(57)【要約】【課題】  スイッチの電極にイオンマイグレーションが発生し、スイッチの絶縁破壊することを防止する。【解決手段】  第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出するスイッチ状態検出装置であって、出力ポートを制御し、第１の電極へＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを交互に出力ポートから第１の電極へ出力させると共に、信号出力回路を制御し、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して第２の電極へ出力する。そして、信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が入力ポートに入力されたとき、又は信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が入力ポートに入力されたときに、スイッチの第１の電極と第２の電極とが導通状態であると判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出するスイッチ状態検出装置であって、
前記第１の電極へＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを出力可能な出力ポートと、
前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、
Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、
前記出力ポートを制御し、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを交互に出力ポートから前記第１の電極へ出力させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、又は信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記スイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定することを特徴とするスイッチ状態検出装置。
【請求項２】
前記信号出力回路は、第１及び第２のトランジスタと、第１及び第２の抵抗器を有し、
前記第１のトランジスタがＯＮされることによって、前記第１の抵抗器から前記第２の電極へＨｉｇｈ信号を出力し、前記第２のトランジスタがＯＮされることによって、前記第２の抵抗器から前記第２の電極へＬｏｗ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項３】
前記信号出力回路を制御するためにＨｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を出力する第３の出力ポートを備え、
前記制御部は、
前記出力ポートから出力する信号に同期して前記第３の出力ポートを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを１ｋＨｚ以上としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項５】
商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を備え、
前記制御部は、
前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを前記周波数検出部で検出した周波数に連動させて行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とする第１及び第２のスイッチの状態をそれぞれ検出するスイッチ状態検出装置であって、
Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを出力可能な第１ないし第３の出力ポートと、
前記第１及び第２のスイッチの前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、
Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、
前記第１の出力ポートを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に前記第１の出力ポートから前記第１のスイッチの前記第１の電極へ出力させると共に、前記第２の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートから出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とが反転した信号を前記第２の出力ポートから前記第２のスイッチの前記第１の電極へ出力させ、さらに、前記第３の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させるタイミングでＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号を交互に前記信号出力回路から出力させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、前記第１のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定し、前記信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記第２の出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記第２のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定することを特徴とするスイッチ状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ状態検出の技術に関する。詳細には、イオンマイグレーションを防止しつつ、第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器や電気機器などにおいては、それらの機能を制御するため入力インターフェイスとして、各種のスイッチが用いられている。そして、これらのスイッチは、機器の小型化や薄型化に伴って、特にメンブレンスイッチ等などが広く用いられてきている。
【０００３】
メンブレンスイッチなどのように小型化、薄型化されたスイッチにおいては、２つの電極間の間隔が狭くなってきており、そのためにイオンマイグレーションが発生し、極間の絶縁劣化や短絡などの障害を起こすことがある。
【０００４】
ここで、イオンマイグレーションは、２つの金属電極間に直流電圧が出力された状態が継続することによって、金属電極が酸化及び還元し、金属電極間の絶縁抵抗が小さくなっていくという現象である。
【０００５】
ここで、銀電極を使用したスイッチを例に挙げ、イオンマイグレーションの発生メカニズムを具体的に説明する。図９は、銀電極を用いたスイッチにおけるイオンマイグレーションの発生を示す図である。なお、この銀電極を用いたスイッチは、２つの銀（Ａｇ）電極301，302を有しており、この銀電極301，302間が電気的に導通又は非導通になることによってスイッチとして機能する。また、銀電極301には銀電極302よりも高い電圧が出力されるものとする。
【０００６】
まず、空気中の湿度によって、このスイッチの銀電極301，302に水分が付着する。そして、銀電極301，302に水分が付着した状態で、銀電極301，302に電圧が出力されると、電極の銀（Ａｇ）が水（Ｈ2Ｏ）と反応して銀電極（＋）301側から銀電極（−）302に向かってコロイド状に分散する酸化銀（Ａｇ2Ｏ）303が発生する。
【０００７】
その後、銀電極（＋）301側に発生した酸化銀（Ａｇ2Ｏ）303は、さらに水和反応によって銀イオン（Ａｇ+）と水酸イオン（ＯＨ―）となる。そして、銀電極301，302間の電位差によって、銀電極（＋）301側に発生した銀イオン（Ａｇ+）が銀電極（−）302に吸い寄せられる。
【０００８】
そして、銀電極（−）302に吸い寄せられた銀イオン（Ａｇ+）は、銀電極（−）302により電子を受け取り、銀電極（−）302から銀電極（＋）301に向かって樹状に生長する銀のデンドライト結晶304となる。
【０００９】
このようにイオンマイグレーションは、空気中の湿度によって、電位差を持った銀電極301，302に水分が付着することによって、銀電極（＋）301側からコロイド状に分散する酸化銀（Ａｇ2Ｏ）が成長すると共に、銀電極（−）302から銀のデンドライト結晶が成長し、２つの銀電極301，302間の絶縁低下が発生するものである。
【００１０】
