TWI520167B - 低功率無線鍵盤 - Google Patents

Description

低功率無線鍵盤

本發明概略關於無線傳輸，更特定而言係關於一種低功率無線鍵盤。

在過去數年中，無線短距傳輸系統已經更常用於諸如遙控器或無線鍵盤之裝置中。舉例而言，遙控器或無線鍵盤通常包含一組鍵、一鍵矩陣、一控制器、一傳送器與一用於傳送紅外線(Infrared，「IR」)信號的發光二極體(Light emitting diode，「LED」)，或是一用於傳送射頻(Radio frequency，「RF」)信號的天線。例如，圖1為傳統的習用無線鍵盤10的方塊圖。請參照圖1，無線鍵盤10可以包括一組鍵(未示出)，一鍵矩陣11與一無線短距傳輸系統。該無線短距傳輸系統包括一控制器12、一石英振盪器13、一傳送器14(TX)、及一天線15。該控制器12耦合於該鍵矩陣11、該石英振盪器13與該傳送器14。石英振盪器13更耦合至該傳送器14，並且該傳送器14更耦合至該天線15。控制器12可包括一用於產生調變信號的一調變器12-1。在操作上，該控制器12可傳送信號至鍵矩陣11或接收來自該鍵矩陣11的信號。例如，控制器12配置成對於鍵矩陣11進行掃描，進而從中找出代表「一或多個鍵被按下」的信號，而分別傳送一啟動信號ACT1及一調變信號MOD至石英振盪器13以及傳送器14。因應於啟動信號ACT1，石英振盪器13可產生一具有所需要頻率之基準信號REF，並將基準信號REF回送至傳送器14。傳送器14可包括一相位鎖定迴路頻率合成器(Phase-lock loop，「PLL」frequency synthesizer)14-1及一功率放大器(Power amplifier，「PA」)14-2。傳送器14可基於接收自石英振盪器13的基準信號REF、另一個啟動信號ACT2、以及接收自控制器12的調變信號MOD而 產生一調變後的信號。該調變後的信號而後轉換為一RF信號並經由天線15傳送出去。

圖2為一時序圖，該時序圖說明了在說明控制器12自鍵矩陣11接收一代表「一個鍵被按壓」的信號之後，由石英振盪器13、相位鎖定迴路14-1、功率放大器14-2及傳送器14所產生的信號。首先，控制器12可啟動石英振盪器13以產生具有所需要的頻率的基準信號REF。一旦石英振盪器13已經穩定，控制器12可啟動相位鎖定迴路頻率合成器14-1與功率放大器14-2。例如，相位鎖定迴路頻率合成器14-1可以先被一啟動信號ACT2啟動，而基於基準信號REF所具有的頻率以產生一載波信號。一旦相位鎖定迴路頻率合成器14-1已經穩定，接收來自相位鎖定迴路頻率合成器14-1之該載波信號的功率放大器14-2可藉由來自控制器12的一調變信號MOD而「開啟」或「關閉」，而藉此產生一調變後的信號，並且轉換成一RF信號而經由天線15進行傳輸。

然而，具有類似於上述運作形式的無線短距傳輸系統的傳統鍵盤可能會消耗大量的功率。例如，假設資訊以每秒1千位元(Kilobit per second，「kbps」)傳送，而邏輯高位與邏輯低位的位元時間相同(即工作週期為50%)，並且邏輯高位與邏輯低位的電壓分別為2伏特(V)與0V，此外，驅動石英振盪器13、相位鎖定迴路頻率合成器14-1與功率放大器14-2的電流分別為50微安培(μA)、5毫安培(mA)與5毫安培。另外，對於無線短距傳輸來說，在具有很低的位元錯誤率(bit error rate)之假設下，並且，相較於該命令的時間長度來說，相位鎖定迴路頻率合成器鎖定期間的時間長度相對較短的情況下，在相位鎖定迴路頻率合成器鎖定期間內所消耗的電流可被忽略。因此，用於傳送一邏輯高位元(1)與一邏輯低位元(0)的平均電流將大致為8000μA(即(500μA+5mA+5mA)x 0.5+(500μA+5mA)x 0.5)。因此，該能源效率將大致為每位元16000奈焦耳(Nanojoule per bit，「nJ/bit」)(即8000μA x 2V/1kbps)。過去 已經提出許多節約能源的改善方式，其藉由設計不同的相位鎖定迴路頻率合成器以產生更具有能源效率之相位鎖定迴路頻率合成器(譬如，低功率相位鎖定迴路頻率合成器)。然而，將被傳送的信號正經由傳送器14而產生的整個時段期間內，相位鎖定迴路頻率合成器14-1是持續開啟的。換言之，在這種無線短距傳輸系統中的相位鎖定迴路頻率合成器14-1於產生邏輯「0」與「1」的期間內皆會消耗能源。因此，使用具有能源效率的相位鎖定迴路頻率合成器所節省的能源仍然是有限的。因此，需要提供一種無線短距傳輸系統，其中，當相位鎖定迴路頻率合成器仍然在運作時，藉由增加資料速率並降低相位鎖定迴路頻率合成器的操作時間，而能夠節省更多的能源。

