CN202838181U - 支持多键滚动能力的键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种支持多键滚动能力(N-key rollover，NKRO)的键盘。该键盘包括：一第一按键信息输出模块以及一第二按键信息输出模块。其中，该第一按键信息输出模块耦接至一键盘矩阵，其以一通用串行总线(universal serial bus，USB)接口，同时对一特定作业系统(operating system，OS)输出任意数目的按键信息。该第二按键信息输出模块，耦接至该键盘矩阵，其以该USB接口，同时对一任意作业系统输出特定数目的按键信息。本实用新型使键盘在以USB接口传输时，能够针对各种不同的作业系统尽可能支持最多的按键信息输出。

Description

支持多键滚动能力的键盘

技术领域

本实用新型涉及支持多键滚动能力的键盘。

背景技术

“键位冲突”，又称“按键冲突”，是一种常发生于传统键盘的现象，其会使得使用者在某些情况下，尽管已按下键盘上的多个按键，却遭遇到部分按键的信号无法输出的窘境。

上述产生“键位冲突”的键盘，通常将其按键排列成键盘矩阵(keyboardmatrix)，而键盘控制器(keyboard controller)会依照列(clown)与行(row)的信息来查询键盘码表格，借以找出使用者所压下的按键并予以输出其按键信息。就机械式键盘而言，其印刷电路板上通常具有16条列线路与8条行线路，彼此交错而形成128个交叉点(涵盖大多数键盘的总按键数103键)，其中每个交叉点即代表着一颗按键信息。当使用者压下一按键时，键盘控制器即对上述电路板进列扫描以查询哪颗按键被按下。图1A-图1D表示同一个简化的2行×2列的键盘矩阵(其中四个交叉点，举例而言，分别代表按键“Q”、“W”、“A”及“S”)，用以说明公知的键盘控制器如何以扫描的方式判断按键的列与行信息。

在图1A中，由于列C1、C2以及行R1、R2皆未导通，故可判断四个键皆未被按下。在图1B中，仅按键“Q”被使用者按下。当从列C1开始扫描时，由于行R1导通而行R2未导通，故可轻易判断出列C1与行R1的交叉点(即按键“Q”)被按下，而列C1与行R2的交叉点(即按键“A”)未被按下。当从列C2开始扫描时，由于行R1及R2皆未导通，故可确认列C2与行R1及R2的交叉点(即按键“W”及“S”)皆未被按下。通过相同的扫描方式，键盘控制器可轻易推知图1C中的两个按键“Q”及“S”已被使用者按下。然而，在图1D的实例中，虽然使用者仅只按下了按键“Q”、“W”及“A”三个按键，但由于在扫描列C1及C2时发现行R1及R2皆能导通，故使得键盘控制器误认包括按键“S”在内的四个按键皆已被按下，造成所谓幽灵键(phantom key)或鬼键(ghost key)的产生(此例中的鬼键即按键“S”)。在此情况下，为了避免前述“键位冲突”，键盘控制器通常会忽略第三个被按下的按键，仅输出头两个肯定正确的按键信息。此一特殊的作法即所谓的双键滚动能力(two-key rollover)。

仅具有双键滚动能力的键盘显然不够理想，对文本处理或电玩游戏中组合键的运用造成相当程度的阻碍。因此，公知技术亦提出“多键滚动能力”的诉求以期克服上述缺陷，目的在使键盘上的所有按键皆可同时被按下并输出信号。然而，必须注意到，尽管众多键盘厂商宣称其键盘产品具有NKRO功能，但实际上并非如此，特别是当键盘以USB为接口时，往往只能输出任意六个按键(不含Shift、Ctrl、Alt等辅助键)。此外，某些以为USB接口的键盘在特定作业系统下虽然确实可达成NKRO的诉求，然而，此类键盘却完全无法应用于其他的作业系统中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于使键盘在以USB接口传输时，能够针对各种不同的作业系统尽可能支持最多的按键信息输出。

本实用新型提供一种支持多键滚动能力(N-key rollover，NKRO)之的键盘。该键盘包括：一第一按键信息输出模块以及一第二按键信息输出模块。其中，该第一按键信息输出模块耦接至一键盘矩阵，其以一通用串行总线(universal serial bus，USB)介面接口，同时对一特定作业系统(operating system，OS)输出任意数目的按键信息。该第二按键信息输出模块，耦接至该键盘矩阵，其以该USB接口，同时对一任意作业系统输出特定数目的按键信息。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，还包括：一按键信息输出模块切换单元，用以切换于该第一按键信息输出模块与该第二按键信息输出模块之间。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该按键信息输出模块切换单元为一机械式切换装置。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该按键信息输出模块切换单元为一电子式切换装置。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该按键信息输出模块切换单元为一手动切换装置。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，还包括：一作业系统检测单元，用以检测与该键盘耦接的作业系统是否为该特定作业系统。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，当该作业系统检测单元检测到该特定作业系统时，该按键信息输出模块切换单元自动切换至该第一按键信息输出模块。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，当该作业系统检测单元未检测到该特定作业系统时，该按键信息输出模块切换单元自动切换至该第二按键信息输出模块。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该特定作业系统为Linux及MacOS以外的作业系统。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该特定数目的按键信息是不包含辅助键在内的任意六个按键的信息。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该第一按键信息输出模块还以一PS/2接口，同时对该任意作业系统输出任意数目的按键信息。

