(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力設定器（１０）の入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のアクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）を決定する方法であり、
マトリクス設定（Ｍａ）に応じて接続される入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）を有し、
各駆動回路（２，  ４）にそれぞれ接続される少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）を、前記マトリクス設定（Ｍａ）内に有し、
前記アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）を検知するために使用される少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）を、前記マトリクス設定（Ｍａ）内に有し、
前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のそれぞれ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）と抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）とを有する直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）を前記マトリクス設定（Ｍａ）内に有し、前記各直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）は前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の１つと前記読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の１つとにそれぞれ接続され、
前記読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）を第１電位に接続するプルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ）を有し、
前記第１電位とは異なる第２電位に少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の第１駆動線（Ｌ１）を駆動してアクティブとし、また、前記第１電位と前記第２電位との差の絶対値の最大５０％である前記第１電位に、又は前記第１電位から絶対オフセット値を有する電位にまで第２駆動線（Ｌ２）又は少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の他の駆動線を駆動する、前記駆動回路（２，４）のための制御デバイスを用い、
少なくとも２つの前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の第１駆動線（Ｌ１）をアクティブとし、ここで、少なくとも２つの前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の１つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）だけがひと時にアクティブであり、
前記第１駆動線（Ｌ１）がアクティブの間、少なくとも２つの前記読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の第１読取り線（Ｃａ）上の電位の第１値を検知し、
前記第１値が閾値（ＳＷ）を超えることにより、前記第１駆動線（Ｌ１）と前記第１読取り線（Ｃａ）との間の前記直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）のうちの直列接続（ＳＣ１，ＳＣ２）内における前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のうちのアクティブとされた前記入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）を決定し、
前記閾値（ＳＷ）は、前記アクティブとされた入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）の数から独立し、又は前記第１読取り線（Ｃａ）上の、及び／又は前記少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の他の読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）上の前記アクティブとされた入力エレメントの数から独立しており、
前記マトリクス設定（Ｍａ）は、校正線（Ｃｃｃ）を備え、
参照抵抗（Ｒ１ｃｃ，Ｒ２ｃｃ）は、前記校正線（Ｃｃｃ）及び前記少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）に各々接続され、
前記方法は、
前記校正線（Ｃｃｃ）を使用して校正値を検知し、
前記閾値（ＳＷ）を決定するために前記校正値を使い、
前記校正線（Ｃｃｃ）は、更なるプルレジスタ（Ｒｃｃ）により前記第１電位に接続されている、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記校正線（Ｃｃｃ）が読み取られ、前記閾値（ＳＷ）は、前記少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の駆動線（Ｌ１，Ｌ２）のアクティブ後であって、前記少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の１つの読取り前に、決定される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記閾値（ＳＷ）は、更なる閾値、又は少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の各読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）上のアクティブとされた入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の異なる数を示す閾範囲（ＴＲ１〜ＴＲ１１）を、計算又は決定するため使用される第１閾値である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）の各々は同じ抵抗値を有し、又は前記プルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃｃ）の各々は同じ抵抗値を有し、特に、最大抵抗に対して５％より小さい許容範囲内にあり、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）は固定抵抗値を有し、好ましくは、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）の圧力感度はなく、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）、又は前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）及び前記プルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃｃ）は、カーボン印刷で製造され、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）は、少なくとも４．５ＫΩの抵抗値を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記マトリクス設定のスキャンは、下記方法の少なくとも１によって、より速められ、
ａ）前記検知値とアクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の数を示す閾値（ＴＲ１〜ＴＲ１１）とに基づいて、前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の第１アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）が各読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）上で検知されると直ぐに、前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の何個の各入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）が、少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の各読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）上でアクティブであるかを決定する、ここに、アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の各々の数が、アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の示された数と等しいことが検知されて直ぐには更なる電気信号は検知しない、
ｂ）前記少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の全ての駆動線（Ｌ１，Ｌ２）が前記第２電位に駆動され、前記少なくとも２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の各読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）が前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のアクティブ化された各入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ｂ）を有していないと決定され、
これらの決定された各読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）は、現在のスキャンサイクル内でこれ以上、前記マトリクス設定（Ｍａ）のスキャンの間、考慮されず、
ｃ）２分法が前記少なくとも２つの駆動線（Ｌ１，Ｌ２）を駆動するために使用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の１の駆動線（Ｌ１）をアクティブ化し、
前記第１駆動線（Ｌ１）の１つがアクティブの間、少なくとも前記２つの読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の１つの読取り線（Ｃａ）上の、電気信号の第１値を読み取り、
前記第１読取り値が、前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の各入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のいずれもが前記読取り線（Ｃａ）上で押圧されていないことを示す値とは異なるか否かがテストされ、
前記アクティブ駆動線（Ｌ１）と前記読取り線（Ｃａ）の間の前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の各入力エレメント（Ｓ１ａ）が、仮に前記テストが正電位ならば、前記アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）の各入力エレメント（Ｓ１ａ）であるものとして分類され、
ゴーストキーのための更なるテストをすることなく、アクティブ化されてはいないが、前記アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の各アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）として検知されるように前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の少なくとも１つの入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のための更なるテストをすることなく、
前記アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ）であるものとして分類される前記入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の前記各入力エレメント（Ｓ１ａ）のキーコードが、コンピュータに送信され、
前記第１電位は、正電位である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実行するための入力設定器（１０）であり、
複数の入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）を備え、
前記入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）は、マトリクス設定（Ｍａ）に応じて接続され、
前記マトリクス設定（Ｍａ）は、各駆動回路（２，４）にそれぞれ接続される少なくとも２の駆動線（Ｌ１，Ｌ２）を備え、
前記マトリクス設定（Ｍａ）は、アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）を検知するために使用される少なくとも２の読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）を備え、
前記マトリクス設定（Ｍａ）に応じ、それぞれ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）、抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）を有する直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）が、前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の１つと前記読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）の１つとにそれぞれ接続されており、
ここに、前記マトリクス設定（Ｍａ）は、校正線（Ｃｃｃ）を備え、
各参照抵抗（Ｒ１ｃｃ，Ｒ２ｃｃ）は、前記校正線（Ｃｃｃ）と各駆動線（Ｌ１，Ｌ２）にそれぞれ接続され、
及び、前記校正線（Ｃｃｃ）は、校正値を検知する検知部に接続され、又は接続可能である、ことを特徴とする入力設定器（１０）。
【請求項８】
前記読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）は、プルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ）により第１電位に接続され、
前記第１電位とは異なる第２電位にアクティブ駆動線（Ｌ１）を駆動できる前記駆動回路（２，４）、また、非アクティブ駆動線（Ｌ２）を駆動でき、又は非アクティブ駆動線を前記第１電位にまで、又は前記第１電位及び前記第２電位の差の絶対値の最大５０％である前記第１電位からの絶対オフセット値を有する電位にまで駆動できる前記駆動回路（２，４）のための制御デバイスがある、ことを特徴とする請求項７に記載の入力設定器（１０）。
【請求項９】
閾値決定部を備え、当該閾値決定部は、アクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の数から独立に、又は同じ読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）に接続されたアクティブ入力エレメントの少なくとも２，３又は少なくとも４の異なる数から独立に入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）のアクティブを示す閾値（ＳＷ）を決定、及び／又は同じ読取り線（Ｃａ，Ｃｂ）に接続されたアクティブ入力エレメント（Ｓ１ａ〜Ｓ２ｂ）の正確な数を示す少なくとも１の閾値又は閾範囲（ＴＲ１〜ＴＲ１１）を決定する、ことを特徴とする請求項７に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１０】
参照電位を使用する操作電位により操作される検知部（ＡＤＣ）を備え、
前記参照電位は、前記検知部の前記操作電位に比べて、抑えるようにフィルターされる、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１１】
前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）の各々は同じ抵抗値を有し、又は前記プルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃｃ）の各々は同じ抵抗値を有し、特に、最大抵抗に関しては５％未満の許容範囲内であり、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）は固定抵抗値を有し、好ましくは、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）の圧力感度はなく、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）、又は前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）及び前記プルレジスタ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃｃ）は、カーボン印刷で製造され、
及び／又は、前記抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）は、少なくとも４．５ＫΩの抵抗値を有する、ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１２】
前記直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）は、前記マトリクス設定（Ｍａ）のキャリアー基板に関して不動な抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）を備え、
又は、前記直列接続（ＳＣ１〜ＳＣ４）は、前記マトリクス設定（Ｍａ）のキャリアー基板に関して可動な抵抗（Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ）を備える、ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１３】
前記マトリクス設定（Ｍａ）に接続された及び／又は以内で、デカップリングダイオードを含まない、ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１４】
前記駆動回路（２，４）又は前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）を駆動するための前記駆動回路（２，４）は、直接前記駆動線（Ｌ１，Ｌ２）に、又は２００Ωより小さな抵抗を有する直列レジスタ（６，８）を使用することにより、接続され、
前記プルレジスタは、前記駆動回路（２，４）の１の出力に接続されて使用されず、又はプルレジスタは、前記駆動回路（２，４）の複数の出力に接続されて使用されない、ことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【請求項１５】
前記駆動回路（２，４）又は前記複数の駆動回路（２，４）は、マイクロコントローラー部（２６）の出力回路となる、ことを特徴とする請求項７乃至１４のいずれか一項に記載の入力設定器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、概しては入力設定器に関し、特に、同時に押圧されるキースイッチの複数キー検知をするための入力設定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
既に複数のキーボードのタイプがある。しかし、未だいくつかの問題がある。単純な構造のキーボードは、複数のキースイッチが同時に押された時の検知に関して度々問題を有する。これらの問題は、例えば、‘ゴーストキー’及び‘マスクキー’として知られている。一方、できるだけキーボードの複雑さを軽減することも重要である。
【発明の概要】
【０００３】
本願は、入力設定器のアクティブ入力エレメントを決定する方法であり、マトリクス設定に応じて接続される入力エレメントを有し、各駆動回路にそれぞれ接続される少なくとも２の駆動線を、前記マトリクス設定内に有し、アクティブ入力エレメントを検知するために使用される少なくとも２の読取り線を、前記マトリクス設定内に有し、それぞれ入力エレメント、抵抗を有する直列接続で、前記駆動線の１つと前記読取り線の１つとにそれぞれ接続されている各直列接続を、前記マトリクス設定内に有し、前記読取り線を第１電位に接続するプルレジスタを有し、前記第１電位とは異なる第２電位にアクティブ駆動線を駆動できる前記駆動回路、また、非アクティブ駆動線を駆動でき、又は非アクティブ駆動線を前記第１電位にまで、又は前記第１電位及び前記第２電位の差の絶対値の最大５０％若しくは１０％である前記第１電位からの絶対オフセット値を有する電位にまで駆動できる前記駆動回路のための制御デバイスを用いることを含む。
【０００４】
さらに、本願は、入力設定器であり、複数の入力エレメントを備え、ここで、前記入力エレメントは、マトリクス設定に応じて接続され、ここで、前記マトリクス設定は、各駆動回路にそれぞれ接続される少なくとも２つの駆動線を備え、ここで、前記マトリクス設定は、アクティブ入力エレメントを検知するために使用される少なくとも２つの読取り線を備え、ここで、前記マトリクス設定に応じ、それぞれ入力エレメント、抵抗を有する直列接続が、前記駆動線の１つと前記読取り線の１つとにそれぞれ接続されている。
【０００５】
＜一般形態の記述−アスペクトＡ＞
本願発明の目的は、簡単な作法を使用し、そして好ましくは誤ったキースイッチ検知の問題を対処し、及び／又は同時に押圧されたキースイッチの複数のキースイッチ検知の方法を供することである。好ましくは、本願発明は、押圧されたキースイッチを決定することを容易及び／又は速く行うものである。さらに、対応する入力装置が供される。
【０００６】
入力設定器のアクティブ入力エレメントを決定する方法であり、
−マトリクス設定に応じて接続される入力エレメントを有し、
−各駆動回路にそれぞれ接続される少なくとも２つの駆動線を、マトリクス設定内に有し、
−アクティブ入力エレメントを検知するために使用される少なくとも２つの読取り線を、マトリクス設定内に有し、
−それぞれ入力エレメント、抵抗を有する直列接続で、駆動線の１つと読取り線の１つとにそれぞれ接続される各直列接続を、マトリクス設定内に有し、
−読取り線を第１電位に接続するプルレジスタを有し、
−第１電位とは異なる第２電位にアクティブ駆動線を駆動できる駆動回路、また、非アクティブ駆動線を駆動でき、又は非アクティブ駆動線を第１電位にまで、又は第１電位及び第２電位の差の絶対値の最大５０％若しくは１０％である第１電位からの絶対オフセット値を有する電位にまで駆動できる駆動回路のための制御部を用いることを含む。
【０００７】
仮にオフセットなら、非アクティブ電位は、第１電位値及び第２電位値の間の値を有する。
【０００８】
絶対値は、すなわち、４の絶対値は４であり、−４の絶対値は４であるように、常に正符号を与えるものとして定義される。
【０００９】
例えば、抵抗は、１以上の入力エレメントがアクティブ又はマトリクス設定の１の縦列内若しくは同じ読取り線で押圧されるならば、同じ読取り線を介して異なる駆動線間の短絡を防止する。
【００１０】
これらの電位を使用することはシンプルな分圧器となる。この分圧器のタップは、読取り線で読み取られる。多くのスイッチが１の縦列内でアクティブであるほど、分圧器のタップの電圧がプラス又は第１電位の値に応じた電源／グランド電位にシフトする。１の縦列内でどのスイッチもアクティブでないときは例外となる。第１電位は仮にどのスイッチもアクティブでないなら読み取られない。
【００１１】
入力エレメントは、接続機構に応じて接続される。入力エレメントの実際の設定又は位置は、接続機構とは異なる。これは、入力エレメントが、接続機構に応じてマトリクス設定と比較し、位置を変えることを意味する。位置は変わるが、入力エレメントの駆動線及び読取り線への接続は同じである。
【００１２】
各直列接続は入力エレメント及び抵抗を備える。各直列接続はスイッチ又はプッシュボタン及び抵抗から成る。抵抗は、この場合、マトリクス設定のキャリアー基板に関して不動である。
【００１３】
代わりに、各直列接続は、特に仮に抵抗が駆動線及び／又は読取り線に関して可動なら、第１スイッチ又は第１プッシュボタン及び抵抗及び第２スイッチ又は第２プッシュボタンから成る。この場合、両方のスイッチが互いに接続される。直列接続内での他の変形はまた可能である。
【００１４】
第１電位は、好ましくは、正操作電位である。この場合、第２電位はグランド／電源電位又はグランド／電源に近い電位である。これら電位の使用は、後に詳述するように、ほとんどの駆動回路において好まれる。しかし、第１電位に他の電位、例えばグランド／電源電位やグランド／電源に近い電位を用いることもでき、第２電位にもまた、例えば正操作電位や正操作電位に近い電位を用いることもできる。
【００１５】
入力設定器は、例えば、
−キーボード、特に少なくとも５０のキースイッチ、通常、１５０以下のキースイッチ又は２０００以下のキースイッチを有する英数字キーボードである。キーボードは、コンピュータと分離した装置又はコンピュータの一部であり、又は
−１０〜２０のキースイッチを有するキーパッド、特に、入口制御のために使用されるキーパッドである。
【００１６】
例えば、キーボードは下記の少なくとも１，２，３，４，５又は全てを備え、
−少なくともａ，  ｂ，  ｃなどの文字を入力するための２５キー
−少なくとも０，  １，  ２などの数字、を入力するための１０キー、より好ましくは、例えば"!", """, "§", "$"などの更なる入力キャラクタと結合され、
−Ｆ１，Ｆ２などの少なくとも１０のファンクションキー
−少なくとも、０，１，２などの数字を入力するためのキーパッドの１０キー、特に、これらの数の更なるグループであり、−更なる入力キャラクタがこの更なるグループのキーのために使用されることはなく、
−すなわち、左ＣＴＲＬ、左SHＩFT、左ＡＬＴ、左ＧＵＩ(Graphic User interface)、すなわち、Microsoft left Win key, Macintosh Left Apple key, Sun left Meta keyなど、右CTRL、右SHＩFT、右ALT、右ＧＵＩなど、ＨＩＤ（ヒューマン・インターフェース・デバイス）仕様で定義される修飾子キー、
−Caps Lock、Tab、スペースバー、Page Down、Page Up、右矢印、左矢印、上矢印、下矢印などの補助キーである。
【００１７】
下記において、スイッチング素子又は入力エレメントは、タッチスイッチ又はプッシュボタンである。スイッチング素子はまた、名前つけられたキー又はキースイッチである。
【００１８】
この方法は、特に仮に１のみの閾値がスキャンされた入力エレメントがアクティブか否かを決定するために使用されるなら、マトリクスのとても速いスキャンを許容する。この閾値は、押されたキー又はマトリクス設定の１の縦列内での、すなわち１の読取り線上のアクティブ入力エレメントの数から独立したものである。
【００１９】
しかし、たとえ１以上の閾値が使用されたとしても、上述の分圧器の使用のため、アクティブ入力エレメントの検知は非常に速くなされる。
【００２０】
両方の場合、ゴーストキーによる誤検知はない。
【００２１】
この方法は、
−駆動線の第１駆動線をアクティブ化し、ここで好ましくは、駆動線（Ｌ１，Ｌ２）の１の駆動線Ｌ１のみが一回で、すなわち同時にアクティブであり、
−電気信号の第１値を検知し、好ましくは、第１駆動線がアクティブの間、読取り線の第１読取り線上の、電位の第１値を検知し、
−アンダーシュートのため、又は第１値により閾値を超えるため、第１駆動線及び第１読取り線の間の直列接続内のアクティブ入力エレメントを決定することを含み、
−ここで、閾値は、アクティブ入力エレメントの数から独立、又は少なくとも２、少なくとも３又は少なくとも４の第１読取り線上の及び／又は他の読取り線上のアクティブ入力エレメントの数から独立している。
【００２２】
従って、第一値が閾値より下又は上という事実によってのみ、押されたキーを検知できる。ゴーストキーはこれ以上発行はない。第１値の正確な値は、マトリクスの１の縦列内で、押されたキーの数を決定するために使用される。この数はそれから、マトリクスのスキャンをより速くするために使用される。これは、後に詳述する。
【００２３】
閾値は、異なる方法で決定され、例えば、
−経験的に
−検知された値をモニターすることにより、又は、
−後に詳述する校正コラムを用いることによって決定される。
【００２４】
方法は、
−電気信号の第２値、好ましくは、特に第１読取り線に基づき決定する後の、第１駆動線がアクティブ化している間に読取り線の第２読取り線上で、電位の第二値を検知し、
−アンダーシュートのため、又は第２値により閾値を超えるため、第１駆動線及び第２読取り線の間の直列接続内のアクティブ入力エレメントを決定することを含む。
【００２５】
