專利名稱：經(jīng)由電阻式傳感器矩陣的低功率感測的制作方法
經(jīng)由電阻式傳感器矩陣的低功率感測
背景技術(shù)：
一種輸入裝置，例如觸摸傳感器或者鍵盤，可以包括傳感器矩陣，其具有每個(gè)傳感器的開關(guān)。在一個(gè)示例中，鍵盤可以包括按鍵和傳感器矩陣，傳感器矩陣具有成行排列的導(dǎo)線的第一集合以及成列排列的導(dǎo)線的第二集合。每個(gè)按鍵可以包括開關(guān)，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，開關(guān)連接一行和一列。可以通過用掃描感測電路掃描列導(dǎo)線以及感測行導(dǎo)線來識(shí)別出被按下的鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開了涉及傳感器矩陣和輸入裝置的各種實(shí)施例。例如，一個(gè)公開的實(shí)施例提供了一種輸入裝置，該輸入裝置包括傳感器矩陣，其包括多條第一導(dǎo)線、多條第二導(dǎo)線、多個(gè)第一電阻器以及電壓施加機(jī)構(gòu)，該電壓施加機(jī)構(gòu)被配置為將選定的電壓施加到多條第二導(dǎo)線中的每條第二導(dǎo)線。每個(gè)第一電阻器在第一電壓和相應(yīng)于第一電阻器的第一導(dǎo)線之 間串聯(lián)地連接。傳感器矩陣還包括多個(gè)傳感器、掃描感測電路以及喚醒感測電路。每個(gè)傳感器包括與矩陣電阻器串聯(lián)的開關(guān)，其中傳感器連接到相應(yīng)于該傳感器的第一導(dǎo)線以及相應(yīng)于該傳感器的第二導(dǎo)線。掃描感測電路可操作地連接到多條第一導(dǎo)線中的每條導(dǎo)線，并且喚醒感測電路可操作地連接到多條第二導(dǎo)線中的每條導(dǎo)線。提供本發(fā)明內(nèi)容，以簡化形式介紹了在以下的具體實(shí)施方式
中將進(jìn)一步描述的概念的選擇。本發(fā)明內(nèi)容不旨在標(biāo)識(shí)出所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用來限制所要求保護(hù)的主題的范圍。此外，所要求保護(hù)的主題不局限于那些解決在本公開任意部分中所記錄的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。


圖I示出了包括傳感器矩陣的輸入裝置的示例性實(shí)施例。圖2示出了包括喚醒感測電路和掃描感測電路的傳感器矩陣的示例性實(shí)施例。圖3示出了包括喚醒感測電路和掃描感測電路的傳感器矩陣的另一個(gè)示例性實(shí)施例。圖4示出了一種操作輸入裝置的方法的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本文公開了涉及輸入裝置中的傳感器矩陣的低功率感測的各種實(shí)施例。輸入裝置，例如為觸摸傳感器(例如電阻式觸摸屏)、計(jì)算機(jī)鍵盤、音樂鍵盤、或者包括輸入坐標(biāo)矩陣的其他這樣的輸入裝置，其可以包括在每個(gè)被配置為接收輸入的坐標(biāo)處的傳感器開關(guān)。所述傳感器被連接成使得每個(gè)開關(guān)連接到來自第一導(dǎo)線集合的導(dǎo)線以及來自不同于第一導(dǎo)線集合的第二導(dǎo)線集合的導(dǎo)線。因此，當(dāng)一個(gè)傳感器有效時(shí)，可以通過了解哪些導(dǎo)線被該傳感器閉合的開關(guān)所連接而識(shí)別出該傳感器。當(dāng)多個(gè)傳感器有效時(shí)，傳統(tǒng)的傳感器矩陣可能不能正確地識(shí)別出正確的有效傳感器。例如，鍵盤可以包括行A和B，列I和2，以及在每一行和列交叉處的按鍵。每個(gè)按鍵可以由其相關(guān)聯(lián)的行和列來識(shí)別，使得將這些按鍵標(biāo)記為Al、A2、BI和B2。當(dāng)按下這四個(gè)按鍵的三個(gè)時(shí)(例如，有效的)，不能識(shí)別出無效的按鍵，因?yàn)橛捎谶@些按鍵的三個(gè)或四個(gè)的任意組合有效，行A和B及列I和2共同短路。傳統(tǒng)鍵盤的這個(gè)方面可以被認(rèn)為是“重影”(ghosting)或者“幻影鍵” (phantom key)。對于這個(gè)問題，一種過去的解決方案是插入與每個(gè)開關(guān)串聯(lián)的二極管。