根据本实用新型的支持NKRO的键盘，该第二按键信息输出模块还以一PS/2接口，同时对该任意作业系统输出任意数目的按键信息。

本实用新型使键盘在以USB接口传输时，能够针对各种不同的作业系统尽可能支持最多的按键信息输出。

附图说明

图1A-图1D分别为同一个简化的2行×2列的键盘矩阵。

图2为依据本实用新型一实施例的键盘示意图。

其中，附图标记说明如下：

C1、C2~列；

R1、R2~行；

Q、W、A、S~按键信息；

202~键盘；

204~系统；

221~第一按键信息输出模块；

222~第二按键信息输出模块；

223~按键信息输出模块切换单元；

224~键盘矩阵；

242~作业系统。

具体实施方式

下文为介绍本实用新型的最佳实施例。各实施例用以说明本实用新型的原理，但非用以限制本实用新型。本实用新型的范围当以所附的权利要求书为准。

目前公知的键盘连接接口以PS/2与通用串行总线(universal serial bus，USB)为主。公知技术中，为了使PS/2接口的键盘具有多键滚动能力(N-keyrollover，NKRO)，举例而言，会在键盘矩阵中的各个交叉点上加入二极管，用以使键盘电路变成单向而达到防止鬼键产生的目的。

然而，值得注意的是，USB接口键盘与PS/2接口键盘在送出按键信息的机制上并不相同。依据USB的人性化接口装置(human interface device，HID)的规范，USB键盘每一次被按压时所输出按键信息的封包长度被限制为8个位元组(byte)，其中2位元组分别作为修饰键(modifier key)及保留键(reservedkey)之用(举例而言，修饰键可用以纪录键盘左右两侧的Shift、Ctrl、Alt、Windows等辅助键；而保留键可用以记录Caps Lock、Number Lock、ScrollLock等辅助键)。由于USB接口受到上述HID规范限制之故，其于同一时间送出的封包实际上只有6个位元组可供输出任意6个“非辅助键”，其输出的按键数目并非无所限制，是以此类键盘并非具有名实相符的“多键滚动能力”。

为了改善前述限制，本实用新型提供一种支持NKRO的键盘。设计本实用新型的目的在于使键盘在以USB接口传输时，能够针对各种不同的作业系统尽可能支持最多的按键信息输出。图2为依据本实用新型一实施例的键盘示意图。在此实施例中，本实用新型的键盘202耦接至一系统204，而该系统204，举例而言，是一个人电脑，并安装了一作业系统(operating system，OS)242。本实用新型的键盘202包括一键盘矩阵224、一第一按键信息输出模块221、一第二按键信息输出模块222、以及一按键信息输出模块切换单元223。后文将详述上述各元件的构造及功能。

本实用新型的第一与第二按键信息输出模块221及222皆耦接至该键盘矩阵224，分别自键盘矩阵224上接收使用者所按压的按键信息。在一最佳实施例中，该第一与第二按键信息输出模块221及222皆具有PS/2及USB输出接口，而其中的PS/2接口能够不受作业系统的限制而同时对任意的作业系统输出任意数目的按键信息(意即完全支持NKRO)。然而，由于本实用新型主要着眼于USB接口，而PS/2接口并非本实用新型主要改善的目标，因此本文不再对其赘述。本领域普通技术人员可依据本实用新型的精神自行增删该PS/2或其他传输接口，不必以图2中的实施例为限。

本实用新型的第一按键信息输出模块221的USB接口同样能够完全支持NKRO，不受到前述USB接口的HID规范的限制。为达到此目的，在一实施例中，本实用新型可将单一键盘模拟成多个键盘的方式。本实用新型的第一按键信息输出模块221可在使用单一键盘202时让连接键盘的系统204误认为同时连接了多个键盘，并以模拟的多个键盘分送按键信息。此外，本实用新型甚至可将多个封包串联起来，并将其中重复的修饰键及保留键重新定义为新的按键，达到多键同时输出的目标。然而，必须注意到，由于受到某些作业系统的先天限制，上述突破HID规范的方法无法对所有作业系统实施，是以本实用新型的第一按键信息输出模块221仅可同时对某些“特定作业系统”输出任意数目的按键信息。明确的说，由于Linux及Mac OS等作业系统无法支持上述模拟键盘的作法，因此，本文所谓的“特定作业系统”指得是Linux及Mac OS以外的作业系统，例如Windows作业系统。综言之，本实用新型的第一按键信息输出模块221的USB接口特别适合应用于非Linux及Mac OS的作业系统，例如Windows作业系统，并在应用于此类作业系统时完全支持NKRO功能，达到同时输出任意数目按键信息的理想目标。必须注意到，在Linux及Mac OS作业系统下，仅具有上述第一按键信息输出模块221的键盘，可能会因为其模拟键盘所送出的串联封包无法被作业系统所识别或接受，因而导致键盘完全无法使用。