此外，如前所述，無線短距傳輸系統常用於無線鍵盤。無線鍵盤一般包括兩種型式的鍵盤。第一種型式的每一鍵係關聯於其自身的功能。上述之第一種型式的鍵例如包括通常設置成QWERTY樣式的文字件、功能鍵(F1、F2，等等)、鎖定鍵、導航鍵(上、下，等等、及編輯鍵(刪除、輸入，等等)。第二種型式的鍵為修飾符鍵，其僅在與其它的鍵同時被按壓時才能發生作用。第二種型式的鍵例如包括Ctrl、Alt與Shift。例如，為了輸入「A」，使用者將先按壓「Shift」，然後按壓「a」。而如圖3所示，在傳統的無線鍵盤中，當按壓「Shift」時，鍵盤將傳送「Shift」的鍵碼，而當按壓「a」時，該鍵盤即傳送「A」的鍵碼。而在接收器端，例如電腦，通常在接收到「Shift」的鍵碼時，並不會執行關聯於該顯示器的任何動作，因為「Shift」本身為不具意義的命令。該接收器僅會在收到「A」的鍵碼時才會執行動作，例如，在顯示器上顯示字元「A」。換言之，由無線鍵盤傳送的「Shift」的鍵碼，其並不提供任何有意義的功能。因此，需要一種無線鍵盤，其藉由當僅有第二種型式的鍵(譬如「Shift」)被單獨按壓時省略資料的傳輸，進而節省能源。對於不太熟悉打字而需長時間地按壓「Shift」鍵的使用者而言，上述之節省能源的方式特別有效用。同時，對於較小的 裝置來說，例如掌上型裝置，因為在掌上型裝置之小型鍵盤上會更難找到正確的文字鍵，使用者按住「Shift」鍵的持續時間亦可能較長。因此，在小型裝置中節省能源的能力甚至更為顯著與重要。

此外，許多傳統鍵盤採用紅外線(IR)信號裝置來傳輸信號。單獨操作發光二極體(LED)光源的電流量(不包括操作該電路的電流)其範圍通常在40到100mA。另外，當使用用於信號傳輸的紅外線信號裝置時，因為IR信號裝置需要直視線(line-of-sight)操作，該無線鍵盤需要被置放於相對於該接收器之適當位置。因此需要提供一種具有環保無線短距傳輸系統的無線鍵盤，其能夠以較低的功率傳送信號，且不需要直視線操作。

本發明之範例可提供一種無線鍵盤，其包含複數鍵、一傳送器、一天線與一控制器。該等複數鍵包含一組第一種型式的鍵與一組第二種型式的鍵。該等第一種型式的鍵之每一者皆關聯於複數預定功能之一種。該控制器耦合於該等複數鍵與該傳送器。該控制器配置成自該等複數鍵接收一第一信號，該第一信號指示該等複數鍵中至少一者已經被選擇；基於該第一信號判定該等複數鍵中被選擇的至少一者是否為該等第一種型式的鍵之一；以及如果該等複數鍵中被選擇的至少一者為該等第一種型式的鍵之一時，即啟動該傳送器以經由該天線傳送一第二信號。該第二信號承載與該等複數鍵中被選擇的至少一者相關聯之該等複數預定功能中之一者的資訊。

本發明之其它目的、好處與創新特徵將可由以下本發明之詳細範例連同附屬圖式而得知。

現將詳細參照本發明附圖所示之範例。所有圖式盡可能以相同元件符號來代表相同或類似的部份。請注意該等圖式係以簡化形式繪成，並未依精確比例繪製。

圖4為根據本發明第一實施例之無線鍵盤20的方塊圖。請參照圖4，無線鍵盤20可包括一鍵矩陣21及連接於鍵矩陣21的一組鍵(未示出)、一控制器22、一傳送器24與一天線15，以傳送射頻(RF)信號。控制器22配置成對於鍵矩陣21進行掃描，進而從中找出代表「一或多個鍵正被按壓」的一或多個信號。如果代表「一或多個鍵正被按壓」的一或多個信號被控制器22所接收，控制器22可使得該無線鍵盤20產生與傳送調變後的信號。控制器22可包含一調變器22-1，而傳送器24可包含一相位鎖定迴路(PLL)24-1、一功率放大器(PA)24-2、一頻率選擇接腳24-3與一或多個調變接腳24-4。控制器22可為一微處理器或一微控制器。調變器22-1可包括一振幅鍵移(Amplitude shift keying，「ASK」)調變器與一開關鍵控(On-off keying，「OOK」)調變器。相位鎖定迴路頻率合成器24-1係一整數N型鎖相迴路，其可為一數位式相位鎖定迴路頻率合成器或一類比式相位鎖定迴路頻率合成器。