このようにイオンマイグレーションは、空気中の湿度が大きな影響を及ぼしていることから、その防止策として、空気中の湿度の影響を遮断することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、完全に空気中の湿度の影響を遮断することは困難である。例えば、スイッチが樹脂で形成されている場合、その樹脂は周囲の温度や湿度の変化によってわずかではあるが水分を透過する性質があるため、スイッチの金属電極に周辺雰囲気の湿度の影響がでてしまう。しかも、防水のための特殊な構造をとる必要があるため、コストに大きく影響してしまう。
【００１２】
また、スイッチの金属電極に金メッキを施すことによって、このイオンマイグレーションを防止することも考えられる。金は銀同様に固有抵抗が小さく、又銀よりも金はイオンマイグレーションを起こしにくい金属であることを利用したものである。
【００１３】
しかしながら、金は非常に高価な金属であり、たとえメッキを薄くしたとしてもコストに大きく影響する。
【００１４】
このように、イオンマイグレーションによる影響を避けるためには、上述のような特殊なスイッチを採用せざるを得ず、コストにも大きな影響を及ぼしていた。
【００１５】
一方で、イオンマイグレーションの要因は、２つの銀電極に一方向の電位差があるため発生する現象ともいえる。
【００１６】
そこで、スイッチの２つの電極に出力される正負の電圧を交互に変えることによって、酸化銀が発生を防ぎ、その結果イオンマイグレーションを防止する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−１５８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記特許文献１の構成は、トランジスタや抵抗のみならず、インバータ回路やアンド回路をも必要とする。
【００１９】
また、入出力ポートを有する機器に特許文献１の構成を適用する場合、インバータ回路やアンド回路を入出力ポートで代用することもできるが、この場合には、入出力ポートが最低でも４本必要となる。すなわち、トランジスタＱ１２及びＱ２２への信号出力用にそれぞれ１本ずつ、さらに、ＳＷの両端から信号入力用にそれぞれ１本ずつ、計４本の入出力ポートが必要となる。
【００２０】
このように上記特許文献１の構成では、その構成が複雑となり、高密度実装には適さない。特に、多数のスイッチを備えた機器においては、その問題が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そこで、請求項１に記載の発明は、第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出するスイッチ状態検出装置であって、前記第１の電極へＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを出力可能な出力ポートと、前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、前記出力ポートを制御し、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを交互に出力ポートから前記第１の電極へ出力させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、又は信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記スイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記信号出力回路は、第１及び第２のトランジスタと、第１及び第２の抵抗器を有し、前記第１のトランジスタがＯＮされることによって、前記第１の抵抗器から前記第２の電極へＨｉｇｈ信号を出力し、前記第２のトランジスタがＯＮされることによって、前記第２の抵抗器から前記第２の電極へＬｏｗ信号を出力することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明であって、前記信号出力回路を制御するためにＨｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を出力する第３の出力ポートを備え、前記制御部は、前記出力ポートから出力する信号に同期して前記第３の出力ポートを制御することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明であって、前記制御部は、前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを１ｋＨｚ以上としたことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明であって、商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を備え、前記制御部は、前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを前記周波数検出部で検出した周波数に連動させて行なうことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とする第１及び第２のスイッチの状態をそれぞれ検出するスイッチ状態検出装置であって、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを出力可能な第１ないし第３の出力ポートと、前記第１及び第２のスイッチの前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、前記第１の出力ポートを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に前記第１の出力ポートから前記第１のスイッチの前記第１の電極へ出力させると共に、前記第２の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートから出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とが反転した信号を前記第２の出力ポートから前記第２のスイッチの前記第１の電極へ出力させ、さらに、前記第３の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させるタイミングでＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号を交互に前記信号出力回路から出力させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、前記第１のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定し、前記信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記第２の出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記第２のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出するスイッチ状態検出装置であって、前記第１の電極へＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを出力可能な出力ポートと、前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、前記出力ポートを制御し、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを交互に出力ポートから前記第１の電極へ出力させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、又は信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記スイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定するので、スイッチの第１の電極と第２の電極との電位差が所定間隔で交互に正負が反転することになり、第１の電極と第２の電極との間でイオンマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記信号出力回路は、第１及び第２のトランジスタと、第１及び第２の抵抗器を有し、前記第１のトランジスタがＯＮされることによって、前記第１の抵抗器から前記第２の電極へＨｉｇｈ信号を出力し、前記第２のトランジスタがＯＮされることによって、前記第２の抵抗器から前記第２の電極へＬｏｗ信号を出力するので、容易に信号出力回路を構成することができる。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記信号出力回路を制御するためにＨｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を出力する第３の出力ポートを備え、前記制御部は、前記出力ポートから出力する信号に同期して前記第３の出力ポートを制御するので、信号出力回路を制御するための回路を別に設ける必要がなく、構成が容易となる。
