該傳導線上的一電位，
轉換該電位為至少二位元或至少三位元的一數位值，以及
取決於該數位值來確定該多個開關至少其中之一或該多個輸入裝置至少其中之一的啟動。
38.如申請專利範圍第37項所述的方法，更包括：
確定該多個開關或多個輸入裝置其中之一的啟動的一中間狀態。
39.如申請專利範圍第37項或第38項所述的方法，更包括：
在啟動該多個開關或多個輸入裝置其中之一的期間確定至少三個狀態、四個狀態或多於四個狀態。
40.如申請專利範圍第37項至第39項其中之一所述的方法，更包括：
取決於該數位值來確定連接至該傳導線的已啟動開關或輸入裝置的數目。
41.如申請專利範圍第37項至第40項其中之一所述的方法，其中使用碳墨印刷來製造該第一電阻器或該第二電阻器。
42.如申請專利範圍第37項至第41項其中之一所述的方法，其中該第一電阻器或為該高歐姆狀態的該第一輸入裝置以及該第二電阻器或為該高歐姆狀態的該第二輸入裝置具有至少20千歐姆或至少30千歐姆的一電阻係數，或者其中該第一電阻器或為該高歐姆狀態的該第一輸入裝置以及該第二電阻器或為該高歐姆狀態的該第二輸入裝置具有低於20千歐姆或低於15千歐姆或低於10千歐姆的一電阻係數。
申請專利範圍 – 第二方面
43.一種用於控制一光學元件的電路裝置，包括：
一轉換器，其由一脈寬調變訊號控制，
至少一光學元件或至少一光學元件的一驅動器電路，被連接至該轉換器的一輸出，
一第一偵測單元，被連接至或可連接至包括該光學元件或該驅動器的一第一電路分支，
一數位控制單元，其被耦合至該第一偵測單元及被耦合至該轉換器的一控制輸入，以及藉由控制該轉換器的輸出電壓來控制流經該至少一光學元件或流經該驅動器的電流。
44.如申請專利範圍第43項所述的電路裝置，其中該第一電路分支 除了該轉換器之外，在該第一電路分支內沒有用於自動電流控制的另一電子裝置。
45.如申請專利範圍第43項或第44項所述的電路裝置，其中該第一電路分支包括一電阻元件或電阻器，以及其中該第一偵測單元被連接至或可連接至該至少一光學元件或該驅動器電路與該電阻元件或該電阻器之間的一連接。
46.如申請專利範圍第45項所述的電路裝置，其中該第一偵測單元被連接至或可連接至至少一另一電路分支，其包括至少一另一光學元件或至少一另一光學元件的另一驅動器。
47.如申請專利範圍第43項至第46項其中之一所述的電路裝置，包括一第二偵測單元，其被連接至或可連接至該轉換器的該輸出或該第一電路分支。
48.如申請專利範圍第43項至第47項其中之一所述的電路裝置，包括一第三偵測單元，其被連接至或可連接至該轉換器的一輸入或該電路裝置的一輸入。
49.如申請專利範圍第43項至第48項其中之一所述的電路裝置，包括一第四偵測單元，其被連接至或可連接至該轉換器的一輸入或該電路裝置的一輸入。
50.如申請專利範圍第43項至第49項其中之一所述的電路裝置，包括一處理器，其中該處理器被耦合至該第一偵測單元的一輸出及被耦合至該轉換器的一控制輸入。
51.如申請專利範圍第43項至第50項其中之一所述的電路裝置，包括在一電腦與一鍵盤之間形成介面的一介面電路，尤其是根據USB標準或PS2標準。
52.如申請專利範圍第43項至第51項其中之一所述的電路裝置，包括多個輸入元件，其由該至少一光學元件示例。
53.如申請專利範圍第43項至第52項其中之一所述的電路裝置，包括另一控制單元，其在一範圍內確定該電路裝置的一特性曲線，該範圍包括該電路裝置的整體工作範圍的至少50％或至少75％，尤其是輸出電壓曲線的一工作週期。
54.如申請專利範圍第43項至第53項其中之一所述的電路裝置，包括另一控制單元，其以信號改變脈衝的頻率，其取決於在該轉換器的該輸出處的負載被用來控制該轉換器，較佳地是降低用於該轉換器的較高輸出功率的頻率。
55.如申請專利範圍第43項至第54項其中之一所述的電路裝置，包括另一單元，其執行用於該轉換器的較低輸出位準的一PFM。
56.如申請專利範圍第43項至第55項其中之一所述的電路裝置，其中該多個偵測單元的至少其中之一包括一類比數位轉換器或由一類比數位轉換器組成。
