键盘装置的制作方法

文档序号:16976489发布日期:2019-02-26 19:03阅读:163来源:国知局
键盘装置的制作方法

本发明涉及一种键盘装置,尤其涉及一种可避免发生鬼键现象及具有低制造成本的键盘装置。



背景技术:

为了避免使用过多的接线而致使键盘本身的制造成本增加以及造成实际组装的不便,现有的键盘装置多采用按键矩阵(keymatrix)的方式进行设计。对于采用按键矩阵进行设计的键盘装置来说,基于按键矩阵本身物理特性的关系,便容易发生鬼键(ghostkey)现象,其中,中国台湾专利公告号i485991详细说明了鬼键发生的主要原因。而为了要避免鬼键情况的发生,一般的解决方法例如是增加按键矩阵的规模,或者是以二极管将每个按键加以区隔。然而,如此的作法也将大幅地提高键盘装置的制造成本。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种键盘装置,不仅可避免发生鬼键现象,还具有低制造成本的优点。

本发明的键盘装置包括按键模块以及检测电路。按键模块包括多个按键、多条扫描线以及多条回报线,其中此些扫描线与此些回报线彼此交会并分别耦接到此些按键。检测电路耦接此些回报线,用以检测流经此些回报线的每一者的电流,并根据电流的大小以指示出此些按键中的每一者的开关是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,上述的检测电路包括选择电路以及电流至电压转换器。选择电路耦接此些回报线。电流至电压转换器耦接在选择电路与第一电压端之间。选择电路受控于多个选择信号而导通电流至电压转换器与此些回报线的一选择回报线之间的电流路径,致使电流至电压转换器检测上述选择回报线的电流以作为检测电流。电流至电压转换器将上述检测电流转换为检测电压,并据以指示出耦接在上述选择回报线的此些按键中的每一者的开关是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,上述的选择电路包括多个回报开关。此些回报开关的每一者的第一端耦接此些多条回报线的其中一者。此些回报开关的每一者的第二端耦接此些电流至电压转换器。此些回报开关的每一者的控制端接收所述多个选择信号的其中一者。

在本发明的一实施例中,上述的第一电压端为接地电压端。电流至电压转换器包括电阻以及放大电路。电阻耦接在此些回报开关的每一者的第二端与接地电压端之间,且反应于检测电流而于电阻的两端产生电压差。放大电路耦接电阻的两端以接收电压差,且对电压差进行放大以产生检测电压。

在本发明的一实施例中,上述的第一电压端为电源电压端。电流至电压转换器包括电阻以及放大电路。电阻耦接此些回报开关的每一者的第二端与电源电压端之间,且反应于检测电流而于电阻的两端产生电压差。放大电路耦接电阻的两端以接收电压差,且对电压差进行放大以产生检测电压。

在本发明的一实施例中,上述的检测电路包括多个电流至电压转换器。此些电流至电压转换器的每一者耦接在此些回报线的其中一对应者与第一电压端之间,用以检测此对应的回报线的电流以作为检测电流,且将此检测电流转换为检测电压以指示出对应的回报线的此些按键中的每一者的开关是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,上述的第一电压端为接地电压端。此些电流至电压转换器的每一者包括电阻以及放大电路。电阻耦接此些回报线的其中一者与接地电压端之间,且反应于检测电流而于所述电阻的两端产生电压差。放大电路耦接电阻的两端以接收电压差,且对电压差进行放大以产生检测电压。

在本发明的一实施例中,上述的第一电压端为电源电压端。此些电流至电压转换器的每一者包括电阻以及放大电路。电阻耦接此些回报线的其中一者与电源电压端之间,且反应于检测电流而于电阻的两端产生电压差。放大电路耦接电阻的两端以接收电压差,且对电压差进行放大以产生检测电压。

在本发明的一实施例中,上述的检测电路将此些电流转换为多个检测电压。键盘装置还包括处理电路。处理电路耦接检测电路以接收此些检测电压,并根据此些检测电压来判断此些按键中的每一者是否被按压。