【００３０】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記制御部は、前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを１ｋＨｚ以上としたので、第１の電極と第２の電極との間のイオンマイグレーションより防止することができる。
【００３１】
また、請求項５に記載の発明によれば、商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を備え、前記制御部は、前記出力ポートから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを前記周波数検出部で検出した周波数に連動させて行なうので、出力ポートから出力する信号の切り替えのためのタイマを新たに設ける必要がなくなる。
【００３２】
また、請求項６に記載の発明によれば、第１の電極と第２の電極とを導通及び非導通とする第１及び第２のスイッチの状態をそれぞれ検出するスイッチ状態検出装置であって、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを出力可能な第１ないし第３の出力ポートと、前記第１及び第２のスイッチの前記第２の電極の信号を入力する入力ポートと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して前記第２の電極へ出力可能な信号出力回路と、前記第１の出力ポートを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に前記第１の出力ポートから前記第１のスイッチの前記第１の電極へ出力させると共に、前記第２の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートから出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とが反転した信号を前記第２の出力ポートから前記第２のスイッチの前記第１の電極へ出力させ、さらに、前記第３の出力ポートを制御し、前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させるタイミングでＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号を交互に前記信号出力回路から出力させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号出力回路によってＬｏｗ信号が出力され、かつ前記第１の出力ポートからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が前記入力ポートに入力されたとき、前記第１のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定し、前記信号出力回路によってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ前記第２の出力ポートからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が前記入力ポートに入力されたときに、前記第２のスイッチの前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態であると判定するので、複数のスイッチの第１の電極と第２の電極との電位差が所定間隔で交互に正負が反転することになり、第１の電極と第２の電極との間でイオンマイグレーションが発生するのを防止することができる。しかも、スイッチの数が増えても、その増加分に比べて入出力ポートの増加を抑えることができるため、複数のスイッチのダイナミック入力に対して特に有効になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施の形態１）
次に、発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるスイッチ状態検出装置１の概略構成を示す図である。
【００３４】
図１に示すスイッチ状態検出装置１は、スイッチ20の第１の電極21と第２の電極22とを導通及び非導通とするスイッチの状態を検出する装置であり、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを出力可能な出力ポート10と、信号を入力する入力ポート11と、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを選択して抵抗器を介して出力可能な信号出力回路12と、出力ポート10を制御し、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とを交互に出力ポート10から出力させると共に、入力ポート11に入力される信号を検出してスイッチ20の状態を検出する制御部13と、このスイッチ状態検出装置１を動作させるためのプログラムや各種設定情報を記憶すると共に、制御部13のワーキングメモリ等としても使用される記憶部14とを有している。
【００３５】
なお、Ｈｉｇｈ信号とは、論理的に１を示す信号であり、入力ポート11のスレッシュホールド（閾値）以上の電圧の信号を意味するものとする。また、Ｌｏｗ信号とは、論理的に０を示す信号であり、入力ポート11のスレッシュホールド（閾値）未満の電圧の信号を意味するものとする。
【００３６】
また、出力ポート10、入力ポート11、制御部13及び記憶部14は、マイクロコンピュータ２の内部回路として構成されている。なお、出力ポート10、入力ポート11、制御部13及び記憶部14は別々の部品として構成してもよい。
【００３７】
ここで、出力ポート10は、スイッチ20の第１の電極21に接続されると共に、信号出力回路12から出力される信号を制御するための制御端子30にも接続される。また、入力ポート11は、スイッチ20の第２の電極22に接続されると共に、信号出力回路12の出力端子31にも接続される。
【００３８】
さらに、信号出力回路12は、第１のトランジスタ15、第２のトランジスタ16と、第１の抵抗器17と、第２の抵抗器18とを有している。なお、第１のトランジスタ15及び第２のトランジスタ16は、いわゆる抵抗器内蔵型トランジスタと呼ばれているものであり、トランジスタ151,161のエミッタ−ベース間に抵抗器152,162が接続され、トランジスタ151,161のベースとベース端子154,164間に抵抗器153,163が内蔵される。
【００３９】
そして、第１のトランジスタ15のエミッタには電源電圧ＶＤＤが接続され、そのコレクタには第１の抵抗器17の一端が接続される。また、第１の抵抗器17の他端には、スイッチ20の第２の電極22が接続されるようになっている。一方、第２のトランジスタ16のエミッタにはグランドが接続され、そのコレクタには第２の抵抗器18の一端が接続されている。また、第２の抵抗器18の他端には、スイッチ20の第２の電極22が接続されるようになっている。なお、第１の抵抗器17及び第２の抵抗器18の抵抗値は１ｋΩ〜１０ｋΩの範囲で設定される。
【００４０】
ここで、第１の抵抗器17の他端及び第２の抵抗器18の他端は接続されており、上述の信号出力回路12の出力端子31をなしている。また、第１のトランジスタ15のベース端子154と第２のトランジスタ16のベース端子164は接続されており、信号出力回路12の制御端子30をなしている。
【００４１】
そして、制御端子30にＨｉｇｈ信号が出力されたとき、第１のトランジスタ15がＯＦＦ、第２のトランジスタ16がＯＮされることによって、第２の抵抗器18からＬｏｗ信号が出力端子31、すなわち第２の電極22及び入力ポート11に出力される。また、制御端子30にＬｏｗ信号が出力されたとき、第１のトランジスタ15がＯＮ、第２のトランジスタ16がＯＦＦされることによって、第１の抵抗器17からＨｉｇｈ信号が出力端子31に出力される。
【００４２】
また、信号出力回路12の制御端子30が出力ポート10に接続されているため、この出力ポート10が出力する信号に応じて、出力端子31に出力する信号が変化する。たとえば、出力ポート10からＨｉｇｈ信号が出力されたときは、出力端子31からＬｏｗ信号が出力され、出力ポート10からＬｏｗ信号が出力されたときは、出力端子31からＨｉｇｈ信号が出力される。
【００４３】
したがって、出力ポート10からＨｉｇｈ信号が出力されるとき、スイッチ20の第１の電極21はＨｉｇｈ信号の電圧が印加され、スイッチ20の第２の電極22はＬｏｗ信号が印加された状態となる。そして、この状態でスイッチ20が操作されて第１の電極21と第２の電極22とが導通状態となると、スイッチ20の第１の電極21及び第２の電極22の電圧はＨｉｇｈ信号の電圧となる。これは、出力ポート10の出力インピーダンス（ここでは、１０Ω以下とする）に比べ、第２の抵抗器のインピーダンスが大きいためである。