在根據本發明的一範例中，上述無線鍵盤20的組件之一控制器22、一傳送器24可被整合在一晶片中，且無線鍵盤20的組件之一控制器22、一傳送器24可為積體電路(Integrated circuit，「IC」)的形式。

控制器22耦合於石英振盪器13與傳送器24。當控制器22接收一觸發來啟動石英振盪器13或傳送調變後的信號時，控制器22可以利用一啟動信號ACT1來啟動石英振盪器13，使得石英振盪器13產生一基準信號REF，而該基準信號REF而後將經由頻率選擇接腳24-3被傳送至傳送器24。控制器22可配置成藉由自石英振盪器13接收一反饋信號(未示出)或具有一計數器(未示出)來計數一預定時段的方式來判定石英振 盪器13是否已經穩定。該預定的時段的時間大致為穩定石英振盪器13所需要的時間，而該時間可藉由可藉由實驗來決定。一旦控制器22已經判定石英振盪器13已穩定，控制器22可使得相位鎖定迴路頻率合成器24-1基於基準信號REF而產生一載波信號，並使得該傳送器根據以下參照圖5所述的方法來產生一調變後的信號。另外，因為控制器22為一數位電路，其需要一時脈信號來操作。在一範例中，控制器22可包含一內部振盪器(未示出)，用於產生該時脈信號。另外，控制器22可自外部石英振盪器13接收該時脈信號。再者，在一另一個實施例中，傳送器24可包含另一頻率選擇接腳(未示出)，以接收來自控制器22的一信號，並傳送所接收到的該信號至相位鎖定迴路頻率合成器24-1，藉以微調由相位鎖定迴路頻率合成器24-1所產生之載波信號的頻率。

圖5為說明在控制器22收到該觸發之後由圖4所示之石英振盪器13、相位鎖定迴路頻率合成器24-1、功率放大器24-2與傳送器24所產生的信號之時序圖。首先在時間點t1時，該控制器啟動石英振盪器13來產生基準信號REF，其被傳送至傳送器24的相位鎖定迴路頻率合成器24-1。一旦控制器22判定石英振盪器13已經穩定，控制器22可以經由調變接腳24-4傳送由調變器22-1產生的一第一調變信號MOD1至相位鎖定迴路頻率合成器24-1。相位鎖定迴路頻率合成器24-1由第一調變信號MOD1啟動，並可基於基準信號REF的頻率產生一載波信號。該載波信號而後被傳送至功率放大器24-2。如圖5所示，相位鎖定迴路頻率合成器24-1在時間點t2時被啟動，並在時間點t3時穩定。要穩定相位鎖定迴路頻率合成器24-1所需要的時間大致為100微秒(μs)。該時間可根據相位鎖定迴路頻率合成器的設計而改變。控制器22可藉由接收來自相位鎖定迴路頻率合成器24-1的一反饋信號(未示出)或具有一計數器(未示出)來計數相位鎖定迴路頻率合成器24-1之穩定所需要的一預定時段(例如100μs)來判定相位鎖定迴路頻率 合成器24-1是否已經穩定。一旦控制器22判定相位鎖定迴路頻率合成器24-1已經穩定，功率放大器24-2分別因應於例如一第二調變信號MOD2的上升緣與下降緣而被開啟及關閉，藉以基於該載波信號與第二調變信號MOD2產生一調變後的信號。因此如圖5所例示，該功率放大器輸出可具有與第二調變信號MOD2相同的波形。

在一範例中，相位鎖定迴路頻率合成器24-以及功率放大器24-21可藉由第二調變信號MOD2的下降邊緣所驅使進而關閉。在另一範例中，相位鎖定迴路頻率合成器24-1可在功率放大器24-2已被關閉之後被關閉。第一調變信號MOD1與第二調變信號MOD2可為頻率與振幅相同但相位不同的兩個信號。在根據本發明之一範例中，傳送器24可包含一相位延遲電路(未示出)，其接收一來自控制器22之單一調變信號，並產生第一調變信號MOD1與第二調變信號MOD2。例如，該相位延遲電路可包含用於造成該收到的調變信號之延遲的一緩衝器，藉此產生第二調變信號MOD2，其中該第二調變信號MOD2之相位不同於該收到的調變信號。在根據本發明之另一範例中，兩個調變信號MOD1與MOD2皆由調變器22-1產生，並經由不同的調變接腳24-4傳送至相位鎖定迴路頻率合成器24-1與功率放大器24-2。

相位鎖定迴路頻率合成器24-1可包括一電壓控制振盪器(Voltage-controlled oscillator，「VCO」)及一頻率除法器，其為相位鎖定迴路頻率合成器24-1中最耗電的組件。因此，可藉由將VCO關閉而關閉相位鎖定迴路頻率合成器24-1。一旦VCO被關閉，該頻率除法器亦將被關閉。因應於來自控制器22的第一調變信號，該VCO可以對於功率放大器24-2產生一載波信號。然後，該調變後的信號可轉換為一射頻信號，並經由耦合於傳送器24的天線15而傳送。