在本发明的一实施例中,上述的处理电路还耦接此些扫描线,用以依序地启动此些扫描线中的其中一者,并根据此些检测电压来判断所启动的扫描线上的各按键是否被按压。基于上述,在本发明实施例所提出的键盘装置中,检测电路可检测流经按键模块的各回报线的电流,并根据所检测到的各回报线的电流大小,正确地指示出按键模块的各按键中的开关是处于导通状态或不导通状态,故可避免鬼键情况的发生。除此之外,本发明实施例的检测电路采用电流至电压转换器来检测各回报线的电流大小,以判断各按键是否被按压。因此,相较于一般解决鬼键现象的方法,例如是增加按键矩阵的规模或者是以二极管将每个按键加以区隔,本发明实施例所提出的检测电路可有效降低键盘装置的制造成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所示的键盘装置的示意图。

图2a为图1的键盘装置于一特定情况下的等效电路示意图。

图2b为图1的键盘装置于另一特定情况下的等效电路示意图。

图2c为图1的键盘装置于又一特定情况下的等效电路示意图。

图3是依照本发明另一实施例所示的键盘装置的示意图。

图4是依照本发明又一实施例所示的键盘装置的示意图。

图5a为图4的键盘装置于一特定情况下的等效电路示意图。

图5b为图4的键盘装置于另一特定情况下的等效电路示意图。

图5c为图4的键盘装置于又一特定情况下的等效电路示意图。

图6是依照本发明又一实施例所示的键盘装置的示意图。

符号说明:

100、300、400、600:键盘装置;

120:按键模块;

121~129:按键;

140:处理电路;

160、360、460、660:检测电路;

162、462:选择电路;

1621、1622、1623、4621、4622、4623:回报开关;

164、361、362、363、464、661、662、663:电流至电压转换器;

1642、3612、3622、3632、4642、6612、6622、6632:放大电路;

dri、dri1、dri2、dri3:检测电流;

drv、drv1、drv2、drv3:检测电压;

gnd:接地电压端;

gs1、gs2、gs3:选择信号;

r164、rs、r361、r362、r363、r464、r661、r662、r663:电阻;

rl1、rl2、rl3:回报线;

sl1、sl2、sl3:扫描线;

sw:开关;

vdd:电源电压端;

v164、v361、v362、v363、v464、v661、v662、v663:电压差。

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例,在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

以下请参照图1,图1是依照本发明一实施例所示的键盘装置100的示意图。键盘装置100可包括按键模块120、检测电路160以及处理电路140,但本发明不限于此。按键模块120可包括(m乘以n)个按键、n条扫描线以及m条回报线,其中m可为大于或是等于2的正整数,而n也可为大于或是等于2的正整数。但为了方便说明,于本实施例中假设m、n皆为3,而m、n为其他数值的示范性实施例可依据以下说明而类推之。因此,图1所示的按键模块120示出了九个按键121~129、三条扫描线sl1~sl3以及三条回报线rl1~rl3。扫描线sl1~sl3与回报线rl1~rl3彼此交会且分别耦接按键121~129,以形成如图1所示的棋盘型结构。

在本发明的一实施例中,键盘装置100可为薄膜键盘(membranekeyboard)装置,而按键121~129可为薄膜按键,但本发明并不以此为限。

按键121、按键124及按键127的第一端耦接至扫描线sl1。按键121、按键124及按键127的第二端分别耦接至回报线rl1、回报线rl2及回报线rl3。按键122、按键125及按键128的第一端耦接至扫描线sl2。按键122、按键125及按键128的第二端分别耦接至回报线rl1、回报线rl2及回报线rl3。此外,按键123、按键126及按键129的第一端耦接至扫描线sl3。按键123、按键126及按键129的第二端分别耦接至回报线rl1、回报线rl2及回报线rl3。

