專利名稱：以多維電極定義按鍵的輸入裝置及其編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種輸入裝置，特別是指利用多維電極定義按鍵的輸入裝置及其編碼方法。
背景技術(shù)：
目前具有按鍵的輸入裝置，例如一般個人計算機(jī)的鍵盤，使用的編碼方式是以二維電極定義按鍵。以一般個人計算機(jī)的鍵盤編碼器集成電路(keyboard encoder IC)而言，都是使用40只引腳(pin)的包裝(package)，這是因為一般8×16＝128個按鍵的個人計算機(jī)鍵盤中，需要24只引腳(pin)，再加上2條電源線(power lines)、二個振蕩器引腳(oscillator pins)、3個發(fā)光二極管(LED)以及時鐘脈沖信號線與數(shù)據(jù)信號線(CLK&DATA line)，總共需要33只引腳來完成上述功能。
傳統(tǒng)鍵盤按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖是如圖1(a)所示，當(dāng)按鍵11被按下時，第一電極12與第二電極13電連接，其接觸方式的實施例是如圖1(b)的所示，下層薄膜上的X軸電極121與上層薄膜上的Y軸電極131交錯形成一個二維矩陣(matrix)，而每一個(X坐標(biāo)，Y坐標(biāo))代表了一按鍵(如圖1(c)所示)，當(dāng)按鍵被按下使得X軸電極121與Y軸電極131電連接時，鍵盤檢測到該按鍵的(X坐標(biāo)，Y坐標(biāo))，進(jìn)而知道哪一個按鍵被按下。
檢測被按下按鍵的掃描方法是如圖1(d)所示的流程圖。鍵盤編碼器對每一個Y軸輸出端輸出低電位信號，而檢測被拉成高電位的X軸輸入端是否發(fā)生變化，因此在某一個按鍵被按下時，某一個(X坐標(biāo)，Y坐標(biāo))的X軸輸入端將由高電位變成低電位，進(jìn)而檢測出被按下的按鍵。
除了檢測被按下的按鍵，幻像鍵(phantom key)的處理是另一個重要的課題，為避免此類情況發(fā)生，將可能使用到的復(fù)合鍵(例如Ctrl或shift鍵)做一妥善的位置安排，可有效解決此一問題。
然而，如何減少制作成本而不影響性能表現(xiàn)是所有制造業(yè)者亟欲突破的難題。對于計算機(jī)鍵盤編碼IC而言，減少其封裝引腳將有助于降低制作成本，提高產(chǎn)品競爭力。因此，本發(fā)明提出另一種按鍵的編碼方式，有助于各類具有按鍵的輸入裝置的制作成本能夠再降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提出一種以多維電極定義輸入裝置按鍵的編碼方法，其以多于二維的電極定義按鍵，能夠節(jié)省輸入裝置的編碼IC的引腳，有效地降低成本。
本發(fā)明的另一目的是提出一種以多維電極定義按鍵的輸入裝置。
本發(fā)明的又一目的是提出一種按鍵掃描方法，其中按鍵是以多維電極定義。以三維電極為例，其檢測被按下按鍵的方法包含下列步驟(a)對第二維的電極中的第一電極輸入一信號，記錄下相對應(yīng)第一維的電極的所有電極與第三維的電極的所有電極所輸出的數(shù)據(jù)；(b)對第三維的電極中的第一電極輸入一信號，記錄下相對應(yīng)第一維的電極的所有電極與第二維的電極的所有電極所輸出的數(shù)據(jù)；(c)重復(fù)步驟(b)以依序?qū)Φ谌S的電極中的其余電極輸入一信號，并記錄下相對應(yīng)第一維的電極的所有電極與第二維的電極的所有電極所輸出的數(shù)據(jù)；(d)重復(fù)步驟(a)以依序?qū)Φ诙S的電極中的其余電極輸入一信號，并記錄下相對應(yīng)第一維的電極的所有電極與第三維的電極的所有電極所輸出的數(shù)據(jù)；以及(e)對所記錄下的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷而測知被按下的按鍵是什么按鍵。
上述的特點及本發(fā)明的其他特征將結(jié)合附圖詳細(xì)說明而變得更為明顯。
圖1(a)是傳統(tǒng)鍵盤按鍵的電路構(gòu)造示意圖。
圖1(b)是傳統(tǒng)鍵盤按鍵電極接觸方式的實施例示意圖。
圖1(c)是傳統(tǒng)二維鍵盤矩陣的坐標(biāo)示意圖。