通過這樣做，閉合的開關(guān)的每一個(gè)組合在行和列之間創(chuàng)建了電流路徑的唯一集合。因此，可以正確地確定閉合的開關(guān)的任何組合。然而，附加的二極管可能會(huì)增加大量的成本。更復(fù)雜的是許多鍵盤使用以導(dǎo)電材料印刷的柔性膜來創(chuàng)建開關(guān)和它們的連接。這種技術(shù)無疑沒有考慮到所需二極管的添加。為了解決這個(gè)問題，傳感器矩陣可以利用電阻器而不是二極管與每個(gè)開關(guān)串聯(lián)，以允許唯一地確定閉合的開關(guān)的任何組合。在此參照以下描述的圖2-3，示出了這種配置。不同于二極管方法，電阻式矩陣使用電流測量，而不是電壓測量來確定開關(guān)狀態(tài)。然而，這 種技術(shù)的缺點(diǎn)是電流測量電路需要功率來進(jìn)行操作，即使當(dāng)鍵盤空閑而等待按鍵按壓的發(fā)生時(shí)。因此，為了降低這種電路的功耗，一種有用的技術(shù)是在非活動(dòng)時(shí)段期間進(jìn)入低功率休眠模式。當(dāng)使用這種技術(shù)時(shí)，提供了一種機(jī)構(gòu)，用于檢測何時(shí)活動(dòng)恢復(fù)以便可以退出休眠模式。一種選擇將是使用計(jì)時(shí)器，用來周期性地喚醒以掃描矩陣，以便查看是否發(fā)生任何活動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)低功率，休眠時(shí)間應(yīng)當(dāng)盡可能長。然而，可能的是，當(dāng)休眠時(shí)，活動(dòng)可能會(huì)開始和停止。為了捕捉這種活動(dòng)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)頻繁地喚醒。因此，在功率和響應(yīng)性之間存在著一個(gè)基本的權(quán)衡。一種可替換的技術(shù)是使用許多微控制器上可用的“改變時(shí)喚醒”(wake-on-change)特性。使用這個(gè)特征，當(dāng)引腳的狀態(tài)改變時(shí),系統(tǒng)可以從休眠中醒來。不需要周期的掃描，并且如果配置適當(dāng)，閉合任何開關(guān)都將立即觸發(fā)離開休眠模式的轉(zhuǎn)換。這可以考慮到最大休眠時(shí)間(最小化功率)和最佳響應(yīng)性兩者。因此，本文公開了涉及當(dāng)激活傳感器矩陣開關(guān)時(shí)，使電阻式傳感器矩陣能夠喚醒在GPIO邊緣上中斷的微處理器的實(shí)施例。在論述這些實(shí)施例之前，首先描述適合的使用環(huán)境的示例。圖I圖示了輸入裝置100的示例性實(shí)施例的框圖。輸入裝置的非限制性示例可以包括鍵盤、電阻式觸敏裝置及包含電阻式傳感器矩陣的其他輸入裝置。輸入裝置100可以包括觸摸界面110。在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸界面110可以包括例如在觸敏輸入裝置上的觸摸傳感器112。在另一個(gè)實(shí)施例中，觸摸界面110可以包括按鍵114，例如在鍵盤輸入裝置上。觸摸界面110連接到傳感器矩陣120，例如鍵盤或者觸摸傳感器?？刂破?30可以被配置為執(zhí)行指令以實(shí)施掃描及感測導(dǎo)線的方法以及輸入裝置100的其他功能?？梢栽谟?jì)算機(jī)可讀媒介，例如存儲(chǔ)器140中編碼和存儲(chǔ)這些指令?？刂破?30的非限制性示例可以包括離散邏輯門、微控制器、微處理器、在可編程邏輯裝置或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)中的邏輯。存儲(chǔ)器140的非限制性示例可以包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器，例如閃存、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，以及可移除存儲(chǔ)器，例如數(shù)字通用盤(DVD)、閃存驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM或者其他可移除介質(zhì)?？刂破?30、存儲(chǔ)器140和傳感器矩陣120的部件可以集成到公共的裝置上，或者單獨(dú)提供。