在图1所示的实施例中,按键121~129中的每一键可包括电阻rs以及开关sw,其中电阻rs与开关sw串接。每一个按键(例如按键121)中的开关sw可反应于此按键(按键121)被按压而被导通,且每一个按键(例如按键121)中的开关sw可反应于此按键(按键121)未被按压而不导通。

处理电路140耦接扫描线sl1~sl3。处理电路140用以依序地启动扫描线sl1~sl3的其中一者。检测电路160耦接回报线rl1~rl3及处理电路140。检测电路160用以检测各回报线rl1~rl3的电流,并根据所检测到的各回报线rl1~rl3的电流的大小,指示出按键121~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

更进一步来说,在图1所示的实施例中,检测电路160可包括选择电路162以及电流至电压转换器164。选择电路162耦接回报线rl1~rl3。电流至电压转换器164耦接在选择电路162与第一电压端之间,其中此第一电压端可例如是接地电压端gnd,但本发明不限于此。选择电路162可受控于选择信号gs1~gs3(由处理电路140所产生)而于回报线rl1~rl3中择一以作为一选择回报线(例如回报线rl1),并导通电流至电压转换器164与选择回报线(回报线rl1)之间的电流路径,致使电流至电压转换器164检测流经此选择回报线(回报线rl1)的电流以作为检测电流dri。此外,电流至电压转换器164可将检测电流dri转换为检测电压drv,并据以指示出耦接在上述选择回报线(回报线rl1)的各按键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,选择电路162可包括回报开关1621~1623,其中回报开关1621~1623可采用n型金氧半场效晶体管来实现,但本发明不限于此。回报开关1621的第一端耦接回报线rl1,回报开关1621的第二端耦接电流至电压转换器164,且回报开关1621的控制端接收选择信号gs1。回报开关1622的第一端耦接回报线rl2,回报开关1622的第二端耦接电流至电压转换器164,且回报开关1622的控制端接收选择信号gs2。回报开关1623的第一端耦接回报线rl3,回报开关1623的第二端耦接电流至电压转换器164,且回报开关1623的控制端接收选择信号gs3。在本发明的其他实施例中,选择电路162也可采用多工器(multiplexer)或解多工器(de-multiplexer)来实现。

在本发明的一实施例中,电流至电压转换器164可包括电阻r164以及放大电路1642。电阻r164耦接在回报开关1621~1623的每一者的第二端与接地电压端gnd之间,且可反应于检测电流dri而于电阻r164的两端产生电压差v164。特别是,电阻r164的阻值极小于各按键121~129中的电阻rs的阻值。放大电路1642耦接电阻r164的两端以接收电压差v164,且对电压差v164进行放大以产生检测电压drv。

在本发明的一实施例中,处理电路140可以是硬件、固件或是储存在存储器而由微处理器或是数字信号处理器所载入执行的软件或机器可执行的程序码。若是采用硬件来实现,则处理电路140可以是由单一整合电路芯片所达成,也可以由多个电路芯片所完成,但本发明并不以此为限。上述多个电路芯片或单一整合电路芯片可采用特殊功能集成电路(asic)或可程序化逻辑闸阵列(fpga)来实现。而上述存储器可以是例如随机存取存储器、唯读存储器或是快闪存储器等等。

以下将针对键盘装置100的运作进行说明。为了便于说明,于以下实施例中,假设逻辑高准位为5伏特,逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位)为0伏特,各按键121~129中电阻rs的阻值为4.7千欧姆(kω),电阻r164的阻值为33欧姆(ω),且放大电路1642的放大倍率为150倍,但本发明并不以此为限。

当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关1621并关断回报开关1622及回报开关1623时,检测电路160可检测流经回报线rl1的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl1的按键121~123中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

举例来说,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如0伏特)或高阻抗(highimpedance)电位。如此一来,若按键121被按压而致使按键121的开关sw被导通,则扫描线sl1、按键121的电阻rs及开关sw、回报线rl1、回报开关1621、电阻r164与接地电压端gnd将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键121未被按压而致使按键121的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl1被启动时,检测电路160可根据检测电流dri的大小来指示出按键121的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路160转换后的检测电压drv来判断按键121是否被按压。举例来说,若检测电压drv大于第一参考电压,处理电路140可判断按键121有被按压;相对地,若检测电压drv小于第二参考电压,处理电路140可判断按键121未被按压,其中第二参考电压小于或等于第一参考电压。

