TW201928605A - 鍵盤控制系統及其電腦輸入系統 - Google Patents
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Abstract
一種鍵盤控制系統及其電腦輸入系統。鍵盤控制系統係用於電腦輸入系統所具有之鍵盤，鍵盤具有複數之按鍵。鍵盤控制系統包括複數之按鍵控制模組及主控制模組。每一按鍵控制模組係電性連接複數之按鍵，藉以根據任一按鍵之作動以產生按鍵控制訊號，其中每一按鍵控制模組所電性連接之按鍵皆不相同。主控制模組係電性連接複數之按鍵控制模組，用以執行該按鍵控制訊號。
Description
本發明係關於一種鍵盤控制系統及其電腦輸入系統，特別是一種可利用單一引腳對應單一按鍵的鍵盤控制系統及其電腦輸入系統。
隨著時代的進步，現代人利用鍵盤輸入文字或控制訊號已經很常見的行為。而為了產生多樣的控制訊號，先期技術中已經具有利用不同按鍵同時按壓來輸入組合鍵的技術，尤其是以用在遊戲的操控上，直接輸入組合鍵是不可或缺的技巧。
在此請參考圖1係先前技術之鍵盤控制系統之架構示意圖。
於先前技術中之鍵盤控制系統90來說，有種鍵盤的控制方式為將鍵盤按鍵排成矩陣形式，即如圖1之鍵盤矩陣91（Keyboard Matrix）。當按鍵觸發時，主控制模組94依照行（Clown）鍵盤控制器（Keyboard Controller）92與列（Row）鍵盤控制器93的資訊，來查詢鍵盤碼表格，藉此找出使用者壓下的按鍵資訊並輸出。不過這種矩陣的設計方式代表壓下就會形成通路，如果一次壓下太多鍵，就有可能造成訊號誤判，也就是鍵位衝突的現象發生。
為了防止鍵位衝突，於先前技術中的已經具有一些特殊設計的電路或控制方式。舉例來說，先前技術中的鍵盤矩陣91可以加上二極體串聯開關。其原理為當呈直角三角形的三按鍵同時按時，利用二極體來阻絕這三個按鍵的逆向回授電流而不與此三按鍵呈四角形的第四按鍵短路，則不會誤判第四按鍵有按壓。但此種方法每個按鍵都必須串接二極體。一般都是將二極體嵌入薄膜(membrane)上，常會發生嵌入不良的問題，或將二極體焊接在一大片的PCBA上，造成成本增加。
另外，於台灣專利號324829的專利「按鍵開關」中，揭示了將每一個按鍵都互相隔絕，每當有按鍵時，電路感應到微小的電流變化量，再經放大器（Amplifier）及閂（Latch）電路，來判別是否有按鍵。但由於感應到的電流變化量過於微小﹐假如放大電路不良（倍數過小或有雜訊），時常會有按鍵誤判的發生。且成本高昂之外，製造更是不易。
再者，於美國專利號US2010/0066567A1的專利「Resistive switch matrix」中，揭示了每一個按鍵都串接一顆電阻，一次掃描一列(Row)。此列如果有按鍵時，則會將此按鍵串接的電阻上接到電源，而其他沒被掃描的列，都會跟旁路電阻並聯成小電阻而下接到接地端。因而可以得到一個兩串聯電組分壓的數值，再將此數值用比較器電路來判斷是否有按鍵。但此技術必須在薄膜(membrane)作二次油墨印刷，一次為低阻抗油墨印刷，一次為高阻抗油墨印刷。所以更有兩不同油墨阻抗誤差的問題。造成良率不佳的問題
再者，為了防止鍵盤矩陣91裡的雜散電容的充放電時間, 會造成是否有按鍵的電壓判斷錯誤, 所以一般都會在每行按鍵控制器92掃描時增加約30微秒的延遲時間，或延遲更久。而以一般電競鍵盤的Row x Column約為8x16, 則主控制模組94浪費在此充放電時間最少約為30微秒乘以16，即480微秒。而一般電競鍵盤為了提升按鍵的反應時間，通常是每一毫秒對整個鍵盤矩陣91掃描過一次，這樣將造成主控制模組94浪費在充放電時間的延遲約48% (480微秒除以一毫秒)效率。
因此，有必要發明一種新的鍵盤控制系統及其電腦輸入系統，以解決先前技術的缺失。
本發明之主要目的係在提供一種鍵盤控制系統，其具有可利用單一引腳對應單一按鍵之效果其電腦輸入系統。