接口和通信部件150可以用于在輸入裝置100和計(jì)算機(jī)或其他裝置之間傳送信息。例如，按下的按鍵的身份可以通過通用串行總線(USB)接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。例如，可以經(jīng)由有線或者無線接口通信。接口和通信部件150的非限制性示例可以包括到USB、PS/2、RS-232、以太網(wǎng)、IEEE 802. 11的接口，或者其他適合的接口。接口和通信部件150可以與控制器130、存儲(chǔ)器140、傳感器矩陣120的部件集成到常見裝置中。圖2圖示了被配置為在激活傳感器矩陣開關(guān)時(shí)從休眠狀態(tài)中醒來的傳感器矩陣120的示例性實(shí)施例的示意圖。傳感器矩陣120包含包括導(dǎo)線210的多條第一導(dǎo)線；包括導(dǎo)線220的多條第二導(dǎo)線；包括電阻器212的多個(gè)第一電阻器；以及包括電阻器222的多個(gè)第二電阻器。盡管在圖2的示意圖中，多條第一導(dǎo)線水平地延伸，并且多條第二導(dǎo)線垂直地延伸，但是應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，多條導(dǎo)線的取向是為了圖示的目的而在該示意圖中示出的，并且不旨在暗指第一和第二多條導(dǎo)線的任何特定的物理排列。在本文中可以被稱為是“下拉”(pull-down)電阻器的每個(gè)第一電阻器212在第一電壓Vss和相應(yīng)于第一電阻器的第一導(dǎo)線之間串聯(lián)地連接。在本文中被稱為是“上拉”(pull-up)電阻器的每個(gè)第二電阻器222在第二電壓Vdd和相應(yīng)于第二電阻器的第二導(dǎo)線 之間串聯(lián)地連接。第一電阻器212和第二電阻器222可以具有任何適合的配置。在一個(gè)實(shí)施例中，可以用諸如碳墨之類的電阻墨絲網(wǎng)印刷電阻器212和222。在可替換的實(shí)施例中，電阻器212和222可以是表面安裝、軸心引線電阻器，或者任何其他適合類型的電阻器。在又一個(gè)實(shí)施例中，可以將電阻器212和222中的一個(gè)或多個(gè)集成到包括微控制器的集成電路中。例如，控制器130可以包括帶有可編程上拉和/或下拉電阻器的可編程的輸入/輸出引腳。選擇電阻器值，使得下拉電阻器的電阻適當(dāng)?shù)匦∮趥鞲衅麟娮杵鞯碾娮?，而傳感器電阻器的電阻又適當(dāng)?shù)匦∮谏侠娮杵鞯碾娮?。傳感器矩?20進(jìn)一步包含多個(gè)傳感器230、掃描感測電路240和喚醒感測電路250。在圖2中，不同的傳感器被標(biāo)示為A1-A3，B1-B3和C1-C3，其中每個(gè)傳感器表示鍵盤按鍵、觸摸輸入位置等。每個(gè)傳感器230包括與矩陣電阻器232串聯(lián)的開關(guān)234，并且傳感器230連接到相應(yīng)于該傳感器的相應(yīng)第一導(dǎo)線210以及相應(yīng)于該傳感器的第二導(dǎo)線220。掃描感測電路240可操作地連接到多條第一導(dǎo)線的每條第一導(dǎo)線。在所描述的實(shí)施例中，掃描感測電路240包括多個(gè)比較器260。每個(gè)比較器260包括連接到來自多條第一導(dǎo)線的第一導(dǎo)線的輸入、連接到控制器130的輸出(其中，示出了標(biāo)記“行A”、“行B”和“行C”)以及連接到基準(zhǔn)電壓262的另一個(gè)輸入。同樣，每條第二導(dǎo)線連接到控制器130，其中示出了標(biāo)記“列1”、“列2”和“列3”。在另一個(gè)實(shí)施例中，掃描感測電路240可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，使得集成的ADC可以用于取樣每條第一導(dǎo)線的輸出。在其他實(shí)施例中，可以使用任何其他適合的掃描電路。在掃描期間，控制器130通過高位地驅(qū)動(dòng)多條第二導(dǎo)線中的選定的第二導(dǎo)線同時(shí)低位地保留其他導(dǎo)線來掃描傳感器矩陣。下拉電阻器212被設(shè)計(jì)成通過與行電流成比例地稍微地改變行上的電壓而感測該行電流。對于第一級，可以認(rèn)為行電壓被固定在近乎接地處。因?yàn)樗辛幸彩堑偷?，除了被?qū)動(dòng)的那個(gè)，因而在它們兩端具有相當(dāng)大的電壓的電阻器是附接到被驅(qū)動(dòng)的列的那些。因此，在每個(gè)下拉電阻器中的電流僅僅取決于由橋接到被驅(qū)動(dòng)的列的相應(yīng)傳感器提供的電流。