类似地,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如0伏特)或高阻抗电位。如此一来,若按键122被按压而致使按键122的开关sw被导通,则扫描线sl2、按键122的电阻rs及开关sw、回报线rl1、回报开关1621、电阻r164与接地电压端gnd将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键122未被按压而致使按键122的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl2被启动时,检测电路160可根据检测电流dri的大小来指示出按键122的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路160转换后的检测电压drv来判断按键122是否被按压。

类似地,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑低准位(例如0伏特)或高阻抗电位。如此一来,若按键123被按压而致使按键123的开关sw被导通,则扫描线sl3、按键123的电阻rs及开关sw、回报线rl1、回报开关1621、电阻r164与接地电压端gnd将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键123未被按压而致使按键123的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl3被启动时,检测电路160可根据检测电流dri的大小来指示出按键123的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路160转换后的检测电压drv来判断按键123是否被按压。

另一方面,当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关1622并关断回报开关1621及回报开关1623时,检测电路160可检测流经回报线rl2的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl2的按键124~126中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路160转换后的检测电压drv来判断按键124~126中的每一者是否被按压,其运作细节可依据上述的相关说明而类推得知,故不再赘述。

同样地,当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关1623并关断回报开关1621及回报开关1622时,检测电路160可检测流经回报线rl3的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl3的按键127~129中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路160转换后的检测电压drv来判断按键127~129中的每一者是否被按压,其运作细节可依据上述的相关说明而类推得知,故不再赘述。

以下请合并参照图2a、图2b及图2c,图2a为图1的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图1的回报开关1621被导通且回报开关1622、1623被关断时的等效电路示意图;图2b为图1的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图1的回报开关1622被导通且回报开关1621、1623被关断时的等效电路示意图;图2c为图1的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图1的回报开关1623被导通且回报开关1621、1622被关断时的等效电路示意图。

于图2a中,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。由于电阻r164的阻值极小于按键122的电阻rs的阻值,因此自扫描线sl1流经按键121的电阻rs与开关sw以及回报线rl1的电流将几乎等于流入电阻r164的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键121有被按压。

于图2a中,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。由于电阻r164的阻值极小于按键121的电阻rs的阻值,因此自扫描线sl2流经按键122的电阻rs与开关sw以及回报线rl1的电流将几乎等于流入电阻r164的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键122有被按压。

于图2a中,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键123的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键123未被按压。

于图2b中,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。于此情况下,自扫描线sl1流经按键124的电阻rs与开关sw以及回报线rl2的电流将等于流入电阻r164的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键124有被按压。

于图2b中,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键125的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键125未被按压。

于图2b中,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑高准位(例如5伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑低准位(例如接地电压端gnd的电位,为0伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键126的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器164所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键126未被按压。

依此类推,于图2c中,当扫描线sl1、sl2及sl3依序被启动时,处理电路140可依序得知按键127、128及129未被按压。

一般来说,当按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,基于按键矩阵本身物理特性的关系,导致按键125容易发生鬼键现象。然而,通过本发明图1的检测电路160,可让处理电路140正确地判断出按键121~129中的每一键是否被按压,故可避免鬼键情况的发生。除此之外,本发明图1的键盘装置100中的多条回报线rl1~rl3仅需采用一个电流至电压转换器164进行电流检测,即可让处理电路140依序地判断出按键121~129中的每一键是否有被按压,故可降低键盘装置100的制造成本。

类似地,当按键121~128被按压且按键129未被按压的情况下,通过本发明图1的检测电路160,可让处理电路140正确地判断出按键121~129中的每一键是否被按压,故可避免鬼键情况的发生。关于检测电路160及处理电路140于按键121~128被按压且按键129未被按压的情况下的详细运作,可依据上述图2a~图2c的相关说明而类推得知,在此不再赘述。

