每个按键带有独立LED的计算机键盘按键扫描共享矩阵制造技术

本发明专利技术公开了用于键盘的第一按键阵列和第二光源阵列之间的共享行管脚72和/或列管脚76的共享矩阵48的系统、设备和方法。键盘控制器在扫描周期期间利用共享行管脚72和/或列管脚76对第一按键38阵列和第二光源62阵列寻址。每个按键38都由第二光源62阵列中的可单个控制的一个或多个光源62来背光照明。键盘控制器56可以在行间隔期间利用共享行管脚72和/或列管脚76来驱动相应行的期望光源62，同时检测同一行的按键按压。在一些实施例中，键盘控制器56可以在行间隔的驱动间隔期间驱动行的期望光源62，在行间隔的感测间隔期间单独扫描该行的按键38。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2012年12月21日提交的名称为“Computer Keyboard Key Scan Shared Matrix with an Individual LED Per Key”的美国临时专利申请61/745,035的非临时申请，在此以引用方式将其并入本文。
技术介绍
本公开整体涉及用于电子显示器的键盘组件，更具体地，涉及每个按键具有独立发光二极管(LED)的计算机键盘按键扫描共享矩阵。此部分旨在向读者介绍现有技术中可能涉及下文描述和/或受权利要求书保护的本公开各方面的各方面。我们认为这种论述有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，要考虑这一点来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。电子设备，诸如计算机和膝上型电脑，通常带键盘使用以实现很多不同目的，诸如商务、娱乐和教育。键盘提供用于输入信息和控制电子设备的用户接口。用户按下键盘上的按键以经由键盘电路向电子设备的处理器发送输入信号。键盘电路检测哪些按键被按下以及按键何时被按下，并向处理器传输适当的输入信号。用户可以在具有各种量的环境光线的不同环境中利用电子设备，诸如膝上型电脑。按键上的光量可能会影响键盘的可见度和可用性。一些键盘可以利用背光源照明按键，背光源利用扩散板照明整个键盘或键盘的区域，以在低照明状况下改善可见度。背光源由背光电路控制。遗憾的是，扩散器和背光电路占用了键盘电路周围的额外空间，从而增大了键盘尺寸。另外，键盘电路可以利用第一量的管脚连接件来连接到处理器，而背光电路可以利用第二量的管脚连接件来连接到处理器，处理器可能具有用于管脚连接的有限数量的可用管脚。
技术实现思路
下文阐述本文公开的某些实施例的概要。应当理解，给出这些方面仅仅是为了给读者提供这些特定实施例的简明概要，这些方面并非意图限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文可能未阐述的多个方面。本公开的实施例涉及用于键盘的第一按键阵列和第二光源阵列之间的共享行管脚和/或列管脚的共享矩阵的系统、设备和方法。键盘控制器在扫描期间利用共享行管脚和/或列管脚对第一按键阵列和第二光源阵列寻址。即，键盘控制器在扫描周期期间扫描第一按键阵列，以利用电连接到共享行管脚的行线并利用电连接到共享列管脚的列线来检测按键的按压。键盘控制器驱动第二光源阵列，以利用电连接到共享行管脚的相同行线并利用电连接到共享列管脚的相同列线对按键进行背光照明。在一些实施例中，每个按键都由第二光源阵列中的一个或多个光源背光照明。第二光源阵列中的每个光源可以是单独受控的光源，诸如发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)。在一些实施例中，第一按键阵列中的每个按键可以不同于周围按键被背光照明，使得仅期望的按键被背光照明。可以单独控制每个按键的光源。键盘控制器至少部分地基于用户输入和/或来自处理器的一组指令来控制期望的光源。键盘控制器可以在扫描周期期间对每行光源单独驱动以对期望的按键进行背光照明。键盘控制器在扫描周期的相应行间隔期间对第一按键阵列和第二光源阵列的每条行线寻址。键盘控制器可以利用连接到行线和列线的共享行管脚和/或列管脚来同时驱动相应行线上的期望光源并在行间隔期间检测同一行线上的按键按压。键盘控制器可以在相应行间隔的一部分期间驱动行线上的期望光源，并在行间隔的剩余部分期间单独扫描行线上的按键。