全ての読取り線は、好ましくは唯一及び／又は同じ閾値を用いて次から次へと読み取られる。代わりに、例えば１以上のＡＤ変換器（ＡＤＣ）を用いることにより、同時に１以上の読取り線を読み取ることができる。
【００２６】
方法は、
−第１値及び第２値を検知した後、第１駆動線を不アクティブ化し（対応する固定電位に、例えば、第１電位又は高オーミック状態ではない第１電位に近い電位に駆動すること）、
−駆動線の第２駆動線をアクティブ化し、          
−アンダーシュートのため、又は第１値により閾値を超えるため、第２駆動線及び第１読取り線の間の直列接続内のアクティブ入力エレメントを決定することを含む。
【００２７】
これは、マトリクス設定のスキャンは、横列×横列及び、各横列中での縦列×縦列でなされることを意味する。これは、速いスキャン機構であり、というのも、横列の信号の処理時間は、横列ごとに１度のみ従わされなくてはならないからである。
【００２８】
マトリクス設定は、校正線を備える。参照抵抗は、校正線及びそれぞれ各駆動線に接続される。方法は、
−校正線を使用する校正値を検知すること、
−閾値を決定する校正値を使うことを含む。
【００２９】
校正線は、好ましくは、更なるプルレジスタにより第１電位に接続される。
【００３０】
全ての駆動線は、仮に校正値が検知されるなら、アクティブ化される。これは、１の縦列内で全てのキーが同時に押されている、すなわち、誤検知のない検知の最悪の場合をシミュレーションする。
【００３１】
校正値は、閾値として使用される。代わりに、オフセットが閾値を得るために校正値に加算される。オフセットは、校正値及びＡＤ変換器（ＡＤＣ）の最大値又はこの最大値に対応する電位の間の間隔に関して計算される。オフセットは、この間隔の１０分の１、又は半分、好ましくは４分の１の範囲内である。代わりに、仮に第１電位がグランド／電源電位であり、アクティブ駆動線が例えば正アクティブ電位に駆動されるなら、参照が最小値になされる。この場合、オフセット又はオフセット値は、校正値から差し引かれる。
【００３２】
閾値が、更なる閾値又は、仮に特定数のキー、例えば１のキー、２のキー又は全てのキーなど１の縦列内で押された場合にのみ有効である閾値を決めるために使用される。更なる閾値／範囲は、例えば与えられた多くのキー以上がアクティブか否か、又はその与えられた多くのキーより少ないキーがアクティブか否かを決めるために使用される。
【００３３】
校正値は、さもなければ誤検知値に至る温度及び／又は電圧のドリフトを考慮することを可能にする。ＡＤＣ（ＡＤ変換器）の操作電位は、例えばコイル及びコンデンサを備えるＰＩ−フィルターなどの電気フィルター装置によって、操作電位をよりスムーズにするＡＤＣの参照電位とは異なる。このため、これら電位の間に差異が生じる。特に、ＡＤＣの検知範囲の端側において、もし校正値が使用されないなら、誤検知となる非直線検知領域がある。
【００３４】
校正線が読み取られ、閾値は、駆動線のアクティブ後、しかし読取り線の読取り前、好ましくは各駆動線において、決定される。これは、線形ドライバの内部抵抗の差、温度の短期間の上下、電圧、又は読取り線の読取りに影響する他の条件を管理することを許容する。
【００３５】
閾値は、更なる閾値又はそれぞれの読み取られた読取り線上のアクティブ入力エレメントの異なる数を示す閾範囲を計算又は決定するため使用される第１閾値となる。入力エレメントの正確な数は、完全なマトリクス設定のスキャンサイクルの加速のため、決定され使用される。これは、後に詳述される。
【００３６】
抵抗と、抵抗及びプルレジスタは、同じ抵抗値を有し、特に、最大抵抗に関しては５％、３％、又は１％未満の許容範囲内である。代わりに、プルレジスタは、マトリクス内での抵抗とは異なる抵抗値を有する。プルレジスタは、特にオプションの校正線上のプルレジスタなしに、例えばマトリクス抵抗の抵抗値の少なくとも７５％又は少なくとも１００％以上の、マトリクス抵抗の抵抗値以上の抵抗値を有する。
【００３７】
低い耐性は、マトリクス設定の１の縦列内での押されたキースイッチの数、仮にこの数がマトリクスのスキャンを加速するなら、この数のとても正確な決定を許容する。低い耐性はまた、曖昧でない校正値に至る。
【００３８】
抵抗は固定抵抗値を有し、すなわち、抵抗の圧力感度はない。圧力感度のない抵抗は、感圧抵抗より安い。
【００３９】
抵抗、又は抵抗とプルアップ／ダウン抵抗は、カーボン印刷で製造される。カーボン印刷は、別々の抵抗素子を使うのに比較して、低コストの製造法である。
【００４０】
抵抗は、少なくとも４．５ＫΩの抵抗値を有する。このため、もしキーがアクティブ又は押されたなら、小さな電流のみとなる。
【００４１】
マトリクス設定のスキャンは、下記測定の少なくとも１によって、より速められ、
−ａ）第１入力エレメントが、検知値及びアクティブ入力エレメントの数を示す閾値に基づいてこの読取り線で検知されるやいなや、何個の入力エレメントが読み取られた読取り線上で押されているか又はアクティブかを決定し、多くのアクティブ入力エレメントがアクティブ入力エレメントの前記決定された数に等しいと検知されるとすぐに、更なる電気信号が検知されず、
−ｂ）全ての駆動線が第２電位に駆動され、読取り線がアクティブ化された入力エレメントを有していないと決定され、これらの決定された読取り線は、現状のスキャンサイクル内でこれ以上、マトリクス設定のスキャンの間、考慮されず、
−ｃ）駆動している駆動線の順番は、対応の駆動線に接続されるアクティブ入力エレメントの可能性に依存し、
−ｄ）２分法が駆動線の駆動のために使用される。
【００４２】
第１電位は、正操作電位となる。仮に第１電位がＩＣ又はマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラの正操作電位なら、第２値はグランド／電源電位である。これは、スキャンがグランド／電源電位でなされることを意味する。クリーンな駆動を正電位に許容もする駆動部と比較して、クリーンな駆動をグランド／電源電位に許容するより多くの駆動部がある。例えば、グランドに対して駆動８ｍＡを許容する多くの駆動部がある。しかし、この電流は常に正電位に反して駆動されるわけではない。これは、グランドへの良い駆動は、押されたキーの正確な検知のため必須となることを意味する。仮に読取り線で押されたキーの数から独立した閾値が使用されるならばますます、有効である。
【００４３】
仮に第１値がグランド／電源電位なら、第２値はＩＣ又はマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラの正操作電位となる。この代わりが、仮に駆動部が十分な方法で正操作電位に寄る駆動線で使用されるなら、使用される。
【００４４】
入力設定器は、
−複数の入力エレメントを備え、
−ここで入力エレメントは、マトリクス設定に応じて接続され、
−ここでマトリクス設定は、各駆動回路にそれぞれ接続される少なくとも２の駆動線を有し、
−ここでマトリクス設定は、アクティブ入力エレメントを検知するために使用される少なくとも２の読取り線を有し、
−マトリクス設定に応じて、それぞれ入力エレメント、抵抗を有する直列接続は、駆動線１つと読取り線の１つとにそれぞれ接続される。
【００４５】
駆動線１つと読取り線の１つとにそれぞれ接続されることは、当該接続がマトリクス内の特定位置を定義することを意味する。
【００４６】
この入力設定器は、上述する方法において使用される。従って、同じ技術効果も有効である。
【００４７】
読取り線は、好ましくはプルアップレジスタであり、プルレジスタにより第１電位に接続される。第１電位とは異なる第２電位にアクティブ駆動線を駆動できる駆動回路、また、非アクティブ駆動線を駆動でき、又は非アクティブ駆動線を第１電位にまで、又は第１電位及び第２電位の差の絶対値の最大５０％若しくは１０％である第１電位からの絶対オフセット値を有する電位にまで駆動できる駆動回路のための制御デバイスがある。
【００４８】
この入力設定器は、上述する方法においても使用される。従って、同じ技術効果も有効である。
【００４９】
マトリクス設定は、校正線を備える。参照抵抗は、校正線と各駆動線にそれぞれ接続される。校正線は、校正値を検知する検知部に接続され、又は接続可能である。
【００５０】
校正線は、すなわち、１の読取り線上のマトリクスの１の縦列の全てのキー又は入力エレメントがアクティブ化されたケースをシミュレーションするために使用される。この場合は、検知における最悪のケースである。従って、この場合は、後にアクティブ入力エレメントの検知に使用される閾値を決定するために使用される。
【００５１】
閾値決定部は、アクティブ入力エレメントの数から独立に、又は同じ読取り線に接続されたアクティブ入力エレメントの少なくとも２，３又は少なくとも４の異なる数から独立に入力エレメントのアクティブを示す閾値を決定、及び／又は同じ読取り線に接続されたアクティブ入力エレメントの正確な数を示す少なくとも１の閾値を決定して使用される。両方の場合、詳細は上述されている。
【００５２】
検知部（ＡＤＣ）は、読取り線上、及び／又は校正線上で使用される。検知部は、参照電位を使用する操作電位により操作される。参照電位は、検知部の操作電位に比べて、抑えるようにフィルターされる。これらの電位間には例えば０．１Ｖの電位差がある。しかし、校正線の使用が、入力エレメントのアクティブの検知がこの電位差に影響されないことを確約する。
【００５３】
抵抗、又は抵抗及びプルレジスタは、同じ抵抗値を有し、特に、最大抵抗値に関しては５％、３％、又は１％未満の許容範囲内である。抵抗は固定抵抗値を有し、すなわち、抵抗の圧力感度はない。直列接続の抵抗、又はこれら抵抗とプルレジスタは、コストの安いカーボン印刷で製造される。
【００５４】
直列接続は、マトリクス設定のキャリアー基板に関して不動な抵抗を備える。代わりに、直列接続は、マトリクス設定のキャリアー基板に関して可動な抵抗を備える。例えばカーボン印刷により、キャリアー基板上に搭載された抵抗に比較して、可動な入力エレメント内に抵抗を有することはより安くなる。しかし、可動な入力エレメント内の抵抗はまた、カーボン印刷により作られる。
【００５５】
入力設定器は、マトリクス設定に接続された及び／又は以内で、デカップリングダイオードを含まない。ダイオードは、抵抗と比較して比較的高価である。さらに、デカップリングやゴーストキーの防止は、方法や入力設定器のために上述したデカップリングダイオードを使用することなしに、達成され得る。
【００５６】
駆動回路又は駆動線の駆動のための駆動回路は、直接、又は２００Ω又は１００Ω未満の抵抗を有する直列抵抗を用いることにより、駆動線に接続される。直列抵抗は、マトリクス設定のキャリアー基板の波抵抗に応じて変えられる。
【００５７】
好ましくは、駆動回路の出力に接続されたプルアップレジスタ又はプルダウンレジスタはないのが良く、特に１ＫΩ又は４ＫΩより大きな抵抗値を有するプルレジスタはないのが良い。駆動回路は、その出力でハード電位レベルを有し、というのも、それは典型的にプッシュプルドライバで生成されるからである。これは、出力電位又は駆動回路の出力電圧は、本来的に、マトリクス設定の１の縦列内で、アクティブ入力エレメントやキーの数に関係なく、変化しないことを意味する。特に、グランド／電源電位においては、０．２Ｖ（２００ｍＶ）未満又は０．１Ｖ（１００ｍＶ）未満の変化を有することが可能である。これは、特に、仮に閾値がマトリクス設定の１の縦列内で押されたキーの数に関係すると考えられなければならないなら、押されたキーの検知をより容易化する。ハードレベルの使用の反対は、ソフトレベルの使用である。ソフトレベルは、プルアップレジスタ又はプルダウンレジスタを使いながら生成される。しかし、ソフトレベルは、ハードレベルの種類と比較して、より大きな範囲内で変化する。
【００５８】
駆動回路又は複数の駆動回路は、マイクロコントローラ部の出力回路となる。この場合、駆動のための離れた構成は不要で、とても経済的である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
＜第１アスペクト＞
本願発明の目的は、簡単な作法で製造され、そして好ましくは誤ったキースイッチ検知の問題を対処し、及び／又は同時に押圧されたキースイッチの複数のキースイッチ検知の入力設定器を供することである。
さらに、これに対応する方法が供される。
【００６０】
これらの問題は請求項に記載の入力設定器によって、また、方法により解決される。実施形態は従属クレームで述べられる。
【００６１】
本願は、上述された形態を有する入力設定器に関する。直列接続は、例えば、プレスダウン動作によって、ユーザによってアクティブ化され得るスイッチング素子を備える。例えば抵抗などのスイッチング素子の端部間の電気特性は、スイッチング素子がアクティブ化されれば変わる。直列接続もまた、例えば１の抵抗又は２つの抵抗など、少なくとも１の電気成分（要素または装置）を備える。通常、直列接続において、スイッチング素子に追加される電子部品は２以上ではない。
【００６２】
第１導線及び第３導線は、例えばマトリックスの横列を形成する。第２導線及び更なる導線は、例えばマトリックスの縦列を形成する。しかし、また、１の縦列のみ、すなわち、第２導線のみ又は１の読出し線のみでマトリックスを使うことができる。
【００６３】
接続は、導電性の接続であり、例えば、柔軟な又は硬い原料から成る印刷回路基板（ＰＣＢ）上にある。
【００６４】
ＡＤ変換器は、すなわち、追加の電気要素なしに、直接、第２導線に接続されるかもしれない。その代わりに、マルチプレクサが、それぞれ異なる時点で、幾つかの導線を１のＡＤ変換器の入力にのみマッピングするために使用されるかもしれない。また、第２導線上に第１ＡＤ変換器を、さらなる導線上に第２ＡＤ変換器を使用することが可能である。
【００６５】
入力装置は、例えば、
−キーボード、特に少なくとも５０のキースイッチ、通常、１５０以下のキースイッチ又は２０００以下のキースイッチを有する英数字キーボードである。キーボードは、コンピュータと分離した装置又はコンピュータの一部であり、又は
−１０〜２０のキースイッチを有するキーパッド、特に、入口制御のために使用されるキーパッドである。
【００６６】
例えば、キーボードは下記の少なくとも１，２，３，４，５又は全てを備え、
−少なくともa, b, cなどの文字を入力するための２５キー、
−より好ましくは、例えば"!", """, "§", "$"などの更なる入力キャラクタと結合され、少なくとも０, １, ２などの数字、を入力するための１０キー、
−Ｆ１，Ｆ２などの少なくとも１０のファンクションキー、
−少なくとも、０，１，２などの数字を入力するためのキーパッドの１０キー、特に、これらの数の更なるグループであり、
−更なる入力キャラクタがこの更なるグループのキーのために使用されることはなく、
−すなわち、左CTRL、左SHＩFT、左ALT、左ＧＵＩ (Graphic User interface)、すなわち、Microsoft left Win key, Macintosh Left Apple key, Sun left Meta keyなど、右CTRL、右SHＩFT、右ALT、右ＧＵＩなど、ＨＩＤ（ヒューマン・インターフェース・デバイス）仕様で定義される修飾子キー、
−Caps Lock、Tab、スペースバー、Page Down、Page Up、右矢印、左矢印、上矢印、下矢印などの補助キーである。
【００６７】
ＡＤ変換器は、漸次接近法又は並列型符号化に基づく変換器となる。また、少なくとも２の参照値及び第２導線上の信号を比較する少なくとも２つの変換器、又は変換器を実現するために少なくとも２つの参照値及び更なる導線上の信号を比較する２つの変換器を使用することが可能である。
【００６８】
第１導線及び第３導線は、駆動線と名付けられる。第２導線及び更なる導線は、読出し線と名付けられる。
【００６９】
駆動線は、予め決められた動作機構に応じて、駆動線をストロボし又はスキャンする駆動に接続される。１を除く全ての駆動線は、好ましくは第１電位に設定され、残りの駆動線は好ましくは、第１電位に関連した異なる第２電位に設定される。ストロボ又はスキャンは、全ての駆動線に順になされる。第１電位は、好ましくは第２電位より高い。第２電位は、好ましくはグランド電位である。
【００７０】
読出し線は、ＡＤ変換器に直接接続される。代わりに、マルチプレクサが、各読出し線及びＡＤ変換器入力の間に接続されるかもしれない。
【００７１】
第３導線は、第２入力エレメント及び第２電子部品の第２直列接続に、又はアクティブならば高いオーミック状態を有する第２入力装置に接続される。好ましくは、少なくとも６又は少なくとも８の導線（駆動線）を有する。
【００７２】
第１導線は、さらに入力エレメント及び更なる電子部品の更なる直列接続に接続され、又はアクティブならば高いオーミック状態を有する更なる入力装置に接続される。
【００７３】
更なる導線は、更なる直列接続又は更なる入力装置及びより好ましくはまた他の直列接続又は入力装置に接続される。このようにして、例えば少なくとも６又は少なくとも８となる多くの縦列の数又は読出し線の数がある。
【００７４】
ＡＤ変換器は選択的に第１導線又は更なる導線からの入力を受ける。代わりに、第２ＡＤ変換器は第１ＡＤ変換器の代わりに更なる導線に組み合わされる。
【００７５】
入力エレメント若しくは入力装置、又は入力エレメント若しくは入力装置の全ては、２つのみの端部を備える。特に、押圧ボタンや対応する半導体装置などの単極単投スイッチが使用される。単極単投スイッチは、単極双投スイッチ又はプッシュボタンと比べてより簡単な構成を有する。入力エレメントは、すなわち、アクティブ化されておらず又は押圧されていないなら通常は開状態である。
【００７６】
ＡＤ変換器は、少なくとも２ビット、少なくとも３ビット、少なくとも４ビット、少なくとも８ビットの出力語長の変換器である。これは、変換器の分解能が４値、８値、１６値、又は２５６値又はそれ以上であることを意味する。長い語長を有するＡＤ変換器はまた、１２ビット語長、すなわち４０９６値の分解能を有するものとして使用される。通常、２０ビット語長未満が使用される。
【００７７】
第１電子部品及び第２電子部品は、それぞれ、少なくとも１の抵抗又は抵抗素子を備える。抵抗又は抵抗素子は、４．５ＫΩ又は５ＫΩ又は１０ＫΩ以上の抵抗値を有する。抵抗は、典型的には１００ＫΩ以下の値を有する。抵抗素子は、タッチスクリーンに統合されるトランジスタとなるかもしれない。さらに、抵抗又は抵抗素子がスイッチングのために使用されるトランジスタのような入力装置の一部であるなど、仮に別々の電子部品が使用されないなら同じことがいえる。
【００７８】
抵抗の夫々は、例えば抵抗の算術平均値又はノーマル値から±５％などの耐性内での同じノーマル値又は同じオーミック値を有する。これは、キーボードの簡易な生産を許容する。
【００７９】
代わりに、同じ値が直列接続又は入力装置のグループ内で使用される。しかし、異なる値が、例えば同じ読出し線など、同じマトリックスの導線の異なるグループに使用される。抵抗率の量は、同じ読出し線の別のグループの値と比較して、１グループで少なくとも５０％大きくなる。
【００８０】
各入力エレメントはスイッチング素子を備える。スイッチング素子は、より好ましくはスイッチがアクティブ又は押圧されて物理接触がされて接触となる機械スイッチを備える。代わりに、機械パーツの動作を含まない感知又は感圧デバイスが使用される。例はタッチスクリーンや感知トランジスタである。
【００８１】
代わりに、例えば、機械パーツの動作を含まない感知スイッチ、特に、操作者やユーザによりアクティブ化され抵抗値を変えるトランジスタのような、他種類のスイッチも使用可能である。
【００８２】
さらに、スイッチのハイブリッドが使用される。例えば、２つの交差指型接触に反してユーザの指によって押圧される電気導体ドームを備えるドームスイッチが使用される。
【００８３】
入力装置は、特にＡＤ変換器に接続され又はＡＤ変換器を備えるマイクロコントローラたるプロセッサを備える。マイクロコントローラはまたメモリ及び周辺装置を備える。
【００８４】
入力装置は、例えばＰＳ／２(personal system 2)のように、入力装置及びコンピュータ間のデータ転送のための国際標準に応じた機能となるインターフェース装置から成り、すなわち、キースイッチ信号を作り又は壊し、又はＵＳＢ(Universal Serial Bus)すなわち、キースイッチがアクティブである以上、複数の信号を送るものである。
【００８５】
入力設定器は、例えばアクティブ化の最初で信号値及びスイッチのアクティブ化の最終での信号値の信号変化の最後の３分の１以内の閾値電圧に依存しているスイッチなどの入力エレメント又は入力装置のアクティブを検出する制御装置を備える。これは、信号のデバウンシングが既に低下し、信号が検知か容易なほど比較的低レベルにあるという下降信号レベルを意味する。
【００８６】
代わりに、入力設定器は、例えばアクティブ化の最初で信号値及びスイッチのアクティブ化の最終での信号値の信号変化の最初の半分又は最初の４分の１以内の閾値電圧に依存しているスイッチなどの入力エレメント又は入力装置のアクティブを検出する制御装置を備える。
【００８７】
これは、信号のデバウンシングが未だ比較的高いことを意味する。しかし、ＡＤ変換器の使用が、正確な検知を可能にし、というのも、幾度かのデバウンシングの間、信号のサンプル化が可能だからである。閾値は、例えば、キーボードのスイッチの感度を設定するなど、入力装置のユーザにより設定又は選択される。
【００８８】
例えば、最適統計分析との組み合わせで、平滑コンデンサを使うことによって、速く変化するデバウンシング関数とは対照的にスムーズな値を得ることができる。代わりに、キースイッチのアクティブ化の最初で、高電位より低いデバウンシング信号又は値の最小値を検出できる。低信号値より高いと考えられる最大値又は値は、もし信号が最初低いなら検知される。
【００８９】
制御装置はプロセッサ、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ及び対応するプログラムにより実現される。代わりに、プロセッサのない電気回路が制御装置として使用される。
【００９０】
入力設定器は、少なくとも２つの閾値に依存するアクティブ化の間、入力エレメント又は入力装置の少なくとも３状態、又は少なくとも４状態を検知する。３状態の例としては、未押圧、半押圧、及び完全押圧である。この新たな出願は、この複数状態検知機構に基づく。関数は、アクティブ化の最初に準備され、例えば仮にスイッチが完全に押圧された場合にのみ実行される。
【００９１】
入力装置は、アクティブ入力エレメントの数、若しくは第２導線に接続された入力装置、及び／又はアクティブ入力エレメントの数、若しくは更なる導線に接続された入力装置を検出する第２制御装置を備える。
【００９２】
第２制御装置は、別のプログラムに基づくプロセッサにより実現される。代わりに、別のハードウェア、すなわち、プロセッサのない回路などが使用される。
【００９３】
第２制御装置は、少なくともＡＤ変換器の出力値の２のレンジを設定する閾値ユニットを備える。第２制御装置は、一度に１の導線上でアクティブ化されたスイッチの数を決めるために、レンジ内のＡＤ変換器の出力を比較する比較器を備える。レンジは、各レンジのための唯一の値、及びこれらのレンジの長さのための共通値、又は各レンジのための２値、すなわち低境界値及び高境界値によって予め定められる。検知精度は、仮に使用されないこれら決められたレンジ間のレンジがあるならば増加する。
【００９４】
少なくとも第１電子部品はカーボン抵抗を備え又はカーボン抵抗であり、又は少なくとも第１入力装置はカーボン抵抗を備える。カーボン抵抗は、好ましくはカーボン印刷により製造される。カーボン抵抗には少なくとも炭素を９０原子パーセント有する。好ましくは、全ての入力設定器の抵抗電気素子は、特に全ての入力マトリックス内の抵抗電気部品は、カーボン抵抗である。
【００９５】
入力設定器は、最大で２０ｃｍ未満にまで拡張し、及び／又は５００ｇ未満又は２５０ｇ未満の重さの装置の一部である。抵抗又は抵抗素子は、少なくとも２０ＫΩ又は少なくとも３０ＫΩの抵抗率を有する。
【００９６】
重量は完全重量、すなわち装置及び蓄電池又はバッテリーを備えるものに関連する。そのような小さな装置は持ち運び可能で、すなわち携帯用として使用される。そのような装置では、低エネルギー消費が重要である。これは、キーボードやキーパッドにおいても同様である。
【００９７】
ここでの抵抗率の値は、押圧される各キーにおいて約０．１５ｍＡのみの電流が許容される。この値は、例えば０．３ｍＡの値を有する現行知られているキーボードよりかなり低い。電流の低い値は、より効率的なエネルギー消費に至る。
【００９８】
読取り線でのプルアップレジスタはまた、キーボードやキーパッドにより必要とされる電流に影響する。
【００９９】
代わりに、入力設定器は、最大で２０ｃｍにまで拡張し、及び／又は５００ｇ以上又は１ｋｇ以上の重さの装置の一部である。抵抗又は抵抗素子は少なくとも２０ＫΩ又は少なくとも３０ＫΩの抵抗率を有する。
【０１００】
エネルギー効率は、また例えばパソコン、サーバなどの大きな装置にとって問題となる。これらの装置は通常、１００Ｖから３００Ｖの範囲内の電圧を有する加速された現行のネットワーク、すなわち、ユーティリティプラントによって駆動されるネットワークで操作される。
【０１０１】
入力設定器が、最大で２０ｃｍにまで拡張し、及び／又は５００ｇ以上又は１ｋｇ以上の重さの装置の一部である。抵抗又は抵抗素子は２０ＫΩ未満、１５ＫΩ未満、又は１０ＫΩ未満の抵抗率を有する。
【０１０２】
抵抗率の値の減少の影響は、検知がより早くなされるということである。これは、コンピュータゲームをするために使用されるキーボードにおいては重要である。１０ＫΩの抵抗率は、約１ｍｓの検知時間になる。
【０１０３】
本願はまた、上述の特徴をなす入力方法に関する。この方法は、さらにデジタル値であるキーコードを生成することを含む。
【０１０４】
電位の検知は、電流の検知に反して好ましいかもしれない、というのも検知が簡単でより信頼できるからである。
【０１０５】
この方法は、スイッチや入力装置の１のアクティブ化の中間状態を決定することを含む。
【０１０６】
例えば統計分析との組み合わせで、平滑コンデンサを使うことによって、速く変化するデバウンシング関数とは対照的にスムーズな値を得ることができる。代わりに、キースイッチのアクティブ化の最初で、高電位より低いデバウンシング信号又は値の最小値を検出できる。低信号値より高いと考えられる最大値又はその値は、もし信号が最初低いなら検知される。
【０１０７】
閾値は、キースイッチの押圧状態と開状態との間の信号レベル変化の最初の半分以内にある。閾値は、例えば、キーボードのスイッチの感度を設定するなど、入力装置のユーザにより設定又は選択される。
【０１０８】
この方法は、スイッチ又は入力装置の１のアクティブ化の間、少なくとも３つの状態又は４つの状態を決定することを含む。少なくとも、２の閾値は、開状態及び閉状態の間の第３の状態を検知するために使用される。他の形態では、３又は３以上の閾値が使用され、例えば４，５，６，又は６以上となる。新たな出願がこの方法を使用することで可能であり、例えば、スイッチが充分に押圧されれば、アクティブ化の最初で、及び関数を実行するのみで、関数の実行を準備する。
【０１０９】
この方法は、デジタル値に依存する導線（読取り線）に接続されたアクティブ化されたスイッチ又は入力装置の数を決定することを含み、この数は１以上であることが好ましい。このように、ゴーストキーを防ぐのみでなく、同時にアクティブ化された誤りの複数キースイッチなしに検知できる。
【０１１０】
第１抵抗又は第２抵抗は、カーボン印刷を用いて、すなわちとても効果的な生産過程で生産される。
【０１１１】
第１抵抗又は第１入力装置の高オーミック状態、及び第２抵抗又は第２入力装置の高オーミック状態は、少なくとも２０ＫΩ又は少なくとも３０ＫΩの抵抗率を有する。
【０１１２】
エネルギー効率はポータブル装置においては重要で、しかも例えばパソコンのようなより大きな装置においてはそうである。高抵抗率は、低電流消費に至り、従って、全体でのエネルギー消費を低くする。
【０１１３】
代わりに、第１抵抗又は第１入力装置の高オーミック状態、及び第２抵抗又は第２入力装置の高オーミック状態は、少なくとも２０ＫΩ未満、少なくとも１５ＫΩ未満、又は１０ＫΩ未満の抵抗率を有する。
【０１１４】
仮に高い検知電流が使用されると、とても高い検知レートを得ることが可能である。検知レートは、シュミレーションプログラム及びコンピュータゲームとして使用される高スピードアプリケーションで使用されるキーボード及びキーパットにおいて重要である。
【０１１５】
方法は、上述した装置の１つにおいて使用して実行される。上述したものと同じ技術効果がまた、対応する装置を使用する方法において有効である。
【０１１６】
＜明細書−第２アスペクト＞
回路設定器及び光学エレメントの制御方法
【０１１７】
＜技術分野＞
本願発明は制御回路及び少なくとも光学エレメントの制御、又は光学エレメントのための少なくとも１の駆動、又は複数の光学エレメントのための制御方法に関する。
本願発明は、特に高いエネルギー効率及び低いエネルギー消費で操作され得る回路設定器に関する。
【０１１８】
＜背景技術−第２アスペクト＞
多くの制御原理が光学エレメント、特に例えばＬＥＤなどの半導体光学エレメントを通って流れる電流を制御するために知られており、
−電流制限抵抗
−電圧レギュレータのような線形駆動部
−駆動部の出力電圧の２の閾値電圧に依存したスイッチングトランジスタのオンオフをスイッチに使用する発振ドライバである。
【０１１９】
＜発明の概要−第２アスペクト＞
本願は光学エレメントの制御のための回路設定器に関し、
−パルス幅変調信号によって制御される変換器
―少なくとも１の光学エレメント、又は変換器の出力に接続された少なくとも１の光学エレメントのための駆動回路
−光学エレメント又は駆動部を備える第１回路分岐に接続され又は接続可能な第１検知部
−第１検知部、及び変換器の制御用の入力に接続され、少なくとも１の光学エレメント又は変換器の出力電圧を制御することによりドライバを通して流れる電流を制御するデジタル制御部と、を備える。
