TWM449998U

TWM449998U - 可調速ｕｓｂ鍵盤

Info

Publication number: TWM449998U
Application number: TW101222606U
Authority: TW
Inventors: Shih-Chuan Chao
Original assignee: Duckychannel Internat Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-04-01
Also published as: US9176595B2; US20140139437A1; CN103838387A; CN103838387B

Description

可調速USB鍵盤

本發明係關於可供使用者直接從鍵盤端變更字元輸出參數之鍵盤。

在鍵盤的設計中，當使用者持續壓下一按鍵時，鍵盤會先送出一個字元，並在短暫停頓後連續送出相同的字元，直到使用者結束按壓為止。前述短暫停頓的時間即為「延遲時間」(repeat delay)，而前述送出相同字元的速度即為「重複速度」(repeat rate)。

延遲時間與重複速度此一設計之效果會因為鍵盤用途而異。當使用鍵盤進行文書處理時，若延遲時間過短，則使用者容易在無意之間輸出多餘的字元，造成打字上的困擾。然而，當使用鍵盤操控電腦遊戲時，若延遲時間過長、或重複速度過慢，都會限制了遊戲操控的敏捷性，在某些遊戲之中可能會因此落後對手一步而導致敗局。有鑑於此，理想的情況下，鍵盤的「延遲時間」以及「重複速度」應該可被調整。

在習知的鍵盤中，使用者多半只能從作業系統上變更前述「延遲時間」以及「重複速度」。以視窗作業系統(Windows)為例，使用者必須先開啟「控制台」、點選「鍵盤」選項進入控制視窗後，始得以對延遲時間及重複速度進行修改(舉例而言，延遲時間可調整為介於250毫秒與1 秒之間；而重複速度可調整為介於2字元/秒與30字元/秒之間)。透過作業系統變更設定的方式可同時適用於PS/2鍵盤及USB鍵盤上。

儘管如此，透過作業系統仍然不如直接透過鍵盤端變更設定來得簡便。由於USB鍵盤與PS/2鍵盤不同，USB鍵盤的延遲時間以及重複速度必須依據電腦端(處理器)主動詢問速度(polling rate)而定，所以USB鍵盤只能透過作業系統調整前述設定。基於此一原因，目前市面上能夠直接從鍵盤端變更設定的僅有PS/2鍵盤，尚無USB鍵盤。隨著PS/2裝置逐漸被淘汰而USB裝置逐漸成為主流，上述問題變得亟待解決。

為了解決前述問題，本創作提供一種新式的USB鍵盤，可供使用者直接在鍵盤端設定字元輸出的「延遲時間」與「重複速度」。該USB鍵盤包括：複數個按鍵，其中各按鍵在被壓下及被放開時分別產生一按壓訊號以及一釋放訊號；以及一控制模組，耦接於該等按鍵以及一電腦端之間，用以依據該等按鍵之一延遲時間及一重複速度中至少一者之設定值，將該按壓訊號之部分期間模擬成該釋放訊號以回應該電腦端所發出之一主動詢問(polling)訊號。

第1圖係依據本創作一實施例之USB鍵盤內部元件示意圖。本創作之USB鍵盤100包括由一鍵盤矩陣110以及一控制模組120，其中控制模組120係耦接於鍵盤矩陣110與一電腦端150之間。鍵盤矩陣110係由複數個按鍵所組成，其中各按鍵在被使用者壓下及放開時會分別產生不同的按鍵狀態。在本文中，此兩種按鍵狀態分別定義為「按壓訊號」210以及「釋放訊號」220，如第2圖所示。第2圖係按壓訊號210與釋放訊號220之示意圖，其中按壓訊號210係以低位準表示，而釋放訊號220則以高位準表示。然而，高、低位準之區別僅為方便說明，在其他實施例中不必以此為限。介於按壓訊號210及釋放訊號220之間的多個脈波係因按鍵的接點彈跳現象(contact bounce)所導致。由於接點彈跳現象並非本發明欲探討的範圍，故下文第3圖的按鍵狀態將忽略該現象。

第3A圖為先前技術一實例中主動詢問訊號、按鍵狀態以及字元輸出之時序圖。第3A圖中的按鍵狀態304，與第2圖相似，係由使用者壓下及釋放按鍵時所產生的按壓訊號310及釋放訊號320所組成，用以表示使用者在時間T0~T10期間皆持續壓下按鍵，直至時間T11時始放開該按鍵。在先前技術中，與USB鍵盤100連接的電腦端150會持續向鍵盤100發出主動詢問(polling)訊號302。每當電腦端150對鍵盤100發出一次主動詢問訊號(一個高態脈波)時，即相當於對鍵盤矩陣110上之按鍵狀態304進行一次查詢。一般來說，主動詢問之速度(頻率)高低係取決於電腦端之處理器的資源。在下文的實例中，主動詢問的頻率係設定為1000Hz，換言之，電腦端150每隔1ms即會偵測按鍵狀態304一次(舉例來說，時間T0與T1間隔1ms)。