57.如申請專利範圍第43項至第56項其中之一所述的電路裝置，其中該控制單元包括一第一子單元，該第一子單元較佳地被耦合至該第一偵測單元，以及其中該第一子單元偵測該轉換器的一控制訊號的該工作週期與流經該至少一光學元件的一電流的相應電流值的數值對，或者該轉換器的該輸出電壓與流經該至少一光學元件的一電流的相應電流值的數值對。
58.如申請專利範圍第57項所述的電路裝置，其中該第一子單元包括一計算單元，該計算單元取決於該電流的一值來計算該轉換器的該工作週期或該輸出電壓。
59.如申請專利範圍第58項所述的電路裝置，其中該第一子單元包括至少一以下單元：
一內插單元，其找出行經該多個數值對的一曲線，以及
一疊代單元，其找出對該電流的該值是有效的一工作週期或一輸出電壓。
60.如申請專利範圍第57項至第59項其中之一所述的電路裝置，其中該第一子單元包括一變化單元，該變化單元取決於流經該至少一光學元件的該電流值的一偏差及一參考電流的一偏差來改變該轉換器的該工作週期或該輸出電壓。
61.如申請專利範圍第60項所述的電路裝置，其中該第一子單元包括至少一以下單元：
一第一斜率計算單元，其計算高於該參考電流的一電流處的一曲線的斜率，以及使用此斜率以計算該工作週期的一新值或該輸出電壓的一新值，及/或
一第二斜率計算單元，其計算在該參考電流處的一曲線的斜率，以及使用此斜率以計算該工作週期的一新值或該輸出電壓的一新值。
62.如申請專利範圍第43項至第61項其中之一所述的電路裝置，其中該控制單元包括一第二子單元，且較佳地為確定一最大電功率或電壓或電流的一單元。
63.如申請專利範圍第62項所述的電路裝置，其中該第二子單元較佳地被耦合至該第一偵測單元，以及其中該第二子單元偵測該轉換器的一控制訊號的該工作週期與流經該至少一光學元件的一電流的相應電流值的數值對，或者該轉換器的該輸出電壓與流經該至少一光學元件的一電流的相應電流值的數值對。
64.如申請專利範圍第62項或第63項所述的電路裝置，其中在偵測該數值對期間考量該最大值。
65.如申請專利範圍第62項至第64項其中之一所述的電路裝置，其中該第二子單元包括至少一以下單元：
一外插單元，其計算延伸到該最大值的一曲線，
一斜率計算單元，其計算在該最大值處的一曲線的斜率，及
一計算單元，該計算單元被耦合至該斜率計算單元以及計算比其他數值對更靠近該最大值的一工作週期或一輸出電壓。
66.如申請專利範圍第65項所述的電路裝置，其中該第二子單元包括一疊代單元，其被耦合至該第二子單元的該斜率計算單元及被耦合至該計算單元。
67.如申請專利範圍第66項所述的電路裝置，其中該疊代單元被耦合至該外插單元，以及其中該外插曲線在疊代期間被更新至少一次或數次。
68.如申請專利範圍第62項至第67項其中之一所述的電路裝置，其中該第二子單元包括一變化單元，該變化單元取決於流經該至少一光學元件的該電流值的一偏差及一參考電流的一偏差來改變該轉換器的該工作週期或該輸出電壓。
69.如申請專利範圍第68項所述的電路裝置，其中該第二子單元包括至少一以下單元：
一第一斜率計算單元，其計算高於該參考電流的一電流處的一曲線的斜率，以及使用此斜率以計算該工作週期的一新值或該輸出電壓的一新值，及
一第二斜率計算單元，其計算在該參考電流處的一曲線的斜率，以及使用此斜率以計算該工作週期的一新值或該輸出電壓的一新值。
70.如前述申請專利範圍第43項至第69項其中之一所述的電路裝置，包括確定一最大電功率或電壓或電流的一單元，
其中確定一最大值的該單元被耦合至至少一以下單元：
一偵測單元，其確定該電路裝置的該輸入電壓及/或該電壓轉換器的該輸入電壓，
以及一偵測單元，其確定該電路裝置的該輸入電流及/或該電壓轉換器的該輸入電流。
71.一種用於控制一光學元件的方法，包括：
藉由數位地控制一轉換器的該輸出電壓來控制流經至少一光學元件或流經用於至少一光學元件的一驅動器電路的電流，該轉換器是藉由脈寬調變來控制的。