【０１２０】
さらに、本願発明は光学エレメントの制御方法に関し、
−少なくとも１の光学エレメントを流れる電流、又はパルス幅変調方式（ＰＷＭ）、追加的にパルス周波数変調方式（ＰＦＭ）により制御される変換器の出力電圧をデジタル制御することによって少なくとも１の光学エレメントのための駆動回路を流れる電流を制御することを含む。
【０１２１】
＜発明を実施するための形態−第２アスペクト＞
本願発明の目的は、特に高効率、低エネルギー消費での操作及び／又は光学エレメントの高輝度値を可能とする光学エレメントの制御、特に輝度と光学エレメントに関しての制御のための回路設定器を提供することである。さらに、これに対応する方法が供される。
【０１２２】
これらの問題は請求項に記載の装置によって、また、方法により解決される。実施形態は従属クレームで述べられる。
【０１２３】
回路設定器は、上述された特徴を備える。この回路設定器は変換器、例えば光学エレメント又はドライバの電流を制御するため、変圧器の電圧制御を使用する。これは、光学エレメント又はドライバの強い非直線電圧電流特性の場合に使用される電流制御と反する。それにも関わらず、回路設定器は電圧制御を使用する、というもの、デジタル制御は、光学エレメント又はドライバの特性、特に電圧電流特性曲線又は電流電圧特性曲線の個別の検知に基づくためである。代わりに又は追加的に、他の特性曲線、例えばデューティ比対変圧器の電圧特性曲線のようなものが考慮される。
【０１２４】
さらに、回路は電流制御の代わりに電圧制御を使用可能である、というのは変圧器の非直線特性及びＬＥＤの非直線特性は共にまた制御のため考慮される。
【０１２５】
検知部は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）である。ＡＤＣのビット長は、４ビットから１２ビット又はそれ以上の範囲である。マルチプレクサが、第１回路分岐と検知部の間で使用される。
【０１２６】
光学エレメントは例えばＬＥＤ、レーザダイオード、ＩＲ（Infra Red）ダイオード又はＵＶ（Ultra Violet）ダイオードなどの半導体素子から成り、又は半導体素子を備える。
【０１２７】
光学エレメント又は一列の光学エレメント又は光学エレメントの一列の束の非直線特性は、指数関数となり、又は指数関数に似ている。これは、操作のポイントの調整は、直線特性又は直接電流制御を有する素子に比較して難しく、というもの電圧の小さな変化が特にレンジ端で比較的大きな電流の変化となるためである。例えば、完全個別特性をサンプル化によることによるなど、適切な操作ポイントを見つけることが適切な制御戦略に使用可能である。同じことが光学エレメントのためのドライバに関しても言える。
【０１２８】
変換器は、ＤＣ／ＤＣ(Direct Current/ Direct Current)変換器などの変圧器である。変換器は、降圧コンバータ（バックコンバータ）、インバータ又は昇圧コンバータ（ブーストコンバータ）である。これらのコンバータは、１の誘導性素子と１のスイッチと１のダイオード、又は代わりに１の誘導性素子及び２つのスイッチを備える。スイッチは、好ましくは電気スイッチ、すなわちＦＥＴ(Field Effect Transistor)やＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor FET)などのトランジスタである。変換器の他の種類、例えばフライバック型コンバータなどがまた使用されるかもしれない。
【０１２９】
変圧器の非直線特性曲線がまたある。変換器は、低負荷又は低出力パワー（ＰＷＭモード）の操作モードで低効率となる。負荷又は出力パワーが大きいと、高効率となる。変換器は通常この通常モードに合わせて設定される。しかし、変圧器及び光学エレメント／ドライバの非直線特性は、例えば回路設定器の生産の終了時に、回路設定器がスイッチオンされるたび、又は温度変化が検出されるならば、又は他の戦略に応じて、変圧器及び光学エレメント／ドライバの全ての特性が少なくとも一度検知されるなら考慮される。
【０１３０】
例えば、ＡＤ変換器などの第１検知部は、第１回路分岐に直接接続され、又はマルチプレクサが、第１回路分岐及び第１検知部又は第１ＡＤ変換器の間で使用される。
【０１３１】
制御は、閉回路を使用して成される。代わりに、開回路制御が使用される。
【０１３２】
第１回路分岐は、変換器に加えて第１回路分岐内で、電流調整のための更なる電子装置がない。特に、第１回路分岐は、電流制御のためのトランジスタを備えない。これは、電圧制御のみが光学エレメント又は自動的に光学エレメントのドライバを制御するために使用されることを意味する。抵抗が第１回路分岐内で使用されても、抵抗率の値は電流制限抵抗の値未満となる。
【０１３３】
第１回路分岐は抵抗素子又は抵抗から成り、第１検知部は少なくとも１の光学エレメント又はドライバ回路、及び抵抗素子又は抵抗の間の接続に接続され、又は接続可能である。抵抗は、例えば１％又は１％未満の低耐性である。抵抗又は抵抗素子は、第１検知部を使用することにより、分岐内で、電流の検知を許容する。
【０１３４】
抵抗の値は好ましくは、光学エレメント又は複数の光学エレメントのために必要な電流制限抵抗（保護抵抗）の値より小さい。抵抗のオーミック値は、例えば１Ω〜５０Ωの範囲である。
【０１３５】
検出された電流値は、電流パワー、すなわち、さしあたって光学エレメントで消費されるパワーを計算するために使用される。
【０１３６】
第１検知部は、少なくとも１の更なる光学エレメント又は少なくとも更なる１の光学エレメントのための更なるドライバを備える少なくとも１の更なる回路分岐に接続され、又は接続可能である。これは、電流の合計値又は平均値が特に算術平均値で検知されることを意味する。
【０１３７】
電流のみを検知し、及び電流を設定又は電流を変更する変換器の電圧を使用するための多くのアプリケーションにとって十分となる。
【０１３８】
代わりに、第１検知部は変圧器の出力電圧を検知する。
【０１３９】
第２検知部が第１回路分岐に、特に変換器の出力に接続され、又は接続可能となる。第２検知部は、特に第１検知部が電流の検知に使用されている場合に、変圧器の出力電圧を検知する第２ＡＤ変換器である。第２ＡＤＣのビット長は、４ビットから１２ビット又はそれ以上の範囲である。代わりに、第２検知部は、マルチプレクサ及び例えば第１ＡＤ変換器のようなＡＤ変換器の一部を備える。
【０１４０】
第２検知部は、直列接続、すなわち分圧器に接続される２つの抵抗のタップに接続される。この直列接続は、回路分岐に、及び／又は変圧器の出力に接続される。ユニティゲイン増幅器又は電圧フォロワが、分圧器及び第２検知部の間に接続される。
【０１４１】
第２検知部は、第１検知部と共に又は無しに使用される。
【０１４２】
変圧器の出力電圧の検知、回路分岐内の電流の検知は、１の回路分岐内、又は唯一の光学エレメント又は複数の光学エレメント又はドライバを含む複数の回路分岐内で、電気出力パワーを決定することを許容する。出力電圧及び電流は、光学エレメントの電圧対電流特性のペアを得るために使用される。出力電圧単独では、変圧器、光学エレメント又は光学エレメントのドライバの全体での非直線デューティ比対電圧特性を検知するために使用される。
【０１４３】
第３検知部が変圧器又は回路設定器の入力に接続され、又は接続可能となる。第３検知部は、第３ＡＤ変換器である。第３ＡＤＣのビット長は、４ビットから１２ビット又はそれ以上の範囲である。代わりに、第３検知部は、マルチプレクサ及び例えば第１ＡＤ変換器又は第２ＡＤ変換器のようなＡＤ変換器を備える。第３検知部は、変圧器又は回路設定器の入力の電圧又は電流を決定する。
【０１４４】
電圧検知において、分圧器及び／又はユニティゲイン増幅器が使用される。回路設定器の入力電圧値は、電圧のブレークダウン状態を検知し、それに応じた行動をとるために使用される。これは特に、回路設定器がＵＳＢインターフェースを介して操作されるなら重要である。
【０１４５】
第３検知器は、第１検知器と共に又は無しに、第２検知器と共に又は無しに使用される。
【０１４６】
第４検知器は、変圧器又は回路設定器の入力に接続され、又は接続可能となる。第４検知部は、ＡＤ変換器である。このＡＤＣのビット長は、４ビットから１２ビット又はそれ以上の範囲である。代わりに、第４検知部は、マルチプレクサ及び例えば第１ＡＤ変換器、第２ＡＤ変換器又は第３ＡＤ変換器のようなＡＤ変換器を備える。
【０１４７】
第４検知器は、回路設定器、すなわち変圧器及びマイクロコントローラなどの入力電流を検知する。電圧レギュレータ又は回路設定器の入力線内の抵抗又は抵抗素子は、電流検知のために使用される。抵抗素子は、例えば、ＵＳＢ標準を満たすために使用される誘導性素子の一部である。抵抗容量ネットワークは、誘導性素子における入力電流を検知するために使用される。これは、ＤＣＲ(Direct Current Resistance)読取りとして知られる。入力電流の読取りの他の方法がまた知られている。
【０１４８】
入力電圧の検知及び変圧器の入力電流は、入力パワーを決定することを許容する。
【０１４９】
入力電流値は、例えば国際標準、特にコンピュータにキーボードを接続するために使用されるＵＳＢ(Universal Serial Bus)やＰＳ／２(personal system 2)などの標準の最大電流値と比較される。
【０１５０】
第４検知器は、第３検知器と共に又は無しに、及び／又は第１検知器と共に又は無しに、及び／又は第２検知器と共に又は無しに使用される。
【０１５１】
このため、ＡＤＣに接続されたいかなるマルチプレクサを使用することなしに可能である。１つ又は２つのみのＡＤ変換器及びマルチプレクサ回路を使用することをも可能である。１のみのマルチプレクサ及び１以上のマルチプレクサを使用することができる。
【０１５２】
回路設定器は、プロセッサを備え、このプロセッサは、第１検知部の出力、及び変圧器、特に変圧器の制御端子に接続される。プロセッサは、また使用される他の検知部に接続される。プロセッサは、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラである。マイクロコントローラはプロセッサ、メモリ及び入力／出力装置を備える。
【０１５３】
回路設定器は、コンピュータとキーボード又は別の周辺装置との間のインターフェースを形成するインターフェース回路を備え、この周辺装置は特に、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)標準、すなわち１．０、２．０、３．０又はこれ以上の一つ、又はＰＳ／２(personal system 2)に応じている。これらのインターフェースにおいては特別の問題がある。
−インターフェースでの電圧、パワー、及び／又は電流は、特に最大電圧未満、又は最大電流未満の、ノーマルな範囲内とならなければならず、及び／又は、
−標準内で定義された限界値を超える電流状態及び／又は電圧状態を避けることが重要となる。
【０１５４】
回路設定器は、少なくとも１の光学エレメントによってイルミネートされる複数の入力エレメントを備える。ガラス又はプラスチックから作られる導波路は、光を入力エレメントに誘導するために使用される。入力エレメントは、機械スイッチ、可動スイッチ又はスイッチの接触素子である。これらの種のイルミネーションのための特別な要求は、例えば、
−最大輝度、及び／又は
−インターフェース標準によって設定される限界は、従わせなければならない、及び／又は低パワー消費は必須である。
【０１５５】
これらの要求は、少なくとも１の検知器又はＡＤＣ（ＡＤ変換器）、２の検知器／ＡＤＣ、３の検知器／ＡＤＣ、４の検知器／ＡＤＣの検知値に基づく制御戦略を使用することにより果たされる。代わりに、マルチプレクサ、及びマルチプレクサにより回路設定器の異なる検知ポイントに接続され又は接続可能である１のＡＤＣにのみ使用できる。変圧器及び光学エレメント又は光学エレメントのためのドライバの非直線特性は、制御戦略に含まれる。
【０１５６】
回路設定器は、更に、この回路設定器の全動作範囲の少なくとも５０％又は少なくとも７５％からなるレンジ内で、回路設定器の少なくとも１の特性曲線を決定する制御部を備える。レンジは、例えばマイクロアンペアの電流、及び数ミリアンペアの電流など、３０以上からなる。レンジ内で、変圧器の操作のいくつかのモードがある。このため、回路設定器の全ての特性を自動的に決定する。
【０１５７】
特性曲線は例えば、以下により決定され、すなわち、
−例えばキーボードなど、回路設定器を備える電気装置の生産の終わりに一度のみ、
−回路設定器のスイッチオンごとに、
−回路設定器のスイッチオンとスイッチオフとの間の何回か、
−特に、定期的に、例えば１度、１０倍以上、１００倍以上、又は各分で１０００倍以上しかし好ましくは各分で１００００倍未満、
−温度変化に依存することなどがある。
【０１５８】
値のペアは、メモリに記憶される。補間法は、記憶された値のペアの間の値を得るために使用される。スプライン補間法及び／又は補外法が例えば適当である。
【０１５９】
回路設定器は、更に、変圧器の出力での負荷に応じて、変圧器を制御するために使用されるパルス幅信号の周波数を変える制御部を備える。光学エレメントを介してマイクロアンペアのみの流れがあるなら、第１ＰＷＭモードである。第１ＰＷＭモード内での周波数は、高負荷のための、又は変換器の出力パワーのための周波数より高い。
【０１６０】
デューティ比と変圧器の出力電圧の間には第１相関がある。平坦域は、デューティ比の増加に伴い出力電圧の変化がないときに従う。操作のノーマルモード又は誘導モードでは、デューティ比及び変圧器の出力電圧の間の第３相関がある。
【０１６１】
第１ＰＷＭ内の高周波数は、平坦域の幅を減らす。
【０１６２】
ＰＷＭ信号の周波数は、レンジの端で、すなわち、制御を容易化するために、高負荷のために減らされている。減少する周波数は、より正確な制御を許容する。周波数は、２５〜７５％の範囲内、好ましくはステップ状に減らされる。
【０１６３】
ＰＦＭ(pulse frequency modulation)は、変換器の出力パワーを低い出力パワーのために、代わりに第１ＰＦＭモード内での高周波数にするために使用される。ＰＦＭは、より少ない正確な制御となるより低い周波数に至る。しかし、これは、より低いパワーの範囲内で許容であり、というのも、より小さなパワーのために確実な相対変化によって起こされる絶対変化がとにかくより小さいからである。低いパワーは、例えば５００ｍＷ又は１００ｍＷ未満である。
【０１６４】
検知部の少なくとも１つ、又は検知部の全ては、ＡＤ変換器を備え、又はから成る。ＡＤ変換器は、４ビットから１２ビット又はそれ以上の範囲での分解能を有する。ＡＤ変換器は、アナログデータ処理と比較してより柔軟なデジタルデータ処理を可能にする。
【０１６５】
制御部は、好ましくは第１検知部に接続される第１サブユニットを備える。第１サブユニットは、変換器の制御信号のデューティ比、及び少なくとも１の光学エレメントを通して流れる電流の対応する電流の現在値のペアを検知する。代わりに、変換器の出力電圧、及び少なくとも１の光学エレメントを通して流れる電流の対応する電流の現在値のペアが検知される。
【０１６６】
第１サブユニットは、最大パワー、電流又は電圧から充分に離れた操作ポイントでの輝度の制御の責任を負う。第２サブユニットは、最大パワー、電流又は電圧から近く又は近い操作ポイントに近いポイントでの制御の責任を負う。第２サブユニットは、より詳細が後述される。
【０１６７】
ここで、重要な役目を果たす指数関数があるのだが、チャレンジが、制御のためになされる。指数関数の傾きは、Ｘ−値の増加に伴いますます急になる。さらに、光学エレメント又は複数の素子の輝度は、デューティ比の最も小さな変化又は変圧器の出力電圧に関して非常に敏感である。本実施の形態は、異なる制御戦略が異なる操作ポイントに使用されるという考えに基づいている。
【０１６８】
第１サブユニットは、電流値に応じて変換器のデューティ比又は出力電圧を算出する演算部を備える。演算部は、マイクロコントローラ又は電子メモリに記憶された指示を実行する別のプロセッサを備える。
【０１６９】
第１サブユニットは、値のペアを通過する曲線を見つける補間部を備える。スプライン補間が、例えば三次式スプラインや二次式スプラインを使用することにより使用される。しかし、他の補間法も適用できる。
【０１７０】
代わりに又は追加的に、第１サブユニットは、電流値又は与えられた電流値に有効であるデューティ比又は出力電圧を見つける反復部を備える。ニュートン反復又は他の反復が使用される。反復は、各ステップの結果の改善を生じる。更なる制御部が適切な開始の値を見つけるために使用される。
【０１７１】
第１サブユニットは、少なくとも１の光学エレメントを流れる電流（Ｉ）の値の偏差、及び参照電流値又は別の参照値の偏差に依存する変換器のデューティ比又は出力電圧を変更する変更部を備える。このデジタル閉回路制御は、より高い電流値へのドリフトの補償、及びより低い電流値へのドリフトの補償に至る。電流は、例えば長期操作などで回路設定器の温度が上がるとより高い値にドリフトする。温度は、例えば窓を開けるなど外部状態によって下がる。
【０１７２】
第１サブユニットは、参照電流より上の電流で曲線の傾きを算出し、デューティ比又は出力電圧の新たな値を算出するためこの傾きを用いる第１傾き算出部を備える。代わりに又は追加的に、第１サブユニットは、参照電流で曲線の傾きを算出し、デューティ比又は出力電圧の新たな値を算出するためこの傾きを用いる第２傾き算出部を備える。これら両方は、相関曲線のより大きな値でのより大きな傾き、すなわち、指数関数を用いるより急な傾きを使用する。これは、とても正確で速い計算を可能にする。
【０１７３】
第２傾き算出部は、第１傾き算出部と共に又は無しに使用される。
【０１７４】
制御部は、第２サブユニット及び好ましくは最大電気パワー又は電圧又は電流を決定するユニットを備える。このため、第２サブユニットは、最大値を考慮する。最大値の近くには従わざるを得ない制限がある。さらに、最大値の近くの制御は、他の操作のポイントでの制御より複雑である。従って、特別な第２サブユニットが使用される。更なる動作又は代わりの動作が、例えば変換器を制御するＰＷＭ信号の周波数を減らすなど、最大値の近くでなされる。
【０１７５】
第２サブユニットは、第１サブユニットと共に又は無しに使用される。
【０１７６】
最大電気パワー又は電圧又は電流は、相関曲線の検知の間、又は相関曲線を見つけるためのベースである値のペアの検知の間、考慮される。さらに、最大値は、もしさらに装置が例えばＵＳＢポートになど同じ電源を有するいくつかのインターフェースの１の周辺インターフェースに挿し込まれるなら、キーボードの操作の間、低くせざるを得ない。コンピュータのこれらの周辺インターフェースから装置を取り除くことは、最大値の増加に至る。
【０１７７】
第２サブユニットは、好ましくは、第１検知部に接続され、第２サブユニットは、好ましくは変換器の制御信号のデューティ比の値、及び少なくとも１の光学エレメントを流れる電流の対応する電流の現在値のペアを検知する。代わりに、変換器の出力電圧の値、及び（前述した）少なくとも１の光学エレメントを流れる電流の対応する電流の現在値のペアが検知される。第１検知部は、一列の光学エレメントを通るすべての電流又はこれら一列を通る中間電流を検知するＡＤ変換器である。全電流は、ｋ、すなわち光学エレメントの平行列の数による中間電流を掛け算して算出される。代わりに、１の光学エレメントのみが、単一の光学エレメントの平行接続、又は別々に測定された列の電流の合計、で使用される。
【０１７８】
最大値は、ペアの値の検知の間、考慮される。このように、最大値を超えない要求をする仕様の範囲内である操作エリア又は操作レンジ内にとどまることが可能である。
【０１７９】
第２サブユニットは、少なくとも下記の処理部の１、２、又はすべてを備える。
−最大値にまで延長する曲線を計算する補外部、及び／又は、
−最大値での曲線の傾きを計算する傾き算出部、及び／又は、
−傾き算出部に接続され、デューティ比又は他のペアの値より最大値に近い出力電圧を計算する演算部である。
【０１８０】
スプラインはまた、良い補外法を許可する関数のための良い選択であり、特に、概して関数を有するドメイン又はレンジは、少なくとも１の補外曲線の特定位置での傾きを得るために連続的に区別される。
【０１８１】
他の値のペアは、すでに検知される。新しいデューティ比又は出力電圧が変圧器を制御するために使用される。それから、値の新たなペアは検知される。この新たな値のペアは、それから、より最大値に近いものを得るために使用される。
【０１８２】
第２サブユニットは、第２サブユニットの傾き算出部及び演算部に接続される反復部を備える。反復は、最大値を超えない範囲で、相関曲線の連続延長を許容する。
【０１８３】
反復部は、補外部に接続される。補外曲線は、反復の間、複数回アップデートされる。これは、アップデートされた補外曲線無しにの反復よりも最終的に速く、とても正確な反復を許容する。例えば、１０未満又は５反復ステップ未満など、数回の反復ステップのみである。
【０１８４】
反復は、補外曲線のアップデートなしに実行される。これは、いくつかのアプリケーションでは有効である。
【０１８５】
第２サブユニットは、デューティ比又は少なくとも１の光学エレメントを流れる電流値の偏差、及び参照電流値の偏差に依存する変換器の出力電圧を変更する変更部を備える。このため、輝度のデジタル制御がまた、パワー、電流又は電圧の最大値の近くで可能である。
【０１８６】
第２サブユニットは、参照電流より上の電流で曲線の傾きを算出し、デューティ比又は出力電圧の新たな値を算出するためこの傾きを用いる第１傾き算出部を備える。
【０１８７】
代わりに又は追加的に、第２サブユニットは、参照電流で曲線の傾きを算出し、デューティ比又は出力電圧の新たな値を算出するためこの傾きを用いる第２傾き算出部を備える。これら両方は、算出される傾きの値が真のものにとても近くなる。これは、とても正確で速い計算を可能にする。
【０１８８】
第２傾き算出部は、第１傾き算出部と共に又は無しに使用される。
【０１８９】
回路設定器は、最大の電気パワー、電圧又は電流を決定する処理部を備える。最大値を決定する処理部は、回路設定器及び／又は変圧器の入力電圧を決定する検知部、及び／又は回路設定器及び／又は変圧器の入力電流を決定する検知部に接続される。両方の検知部はＡＤ変換器である。例えば、回路設定器の入力電圧の電圧降下に基づく最大パワーの算出が可能である。代わりに、入力電流は、例えば、電圧制御のために、回路設定器の比較的一定の入力電圧など、電気パワーを算出するために使用され検知される。
【０１９０】
さらに、本願発明は光学エレメントの制御方法に関し、
−少なくとも１の光学エレメントを流れる電流、又はパルス幅変調方式（ＰＷＭ）、追加的にパルス周波数変調方式（ＰＦＭ）により制御される変換器の出力電圧をデジタル制御することによって少なくとも１の光学エレメントのための駆動回路を流れる電流を制御することを含む。
【０１９１】
この方法において、同じ技術効果がまた、回路設定器のために上述された相関となる。デジタル制御はここでは、少なくとも１のＡＤ変換器及び／又はプロセッサが使用されることを意味し、例えば純粋なアナログ回路ではない。
【０１９２】
回路設定器の特性曲線は、この回路設定器の全動作範囲の少なくとも５０％又は少なくとも７５％からなるレンジ内で決定される。技術効果は上述した。
【０１９３】
変圧器を制御するために使用されるパルス幅信号の周波数は、変圧器の出力での負荷に応じて変えられる。高い周波数は、高いデューティ比のために使用される周波数に比較して、より低いデューティ比のために使用される。より低い周波数は、変圧器の最大出力パワーの近くで使用される。周波数は、２５〜７５％の範囲内、好ましくはステップ状に減らされる。
【０１９４】
ＰＦＭ(pulse frequency modulation)は、変換器の出力パワーを低くし、代わりに第１ＰＦＭモード内での高周波数にするために使用される。ＰＦＭは、より少ない正確な制御となる、より低い周波数に至る。しかし、これは、より低いパワーの範囲内で許容であり、というのも、より小さなパワーのために確実な相対変化によって起こされる絶対変化がとにかくより小さいからである。
【０１９５】
後述する電流又は電圧の少なくとも１、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも４又はすべては、以下で検知される。
−変圧器又は回路設定器の入力電圧、
−変圧器又は回路設定器の入力電流、
−変圧器の出力電圧、
−少なくとも１の光学エレメント、又は光学エレメントのドライバを流れる電流、及び
−変圧器の出力電流である。
【０１９６】
１の検知部のみ、及びマルチプレクサ又はいくつかの検知部は、好ましくはＡＤ変換器が使用される。
【０１９７】
上述された回路設定器の１つは、上述した方法で実行される。回路設定器の処理部に対応する方法のステップとなる。
【０１９８】
＜明細書−第３アスペクト＞
キーコード送信のための方法、及びこれに対応するキーボード
【０１９９】
＜技術分野−第３アスペクト＞
本願は、キーコード送信のための方法、及びこれに対応するキーボード、特にバーチャルキーボードに関する。
【０２００】
＜背景技術−第３アスペクト＞
そのような方法が、例えばＵＳＢｘ．０(Universal Serial Bus)仕様内、及び／又はＨＩＤ(Human Interface Device)仕様内、又は他の仕様内で特定されている。しかし、これらの仕様は、全ての関連する方法及びパラメータを特定していない。このため、これらの仕様の実行フェーズの間、更なる進歩の余地がある。
【０２０１】
＜発明の概要−第３アスペクト＞
本願はキーコードの送信方法に関し、
−キーコードの第１グループの送信のための第１レポート識別子を含む第１レポートデータを使用し、
−キーコードの第２グループの送信のための第２レポート識別子を含む第２レポートデータを使用し、
ここで、第２レポート識別子は、第１レポート識別子とは異なる値を有する。
【０２０２】
本願はまたキーボードに関し、レポート記述子が記憶されたメモリを備え、このレポート記述子は、以下で定義され、
−キーコードの第１グループの送信のための第１レポート識別子を含む第１レポートデータと、
−キーコードの第２グループの送信のための第２レポート識別子を含む第２レポートデータと、を含み、ここで、第２レポート識別子は、第１レポート識別子とは異なる値を有するものである。
【０２０３】
さらに、本願はキーコード送信方法に関し、
−キーコードの第１グループの送信のために第１エンドポイント識別子を含む第１エンドポイントデータを使用し、
−キーコードの第２グループの送信のために第２エンドポイント識別子を含む第２エンドポイントデータを使用し、
ここで、第２エンドポイント識別子は、第１エンドポイント識別子とは異なる値を有するものであり、
−ここで、第１グループ内のキーコードの数は、好ましくは１〜６の範囲内であり、
−ここで、第２グループ内のキーコードの数は、７〜２０又は７〜５００の範囲内である。
【０２０４】
本願はまたキーボードに関し、第１エンドポイント記述子及び第２エンドポイント記述子が記憶されたメモリを備え、これらの記述子は、以下で定義され、
−キーコードの第１グループの送信のため第１エンドポイント識別子を定義する第１エンドポイント記述子、
−キーコードの第２グループの送信のため第２エンドポイント識別子を定義する第２エンドポイント記述子、
ここで、第２エンドポイント識別子は、第１エンドポイント識別子とは異なる値を有するものであり、
−さらに、第１グループ内でキーコードの第１数の送信を制御、及び第２グループ内でキーコードの第２数の送信を制御する制御部を備え、
−ここで、第１グループ内のキーコードの数は、好ましくは１〜６の範囲内であり、
−ここで、第２グループ内のキーコードの数は、７〜２０又は７〜５００の範囲内である。
【０２０５】
＜一般形態の記述−第３アスペクト＞
本願の目的は、シンプルだが効果的なキーコードの送信方法を供することである。さらに、対応するキーボードを供することである。特に、速い方法が与えられ、及び／又は低コストのＩＣで実行される方法である。さらに、この方法や、それを実行するキーボードが異なる種類のＢIＯＳ (Basic Input Output System)及び／又はメインＯＳ（operating systems）と共に協働することができることが重要である。
【０２０６】
これらの問題の少なくとも１つは、又はこれら問題の全ては、請求項７７に対応する方法によって、及びキーコードの送信方法たる他の独立した方法により、及び独立クレームに応じたキーボードにより解決される。実施形態は従属クレームで述べられる。
【０２０７】
キーコードの送信方法に関し、
−キーコードの第１グループの送信のための第１レポート識別子を含む第１レポートデータを使用し、
−キーコードの第２グループの送信のための第２レポート識別子を含む第２レポートデータを使用し、
ここで、第２レポート識別子は、第１レポート識別子とは異なる値を有することを含む。
【０２０８】
レポートデータは、データのセットの範囲内で構成される。このセットの境界は、例えばパーサへの指示、データパケットの定義済みペイロードデータなど、様々な方法で定義される。レポート識別子は数である。代わりに、一連のデータセットが識別子の関数を有し、すなわち、第１識別子に属する第１データセット、第２識別子に属する第２データセットなどである。
【０２０９】
各データセットは、少なくとも１のキーコード又は典型的には複数のキーコードを備える。キーコードは、少なくとも１のオペレーティングシステム、例えばMac OS, Windows, Linux/Unixなどのために定義される。
【０２１０】
キーコードのグループは、多くのキーコードを備える。異なるグループの使用は、とても速い送信方法となり、特に、キーコードを含むグループのみを送信無し又はその瞬間にキーコードを含んでいないグループの短いデータのみ送ることを許容するときである。
【０２１１】
多くのキーコードの送信がゲーム、マクロ、すなわち以前に記憶された入力データを使用するアプリケーションにおいて必要となる。多くのキーコードは、もし複数キーが同時に押圧されるなら送信されなければならない。これは、ゲームだけでなく他のアプリケーションでもあることである。