【００４４】
同様に、出力ポート10からＬｏｗ信号が出力されるとき、スイッチ20の第１の電極21はＬｏｗ信号の電圧が印加され、スイッチ20の第２の電極22はＨｉｇｈ信号が印加された状態となる。そして、この状態でスイッチ20が操作されて第１の電極21と第２の電極22とが導通状態となると、スイッチ20の第１の電極21及び第２の電極22の電圧はＬｏｗ信号の電圧となる。
【００４５】
このようにスイッチ20の第１の電極21と第２の電極22とに交互にＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号が印加され、入力ポート11の入力が、出力ポート10からの出力信号と同様の電圧となることで、第１の電極21と第２の電極22とが導通状態であることを制御部13によって判定することができる。
【００４６】
以上のように構成されたスイッチ状態検出装置１におけるスイッチ20の状態の検出動作について、図２を参照して具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるスイッチ状態検出装置１の動作フローチャートである。
【００４７】
まず、制御部13において、スイッチ20状態検出のためのサブルーチンが起動すると、制御部13は制御モードが１であるか０であるかを判定する（ステップＳ１）。なお、このサブルーチンが最初に起動するときには、あらかじめ、制御部13により、制御モードは０に設定されている。さらに、出力ポート10からはＬｏｗ信号が出力されるように設定される。また、このサブルーチンは、０．００１秒ごとに起動するように設定されている。
【００４８】
そして、制御部13は、制御モードが０であると判定すると（ステップＳ１：０）、記憶部14のスイッチフラグ領域（以下、「ＳＷフラグ」とする。）をＯＦＦ、すなわち０に設定する（ステップＳ２）。
【００４９】
次に、制御部13は、入力ポート11に入力される信号がＨｉｇｈ信号であるのか、Ｌｏｗ信号であるのかを判定する（ステップＳ３）。そして、制御部13は、入力ポート11にＬｏｗ信号が入力されていると判定すると、ＳＷフラグをＯＮ，すなわち１に設定する（ステップＳ４）。
【００５０】
一方、ステップＳ１において、制御モードを１であると判定すると（ステップＳ１：１）、制御部13は、ＳＷフラグをＯＦＦ、すなわち０に設定（ステップＳ５）し、入力ポート11に入力される信号がＨｉｇｈ信号であるのか、Ｌｏｗ信号であるのかを判定する（ステップＳ６）。そして、制御部13は、入力ポート11にＨｉｇｈ信号が入力されていると判定すると、ＳＷフラグをＯＮ，すなわち１に設定する（ステップＳ７）。
【００５１】
このようにＳＷフラグをＯＮに設定後、又はステップＳ４で入力ポート11にＨｉｇｈ信号並びにステップＳ７で入力ポート11にＬｏｗ信号が入力されていると判定した後、制御部13は、ＳＷフラグがＯＮになっているかどうかを判定する（ステップＳ８）。
【００５２】
そして、制御部13は、ＳＷフラグがＯＦＦになっていると判定すると、記憶部14に記憶したスイッチオフタイマ領域（以下、「ＳＷオフタイマ」とする。）を参照し、このＳＷオフタイマが２００以上となっているかを判定する（ステップＳ９）。
【００５３】
次に、制御部13は、ＳＷオフタイマが２００以上となっていないと判定する（ステップＳ９：＜）と、記憶部14のスイッチオンタイマ（以下、「ＳＷオンタイマ」とする。）を０に設定（ステップＳ１０）し、ＳＷオフタイマを１だけインクリメントする（ステップＳ１１）。
【００５４】
一方、ステップＳ９において、ＳＷオフタイマが２００以上となっていると判定する（ステップＳ９：≧）と、制御部13は、スイッチ20の第１の電極21と第２の電極22との非導通状態が所定期間（ここでは、０．２秒）継続したと判定し、スイッチ20がＯＦＦであると判定する（ステップＳ１２）。
【００５５】
また、ステップＳ８において、ＳＷフラグがＯＮになっていると判定すると、ＳＷオンタイマが２００以上となっているかを判定（ステップＳ１３）する。そして、制御部13は、ＳＷオフタイマが２００以上となっていないと判定する（ステップＳ１４：＜）と、ＳＷオフタイマを０に設定（ステップＳ１４）し、ＳＷオンタイマを１だけインクリメントする（ステップＳ１５）。
【００５６】
一方、ステップＳ１３において、ＳＷオンタイマが２００以上となっていると判定する（ステップＳ１３：≧）と、制御部13がスイッチ20の第１の電極21と第２の電極22との導通状態が所定期間（ここでは、０．２秒）継続したと判定し、スイッチ20がＯＮであると判定する（ステップＳ１６）。
【００５７】
そして、ステップＳ８〜１６を終了すると、制御部13は、制御モードを判定し（ステップＳ１７）、制御モードが０であれば、制御モードを１に変更（ステップＳ１８）すると共に、出力ポート10から出力する信号をＬｏｗ信号に変更する（ステップＳ１９）。また、制御モードが１であれば、制御モードを０に変更（ステップＳ２０）すると共に、出力ポート10から出力する信号をＨｉｇｈ信号に変更する（ステップＳ２１）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態１におけるスイッチ状態検出装置１は、スイッチ20の第１の電極21に対して、出力ポート10からＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号を０．００１秒毎に交互に出力すると共に、出力ポート10から出力される信号が信号出力回路12の制御端子30に出力され、信号出力回路12の出力端子31からスイッチ20の第２の電極22に対して、出力ポート10から出力される信号のＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが反転した信号が０．００１秒毎に交互に出力する。
【００５９】
したがって、スイッチ20の第１の電極21と第２の電極22との電位差は、０．００１秒毎に交互に正負が反転することになり、第１の電極21と第２の電極22との間でイオンマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【００６０】
また、出力ポート10からＨｉｇｈ信号を出力している期間にＨｉｇｈ信号が入力ポート11に入力されたときに、又は、出力ポート10からＬｏｗ信号を出力している期間にＬｏｗ信号が入力ポート11に入力されたときに、制御部13は、スイッチ20の第１の電極21と前記第２の電極22とが導通状態であると判定すると共に、この導通状態の判定が所定期間継続することによって、スイッチ20のＯＮを確定する。
【００６１】
したがって、スイッチ20のＯＮを確実に検出することができると共に、その判定時間も従来と変わりなくその判定を行なうことが可能となる。
【００６２】
なお、本実施の形態１においては、信号出力回路12の制御端子30に出力ポート10を接続することとしたので、信号出力回路12の制御が容易になる。ただし、本発明の要旨に反しない限り、マイクロコンピュータ２の他の出力ポート10´から出力ポート10から出力する信号と同様の信号を出力することを除外するものではない。
【００６３】
また、本実施の形態１では、出力ポート10から出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを０．００１秒毎、すなわち１ｋＨｚで行なったが、それに限られない。なお、この切り替えは、第１の電極21と第２の電極22との間のイオンマイグレーションを防止するためには、できるだけ早い方がよく、１ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【００６４】
また、スイッチ状態検出装置１が商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を有しているような場合、出力ポート10から出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを周波数検出部で検出した周波数に連動させるようにしてもよい。このようにすれば、出力ポート10から出力する信号の切り替えのためのタイマを新たに設ける必要がなくなる。
【００６５】
また、本実施の形態１では、第１のトランジスタ15及び第２のトランジスタ16を、デジタルトランジスタとして説明したが、スイッチング素子であればよく、これに限られない。たとえば、ＦＥＴなどをこのスイッチング素子としてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態１では、信号出力回路12の制御端子30及び出力端子31を説明の便宜上それぞれ端子として説明したが、接続可能であれば端子である必要性はない。
【００６７】
（実施の形態２）