本發明之另一主要目的係在提供另一種具有上述鍵盤控制系統的電腦輸入系統。
為達成上述之目的，本發明之鍵盤控制系統係用於電腦輸入系統所具有之鍵盤，鍵盤具有複數之按鍵。鍵盤控制系統包括複數之按鍵控制模組及主控制模組。每一按鍵控制模組係電性連接複數之按鍵，藉以根據任一按鍵之作動以產生按鍵控制訊號，其中每一按鍵控制模組所電性連接之按鍵皆不相同。主控制模組係電性連接複數之按鍵控制模組，用以執行該按鍵控制訊號。
本發明之電腦輸入系統包括鍵盤及鍵盤控制系統。鍵盤具有複數之按鍵。鍵盤控制系統包括複數之按鍵控制模組及主控制模組。每一按鍵控制模組係電性連接複數之按鍵，藉以根據任一按鍵之作動以產生按鍵控制訊號，其中每一按鍵控制模組所電性連接之按鍵皆不相同。主控制模組係電性連接複數之按鍵控制模組，用以執行該按鍵控制訊號。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
以下請先參考圖2係本發明之電腦輸入系統之架構示意圖。
本發明之電腦輸入系統1可以適用於桌上型電腦或是筆記型電腦等主機以輸入控制命令，但本發明並不限於此。電腦輸入系統1包括鍵盤2及鍵盤控制系統10。鍵盤2上具有複數之按鍵，以供使用者按壓，例如圖3或圖4所示的按鍵2a~2p，但圖3或圖4僅為示例，本發明並不限制按鍵之數量。鍵盤控制系統10包括複數之按鍵控制模組20及主控制模組30。複數之按鍵控制模組20係電性連接到鍵盤2上的每一個按鍵，主控制模組30再與複數之按鍵控制模組20電性連接，以接收按鍵按壓後的按鍵控制訊號。最後按鍵控制訊號可用以控制電腦輸入系統1所電性連接的其他模組(圖未示)，由於此部分並非本發明的重點所在，故在此不再贅述。
在此請參考圖3係本發明之鍵盤控制系統之第一實施例之架構示意圖。
於本發明之第一實施例中，鍵盤控制系統10a可包括第一按鍵控制模組21、第二按鍵控制模組22、第三按鍵控制模組23及第四按鍵控制模組24，但本發明並不限於此數量。第一按鍵控制模組21的引腳係電性連接按鍵2a到按鍵2d，第二按鍵控制模組22的引腳係電性連接按鍵2e到按鍵2h，第三按鍵控制模組23的引腳係電性連接按鍵2i到按鍵2l，第四按鍵控制模組24的引腳係電性連接按鍵2m到按鍵2p，每個按鍵2a~2p皆再電性連接到接地端G。由此可知，第一按鍵控制模組21到第四按鍵控制模組24所電性連接的按鍵2a~2p皆不相同，每一個按鍵2a~2p都會獨立電性連接到其中一個按鍵控制模組的引腳。需注意的是，圖3之按鍵數量僅為舉例說明。且為了配合一般市售的鍵盤2，每一個按鍵控制模組可具有32隻引腳，以直接電性連接32個按鍵。如此一來，四個按鍵控制模組就可以對應到128個按鍵，符合一般鍵盤2的需求。
當任一個按鍵2a~2p被按壓時，其對應之按鍵控制模組21到24就會產生按鍵控制訊號。按鍵控制訊號就會再傳輸至主控制模組30，用以控制電腦輸入系統1所電性連接的其他模組。由於每一個按鍵2a~2p都會獨立電性連接到其中一個按鍵控制模組21到24，所以所產生的按鍵控制訊號是獨立的，不會有按鍵2a~2p沒有被按壓卻發出按鍵控制訊號的錯誤發生。如此一來，就可以避免發生鍵位衝突或鬼鍵的現象。且主控制模組30不須掃描整個鍵盤矩陣，不須如先前技術中所述的要等待所有行鍵盤控制器的充放電延遲時間，所以主控制模組30可以大幅地節省處理時間。
接著請參考圖4係本發明之鍵盤控制系統之第二實施例之架構示意圖。
本發明之第二實施例中，鍵盤控制系統10b之第一按鍵控制模組21、第二按鍵控制模組22、第三按鍵控制模組23及第四按鍵控制模組24皆先電性連接到主匯流排40，再經由主匯流排40電性連接到主控制模組30。換言之，本發明並不限制第一按鍵控制模組21、第二按鍵控制模組22、第三按鍵控制模組23及第四按鍵控制模組24電性連接到主控制模組30之路徑或方式，例如可以為利用通用非同步收發傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART）、序列周邊介面（Serial Peripheral Interface Bus，SPI）或內部整合電路 （Inter-Integrated Circuit，I²C）等技術。第一按鍵控制模組21、第二按鍵控制模組22、第三按鍵控制模組23及第四按鍵控制模組24之間也可以互相串聯或並聯連接。