【０２１２】
異なるレポートを使用する技術効果は、例えば、ＵＳＢｘ．０の枠組み内で定義されるエンドポイントなど、あまりに多くのエンドポイントを使用する必要がない。有効エンドポイントの数は、チップ又はＩＣのデザインによって制限される。２のエンドポイントのみ、又は４未満又は５未満のエンドポイントがサポートされる。レポートの数は制約されない。
【０２１３】
前もって各グループ、すなわち、第１グループ、第２グループ又は更なるグループのキーコードの最大数を定義することができる。多くのオペレーティングシステムはＢIＯＳ(Basic Input Output System)を立ち上げるためのブートプロトコルを及び又は考慮する。
【０２１４】
ＢＩＯＳは、コンピュータのハードウェアを密接に関係し、例えばキーボードからの簡単な入力及びスクリーンへの簡単な出力を可能にする。ＢＩＯＳは、例えばWindows, Mac OS, Linux/Unixなどのオペレーティングシステムの開始を許容する方法を備える。オペレーティングシステムは通常ＢＩＯＳの方法を使用し、好ましくは割り込みベクトルを使用する。
【０２１５】
識別子のない単一のレポートのみがＢＩＯＳの起動に際して使用される。このため、レポートの１のタイプのみが起動の間に使用される。
【０２１６】
第１レポートデータがＨＩＤ仕様を満たし、及び／又は第２レポートデータがＨＩＤ仕様を満たす。
【０２１７】
ＨＩＤ仕様のフルネームは、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）−Human Interface Devices（ＨＩＤ）のためのデバイスクラス定義、ファームウェア仕様6/27/01、バージョン1.11、又はhigher or lower, ＵＳＢ Implementers' Forumである。代わりに、ある仕様がこれらの仕様の１つに基づき使用される。
【０２１８】
しかし、ＨＩＤ仕様／プロトコルは、ＵＳＢのみに有効ではなく、他のプロトコル又は仕様、例えばBluetooth（登録商標）においても有効である。
【０２１９】
ＨＩＤ仕様はレポートの定義を許容する。しかし、幾つかのレポートが、同じ入力装置、特に１のキーボードのみに使用されることを述べるのではない。
【０２２０】
第１レポートデータのデータ構造は、ＨＩＤ仕様を満たすレポート記述子に応じて定義され、及び／又は第２レポートデータは、ＨＩＤ仕様を満たすレポート記述子に応じて定義される。また、第２レポートデータは、第１レポートデータを定義するのと同じレポート記述子で定義される。このため、簡単なプログラミングやメンテナンスを許容している同じデータ構造内でレポートデータを定義することができる。
【０２２１】
第１レポートデータのレポート記述子は、下記のデータ領域の少なくとも１又は全てを備え、
−すなわち、各レポートの数又は長さであるレポートサイズ、
−すなわち、同じ種類のレポートデータの反復数であるレポート数、
−例えば、第１レポートを示す数などのレポート識別子、
−すなわち、特定の入力フォーマットを与える指示たる入力、
−すなわち、特定の出力フォーマットを与える指示たる出力を含む。
【０２２２】
全てこれらの領域は、ＨＩＤ仕様に沿うものである。一連の領域は、再度、上記一連の与えられたものとは異なる。第１レポート記述子は、例えば、最大値及び／又は最小値としてのデータの詳細を与えているなど、更なるデータ領域を備える。
【０２２３】
第２レポートデータのレポート記述子は、下記のデータ領域の少なくとも１又は全てを備え、
−すなわち、各レポートの数又は長さであるレポートサイズ、
−すなわち、同じ種類のレポートデータの反復数であるレポート数、
−例えば、第２レポートを示す数などのレポート識別子、
−すなわち、特定の入力フォーマットを与える指示たる入力、
−すなわち、特定の出力フォーマットを与える指示たる出力を含む。
【０２２４】
再度だが、全てこれらの領域は、ＨＩＤ仕様に沿うものである。一連の領域は、再度、上記一連の与えられたものとは異なる。第２レポート記述子は、例えば、最大値及び／又は最小値としてのデータの詳細を与えているなど、更なるデータ領域を備える。
【０２２５】
第１レポート記述子及び第２レポート記述子のデータ領域の全ては、ＨＩＤ仕様に沿うものである。このため、キーボード及び異なるハードウェア製造のコンピュータは問題なく協働する。
【０２２６】
キーコードは、例えば１のキーコードのみのキーなど、同じ入力装置のキーに応ずる。キーボードの例は後述で詳細される。
【０２２７】
代わりに又は追加的に、各キーコードは、２〜８、典型的には８ビットすなわち１バイトのレンジの多ビットを備える。このため、キーボードのキーコード、及び論理スイッチ又はすなわちオンオフなど１と０の信号状態を有するボタンの間に差異がある。
【０２２８】
入力装置はキーボードであり、又はキーボードを備え、ここでキーボードは少なくとも１００のキースイッチを有する。
【０２２９】
例えば、キーボードは下記の少なくとも１，２，３，４，５又は全てを備え、
−少なくともa, b, cなどの文字を入力するための２５キー
−少なくとも０, １, ２などの数字を入力するための１０キー、より好ましくは、例えば"!", """, "§", "$"などの更なる入力キャラクタと結合され、
−Ｆ１，Ｆ２などの少なくとも１０のファンクションキー
−少なくとも、０，１，２などの数字を入力するためのキーパッドの１０キー、特に、これらの数の更なるグループであり、
−更なる入力キャラクタがこの更なるグループのキーのために使用されることはなく、
−すなわち、左CTRL、左SHＩFT、左ALT、左ＧＵＩ(Graphic User Interface)、すなわち、Microsoft left Win key, Macintosh Left Apple key, Sun left Meta keyなど、右CTRL、右SHＩFT、右ALT、右ＧＵＩなど、ＨＩＤ（ヒューマン・インターフェース・デバイス）仕様で定義される修飾子キー、
−Caps Lock、Tab、スペースバー、Page Down、Page Up、右矢印、左矢印、上矢印、下矢印などの補助キーである。
【０２３０】
しかし、他の、又は更なるキーコードがまた使用される。
【０２３１】
キーコードは、ＨＩＤ仕様及び／又はオペレーティングシステム製造者のキーボードスキャンコード仕様に応じて定義される。
【０２３２】
これらのキーのキーコードの全て又は少なくとも幾つかは、マイクロソフト、ウインドウズプラットフォームデザインノート−これはマイクロソフト・ウインドウズファミリーオペレーティングシステムのためのハードウェアをデザインしている−キーボードスキャンコード仕様、改定１．３ａ−３．１６．２０００又はhigher or lowerに対応する。代わりに、ある仕様がこれらの仕様の１つに基づき使用される。特に、Appendix Cが、すなわち、ＵＳＢキーボード／キーボードページ(0x07)に関連する。コンピュータ及び／又はオペレーティングシステムの他の製造者はまた、例えばアップルなど同じ値を使う対応する仕様を有する。
【０２３３】
キーコードの例としては、
−"a" or "A" = hex 04 (１６進数), "b", or "B" = hex 05, "c" or "C" = hex 06などである。
−"0" = hex 27, "1" = hex 1E, "2" = hex 1Fなどであり、
−function F1 = hex 3A, function F2 = hex 3Bなどであり、
−キーパット："0" = hex 62, "1" = hex 59, "2" = hex 5Aなどであり、
−補助キー：Caps Lock = hex 39, Tab = hex 2B, Spacebar = hex 2Cなどである。
【０２３４】
修飾子の例は、
−left CTRL = hex E0、
−left SHＩFT = hex E1などである。しかし、８ビットの、すなわち１バイトのビットマップのＵＳＢに応じて、コードの代わりに修飾子を使用する。
【０２３５】
第１グループのキーコード及び／又は第２グループのキーコードは、１秒未満又は５００ｍｓ未満の期間内で押圧されるキーに属する。
【０２３６】
この期間は、例えば１マイクロ秒より大きい。これらの期間は、すなわち人又はユーザが例えば同時に８の指で８のキーを押し、親指で更なるキー又は同時に更なるキーを押すようなゲームに関連する。さらに、これらの期間は、もしマクロがより早く記憶されて実行されるのなら関連する。この期間内に押されたキー及びこの期間内にマクロにより実行されたキーの組み合わせを使用することもまた可能である。
【０２３７】
第１グループのキーコード及び／又は第２グループのキーコードは、１分より長い期間の間メモリに蓄積される。この期間は、例えば１０年又は１年未満でも良い。これは、マクロがキーコードのため実行された場合のみのケースである。マクロは、記憶され又はより早期にプログラムされる。
【０２３８】
マウスマクロがまた使用される。しかし、コンピュータマウスの入力は、異なるレポートを使用していると送信される。他の入力又は出力装置がまた使用される。
【０２３９】
第１及び／又は第２グループの少なくとも１のキーコードがマクロ内に記憶されない。第１及び／又は第２グループの少なくとも１のキーコードがマクロ内に記憶される。これは、ユーザにより押圧されたキーの組み合わせ、及び記憶され又はより早期にプログラムされたマクロが使用されることを意味する。押圧キーのキーコードは、第１グループ内のみであり、マクロのキーコードが第２グループ内のみであり、逆もある。代わりに、押圧キー及びマクロのキーコードは、第１グループ内であり、及び／又は押圧キー及びマクロのキーコードが第２グループ内である。
【０２４０】
第１グループ内のキーコードの数は、特に修飾子がないと、１〜６の範囲となる。オペレーティングシステムの多くはこれらの範囲で操作する。これは、例えばキーボードなどの入力装置が２又はそれ以上のオペレーティングシステムとともに選択的に使用されることを意味する。
【０２４１】
第２グループ内のキーコードの数もまた、特に修飾子がないと、１〜６の範囲となる。オペレーティングシステムの多くはこれらの範囲で操作する。両方のレポートがこれらの範囲内の多くのキーコードを備えるなら、全てのキーコードの完全な送信が可能である。これは、例えばゲーム等の幾つかのアプリケーションにおいて重要である。
【０２４２】
代わりに、第２グループ内のキーコードの数が、例えば１０以上又は２０以上又は５０以上など、第１グループ内のキーコードの数より多い。このとても大きなレポートは、送信期間内に多量のキーコードにレポートの数を減らすことを許容する。第２レポート内のキーコードの数は５００又は２００又は１００より小さくなる。メインのオペレーティングシステムがより大きな第２グループを処理できないなら、少なくとも第１グループが使用される。
【０２４３】
本願はまたキーボードに関し、レポート記述子が記憶されるメモリを備え、当該レポート記述子は、
−キーコードの第１グループの送信のために第１レポート識別子を含む第１レポートデータと、
−キーコードの第２グループの送信のために第２レポート識別子を含む第２レポートデータと、を有し、
ここで、第２レポート識別子は、第１レポート識別子とは異なる値を有するものである。
【０２４４】
従って、同じ技術効果が、キーコードの送信の方法、すなわち請求項１に応じる方法のために記述されたものの有効である。
【０２４５】
キーボードは、上述の形態の１に応じる方法を実行するために使用される。再度、これら上記形態で与えられたのと同じ技術効果がまた、キーボードのために有効である。
【０２４６】
コンピュータドライバ又は装置ドライバ、例えば入力装置などは、ウインドウズ又は上述した他のオペレーティングシステムの一つのために調整される必要はない。しかし、仮に本願が使用されるなら、ドライバソフトウェアの調整を必要とするオペレーティングシステムとなる。
【０２４７】
さらに、本願はまた、更なるキーコードの送信方法に関する。この方法は、
−キーコードの第１グループの送信のために第１エンドポイント識別子を含む第１エンドポイントデータを使用し、
−キーコードの第２グループの送信のために第２エンドポイント識別子を含む第２エンドポイントデータを使用し、ここで、第２エンドポイント識別子は、第１エンドポイント識別子とは異なる値を有するものであり、
−ここで、第１グループ内のキーコードの数は、特に修飾子がないなら、好ましくは１〜６の範囲内であり、
−ここで、第２グループ内のキーコードの数は、特に修飾子がないなら、７〜２０又は７〜５００の範囲内である。
【０２４８】
このように、第１グループのキーコードの数は、第２グループのキーコードの数より小さい。
【０２４９】
第２グループの範囲は、特に、仮に修飾子がカウントされないなら、７〜２０又は７〜５００である。
【０２５０】
エンドポイントは、ＵＳＢ２．０又はhigher or lowerに応じて定義される。代わりに、エンドポイントは、標準又はこれらの仕様の１に基づく仕様に応じて定義される。
【０２５１】
技術効果は、レポート及び／又はエンドポイントの数の減少である。少なくとも、仮にメインのオペレーティングシステムがより大きなレポートを扱えないなら、第１エンドポイントが使用される。
【０２５２】
キーコードの種類及び／又はキーボードの種類に関しては、上記のキーコードの第１の送信方法、及び対応する従属クレームの記述、上述の実施形態の記述を参照できる。
【０２５３】
本願はキーボードに関し、第１エンドポイント記述子及び第２エンドポイント記述子が記憶されるメモリを備え、
−第１エンドポイント識別子は、キーコードの第１グループの送信のために第１エンドポイント識別子を定義し、
−第２エンドポイント識別子は、キーコードの第２グループの送信のために第２エンドポイント識別子を定義し、ここで、第２エンドポイント識別子は、第１エンドポイント識別子とは異なる値を有するものであり、
−さらに、第１グループ内でキーコードの第１の数の送信を制御し、及び第２グループ内でキーコードの第２の数の送信を制御する制御部を備え、
−ここで、第１グループ内のキーコードの数は、特に修飾子がないなら、好ましくは１〜６の範囲内であり、
−ここで、第２グループ内のキーコードの数は、７〜２０又は７〜５００の範囲内である。
【０２５４】
このように、第１グループのキーコードの数は、第２グループのキーコードの数より小さい。
【０２５５】
第２グループの範囲は、仮に修飾子が第２グループ内でカウントされないなら、７〜２０又は７〜５００である。
【０２５６】
両方のエンドポイント記述子は、上述したＵＳＢ仕様に応じて定義される。
【０２５７】
技術効果は、レポート及び／又はエンドポイントの数の減少である。少なくとも、仮にメインのオペレーティングシステムがより大きなレポートを扱えないなら、第１エンドポイントが使用される。
【０２５８】
キーコードの種類及び／又はキーボードの種類に関しては、上記のキーコードの第１の送信方法、及び対応する従属クレームの記述、上述の実施形態の記述を参照できる。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
本願の及び本願の有利な点の、より完全な理解のため、以下の記述が図面に関連してなされ、ここで、
【図１】図１は、入力設定器のマトリクスを示す図である。
【図２】図２は、３つのキースイッチが押され、第１駆動線がグランド電位に設定されている場合の信号状態を示す図である。
【図３】図３は、３つのキースイッチが押され、第２駆動線がグランド電位に設定されている場合の信号状態を示す図である。
【図４】図４は、４つのキースイッチが押され、第１駆動線がグランド電位に設定されている場合の信号状態を示す図である。
【図５】図５は、４つのキースイッチが押され、第２駆動線がグランド電位に設定されている場合の信号状態を示す図である。
【図６】図６は、コンピュータのキーボードの構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、マトリクススキャンのサイクルの実行方法を示す図である。
【図７】図７は、押圧されたキースイッチの数に、ＡＤＣ出力の範囲のマッピングを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７に比べてより実際例に応じて、押圧されたキースイッチの数に、ＡＤＣ出力の範囲のマッピングを示す図である。
【図８】図８は、デバウンシング信号及び制御装置により処理された信号を示す図である。
【図９】図９は、特にＬＥＤなど、一列の光学エレメントを通って流れる電流を制御するための回路設定器を示す図である。
【図１０】図１０は、ＬＥＤの２の電圧／電流特性を示す図である。
【図１１】図１１は、１のＬＥＤ、一列のＬＥＤ、一列のＬＥＤのまとまりの特性曲線を決定するためのステップを示す図である。
【図１２】図１２は、デューティ比対回路設定器の電圧特性曲線を示す図である。
【図１３】図１３は、回路設定器の更なる構成を示す図である。
【図１４】図１４は、１のＬＥＤ、一列のＬＥＤ、一列のＬＥＤのまとまりの輝度に対する電圧の特性曲線を示す図である。
【図１５】図１５は、例えばＬＥＤの列を通って流れるデューティ比及び電流の値の検知されたペアを示す図である。
【図１６】図１６は、Ｐ＿ＭＡＸから離れた操作の第１ポイントを検知するために使用されるニュートン反復法を示す図である。
【図１７】図１７は、Ｐ＿ＭＡＸから離れた操作の第１ポイントを検知するための方法のステップを示す図である。
【図１８】図１８は、キーボードの操作の間、中間の輝度を制御することを示す図である。
【図１９】図１９は、キーボードの操作の間、中間の輝度を制御する方法のステップを示す図である。
【図２０】図２０は、Ｐ＿ＭＡＸに近い特性曲線の決定を示す図である。
【図２１】図２１は、Ｐ＿ＭＡＸに近い特性曲線の決定における方法ステップを示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２において、Ｐ＿ＭＡＸに近い特性曲線の決定を示す図である。
【図２３】図２３は、キーボードの操作の間、Ｐ＿ＭＡＸに近い輝度の制御を示す図である。
【図２４】図２４は、キーボードの操作の間、Ｐ＿ＭＡＸに近い輝度の制御のための方法のステップを示す図である。
【図２５】図２５は、Ｐ＿ＭＡＸの決定のための方法ステップを示す図である。
【図２６】図２６は、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータに接続されるキーボードを示す図である。
【図２７】図２７は、ＵＳＢ仕様に応じる装置の記述子を示す図である。
【図２８】図２８は、ＵＳＢ仕様に応じる構成の記述子を示す図である。
【図２９】図２９は、ＵＳＢ仕様に応じるインターフェースの記述子を示す図である。
【図３０】図３０は、ＵＳＢ仕様に応じるＨＩＤ記述子を示す図である。
【図３１】図３１は、ＵＳＢ仕様に応じるエンドポイント記述子を示す図である。
【図３２】図３２は、レポート記述子を示す図である。
【図３３】図３３は、コンピュータ及びキーボードの間のデータ交換を示す図である。
【図３４】図３４は、コンピュータの開始の間の方法のステップを示す図である。
【図３５】図３５は、実施の形態２において、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータに接続されるキーボードを示す図である。
【０２６０】
［発明を実施するための形態］
（アスペクトＡ）
本願の好ましい形態の作り及び使用が詳細に後述される。しかし、本願が様々な特定の文脈中で具体化され得る多くの適用可能な発明のコンセプトを供することが、好ましい。論ぜられる特定の形態は、単に、本願発明を作り及び使用する特定方法を示し、本願発明の範囲を限定するものではない。さらに、もし他に述べられないなら、同じ参照符号は同じ技術形態を参照する。“may”がこの出願で使用される限り、実際の技術実行とともにそれをする可能性を意味する。
【０２６１】
図１は、例えばキーボードなど、入力設定器１０のマトリクスを示す。入力設定器１０は、縦列を形成する導線Ｃａ，Ｃｂ、及びマトリクスＭの列を形成する導線Ｌ１，Ｌ２のマトリクスＭを備える。導線Ｌ１，Ｌ２は駆動線で、導線Ｃａ，Ｃｂは読取り線である。２の横列及び２の縦列のみが図１に示されているが、各方向は通常、２以上の横列及び／又は２以上の縦列である。
【０２６２】
本図では、導線Ｌ１，Ｌ３、Ｃａ，Ｃｂの交点で４の直列接点ＳＣ１〜ＳＣ４がある。  第１直列接点ＳＣ１は、キースイッチＳ１ａ及び抵抗Ｒ１ａから成る。第２直列接点ＳＣ２は、キースイッチＳ２ａ及び抵抗Ｒ２ａから成る。第３直列接点ＳＣ３は、キースイッチＳ１ｂ及び抵抗Ｒ１ｂから成る。第４直列接点ＳＣ４は、キースイッチＳ２ｂ及び抵抗Ｒ２ｂから成る。更なる直列接点は、図１には示さないが、マトリクスＭの他の交点である。直列接点の他の例は、導線Ｃａ，Ｃｂ、又は例えば駆動線すなわちＬ１，Ｌ２に直接された抵抗の一つ及び読取り線すなわちＣａ，Ｃｂに直接された抵抗の一つである２の抵抗をそれぞれ有する直列接点に直接接続された抵抗を有する直列接点である。
【０２６３】
代わりに、４．５ＫΩ又は５ＫΩのアクティブ状態で抵抗率Ronを有する例えばＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)トランジスタを、例えば半導体スイッチに使うことが可能である。トランジスタの抵抗率は、すなわち入力のない、非アクティブ状態でとても大きい。入力エレメント又はキースイッチの可動部内で、抵抗Ｒ１ａを含む押しボタンを使用することもできる。この場合、離れた抵抗が直列接点ＳＣ１又は他の直列接点内で使用されない。可動抵抗は、マトリクス設定Ｍａのキャリアー基板上に、導線Ｌ１，Ｌ２、Ｃａ，Ｃｂに抗して押される。
【０２６４】
入力設定器１０はまた、ＡＤ変換器たるＡＤＣを備える。ＡＤ変換器ＡＤＣの２の入力端部Ｅ１，Ｅ２が図１に示される。ＡＤ変換器ＡＤＣは、例えば８の入力端部など、２以上の入力端部を有するかもしれない。マルチプレクサが、１のみのＡＤ変換器ＡＤＣに複数の読取り線を配置するためにＡＤ変換器ＡＤＣの内部で使用される。代わりに、ＡＤ変換器ＡＤＣが、読取り線を形成する各導線Ｃａ，Ｃｂ、及び／又はオプションの校正線Ｃｃｃで使用される。ＡＤ変換器ＡＤＣに組み合わせる外部マルチプレクサを使用することも可能である。
【０２６５】
さらに、ＡＤ変換器ＡＤＣに接続されない導線Ｃａの端部側で導線Ｃａに直列接続する抵抗Ｒａがある。抵抗Ｒｂは同様のマナーで導線Ｃｂに接続される。
【０２６６】
全ての抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂとまたＲａ及びＲｂはオーム抵抗の同じ普通の値を有する。未定の電位が抵抗Ｒａ，Ｒｂの使用により防がれる。抵抗が、別々の素子／装置となり、又は例えばタッチスクリーンなどに統合される。抵抗は、抵抗素子、特にスイッチ機能を満たさないトランジスタによって置き換えられる。抵抗は、カーボン印刷により製造される。
【０２６７】
入力設定器Ｍａは、オプションとして、マトリクス設定Ｍａの縦列の方向に走る校正線Ｃｃｃを備える。プルアップレジスタＲｃｃは、正動作電位で校正線Ｃｃｃに接続して使用される。校正線Ｃｃｃの他端又は校正線Ｃｃｃの他の場所は、検知回路、例えばＡＤ変換器ＡＤＣの入力Ｅｃ又はＡＤＣの入力に入力Ｅｃを接続可能にするマルチプレクサの入力Ｅｃに接続される。
【０２６８】
第１参照抵抗Ｒ１ｃｃは、その端部の１が校正線Ｃｃｃに、その第２の端部は第１駆動線Ｌ１に接続される。同様に、第２参照抵抗Ｒ２ｃｃは、その端部の１が校正線Ｃｃｃに、その第２の端部は第２駆動線Ｌ２に接続される。通常、２の駆動線及び２の読取り線以上がある。参照抵抗Ｒ１ｃｃ，Ｒ２ｃｃなどの数は、たとえ２以上の駆動線Ｌ１，Ｌ２があっても、駆動線Ｌ１，Ｌ２などの数に対応する。
【０２６９】
校正線ＣｃｃのプルアップレジスタＲｃｃは、値、又は抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ及び／又は他のプルアップレジスタＲａ，Ｒｂのオーム抵抗の同じ普通値を有する。校正線Ｃｃｃの抵抗Ｒ１ｃｃ，Ｒ２ｃｃは、値、又は抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂ及び／又は他のプルアップレジスタＲａ，Ｒｂのオーム抵抗の同じ普通値を有する。
【０２７０】
スイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｂは図１に示すように配置される。しかし、他の位置、例えば変更位置にスイッチＳ１ａ〜Ｓ１ｂを配置し、接続機構を保持することも可能である。
【０２７１】
図１は、グランド／電源電位に抗したハードな駆動レベルの出力が可能な２つの駆動回路２，４を示す。駆動回路２の出力は、直接又は直列抵抗６の使用により、駆動線Ｌ１に接続される。駆動回路４の出力は、直接又は直列抵抗８の使用により、駆動線Ｌ２に接続される。プルアップ又はプルダウンレジスタが駆動線Ｌ１，Ｌ２上で使用されることはない。オプションの抵抗６及び８は、駆動線Ｌ１，Ｌ２などの上の信号の電磁放射を減らすために、２００Ω又は１００Ω以下の抵抗値を有する。
【０２７２】
駆動回路２，４などの入力は、マトリクス設定Ｍａのスキャン機構に応じて、制御装置により設定される。このことは、以下の図６Ｂにおいて詳細に説明する。
【０２７３】
図２は、３つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂが同時に押され、且つ第１駆動線Ｌ１がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２及び全ての他の駆動線が、例えば３．３〜５ＶのＶｃｃに設定される。
【０２７４】
図２の左に示すように、線Ｃａに関連する信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、電位Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はグランドとなる。
【０２７５】
第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａが開き、すなわち、線Ｃａの電位又は電流に、この直列接点ＳＣ２は貢献しない。結果、第２直列接点ＳＣ２は図２には示されない。
【０２７６】
これらの信号状態は、入力Ｅ１での１／２Ｖｃｃの電位に至る。１／２Ｖｃｃの電位は、縦列で１のスイッチのみが押されているなら、その場合のみ可能である。さらに、１／２Ｖｃｃの電位は、押圧又はアクティブスイッチを示す。
【０２７７】
図２の右に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）はグランド電位となる。
【０２７８】
これは、入力Ｅ２での２／３Ｖｃｃの入力電圧に至る。これは、多くの従来のキーボードに反して、スイッチＳ１ｂのゴーストキーのないことを意味する。線Ｃｂの電位は、グランド又はＶｃｃ電位のデカップリング効果のため、線Ｃａ上の電位に影響を与えない。駆動線を介したカップリングはなく、というもの、駆動線は高いオーム値の抵抗Ｒ１ａ，Ｒａなどと比較して、低いオーム値の固定電位に接続されるためである。これらの抵抗Ｒ１ａ，Ｒａなどはまた、短絡を防止する。
【０２７９】
図３は、３つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂが押され、且つ第２駆動線Ｌ２がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２を除く第１駆動線Ｌ１及び全ての他の駆動線が、Ｖｃｃに設定される。
【０２８０】
図３の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はまたＶｃｃとなる。
【０２８１】
第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａが開き、すなわち、線Ｃａの電位又は電流に、この直列接点ＳＣ２は貢献しない。結果、第２直列接点ＳＣ２は図３には示されない。
【０２８２】
これらの信号状態は、線ＣａでのＶｃｃの電位に至る。
【０２８３】
図３の右に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）はグランド電位となる。
【０２８４】
これらの信号状態は、線Ｃｂ上の２／３Ｖｃｃの電圧に至る。このため、図２の右図と比較して、信号変化がない。ゴーストキーは再度発行されない。
【０２８５】
図４は、４つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが押され、且つ第１駆動線Ｌ１がグランド又は０Ｖに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２及び全ての他の駆動線が、例えば３．３又は５ＶのＶｃｃに設定される。
【０２８６】
図４の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａはまた、このとき閉じられ、及び、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）は再びグランドとなる。
【０２８７】
これらの信号状態は、線Ｃａ上の２／３Ｖｃｃの電圧に至る。電流値が２／３Ｖｃｃは、２のスイッチ、すなわちここでは全スイッチが押圧されることを意味する。
【０２８８】
図４の右図に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）はグランド電位となる。
【０２８９】
これは、入力Ｅ２での２／３Ｖｃｃの入力電圧に至る。
【０２９０】
図５は、４つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが押され、且つ第２駆動線Ｌ２がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２を除く第１駆動線Ｌ１及び全ての他の駆動線が、Ｖｃｃに設定される。