必須注意到，主動詢問速度(polling rate)與字元輸出的重複速度(repeat rate)是不同的。在第3圖的實施例中，若作業系統將「延遲時間」予以忽略(設定為0)，並將重複速度設定為最高，則：當電腦端150查詢到之按鍵狀態304為低態(偵測到按壓訊號310)時，會判斷按鍵已被壓下，並送出該按鍵所代表之字元(在字元輸出訊號306上以低態表示字元輸出)；而當電腦端150查詢到之按鍵狀態304為高態(偵測到釋放訊號320)時，會判斷按鍵未被按下或已被放開，將不會送出該字元(在字元輸出訊號306上以高態表示字元未輸出)。如此一來，由於使用者在時間T0~T10之間持續壓下按鍵，因此該段期間字元輸出306的「重複速度」將大體等同於「主動詢問速度」，即1000字/秒。在其他例子中，使用者可透過作業系統將重複速度設定為主動詢問速度的特定倍數。然而，亦是基於此一機制之故，在USB介面的鍵盤中，字元輸出的「延遲時間」及「重複速度」僅能透過作業系統進行設定，無法直接透過鍵盤端變更。

第3B圖係本創作一實施例中主動詢問訊號、按鍵狀態以及字元輸出之時序圖。其中，第3B圖與第3A圖有著相同的主動詢問訊號302及按鍵狀態304。

為了可使USB鍵盤100具有設定及變更字元輸出之「延遲時間」及「重複速度」之功能，本創作之控制模組120會依據使用者在鍵盤端上的設定，模擬使用者實際按壓按鍵的效果。明確地說，控制模組120會依據「延遲時間」及「重複速度」之設定值，將該按壓訊號304之部分期間模擬成釋放訊號，並以模擬後的訊號回應該電腦端所發出之一主動詢問訊號302。

本創作之控制模組120包括一設定單元122、一模擬單元124以及一介面單元126。

本創作之介面單元122，用以接收電腦端150所發出之該主動詢問訊號302，並對電腦端150送出模擬後之按鍵狀態304’。其中，模擬後之按鍵狀態304’包括模擬後之按壓訊號310’及釋放訊號320’。

本創作之設定單元122可接受使用者在鍵盤100上對字元輸出之延遲時間及/或重複速度之設定值之變更。在一實施例中，本創作之鍵盤100可設有至少一專用鍵，當使用者按下該專用鍵時，即可啟動字元輸出設定程序。在另一實施例中，本創作之鍵盤100可不設有專用鍵，但使用者可透過按壓組合鍵(既有按鍵之特定組合)的方式啟動字元輸出設定程序。由於熟悉本技藝人士可採用多種方式啟動設定流程，故本文不再贅述其他實施例。值得注意的是，雖然本文中各實施例係以單一按鍵的按鍵狀態為例，然而，如此僅為方便說明，本發明透過鍵盤端調整字元輸出設定值之技術可應用在整個鍵盤上的全部或部分按鍵之上，不必以特定數目的按鍵為限。舉例來說，使用者可將本發明鍵盤之按鍵區分為「文字編輯區」以及「遊戲專用區」，並依照兩者的使用需求分別賦與不同的「延遲時間」及「重複速度」，藉以兼顧打字的流暢性以及遊戲操控的敏捷性，並且避免重複更改設定值的麻煩。

本創作之模擬單元124可依據前述設定模組所接收之設定值，模擬字元輸出之「延遲時間」及「重複速度」。

就模擬「延遲時間」而言，舉例來說，若使用者所設定的延遲時間為3ms，則模擬單元124可將時間T0之後、T3之前的主動詢問訊號(即時間T1及T2上的主動詢問訊號)所對應的低態按壓訊號304轉變成高態的釋放訊號(如模擬後之按鍵狀態304’所示)，藉以讓電腦端150誤以為使用者在該時間T0之後、T3之前並未持續按壓按鍵，達到模擬「延遲字元輸出」之效果。

就模擬「重複速度」而言，舉例來說，若使用者所設定的「延遲時間」如同前述實施例(3ms)，而設定的「重複速度」為主動詢問速度之兩倍(即，500字/秒；每字間隔2ms)，則模擬單元12可在延遲時間3ms之後(時間T3之後)，將特定時間T4、T6、T8、T10上之低態的按壓訊號轉換成高態的釋放訊號。如此一來，電腦端150即會誤以為使用者在延遲時間之後係以500字/秒的速度不斷重複地壓下並放開按鍵，藉以使得按壓訊號送出之速度等同於使用者所設定的重複速度。值得注意的是，雖然在第3B圖的實施例係以延遲時間3ms、重複速度500字/秒為例，然而，由於熟悉本技藝人士可自行推廣至其他的設定值，故本文不再對此贅述。

透過本創作之控制模組120的模擬機制，USB鍵盤100送出字元的「延遲時間」及「重複速度」皆可輕易在鍵盤端上獲得調整。由於前述機制是模擬使用者真實以手指按壓鍵盤時字元送出的效果，因此，從鍵盤端即可完全控制字元輸出，不受作業系統端上的設定所影響。

100‧‧‧USB鍵盤

110‧‧‧鍵盤矩陣

120‧‧‧控制模組

122‧‧‧設定單元

124‧‧‧模擬單元

126‧‧‧介面單元

150‧‧‧電腦端

210‧‧‧按壓訊號

220‧‧‧釋放訊號

T0~T11‧‧‧時間

302‧‧‧主動詢問訊號

304‧‧‧按鍵狀態

306‧‧‧字元輸出訊號

304’‧‧‧模擬的按鍵狀態

310’‧‧‧模擬的按壓訊號

320’‧‧‧模擬的釋放訊號

第1圖係依據本創作一實施例之USB鍵盤內部元件示意圖。

第2圖係按壓訊號與釋放訊號之示意圖。

第3A圖為先前技術一實例中主動詢問訊號、按鍵狀態以及字元輸出之時序圖。

第3B圖係本創作一實施例中主動詢問訊號、按鍵狀態以及字元輸出之時序圖。