比較器(260)用于感測在傳感器開關(guān)閉合的情況下將會(huì)發(fā)生的小的電壓上升?？刂破髯x取每個(gè)比較器的輸出，以檢測是否閉合了任何傳感器開關(guān)。雖然所描述的實(shí)施例被配置為通過驅(qū)動(dòng)列和掃描行來進(jìn)行讀取，但是應(yīng)當(dāng)理解，所描述的傳感器矩陣可以被配置為通過驅(qū)動(dòng)行和掃描列來進(jìn)行讀取。在休眠模式期間，可以關(guān)掉比較器260。在休眠模式期間，這可以允許由輸入裝置使用的電流保持在期望的閾值之下，例如USB中止電流規(guī)格(例如，500微安)。這可以有助于滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，例如USBjP /或還可以允許在電池供電的輸入裝置中改善電池壽命。然而，當(dāng)關(guān)掉比較器260時(shí)，控制器130不能通過查看比較器260的輸出來掃描傳感器矩陣。因此，喚醒感測電路250可以用來監(jiān)視多條第二導(dǎo)線，以確定何時(shí)可以激活傳感器。這可以如下地執(zhí)行。在休眠模式期間，控制器130將在正常輸入裝置喚醒模式操作期間被驅(qū)動(dòng)為輸出的所有列配置為數(shù)字輸入。然后，控制器130對比較器260(或者其他掃描感測電路)斷電，以進(jìn)入休眠模式。如果沒有閉合傳感器開關(guān)232，那么通過第二電阻器222高位地拉起所有第二導(dǎo)線220?？刂破?30被配置為在第二導(dǎo)線220的任一條上的任何下降沿電壓上進(jìn)行喚醒，并且然后進(jìn)入休眠。由于比較器電源在高位側(cè)斷開，僅保留接地的連接，所以除了接地外，比較器260不會(huì)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)行至任何電壓，獨(dú)立于所使用的特定比較器的設(shè)計(jì)?！ぶ灰脩魶]有啟動(dòng)任何傳感器，上拉電阻器(第二電阻器222)就會(huì)高位地保持第二導(dǎo)線220。因此，控制器130將保持休眠。另一方面，當(dāng)用戶啟動(dòng)傳感器(例如，通過按下鍵盤按鍵或者觸摸電阻式觸摸傳感器)，形成了分壓器。例如，如果用戶激活位置Al處的傳感器，則多個(gè)第二電阻器中的電阻器R4被上拉，同時(shí)(多個(gè)第一電阻器的)串聯(lián)電阻器Rl和RAl (即，位置Al處的矩陣電阻器)被下拉。對多個(gè)第二電阻器中的電阻器R4使用足夠大的電阻器允許將第二導(dǎo)線222的結(jié)果電壓通過控制器130檢測為邏輯低。因此，通過控制器130將位置Al處的傳感器的激活檢測為下降沿，其造成了控制器進(jìn)入喚醒模式并且對比較器260 (或者其他掃描電路)加電。然后，控制器130掃描傳感器矩陣，以確定哪個(gè)傳感器被激活。以此方式，可啟動(dòng)每個(gè)開關(guān)以形成分壓器，其包括多個(gè)第二電阻器中的一個(gè)第二電阻器、與開關(guān)串聯(lián)的矩陣電阻器以及多個(gè)第一電阻器中的一個(gè)第一電阻器。這允許觸發(fā)喚醒感測電路以通過檢測多條第二導(dǎo)線中的任何一條導(dǎo)線的電壓邊緣來喚醒控制器?？梢砸匀我膺m合的方式關(guān)掉比較器260。例如，比較器260的Vdd端可以連接到控制器130的GPIO引腳(其可被高位驅(qū)動(dòng)以打開比較器260，或者被低位驅(qū)動(dòng)以關(guān)閉比較器260)，通過使用離散功率晶體管或者其他開關(guān)，或者以任意其他適合的方式。同樣，電阻器中的每一個(gè)可以具有任意適合的值。例如，在一個(gè)具體的示例性實(shí)施例中，電阻器Rl具有大約I千歐姆的值，電阻器RAl具有大約20千歐姆的值，以及電阻器R4具有大約1000千歐姆的值，分壓器產(chǎn)生大約(21千歐姆/1021千歐姆)等于約O. 02倍Vdd的輸出。應(yīng)當(dāng)理解，為了示例的目的，提出了這些具體的電阻器值，并且沒有打算以任何方式進(jìn)行限定，并且這些電阻器可以具有任意其他適合的值。例如，用于第二電阻器222的適合的值可以包括充分不同于矩陣電阻器的值的值，以產(chǎn)生小于由控制器130辨識(shí)的電壓的電壓，以對應(yīng)于低邏輯電平。在一些實(shí)施例中，矩陣電阻器232可以具有明顯大于第一電阻器212的值(例如，在不同數(shù)量級上)。