如圖4所示之本發明第一實施例的相位鎖定迴路頻率合成器24-1在該調變後的信號正被產生的整個時段期間並未持 續開啟(ON)，因此，根據本發明第一範例的無線短距傳輸系統20消耗非常少的能源，且比傳統無線鍵盤中的無線短距傳輸系統更具有能源效率。具體而言，可再次假設：以1kbps傳送資訊、邏輯高位與邏輯低位的位元時間相同(即工作週期為50%)、邏輯高位與邏輯低位的電壓分別為2V與0V、操作石英振盪器13、相位鎖定迴路頻率合成器24-1與功率放大器24-2的電流分別為500μA、5mA與5mA。另外，相位鎖定迴路頻率合成器鎖定時間通常大致上約為位元時間的1/10。因此，由於該相位鎖定迴路頻率合成器之鎖定時間相對於位元時間長度來說夠短而可被忽略，因此相位鎖定迴路頻率合成器鎖定時間期間所消耗的電流可被忽視。另外，當將由傳送器24所傳送之信號為邏輯低位時，最耗費能源的組件相位鎖定迴路頻率合成器24-1由調變信號MOD1/MOD2所關閉，同時，功率放大器24-2也被關閉。或者，在功率放大器24-2已被關閉之後而關閉相位鎖定迴路頻率合成器24-1。因此，用於傳送一「1」與一「0」位元的平均電流僅為5500μA，其比上述之傳統無線鍵盤10中的無線短距傳輸系統所操作之電流還要少2500μA。因此，本發明第一範例的能源效率大約為11000nJ/bit，其比上述之傳統無線鍵盤10中的無線短距傳輸系統的能源效率還要少5000nJ/bit。此外，本發明係使用RF信號來傳送該等調變後的信號，其與使用IR信號來傳送調變後的信號相較起來，更具有能源效率，且根據本發明之無線鍵盤不需要直視線來操作。因此，本技藝專業人士將能夠瞭解本發明第一範例相較於傳統短距無線傳輸系統來說，僅需要較少的能源來傳送資訊。

圖6為根據本發明第二實施例之無線鍵盤30的方塊圖。圖6所示的第二實施例類似於圖4所示的第一實施例，而不同之處在於，第二實施例的一傳送器34；該傳送器34包含一快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1，其不同於第一實施例的相位鎖定迴路頻率合成器24-1。快速鎖定相位鎖定迴路頻 率合成器34-1相較於相位鎖定迴路頻率合成器24-1來說具有顯著地較短鎖定時間，並可為一數位式快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器或一類比式快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器。快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1例如可為一整數N型鎖相迴路，其以額外組件整合以降低該鎖定時間。例如，已經提出在一整數N型鎖相迴路中加入一數位鑑頻器輔助的相位偵測器(Discriminator aided phase detector，「DAPD」)用於加速迴路達到穩定狀態。快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1的另一範例可為一分數N型鎖相迴路，其比該整數N型鎖相迴路具有更為複雜的結構，但其鎖定時間較短。當該鎖定時間較短時，該位元速率可能增加，因而藉此增加如下文並參照圖7所述之無線短距傳輸系統30的能源效率。該第二實施例的操作方法相同或類似於該第一實施例的操作方法。

圖7為說明在控制器22收到該觸發之後，由圖6所示之石英振盪器13、快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1、功率放大器24-2與傳送器34所產生的信號之時序圖。如圖7所示，快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1的鎖定時間大約為10μs，其比相位鎖定迴路頻率合成器24-1之鎖定時間要短10倍。因此，第二實施例之傳送器34的位元速率為10kbps，其比第一實施例之傳送器24的位元速率要高10倍。因此，根據本發明之第二實施例中，用於傳送一「1」與一「0」位元的平均電流雖然同樣為5500μA，但因為該位元速率由於較短的鎖定時間而增加了10倍，本發明第二實施例的能源效率大約為1100nJ/bit，其比第一實施例的能源效率多10倍。換言之，本發明第二實施例使用更少的能源來傳送資訊。

圖8為根據本發明第三實施例之無線鍵盤40的方塊圖。無線鍵盤40包含一鍵矩陣41及連接於鍵矩陣41的一組鍵(未示出)、一控制器42、一傳送器44與一天線15，以傳送射頻(RF)信號。控制器42配置成對於鍵矩陣41進行掃描，進而從中找出代表「一或多個鍵正被按壓」的一或多個信號。如果代 表「一或多個鍵正被按壓」的一或多個信號被控制器42所接收，控制器42可使得該無線鍵盤40以類似於或相同於根據第一與第二實施例的無線鍵盤20、30之方法來產生與傳送調變後的信號。