圖1(d)是傳統(tǒng)二維鍵盤掃描方法流程圖。
圖2(a)是本發(fā)明第一較佳實施例所披露的三維鍵盤按鍵的電路構(gòu)造示意圖。
圖2(b)是本發(fā)明第一較佳實施例所披露的三維鍵盤按鍵的電極接觸方式的實施例示意圖。
圖2(c)是本發(fā)明第一較佳實施例所披露的三維鍵盤矩陣的坐標(biāo)示意圖。
圖2(d)是本發(fā)明第一較佳實施例所披露的三維鍵盤掃描方法流程圖。
圖3(a)是本發(fā)明第二較佳實施例所披露的四維鍵盤按鍵的電路構(gòu)造示意圖。
圖3(b)是本發(fā)明第二較佳實施例所披露的四維鍵盤按鍵電極接觸方式的實施例示意圖。
圖3(c)是本發(fā)明第二較佳實施例所披露的四維鍵盤掃描方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的特點在于輸入裝置的按鍵是以多維電極組成的多維坐標(biāo)來定義，在一按鍵被按下時，對應(yīng)此按鍵的電極電連接，因而其坐標(biāo)能夠被檢測出來而找出被按下的按鍵。
以下即以計算機(jī)鍵盤為例說明本發(fā)明的特點。
圖2(a)示出了本發(fā)明第一較佳實施例，其概要地披露一三維鍵盤按鍵的電路構(gòu)造，當(dāng)按鍵21被按下時，第一電極22、第二電極23與第三電極24電連接，這些電極的接觸方式的實施狀態(tài)之一可以是如圖2(b)所示，下層薄膜上的X軸(第一維)電極221與上層薄膜上的Y軸(第二維)電極231、Z軸(第三維)電極241交錯形成一個三維矩陣，而每一個(X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，Z坐標(biāo))代表一按鍵，例如圖2(C)示出了一三維矩陣定義鍵盤按鍵的對照表，換言之，知道按鍵的坐標(biāo)即知道按鍵是什么按鍵。
為避免可能使用到的復(fù)合鍵(即與其他按鍵一起使用的按鍵，例如Ctrl或Shift鍵)的相對位置形成幻像鍵，可以將常用的復(fù)合鍵獨立成一軸，例如圖2(C)倒數(shù)第一行所示的Y4軸，這種作法并且具有一可以使鍵盤的布局(layout)較為方便的優(yōu)點。
檢測被按下按鍵的掃描方法如圖2(d)所示，先進(jìn)入掃描Y軸(第二維)電極的循環(huán)，當(dāng)鍵盤編碼器依序?qū)γ恳粋€Y軸輸出端輸出低電位信號時，依序檢測原本被拉成高電位的X軸與Z軸輸入端是否由高電位變化成低電位并予以儲存，然后檢查是否產(chǎn)生幻像鍵的狀態(tài)，若產(chǎn)生則回傳一錯誤訊息，若無則進(jìn)入掃描Z軸(第三維)電極的循環(huán)，亦依序檢測原本被拉成高電位的X軸與Y軸是否由高電位變化成低電位的狀態(tài)予以儲存并與先前所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，判斷被按下的按鍵，隨后同樣檢查是否產(chǎn)生幻像鍵的狀態(tài)，若產(chǎn)生則回傳一錯誤訊息，若無則將所得數(shù)據(jù)碼存入輸入緩沖器(input buffer)中繼續(xù)上述循環(huán)的掃描，直至掃描完畢。
由圖2(c)所示的三維矩陣示意圖可知，本實施例的鍵盤編碼器只需4+4+8＝16支信號引腳(4×4×8＝128key)便可完成，共可節(jié)省8支引腳，再加上2條電源線(power lines)、二個振蕩器引腳(oscillatorpins)、3個發(fā)光二極管(LED)以及時鐘脈沖信號線與數(shù)據(jù)信號線(CLK&DATA line)后，本實施例的鍵盤編碼器也只需25支引腳便可完成，較已知技術(shù)中使用二維電極的編碼器減少8支引腳，因此制作成本可有效地降低。