以下请参照图3,图3是依照本发明另一实施例所示的键盘装置300的示意图。键盘装置300可包括按键模块120、检测电路360以及处理电路140,但本发明不限于此。图3的按键模块120及处理电路140的实施方式分别类似于图1的按键模块120及处理电路140,故可参酌上述的相关说明,在此不再赘述。

检测电路360耦接回报线rl1~rl3及处理电路140。检测电路360用以检测流经各回报线rl1~rl3的电流,并根据所检测到的各回报线rl1~rl3的电流的大小,指示出按键121~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

更进一步来说,在图3所示的实施例中,检测电路360可包括电流至电压转换器361~363。电流至电压转换器361耦接在回报线rl1与第一电压端之间,电流至电压转换器362耦接在回报线rl2与第一电压端之间,且电流至电压转换器363耦接在回报线rl3与第一电压端之间,其中第一电压端可例如是接地电压端gnd,但本发明不限于此。

电流至电压转换器361用以检测回报线rl1的电流以取得检测电流dri1,且将检测电流dri1转换为检测电压drv1,以指示出耦接在回报线rl1的按键121~123中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。电流至电压转换器362用以检测回报线rl2的电流以取得检测电流dri2,且将检测电流dri2转换为检测电压drv2,以指示出耦接在回报线rl2的按键124~126中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。类似地,电流至电压转换器363用以检测回报线rl3的电流以取得检测电流dri3,且将检测电流dri3转换为检测电压drv3,以指示出耦接在回报线rl3的按键127~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,电流至电压转换器361可包括电阻r361以及放大电路3612。电阻r361耦接回报线rl1与接地电压端gnd之间,且反应于检测电流dri1而于电阻r361的两端产生电压差v361。放大电路3612耦接电阻r361的两端以接收电压差v361,且对电压差v361进行放大以产生检测电压drv1。电流至电压转换器362可包括电阻r362以及放大电路3622。电阻r362耦接回报线rl2与接地电压端gnd之间,且反应于检测电流dri2而于电阻r362的两端产生电压差v362。放大电路3622耦接电阻r362的两端以接收电压差v362,且对电压差v362进行放大以产生检测电压drv2。类似地,电流至电压转换器363可包括电阻r363以及放大电路3632。电阻r363耦接回报线rl3与接地电压端gnd之间,且反应于检测电流dri3而于电阻r363的两端产生电压差v363。放大电路3632耦接电阻r363的两端以接收电压差v363,且对电压差v363进行放大以产生检测电压drv3。

键盘装置300的运作类似于图1的键盘装置100的运作,两者的差异仅在于:图1的检测电路160一次只能检测回报线rl1~rl3中的其中一条回报线的电流(基于三条回报线rl1~rl3共用一个电流至电压转换器164),而图3的检测电路360可同时检测各回报线rl1~rl3的电流(基于回报线rl1~rl3的电流分别由对应的电流至电压转换器361~363来检测),因此图3键盘装置300的按键检测速度为图1的键盘装置100的按键检测速度的三倍。关于图3的键盘装置300的运作细节,可参酌上述图1、图2a~图2c的相关说明而类推得知,在此不再赘述。

以下请参照图4,图4是依照本发明又一实施例所示的键盘装置400的示意图。键盘装置400可包括按键模块120、检测电路460以及处理电路140,但本发明不限于此。图4的按键模块120及处理电路140的实施方式分别类似于图1的按键模块120及处理电路140,故可参酌上述的相关说明,在此不再赘述。

检测电路460耦接回报线rl1~rl3及处理电路140。检测电路460用以检测流经各回报线rl1~rl3的电流,并根据所检测到的各回报线rl1~rl3的电流的大小,指示出按键121~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