本發明第四實施例的傳送器44可以是相同於或類似於如圖1所示之傳送器14、如圖4所示之傳送器24或如圖6所示之傳送器34中之一者。第四實施例的操作方法相同於或類似於第三實施例的操作方法，除了第四實施例的控制器42配置成因應於接收自鍵矩陣41的選擇信號而啟動石英振盪器13與傳送器44。例如，第四矩陣例的控制器42可配置成用以判定：所收到的該等一或多個信號，其是否對應於第一或第二種型式的鍵其中的一或多個鍵，並藉此判定：是否要啟動石英振盪器13與傳送器44以傳送資訊。第一種型式的鍵其中的每一鍵皆關聯於其自身的功能。第一種型式的鍵例如包括通常設置成QWERTY樣式的文字鍵、功能鍵(F1、F2，等等)、鎖定鍵、導航鍵(上、下，等等)、及編輯鍵(刪除、輸入等等)。第二種型式的鍵為修飾符鍵，其僅在與其它鍵同時被按壓時能夠產生作用。第二種型式的鍵的範例包括Ctrl、Alt與Shift。

如果該等所接收到的信號對應於第一種形式的鍵之其中一個鍵，控制器42將以相同於或類似於第一及第二實施例的方式來觸發石英振盪器13與傳送器44。然而，如果該等所接收到的信號僅僅對應於第二種型式的鍵的其中一個鍵，控制器42將不會傳送任何信號來啟動石英振盪器13或傳送器44。相對地，控制器42所採用的方式是，將等待來自鍵矩陣41的後續信號。當控制器42等待後續信號時，控制器42可完全關閉本身的電源，或關閉其中某些組件。而在第四實施例的替代示例中，當代表一個鍵已經被按壓的信號由控制器42所接收時，石英振盪器13首先被啟動，並且在後續的運作過程中，傳送器44僅在所收到的該等一或多個信號被判定為對應於第一或第二種型式的鍵其中的一或多個鍵，時才得被啟動。

圖9為一方法流程圖，圖中顯示了：在數位控制器42自鍵矩陣41接收了代表一個或多個鍵正被按壓的一或多個信號之後，控制器42即可執行並判定是否必須要傳送出信號以啟動傳送器44。在步驟111中，控制器42掃描鍵矩陣41。在步驟112中，控制器42判定是否有兩個或更多的鍵正被按壓。如果兩個或更多的鍵正被按壓，控制器42進行到步驟113以判定是否存在對應於該等兩個或更多被按壓的鍵之組合的一鍵碼。例如，「Shift」與「a」的組合對應於鍵碼「A」，然而，「Alt」與「Shift」的組合則可能不會對應於任何的鍵碼。如果存在對應於該等兩個或更多被按壓的鍵之組合的一鍵碼，控制器42則進行啟動石英振盪器13與傳送器44，或當石英振盪器13已經被啟動時，則僅啟動傳送器44，並在步驟115中經由傳送器44傳送資料。控制器42可啟動石英振盪器13與傳送器44，並根據上述關於圖4到圖7所示之第一與第二範例的該等方法中的任何一種方法，而經由傳送器44傳送對應於該等兩個或更多被按壓的鍵之組合的該鍵碼。另一方面，如果在步驟113中控制器42判定不存在任何對應於該等兩個或更多被按壓的鍵之組合的鍵碼，則控制器42不會啟動傳送器44。

在步驟112中，如果控制器42判定僅有一個鍵正被按壓，則控制器42進行到步驟114，以判定該按壓的鍵是否為第一或第二種型式的鍵其中的一個鍵。如果該被按壓的鍵為第一種型式的鍵，則控制器42可進行到步驟115。否則，如果該被按壓的鍵為一第二種型式的鍵，則控制器42不會啟動傳送器44。最後，控制器42可維持於閒置狀態或是關閉本身電源，直到收到來自鍵矩陣41的另一個信號。

圖10為一信號之時序圖，其說明由控制器42所接收來自鍵矩陣41的該等信號以及由傳送器44所傳送的信號時序。如圖10所示，當為第二種型式的鍵其中之一的一「Shift」鍵被按壓時，不會有資料正在藉由傳送器44而傳送。然後，當 「Shift」鍵與「a」鍵同時被按壓，且判定該等兩個鍵的組合對應於「A」時，傳送器44送出「A」的鍵碼。在一範例中，當控制器42接收代表「一或多個鍵正被按壓」的信號時，控制器42可傳送第一啟動信號ACT1至石英振盪器13，藉以使得石英振盪器13產生一基準信號REF。然後，控制器42可掃描鍵矩陣41來判定哪些鍵正在被按壓。例如，如果來自鍵矩陣41之「Shift」鍵信號與「a」鍵信號同時由控制器42接收，在石英振盪器13已經穩定之後，控制器42即可傳送代表「A」的鍵碼之一調變信號至傳送器44。