【０２９１】
図５の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はまたＶｃｃとなり、
−第２直列接点ＳＣ２の第２スイッチＳ２ａは閉じられ、すなわち、第２直列接点ＳＣ２がグランドに設定される。
【０２９２】
これらの信号状態は、線Ｃｂの２／３Ｖｃｃの電圧に至る。マトリクスＭの縦列内での電位の変化がないことは、全てのキースイッチが押されず又は押されていることを示す。
電流の量はまた、これら２つのケースが有効、すなわち、ここではＶｃｃに関する信号差があるため第２のケースであることを示す。
【０２９３】
図５の右に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）が、電位Ｖｃｃであり、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）はグランド電位となる。
【０２９４】
これらの信号状態は、線Ｃａの２／３Ｖｃｃの電圧に至る。駆動線Ｌ１，Ｌ２の電位は変化し、しかし、読取り線Ｃａの電位は同じにとどまる。マトリクスＭの縦列内での電位の変化がないことは、全てのキースイッチが押されず又は押されていることを示す。ゴーストキーは再度問題とならない。さらに、静的状態が、押圧キースイッチ又はアクティブキースイッチの検知に使用される。
【０２９５】
下記のテーブルは、仮に３×３のマトリクスが使用される場合の、相関電流を示す。このテーブルの各列は、低電圧の駆動線に対応する。このテーブルの縦列は、マトリクスＭの縦列、すなわち、読取り線Ｃａ，Ｃｂの１つ上に押圧されるキースイッチの数を参照する。
【０２９６】
押圧されたキースイッチ    : 0       1          2          3
グランドの第１駆動線      : 1  Vcc  1/2 Vcc   2/3 Vcc   3/4 Vcc
グランドの第２駆動線      : 1  Vcc  1 Vcc     2/3 Vcc   3/4 Vcc
グランドの第３駆動線      : 1  Vcc  1 Vcc     1 Vcc     3/4 Vcc
【０２９７】
以下では、ｎが各読取り線でのスイッチの数を与え、すなわち、ｎが図２〜５の例では２であり、３×３のマトリクスでは３であることを意味する。
【０２９８】
押されたキーの数を示すため、また、キーが押されること、すなわち、一連のストロボすること又はスキャンすることに関して以下の一般ルールがある。
１）駆動線電位の全ての組み合わせのための電圧の変化がないこと：
ａ）Ｖｃｃの電位は、キースイッチが押されていないことを示す。
ｂ）n/(n+1)の電位は、全てのキースイッチが押されることを示す。
【０２９９】
２）すなわち、一連のストロボ又はスキャン内において、駆動線電位の異なる組み合わせのための電圧の変化がある。
ａ）押圧されたキーの数は、縦列内での最も低い値から決定され得る。
押圧されたキーの数は、直接、分数の分子に対応し、ここで、分母は、上述したテーブルを参照し、マトリクスの１の縦列内のキーの数によって与えられる。
ｂ）キースイッチは、仮に対応する線の読取りの間、読取り線の電位がマトリクスの縦列の電位の最大値以下、すなわち例えばＶｃｃ以下の値を有すると、押圧されている。縦列で押されていないキーの数に依存する最大限の数に留意する。
【０３００】
他の一般則がまた使用される。
【０３０１】
代わりに、他の構成がＡＤ変換器ＡＤＣのデータを処理、及びＡＤ変換器ＡＤＣを制御するために使用される。
【０３０２】
代わりに、他の信号の組み合わせが駆動線、例えば２分法で使用される。もし例えば４以上又は１０以上の駆動線があるならば、方法、すなわちより速い検知を可能にする、駆動線の数以下で使用される組み合わせを減らすものが使用される。これらの方法は例えば組み合わせから、特に、１２のコインの問題から知られ、すなわち、駆動線の最初の半分が高レベルで、残りの半分が低レベルに設定されることである。更なる変化が読み取られた信号に基づいて成される。これはまた、ゴーストキーの防止及び１の縦列で押圧された複数キーの検知を許容する。
【０３０３】
より好ましい形態では、特に第１検知ステップ内で、何個のキーが押圧され又はマトリクス設定Ｍａの１の縦列内でアクティブ化されたかを決定することは必要ではない。現在アクティブの駆動線でキーが押圧／アクティブされ又はされていないかを知ることで充分である。仮に押圧されたキーが検知されれば、このキーのキーコードが更なる処理のため、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)接続を介して又は他の接続を介してキーボードからコンピュータに送るために、メモリに記憶される。
【０３０４】
１の形態において、図７及び図７Ｂに示すように、１の閾値ＳＷのみが使用され、すなわち、キーの数から独立した、又はマトリクス設定Ｍａの１の縦列内でアクティブ化されたキーの少なくとも２，３，４の異なる数から独立した閾値ＳＷである。他の形態において、図７及び図７Ｂに示すように、閾値ＳＷが使用され、更なる閾値又は閾範囲、例えばＴＲ１からＴＲ１１が、特にマトリクスのより速いスキャンをするために、マトリクス設定Ｍａの１の縦列内でアクティブ化された特定キーの指示が使用される。
【０３０５】
図６は、コンピュータのキーボードの構成を示す。キーボードは、
−入力設定器１０と、
−マイクロコントローラ２６と、
−インターフェース３６とを備える。
【０３０６】
図６は、更に例えば１１の線の導線２０（読取り線）、及び例えばマトリクスＭでの１０の線の更なる導線２２（駆動線）を示す。入力設定器１０のＡＤ変換器ＡＤＣは、データ線及び制御線を備える信号バス３０によりマイクロコントローラ２６に接続される。
【０３０７】
マイクロコントローラ２６は、
−メモリＭｅｍ、例えばＲＡＭ(Random Access Memory), ＲＯＭ(Read Only Memory), ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、又はEEPROM(Electrical Erasable PROM)、又は他の種類のメモリと、
−メモリＭｅｍに記憶される指示を実行するプロセッサＰと、
−マトリクスＭの駆動線、すなわち線Ｌ１，Ｌ２等に接続される駆動回路２４と、
−駆動回路２４及びプロセッサＰの間の信号バス３２と、
−プロセッサＰ及びメモリＭｅｍの間の信号バス３４と、を備える。
【０３０８】
代わりに、ＡＤ変換器がまたマイクロコントローラ２６の一部となる。
【０３０９】
信号バス３０は直接プロセッサＰに接続される。代わりに、マイクロコントローラ２６のインターフェース回路が図示していないが使用される。信号バス３６は、マイクロコントローラ２６に接続される。信号バス３６は、コンピュータの中心部へのインターフェースである。信号バス３６のプロトコルは例えばＰＳ／２又はＵＳＢである。
【０３１０】
図６Ｂは、図１に示すように、マトリクス設定Ｍａのマトリクススキャンのサイクルを実行するための方法を示す。この方法はステップＳｘ０から開始する。この方法のステップは以下に示すステップをシンプルに命名するものである。
【０３１１】
ステップＳｘ２がステップＳｘ０に続く。ステップＳｘ２において、駆動線Ｌ１，Ｌ２等の１つが、例えば第１駆動線Ｌ１からなどでアクティブ化される。アクティブ化とは、グランド／電源電位が駆動線に使用されることを意味する。他の駆動線、すなわち不アクティブの駆動線は、正電位に設定される。
【０３１２】
ステップＳｘ２の後に、校正線Ｃｃｃが読み込まれるステップＳｘ４が続く。校正線Ｃｃｃは、縦列の全てのキーが押されたケースをシミュレーションする。正確に１の駆動線を低レベルに、又は校正線Ｃｃｃの読取りにより校正値ＶＣを得るために低電位に設定する必要がある。
【０３１３】
校正線の読取り値は、後述する図７及び図７Ｂに関連して説明される校正値ＣＶである。校正値ＣＶは、閾値ＳＷとして直接使用され、又は図７及び図７Ｂに関連して後述するように閾値ＳＷを計算するために使用される。閾値ＳＷは、マトリクス設定Ｍａの１の縦列内で押圧されたキーの数からは独立し、すなわち、キーが押されたか否かを検知するために使用される。代わりに、マトリクス設定の１の縦列内で押されたキーの少なくとも２の異なる数、少なくとも３の異なる数などから独立した閾値ＳＷを使用することができる。例えば、もし４のアクティブキーの最大値が各縦列において許容されるなら、４のキーの最大値以下の、すなわち４のキーの内の１のキー、２のキー、３のキーである限りにおいて、キーの数から独立するより低い閾値ＳＷを使用できる。
【０３１４】
現駆動線のアクティブ化の間、現読取り線がステップＳｘ６において、例えば第１読取り線Ｃａから読み取られる。読み取られた値は、閾値ＳＷと比較される。仮に現に読み取られた値が閾値より低いなら、現アクティブの駆動線Ｌ１，Ｌ２など及び現に読み取られた読取り線Ｃａ，Ｃｂなどのしきりに位置するキーが押され又はアクティブ化される。検知されたアクティブキーのキーコードは、更なる処理のためデジタルメモリに記憶される。
【０３１５】
次なるステップＳｘ８において、現在アクティブの駆動線、例えばＬ１で未だ読み取られていない更なる読取り線があるか否か確認する。
もしこの方法が読取り線において第１カウンタを増加または減少するなら、再度ステップＳｘ６に戻る。これは、全てのスキャン線が現在アクティブの駆動線のために読み取られることを意味する。ステップＳｘ６及びステップＳｘ８から成るループは、もし全ての読取り線がスキャンされ、すなわち、現在アクティブの駆動線において全てのアクティブキーが検知された場合にのみ、ステップＳｘ８に留まる。
【０３１６】
もし全ての読取り線Ｃａ，Ｃｂがスキャンされ、すなわち読取り線Ｃａ，Ｃｂのサブサイクルがなされたなら、ステップＳｘ８のすぐ後にステップＳｘ１０が続く。ステップＳｘ１０において、マトリクス設定の現スキャンサイクル内でアクティブ化されていない更なる駆動線があるか否か確認する。もし、そのような駆動線が残っているなら、第２カウンターが、アクティブ化されなければならない現在の駆動線を示すため増加又は減少され、すなわちグランドに設定される。他の駆動線、すなわち非アクティブ駆動線が、正操作電位に設定される。この方法はその後ステップＳｘ２に続く。これは、上述したのと同じステップを第２駆動線Ｌ２のために繰り返すことを意味し、第３駆動線など全ての駆動線がアクティブ化され、また、全てのキーＳ１ａ〜Ｓ２ｂなどがスキャンされるまで、及びアクティブ化されたキーのキーコードがデジタルメモリに記憶されるまで繰り返すことを意味する。この方法は、ステップＳｘ２〜Ｓｘ１０のループ内である。
【０３１７】
校正線Ｃｃｃは各駆動線Ｌ１，Ｌ２などのため読み取られる。これは、線ドライバ２，４の内部抵抗値から生じる偏差をも考慮することを許容する。さらに、耐性を考慮に入れるために校正線Ｃｃｃで検知される値、及び／又はキーボードの操作を干渉する電磁放射線（例えばキーボードの外から）の平均値を計算することを可能とする。
【０３１８】
また、図７及び図７Ｂに示すように、ソフトウェアのオフセットに関して、ハードウェアのオフセット値を有するためにプルアップレジスタＲｃｃの値を減らすことができる。
【０３１９】
校正線及び読取り線の読み込みの手順はまた逆も可能で、すなわち、最初に読取り線をスキャンし、次に各駆動線サイクルの校正線のスキャンをすることもできる。この場合、読み取られた値は、校正線が読み取られまた比較が可能となるまで記憶される。
【０３２０】
もし更なる駆動線がないなら、ステップＳｘ２からステップＳｘ１０のループに留まる。マトリクス設定Ｍａのスキャンの１サイクルが準備できる。
【０３２１】
マトリクス設定Ｍａのスキャンは、与えられた時間間隔で、例えば５ｍｓより小さな間隔で繰り返される。
【０３２２】
全ての駆動線ための検定は必要ではない。他の形態では、ステップＳｘ２が完全なマトリクス設定Ｍａの１のスキャン内でのみ実行される。  
【０３２３】
オプション的として、下記の１によってマトリクスのスキャンをより速くすることができ、
−ａ）第１入力エレメントが、検知値及び閾値又はアクティブ入力エレメントの数を示す範囲に基づいてこの読取り線で検知されるやいなや、何個の入力エレメントが読み取られた読取り線上で押されているかを決定し、多くのアクティブ入力エレメントが入力エレメントの決定された数に等しく検知されるとすぐに、この読取り線Ｃａ，Ｃｂで更なる電気信号が検知されず、
−ｂ）全ての駆動線Ｌ１，Ｌ２が第２電位に駆動され、読取り線Ｃａ，Ｃｂがアクティブ化された入力エレメントを有していないと決定され、これらの決定された読取り線Ｃａ，Ｃｂは、現状のスキャンサイクル内でこれ以上、マトリクス設定のスキャンの間、考慮されず、
−ｃ）駆動している駆動線Ｌ１，Ｌ２などの順番は、対応する駆動線に接続されるアクティブ入力エレメントの可能性に依存し、
−ｄ）２分法が駆動線Ｌ１，Ｌ２などの駆動のために使用される。
【０３２４】
図７は、押されたスイッチの数に、ＡＤ変換器ＡＤＣの出力値の範囲のマッピングを示す。マトリクスＭの１の縦列内に１のキースイッチがあるのが確定される。従って、１／１２〜１１／１２Ｖｃｃの電位値に対応する１のレンジＴＲ１〜ＴＲ１１がある。ＴＲ１２はキーが押されていない場合である。
【０３２５】
レンジＴＲ１〜ＴＲ１１の長さは、均等であり、仮にマトリクスＭの各縦列内に１のキースイッチがあるなら、最大出力値の２〜４％のレンジ内となる。
【０３２６】
押されたスイッチの数、又はどのスイッチが押されたか、又は１の縦列内でどのスイッチが押されたかを決定するために使用されない隣接するレンジＴＲ１〜ＴＲ１２の間に、出力値がある。２の隣接するレンジ間の"距離"Ｄｉはまた、例えば、ＡＤ変換器ＡＤＣの最大の出力値の２〜４％のレンジ内である。より好ましくは、使用されないレンジは、分類のために使用されるレンジと同じ長さを有する。これは、四捨五入、量子化、及び分割できない与えられた整数の値のためにいつも可能というわけではない。
【０３２７】
校正値ＣＶが校正線Ｃｃｃを使用することにより例えば検知され、ここで、全ての駆動線Ｌ１，Ｌ２は、マトリクス設定Ｍａの１の縦列内の全てのキースイッチが押され、すなわち、例として１１キーがアクティブ化された場合をシュミレーションするために、グランド又は電源電位に設定される。閾値ＳＷは、ＡＤＣの最大値の差分、すなわち例として４０９５、及び校正値ＣＶ又は対応する電位値を算出することにより決定される。この差分は４で割られ、例えば閾値を得るために校正値に加算されなければならないオフセットＯｆに至る。全てのＳＷより小さな検知値は、マトリクス設定の読み取られた縦列Ｃａ，Ｃｂ内で、それぞれの押圧されたキーの数の現状のアクティブ読取り線での押圧キーを示す。校正値ＣＶは、マトリクス設定Ｍａ及び／又はＡＤＣ内での温度及び電圧変化に応じて変化する。ＡＤＣは、ＡＤＣの操作電位以上にフィルターされる参照電圧又は電位を有する。
【０３２８】
図７Ｂは、図７に比べてより実際例に応じて、押圧されたキースイッチの数に対する、ＡＤＣ出力の範囲のマッピングを示す図である。図２〜５に示す分圧器のタップにおける電位に関して以下の関係があり、
V = Vcc * k/(k+1),
ここで、ｋは１の縦列内で押されたキーの数であり、ｋは１以上となる。同じ式が、基本的にＶｃｃをＡＤＣの最大デジタル値に置き換えること、及び四捨五入エラーを考慮することで、ＡＤＣのデジタル値において有効である。
【０３２９】
これは、１のみがアクティブのレンジＴＲ１が、"１の半分"の値、又はＡＤＣのレンジの１／２、又は対応する電位の１／２の近傍に位置することを意味する。１の縦列内での２のアクティブキーに正確に対応するレンジＴＲ２は、ＡＤＣのレンジの２／３、又は対応する電位の２／３などの近傍に位置する。１１のアクティブキーとなる、すなわち全てのキーが押され、又は１のキーが押されること及び／又はマクロを使用することでアクティブ化されるレンジＴＲ１１は、ＡＤＣのレンジの端部に非常に近い、すなわち、もし追加のドリフトがないなら例として約３７５４の値である。これは、校正値ＣＶが３７５４±ドリフト値を有することを意味する。閾値ＳＷは、図７において説明したように、すなわち、末端値例えば４０９５からＣＶ値が差し引き、及びその結果を、それによってオフセットＯｆを得るように、４で割るように計算される。オフセットＯｆは、閾値ＳＷを得るために校正値ＣＶに加算される。しかし、ＳＷの決定又は計算のために他の方法がまた使用され、例えば４以外の数を用いて割られる。
【０３３０】
図７Ｂはまた、もし現在読み取られた読取り線Ｃａ，Ｃｂなど内でいずれのキーも押されていない、ことに関連するレンジＴＲ０を示す。閾レンジＴＲ１〜ＴＲ１１、及び／又はＴＲ０は、再度、ＡＤＣの最大の出力値の２〜４％のレンジ内又は他のレンジ内にある長さを有する。代わりに、他のレンジよりアクティブキーの少ないのに関するより幅の広いレンジにすることができる。このため、レンジＴＲ１はレンジＴＲ２などに比較して広い。
【０３３１】
この分の序説を参照し、校正線Ｃｃｃを使う以外の方法で閾値ＳＷを決定することも可能である。
【０３３２】
もちろん、例えば１６（ＳＷ、例えば３９１５）など１の駆動線以上又は以下を有することも可能である。
【０３３３】
オフセットはまた、校正線上のプルアップ（又はプルダウン）レジスタＲｃｃの抵抗値を減らすことで実行される。
【０３３４】
図８は、制御装置、例えば図６のマイクロコントローラ２６により処理されるデバウンシング信号５０及び平滑信号５２を示す。
【０３３５】
キースイッチが押される前の信号値Ｖ１（電圧又は電流）と、キースイッチが押された時点での信号値Ｖ２（電圧又は電流）との間の信号差分Ｄがある。
【０３３６】
デバウンシング信号５０は、数回上下し、それにより振幅を減少し、幅を減少するスパイクを示す。このため、中間状態を検知することに挑戦している。しかし、ＡＤ変換器ＡＤＣの使用が、中間値、例えば信号値Ｖ１の７５％、５０％及び２５％などの検知を許容する。
【０３３７】
例えば統計的分析との組み合わせで、平滑コンデンサを用いて、速く変化しているデバウンシング関数に反する平滑値を得ることができる。代わりに、キースイッチのアクティブの最初で高電位未満のデバウンシング信号又は値の最小値を検知することができる。最大値又は低信号値より大きいと考えられる値が、仮に信号が最初低ければ検知される。
【０３３８】
高低の信号状態は、上述された全ての例で置換される。
【０３３９】
本願発明の形態及びこれらの有利点が詳細に述べられたが、付加される請求項により定義される本願発明の精神および範囲から逸脱しない様々な変更、置換及び改造がなされ得ることに留意されたい。例えば、ここで述べられる特徴、関数、過程及び方法は、本願発明の範囲内において当業者によって変更されることは容易に理解される。さらに、本願発明の範囲は、特に本願で記述されたシステム、過程、製造、方法又はステップの特定の形態に限定されることを意図しない。当業者は、現在までに記載した又は実際的に同じ機能を実行又は同じ結果を達成する後述で発展された本願発明のシステム、過程、製造、方法又はステップの開示から容易に感謝し、というのも、ここで述べられる対応する形態は、本願に応じて利用されるからである。従って、付加された請求項は、そのようなシステム、過程、方法又はステップの範囲内を含むことが意図される。
【０３４０】
[発明を実施するための形態]
＜第１アスペクト＞
本願の好ましい形態の製造及び使用は後述される。しかし、本願が様々な特定の文脈中で具体化され得る多くの適用可能な発明のコンセプトを供することが、好ましい。論ぜられる特定の形態は、単に、本願発明を作り及び使用する特定方法を示し、本願発明の範囲を限定するものではない。さらに、もし他に述べられないなら、同じ参照符号は同じ技術形態を参照する。“may”がこの出願で使用される限り、実際の技術実行とともにそれをする可能性を意味する。
【０３４１】
図１は、例えばキーボードなど、入力設定器１０のマトリクスを示す。入力設定器１０は、縦列を形成する導線Ｃａ，Ｃｂ、及びマトリクスＭの列を形成する導線Ｌ１，Ｌ２のマトリクスＭを備える。導線Ｌ１，Ｌ２は駆動線で、導線Ｃａ，Ｃｂは読取り線である。２の横列及び２の縦列のみが図１に示されているが、各方向は通常、２以上の横列及び／又は２以上の縦列である。
【０３４２】
本図では、導線Ｌ１，Ｌ３、Ｃａ，Ｃｂの交点で４の直列接点ＳＣ１〜ＳＣ４がある。第１直列接点ＳＣ１は、キースイッチＳ１ａ及び抵抗Ｒ１ａから成る。第２直列接点ＳＣ２は、キースイッチＳ２ａ及び抵抗Ｒ２ａから成る。第３直列接点ＳＣ３は、キースイッチＳ１ｂ及び抵抗Ｒ１ｂから成る。第４直列接点ＳＣ４は、キースイッチＳ２ｂａ及び抵抗Ｒ２ｂから成る。更なる直列接点は、図１には示さないが、マトリクスＭの他の交点である。直列接点の他の例は、導線Ｃａ，Ｃｂに直接接続された抵抗を有する直列接点、又は例えば駆動線すなわちＬ１，Ｌ２に直接された抵抗の一つ及び読取り線すなわちＣａ，Ｃｂに直接された抵抗の一つである２の抵抗をそれぞれ有する直列接点に直接接続された抵抗を有する直列接点である。
【０３４３】
代わりに、４．５ＫΩ又は５ＫΩのアクティブ状態で抵抗率Ronを有する例えばＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)トランジスタを、例えば半導体スイッチに使うことが可能である。トランジスタの抵抗率は、すなわち入力のない不アクティブ状態でとても大きい。
【０３４４】
入力設定器１０はまた、ＡＤ変換器たるＡＤＣを備える。ＡＤ変換器ＡＤＣの２つの入力端Ｅ１，Ｅ２が図１に示される。ＡＤ変換器ＡＤＣは、例えば８の入力端など、２以上の入力端を有するかもしれない。マルチプレクサが、１のみのＡＤ変換器ＡＤＣに複数の読取り線を配置するためにＡＤ変換器ＡＤＣの内部で使用される。代わりに、ＡＤ変換器ＡＤＣが、読取り線を形成する各導線Ｃａ，Ｃｂで使用される。ＡＤ変換器ＡＤＣに組み合わせる外部マルチプレクサを使用することも可能である。
【０３４５】
さらに、ＡＤ変換器ＡＤＣに接続されない導線Ｃａの端部側で導線Ｃａに直列接続する抵抗Ｒａがある。抵抗Ｒｂは同様のマナーで導線Ｃｂに接続される。
【０３４６】
全ての抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ２ｂとまたＲａ及びＲｂはオーム抵抗の同じ普通の値を有する。未定の電位が抵抗Ｒａ，Ｒｂの使用により防がれる。抵抗が、別々の素子／装置となり、又は例えばタッチスクリーンなどに統合される。抵抗は、抵抗素子、特にスイッチ機能を満たさないトランジスタによって置き換えられる。抵抗は、カーボン印刷により製造される。
【０３４７】
図２は、３つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂが同時に押され、且つ第１駆動線Ｌ１がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２及び全ての他の駆動線が、例えば３．３〜５ＶのＶｃｃに設定される。
【０３４８】
図２の左に示すように、線Ｃａに関連する信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、電位Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はグランドとなる。
【０３４９】
第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａが開き、すなわち、線Ｃａの電位又は電流に、この直列接点ＳＣ２は貢献しない。結果、第２直列接点ＳＣ２は図２には示されない。
【０３５０】
これらの信号状態は、入力Ｅ１での１／２Ｖｃｃの電位に至る。１／２Ｖｃｃの電位は、縦列で１のスイッチのみが押されているなら、その場合のみ可能である。さらに、１／２Ｖｃｃの電位は、押圧又はアクティブスイッチを示す。
【０３５１】
図２の右に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）はグランド電位となる。
【０３５２】
これは、入力Ｅ２での２／３Ｖｃｃの入力電圧に至る。これは、多くの従来のキーボードに反して、スイッチＳ１ｂのゴーストキーのないことを意味する。線Ｃｂの電位は、グランド又はＶｃｃ電位のデカップリング効果のため、線Ｃａ上の電位に影響を与えない。駆動線を介したカップリングはなく、というもの、駆動線は高いオーム値の抵抗Ｒ１ａ，Ｒａなどと比較して、低いオーム値の固定電位に接続されるためである。これらの抵抗Ｒ１ａ，Ｒａなどはまた、短絡を防止する。
【０３５３】
図３は、３つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂが押され、且つ第２駆動線Ｌ２がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。第２駆動線Ｌ２を除く第１駆動線Ｌ１及び全ての他の駆動線が、Ｖｃｃに設定される。
【０３５４】
図３の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はまたＶｃｃである。
【０３５５】
第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａが開き、すなわち、線Ｃａの電位又は電流に、この直列接点ＳＣ２は貢献しない。結果、第２直列接点ＳＣ２は図３には示されない。
【０３５６】
これらの信号状態は、線Ｃａでの１／２のＶｃｃの電位に至る。
【０３５７】
図３の右に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）はグランド電位となる。
【０３５８】
これらの信号状態は、線Ｃｂ上の２／３Ｖｃｃの電圧に至る。このため、図２の右図と比較して、信号変化がない。ゴーストキーは再度発行されない。
【０３５９】
図４は、４つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが押され、且つ第１駆動線Ｌ１がグランド又は０Ｖに設定される場合の信号状態を示す図である。
第２駆動線Ｌ２及び全ての他の駆動線が、例えば３．３又は５ＶのＶｃｃに設定される。
【０３６０】
図４の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａはまた、このとき閉じられ、及び、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）は再びグランドとなる。
【０３６１】
これらの信号状態は、線Ｃａ上の２／３Ｖｃｃの電圧に至る。電流値が２／３Ｖｃｃは、２のスイッチ、すなわちここでは全スイッチが押圧されることを意味する。
【０３６２】
図４の右に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）はグランド電位となる。
【０３６３】
これは、入力Ｅ２上で２／３Ｖｃｃの電位に至る。
【０３６４】
図５は、４つのキースイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが押され、且つ第２駆動線Ｌ２がグランドに設定される場合の信号状態を示す図である。
第２駆動線Ｌ２を除く第１駆動線Ｌ１及び全ての他の駆動線が、Ｖｃｃに設定される。
【０３６５】
図５の左図に示すように、線Ｃａに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒａの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第１直列接点ＳＣ１（Ｓ１ａ，Ｒ１ａ）はまたＶｃｃとなり、
−第２直列接点ＳＣ２のスイッチＳ２ａは閉じられ、すなわち、第２直列接点ＳＣ２がグランドに設定される。
【０３６６】
これらの信号状態は、線Ｃｂの２／３Ｖｃｃの電圧に至る。マトリクスＭの縦列内での電位の変化がないことは、全てのキースイッチが押されず又は押されていることを示す。電流の量はまた、これら２つのケースが有効、すなわち、ここではＶｃｃに関する信号差があるため第２のケースであることを示す。
【０３６７】
図５の右に示すように、線Ｃｂに関連する以下の信号状態があり：
−抵抗Ｒｂの一端が、Ｖｃｃに設定され、
−第３直列接点ＳＣ３（Ｓ１ｂ，Ｒ１ｂ）が、Ｖｃｃであり、
−第４直列接点ＳＣ４（Ｓ２ｂ，Ｒ２ｂ）はグランド電位となる。
【０３６８】
これらの信号状態は、線Ｃａ上の２／３Ｖｃｃの電圧に至る。駆動線Ｌ１，Ｌ２の電位は変化し、しかし、読取り線Ｃａの電位は同じにとどまる。
マトリクスＭの縦列内での電位の変化がないことは、全てのキースイッチが押されず又は押されていることを示す。ゴーストキーは再度問題とならない。さらに、静的状態が、押圧キースイッチ又はアクティブキースイッチの検知に使用される。
【０３６９】
下記のテーブルは、仮に３×３のマトリクスが使用される場合の、相関電流を示す。このテーブルの各横列は、低電圧の駆動線に対応する。このテーブルの縦列は、マトリクスＭの縦列、すなわち、読取り線Ｃａ，Ｃｂの１つ上に押圧されるキースイッチの数を参照する。
【０３７０】
押圧されたキースイッチ    : 0       1          2          3
グランドの第１駆動線      : 1  Vcc  1/2 Vcc   2/3 Vcc   3/4 Vcc
グランドの第２駆動線      : 1  Vcc  1 Vcc     2/3 Vcc   3/4 Vcc
グランドの第３駆動線      : 1  Vcc  1 Vcc     1 Vcc     3/4 Vcc
【０３７１】
以下では、ｎが各読取り線でのスイッチの数を与え、すなわち、ｎが図２〜５の例では２であり、３×３のマトリクスでは３であることを意味する。
【０３７２】
押されたキーの数を示すため、また、キーが押されること、すなわち、一連のストロボすること又はスキャンすることに関して以下の一般ルールがある。
１）駆動線電位の全ての組み合わせのための電圧の変化がないこと：
ａ）Ｖｃｃの電位は、キースイッチが押されていないことを示す。
ｂ）n/(n+1)の電位は、全てのキースイッチが押されることを示す。