在其他實施例里，還可根據(jù)本發(fā)明延伸至以更多維數(shù)電極定義按鍵。例如圖3(a)，為本發(fā)明第二實施例，其披露一四維鍵盤按鍵的電路構(gòu)造示意圖，當(dāng)按鍵31被按下時，第一電極32、第二電極33、第三電極34與第四電極35電連接，這些電極的接觸方式可以是如圖3(b)所示，即下層薄膜上的W軸(第一維)電極321、X軸(第二維)電極331與上層薄膜上的Y軸(第三維)電極341、Z軸(第四維)電極351交錯形成一個四維矩陣，而每一個(W坐標(biāo)，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，Z坐標(biāo))代表了一按鍵。而檢測被按下的按鍵的掃描方法是如圖4(c)所示。先進(jìn)入掃描W軸(第一維)電極的循環(huán)，當(dāng)鍵盤編碼器先對某一個W軸輸出端輸出低電位信號時，依序檢測原本被拉成高電位的X軸、Y軸與Z軸輸入端是否由高電位變化成低電位并予以儲存，然后檢查是否產(chǎn)生幻像鍵(phantomkey)的狀態(tài)，若產(chǎn)生則回傳一錯誤訊息，若無則進(jìn)入掃描Y軸(第三維)電極的循環(huán)，依序檢測原本被拉成高電位的X軸與Z軸是否由高電位變化成低電位的狀態(tài)并予以儲存。隨后同樣檢查是否產(chǎn)生幻像鍵(phantomkey)的狀態(tài)，若是則回傳一錯誤訊息，若否則進(jìn)入掃描Z軸(第四維)電極的循環(huán)，依序檢測原本被拉成高電位的X軸與Y軸是否由高電位變化成低電位的狀態(tài)予以儲存并與先前所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷，進(jìn)而找出被按下的按鍵，隨后同樣檢查是否產(chǎn)生幻像鍵(phantom key)的狀態(tài)，若產(chǎn)生則回傳一錯誤訊息，若無則將所得數(shù)據(jù)碼存入輸入緩沖器(inputbuffer)中繼續(xù)上述循環(huán)的掃描，直至掃描完畢。
上述第二實施例的鍵盤編碼器其信號引腳可縮減至4+4+4+2＝14支引腳(4×4×4×2＝128key)便可完成，較一般的二維掃描鍵盤編碼器可節(jié)省10支引腳，再加上2條電源線(power lines)、二個振蕩器引腳(oscillator pins)、3個發(fā)光二極管(LED)以及時鐘脈沖信號線與數(shù)據(jù)信號線(CLK&DATA line)后，第二實施例的鍵盤編碼器總共也只需23支引腳便可完成，的確能夠達(dá)到降低成本的目的。
以上所述是以計算機(jī)鍵盤為例說明本發(fā)明的特點，根據(jù)本發(fā)明的精神尚可應(yīng)用至移動電話的按鍵或者其他按鍵式的輸入裝置。上述的較佳實施例是為闡明的目的而說明的，并非用于限定本發(fā)明，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的。因此，凡未脫離本發(fā)明精神的任何形式的修改，均在以下的權(quán)利要求及其均等的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，其包括多個按鍵；以及N維電極，其中N為大于2的整數(shù)，該多個按鍵的每一按鍵對應(yīng)每一維電極中的一電極，當(dāng)該多個按鍵之一被按下，其相對應(yīng)的N個電極形成電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中該多個按鍵的復(fù)合鍵所對應(yīng)的電極被獨立出來。
3.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中該輸入裝置為計算機(jī)鍵盤。
4.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中該輸入裝置為移動電話的按鍵輸入裝置。
5.一種輸入裝置的按鍵編碼方法，該輸入裝置具有多個按鍵，該方法包括下列步驟提供N維電極，其中N大于2；利用該N維電極中決定多個坐標(biāo)點，每一坐標(biāo)點包含N個維度；以及根據(jù)該多個坐標(biāo)點分別定義該多個按鍵。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中包括將該多個按鍵中的復(fù)合鍵獨立出來。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該輸入裝置為計算機(jī)鍵盤。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該輸入裝置為移動電話的按鍵輸入裝置。