次に、発明の実施の形態２を説明する。上述の実施の形態１では、１つのスイッチの導通状態を検出することとしたが、本実施の形態２のスイッチ状態検出装置100においては、４つのスイッチの導通状態を検出することができるものである。図３は、本発明の実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置100の概略構成を示す図である。
【００６８】
図３に示すスイッチ状態検出装置100は、第１〜第４のスイッチ120a〜120dの第１の電極121a〜121dと第２の電極122a〜122dとをそれぞれ導通及び非導通とする第１〜第４のスイッチ120a〜120dそれぞれの状態を検出する装置であり、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを出力可能な第１〜第３の出力ポート110a〜110cと、信号を入力する第１及び第２の入力ポート111a,111bと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して出力可能な第１及び第２の信号出力回路112a,112bと、第１〜第３の出力ポート110a〜110cを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に各出力ポート110a〜110cから出力させると共に、各入力ポート111a,111bに入力される信号を検出して各スイッチ120a〜120dの状態を検出する制御部113と、このスイッチ状態検出装置100を動作させるためのプログラムや各種設定情報を記憶すると共に、制御部113のワーキングメモリ等としても使用される記憶部114とを有している。
【００６９】
なお、出力ポート110a〜110c、入力ポート111a、111b、制御部113及び記憶部114は、マイクロコンピュータ102の内部回路として構成されている。なお、出力ポート110a〜110c、入力ポート111a、111b、制御部113及び記憶部114は、別々の部品として構成してもよい。
【００７０】
ここで、第１の出力ポート110aは、第１のスイッチ120aの第１の電極121aに接続されると共に、第３のスイッチ120cの第１の電極121cにも接続される。また、第２の出力ポート110bは、第２のスイッチ120bの第１の電極121bに接続されると共に、第４のスイッチ120dの第１の電極121dにも接続される。
【００７１】
また、第３の出力ポート110cには、第１及び第２の信号出力回路112a,112bの制御端子130a,130bを接続しており、この第３の出力ポート110cの出力信号によって、第１及び第２の信号出力回路112a,112bが制御される。
【００７２】
また、第１の入力ポート111aには、第１のスイッチ120aの第２の電極122aが接続されると共に、第２のスイッチ120bの第２の電極122bが接続され、さらに、第１の信号出力回路112aの出力端子131aが接続される。一方、第２の入力ポート111bには、第３のスイッチ120cの第２の電極122cが接続されると共に、第４のスイッチ120dの第２の電極122dが接続され、さらに、第２の信号出力回路112bの出力端子131bが接続される。
【００７３】
なお、各信号出力回路112a,112bの構成は、実施の形態２の信号出力回路112と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７４】
ここで、第１〜第３の出力ポート110a〜110cから出力される信号について説明する。図４は、本発明の実施の形態２における出力ポート110a〜110cの信号波形及びスイッチ検出条件を示す図である。
【００７５】
図４に示すように、第１の出力ポート110aからは、０．００１秒毎にＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが順次交互に切り替えながら出力される。また、第２の出力ポート110bからは、第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号が出力されるタイミングでＨｉｇｈ信号が出力され、第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号が出力されるタイミングでＬｏｗ信号が出力される。すなわち、第２の出力ポート110bからは、第１の出力ポート110aから出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とが反転した信号が出力される。
【００７６】
また、第３の出力ポート110cからは、第１の出力ポート110aから出力される信号と同期して、０．００２秒毎に、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが順次交互に切り替えながら出力される。すなわち、第３の出力ポート110cから出力されるＬｏｗ信号及びＨｉｇｈ信号は、第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号が出力されるとき、すなわち出力信号の立下り時に、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが交互に切り替わる。
【００７７】
ここで、信号出力回路112a,112bの制御端子130a,130bが第３の出力ポート110cに接続されているため、この第３の出力ポート110cが出力する信号に応じて、出力端子131a,131bに出力する信号が変化する。たとえば、第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号が出力されたときは、出力端子131a,131bからそれぞれＬｏｗ信号が出力され、第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されたときは、出力端子131a,131bからそれぞれＨｉｇｈ信号が出力される。
【００７８】
また、第１の出力ポート110aから出力される信号と第１の信号出力回路112aの出力端子131aから出力される信号との電位が異なっている状態で、第１のスイッチ120aの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態になると、第１の出力ポート110aから出力される信号が第１の入力ポート111aに入力される。これは、第１の出力ポート110aの出力インピーダンス（ここでは、１０Ω以下とする）に比べ、信号出力回路112aの第２の抵抗器のインピーダンスが大きいためである。このことは、第１の出力ポート110aと第２の信号出力回路112bとの関係、第２の出力ポート110bと第１及び第２の信号出力回路112a、112bとの関係についても同様である。
【００７９】
また、図４には、第１のスイッチ120aと第２のスイッチ120bとの導通状態の判定条件が示されている。
【００８０】
図４に示すように、第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されているとき（制御モード０のとき）に、第１の入力ポート111aがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号出力されているとき（制御モード３のとき）に、第１の入力ポート111aがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第１のスイッチ120aの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【００８１】
また、第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されているとき（制御モード０のとき）に、第２の入力ポート111bがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号出力されているとき（制御モード３のとき）に、第２の入力ポート111bがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第３のスイッチ120cの第１の電極121cと第２の電極122cとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【００８２】
また、第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されているとき（制御モード１のとき）に、第１の入力ポート111aがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号出力されているときに（制御モード２のとき）、第１の入力ポート111aがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第２のスイッチ120bの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【００８３】