【０３７３】
２）すなわち、一連のストロボ又はスキャン内において、駆動線電位の異なる組み合わせのための電圧の変化がある。
ａ）押圧されたキーの数は、縦列内での最も低い値から決定され得る。押圧されたキーの数は、直接、分数の分子に対応し、ここで、分母は、上述したテーブルを参照し、マトリクスの１の縦列内のキーの数によって与えられる。
ｂ）キースイッチは、仮に対応する線の読取りの間、読取り線の電位がマトリクスの縦列の電位の最大値以下、すなわち例えばＶｃｃ以下の値を有すると、押圧されている。
縦列で押されていないキーの数に依存する最大限の数に留意する。
【０３７４】
他の一般則がまた使用される。
【０３７５】
代わりに、他の構成がＡＤ変換器ＡＤＣのデータを処理、及びＡＤ変換器ＡＤＣを制御するために使用される。
【０３７６】
代わりに、他の信号の組み合わせが駆動線上で使用される。もし例えば４以上又は１０以上の駆動線があるならば、方法、すなわちより速い検知を可能にする、駆動線の数以下で使用される組み合わせを減らすものが使用される。これらの方法は、例えば組み合わせから、特に、１２のコインの問題から知られ、すなわち、駆動線の最初の半分が高レベルで、残りの半分が低レベルに設定されることである。更なる変化が読み取られた信号に基づいて成される。これはまた、ゴーストキーの防止及び１の縦列で押圧された複数キーの検知を許容する。
【０３７７】
図６は、コンピュータのキーボードの構成を示す。キーボードは、
−入力設定器１０と、
−マイクロコントローラ２６と、
−インターフェース３６とを備える。
【０３７８】
図６は、更に例えば１の線の導線２０（読取り線）、及び例えばマトリクスＭでの１０の線の更なる導線２２（駆動線）を示す。
【０３７９】
入力設定器１０のＡＤ変換器ＡＤＣは、データ線及び制御線を備える信号バス３０によりマイクロコントローラ２６に接続される。
【０３８０】
マイクロコントローラ２６は、
−メモリＭｅｍ、例えばRAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM)、EEPROM (Electrical Erasable PROM)、又は他の種類のメモリＭｅｍと、
−メモリＭｅｍに記憶される指示を実行するプロセッサＰと、
−マトリクスＭの駆動線、すなわち線Ｌ１，Ｌ２等に接続される駆動回路２４と、
−駆動回路２４及びプロセッサＰの間の信号バス３２と、
−プロセッサＰ及びメモリＭｅｍの間の信号バス３４と、を備える。
【０３８１】
代わりに、ＡＤ変換器がまたマイクロコントローラ２６の一部となる。
【０３８２】
信号バス３０は直接プロセッサＰに接続される。
代わりに、マイクロコントローラ２６のインターフェース回路が図示していないが使用される。
信号バス３６は、マイクロコントローラ２６に接続される。
信号バス３６は、コンピュータの中心部へのインターフェースである。信号バス３６のプロトコルは例えばＰＳ／２又はＵＳＢである。
【０３８３】
図７は、押されたスイッチの数に、ＡＤ変換器ＡＤＣの出力値の範囲のマッピングを示す。マトリクスＭの１の縦列内に１１のキースイッチがあるのが確定される。従って、１／１２〜１１／１２Ｖｃｃの電位値に対応する１１のレンジＴＲ１〜ＴＲ１１がある。ＴＲ１２はキーが押されていない場合である。
【０３８４】
レンジＴＲ１〜ＴＲ１１の長さは、均等であり、仮にマトリクスＭの各縦列内に１１のキースイッチがあるなら、最大出力値の２〜４％のレンジ内となる。
【０３８５】
押されたスイッチの数、又はどのスイッチが押されたか、又は１の縦列内でどのスイッチが押されたかを決定するために使用されない隣接するレンジＴＲ１〜ＴＲ１２の間に、出力値がある。２の隣接するレンジの"距離"Ｄｉはまた、例えば、ＡＤ変換器ＡＤＣの最大の出力値の２〜４％のレンジ内である。好ましくは、使用されないレンジは、分類のために使用されるレンジと同じ長さを有する。これは、四捨五入、量子化、及び分割できない与えられた整数の値のためにいつも可能というわけではない。
【０３８６】
図８は、制御装置、例えば図６のマイクロコントローラ２６により処理されるデバウンシング信号５０及び平滑信号５２を示す。
【０３８７】
キースイッチが押される前の信号値Ｖ１（電圧又は電流）と、キースイッチが押された時点での信号値Ｖ２（電圧又は電流）の信号差分Ｄがある。
【０３８８】
デバウンシング信号５０は、数回上下し、それにより振幅を減少し、幅を減少するスパイクを示す。このため、中間状態を検知することに挑戦している。しかし、ＡＤ変換器ＡＤＣの使用が、中間値、例えば信号値Ｖ１の７５％、５０％及び２５％などの検知を許容する。
【０３８９】
例えば統計的分析との組み合わせで、平滑コンデンサを用いて、速く変化しているデバウンシング関数に反する平滑値を得ることができる。代わりに、キースイッチのアクティブの最初で高電位未満のデバウンシング信号又は値の最小値を検知することができる。最大値又は低信号値より大きいと考えられる値が、仮に信号が最初低ければ検知される。
【０３９０】
高低の信号状態は、上述された全ての例で置換される。
【０３９１】
本願発明の形態及びこれらの有利点が詳細に述べられたが、付加される請求項により定義される本願発明の精神および範囲から逸脱しない様々な変更、置換及び改造がなされ得ることに留意されたい。例えば、ここで述べられる特徴、関数、過程及び方法は、本願発明の範囲内において当業者によって変更されることは容易に理解される。さらに、本願発明の範囲は、特に本願で記述されたシステム、過程、製造、方法又はステップの特定の形態に限定されることを意図しない。当業者は、現在までに存在している又は実際的に同じ機能を実行又は同じ結果を達成する後年発展されるであろう本願発明のシステム、過程、製造、方法又はステップの開示から容易に感謝し、というのも、ここで述べられる対応する形態は、本願に応じて利用されるからである。従って、付加された請求項は、そのようなシステム、過程、方法又はステップの範囲内を含むことが意図される。
【０３９２】
［発明を実施するための形態］
＜第２アスペクト＞
本願の好ましい形態の製造及び使用は後述される。しかし、本願が様々な特定の文脈中で具体化され得る多くの適用可能な発明のコンセプトを供することが、好ましい。論ぜられる特定の形態は、単に、本願発明を作り及び使用する特定方法を示し、本願発明の範囲を限定するものではない。“may”がこの出願で使用される限り、実際の技術実行とともにそれをする可能性を意味する。
【０３９３】
図９は、特にＬＥＤ３２，４２など、一列の光学素子を通って流れる電流を制御するための回路設定１０を示す図である。唯一のＬＥＤの代わりに、ＬＥＤ又は光学素子のドライバの一連の束が、似た方法で又は同じ方法で制御される。回路設定１０は、本形態ではキーボードの一部である。
【０３９４】
図９には示さないキーボード及びコンピュータの間には、インターフェース１２で、正操作電圧Ｖｃｃがある。キーボードのキースイッチ１４は、ＬＥＤ３２に隣接又は物理的に接触する位置にある。他のキーボードのキースイッチは図９には示されない。代わりに、導波路がキースイッチに光を誘導するために使用され、例えば、キースイッチの周囲に配置された枠である。
【０３９５】
インターフェース１２は変圧器１８に電気的に導電で接続される。本形態では、ＵＳＢインターフェース１２が使用される。変圧器１８は昇圧型に属する。
【０３９６】
代わりに、バックコンバータ、インバータ、変圧器の他のタイプが使用され得る。入力電圧は、例えば、４〜５Ｖの範囲である。変圧器の出力電圧は、１５〜２５Ｖの範囲である。
【０３９７】
変圧器１８は、Ｖｃｃと回路ノードＮ１の間のインダクタ２０を備える。インダクタ２０は、１０〜１００ｍＨの範囲、例えば４７ｍＨのインダクタンスを有する。スイッチング電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ１のドレインは、ノードＮ１に接続される。スイッチングトランジスタＴ１のソースは、グランドに接続される。ＰＷＭ信号２６は、トランジスタＴ１のゲートに接続される。ＦＥＴのバイポーラトランジスタの代わりにまた、同様の方法が使用され得る。
【０３９８】
更に、ショットキーダイオード２２又は別のダイオードのアノードはまた、ノードＮ１に接続される。ショットキーダイオード２２のカソードは回路ノードＮ２に接続される。ショットキーダイオードは、高速スイッチングを可能にし、低い順方向電圧を有する。代わりに、特にＭＯＳＦＥＴなど、適切に制御されたトランジスタが、ショットキーダイオード２２の代わりに使用できる。
【０３９９】
コンデンサ２８がノードＮ２とグランド電位に接続される。変圧器１８の主関数が知られている。ダイオード２２は、トランジスタＴ１に加えて、変圧器１８の第２スイッチを形成する。
【０４００】
ＬＥＤの第１列３０は、ノードＮ２とノードＮ３に接続される。ノードＮ３とグランドに接続された検知抵抗６０がある。このように、第１分岐、又は列３０とレジスタ６０から成る第１直列接続がある。
【０４０１】
第１列３０は、例えば、７又は８の又は他の数のＬＥＤから成る。列３０の第１ＬＥＤ３２のみが図９において示される。
【０４０２】
ＬＥＤの第２列４０は、ノードＮ２とノードＮ４に接続される。ノードＮ４とグランドに接続された検知抵抗６２がある。このように、第２分岐、又は列４０とレジスタ６２から成る第２直列接続がある。
【０４０３】
例えば、７又は８の又は他の数のＬＥＤから成る第２列４０は、第１列３０のそれに等しい電圧降下に至り、それは通常、第１列３０中と同じ数のＬＥＤであることを意味する。列４０の第１ＬＥＤ４２のみが図９において示される。
【０４０４】
他の形態では、列３０及び４０に並列に接続されたＬＥＤの２列以上がある。他の列は、抵抗６０及び６２に対応する抵抗を介してグランドに接続される。抵抗６０，６２はまた、抵抗Ｒ＿Ｂとして名付けられ、低いオーム値を有し、それは例えば５０Ω以下である。
【０４０５】
分圧器５０は、例えば１０：１分圧であり、またノードＮ２とグランドに接続される。分圧器５０は、２又はそれ以上の抵抗５２，５４を直列接続で有して成る。ノードＮ５は、抵抗５２と５４の間を接続する。
【０４０６】
第１抵抗７０は、ノードＮ３に接続される。抵抗７２は、ノードＮ４に接続される。対応する抵抗がノードＮ２に接続された更なるＬＥＤ列の対応するノードの接続される。抵抗７０，７２などの一端は、回路ノードＮ６に接続される。抵抗７０，７２などは、全て例えば４．５ＫΩや５ＫΩ以上の同じ高いオーム値を有する。
【０４０７】
４つのＡＤ変換器ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４がある。ＡＤ変換器ＡＤＣ１は、ノードＮ６に接続され、抵抗６０，６２などを通る電流の平均値Ｉ＿Ｅを検知する。ｋ、すなわちＬＥＤの列の数によって積算された電流Ｉ＿Ｅは、変圧器１８の出力電流に対応する。
【０４０８】
ＡＤ変換器ＡＤＣ２は、ノードＮ５に接続され、ＬＥＤ列３０，４０などの電圧Ｕ＿ＬＥＤを検知する。電圧Ｕ＿ＬＥＤは変圧器１８の出力電圧に対応する。更に、ユニティゲイン増幅器や電圧フォロワーがノードＮ５及びＡＤ変換器ＡＤＣ２の間に接続される。分圧器５２，５４及び／又はユニティゲイン増幅器はオプションである。
【０４０９】
ＡＤ変換器ＡＤＣ３は、図１３に示すように、変圧器１８及びマイクロコントローラーを備える回路の入力に接続される。ＡＤ変換器ＡＤＣ３はＵ＿ＩＮ（Ｕ入力）を検知する。再び、分圧器又はユニティゲイン増幅器が使用される。電圧Ｕ＿ＩＮは変圧器１８の入力電圧に対応し、しかしまた、マイクロコントローラーの操作電圧を生成するために使用される更なる変圧器の入力電圧に対応することもある。
【０４１０】
ＡＤ変換器ＡＤＣ４は、図９に示していない抵抗容量ネットワークを介して、インターフェース１２のインダクタ（図示せず）に接続される。このネットワークは、ＤＳＲ読み取り（直流電流レジスタンス）のために使用される。ＡＤ変換器は、変圧器１８の入力電流に対応する、及びマイクロコントローラーの更なる変圧器の入力電流に対応するＩ＿ＩＮ（Ｉ入力）を検知する。マイクロコントローラーの電力を決定するのにＡＤＣ４を使用することが可能である。しかし、他の方法は、マイクロコントローラーによって使用される電流を決定するために使用される。この電流は、回路設定１０の操作の間、比較的安定して残る。
【０４１１】
以下の数式は、回路設定１０の全電圧電流特性を決定するために、又は操作の適切点を見つけるために使用される。
【０４１２】
I_E = U_ADC1/ R_B   (1)
ここで、U_ADC1は、ＡＤ変換器ＡＤＣ１で検知される電圧であり、R_Bは抵抗６０，６２のオーム値である。
【０４１３】
P_OLED = U_LED * I_E *k   (2)
ここで、ｋはＬＥＤ列の数を与える整数、Ｐ＿ＯＬＥＤはＬＥＤの全パワーである。
【０４１４】
数式３は、変換器入力を記述している。Ｐ＿ＯＬＥＤ及び変換効率要素Ｎｙにより、数式２に相関し、この数式２は実質上変換器の出力を述べている。Ny =1 - ガンマである。
【０４１５】
I_ILED = P_OLED / ((1 - Gamma) * U_ILED)   (3)
ここで、Ｉ＿ＩＬＥＤは、回路ポイント８０を参照し、変換器１８への入力電流であり、Ｕ＿ＩＬＥＤは、回路ポイント８０を参照し、変圧器１８への入力電圧であり、一方ガンマは、変換器１８の損失要因（例えば十分な負荷を確約している０．０２〜０．１０の範囲）であり、
【０４１６】
I_USB(MAX) = I_Proz + I_ILED(MAX)   (4)
ここで、Ｉ＿Ｐｒｏｚは、プロセッサにより消費される電流であり、パワーコンバータへの最大電流であり、Ｉ＿ＵＳＢ（ＭＡＸ）はＵＳＢ標準に応じた最大電流である。
【０４１７】
ＡＤＣ４を用いることにより直接、入力電圧Ｉ＿ＵＳＢを検知することができる。
【０４１８】
数式（１）〜（４）は、Ｉ＿ＩＬＥＤ（ＭＡＸ）を算出するために用いられる。Ｕ＿ＬＥＤは、Ｉ＿ＩＬＥＤがＩ＿ＩＬＥＤ（ＭＡＸ）に至るまで増加される。
【０４１９】
図１０は、２のＬＥＤ３２，３４又は異なる温度での１のＬＥＤ３２の電圧／電流特性曲線１０６，１０８を示す。代わりに、特性曲線１０６，１０８は、ＬＥＤの２列３０，３２又は異なる温度での一列３０において有効である。
【０４２０】
座標系１００は、ＬＥＤ又はＬＥＤ列にかかる電圧を示すＸ−軸１０２を有する。座標系１００のＹ−軸１０４は、ＬＥＤ又はＬＥＤ列を通る電流を示す。
【０４２１】
ＬＥＤ又はＬＥＤ列の特性曲線は、たとえＬＥＤ又はＬＥＤ列が許容内で予め選択されていても、個別に変化する。このため、特性曲線１０６，１０８はＬＥＤ又はＬＥＤ列又は特別な操作状態、例えば特別な温度などで有効であることは知られていない。
【０４２２】
制約の１つは、ＬＥＤ又はＬＥＤ列又はＬＥＤの束の最大電流は従って動かされることである。他の制約は、ＵＳＢインターフェース１２から引き出される最大入力電流である。図１０は、特性曲線１０６、すなわち電圧Ｕ１及び電流Ｉ１で有効なＵＳＢインターフェース１２での最大パワーＰ１の第１長方形を示す。第２長方形は、特性曲線１０８、すなわち電圧Ｕ２及び電流Ｉ２に関してＵＳＢインターフェース１２での最大パワーＰ２で有効である。電流Ｉ１は電流Ｉ２より大きく、電圧Ｕ１は電圧Ｕ２より小さい。
【０４２３】
図１１は、１のＬＥＤ、一列のＬＥＤ、ＬＥＤの列の束の特性曲線の電圧とデューディ比を決定するためのステップを示す。この方法はステップ２００で開始する。後のステップ２０２において、開始値は、変圧器１８の出力電圧のため選択される。１０〜１５％の開始のデューティ比Ｄｕｃは、選択され、すなわち、トランジスタＴ１のドレインとソースは、与えられた（固定の）周波数ｆを使用する１のデューティ比の時間ｔの１０〜１５％のために接続される。１のＬＥＤ列内で、電圧は例えば１４Ｖで、電流は１０μＡとされる。さらに、１５列あり、すなわち、全電流は３３０μＡとなる。これは、３，６ｍＷのパワーを与える。
【０４２４】
ステップ２０６，２０８を参照し、特性曲線の検知の最初においてＤｕｃの増加に制約はない。これは、比率が、ステップ２０９を参照し、例えば５〜１０％で、比較的大きなステップで増加されることを意味する。ステップ２０９において、デューティ比はステップ２０８において決定された値より増加される。デューティ比ＤｕＣの増加は、例えば図１２の部分２６０に示すように、出力電圧を増加する。
【０４２５】
しかし、この形態において図１２に示すように、平坦部２６２は、例えば１７Ｖの電圧Ｕ４で全特性曲線の中に至る。平坦部は、図１２に示すように、例えば３０％〜５０，５５％のデューティ比ＤｕＣ１の間である。平坦部内で、変圧器の出力電圧はなかなか増加しない。変化しない電圧は、ＬＥＤ列３０〜４０を通る電流が変化しないことを意味する。
【０４２６】
これは、デューティ比が再度、ステップ２０６，２０８に示すように、例えば５〜１０％で、比較的大きなステップで増加されることを意味する。平坦部の最初及び最後で例えば１ｍＡの電流、例えば、１７Ｖ（Ｕ４）があることを確定する。さらに、周波数はまた、平坦部の幅に影響を有する。
【０４２７】
仮にステップ２０９でデューティ比がさらに増加すると、図１２に示すように、特性曲線２５６の再度の増加部２６４が生じる。しかし、部分２６４での曲線の形は、個別のＬＥＤ、ＬＥＤ列、又は並列で使用されるＬＥＤ列に依存する。
【０４２８】
図１２に示すように、増加部２６４の端部では、ステップ２０８においてとても小さなステップ幅が、少なくともできるだけ早く変圧器１８の出力電圧の減少又は小さな増加を検知するために使用される。
【０４２９】
仮に出力電圧の減少又は小さな増加が検知されると、図１４〜２５に示す下記に述べる方法によつて曲線をさらに延長することができる。
【０４３０】
ステップ幅は電流のデューティ比の１％未満である。ステップ幅は、０．５％又は０．４５％未満である。
【０４３１】
仮にステップ２０６に示すように、デューティ比の増加が不可能ならば、ステップ２１０がステップ２０６の直後に来る。仮に限界が例えばＵＳＢ標準によって、標準の記述により設定されたものに至るなら、増加が不可能である。この方法はステップ２１０で終了する。
【０４３２】
図１２は、デューティ比（ＤｕＣ）対回路設定１０の電圧特性曲線２５６を示す図である。座標系２５０は、変圧器のデューティ比、すなわちＰＷＭ信号２６を示すＸ−軸２５２を有する。座標系１００のＹ−軸２５４は、すなわち変圧器１８の出力での電圧である電圧Ｕ＿ＬＥＤを示す。
【０４３３】
特性曲線２５６の第１部分２６０がある。第１部分内では、０％のＤｕＣ及び電圧０からＤｕＣ１及びＵ４までの第１増加がある。ＤｕＣ１は例えば３０％である。Ｕ４は例えば１７Ｖである。
【０４３４】
特性曲線２５６の第２部２６２は、平坦部を形成し、ここでは仮にデューティ比がＤｕＣ１からＤｕＣ２に増加されるなら、電圧は大きく変化しない。ＤｕＣ２は例えば５０〜５５％である。例えば周波数を増加など、部２６２内でＰＷＭ信号２６の周波数を変化できる。
【０４３５】
特性曲線２５６の第３部２６４はＤｕＣ２で開始する。第３部内では、変圧器１８の出力で、デューティ比ＤｕＣ３及び電圧Ｕ５に再度増加する。下記の数式は、部２６４で真実であり、
U(DuC) = 1/(1-DuC) * U0
ここで、Ｕ０は変圧器１８の入力電圧である。
【０４３６】
ＰＷＭの周波数は部２６０，２６２で部２６４の主要部より高い。代わりに、ＰＦＭが部２６０，２６２内で使用される。
【０４３７】
部２６４の端部でのＰＷＭの周波数は、部２６０の主部内のＰＷＭの周波数より小さい。部２６４の主部内では例えば１，５ＭＨｚの周波数であり、部２６４の端部では０，７５ＭＨｚであり、すなわち、周波数は好ましくはステップ状に、２５〜７５％の範囲内で減少される。
【０４３８】
特性曲線２５６の第４部２６６で電圧は更に増加する。部２６６は、ＵＳＢインターフェース１２の仕様の限界外となる。従って、部２６６は検知されない。しかし、後述する図１４〜２５で説明するように、部２６６にとても近くに動くことは可能である。
【０４３９】
図１３は、回路設定１０の更なる構成を示す。ＡＤ変換器ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４は、データ線及び制御線を備える信号バスによってマイクロコントローラー３００に接続される。
【０４４０】
マイクロコントローラ３００は、
−メモリＭ、例えばRAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM)、又はEEPROM (Electrical Erasable PROM)、又は他の種類のメモリと、
−メモリＭに記憶される指示を実行するプロセッサＰとを備える。
【０４４１】
代わりに、ＡＤ変換器ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４がまた、マイクロコントローラー３００の一部となる。
【０４４２】
マイクロコントローラ３００はさらに、
−特性曲線決定部３０２又は例えばキーボードのファームウェアの一部など対応のプログラム、
−オプション周波数決定部３０４又は例えばキーボードのファームウェアの一部など対応のプログラム、
−例えばプログラムとハードウェアを備えるデューティ比決定部３０６、を備える。
【０４４３】
特性曲線決定部３０２は、図１１に示す方法を実行する。
【０４４４】
オプション周波数決定部３０４は、部２６４の端部で使用される。更に、決定部３０２は、部２６０及び２６２内でＰＷＭ信号２６の周波数ｆを増加するために使用される。代わりに、ＰＦＭが部２６０，２６２内で使用される。
【０４４５】
しかし、変調のＤｕｃ２の別の手段での残りは、単にＰＦＭの周波数を増加する代わりに適用され、ここでＰＦＭ(pulse frequency modulation)：それは、ＤｕＣ２で適用されるフェーズ上での長さのフェーズ上でのコンスタントスイッチを利用すること、Ｕ４（図４）より低い電圧のオフフェーズを伸ばすことを意味する。これは、実質的には、低い電圧において連続的に周波数を下げることさえ意味する。そこでの電圧は、厳密に均一な周波数の増加機能となり、理論的には、直線に実質的に近くなる。これは、同じ方法であり、パワー有のスイッチングが、より効率的な低いパワーモードで利用されている。これはまた、部２６０，２６２の他の場合に適用する。
【０４４６】
デューティ比決定部３０６は、特性曲線決定部３０２の一部となり、しかしまた、例えば、ユーザ依存の値や温度値に依存してデューティ比を決定するために使用される。
【０４４７】
代わりに、他のハードウェアがマイクロコントローラ３００の代わりに使用され、すなわち、別体のマイクロコントローラ又はプロセッサなしのハードウェアである。
【０４４８】
制御部３０８は、Ｐ＿ＭＡＸよりかなり低い輝度に関するＰＷＭ信号２６のデューティ比を制御するために使用される。詳細は、図１５〜１９を参照して後述される。制御部３１０は、Ｐ＿ＭＡＸに近い輝度に関するＰＷＭ信号２６のデューティ比を制御するために使用される。詳細は、図２０〜２５を参照して後述される。
【０４４９】
図１４は、ＬＥＤ３２，４２、又はＬＥＤ列３０，４０の電流対輝度特性曲線３５６を示す図である。同じ曲線３５６が全てのＬＥＤ列３０，４０において有効であり、すなわち、電流値は、ＬＥＤ列３０，４０の数によって積算されなければならない。これらのデータは、ＬＥＤの製造のデータシートにおいて発見される。テーブル又はスプラインを使用する、例えば三次式スプラインを使用することにより、メモリＭにデータを記憶することができる。
【０４５０】
座標系３５０は、ＬＥＤにかかる電圧Ｕの値を示す水平Ｘ−軸３５２を有する。垂直Ｙ−軸３５４は、対数目盛を用いる輝度Ｂの値を示す。ほとんどすべてのドメインにおける電流対輝度の相関は、わずかなオフセットを伴う直線であり、すなわち、とても低い電流のためのデッド領域で、より大きな値の端部でやや直線である。
【０４５１】
特性曲線３５６のポイント３６０は、Ｐ＿ＭＡＸより低い輝度３６０に関連し、すなわち、通常ＬＥＤ３２，４２の中間輝度又は低輝度に関連する。特性曲線３５６のポイント３６２は、Ｐ＿ＭＡＸ近くの輝度３６２に関連し、すなわち、高輝度に関連する。Ｐ＿ＭＡＸは、装置の実際の入力電圧及びＵＳＢ標準により設定される最大電流を有する製品により決定される。ＬＥＤ３２，４２及びＬＥＤ列３０，４２に使用され得るパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤは、Ｐ＿ＭＡＸ及びＵＳＢインターフェース１２又はＵＳＢハブに接続される他の回路に依存する。Ｐ＿ＭＡＸは、例えばＵＳＢ２．０で普通２．５Ｗである。Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤは、他の装置及び／又は回路のエネルギー消費、すなわち、マイクロコントローラー３００又は同じＵＳＢインターフェース１２で操作される他の装置の消費が考慮されるため、Ｐ＿ＭＡＸ未満である。これは、図２５を参照して詳細を後述される。
【０４５２】
図１５は、デューティ比、及びＬＥＤ３２，４２、ＬＥＤ列３０，４０、又は好ましくは並列に接続された全てのＬＥＤ列３０，４０を通って流れる電流の値の検知されたペアを示す図である。ＡＤ変換器ＡＤＣ１を用いてＩ値を検知又は測定さえできる。対応のＰＷＭ信号２６の値のデューティ比ＤｕＣは、マイクロコントローラ３００内で知られる。
【０４５３】
座標系３７０は、ＰＷＭ信号２６のデューティ比ＤｕＣの値を示す水平Ｘ−軸３７２を有する。座標系３７０の垂直Ｙ−軸３７４は、全てのＬＥＤ３２，４２を流れる、すなわち、上記式I_LED = I_E * kで定義される電流値Ｉ＿ＬＥＤを示す。
【０４５４】
参照電流Ｉ＿Ｓがまた、座標系３７０に示される。参照電流Ｉ＿Ｓは、キースイッチ１４を備えるキーボードの使用により選択される中間輝度Ｂに対応する。特性曲線３５６は、選択された輝度に属する電流Ｉ＿Ｓを決定するために使用される。
【０４５５】
デューティ比ＤｕＣの値と対応電流Ｉの値のペア３８０，３８６は、ＡＤ変換器ＡＤＣ１及びマイクロコントローラ３００を用いて検知される。また、デューティ比ＤｕＣの値、電圧Ｕ、及び対応電流Ｉの３組を算出することも容易である。ポイント３８０，３８２，３８４，及び３８６で接続するだろう増加曲線があるのが分かる。デューティ比ＤｕＣは、ポイント３８０のＤ１から、ポイント３８２のＤ２、ポイント３８４のＤ３を介して、ポイント３８６のＤ４まで増加される。デューティ比Ｄ１〜Ｄ４も同じ増加となる。しかし、図１５に示すＩ＿Ｓ近くに位置するポイントにおいて、より小さなインターバルを有することも可能である。マイクロコントローラ３００は、仮に電流Ｉが参照電流Ｉ＿Ｓより高いと検知されるならポイントの検知を止め、すなわち、ポイント３８６が本形態で自動的に検知される最後のポイントである。
【０４５６】
図１６は、Ｐ＿ＭＡＸから離れた操作の第１ポイントを検知するために使用されるニュートン反復法を示す図である。図１６は、参照電流Ｉ＿Ｓに近いポイント３８４，３８６に関連するデューティ比Ｄ３、Ｄ４間の相関範囲のための座標系３７０の拡大図を示す。
【０４５７】
マイクロコントローラ３００のタスクは、ポイント３８４，３８６及び電流Ｉ＿Ｓを示す水平線の接続するだろう曲線３９０間の交点を見つけることである。曲線３９０は、本形態では３次スプラインである。他の補間法も使用できる。
【０４５８】
ニュートン反復法はポイント３８６で開始する。直線３９２は、ポイント３８６での曲線３９０の傾きを示す。ニュートン反復法に応じて、直線３９２及びＩ＿Ｓの水平線の交点がポイント３９４に示すように計算される。ポイント３９４は、デューティ比Ｄ５を与える。曲線３９０の公式（スプライン）は、デューティ比Ｄ５、すなわちポイント３９６に属する電流Ｉを決定するために使用される。次のニュートン反復法は、ポイント３９６である。仮に、デューティ比が電流Ｉ＿Ｓに関して与えられるデルタ範囲内である電流に与えられて決定された場合、ニュートン反復は終了する。
【０４５９】
図１７は、Ｐ＿ＭＡＸから離れた操作の第１ポイントを検知するための方法のステップを示す図である。この方法は、上述の図１４〜１６に関して図的に既に述べられた。図１７に示される全てのステップＳ２〜Ｓ２０は、自動的にマイクロコントローラ３００により実行される。
【０４６０】
この方法は、方法ステップＳ２、すなわち、短く言うとステップＳ２で開始する。輝度Ｂが、ステップＳ２に続くステップＳ４で決定される。輝度Ｂは、例えばキーボードのユーザによって入力された値に基づく。輝度Ｂは、メモリＭ又は入力バッファから読まれる。
【０４６１】
特性曲線３５６は、ユーザに選択された輝度Ｂに属する参照電流Ｉ＿Ｓを決定するステップＳ６で使用される。
【０４６２】
デューティ比ＤｕＣ及びＩ＿ＬＥＤの値のペアは、ステップＳ６に続くステップＳ８で決定される。第１ペアは、例えば図１５のポイント３８０で示される。
【０４６３】
それから、電流Ｉ＿ＬＥＤ又は最後に検知された値のペアに属するＩがＩ＿Ｓ、すなわち参照値より高いか否かを確認する。仮に値Ｉ＿ＬＥＤが高くないなら、方法はステップＳ１２で続く。
【０４６４】
デューティ比ＤｕＣが、例えば、固定値によって又はデューティ比ＤｕＣを増加するための戦略に応じて、ステップＳ１２で増加される。
【０４６５】
方法は、今ステップＳ８〜Ｓ１２のループ内であり、例えば図１５のポイント３８２，３８４を参照し、ＤｕＣ及びＩの値の幾つかのペアを決定する。ステップＳ８〜Ｓ１２のループは、仮に電流Ｉ＿ＬＥＤが参照電流Ｉ＿Ｓより大きいなら、ステップＳ１０内に残される。
【０４６６】
仮に、電流Ｉ＿ＬＥＤが参照電流Ｉ＿Ｓより高い、すなわち最終ポイント３８６が検知されるなら、ステップＳ１４がステップＳ１０のすぐ後に続く。マイクロコントローラ３００が、上述の図１６を参照してニュートン反復法を実行する。他の反復法又は他の相関交点を決定する方法も使用される。仮に、曲線３９０の交点又は交点近くでデューティ比ＤｕＣ及び参照電流Ｉ＿Ｓが見つけられるなら、反復法は終了する。
【０４６７】
ステップＳ１４で決定されたデューティ比ＤｕＣは、ＰＷＭ信号２６及び変圧器１８を制御するためにステップＳ１６で使用される。それから、この方法はステップＳ２０で終了する。