無線鍵盤40的電路系統通常包含一印刷電路板(Printed circuit board，「PCB」)與一IC晶片。無線鍵盤40的製造通常包含以下步驟：於晶圓廠中在一晶圓上製造IC；測試該晶圓；封裝該IC；並將該IC焊接至PCB板上。該PCB板通常根據該PCB板的應用來設計。圖11說明用於製造根據本發明一範例的無線鍵盤40之程序。當正在設計IC時，具有第一數目個的接腳被指定為關聯於第一種型式的鍵，具有第二數目個的接腳被指定為關聯於第二種型式的鍵。然後，根據該IC之設計構思，而在晶圓廠中進行製造該IC。基於來自晶圓廠的接腳指定，顧客可在一印刷電路板(PCB)上的需要位置處設計具有鍵的一低功率鍵盤或鍵板。然後，該顧客的PCB即可依此製造。因此，根據上述方法所製造的無線鍵盤40中的控制器42將能夠判定自鍵矩陣41所收到的信號是否代表第一種型式的鍵或第二種型式的鍵，並根據上述關聯於圖9的方法而判定是否要經由傳送器44傳送信號。

根據本發明之無線鍵盤40可用以下兩種模式中至少一種操作：啟動模式，其為當使用者正在使用無線鍵盤40傳送資訊時；及待命模式，其為當使用者沒有正在使用無線鍵盤40時。當無線鍵盤40操作於啟動模式時，控制器42重複地執行圖9中所述之方法，直到已經經過了一預定期間的時間，在此期間內，控制器42並無接收到來自鍵矩陣41的任何信號。在 經過了該預定期間之後，無線鍵盤40切換到待機模式。當無線鍵盤40在待機模式時，在該無線鍵盤中所有該等組件的電源可被關閉。當其在待機模式時，控制器42接收來自鍵矩陣41的信號，而控制器42則切換到啟動模式並開始圖9所述之程序。

圖12為根據本發明第五實施例之無線鍵盤50的方塊圖。無線鍵盤50類似於根據本發明第四實施例的無線鍵盤40，而不同之處在於：無線鍵盤50更包含一記憶體46，其中已預先儲存了一些資訊，其係關於該等鍵相對於該記憶體之位址的對映資訊，以及指示每個鍵為第一種型式的鍵或第二種型式的鍵之資訊。控制器52配置成基於自鍵矩陣41所收到的該等一或多個信號及預先儲存在記憶體46中的資訊，以判定所收到的該等一或多個信號是否對應於第一種型式的鍵或第二種型式的鍵其中的一或多個鍵。

圖13為例示記憶體46的一範例以及儲存在記憶體46中的資訊與鍵盤50上該等鍵之間的關係之圖式。在鍵盤50上的每個鍵被映射到記憶體46中的一位址。在每個位址上的內容代表該位址所對應的鍵是否為第一種型式的鍵或第二種型式的鍵的其中一個鍵。例如，「0」可代表第一種型式的鍵，而「1」可代表第二種型式的鍵。

圖14說明用於製造根據本發明一範例之無線鍵盤50的程序。於設計階段時，由顧客或應用方式來決定在PCB板上每個鍵的位置，且PCB板即依上述所決定的位置而製造。由於在設計該PCB板的階段時根據每個鍵的種類而對於每個鍵所進行之繞線，其會由於該繞線的繁複與該繞線複雜的結構而變為複雜與受限；因此，當正在設計IC時，所有的鍵被設計成能夠傳送信號。並且，根據IC設計之構思，而在晶圓廠中進行製造該IC。關於每個鍵之位置與種類的資訊可在晶圓測試、IC封裝期間或是該IC被焊接到該PCB板上之後被記錄到記憶體46當中。藉由根據上述之程序製造該無線鍵盤，該鍵盤可 根據應用方式及顧客的需要而客製化。例如，掌上型裝置之鍵盤的配線可以不同於桌上型或膝上型電腦的配線。因此，在每個鍵盤上該等鍵的位置可以不同。藉由上述的程序，該IC可經由特別設計而使得所有的該等鍵能夠傳送信號。一旦已經決定該鍵盤之顧客或應用方式，該等第二種型式的鍵之非傳輸特性可藉由在晶圓測試、IC封裝期間或在該IC被焊接到該PCB板上之後將資訊記錄於該記憶體中來實現。因此，能夠提供具有不同尺寸而具能源效率的無線鍵盤。

在說明本發明之代表性範例時，本說明書已經提出操作本發明之該方法及/或程序做為一特定順序的步驟。但是，某種程度上該方法或程序並不會依賴此處所提出的特定順序的步驟，該方法或程序不應限於所述之該等特定的步驟順序。如本技藝專業人士將可瞭解，其它的步驟順序亦為可行。因此，在本說明書中所提出之特定順序的步驟不應被視為對於申請專利範圍之限制。此外，關於本發明之方法及/或程序之申請專利範圍不應限於在所提出順序中之步驟的效能，本技藝專業人士可立即瞭解該等順序可以改變，且仍維持在本發明之精神及範圍內。