9.一種輸入裝置的按鍵掃描方法，該輸入裝置具有多個按鍵，該多個按鍵的每一按鍵是以N維電極定義，其中N為大于2的整數(shù)，該多個按鍵的每一按鍵對應(yīng)每一維電極中的一電極，當(dāng)一按鍵被按下，其相對應(yīng)的N個電極形成電連接，掃描被按下按鍵的方法包括下列步驟輸入信號至該N維電極的一維電極中的一電極，并記錄其他電極的輸出；重復(fù)上述步驟；以及根據(jù)上述步驟的記錄結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中還包括檢查是否產(chǎn)生幻像鍵，若檢查結(jié)果為是，則回傳一錯誤訊息。
11.一種輸入裝置的按鍵掃描方法，該輸入裝置具有多個按鍵，該多個按鍵的每一按鍵是以第一維電極，第二維電極以及第三維電極定義，該多個按鍵的每一按鍵對應(yīng)每一維電極中的一電極，當(dāng)一按鍵被按下，其相對應(yīng)的3個電極形成電連接，掃描被按下按鍵的方法包括下列步驟(a)輸入一信號至該第二維電極的第一電極，并記錄該第一維電極與該第三維的電極的所有電極的輸出；(b)輸入一信號至該第三維電極的第一電極，并記錄該第一維電極與該第二維的電極的所有電極的輸出；(c)重復(fù)步驟(b)以依序?qū)υ摰谌S電極的其余電極輸入信號，并記錄該第一維電極與該第二維電極的所有電極的輸出；(d)重復(fù)步驟(a)以依序?qū)υ摰诙S電極的其余電極輸入信號，并記錄該第一維電極與該第三維電極的所有電極的輸出；以及(e)根據(jù)上述步驟所記錄下的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷而測知被按下的按鍵。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中還包括檢查是否產(chǎn)生幻像鍵，若檢查結(jié)果為是，則回傳一錯誤訊息。
13.一種輸入裝置的按鍵掃描方法，該輸入裝置具有多個按鍵，該多個按鍵的每一按鍵是以第一維電極，第二維電極，第三維電極以及第四維定義，該多個按鍵的每一按鍵對應(yīng)每一維電極中的一電極，當(dāng)一按鍵被按下，其相對應(yīng)的4個電極形成電連接，掃描被按下按鍵的方法包括下列步驟(a)輸入一信號至該第一維電極的第一電極，并記錄該第二維電極、該第三維電極與該第四維電極的所有電極的輸出；(b)輸入一信號至該第三維電極的第一電極，并記錄該第二維電極、該第四維電極的所有電極的輸出；(c)輸入一信號至該第四維電極的第一電極，并記錄該第二維電極與該第三維電極的所有電極的輸出；(d)重復(fù)步驟(c)以依序?qū)υ摰谒木S電極的其余電極輸入一信號，并記錄該第二維電極與該第三維電極的所有電極的輸出；(e)重復(fù)步驟(b)以依序?qū)υ摰谌S電極的其余電極輸入一信號，并記錄該第二維電極與該第四維電極的所有電極的輸出；(f)重復(fù)步驟(a)以依序?qū)υ摰谝痪S電極的其余電極輸入一信號，并記錄該第二維電極、該第三維電極與該第四維電極的輸出；以及(g)根據(jù)上述步驟所記錄的所有輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷而測知被按下的按鍵是什么按鍵。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中還包括檢查是否產(chǎn)生幻像鍵，若檢查結(jié)果為是，則回傳一錯誤訊息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以多維電極定義按鍵的輸入裝置及其編碼方法，其中是以N維電極定義輸入裝置的每個按鍵，N為大于2的整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的掃描按鍵的方法是逐一掃描每一維電極并且記錄其位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，進(jìn)而找出被按下的按鍵。利用本發(fā)明能夠減少輸入裝置的編碼集成電路的封裝引腳，有助于降低成本，提高產(chǎn)品競爭力。
文檔編號G06F3/023GK1410867SQ01140958
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者邱延誠, 吳進(jìn)男 申請人:義隆電子股份有限公司