また、第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されているとき（制御モード１のとき）に、第２の入力ポート111bがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号出力されているとき（制御モード２のとき）に、第２の入力ポート111bがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第４のスイッチ120dの第１の電極121dと第２の電極122dとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【００８４】
以上のように構成されたスイッチ状態検出装置100におけるスイッチ120a〜120dの状態それぞれの検出動作について、図５、図６を参照して具体的に説明する。図５、図６は、本発明の実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置100の動作フローチャートである。
【００８５】
まず、制御部113において、第１〜第４のスイッチ120a〜120dの状態検出のためのサブルーチンが起動すると、制御部113は制御モードが０〜３のいずれであるかを判定する（ステップＳ１０１）。なお、このサブルーチンが最初に起動するときには、あらかじめ、制御部13により、制御モードは０に設定されている。さらに、第１の出力ポート110aからはＬｏｗ信号が出力され、第２の出力ポート110bからはＨｉｇｈ信号が出力されると共に、第３の出力ポート110cからはＬｏｗ信号が出力されるように設定される。また、このサブルーチンは、０．００１秒ごとに起動するように設定されている。
【００８６】
ステップS１０１において、制御部113が制御モードを０であると判定すると（ステップＳ１０１：０）、記憶部114のスイッチ１のフラグ領域（以下、「ＳＷ１フラグ」とする。）をＯＦＦ、すなわち０に設定する（ステップＳ１０２）。
【００８７】
次に、制御部113は、第１の入力ポート111aに入力される信号がＨｉｇｈ信号であるのか、Ｌｏｗ信号であるのかを判定する（ステップＳ１０３）。そして、制御部113は、入力ポート111にＬｏｗ信号が入力されていると判定すると、ＳＷ１フラグをＯＮ，すなわち１に設定する（ステップＳ１０４）。また、制御部113は、スイッチ３のフラグ領域（以下、「ＳＷ３フラグ」とする。）をＯＦＦ、すなわち０に設定する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０３において、第１の入力ポート111aにＨｉｇｈ信号が入力されていると判定すると、ステップＳ１０４の動作をせずにステップＳ１０５でＳＷ３フラグの設定を行なう。
【００８８】
その後、制御部113は、第２の入力ポート111bに入力される信号がＨｉｇｈ信号であるのか、Ｌｏｗ信号であるのかを判定する（ステップＳ１０６）。そして、制御部113は、入力ポート111にＬｏｗ信号が入力されていると判定すると、ＳＷ３フラグをＯＮ，すなわち１に設定する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０６において、第２の入力ポート111bにＨｉｇｈ信号が入力されていると判定すると、ＳＷ３フラグの設定は行なわない。
【００８９】
以上のように、制御モード０と判定された場合に、第１の入力ポート111aにＬｏｗ信号が入力されているとき、第１のスイッチ120aの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態であると判定してＳＷ１フラグをＯＮにし、第２の入力ポート111bにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第３のスイッチ120cの第１の電極121cと第２の電極122cとが導通状態であると判定してＳＷ３フラグをＯＮにする。
【００９０】
同様に、ステップＳ１０１において、制御部113によって制御モード１と判定された場合に、第１の入力ポート111aにＬｏｗ信号が入力されているとき、第２のスイッチ120bの第１の電極121bと第２の電極122bとが導通状態であると判定して、スイッチ２のフラグ領域（以下、「ＳＷ２フラグ」とする。）をＯＮにし、第２の入力ポート111bにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第４のスイッチ120dの第１の電極121dと第２の電極122dとが導通状態であると判定して、スイッチ４のフラグ領域（以下、「ＳＷ４フラグ」とする。）をＯＮにする（ステップＳ１０８〜Ｓ１１３）。なお、制御モード０及び制御モード１においては、第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号が出力されており、これにより、信号出力回路112a,112bの出力端子131a,131bからＨｉｇｈ信号が出力される。
【００９１】
また、ステップＳ１０１において、制御部113によって制御モード２と判定された場合に、第１の入力ポート111aにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第２のスイッチ120bの第１の電極121bと第２の電極122bとが導通状態であると判定してＳＷ２フラグをＯＮにし、第２の入力ポート111bにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第４のスイッチ120dの第１の電極121dと第２の電極122dとが導通状態であると判定してＳＷ４フラグをＯＮにする（ステップＳ１１４〜Ｓ１１９）。
【００９２】
また、ステップＳ１０１において、制御部113によって制御モード３と判定された場合に、第１の入力ポート111aにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第１のスイッチ120aの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態であると判定してＳＷ１フラグをＯＮにし、第２の入力ポート111bにＨｉｇｈ信号が入力されているとき、第３のスイッチ120cの第１の電極121cと第２の電極122cとが導通状態であると判定してＳＷ３フラグをＯＮにする（ステップＳ１２０〜Ｓ１２５）。なお、制御モード２及び制御モード３においては、第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号が出力されており、これにより、信号出力回路112a,112bの出力端子131a,131bからＬｏｗ信号が出力される。
【００９３】
次に、制御部113は、スイッチ確定サブルーチンを起動し、各スイッチ120a〜120dについて、そのＯＮ及びＯＦＦの判定を行なう（ステップＳ２００）。
【００９４】
このスイッチ確定サブルーチンは、本発明の実施の形態１におけるスイッチ確定動作（ステップＳ８〜Ｓ１６）をＳＷ１〜４フラグを参照することによって、各スイッチ120a〜120dについて、そのＯＮ及びＯＦＦの判定を行なうものであり（ステップＳ２０１〜Ｓ２３６）、本発明の実施の形態１での説明と重複するため、本実施の形態２ではその説明を省略する。
【００９５】
このスイッチ確定サブルーチン（ステップＳ２００）を終了すると、制御部113は、再度制御モードの判定（ステップＳ１２６）を行い、判定した制御モードに応じて、第１〜第３の出力ポート110a〜110cから出力する信号の設定を行なう。
【００９６】
すなわち、制御モード０であると判定すると、制御部113は、記憶部114の制御モードフラグ領域（以下、「制御モード」とする。）を１に設定すると共に、第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号を、第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号を、第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号を出力するように各出力ポート110a〜110cを制御する（ステップＳ１２７〜１３０）。
【００９７】
また、制御モード１であると判定すると、制御部113は、制御モードを２に設定すると共に、第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号を、第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号を、第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号を出力するように各出力ポート110a〜110cを制御する（ステップＳ１３１〜１３４）。
【００９８】