【０４６８】
しかし、例えば、キーボード内又はキーボード外での温度変化に起因して曲線３９０また曲線３５６のドリフトがある。ドリフトは、最初に決定されたデューティ比ＤｕＣに関して、より高い又はより低い電流Ｉに至る。従って、好ましくは、図１８に示すように閉回路制御が必要である。
【０４６９】
図１８は、キーボードの操作の間、中間の輝度を制御することを示す図である。最終の操作ポイントはポイント３９８であるものとされる。ポイント３９８は、例えば、図１４〜１７に関して述べられた方法によって決定された。代わりに、ポイント３９８が前述の閉回路制御によって決定される。
【０４７０】
図１８は、参照電流Ｉ＿Ｓより高い電流Ｉ＿２を示す。ＡＤ変換器ＡＤＣ１で検知されるＩのデルタＤ＿Ｉがある。仮にデルタＤ＿Ｉが、例えば閾値Ｔ１で定義されるデルタ範囲外ならば、デューティ比の訂正が必要となる。訂正値は、複数の方法の１を使用して決定される。とてもシンプルでしかしにも拘らず効果的な方法が本形態では使用される。
【０４７１】
ポイント３８６のドリフトが起きた場合を想定する。代わりに、どんな他のポイントでも同じ方法で扱われる。直線３９２の傾きは、ポイント３８６での曲線３９０の傾きに対応する。ポイント３８６は、実際で又は曲線３９０での電流値である。
【０４７２】
この傾きｍ及びデルタＤ＿Ｉは、下記の式に応じてＤ＿ＤｕＣを計算するために使用され、式はＤ＿ＤｕＣ  ＝  Ｄ＿Ｉ／ｍであり、ここで、ｍは直線３９２の傾きである。それからＤ＿ＤｕＣがＤｕＣを減らすために使用される。
【０４７３】
仮にドリフトが他の方向、すなわち、電流Ｉ＿ＬＥＤがＩ＿Ｓに関する閾値の下に減るならば、同じ方法がＤ＿ＤｕＣを決定するために使用される。しかし、ポイント３９８での曲線３９０の傾きは使用され、すなわち、ターゲットポイントになる。
【０４７４】
図１９は、キーボードの操作の間、中間の輝度をデジタル制御する方法のステップを示す図である。この方法は、この方法は、上述の図１８において図的に既に述べられた。図１９に示される全てのステップＳ１０２〜Ｓ１０６は、自動的にマイクロコントローラ３００により実行される。
【０４７５】
この方法は、方法ステップＳ１０２、すなわち、短く言うとステップＳ１０２で開始する。デルタＩ、すなわちＤ＿Ｉが、ステップＳ１０２に続くステップＳ１０４で決定される。ＡＤ変換器ＡＤＣ１がＩ＿ＬＥＤを決定するために使用される。マイクロコントローラ３００は、Ｉ＿ＬＥＤ及び参照電流Ｉ＿Ｓの差分を算出する。
【０４７６】
それから、Ｄ＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ１より高いか否かを確認する。仮にＤ＿Ｉの絶対値が高くないなら、方法はステップＳ１０４で続く。
【０４７７】
この方法は、今ステップＳ１０４及びＳ１０６のループ内であり、ドリフトの発生を待っている。代わりに、仮にドリフトが検知されると、その時のみこの方法が開始する。中断が、マイクロコントローラ３００の対応ルーティンを開始するために使用される。
【０４７８】
仮にＤ＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ１より高いなら、ステップＳ１０４，Ｓ１０６のループはステップＳ１０６に留まる。
【０４７９】
ステップＳ１０８は、もしＤ＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ１より高い、すなわち最終のポイント３８６が検知されたなら、ステップＳ１０６のすぐ後に続く。
【０４８０】
それから、電流Ｉ及び電流Ｉ＿ＬＥＤの実値が参照電流Ｉ＿Ｓより高いか否かが確認される。仮に電流Ｉの値がＩ＿Ｓより高くない、すなわち、電流Ｉの値より低いドリフトがあるならば、この方法はステップＳ１１０に続く。
【０４８１】
ターゲットポイントでの曲線３９０の傾き値は、例えば図１８に示すポイント３９８で、ステップＳ１１０で決定される。この方法は、次にステップＳ１１４に続く。
【０４８２】
しかし、仮に電流Ｉの値がＩ＿Ｓより高い、すなわち、電流Ｉの値より高いドリフトがあるならば、この方法はステップＳ１１２中のステップＳ１０８の後に続く。電流又は操作の実値での曲線３９０の傾き値は、例えば図１８に示すポイント３８６で、ステップＳ１１２で決定される。この方法は、次にステップＳ１１４に続く。
【０４８３】
ステップＳ１１４は、上述の公式に応じるデューティ比ＤｕＣの相関値又はデルタ値Ｄ＿ＤｕＣの計算に関連する。
【０４８４】
電流のデューティ比ＤｕＣは、Ｄ＿ＤｕＣのため計算された値に基づいてステップＳ１１６で訂正される。
【０４８５】
ステップＳ１０４はステップＳ１１６の後に再度続き、すなわち、この方法は、ステップＳ１０４〜１１６のループの範囲内であり、ＬＥＤ３２，４２の輝度を制御することを実行する。仮にコンピュータやキーボードが例えばスイッチオフならば、この方法は終了する。
【０４８６】
図２０は、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤに近い特性曲線の決定を示す図である。Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤの計算は、下記の図２５に関連して詳述される。
【０４８７】
座標系４００は、Ｕ＿ＬＥＤの値を示す水平Ｘ−軸４０２を有する。Ｕ＿ＬＥＤは、ＡＤ変換器ＡＤＣ２を使用して検知される。座標系４００の垂直Ｙ−軸４０４は、Ｉ＿ＬＥＤの値を示す。Ｉ＿ＬＥＤは、ＡＤ変換器ＡＤＣ１を使用して検知される。
【０４８８】
電流Ｉ３及び電圧Ｕ３ｂが、ＬＥＤ３２，４２のために、すなわちその時で列３０，４２のために許容される最大パワー消費のために有効であると想定される。これは、電流Ｉ３及び電圧Ｕ３ｂの製品が電気パワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤに等しいことを意味する。
【０４８９】
後述される方法が、パワー限界Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤを超えることはない。というのも、関数が凹形であり、補間法のために使用される傾きは、本当のものよりきつく、計算された新たなＵ＿ＬＥＤがＵ＿ＬＥＤ＿Ｕ３ｂより低いことを保証している。仮に幾つかの他の装置がパワーを減らしている追加のパワー、ライトシステムによって使用されるために残されたパワーを消費している場合にのみ、これが起こる。しかし、ＭＣＵ（micro controller unit）又は他の処理部がこれを起こす全ての構成を制御しているために、追加のパワーを消費している装置を開始する前にＬＥＤ−電流を減らすことができる。温度ドリフトは、限界を超えるＰ＿ＭＡＸの前に検知されるほどゆっくりである。
【０４９０】
さらに、パワー限界Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤが変化しやすい。しかし、この方法は、固定されたパワー限界のために使用され得る。
【０４９１】
検知値４１０〜４１４のペアは、マイクロコントローラ３００によって検知され、すなわち、電圧Ｕ０ｂ及び対応電流を有するポイント４１０、電圧Ｕ１ｂ及び対応電流を有するポイント４１２、電圧Ｕ２ｂ及び対応電流を有するポイント４１４である。ポイント４１０〜４１４は、ＵＳＢ標準の又は例えばファイヤーワイヤーなど他の標準の記述内にある。これは、ポイント４１０，４１２，４１４の電気パワーが最大パワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤより小さいことを意味する。従って、これらポイント４１０，４１２，４１４の検知は、固定されたステップ幅を伴う増加しているＵによって、又は他の適切な戦略に応じて、可能である。ポイント４１０〜４１４より下の曲線又は複数曲線４２０を見つけるために補間法を使用できる。スプライン補間法は、例えば３次元スプライン又は２次元スプラインなど、使用される。
【０４９２】
しかし、より洗練された方法が、仮に操作ポイントが最大パワーの近くならば、最大パワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤが超えられていないか確認する為に使用される。これに関しては後述する。
【０４９３】
曲線４２２は、最大パワーに対応し、また電圧Ｕ３ｂ及び電流Ｉ３を有するポイント４１４〜４１６で、補外される。再度、スプラインはまた、補外法のために使用される。しかし、他の補外法はまた、使用される。
【０４９４】
ポイント４１６での曲線４２２の傾きｍは、例えば、曲線４２２の最初の偏差を用いることにより決定される。直線４３０は、この傾きｍを示す。曲線４２２の傾きｍは、Ｕの値の増加に伴い増加することが確定される。ポイント４１６での傾きｍはまた、Ｕ＿ＬＥＤの次の値を決定するためにポイント４１４で使用される。
【０４９５】
これは、図的に、直線４３２を参照し、線４３０をポイント４１４に平行移動することによりなされる。それから、線４３２と水平線Ｉ３の交点が計算され、例えば、電流Ｉ３及びポイント４１４での電流及び線４３２の傾きｍの差分を使用することによりなされる。これは、デルタＵがポイント４１４で電圧Ｕ２ｂに追加される結果になる。結果の電圧は、電圧Ｕ４ｂである。
【０４９６】
電圧Ｕ４ｂは、対応するデューティ比ＤｕＣを、例えば、図１２を参照し、特性曲線２５６を使用することにより決定するために使用される。記憶された曲線２５６の値のペアは、この目的のために使用される。代わりに、式が、上述されたＵ（ＤｕＣ）のために与えられた式の再アレンジによって得られるかもしれず、使われる。言い換えると、変換器の特性関数の逆関数を使用することは、必要なデューティ比の良い推定を与え、又は逆スプラインを生成するために曲線２５６からデータを使用すること、すなわち、斜めに曲線２５６をミラー転写することのいずれかである。
【０４９７】
このデューティ比ＤｕＣは、変圧器１８を制御するために使用される。それから、電圧Ｕ＿ＬＥＤは、再度ＡＤ変換器ＡＤＣ２によって検知され、対応の電流Ｉは、ＡＤ変換器ＡＤＣ１によって検知され、電圧Ｕ＿ＬＥＤ及び電流Ｉ＿ＬＥＤの間の関係を記述する更なるポイント４４０に至る。
【０４９８】
次の反復ステップは、ポイント４１４の代わりにポイント４４０、ポイント４１６のため決定される傾きｍを再度使用することにより実行される。仮に最終ポイントのためのパワーが最大パワーＰ＿ＬＥＤＭＡＸに充分に近いなら、反復法は終了される。唯一の反復法、又は他の方法を使用して失っているポイントを見つけることも可能である。
【０４９９】
図２１は、Ｐ＿ＭＡＸに近い特性曲線の決定のために方法ステップを示す図である。この方法は、上記図２０に関連して既に図的に述べられた。図２１に示される全てのステップＳ２０２〜Ｓ２１８は、自動的にマイクロコントローラ３００により実行される。
【０５００】
この方法は、方法ステップＳ２０２、すなわち、短く言うとステップＳ２０２で開始する。ＵＳＢ標準内である電気パワーを有する最後の知られたポイント４１４は、ステップＳ２０２の後のステップＳ２０４で決定される。
【０５０１】
最後のポイント４１４及びオプションでまた他のポイント４１０，４１２は曲線４２２をポイント４１６に補外するためにステップＳ２０４で使用され、ポイント４１６は、列３０，４０内でのＬＥＤ３２，４２のための最大電気パワーを示す。
【０５０２】
それから、ポイント４１６での派生、すなわち、最大パワーのポイントが、ステップＳ２０８を参照し、このポイント４１６での傾きｍを得るために計算される。
【０５０３】
ステップＳ２１０において、最後に検知されるポイントは、ステップＳ２０８において計算される傾きｍを使用する次の補外のための開始点として使用される。例えば、これは、第１反復においてポイント４１４であり、第２反復においてポイント４４０である。Ｕ＿ＬＥＤのための新たな値は、傾きｍを使用する補外に基づき算出される。
【０５０４】
その後、ステップＳ２１２において、Ｕ＿ＬＥＤのための新たな値が、変圧器１８のための適切なデューティ比を選択することにより設定される。アップデートされた特性曲線２５６は、その目的のために使用される。
【０５０５】
電圧Ｕ＿ＬＥＤの値、及び電流Ｉ＿ＬＥＤの値は、ステップＳ２１４での新たなデューティ比のために検知される。ＡＤ変換器ＡＤＣ１は、電流Ｉ＿ＬＥＤを検知するために、ＡＤ変換器ＡＤＣ２は、電圧Ｕ＿ＬＥＤを検知するために使用される。
【０５０６】
それから、更なる反復ステップが必要か否か確認される。この方法は、仮に更なる反復ステップが必要な場合、矢印４４２を参照し、ステップＳ２１０において継続される。
【０５０７】
この方法は、今、ステップＳ２１０〜Ｓ２１６のループ内であり、電圧Ｕ＿ＬＥＤ及び電流Ｉ＿ＬＥＤの新たなペアの値を見つけている。全てのペア又はポイントは、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤ未満の電気パワーを有する。
【０５０８】
ステップＳ２１０〜Ｓ２１６のループは、仮に更なる反復が必要でないなら、ステップＳ２１６のみが残り、例えば、なぜなら、値の最後のペアの値は、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤに非常に近い電気パワーを有するためである。もしこの場合には、ステップＳ２１６のすぐ後にステップＳ２１８が続く。
【０５０９】
図２２は、実施の形態２において、Ｐ＿ＭＡＸ又はＰ＿ＭＡＸＬＥＤにより正確に近い特性曲線の決定を示す図である。図２２は、図２０に対応する。しかし、ポイント４４０は、補外曲線４２２を改善するために使用される。新たな曲線４５０は、ポイント４１４，４４０とまたポイント４１０，４１２を使用して計算される。
【０５１０】
ポイント４４０での曲線４５０の傾きｍ２は、ポイント４１６での曲線４２２の傾きｍの代わりに、次の反復で使用される。この反復は、図２０と比較して、より正確、及び／又はより速くなる。
【０５１１】
図２１に第２形態を示し、ステップＳ２１６からステップＳ２０６までの点線４４４を参照する。従って、この方法は、ステップＳ２０６からステップＳ２１６までのループであり、改善された補外曲線４２２，４５０などを用いて電圧Ｕ＿ＬＥＤ及び電流Ｉ＿ＬＥＤのペアの値を見つけている。全てのペア又はポイントは、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤ未満の電気パワーを有する。
【０５１２】
図２３は、キーボードの操作の間、Ｐ＿ＭＡＸ又はＰ＿ＭＡＸＬＥＤに近い輝度の制御を示す図である。Ｉのより高い電流値、すなわち例えば電流Ｉ４に、ドリフトがあるのが分かる。マイクロコントローラ３００は、Ｉの差分、すなわち、デルタＤ２＿Ｉを検知する。仮にデルタＤ２＿Ｉが閾値Ｔ２より増加したら、マイクロコントローラ３００は、閉ループ制御ステップを実行する。
【０５１３】
曲線４２２の派生、又はポイント４９８でアップデートされた曲線４５０の派生が計算される。ポイント４９８は、電流Ｉ３より高い電流値Ｉ４を有する。
【０５１４】
ポイント４９８での派生は、傾きｍ３の直線５００によって示される。直線５００は、ポイント４９８での曲線４２２，４５０の接線を示す。電圧のデルタＤ＿Ｕは、デルタＤ２＿Ｉ及び傾きｍ３を用いて計算される。デルタＤ＿Ｕは、例えば電圧Ｕ４ｂ及び電圧Ｕ３ｂの間だった電圧Ｕ＿ＬＥＤの最後の値から差し引かれる。
【０５１５】
新たなデューティ比ＤｕＣが、電圧Ｕ＿ＬＥＤのための新たな値に基づいてアップデートされた特性２５６から決定される。ＰＷＭ信号２６は、Ｕ＿ＬＥＤ及びＩ＿ＬＥＤの減少となる新たなデューティ比に応じて調整される。
【０５１６】
高い値へのドリフトに反して、ターゲットポイントの傾きは、仮に図１８に示すように電流Ｉのより低いほうへのドリフトがあるなら、使用されなければならない。
【０５１７】
図２４は、キーボードの操作の間、Ｐ＿ＭＡＸに近い輝度Ｂの制御のための方法のステップを示す図である。この方法は、図２３において図的に既に述べられた。図２４に示される全てのステップＳ３０２〜Ｓ３１２は、自動的にマイクロコントローラ３００により実行される。
【０５１８】
この方法は、方法ステップＳ３０２、すなわち、短く言うとステップＳ３０２で開始する。デルタＩ、すなわちＤ２＿Ｉが、ステップＳ３０２に続くステップＳ３０４で決定される。ＡＤ変換器ＡＤＣ１がＩ＿ＬＥＤを決定するために使用される。マイクロコントローラ３００は、Ｉ＿ＬＥＤ及び参照電流Ｉ３又はＩ＿Ｓの差分を算出する。
【０５１９】
それから、Ｄ２＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ２より高いか否かを確認する。仮にＤ２＿Ｉの絶対値が高くないなら、方法はステップＳ３０４で続く。
【０５２０】
この方法は、今ステップＳ３０４及びＳ３０６のループ内であり、ドリフトの発生を待っている。代わりに、仮にドリフトが検知されると、その時のみこの方法が開始する。中断が、マイクロコントローラ３００の対応ルーティンを開始するために使用される。
【０５２１】
仮にＤ２＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ２より高いなら、ステップＳ３０４，Ｓ３０６のループはステップＳ３０６に留まる。
【０５２２】
ステップＳ３０８は、もしＤ２＿Ｉの絶対値が閾値Ｔ２より高いなら、ステップＳ３０６のすぐ後に続く。
【０５２３】
それから、Ｉ又はＩ＿ＬＥＤの実値が参照電流Ｉ＿Ｓより高いか否かが確認される。仮に電流Ｉの値がＩ＿Ｓより高くない、すなわち、電流Ｉの値より低いドリフトがあるならば、この方法はステップＳ３１０に続く。
【０５２４】
ターゲットポイントでの曲線３９０の傾き値は、ステップＳ３１０で決定される。この方法は、次にステップＳ３１４に続く。
【０５２５】
しかし、仮に電流Ｉの値がＩ＿Ｓより高い、すなわち、電流Ｉの値より高いドリフトがあるならば、この方法はステップＳ３１２中のステップＳ３０８の後に続く。曲線４２２又は操作の電流点での曲線４５０の傾き値は、例えば図２３に示すポイント４９８で、ステップＳ３１２で決定される。
【０５２６】
仮にポイント４９８がドリフトのために第１時間に至ったなら、単純に最後に意図的に調整されたポイントでの傾きが適切に縮小され、というのも、ドリフトが曲線の基本形を変えず、しかし大雑把に曲線が単に延長されたと考えられるためである。もちろん、結果たる調整は、新たなペア値を生成し、通常の補間法による新たな曲線を更に改善するために使用できる。温度ドリフトが全ての曲線を縮小し、一方、他のほとんどの影響が、単に、触らずに存在する曲線の、許容された最大の移動となる。許容範囲の最後では、既に説明したようになり、一方、他のポイントにおいては、既にその派生が傾きを与える知られた補間機能がある。
【０５２７】
その後、この方法はステップＳ３１４に続く。
【０５２８】
ステップＳ３１４は、傾きｍ及びデルタＩ、すなわち例えばＤ２＿Ｉを使って訂正値及びデルタ値Ｄ＿Ｕを計算するために使用される。新たなＵ＿ＬＥＤがデルタＤ＿Ｕを用いて計算される。
【０５２９】
電流のデューティ比ＤｕＣは、Ｄ＿Ｕのため計算された値に基づいてステップＳ3１６で訂正される。特性曲線２５６は、新たな電圧Ｕ＿ＬＥＤのために新たなＤｕＣを計算するために使用される。ＰＷＭ信号２６は、新たなデューティ比ＤｕＣに応じて適用される。これは、電流Ｉの増加又は減少に至る。
【０５３０】
ステップＳ３０４はステップＳ３１６の後に再度続き、すなわち、この方法は、ステップＳ３０４〜３１６のループの範囲内であり、最大パワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤの近く、ＬＥＤ３２，４２の輝度を制御することを実行する。仮にコンピュータやキーボードが例えばスイッチオフならば、この方法は終了する。
【０５３１】
異なる曲線が図１９，２４に応じて、すなわち、電流対デューティ比（図１９）、及び電流対電圧（図２４）に応じて使用される。デューティ比ＤｕＣ対電流Ｉ依存の十分な良い近似値が、電圧Ｕ対電流Ｉ依存から計算され、操作ポイントがＰ＿ＭＡＸから離れている限りにおいて逆も真である。Ｐ＿ＭＡＸから離れた操作ポイントでの制御のために、電圧Ｕ対電流Ｉ依存を使用することもできる。というのも、等しく使われるデューティ比及び電圧の間に、厳密に単調な増加相関があるためである。
【０５３２】
図２５は、Ｐ＿ＭＡＸの決定の方法ステップを示す。図２５に示される全てのステップＳ４００〜Ｓ４１２は、自動的にマイクロコントローラ３００により実行される。
【０５３３】
この方法は、方法ステップＳ４００、すなわち、短く言うとステップＳ４００で開始する。回路設定１０の入力電圧Ｕ＿ＩＮは、ステップＳ４００に続くステップＳ４０４で検知される。ＡＤ変換器ＡＤＣ３は、Ｕ＿ＩＮを検知するために使用される。
【０５３４】
参照電圧Ｕ＿ＲＥＦの関するＵ＿ＩＮの相関減少は、ステップ４０２の後に続くステップＳ４０４で計算される。ＵＳの参照電圧Ｕ＿ＲＥＦは、例えば５ボルトである。
【０５３５】
全体の最大電気パワーＰ＿ＭＡＸ及び／又はＬＥＤ３２，４２及び列４０，４２のために使用されるパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤは、ステップＳ４０４の結果に基づいて、ステップＳ４０８で計算される。最大パワーＰ＿ＭＡＸ、Ｐ＿ＭＡＸＵＳＢ、又はパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤの減少は、例えば、入力電圧Ｕ＿ＩＮの減少に比例する。これは、例えば、仮にＵ＿ＩＮがまたＵ＿ＲＥＦに相関して１０％まで減るならば、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤが１０％まで減ることを意味する。他の計算機構がまた、使用され得る。
【０５３６】
例えば、図２１及び２４に示す方法で、新たなＰ＿ＭＡＸＬＥＤがステップＳ４１０で使用される。
【０５３７】
オプションのステップＳ４１２は、遅延を備える。この方法は、ステップＳ４０２からの開始を再び繰り返させる。
【０５３８】
以下の公式は、Ｐ＿ＭＡＸＬＥＤの計算に使用される。
【０５３９】
P_MAXUSB = U_USB * 500 mA (milli Amperes),
ここで、Ｕ＿ＵＳＢは、背後にあるダイオードの内部電圧である。
P_USB = P_LED + P_PROZ,
P_MAXLED = (P_USB - P_PROZ) * (1-GAMMA),
ここで、ＧＡＭＭＡは、変圧器内の損失比率である。
【０５４０】
最大パワーＰ＿ＭＡＸ及び／又はパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤは、仮に入力電圧Ｕ＿ＩＮの電圧降下があるなら、減らされる。電圧降下は、他のＵＳＢインターフェースとパワー有を共有するＵＳＢインターフェースで、更なる装置にプラグ接続のため、生じる。更に、電圧降下は、ＬＥＤ自体を通した高い電流のために、生じる。これは、輝度は、仮にユーザはあまりに高い輝度を選択する場合、上述した方法で自動的に限定されることを意味する。その良く定義されない性質のため、可能な生じるＵＳＢ電圧降下は、この方法が全体としてすることを介して、効果的にＰ＿ＭＡＸＬＥＤを限定することに適していない。
【０５４１】
図２１は、仮にパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤが増加するならば関連し、例えば、なぜなら、ＵＳＢ装置が、他のＵＳＢインターフェースとパワー有を共有するＵＳＢインターフェース１２から取り除かれるからである。参照電流Ｉ３又はＩ＿Ｓは、この場合、増加する。更なるレンジに入る特性曲線４２０の補外法は、発見されなければならない。
【０５４２】
しかし、図２４のように、仮にパワーＰ＿ＭＡＸＬＥＤ及び参照電流Ｉ＿Ｓが減少するならば、ステップＳ３１２が関連し、例えば、なぜなら、ＵＳＢ装置が、同じパワー有を共有する他のＵＳＢインターフェース１２に接続されるからである。特性曲線４２０は、既にこの場合、知られている。
【０５４３】
他の方法が、Ｐ＿ＭＡＸ又はＰ＿ＭＡＸＬＥＤを決定するために使用される。例えば、ＡＤ変換器ＡＤＣ４を使用することができる。入力電流Ｉ＿ＩＮがＡＤＣ４で検知される。仮に入力電流Ｉ＿ＩＮが例えばＵＳＢ標準や他の関連標準により特定されるＩ＿ＭＡＸより高いなら、パワーＰ＿ＭＡＸ及び／又はＰ＿ＭＡＸＬＥＤが減らされなければならない。最大電気パワーＰ＿ＭＡＸの減少量は、本明細書により記載される電流に至るに必要なＩ＿ＩＮの減少に比例する。
【０５４４】
図２５の方法の結果は、図２０の方法のために考慮されなければならない。両方の方法が、仮に限界で操作するならば、適用されなければならない。図２５に示す方法は、仮に限界から充分に離れて操作するならば、不可欠である。
【０５４５】
特にインバータ、バックコンバータ、ブーストコンバータの代わりのフライバックコンバータなど変換器の他の種類を用いることも可能である。仮にバックコンバータが使用されるなら、回路の１の枝に、１のＬＥＤ又は２のＬＥＤのみがある。
【０５４６】
他の形態において、ＬＥＤ駆動部の操作電圧は、同じ又は対応の回路又は方法を使用することで制御される。ＬＥＤ列は、複数のＬＥＤを駆動する１の駆動回路で置換される。
【０５４７】
予め選択されたＬＥＤが使用され、例えば、このＬＥＤは、ＬＥＤの製造者が、参照電流のとても小さな範囲内で、例えば、±５％より小さな範囲内、又は例えば範囲の中間の範囲内にある参照輝度に関しては１％内で、輝度を保証する。しかし、本願はまた、予め選択されたＬＥＤ／オプションの素子に適当である。一定の入力電圧が、ＵＳＢ電圧の代わりに他の形態中で使用される。
【０５４８】
本願は、車、トラック、船、航空機などの自動制御装置のディスプレイやパワーＬＥＤのためのキーボードＬＥＤ、バックライトＬＥＤのために使用される。
【０５４９】
本願発明の形態及びこれらの有利点が詳細に述べられたが、付加される請求項により定義される本願発明の精神および範囲から逸脱しない様々な変更、置換及び改造がなされ得ることに留意されたい。例えば、ここで述べられる特徴、関数、過程及び方法は、本願発明の範囲内において当業者によって変更されることは容易に理解される。さらに、本願発明の範囲は、特に本願で記述されたシステム、過程、製造、方法又はステップの特定の形態に限定されることを意図しない。当業者は、現在までに記載した又は実際的に同じ機能を実行又は同じ結果を達成する後述で発展された本願発明のシステム、過程、製造、方法又はステップの開示から容易に感謝し、というのも、ここで述べられる対応する形態は、本願に応じて利用されるからである。従って、付加された請求項は、そのようなシステム、過程、方法又はステップの範囲内を含むことが意図される。互いに紹介の形態を組み合わせることが可能である。さらに、互いに図の記述の例を組み合わせることが可能である。
【０５５０】
さらに、序章の形態及び図の記述例を組み合わせることが可能である。
【０５５１】
［発明を実施するための形態］
＜第３アスペクト＞
本願の好ましい形態の製造及び使用は後述される。しかし、本願が様々な特定の文脈中で具体化され得る多くの適用可能な発明のコンセプトを供することが、好ましい。論ぜられる特定の形態は、単に、本願発明を作り及び使用する特定方法を示し、本願発明の範囲を限定するものではない。“may”がこの出願で使用される限り、実際の技術実行とともにそれをする可能性を意味する。さらに、もし他に延べられないなら、同じ参照符号は同じ技術形態を参照する。
【０５５２】
図２６は、ＵＳＢケーブル１４を介してコンピュータ１２に接続されるキーボード１０を示す図である。
【０５５３】
キーボード１０は、
−プロセッサ、メモリ、及び周辺回路、又はマイクロプロセッサ、又は単なるプロセッサチップなどのマイクロコントローラ１６と、
−例えばプッシュボタン１７、又はタッチスクリーンなどの他の入力エレメントである複数のプッシュボタンと、
−マイクロコントローラ１６の一部たるメモリ１８と、
マイクロコントローラ１６又は異なるＵＳＢチップの一部かもしれないＵＳＢ装置機能２０と、を備える。
【０５５４】
全ての入力エレメントは、例えばプッシュボタン１７に加えるプッシュボタンヘッド１７ａなど、同じ素子を備える。キーコード、すなわち１７ｂは、各プッシュボタン、すなわち１７、又はプッシュボタンヘッド、すなわち１７ａのために定義され、使用される。プッシュボタン１７は、文字"A"を実行しているプッシュボタンヘッドに属する。従って、対応するキーコード１７ｂは、すなわちここでは十進法で０４と同じの、「hex 04」である。
【０５５５】
メモリＭ又は１８は、プロセッサやコントローラ１６のための操作指示を含むファームウェア２２を備える。下記で述べられる方法は、仮にファームウェア２２の指示がプロセッサ又はコントローラ１６で処理されるなら、実行される。代わりに、例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)など、プロセッサやコントローラ１６のない回路が使用される。
【０５５６】
コンピュータ１２は、
−例えば、マイクロプロセッサなどのプロセッサ２４と、
−プロセッサ２４の指示データ、及び／又は指示の処理の間に使用される他のデータを記憶するメモリ２６と、
−例えば、ＵＳＢ仕様に沿って操作するＵＳＢホスト２８と、を備える。
【０５５７】
メモリＭ又は３０は、
−キーボード１０のためのデバイスドライバ３０のプログラムと、及び／又は、
−特に図３２に関連し、後述するようにレポート記述子を読むことができ、及び／又はそのようなレポート記述子に沿ってレポートを受けることができるパーサー・プログラム３２と、を備える。
パーサー・プログラム３２は、デバイスドライバ３０の一部である。
【０５５８】
ＵＳＢホスト２８は、ＵＳＢケーブル１４を介して、キーボード１０内で定義され実行される複数のエンドポイントと通信し：
−主に、ＵＳＢ装置２０、すなわちキーボード１０の構成目的のために使用されるエンドポイントＥＰ０、
−例えばＢＩＯＳのブートプログラムに接続して使用されるエンドポイントＥＰ１、
−オペレーションシステムの制御下で、キーコードの伝達のために使用されるエンドポイントＥＰ２、