调节行间隔该部分的持续时间用于驱动期望的光源，以调节背光按键的亮度。键盘控制器的比较器可以通过共享行管脚和/或共享列管脚在扫描周期期间检测按键按压。在具有共享行管脚和共享列管脚的一些实施例中，每个按键可以与电阻器和/或反向偏置二极管串联连接，并且每个按键可以与相应的光源并联连接。与按键串联连接的相对较大的电阻器可以减小按压按键时通过相应并联光源的电流降。与按键串联连接的反向偏置二极管可以在按压按键时基本保持通过相应并联光源的电流。可以与每个比较器一起布置上拉电阻器以影响检测按键按压的响应时间。在一些实施例中，指定的比较器可以在待机模式期间检测按键按压。可以通过共享行管脚和/或共享列管脚将比较器耦接到第一按键阵列和第二光源阵列，以减少键盘操作期间的功率消耗。对于本公开的各个方面可作出对上述特征的各种改进。也可在这些各个方面中结合另外的特征。这些改进和附加的特征可以单独存在，也可以任何组合的形式存在。例如，下面针对一个或多个所示实施例论述的各种特征可单独地或以任何组合形式结合到本公开上述方面的任何一个中。上文所呈现的简要概要仅旨在使读者熟悉本公开实施例的特定方面和上下文，并不限制要求保护的主题。附图说明阅读以下具体实施方式并参考附图可以更好地理解本公开的各个方面，其中：图1是根据一个实施例的结合带背光源的键盘的电子设备的示意框图；图2是根据一个实施例的呈笔记本电脑形式的图1的电子设备的实例的透视图；图3是根据一个实施例的呈台式计算机系统形式的图1的电子设备的实例的前视图；图4是示出了根据一个实施例的带按键矩阵和背光源矩阵的键盘输入设备的框图；图5是示出了用于按键阵列和光源阵列的键盘控制器和共享矩阵的第一实施例的框图；图6是示出了用于图5的共享矩阵实施例的扫描周期的信号定时的时序图；图7是示出了用于按键阵列和光源阵列的键盘控制器和共享矩阵的第二实施例的框图；图8是示出了用于图7的共享矩阵实施例的扫描周期的信号定时的时序图；图9是示出了用于按键阵列和光源阵列的键盘控制器和共享矩阵的第三实施例的框图；图10是示出了用于图9的共享矩阵实施例的扫描周期的信号定时的时序图；图11是示出了共享矩阵中并联的按键和光源的一个实施例的框图；图12是示出了共享矩阵中并联的按键和光源的一个实施例的框图；图13是示出了共享矩阵中并联的按键和光源的一个实施例的框图；图14是示出了用于按键阵列和光源阵列的键盘控制器和共享矩阵的第四实施例的框图；并且图15是根据任何实施例的用于操作键盘控制器以对共享矩阵寻址的方法的流程图。具体实施方式下文将描述一个或多个具体实施例。为了尽力提供这些实施例的简明描述，在说明书中并未描述实际实施的所有特征部。应当理解，在任何这种实际实施的开发中，像任何工程学或设计项目中那样，必须要做出众多实施特定的决策以实现开发者的具体目标，诸如符合可能随实施而变化的与系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括：键盘，所述键盘被配置为向所述电子设备提供用户输入，其中所述键盘包括：多个按键，所述多个按键布置成按键矩阵，其中所述按键矩阵包括耦接到处理器的多条按键行线和耦接到所述处理器的多条按键列线；多个光源，所述多个光源被配置为对所述多个按键进行背光照明，其中所述多个光源布置成背光源矩阵，其中所述背光源矩阵包括耦接到所述处理器的多条背光源行线和耦接到所述处理器的多条背光源列线；和键盘控制器，所述键盘控制器包括所述处理器，其中所述键盘控制器被配置为扫描所述多个按键以检测按键按压并驱动所述多个光源中的至少一个光源，其中所述多条背光源行线和所述多条按键行线包括多条共享行线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 US 61/745,035;2013.09.17 US 14/029,5341.一种电子设备，包括：
键盘，所述键盘被配置为向所述电子设备提供用户输入，其中
所述键盘包括：
多个按键，所述多个按键布置成按键矩阵，其中所述按键
矩阵包括耦接到处理器的多条按键行线和耦接到所述处理器的
多条按键列线；
多个光源，所述多个光源被配置为对所述多个按键进行背
光照明，其中所述多个光源布置成背光源矩阵，其中所述背光
源矩阵包括耦接到所述处理器的多条背光源行线和耦接到所述
处理器的多条背光源列线；和
键盘控制器，所述键盘控制器包括所述处理器，其中所述
键盘控制器被配置为扫描所述多个按键以检测按键按压并驱动