在其他實(shí)施例中，矩陣電阻器232可以具有接近或者甚至等于第一電阻器212的值，只要沿著經(jīng)由開關(guān)啟動(dòng)形成的任何傳導(dǎo)路徑的矩陣電阻器232和第一電阻器212的和與沿著用于喚醒傳感電路以如上所述進(jìn)行操作的傳導(dǎo)路徑的第二電阻器222的值相比足夠小。由于電流沿著同一第一導(dǎo)線210通過任何附加閉合的開關(guān)而損失，所以可以基于沿著第一導(dǎo)線210的所有開關(guān)同時(shí)閉合的最壞情況的方案，來選擇第一電阻器212的閾值。同樣，在某些實(shí)施例中，還可以基于噪聲考慮來選擇適合的電阻器值。由于每個(gè)第二電阻器222相對于每個(gè)矩陣電阻器232來說相對較高的電阻，所以在第二導(dǎo)線220之一上噪聲電流可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的低電平。因此，可能的是，控制器130可以在觀測到虛假的下降沿、靜電放電事件、輻射的電磁兼容性效應(yīng)和/或其他類似的效應(yīng)時(shí)進(jìn)行喚醒。然而，因?yàn)榭刂破?30僅僅用在喚醒時(shí)加電的比較器260掃描傳感器矩陣，所以將不會(huì)檢測到錯(cuò)誤的擊鍵。因此，這種噪聲僅會(huì)由于比較器被加電的緣故而引起稍微增大的電流。應(yīng)當(dāng)理解，在經(jīng)由用銀或者碳墨等印刷形成矩陣電阻器的情況下，可以通過墨的性質(zhì)確定矩陣電阻器和/或第二電阻器的電阻，而且通過印刷更粗或更胖的跡線而降低矩陣電阻器電阻可以增加傳感器矩陣的成本，這是由于使用了更大量的墨。圖2的實(shí)施例可以允許比傳感器矩陣明顯減少的功耗，其中比較器260保持加電以檢測傳感器激活，同時(shí)控制器130休眠。例如，在休眠期間，圖2實(shí)施例的功耗基本等于休眠期間傳統(tǒng)鍵盤的功耗。此外，還應(yīng)當(dāng)理解，喚醒感測電路可以正確地執(zhí)行，而不管當(dāng)斷電時(shí)掃描電路(比較器或者其他)如何運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)斷電時(shí)，比較器260可以使更多功率被接地吸收。這可以有助于增加下拉的電阻以及減少相對于比較器260被加電時(shí)的電壓，從 而改進(jìn)了噪聲容限并且提高了邏輯低電平。應(yīng)當(dāng)理解，第一電阻器212、第二電阻器222和矩陣電阻器234的使用可以應(yīng)用到用來掃描傳感器矩陣的任何適合的電路，其包括但不限于，利用運(yùn)算放大器(op-amp)互阻抗放大器、分立式晶體管放大器、微控制器的ADC的電路和/或任何其他適合的掃描電路。在某些實(shí)施例中，可以省略多個(gè)第二電阻器222。在這樣的實(shí)施例中，控制器130可以被配置為在每條第二導(dǎo)線220上輸出邏輯高電平，并且然后將連接到第二導(dǎo)線220的GPIO引腳轉(zhuǎn)換為輸入。在這種情況下，GPIO引腳的雜散電容(stray capacitance)和關(guān)聯(lián)的電路可以將相應(yīng)的第二導(dǎo)線220保持在高位，直到傳感器激活將第二導(dǎo)線220拉低。應(yīng)當(dāng)理解，任何適合的電壓施加機(jī)構(gòu)都可以用于對多條第二導(dǎo)線的每條第二導(dǎo)線施加邏輯高電平電壓，包括但不限于第二電阻器222和控制器130。圖3圖示了包含喚醒感測電路的傳感器矩陣300的示例性實(shí)施例，其中控制器130用來經(jīng)由GPIO引腳和關(guān)聯(lián)的雜散電容和/或經(jīng)由外部的電容器設(shè)置及維持每條第二導(dǎo)線的電壓，其中經(jīng)由電容器310示意性地圖示這樣的電容。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)進(jìn)入休眠模式時(shí)，諸如Vdd之類的電壓可以被施加到多條第二導(dǎo)線的每一條上，直到多個(gè)電容器被預(yù)充電到Vdd或者接近VDD。如果沒有傳感器是有效的，則電容器310中的每一個(gè)可以保持充電到接近VDD?？商鎿Q地，電容器310中的每一個(gè)可以具有從每個(gè)電容器中緩慢流出電荷的寄生電阻(parasitic resistance).