为了使本实用新型的键盘202在诸如Linux及Mac OS等“非特定作业系统”下亦能够使用，并尽可能的送出更多的按键信息，本实用新型提供了该第二按键信息输出模块222。第二按键信息输出模块222的USB接口依据前述的HID规范，仅在同一时间送出一8个位元组的封包。由于遵守HID规范之故，本实用新型的第二按键信息输出模块222可相容于任意的作业系统(包括Linux、Mac OS及Windows在内)，然而，也因此仅能同时对一任意的作业系统输出特定数目(有限数目)的按键信息。如前文所述，特定数目的按键信息指的是不包含辅助键(即Ctrl、Alt等)在内任意六个按键的按键信息。

虽然在Windows作业系统下也可使用第二按键信息输出模块222输出按键信息，但如果能够选择的话，以具有NKRO功能的第一按键信息输出模块222送出按键信息较佳。因此，本实用新型提供该按键信息输出模块切换单元223，其可切换于该第一按键信息输出模块221与该第二按键信息输出模块222之间，目的在让使用者能够针对系统204的作业系统242选择最适当的按键信息输出方式。举例而言，当键盘202以USB接口耦接系统204，而作业系统为242为Windows作业系统时，该按键信息输出模块切换单元223可选择切换至第一按键信息输出模块221，而以该模块221的USB对系统204输出任意数目的按键信息；而当键盘202以USB接口耦接系统204，而作业系统为242为Linux或Mac OS作业系统时，该按键信息输出模块切换单元223可选择切换至第二按键信息输出模块221，虽然此时仅能输出特定数目的按键信息(任意六个非辅助键)，但确保了键盘202在作业系统242下可以正常使用。

值得注意的是，本实用新型的按键信息输出模块切换单元223可为机械式切换装置、电子式切换装置、或者各式切换装置的组合。此外，本实用新型的按键信息输出模块切换单元223可通过使用者以手动的方式进列切换，或者通过键盘204中的下述的“作业系统检测单元”(图未示)自动进列切换。举例而言，本实用新型的作业系统检测单元可用以检测与该键盘204耦接的作业系统242是否为该“特定作业系统”(例如Windows)。其中，当该作业系统检测单元检测到该特定作业系统(即Windows)时，该按键信息输出模块切换单元223自动切换至该第一按键信息输出模块221以达到NKRO功能；并且，若该作业系统检测单元未能检测到该特定作业系统(例如检测到Linux或Mac OS)时，该按键信息输出模块切换单元223自动切换至该第二按键信息输出模块222以确保键盘与系统的相容性。

本实用新型虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型的范围。举例而言，本实用新型的键盘不必限定为机械式键盘或薄膜式键盘，其他任何会发生键位冲突的键盘皆为本实用新型可应用的范围。任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种支持多键滚动能力的键盘，其中该多键滚动能力即NKRO，其特征在于，该支持NKRO的键盘包括：

一第一按键信息输出模块，耦接至一键盘矩阵，其以一通用串行总线接口，同时对一特定作业系统输出任意数目的按键信息，其中该通用串行总线接口即USB接口；以及

一第二按键信息输出模块，耦接至该键盘矩阵，其以该USB接口，同时对一任意作业系统输出特定数目的按键信息。

2.如权利要求1所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，还包括：

一按键信息输出模块切换单元，用以切换于该第一按键信息输出模块与该第二按键信息输出模块之间。

3.如权利要求2所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该按键信息输出模块切换单元为一机械式切换装置。

4.如权利要求2所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该按键信息输出模块切换单元为一电子式切换装置。

5.如权利要求2所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该按键信息输出模块切换单元为一手动切换装置。

6.如权利要求2所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，还包括：

一作业系统检测单元，用以检测与该键盘耦接的作业系统是否为该特定作业系统。

7.如权利要求6所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，当该作业系统检测单元检测到该特定作业系统时，该按键信息输出模块切换单元自动切换至该第一按键信息输出模块。

8.如权利要求6所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，当该作业系统检测单元未检测到该特定作业系统时，该按键信息输出模块切换单元自动切换至该第二按键信息输出模块。

9.如权利要求1所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该特定作业系统为Linux及Mac OS以外的作业系统。

10.如权利要求1所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该特定数目的按键信息是不包含辅助键在内的任意六个按键的信息。

11.如权利要求1所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该第一按键信息输出模块还以一PS/2接口，同时对该任意作业系统输出任意数目的按键信息。

12.如权利要求1所述的支持NKRO的键盘，其特征在于，该第二按键信息输出模块还以一PS/2接口，同时对该任意作业系统输出任意数目的按键信息。

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