また、制御モード２であると判定すると、制御部113は、制御モードを３に設定すると共に、第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号を、第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号を、第３の出力ポート110cからＬｏｗ信号を出力するように各出力ポート110a〜110cを制御する（ステップＳ１３５〜１３８）。
【００９９】
また、制御モード３であると判定すると、制御部113は、制御モードを０に設定すると共に、第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号を、第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号を、第３の出力ポート110cからＨｉｇｈ信号を出力するように各出力ポート110a〜110cを制御する（ステップＳ１３９〜１４２）。
【０１００】
以上のように、本実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置100は、制御部113が、第１の出力ポート110aを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に第１の出力ポート110aから第１のスイッチ120a及び第３のスイッチ120cの第１の電極121a,121cへ出力させると共に、第２の出力ポート110bを制御し、第１の出力ポート110aから出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とが反転した信号を第２の出力ポート110bから第２のスイッチ120b及び第４のスイッチ120dの第１の電極121b、121dへ出力させ、さらに、第３の出力ポート110cを制御し、第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号を出力させるタイミングでＬｏｗ信号とＨｉｇｈ信号を交互に信号出力回路112a,112bから出力させるようにしている。
【０１０１】
そして、第１の信号出力回路112aによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が第１の入力ポート111aに入力されたとき、又は第１の信号出力回路112aによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が第１の入力ポート111aに入力されたとき、制御部113は、第１のスイッチ120aの第１の電極121aと第２の電極122aとが導通状態であると判定する。また、第１の信号出力回路112aによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が第２の入力ポート111bに入力されたときに、又は第１の信号出力回路112aによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が第２の入力ポート111bに入力されたときに、制御部113は、第３のスイッチ120cの第１の電極121cと第２の電極122cとが導通状態であると判定する。
【０１０２】
また、第２の信号出力回路112bによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第１の出力ポート110aからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が第２の入力ポート111bに入力されたとき、又は第２の信号出力回路112bによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第１の出力ポート110aからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が第２の入力ポート111bに入力されたとき、制御部113は、第２のスイッチ120bの第１の電極121bと第２の電極122bとが導通状態であると判定する。また、第２の信号出力回路112bによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第２の出力ポート110bからＬｏｗ信号を出力させている期間に、Ｌｏｗ信号が第２の入力ポート111bに入力されたときに、又は第２の信号出力回路112bによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第２の出力ポート110bからＨｉｇｈ信号を出力させている期間に、Ｈｉｇｈ信号が第２の入力ポート111bに入力されたときに、制御部113は、第４のスイッチ120dの第１の電極121dと第２の電極122dとが導通状態であると判定する。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態２によれば、それぞれのスイッチ120a〜120dの第１の電極121a〜121dと第２の電極122a〜122dには、それぞれＬｏｗ信号とＬｏｗ信号、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号、Ｈｉｇｈ信号とＨｉｇｈ信号が、０．００１秒毎に印加されることになる。
【０１０４】
したがって、それぞれのスイッチ120a〜120dの両端には、正の電位、０電位、負の電位、０電位が０．００１秒毎に繰り返し印加されることになり、第１の電極121a〜121dと第２の電極122a〜122dとの間でイオンマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態２によれば、３つの出力ポート110a〜110cと２つの入力ポート111a、111bだけで、４つのスイッチ120a〜120dの第１の電極121a〜121dと第２の電極122a〜122dとの導通状態を検出することが可能となる。このように、本発明では、複数のスイッチのダイナミック入力に対して特に有効になる。
【０１０６】
また、本実施の形態２では、出力ポート110a,110bから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを０．００１秒毎、すなわち１ｋＨｚで行なったが、それに限られない。なお、この切り替えは、第１の電極121a〜121dと第２の電極122a〜122dとの間のイオンマイグレーションを防止するためには、できるだけ早い方がよく、１ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【０１０７】
また、スイッチ状態検出装置100が商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を有しているような場合、出力ポート110a,110bから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを周波数検出部で検出した周波数に連動させるようにしてもよい。このようにすれば、出力ポート110a,110bから出力する信号の切り替えのためのタイマを新たに設ける必要がなくなる。
【０１０８】
（実施の形態３）
次に、発明の実施の形態３を説明する。上述の実施の形態１では１つのスイッチの導通状態を、実施の形態２では４つのスイッチの導通状態を検出することとしたが、本実施の形態３のスイッチ状態検出装置200においては、９つのスイッチの導通状態を検出することができるものである。図７は、本発明の実施の形態３におけるスイッチ状態検出装置200の概略構成を示す図である。
【０１０９】
図７に示すスイッチ状態検出装置200は、第１〜第９のスイッチ220a〜220iの第１の電極221a〜221iと第２の電極222a〜222iとをそれぞれ導通及び非導通とする第１〜第９のスイッチ220a〜220iそれぞれの状態を検出する装置であり、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを出力可能な第１〜第４の出力ポート210a〜210dと、信号を入力する第１〜第３の入力ポート211a〜211cと、Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号を選択して抵抗器を介して出力可能な第１〜第３の信号出力回路212a〜212cと、第１〜第４の出力ポート210a〜210dを制御し、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号とを交互に各出力ポート210a〜210dから出力させると共に、各入力ポート211a〜211cに入力される信号を検出して各スイッチ220a〜220iの状態を検出する制御部213と、このスイッチ状態検出装置200を動作させるためのプログラムや各種設定情報を記憶すると共に、制御部213のワーキングメモリ等としても使用される記憶部214とを有している。
【０１１０】
なお、出力ポート210a〜210c、入力ポート211a、211b、制御部213及び記憶部214は、マイクロコンピュータ202の内部回路として構成されている。なお、出力ポート210a〜210c、入力ポート211a、211b、制御部213及び記憶部214は、別々の部品として構成してもよい。