所述多个光源中的至少一个光源，其中所述多条背光源行线和
所述多条按键行线包括多条共享行线。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述键盘控制器被配置为至
少部分地基于按键背光输入来驱动所述多个光源中的所述至少一个
光源。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述多个按键包括多个按键
开关，并且所述多个光源包括多个发光二极管(LED)。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述多个按键开关中的每个
按键开关被布置成与所述多个LED中的LED并联。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述多个按键开关中的每个
按键开关包括电阻大于约1000Ω的电阻器。
6.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述多个按键开关中的每个
按键开关包括在与所述多个LED中的相应LED相反的方向上偏置的
二极管。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述多条背光源列线和所述
多条按键列线包括多条共享列线。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述键盘控制器包括多个比
较器，所述多个比较器被配置为检测所述多个按键中的按键何时被
按压，并且所述多个比较器耦接到多个共享列。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述键盘控制器包括多个上
拉电阻器，其中所述多个比较器中的每个比较器耦接到相应的上拉
电阻器。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述键盘控制器包括耦接到
所述多条按键列线的唤醒比较器，其中所述唤醒比较器被配置为检
测所述多个按键中的任一按键何时被按压。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述键盘控制器被配置为在驱
动间隔期间驱动所述多个光源中的至少一个光源，以及在感测间隔期
间扫描所述多个按键，其中所述驱动间隔与所述感测间隔分开。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述键盘控制器被配置为通
过将所述驱动间隔的驱动持续时间调节成所述感测间隔的感测持续
时间来调节所述多个光源中的所述光源的亮度。
13.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述键盘控制器被配置为驱
动所述多个光源中的第一光源以对第一按键进行背光照明，无论所
述第一按键是否被按压。
14.一种系统，包括：
共享矩阵，所述共享矩阵包括：
多个按键对，所述多个按键对被布置在多条行线和多条列
线上，其中每个按键对包括按键开关和光源；
多个共享行管脚，其中每个共享行管脚耦接到被布置在所
述多条行线中的行线上的所述多个按键对中的按键对；
多个共享列管脚，其中每个共享列管脚耦接到被布置在所
述多条列线中的列线上的所述多个按键对中的按键对；和
键盘控制器，所述键盘控制器通过所述多个共享行管脚和所述
多个共享列管脚耦接到所述共享矩阵，其中所述键盘控制器被配置
为在扫描周期期间对所述多个共享行管脚寻址，其中所述扫描周期
包括用于每个共享行管脚和对应的行线的行间隔，并且在所述相应
的行间隔期间，所述键盘控制器被配置为检测耦接到所述共享行管

\t脚的所述按键对的按键开关何时闭合，以及基于按键背光输入来驱
动耦接到所述共享行管脚的所述按键对的光源。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述多个光源包括多个发光二极
管(LED)。
16.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·尤桑，M·J·纳瓦比什拉兹，J·陈，M·P·潘德雅，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US