熟習此項技藝者應即瞭解可對上述各項範例進行變化，而不致悖離其廣義之發明性概念。因此，應瞭解本發明並不限於本揭之特定範例，而係為涵蓋歸屬如後載各請求項所定義之本發明精神及範圍內的修飾。

10‧‧‧無線鍵盤

11‧‧‧鍵矩陣

12‧‧‧控制器

12-1‧‧‧調變器

13‧‧‧石英振盪器

14‧‧‧傳送器

14-1‧‧‧相位鎖定迴路頻率合成器

14-2‧‧‧功率放大器

15‧‧‧天線

20‧‧‧無線鍵盤

21‧‧‧鍵矩陣

22‧‧‧控制器

22-1‧‧‧調變器

24‧‧‧傳送器

24-1‧‧‧相位鎖定迴路

24-2‧‧‧功率放大器

24-3‧‧‧頻率選擇接腳

24-4‧‧‧調變接腳

30‧‧‧無線鍵盤

34‧‧‧傳送器

34-1‧‧‧快速鎖定相位鎖定迴路

40‧‧‧無線鍵盤

41‧‧‧鍵矩陣

42‧‧‧控制器

44‧‧‧傳送器

46‧‧‧記憶體

50‧‧‧無線鍵盤

52‧‧‧控制器

t1‧‧‧時間點

t2‧‧‧時間點

t3‧‧‧時間點

111-115‧‧‧步驟

當併同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳瞭解本發明較佳範例之前揭摘要以及上文詳細說明。為達本發明之說明目的，各圖式裏圖繪有現屬較佳之各範例。然應瞭解本發明並不限於所繪之精確排置方式及設備裝置。在各圖式中：圖1為一習用無線鍵盤10的方塊圖。

圖2為說明圖1之習用無線鍵盤中由石英振盪器13、相位鎖定迴路頻率合成器14-1、功率放大器14-2與傳送器14所產生的信號之時序圖。

圖3為說明圖1之習用無線鍵盤之無線短距傳輸系統所產生之信號的時序圖。

圖4為根據本發明第一範例之無線鍵盤20的方塊圖。

圖5為說明由圖4所示之石英振盪器13、相位鎖定迴路頻率合成器24-1、功率放大器24-2與傳送器24所產生的信號之時序圖。

圖6為根據本發明第二範例之無線鍵盤30的方塊圖。

圖7為說明由圖6所示之石英振盪器13、快速鎖定相位鎖定迴路頻率合成器34-1、功率放大器24-2與傳送器34所產生的信號之時序圖。

圖8為根據本發明第三與第四範例之無線鍵盤40的方塊圖。

圖9為如圖8所示之控制器42所執行用於判定傳送器44是否必須被啟動之方法的流程圖。

圖10為說明根據如圖8所示之本發明的第四範例中由控制器42自鍵矩陣41接收的該等信號與由傳送器44傳送的該信號之時序圖。

圖11說明用於製造如圖8所示之無線鍵盤的程序。

圖12為根據本發明第五範例之無線鍵盤50的方塊圖。

圖13為例示如圖12所示之記憶體46的一範例及儲存在記憶體46中的資訊與在該鍵盤上的該等鍵之間的關係之示意圖。

圖14為說明用於製造如圖12所示之無線鍵盤的程序。

41‧‧‧鍵矩陣

13‧‧‧石英振盪器

15‧‧‧天線

24-3‧‧‧頻率選擇接腳

24-4‧‧‧調變接腳

40‧‧‧無線鍵盤

42‧‧‧控制器

44‧‧‧傳送器

Claims (10)