72.如申請專利範圍第71項所述的方法，其中該至少一光學元件或驅動器的電壓對電流特性曲線或電流對電壓特性曲線是在包括至少50％或至少75％的該光學元件的整體工作範圍的一範圍內被確定。
73.如申請專利範圍第71項或第72項所述的方法，其中用以控制該轉換器的該脈寬訊號的頻率取決於該轉換器的該輸出處的負載而變化，較佳地為了該轉換器的較高輸出功率而下降。
74.如申請專利範圍第71項至第73項其中之一所述的方法，其中PFM被用於該轉換器的較低輸出位準。
75.如申請專利範圍第71項至第74項其中之一所述的方法，其中至少一個、至少二個、至少三個、至少四個或所有的以下電流或電壓被偵測：
該轉換器的一輸入電壓或包括該轉換器的一電路裝置的一輸入電壓，
該轉換器的一輸入電流或該電路裝置的一輸入電流，
該轉換器的一輸出電壓，
流經該至少一光學元件或該驅動器的一電流，
該轉換器的一輸出電流。
76.如申請專利範圍第71項至第75項其中之一所述的方法，使用如申請專利範圍第43項至第70項其中之一所述的電路裝置。
申請專利範圍 – 第三方面
77.一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸一第一組鍵碼的一第一報告識別符的一第一報告資料，
使用含有用於傳輸一第二組鍵碼的一第二報告識別符的一第二報告資料，其中該第二報告識別符具有不同於該第一報告識別符的一值。
78.如申請專利範圍第77項所述的方法，其中該第一報告資料滿足人性化介面裝置(HID)規格及/或其中該第二報告資料滿足HID規格。
79.如申請專利範圍第77項或第78項所述的方法，其中該第一報告資料的資料結構根據滿足HID規格的一報告描述符來定義，及/或其中該第二報告資料根據滿足HID規格的一報告描述符來定義，尤其是定義該第一報告資料的相同報告描述符。
80.如申請專利範圍第77項至第79項其中之一所述的方法，其中該報告描述符包括針對該第一報告資料的至少一或所有的以下資料域：
報告大小，
報告計數，
報告識別符，
輸入，
輸出，
及/或其中該報告描述符包括針對該第二報告資料的至少一或所有的以下資料域：
報告大小，
報告計數，
報告識別符，
輸入，
輸出。
81.如申請專利範圍第77項至第80項其中之一所述的方法，其中該多個鍵碼相應於相同輸入裝置的多個鍵，及/或其中每一鍵碼包括在2至8的範圍一位元數。
82.如申請專利範圍第77項至第81項其中之一所述的方法，其中該輸入裝置是一鍵盤或包括一鍵盤，
以及其中該鍵盤具有至少100個鍵開關。
83.如申請專利範圍第77至82項其中之一所述的方法，其中該多個鍵碼根據HID規格及/或根據一作業系統製造商的一「鍵盤掃描碼規格」來定義。
84.如申請專利範圍第77項至第83項其中之一所述的方法，其中該第一組的該多個鍵碼及/或該第二組的該多個鍵碼屬於多個鍵，該多個鍵在少於1秒或少於500毫秒的一時間期間內已被按下。
85.如申請專利範圍第77項至第84項其中之一所述的方法，其中該第一組的該多個鍵碼及/或該第二組的該多個鍵碼被儲存於一記憶體超過1分鐘。
86.申請專利範圍第77項至第85項其中之一所述的方法，其中該第一及/或第二組的至少一鍵碼並未被儲存於一巨集內，
以及其中該第一及/或第二組的至少一鍵碼被儲存於一巨集內。
87.如申請專利範圍第77項至第86項其中之一所述的方法，其中在該第一組內的鍵碼的數目是在1至6的範圍中。
88.如申請專利範圍第77項至第87項其中之一所述的方法，其中在該第二組內的鍵碼的數目是在1至6的範圍中。
89.如申請專利範圍第77項至第87項其中之一所述的方法，其中在該第二組內的鍵碼的數目是大於10或大於20或大於50。
90.一種鍵盤，包括一報告描述符儲存在其內的一記憶體，
該報告描述符定義：
一第一報告資料，含有用於傳輸一第一組鍵碼的一第一報告識別符，
一第二報告資料，含有用於傳輸一第二組鍵碼的一第二報告識別符，其中該第二報告識別符具有不同於該第一報告識別符的一值。