更进一步来说,在图4所示的实施例中,检测电路460可包括选择电路462以及电流至电压转换器464。选择电路462耦接回报线rl1~rl3。电流至电压转换器464耦接在选择电路462与第一电压端之间,其中此第一电压端可例如是电源电压端vdd,但本发明不限于此。选择电路462可受控于选择信号gs1~gs3(由处理电路140所产生)而于回报线rl1~rl3中择一以作为一选择回报线(例如回报线rl1),并导通电流至电压转换器464与选择回报线(回报线rl1)之间的电流路径,致使电流至电压转换器464检测流经此选择回报线(回报线rl1)的电流以作为检测电流dri。此外,电流至电压转换器464可将检测电流dri转换为检测电压drv,并据以指示出耦接在上述选择回报线(回报线rl1)的各按键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,选择电路462可包括回报开关4621~4623,其中回报开关4621~4623可采用p型金氧半场效晶体管来实现,但本发明不限于此。回报开关4621的第一端耦接回报线rl1,回报开关4621的第二端耦接电流至电压转换器464,且回报开关4621的控制端接收选择信号gs1。回报开关4622的第一端耦接回报线rl2,回报开关4622的第二端耦接电流至电压转换器464,且回报开关4622的控制端接收选择信号gs2。回报开关4623的第一端耦接回报线rl3,回报开关4623的第二端耦接电流至电压转换器464,且回报开关4623的控制端接收选择信号gs3。在本发明的其他实施例中,选择电路462也可采用多工器(multiplexer)或解多工器(de-multiplexer)来实现。

在本发明的一实施例中,电流至电压转换器464可包括电阻r464以及放大电路4642。电阻r464耦接在回报开关4621~4623的每一者的第二端与电源电压端vdd之间,且可反应于检测电流dri而于电阻r464的两端产生电压差v464。特别是,电阻r464的阻值极小于各按键121~129中的电阻rs的阻值。放大电路4642耦接电阻r464的两端以接收电压差v464,且对电压差v464进行放大以产生检测电压drv。

以下将针对键盘装置400的运作进行说明。为了便于说明,于以下实施例中,假设逻辑高准位以及电源电压端vdd的电位为5伏特,逻辑低准位为0伏特,各按键121~129中电阻rs的阻值为4.7千欧姆(kω),电阻r464的阻值为33欧姆(ω),且放大电路4642的放大倍率为150倍,但本发明并不以此为限。

当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关4621并关断回报开关4622及回报开关4623时,检测电路460可检测流经回报线rl1的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl1的按键121~123中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

举例来说,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如5伏特)或高阻抗电位。如此一来,若按键121被按压而致使按键121的开关sw被导通,则电源电压端vdd、电阻r464、回报开关4621、回报线rl1、按键121的电阻rs及开关sw以及扫描线sl1将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键121未被按压而致使按键121的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl1被启动时,检测电路460可根据检测电流dri的大小来指示出按键121的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路460转换后的检测电压drv来判断按键121是否被按压。举例来说,若检测电压drv大于第一参考电压,处理电路140可判断按键121有被按压;相对地,若检测电压drv小于第二参考电压,处理电路140可判断按键121未被按压,其中第二参考电压小于或等于第一参考电压。

类似地,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如5伏特)或高阻抗电位。如此一来,若按键122被按压而致使按键122的开关sw被导通,则电源电压端vdd、电阻r464、回报开关4621、回报线rl1、按键122的电阻rs及开关sw以及扫描线sl2将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键122未被按压而致使按键122的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl2被启动时,检测电路460可根据检测电流dri的大小来指示出按键122的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路460转换后的检测电压drv来判断按键122是否被按压。

类似地,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑高准位(例如5伏特)或高阻抗电位。如此一来,若按键123被按压而致使按键123的开关sw被导通,则电源电压端vdd、电阻r464、回报开关4621、回报线rl1、按键123的电阻rs及开关sw以及扫描线sl3将形成一封闭回路而有电流产生,此时回报线rl1的电流(即检测电流dri)约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v)。相对地,若按键123未被按压而致使按键123的开关sw未被导通,则检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。因此,当扫描线sl3被启动时,检测电路460可根据检测电流dri的大小来指示出按键123的开关是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路460转换后的检测电压drv来判断按键123是否被按压。