−オペレーションエンドポイントＥＰｘ、ここでｘは３〜３２のレンジの範囲内の数である。
【０５５９】
エンドポイントＥＰ０はまた、デフォルトエンドポイントと呼ばれ、構成データ４０を参照し、ＢＩＯＳ及びオペレーションシステムの開始の間、他のエンドポイントの構成のために使用される。ＢＩＯＳの開始の間、エンドポイントＥＰ０及びＥＰ１のみが使用される。エンドポイントＥＰ１は、このフェーズ内で、エンドポイントＥＰ０を介して構成される。双方向性データの移動４１が、ＵＳＢホスト２８からＵＳＢ装置２０へ、及び反対のＵＳＢ装置２０からＵＳＢホスト２８に、行われる。
【０５６０】
エンドポイントＥＰ１は、ブートプロトコルデータ４４を参照し、修飾子のために１〜６のキーコードバイト＋１バイトを送信するために使用される。８番目のバイトは、「RESERVED」であると明細書中に定義され、キーコードのため又は修飾子のために使用されることができない。ほとんどのＢＩＯＳ’ｓは、送信ごとのそのような多くのキーコードを扱うことができる。エンドポイントＥＰ１からのキーコードは、ペイロードデータ４２中、ＵＳＢホスト２８に送信される。ＵＳＢホスト２８は、キーコードデータをドライバ３０に仕向ける。ドライバ３０は、コンピュータ１２のメインのオペレーティングシステムと通信し、又はオペレーションモードに依存して直接ＢＩＯＳと通信する。
【０５６１】
ペイロードデータ４６は、ＵＳＢホスト２８からエンドポイントＥＰ２に向かわされ、又は他の方向、すなわち、ＵＳＢ装置２０からＵＳＢホスト２８に向かわされる。ペイロードデータ４６は、幾つかのレポートを備え、すなわち、
−レポートデータ４８、
−レポートデータ５０、及び
−オプションのレポートデータ５２である。
【０５６２】
レポートデータ４８は、例えば数値０を有する第１レポート識別子ＩＤ０により特定される。第１レポートデータ４８の定義に応じて、６までのノーマルキーコード、すなわち、修飾子なし、及び最大８修飾子のための１バイトを含むことが可能である。
【０５６３】
レポートデータ５０は、例えば数値１を有する第２レポート識別子ＩＤ１により特定される。第２レポートデータ５０の定義に応じて、６までのノーマルキーコード、すなわち、修飾子なし、及び最大８修飾子のための１バイトを含むことが可能である。
【０５６４】
レポート識別子ＩＤｘを参照して、同じことがオプションのレポートデータ５２及び可能な更なるレポートデータに言える。再度、これらの更なるレポート内で、６までのノーマルキーコード、すなわち、修飾子なし、及び最大８修飾子のための１バイトを含むことが可能である。
【０５６５】
ＵＳＢホスト２８は、ＢＩＯＳブートの間及びＯＳオペレーションモードの間、ＵＳＢ装置からレポートデータ４８〜５２と、レポートデータ４４を要求する。これは、ポーリングと呼ばれる。ＮＡＫ（not acknowledged、すなわち要求データの否定）は、仮にキーコードがレポートのためにそこにないなら、ＵＳＢ装置２０から送られる。これは、いずれのキーも押されていない、又は押されたキーのキーコードが同じ送信フェーズ又は期間内でより早いレポートにより送信され得る場合である。
【０５６６】
レポートデータ４８〜５２のフォーマットの定義は、図３２に関し、後述される。レポート記述子内でのレポートデータ４８〜５２の定義に基づいて、パーサー３２は、ペイロードデータ４６からキーコードを抽出できる。パーサー３２は、コンピュータ１２のオペレーティングシステムにキーコードを仕向けるキーボードドライバ３０の一部である。
【０５６７】
このため、２のエンドポイントＥＰ１及びＥＰ２のみが、２のポーリングフェーズ間で押された全てのキーコードを送信するために使用される。更に、オーバヘッドデータがほとんどなく、というのも、６のノーマルキーコードのみがレポートごとに送信され、すなわち、仮に１のみのキーコードがグループ内で送信されなければならないなら、修飾子のための５バイトのオーバヘッド排除データがある。
【０５６８】
図２７は、ＵＳＢ仕様に応じる装置記述子１００を示し、例えばＵＳＢ２．０、２０００年４月２７日、頁２６２，２６３を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５６９】
デバイス記述子１００は、例えば、
−記述子の最初から０バイトのオフセットを有する長さ（length）データ１０２、
−１バイト及び２バイトのオフセットを有する記述子データ（descriptor）１０４、
−４バイトのオフセットを有するデバイスクラス（device class）データ１０６、
−５〜１６バイトのオフセットを有する更なる記述子（descriptor）データ１０８、
−１７バイトのオフセットを有する構成（configuration）記述子１１０の数、を備え、又はから成る。
【０５７０】
長さデータ１０２は、バイト中のデバイス記述子１００のサイズを特定する。デバイスクラスデータ１０６はキーボードのクラスコード、すなわち、クラスコードhex 03のHID (Human Interface Device)を記述する。構成記述子１１０の数は、可能な構成の数を参照する。後述の図２８に関し説明される構成記述子によって述べられる少なくとも１の構成がある。
【０５７１】
図２８は、ＵＳＢ仕様に応じる構成記述子を示し、例えばＵＳＢ２．０、２０００年４月２７日、頁２６５，２６６を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５７２】
構成記述子１２０は、例えば、
−記述子の最初から０バイトのオフセットを有する長さデータ１２２、
−１バイト及び２バイトのオフセットを有する記述子データ１２４、
−４バイトのオフセットでインターフェース記述子の数１２６、
−５〜７バイトのオフセットで更なる記述子データ１２８、
−８バイトのオフセットでデータ特定最大パワー１３０、を備え、又はから成る。
【０５７３】
長さデータ１２２は、構成記述子１２０の長さを特定する。インターフェース記述子１２６の数は、この構成によりサポートされるインターフェースの数を参照する。少なくとも、インターフェースはサポートされる。インターフェース記述子の例を図２９下に示す。
【０５７４】
最大パワーを特定するデータ１３０は、この特定構成で、装置が充分に操作で２ｍＡユニットすなわち５０＝１００ｍＡで表される時に、バスからＵＳＢ装置の最大パワー消費を与える。
【０５７５】
図２９は、ＵＳＢ仕様に応じるインターフェース記述子１４０を示し、例えばＵＳＢ２．０、２０００年４月２７日、頁２６８，２６９を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５７６】
インターフェース記述子１４０は、
−０バイトのオフセットを有する長さ（length）データ１４２、
−記述子の最初から１バイト、２バイト又は３バイトのオフセットを有する記述子データ（descriptor）１４４、
−４バイトのオフセットでのエンドポイント１４６の数、
−５〜７バイトのオフセットでの更なる記述子（descriptor）データ１４８、
−８バイトのオフセットでの列（string）データ１５０のインデックス、を備え、又はから成る。
【０５７７】
長さデータ１４２は、インターフェース記述子１４０のサイズを特定する。エンドポイント１４６の数は、エンドポイントゼロを除いて、このインターフェースによって使用されるエンドポイントの数を参照する。エンドポイント記述子の例が図３１以下に示される。列データ１５０のインデックスは、このインターフェース、すなわち、インターフェース記述子１４０により特定されるインターフェースを記述する列記述子のインデックスを参照する。
【０５７８】
図３０は、ＵＳＢ仕様に応じるＨＩＤ記述子１６０を示す図であり、例えば、ＨＩＤ仕様；Universal Serial Bus (USB)-Human Interface Devices (HID)のための装置クラス定義、ファームウェア仕様6/27/01、バージョン1.11, ページ22を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５７９】
ＨＩＤ記述子１６０は、
−０バイトのオフセットで長さ（length）データ１６２、
−１バイト、２バイト及び４バイトのオフセットを有する記述子データ（descriptor）１６４、
−５バイトでのオフセットでレポート記述子１６６の数、
−６バイトのオフセットで更なる記述子（descriptor）データ１６８、
−７バイトのオフセットでのレポート記述子１７０の長さを特定する長さデータ、
−９バイト、可能なら１０バイトのオフセットで更なるデータ１７２、を備え、又はから成る。
【０５８０】
長さデータ１６２は、ＨＩＤ記述子１６０の全サイズである数値表現である。レポート記述子１６６の数は、常に少なくとも１つであるクラス記述子、すなわちレポート記述子の数を特定する数値表現である。レポート記述子１７０の長さを特定する長さデータは、レポート記述子の全サイズである数値表現である。レポート記述子の例が図３２以下に説明される。
【０５８１】
図３１は、ＵＳＢ仕様に応じるエンドポイント記述子１８０を示す図であり、例えばＵＳＢ２．０、４月２７日、２０００、ページ２６９〜２７１を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５８２】
エンドポイント記述子１８０は、
−０バイトのオフセットで長さ（length）データ１８２、
−１バイトのオフセットを有する記述子データ（descriptor）１８４、
−２バイトのオフセットでエンドポイントアドレスデータ１８６、
−４バイト及び５バイトのオフセットで更なる記述子（descriptor）データ１８８、
−６バイトのオフセットでインターバル（interval）データ１９０を備え、又はから成る。
【０５８３】
長さデータ１８２は、この記述子１８０のサイズを特定する。エンドポイントのアドレスデータ１８６は、図２６を参照して、ＵＳＢ装置２０のアドレス、又はエンドポイントのエンドポイント識別子を記述する。インターバルデータ１９０は、データ送信のエンドポイントのポーリングのためのインターバルを特定する。インターバルは、すなわち１ｍｓ又は１２５μｓユニットのいずれか、装置の操作スピードに依存しているフレーム又はマイクロフレームで表される。フルスピード又はロースピードインターラプトエンドポイントにとって、このフィールドの値は１〜２５５となる。
【０５８４】
図３２は、ＨＩＤ記述子１６０に参照されるレポート記述子２００を示す。レポート記述子及び／又はレポート記述子のシングルデータフィールドは、ＨＩＤ仕様で述べられ、特定される。しかし、更なる定義の余地がある。ここで、リポート記述子は、ＨＩＤ仕様で述べられない同じキーボードのために、２のレポートを定義する。
【０５８５】
ＨＩＤ仕様；Universal Serial Bus (USB)-Human Interface Devices (HID)のための装置クラス定義、ファームウェア仕様6/27/01、バージョン1.11, ページ２３から２５を参照する。下記では、これらのフィールドのみが、本願のよりよい理解のために述べられる。他のフィールドはまた、しかし本願に近い関係を有しないものが使用される。
【０５８６】
レポート記述子２００は、
ヘッドデータ２０２
−第１レポート定義２０４、
−第２レポート定義２０６、を備え、又はから成る。
【０５８７】
ヘッドデータ２０２は、
−記述子データ２１０、例えば、USAGE_PAGE(...), 
−更なる記述子データ２１２、例えば、USAGE(...)
−コレクション２１４の開始の定義、例えば、COLLECTION()を備え、又はから成る。
【０５８８】
第１レポート定義２０４は、
−第１レポート識別子２１６、例えば、REPORT ID(0)、
−第１レポート２１８の記述子データ、例えば、usage(...), usage minimum(...), usage maximum(...), logical minimum(...), logical maximum(...),
−レポートサイズ２２０、例えば、report size(x)、ここでｘは１〜ｎの範囲の数であり、例えばｎは３２又はそれ以上、
−レポートカウント２２２、例えば、report count(y)、ここで、ｙは、１〜ｎの範囲の数であり、例えばｎは３２又はそれ以上、
−入力定義又は出力定義２２４、例えば、input (data, variable, absolute)、
−更なる記述子データ２２６、例えば、input(constant)、すなわち、スペーサーバイト、を備え、又はから成る。
【０５８９】
第２レポート定義２０６は、
−第２レポート識別子２２８は、例えば、REPORT ID(1)、
−第２レポート２３０の記述子データ、例えば、usage(...), usage 
−レポートサイズ２３２、例えば、report size(y)、ここでyは１〜ｎの範囲の数であり、例えばｎは３２又はそれ以上、
−レポートカウント２３４、例えば、report count(w)、ここで、wは、１〜ｎの範囲の数であり、例えばｎは３２又はそれ以上、
−入力定義又は出力定義２３６、例えば、input (data, variable, absolute)、
−更なる記述子データ２３８、例えば、input(constant)、すなわち、スペーサーバイト、を備え、又はから成る。
【０５９０】
データ２４０を参照し、異なるレポート識別子で、２のレポートより以上の定義をも可能にする。
【０５９１】
以下は、キーボードレポート記述子の実行例であり：
const uchar code keyboardReportDescriptor[KEYBOARD_SIZ_REPORT_DESC] = { 0x05, 0x01, // usage page (generic desktop)
0x09, 0x06, // usage (keyboard)
0xA1, 0x01, // collection (application)
【０５９２】
0x85, 0x00, // REPORT ID(0)
0x05, 0x07, // usage (Key codes)
0x19, 0xE0, // usage minimum (224)
0x29, 0xE7, // usage maximum (231)
0x15, 0x00, // logical minimum (0)
0x25, 0x01, // logical maximum (1)
0x75, 0x01, // report size (1)
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8)
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte
0x19, 0x00, // usage minimum (0)
0x29, 0x65, // usage maximum (101)
0x15, 0x00, // logical minimum (0)
0x25, 0x65, // logical maximum (101)
0x75, 0x08, // report size (8)
0x95, 0x06, // report count (6)
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6)
【０５９３】
0x85, 0x01, // REPORT ID(1)
0x05, 0x07, // usage (Key codes)
0x19, 0xE0, // usage minimum (224)
0x29, 0xE7, // usage maximum (231)
0x15, 0x00, // logical minimum (0)
0x25, 0x01, // logical maximum (1)
0x75, 0x01, // report size (1)
0x95, 0x08, // report count (8) = Modifier Bits (x8)
0x81, 0x02, // Input (data, variable, absolute) = Modifier Byte
0x81, 0x01, // Input (Constant) = Reserved Byte
0x19, 0x00, // usage minimum (0)
0x29, 0x65, // usage maximum (101)
0x15, 0x00, // logical minimum (0)
0x25, 0x65, // logical maximum (101)
0x75, 0x08, // report size (8)
0x95, 0x06, // report count (6)
0x81, 0x00, // input (data, array) = Keycode Bytes (6)
【０５９４】
0x05, 0x08, // usage page (page# for LEDs)
0x19, 0x01, // Usage minimum (1)
0x29, 0x03, // Usage maximum (3)
0x15, 0x00, // logical minimum (0)
0x25, 0x01, // logical maximum (1)
0x75, 0x01, // report size (1)
0x95, 0x05, // report count (5)
0x91, 0x02, // output (data, variable, absolute) = LED Bits (x3)
0x95, 0x03, // report count (3)
0x91, 0x01, // output (constant) = Spacer Bits(
x3)
0xC0 // end collection
} ;
【０５９５】
図３３は、コンピュータ１２及びキーボード１０の間のデータ交換２５０を示す図である。
【０５９６】
コンピュータ１２又はより正確にはコンピュータ１２のＵＳＢホスト２８は、ＩＲ(Interrupt Request) 送信リクエスト２５２をキーボード１０に、すなわち、キーボード１０内で実行されるＵＳＢ装置２０に、送信する。リクエスト２５２は、所定間隔で送信される。これはまた、ポーリングとして知られる。
【０５９７】
キーボード１０内のＵＳＢ装置は、レポートデータ２５６を備えるアンサーを有するリクエスト２５２に答える。レポートデータ２５８は、同じアンサー内、すなわち、DATA0及びDATA1フェーズ内でより詳細に、又は同じポーリングサイクル内で更なるリクエスト２５２に応じて、送られる。
【０５９８】
レポートデータ２５６は、第１レポート識別子ＩＤ（０）、及びキーコードの第１グループを備える。レポートデータ２５８は、第２レポート識別子ＩＤ（１）、及びキーコードの第２グループを備える。仮に第２グループのため残されたキーコードがないなら、空の第２レポート又はナック（ＮＡＫ）が送信される。
【０５９９】
図３４は、コンピュータの開始の間の方法のステップを示す図である。この方法は、方法ステップＳ２、すなわち、短く言うとステップＳ２で開始する。この方法は、例えばコンピュータ１２のリセットで開始する。ステップＳ４〜Ｓ８は、ＢＩＯＳのブートプロセスに関係する。ステップＳ１２〜Ｓ２４は、ブートプロセス、及びコンピュータ１２のメインのオペレーティングシステムの通常操作モードに関係する。
【０６００】
ステップＳ４はステップＳ２に続く。ステップＳ４において、ＢＩＯＳは、例えば、エンドポイントＥＰ１の構成を決定するためのエンドポイントＥＰ０と通信する。他のエンドポイントＥＰ２などは、ＢＩＯＳにより使用はされない。
【０６０１】
ステップＳ６において、ＢＩＯＳは、キーがその時押されたか否か、エンドポイントＥＰ１を要求し、例えば、ＢＩＯＳ内でセットアップを変えるためキーＦ１や他のキー又はキーの組み合わせである。キーボード２０は、その時ステップＳ８で押されたキーのキーコードを送信する。
【０６０２】
ステップＳ１０を参照し、ＢＩＯＳブート処理が完了した後、リセット信号が、ＵＳＢホストをリセットし生成される。同時に、コンピュータ１２のオペレーティングシステムが開始又はブートされる。
【０６０３】
ステップＳ１２において、メインのオペレーティングシステムは、データを、エンドポイントＥＰ０、すなわちデフォルトのエンドポイントに、及び／又は、から送信する。この送信の間、全てのエンドポイントEP0, EP1, EP2, EPxなどのために記述子データがＵＳＢホスト２８に送信される。対応するエンドポイントは、必要なら構成され及び初期化される。初期化の後、エンドポイントが通常モードで使用される。
【０６０４】
エンドポイントＥＰ１は、ステップＳ１４で要求される。エンドポイントＥＰ１はステップＳ１６で答え、例えば、第１グループ、もしあるなら第１形態での少なくとも２のレポートを使う第２グループの各キーコードを送信することによって答える。
【０６０５】
エンドポイントＥＰ２は、ステップＳ１８で要求される。エンドポイントＥＰ２はステップＳ２０で答え、例えば、第１形態での他の入力装置の各データを送信することによって答える。第２形態において、仮に第２グループのためのいずれかのキーコードがあるなら、エンドポイントＥＰ２は、第２グループのキーコードの送信のために使用される。
【０６０６】
エンドポイントＥＰｘは、ステップＳ２２で要求される。エンドポイントＥＰｘはステップＳ２４で答え、例えば、エンドポイント特定データを送信することによって答える。
【０６０７】
ステップＳ２４を参照し、ステップＳ１２〜２２は繰り返される。例えば、コンピュータ１２のスイッチオフなどにより、ステップＳ２６でこの方法は終了する。
【０６０８】
図３５は、ＵＳＢケーブル３１４を介してコンピュータ３１２に接続されるキーボード３１０を使う第２形態を示す図である。
【０６０９】
キーボード３１０は、
−プロセッサ、メモリ、及び周辺回路、又はマイクロプロセッサ、又は単なるプロセッサチップなどのマイクロコントローラ３１６と、
−例えばプッシュボタン３１７、又はタッチスクリーンなどの他の入力エレメントである複数のプッシュボタンと、
−マイクロコントローラ３１６の一部たるメモリ３１８と、
マイクロコントローラ３１６又は異なるＵＳＢチップの一部かもしれないＵＳＢ装置機能３２０と、を備える。
【０６１０】
全ての入力エレメントは、例えばプッシュボタン３１７に加えるプッシュボタンヘッド３１７ａなど、同じ素子を備える。キーコード、すなわち３１７ｂは、各プッシュボタン、すなわち３１７、又はプッシュボタンヘッド、すなわち３１７ａのために定義され、使用される。プッシュボタン３１７は、文字"A"を実行しているプッシュボタンヘッドに属する。従って、対応するキーコード３１７ｂは、すなわちここでは十進法で０４と同じの、「hex 04」である。
【０６１１】
メモリＭ又は３１８は、プロセッサやコントローラ３１６のための操作指示を含むファームウェア３２２を備える。下記で述べられる方法は、仮にファームウェア３２２の指示がプロセッサ又はコントローラ３１６で処理されるなら、実行される。代わりに、例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)など、プロセッサやコントローラ３１６のない回路が使用される。
【０６１２】
コンピュータ３１２は、
−例えば、マイクロプロセッサなどのプロセッサ３２４と、
−プロセッサ３２４の指示データ、及び／又は指示の処理の間に使用されるデータを記憶するメモリ３２６と、
−例えば、ＵＳＢ仕様に沿って操作するＵＳＢホスト３２８と、を備える。
【０６１３】
メモリＭ又は３３０は、
−キーボード３１０のためのデバイスドライバ３３０のプログラムと、及び／又は、
−レポート記述子を読むことができ、及び／又はそのようなレポート記述子に沿ってレポートを受けることができるパーサー・プログラム３３２と、を備える。
パーサー・プログラム３３２は、デバイスドライバ３３０の一部である。
【０６１４】
ＵＳＢホスト３２８は、ＵＳＢケーブル３１４を介して、キーボード３１０内で定義され実行される複数のエンドポイントと通信し：
−主に、ＵＳＢ装置３２０、すなわちキーボード３１０の構成目的のために使用されるエンドポイントＥＰ０ａ、
−例えばＢＩＯＳのブートプロトコルに接続して使用されるエンドポイントＥＰ１ａ、
−コンピュータ３１２のオペレーションシステムの制御下で、キーコード３１７ｂの伝達のために使用されるエンドポイントＥＰ２ａ、
−オペレーションエンドポイントＥＰｘａ、ここでｘは３〜３２のレンジの範囲内の数である。
【０６１５】
エンドポイントＥＰ０ａはまた、デフォルトエンドポイントと呼ばれ、構成データ３４０を参照し、ＢＩＯＳ及びメインオペレーションシステムの開始の間、他のエンドポイントの構成のために使用される。ＢＩＯＳの操作の開始の間、エンドポイントＥＰ０ａ及びＥＰ１ａのみが使用される。エンドポイントＥＰ１ａは、このフェーズ内で、エンドポイントＥＰ０ａを介して構成される。双方向性データの移動３４１が、ＵＳＢホスト３２８からＵＳＢ装置３２０へ、及び反対のＵＳＢ装置３２０からＵＳＢホスト３２８に、行われる。
【０６１６】
エンドポイントＥＰ１ａは、ブートプロトコルデータ３４４を参照し、修飾子のために１〜６のキーコードバイト＋１バイトを送信するために使用される。
ほとんどのＢＩＯＳ’ｓは、送信ごとのそのような多くのキーコードを扱うことができる。エンドポイントＥＰ１ａからのキーコードは、ペイロードデータ３４２中、ＵＳＢホスト３２８に送信される。ＵＳＢホスト３２８は、キーコードデータをドライバ３３０に仕向ける。ドライバ３３０は、コンピュータ３１２のメインのオペレーティングシステムと通信し、又はオペレーションモードに直接ＢＩＯＳと通信する。
【０６１７】
ペイロードデータ３４６は、ＵＳＢホスト３２８からエンドポイントＥＰ２ａに向かわされ、又は他の方向、すなわち、ＵＳＢ装置３２０からＵＳＢホスト３２８に向かわされる。ペイロードデータ３４６は、レポートデータ３４８を備える。
【０６１８】
レポートデータ３４８は、必ずしもレポート識別子を有する必要はない。レポートデータ３４８の定義に応じて、例えば１００までのノーマルキーコード３１７ｂ、すなわち、修飾子なし、及び修飾子のための１バイトを含むことが可能である。
【０６１９】
オプションのペイロードデータ３５０は、ＵＳＢホスト３４６からエンドポイントＥＰｘａに向かわされ、又は他の方向、すなわち、ＵＳＢ装置３２０、エンドポイントＥＰｘａからＵＳＢホスト２８に向かわされる。ペイロードデータ３５０は、オプションのレポートデータ３５２を備える。
【０６２０】
オプションのレポートデータ３５２は、必ずしもレポート識別子を有する必要はない。レポートデータ３５２の定義に応じて、例えば１００までのノーマルキーコード３１７ｂ、すなわち、修飾子なし、及び修飾子のための１バイトを含むことが可能である。
【０６２１】
ＵＳＢホスト３２８は、ＢＩＯＳブートの間及びＯＳオペレーションモードの間、ＵＳＢ装置３２０からレポートデータ３４８〜３５２と同様に、レポートデータ３４４とオプションのレポートデータ３５０を要求する。
これは、ポーリングと呼ばれる。ＮＡＫ（not acknowledged）は、仮にキーコードがレポートのためにそこにないなら、ＵＳＢ装置３２０から送られる。
これは、いずれのキーも押されていない、又は押されたキーのキーコードが同じ送信フェーズ又は期間内でより低い識別子を伴うエンドポイントによって送信され得る場合である。
【０６２２】
第２形態においては、レポートデータのフォーマットの定義はまた、ＵＳＢ仕様及び／又はＨＩＤ仕様に沿っている。レポート識別子は必要でなく、というのも、１のレポートのみが各相関するエンドポイントのために定義される。しかし、レポート識別子は使用される。
【０６２３】
このため、１のみのレポートがエンドポイントＥＰ１ａ、ＥＰ２ａ、及びＥＰｘａのために使用される。これは、レポートのシンプルな定義を許容する。少なくともレポートの１つは、例えば、１のポーリングサイクルで送信されなければならない７のキーコード以上、２０のキーコード以上、又は５０のキーコード以上を備える大変大きなレポートである。これらキーコードに属するキーは押され、及び／又は例えばマクロレコーダープログラムによって実行される。
【０６２４】
好ましくは、第２エンドポイントは、大きな又はより大きなレポートを生成する。これは、仮にメインのオペレーティングシステムがキーコードの送信のためにより大きなレポートを扱うことができないなら、キーコードの送信のための第１エンドポイントの使用を可能にする。
【０６２５】
本願は、キーボード又は入力装置は出力装置のために使用される。
【０６２６】
ＨＩＤ仕様は、ＵＳＢのみに有効ではなく、しかしまた、他の送信プロトコル、例えばBluetooth（登録商標）などのワイヤレスプロトコルにおいても有効である。
【０６２７】
本願発明の形態及びこれらの有利点が詳細に述べられたが、付加される請求項により定義される本願発明の精神および範囲から逸脱しない様々な変更、置換及び改造がなされ得ることに留意されたい。例えば、ここで述べられる特徴、関数、過程及び方法は、本願発明の範囲内において当業者によって変更されることは容易に理解される。さらに、本願発明の範囲は、特に本願で記述されたシステム、過程、製造、方法又はステップの特定の形態に限定されることを意図しない。当業者は、現在までに記載した又は実際的に同じ機能を実行又は同じ結果を達成する後述で発展された本願発明のシステム、過程、製造、方法又はステップの開示から容易に感謝し、というのも、ここで述べられる対応する形態は、本願に応じて利用されるからである。従って、付加された請求項は、そのようなシステム、過程、方法又はステップの範囲内を含むことが意図される。
【０６２８】
互いに紹介の形態を組み合わせることが可能である。さらに、互いに図の記述の例を組み合わせることが可能である。さらに、序章の形態及び図の記述例を組み合わせることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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