91.如申請專利範圍第90項所述的鍵盤，其中該鍵盤被用以執行如申請專利範圍第57至69項其中之一所述的方法。
92.一種用於傳輸多個鍵碼的方法，包括：
使用含有用於傳輸一第一組鍵碼的一第一端點識別符的一第一端點資料，
使用含有用於傳輸一第二組鍵碼的一第二端點識別符的一第二端點資料，其中該第二端點識別符具有不同於該第一端點識別符的一值，以及
其中在該第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
93.一種鍵盤，包括：一第一端點描述符及一第二端點描述符被包含於其內的一記憶體，
該第一端點描述符定義用於傳輸一第一組鍵碼的一第一端點識別符，
該第二端點描述符定義用於傳輸一第二組鍵碼的一第二端點識別符，其中該第二端點識別符具有不同於該第一端點識別符的一值，
更包括一控制單元，其控制在該第一組內一第一數目的鍵碼的傳輸，以及控制在該第二組內一第二數目的鍵碼的傳輸，
以及其中在該第二組內的鍵碼的數目是在7至20或7至500的範圍中。
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|---|---|---|---|---|
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| US11279496B2 (en) * | 2018-02-21 | 2022-03-22 | Sikorsky Aircraft Corporation | System for reliable landing gear contact with identification of the surface |
| CN108646299B (zh) * | 2018-03-30 | 2020-05-12 | 中国空间技术研究院 | 一种卫星矩阵接口负载端二极管测试电路 |
| US11286058B2 (en) * | 2018-12-18 | 2022-03-29 | Textron Innovations Inc. | Heliport docking system |
| WO2020147930A1 (en) | 2019-01-15 | 2020-07-23 | Heldeis Christoph | Optical output device, bus unit, bus control unit and methods |
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| US7151432B2 (en) * | 2001-09-19 | 2006-12-19 | Immersion Corporation | Circuit and method for a switch matrix and switch sensing |
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| US20080007529A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Tyco Electronics Corporation | Touch sensor |
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| US20110179372A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Bradford Allen Moore | Automatic Keyboard Layout Determination |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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