因此，控制器130 (其在標(biāo)記“列1，，、“列2”和“列3”以及“行A”、“行B”和“行C”處連接到傳感器矩陣300)可以周期性地醒來以刷新每個(gè)電容器310上的電荷，并且然后斷電以重新進(jìn)入休眠模式。如果傳感器是有效的，則它關(guān)聯(lián)的電容器310可以通過傳感器的電阻器和在多條第一導(dǎo)線的關(guān)聯(lián)導(dǎo)線和電壓干線(例如Vss)之間連接的電阻器進(jìn)行放電，例如，當(dāng)傳感器矩陣300處于休眠模式時(shí)，可以將每個(gè)電容器310充電到VDD。如果傳感器320是激活的(例如，閉合開關(guān)332)，電容器310可以通過電阻器330和340進(jìn)行放電。電容器310的放電可以生成導(dǎo)線350上的下降沿，其可以通過控制器130進(jìn)行檢測，使得控制器130可以進(jìn)入喚醒模式。利用圖2-3的實(shí)施例的任何一個(gè)，相比于從計(jì)時(shí)器喚醒以進(jìn)行周期性掃描來說，在發(fā)生活動(dòng)時(shí)進(jìn)行喚醒防止了錯(cuò)過這樣的活動(dòng)，從而允許長的休眠時(shí)間。圖4圖示了一種用于檢測諸如輸入裝置100之類的輸入裝置的有效傳感器的方法400的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，為了圖示的目的，代表性的提出了圖4所示的過程，而沒有打算進(jìn)行限制。例如，在各種實(shí)施例中，可以與所示的順序不同的順序執(zhí)行圖示的過程。此夕卜，在各種實(shí)施例中，可以省略圖示過程中的一個(gè)或多個(gè)，和/或可以增加未示出的其他過程。在410處，可以將諸如Vss之類的第一電壓施加到多條第一導(dǎo)線的每條導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過諸如電阻器212之類的下拉電阻器施加電壓。在420，可以將諸如Vdd之類的第二電壓施加到多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過諸如電阻器222之類的上拉電阻器施加電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過帶電電容器(例如由控制器130充電的電容器310)或者任何其他適合的方式施加電·壓。在430處，以休眠模式操作控制器130。其他部件也可以置于降低功率模式，例如掃描感測電路240。以此方式，在某些條件期間可以降低輸入裝置100的電源電流。在440處，可以感測多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過中斷控制器的邊緣檢測邏輯感測電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過ADC通道或者以任何其他適合的方式感測電壓。在450處，接收開關(guān)的用戶啟動(dòng)，其中，來自多條第一導(dǎo)線的第一選定導(dǎo)線經(jīng)由開關(guān)的閉合(例如，通過用戶壓下按鍵或者按壓觸摸屏)連接到來自多條第二導(dǎo)線的第二選定導(dǎo)線。因此，導(dǎo)線220可以通過電阻器232連接到導(dǎo)線210。在460處，檢測來自多條第二導(dǎo)線的第二選定導(dǎo)線的電壓沿。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在諸如導(dǎo)線220之類的導(dǎo)線上檢測下降沿。例如，下降沿可以被定義為從Vdd到Vss的轉(zhuǎn)換，從Vih到Vi的轉(zhuǎn)換，或者以任何其他適合的方式定義。應(yīng)當(dāng)理解，在其他實(shí)施例中，可以檢測上升沿。在470處，當(dāng)檢測到來自多條第二導(dǎo)線的第二選定導(dǎo)線的電壓沿時(shí)，控制器可以進(jìn)入喚醒模式且以喚醒模式進(jìn)行操作。當(dāng)檢測到來自多條第二導(dǎo)線的第二選定導(dǎo)線的電壓沿時(shí)，可以以喚醒模式操作輸入裝置100的附加部件。例如，在喚醒模式期間，可以給掃描感測電路240提供電流。在進(jìn)入喚醒模式時(shí)，在480處，可以執(zhí)行傳感器矩陣掃描，以檢測用戶輸入的位置，例如用戶按壓的選定按鍵的位置。接下來，在490處，確定掃描是否仍然有效。例如，在某些實(shí)施例中，掃描模式可以是有效的，直到預(yù)定量的時(shí)間過去而還沒有檢測到開關(guān)啟動(dòng)。