另一方面,当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关4622并关断回报开关4621及回报开关4623时,检测电路460可检测流经回报线rl2的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl2的按键124~126中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路460转换后的检测电压drv来判断按键124~126中的每一者是否被按压,其运作细节可依据上述的相关说明而类推得知,故不再赘述。

同样地,当处理电路140产生选择信号gs1~gs3以导通回报开关4623并关断回报开关4621及回报开关4622时,检测电路460可检测流经回报线rl3的电流以作为检测电流dri,并据以指示出耦接在回报线rl3的按键127~129中的每一者的开关sw是处于导通状态或不导通状态,而处理电路140可根据检测电路460转换后的检测电压drv来判断按键127~129中的每一者是否被按压,其运作细节可依据上述的相关说明而类推得知,故不再赘述。

以下请合并参照图5a、图5b及图5c,图5a为图4的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图4的回报开关4621被导通且回报开关4622、4623被关断时的等效电路示意图;图5b为图4的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图4的回报开关4622被导通且回报开关4621、4623被关断时的等效电路示意图;图5c为图4的按键121、122及124被按压且按键123、125~129未被按压的情况下,图4的回报开关4623被导通且回报开关4621、4622被关断时的等效电路示意图。

于图5a中,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。由于电阻r464的阻值极小于按键122的电阻rs的阻值,故而流经回报线rl1以及按键121的电阻rs与开关sw的电流将几乎等于流入电阻r464的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键121有被按压。

于图5a中,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。由于电阻r464的阻值极小于按键121的电阻rs的阻值,故而流经回报线rl1以及按键122的电阻rs与开关sw的电流将几乎等于流入电阻r464的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键122有被按压。

于图5a中,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键123的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键123未被按压。

于图5b中,当扫描线sl1被启动时,扫描线sl1被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl2及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。于此情况下,流经回报线rl2以及按键124的电阻rs与开关sw的电流将等于流入电阻r464的检测电流dri。此时,检测电流dri约为1毫安培(即5v÷(4.7+0.033)kω≒1ma),且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv约为4.95伏特(即150×0.033kω×1ma=4.95v),因此处理电路140可判断出检测电压drv大于第一参考电压(例如4伏特,但不限于此)而得知按键124有被按压。

于图5b中,当扫描线sl2被启动时,扫描线sl2被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl3被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键125的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键125未被按压。

于图5b中,当扫描线sl3被启动时,扫描线sl3被施加的电压为逻辑低准位(例如0伏特),而扫描线sl1及扫描线sl2被施加的电压则为逻辑高准位(例如电源电压端vdd的电位,为5伏特)或高阻抗电位。此时,由于按键126的开关sw为未导通状态,因此检测电流dri为0毫安培,且电流至电压转换器464所产生的检测电压drv为0伏特。故处理电路140可判断出检测电压drv小于第二参考电压(例如1伏特,但不限于此)而得知按键126未被按压。

依此类推,于图5c中,当扫描线sl1、sl2及sl3依序被启动时,处理电路140可依序得知按键127、128及129未被按压。

由此可知,通过本发明图4的检测电路460,可让处理电路140正确地判断出按键121~129中的每一键是否被按压,故可避免鬼键情况的发生。除此之外,本发明图4的键盘装置400中的多条回报线rl1~rl3仅需采用一个电流至电压转换器464进行电流检测,即可让处理电路140依序地判断出按键121~129中的每一键是否有被按压,故可降低键盘装置400的制造成本。

类似地,当按键121~128被按压且按键129未被按压的情况下,通过本发明图4的检测电路460,可让处理电路140正确地判断出按键121~129中的每一键是否被按压,故可避免鬼键情况的发生。关于检测电路460及处理电路140于按键121~128被按压且按键129未被按压的情况下的详细运作,可依据上述图5a~图5c的相关说明而类推得知,在此不再赘述。