需注意的是，電腦輸入系統1或鍵盤控制系統10具有的各模組可以為硬體裝置、軟體程式結合硬體裝置、韌體結合硬體裝置等方式架構而成，但本發明並不以上述的方式為限。此外，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。
由此可知，本發明之鍵盤控制系統10、10a、10b讓每一個按鍵2a~2p都會獨立電性連接到其中一個按鍵控制模組21到24，避免發生鍵位衝突或鬼鍵的現象。此外，也可以達到容易電路布局、節省成本、方便控制及提高效能等等的優點。
需注意的是，上述實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。只要不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。
先前技術
90‧‧‧鍵盤控制系統
91‧‧‧鍵盤矩陣
92‧‧‧行鍵盤控制器
93‧‧‧列鍵盤控制器
94‧‧‧主控制模組
本發明
1‧‧‧電腦輸入系統
10、10a、10b‧‧‧鍵盤控制系統
2‧‧‧鍵盤
2a~2p‧‧‧按鍵
20‧‧‧複數之按鍵控制模組
21‧‧‧第一按鍵控制模組
22‧‧‧第二按鍵控制模組
23‧‧‧第三按鍵控制模組
24‧‧‧第四按鍵控制模組
30‧‧‧主控制模組
40‧‧‧主匯流排
G‧‧‧接地端
圖1係先前技術之鍵盤控制系統之架構示意圖。 圖2係本發明之電腦輸入系統之架構示意圖。 圖3係本發明之鍵盤控制系統之第一實施例之架構示意圖。 圖4係本發明之鍵盤控制系統之第二實施例之架構示意圖。
Claims (8)
- 一種鍵盤控制系統，係用於一電腦輸入系統所具有之一鍵盤，該鍵盤具有複數之按鍵，該鍵盤控制系統包括： 複數之按鍵控制模組，每一按鍵控制模組係電性連接該複數之按鍵，藉以根據任一按鍵之作動以產生一按鍵控制訊號，其中每一按鍵控制模組所電性連接之按鍵皆不相同；以及 一主控制模組，係電性連接該複數之按鍵控制模組，用以執行該按鍵控制訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤控制系統，其中包括第一按鍵控制模組、第二按鍵控制模組、第三按鍵控制模組及第四按鍵控制模組，其中每一按鍵控制模組電性連接之按鍵皆不相同。
- 如申請專利範圍第2項所述之鍵盤控制系統，其中每一按鍵控制模組具有32隻引腳，以電性連接32個按鍵。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤控制系統，其中每一按鍵控制模組係經由一主匯流排以電性連接制該主控制模組。
- 一種電腦輸入系統，包括： 一鍵盤，該鍵盤具有複數之按鍵；以及 一鍵盤控制系統，包括： 複數之按鍵控制模組，每一按鍵控制模組係電性連接該複數之按鍵，藉以根據任一按鍵之作動以產生一按鍵控制訊號，其中每一按鍵控制模組所電性連接之按鍵皆不相同；以及 一主控制模組，係電性連接該複數之按鍵控制模組，用以執行該按鍵控制訊號
- 如申請專利範圍第5項所述之電腦輸入系統，其中包括第一按鍵控制模組、第二按鍵控制模組、第三按鍵控制模組及第四按鍵控制模組，其中每一按鍵控制模組電性連接之按鍵皆不相同。
- 如申請專利範圍第6項所述之電腦輸入系統，其中每一按鍵控制模組具有32隻引腳，以電性連接32個按鍵。
- 如申請專利範圍第5項所述之電腦輸入系統，其中每一按鍵控制模組係經由一主匯流排以電性連接制該主控制模組。
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