如果掃描仍然是有效的，則方法400返回到480以進(jìn)行另一個(gè)掃描。另一方面，如果掃描不再有效，那么方法400回到410，以再次準(zhǔn)備并且進(jìn)入休眠模式。以此方式，輸入裝置可以以被配置為減少功耗還能喚醒以檢測用戶輸入的方式進(jìn)行操作。在休眠模式期間，輸入裝置可以使用較少的電源電流，這可以延長電池壽命和/或符合USB最大備用電源電流標(biāo)準(zhǔn)?？梢杂捎行鞲衅饔|發(fā)從休眠到喚醒的轉(zhuǎn)換，這相比于周期性地喚醒的輸入裝置可以進(jìn)一步降低功耗。另外，相比于周期性地喚醒，喚醒有效傳感器可以降低或者消除錯(cuò)過的按鍵按壓，因?yàn)樵谥芷谛缘男菝唛g隔期間，可以按壓和釋放按鍵。此外，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用旨在供傳統(tǒng)輸入裝置使用的現(xiàn)成的部件和微控制器類型來構(gòu)造所公開的感測和喚醒電路。應(yīng)了理解，本文描述的配置和/或方法本質(zhì)上是示范性的，而且這些具體的實(shí)施例或者示例不會(huì)在限制的意義下考慮，因?yàn)楸姸嘧兓际强赡艿?。本文描述的具體方法可以表示任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)。同樣，圖示的各種動(dòng)作可以以圖示的次序、其他次序、并行執(zhí)行，或者在某些情況下被省略。同樣，可以改變上述過程的順序。本公開的主題包括各種過程、系統(tǒng)和配置的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合，以及本文公開的其他特征、功能、過程和/或性質(zhì)以及其任何及所有等同物?！?br> 權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，其包括傳感器矩陣，所述傳感器矩陣包括 多條第一導(dǎo)線； 多個(gè)第一電阻器，每個(gè)第一電阻器串聯(lián)地連接在第一電壓和相應(yīng)于第一電阻器的第一導(dǎo)線之間； 多條第二導(dǎo)線； 電壓施加機(jī)構(gòu)，其被配置為將選定的電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線的每條第二導(dǎo)線；多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器包括與矩陣電阻器串聯(lián)的開關(guān)，每個(gè)傳感器連接到相應(yīng)于所述傳感器的第一導(dǎo)線以及相應(yīng)于所述傳感器的第二導(dǎo)線； 掃描感測電路，其可操作地連接到所述多條第一導(dǎo)線的每條第一導(dǎo)線； 喚醒感測電路，其可操作地連接到所述多條第二導(dǎo)線的每條第二導(dǎo)線。
2.權(quán)利要求I的輸入裝置，其中，所述電壓施加機(jī)構(gòu)包括多個(gè)第二電阻器，每個(gè)第二電阻器串聯(lián)地連接在第二電壓和相應(yīng)于所述第二電阻器的第二導(dǎo)線之間。
3.權(quán)利要求2的輸入裝置，其中，每個(gè)第二電阻器的電阻小于每個(gè)矩陣電阻器的電阻。
4.權(quán)利要求2的輸入裝置，其中，每個(gè)開關(guān)是可啟動(dòng)的以形成分壓器，所述分壓器包括所述多個(gè)第二電阻器中的一個(gè)第二電阻器、與所述開關(guān)串聯(lián)的所述矩陣電阻器以及所述多個(gè)第一電阻器中的一個(gè)第一電阻器，并且其中，所述喚醒感測電路被配置為檢測所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線的電壓。
5.權(quán)利要求I的輸入裝置，其中，所述喚醒感測電路被配置為檢測所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線的電壓。
6.權(quán)利要求I的輸入裝置，其中，所述電壓施加機(jī)構(gòu)包括被配置為將電壓施加到每條第二導(dǎo)線的控制器并且還包括電容器，并且其中，所述控制器被配置為在將所述電壓施加到每條第二導(dǎo)線之后接收每條第二導(dǎo)線處的上升沿和下降沿中的一個(gè)或多個(gè)的輸入。