以下请参照图6,图6是依照本发明又一实施例所示的键盘装置600的示意图。键盘装置600可包括按键模块120、检测电路660以及处理电路140,但本发明不限于此。图6的按键模块120及处理电路140的实施方式分别类似于图4的按键模块120及处理电路140,故可参酌上述的相关说明,在此不再赘述。

检测电路660耦接回报线rl1~rl3及处理电路140。检测电路660用以检测流经各回报线rl1~rl3的电流,并根据所检测到的各回报线rl1~rl3的电流的大小,指示出按键121~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

更进一步来说,在图6所示的实施例中,检测电路660可包括电流至电压转换器661~663。电流至电压转换器661耦接在回报线rl1与第一电压端之间,电流至电压转换器662耦接在回报线rl2与第一电压端之间,且电流至电压转换器663耦接在回报线rl3与第一电压端之间,其中第一电压端可例如是电源电压端vdd,但本发明不限于此。

电流至电压转换器661用以检测回报线rl1的电流以取得检测电流dri1,且将检测电流dri1转换为检测电压drv1,以指示出耦接在回报线rl1的按键121~123中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。电流至电压转换器662用以检测回报线rl2的电流以取得检测电流dri2,且将检测电流dri2转换为检测电压drv2,以指示出耦接在回报线rl2的按键124~126中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。类似地,电流至电压转换器663用以检测回报线rl3的电流以取得检测电流dri3,且将检测电流dri3转换为检测电压drv3,以指示出耦接在回报线rl3的按键127~129中的每一键的开关sw是处于导通状态或不导通状态。

在本发明的一实施例中,电流至电压转换器661可包括电阻r661以及放大电路6612。电阻r661耦接回报线rl1与电源电压端vdd之间,且反应于检测电流dri1而于电阻r661的两端产生电压差v661。放大电路6612耦接电阻r661的两端以接收电压差v661,且对电压差v661进行放大以产生检测电压drv1。电流至电压转换器662可包括电阻r662以及放大电路6622。电阻r662耦接回报线rl2与电源电压端vdd之间,且反应于检测电流dri2而于电阻r662的两端产生电压差v662。放大电路6622耦接电阻r662的两端以接收电压差v662,且对电压差v662进行放大以产生检测电压drv2。类似地,电流至电压转换器663可包括电阻r663以及放大电路6632。电阻r663耦接回报线rl3与电源电压端vdd之间,且反应于检测电流dri3而于电阻r663的两端产生电压差v663。放大电路6632耦接电阻r663的两端以接收电压差v663,且对电压差v663进行放大以产生检测电压drv3。

键盘装置600的运作类似于图4的键盘装置400的运作,两者的差异仅在于:图4的检测电路460一次只能检测回报线rl1~rl3中的其中一条回报线的电流(基于三条回报线rl1~rl3共用一个电流至电压转换器464),而图6的检测电路660可同时检测各回报线rl1~rl3的电流(基于回报线rl1~rl3的电流分别由对应的电流至电压转换器661~663来检测),因此图6键盘装置600的按键检测速度为图4的键盘装置400的按键检测速度的三倍。关于图6的键盘装置600的运作细节,可参酌上述图4、图5a~图5c的相关说明而类推得知,在此不再赘述。

综上所述,在本发明实施例所提出的键盘装置中,检测电路可检测流经按键模块的各回报线的电流,并根据所检测到的各回报线的电流大小,正确地指示出按键模块的各按键中的开关是处于导通状态或不导通状态,故可避免鬼键情况的发生。除此之外,本发明实施例的检测电路采用电流至电压转换器来检测各回报线的电流大小,以判断各按键是否被按压。因此,相较于一般解决鬼键现象的方法,例如是增加按键矩阵的规模或者是以二极管将每个按键加以区隔,本发明实施例所提出的检测电路可有效降低键盘装置的制造成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

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