1. 一種無線鍵盤，其包含：複數鍵，其中該等複數鍵包含一組第一種鍵與一組第二種鍵，該等第一種鍵之每一者關聯於複數預定功能之一者；一傳送器；一天線；以及一控制器，其耦合於該等複數鍵與該傳送器，其中該控制器配置成：自該等複數鍵接收一第一信號，該第一信號指示該等複數鍵中至少一者已經被選擇，基於該第一信號判定該等複數鍵中被選擇的至少一者是否為該等第一種鍵之一者，以及如果該等複數鍵中被選擇的至少一者為該等第一種鍵之一時，即啟動該傳送器以經由該天線傳送一第二信號，其中該第二信號承載與該等複數鍵中被選擇的至少一者相關聯的該等複數預定功能之一者的資訊。
2. 如申請專利範圍第1項之無線鍵盤，其中該控制器更配置成：判定該等複數鍵之被選擇的至少一者是否包含兩個或更多的鍵，以及如果該等複數鍵之被選擇的至少一者包含兩個或更多的鍵，該控制器更配置成判定該等兩個或更多的鍵之組合是否對應於該等複數預定功能之一，且如果該等兩個或更多的鍵之組合對應於該等複數預定功能之一時，啟動該傳送器以經由該天線傳送一第三信號，其中該第三信號承載與該等兩個或更多鍵之該組合相關聯的該等複數預定功能之一者的資訊。
3. 如申請專利範圍第2項之無線鍵盤，其中該等第二種鍵之每一者僅在當該等第二種鍵之每一者 與該等複數鍵之至少另一者被該控制器接收時才關聯於該等複數預定功能之一。
4. 如申請專利範圍第3項之無線鍵盤，其中該組第一種鍵包括字母、數字、符號、標點符號鍵、輸入(Enter)、退位(Backspace)、跳欄(Tab)與大寫鎖定(Caps Lock)鍵中至少一者，而該組第二種鍵包括控制(Ctrl)、移位(Shift)與轉換(alt)鍵中至少一者。
5. 如申請專利範圍第1項之無線鍵盤，更包含：一記憶體，其耦合至該控制器，其中該記憶體配置成儲存預定資訊，該預定資訊指示該等複數鍵之每一者做為該等第一種鍵之一或該等第二種鍵之一，且其中該記憶體包含複數記憶體位置，每個記憶體位置由一記憶體位址所辨識，該記憶體配置成儲存預定映射資訊，該預定映射資訊關聯於該等複數鍵與該等複數記憶體位置，該等複數記憶體位置之每一者儲存指示該相對應的鍵做為該第一種鍵或該第二種鍵之一旗標，以及該控制器基於該預定資訊判定該等複數鍵中被選擇的至少一者是否為該等第一種鍵之一者。
6. 如申請專利範圍第1項之無線鍵盤，更包含：一第一振盪器；以及其中該傳送器更包含：一相位鎖定迴路頻率合成器，用於接收來自該第一振盪器的一基準信號與來自該控制器的一第一調變信號，其中該相位鎖定迴路頻率合成器配置成由該第一調變信號所開啟以基於該基準信號而產生一載波信號；以及一功率放大器，用於接收來自該相位鎖定迴路頻率合成器的該載波信號與一第二調變信號，其中該功率放大器配置成由該第二調變信號所開啟與關閉，而藉以基於該載波信號來產生該第二信號，其中該功率放大器在該相位鎖定迴路頻率合成器穩定之後被開啟，且該相位鎖定迴路頻 率合成器隨著該功率放大器關閉，或在該功率放大器已經被關閉之後關閉。
7. 如申請專利範圍第6項之無線鍵盤，其中該傳送器更包含一頻率選擇接腳與至少一調變接腳；該相位鎖定迴路頻率合成器經由該頻率選擇接腳自該第一振盪器接收該基準頻率信號，並經由該至少一調變接腳自該控制器接收該第一調變信號；該功率放大器經由該至少一調變接腳自該控制器接收該第二調變信號；以及該控制器包含一振幅鍵移(ASK)與一開關鍵控(OOK)調變器之一者，用於產生該第一調變信號與該第二調變信號，其中該第一調變信號與該第二調變信號之頻率與振幅相同，但相位不同。
8. 如申請專利範圍第7項之無線鍵盤，其中該控制器配置成：傳送一第三信號至該第一振盪器以啟動該第一振盪器；傳送該第一調變信號至該至少一調變接腳，以在下列狀況之一時啟動該相位鎖定迴路頻率合成器：(i)當該控制器自該第一振盪器接收代表指示該第一振盪器已經穩定的一第一反饋信號時，以及(ii)在一第一預定時段之後，該第一預定時段為穩定該第一振盪器的時間；以及在下列狀況之一時傳送該第二調變信號至該功率放大器：(i)當該控制器自該相位鎖定迴路頻率合成器接收代表示該相位鎖定迴路已經穩定的一第二反饋信號時，以及(ii)在一第二預定時段之後，該第二預定時段為穩定該相位鎖定迴路頻率合成器的時間。
9. 如申請專利範圍第7項之無線鍵盤，更包含一鍵矩陣，其中 該控制器配置成接收指示該無線鍵盤的至少一鍵正在經由該鍵矩陣自該等複數鍵被按壓的該第一信號。
10. 如申請專利範圍第6項之無線鍵盤，其中該控制器包括一微處理器與一微控制器之一者；該相位鎖定迴路頻率合成器包括一數位式相位鎖定迴路頻率合成器、一類比式相位鎖定迴路頻率合成器、一數位式快速鎖定相位鎖定迴路(PLL)與一類比式快速鎖定相位鎖定迴路(PLL)中之一者，其中該相位鎖定迴路頻率合成器更包含一第二振盪器，且該相位鎖定迴路頻率合成器藉由開啟或關閉該第二振盪器而被開啟或關閉；以及該調變後的信號轉換成一射頻信號而傳送。