7.一種用于經(jīng)由控制器檢測輸入裝置上的有效傳感器的方法，所述方法包括 將第一電壓施加到多條第一導(dǎo)線的每條導(dǎo)線； 當(dāng)所述控制器處于休眠模式時(shí)，將第二電壓施加到多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線； 使所述控制器進(jìn)入休眠模式； 當(dāng)處于休眠模式時(shí)，感測所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線的電壓； 接收與矩陣電阻器串聯(lián)的開關(guān)的用戶啟動(dòng)，所述開關(guān)和所述矩陣電阻器在來自所述多條第一導(dǎo)線的第一選定導(dǎo)線和來自所述多條第二導(dǎo)線的第二選定導(dǎo)線之間串聯(lián)地連接；經(jīng)由所述控制器檢測來自所述多條第二導(dǎo)線的所述第二選定導(dǎo)線的電壓沿；以及當(dāng)檢測到來自所述多條第二導(dǎo)線的所述第二選定導(dǎo)線的電壓沿時(shí)，使所述控制器進(jìn)入喚醒模式。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括 在以所述喚醒模式操作所述控制器時(shí)，掃描來自所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線，其中，掃描包括將所述第二電壓施加到來自所述多條第二導(dǎo)線的選定導(dǎo)線，以及將所述第一電壓施加到來自所述多條第二導(dǎo)線的非選定導(dǎo)線；以及感測所述多條第一導(dǎo)線的每條導(dǎo)線的電流。
9.權(quán)利要求7的方法，其中，將所述第二電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線包括通過施加所述第二電壓，對所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線進(jìn)行預(yù)充電。
10.權(quán)利要求7的方法，其中，通過與所述第一電壓串聯(lián)的第一電阻器將所述第一電壓施加到所述多條第一導(dǎo)線的每條導(dǎo)線，通過與所述第二電壓串聯(lián)的第二電阻器將所述第二電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線，并且，所述第二電阻器的電阻大于所述第一電阻器的電阻。
11.權(quán)利要求7的方法，其中，在以休眠模式操作所述控制器之前，經(jīng)由所述控制器的輸入/輸出引腳將所述第二電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線，并且還包括，在以休眠模式操作之前，在將所述第二電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線之后，將所述控制器的所述弓丨腳從輸出引腳轉(zhuǎn)換到輸入引腳。
12.權(quán)利要求11的方法，還包括將所述控制器從休眠模式周期性地喚醒，以刷新所述多條第二導(dǎo)線的每條導(dǎo)線上的電荷，并且然后重新進(jìn)入休眠模式。
13.權(quán)利要求7的方法，還包括 在所述喚醒模式期間，將電流提供給掃描感測電路；以及在所述休眠模式期間，斷開到所述掃描感測電路的電流。
全文摘要
公開了涉及輸入裝置的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，一種輸入裝置包括具有第一和第二多條導(dǎo)線的傳感器矩陣，多個(gè)第一電阻器，被配置為將選定電壓施加到所述多條第二導(dǎo)線中的每條第二導(dǎo)線的電壓施加機(jī)構(gòu)，多個(gè)傳感器，掃描感測電路以及喚醒感測電路。每個(gè)第一電阻器在第一電壓與所述多條第一導(dǎo)線的一條導(dǎo)線之間串聯(lián)地連接。每個(gè)傳感器包括與矩陣電阻器串聯(lián)的開關(guān)，并且每個(gè)傳感器連接到所述多條第一導(dǎo)線之一以及所述多條第二導(dǎo)線之一。所述掃描感測電路連接到所述多條第一導(dǎo)線中每一條，并且所述喚醒感測電路連接到所述多條第二導(dǎo)線中每一條。
文檔編號(hào)G09G3/20GK102947782SQ201180031118
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者J.維斯蒂斯, P.迪茨 申請人:微軟公司