【０１１１】
ここで、第１の出力ポート210aは、第１のスイッチ220aの第１の電極221a、第４のスイッチ220dの第１の電極221d、第７のスイッチ220gの第１の電極221gに接続される。また、第２の出力ポート210bは、第２のスイッチ220bの第１の電極221b、第５のスイッチ220eの第１の電極221e、第８のスイッチ220hの第１の電極221hに接続される。さらに、第３の出力ポート210cは、第３のスイッチ220cの第１の電極221c、第６のスイッチ220fの第１の電極221f、第９のスイッチ220iの第１の電極221iに接続される。
【０１１２】
また、第４の出力ポート210dには、第１〜第３の信号出力回路212a〜212cの制御端子230a〜230cを接続しており、この第４の出力ポート210dの出力信号によって、第１〜第３の信号出力回路212a〜212cが制御される。
【０１１３】
また、第１の入力ポート211aには、第１〜第３のスイッチ220a〜220cの第２の電極222a〜222cが接続されており、第１の信号出力回路212aの出力端子231aが接続される。また、第２の入力ポート211bには、第４〜第６のスイッチ220d〜220fの第２の電極222d〜222fが接続されており、第２の信号出力回路212bの出力端子231bが接続される。さらに、第３の入力ポート211cには、第７〜第９のスイッチ220g〜220iの第２の電極222g〜222iが接続されており、第３の信号出力回路212cの出力端子231cが接続される。
【０１１４】
なお、第１〜第３の信号出力回路212a〜212cの構成は、実施の形態１の信号出力回路12と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１５】
ここで、第１〜第４の出力ポート210a〜210dから出力される信号について説明する。図８は、本発明の実施の形態３における各出力ポート210a〜210dの信号波形およびスイッチ検出条件を示す図である。
【０１１６】
図８に示すように、第１〜第３の出力ポート210a〜210cは、制御部213によって制御され、第１の出力ポート210aからは、０．００１秒のＬｏｗ信号と０．００２秒のＨｉｇｈ信号とが順次交互に切り替えながら出力される。また、第２の出力ポート210bからは、０．００１秒毎にＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号が交互に出力される。さらに、第３の出力ポート210cからは、０．００２秒のＬｏｗ信号と０．００１秒のＨｉｇｈ信号が交互に切り替わりながら出力される。
【０１１７】
また、第４の出力ポート210dからは、第１の出力ポート210aから出力される信号と同期して、０．００３秒毎に、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが順次交互に切り替えながら出力される。すなわち、第４の出力ポート210dから出力されるＬｏｗ信号及びＨｉｇｈ信号は、第１の出力ポート210aからＬｏｗ信号が出力されるとき、すなわち出力信号の立ち上がり時に、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号とが交互に切り替わる。
【０１１８】
ここで、第１〜第３の信号出力回路212a〜212cの制御端子230a〜230cが第４の出力ポート210dに接続されているため、この第４の出力ポート210dが出力する信号に応じて、出力端子231a〜231cに出力する信号が変化する。たとえば、第４の出力ポート210dからＨｉｇｈ信号が出力されたときは、出力端子231a〜231cからそれぞれＬｏｗ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＬｏｗ信号が出力されたときは、出力端子231a〜231cからそれぞれＨｉｇｈ信号が出力される。
【０１１９】
また、第１の出力ポート210aから出力される信号と第１の信号出力回路212aの出力端子231aから出力される信号との電位が異なっている状態で、第１のスイッチ220aの第１の電極221aと第２の電極222aとが導通状態になると、第１の出力ポート210aから出力される信号が第１の入力ポート211aに入力される。これは、第１の出力ポート210aの出力インピーダンス（ここでは、１０Ω以下とする）に比べ、第１の信号出力回路212aの第２の抵抗器のインピーダンスが大きいためである。このことは、第１の出力ポート210aと第２及び第３の信号出力回路212b、212cとの関係、第２及び第３の出力ポート210b.210cと第１〜第３の信号出力回路212a〜212cとの関係についても同様である。
【０１２０】
また、図８には、第１〜第９のスイッチ220a〜220iとの導通状態の判定条件が示されている。
【０１２１】
図８に示すように、第１の出力ポート210aからＬｏｗ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＬｏｗ信号が出力されているとき、第１の入力ポート211aがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第１の出力ポート210aからＨｉｇｈ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＨｉｇｈ信号出力されているとき、第１の入力ポート211aがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第１のスイッチ220aの第１の電極221cと第２の電極222cとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【０１２２】
また、第２の出力ポート210bからＬｏｗ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＬｏｗ信号が出力されているとき、第１の入力ポート211aがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第２の出力ポート210bからＨｉｇｈ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＨｉｇｈ信号出力されているとき、第１の入力ポート211aがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第２のスイッチ220bの第１の電極221cと第２の電極222cとが導通状態であると制御部213によって判定される。
【０１２３】
また、第３の出力ポート210cからＬｏｗ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＬｏｗ信号が出力されているとき、第１の入力ポート211aがＬｏｗ信号を検出した場合、又は第３の出力ポート210cからＨｉｇｈ信号が出力され、第４の出力ポート210dからＨｉｇｈ信号出力されているとき、第１の入力ポート211aがＨｉｇｈ信号を検出した場合に、第３のスイッチ220cの第１の電極221cと第２の電極222cとが導通状態であると制御部113によって判定される。
【０１２４】
なお、第１〜第３のスイッチ220a〜220cの第１の電極221cと第２の電極222cとが導通状態を第１の入力ポート211aで検出することにしているが、第４〜第６のスイッチ220d〜220fについては第２の入力ポート211bにより、第７〜第９のスイッチ220g〜220iについては第３の入力ポート211cにより検出する以外は、同じであるため説明を省略する。
【０１２５】
また、第１〜第９のスイッチ220a〜220iの導通状態の検出は、制御部213によって、以下ように行なわれる。
【０１２６】
まず、第１の信号出力回路212aによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第１の出力ポート210aからＬｏｗ信号を出力させている期間（制御モード０のとき）に、Ｌｏｗ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、又は第１の信号出力回路212aによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第１の出力ポート210aからＨｉｇｈ信号を出力させている期間（制御モード５のとき）に、Ｈｉｇｈ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、制御部213は、第１のスイッチ220aの第１の電極221aと第２の電極222aとが導通状態であると判定する。
【０１２７】
また、第１の信号出力回路212aによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第２の出力ポート210bからＬｏｗ信号を出力させている期間（制御モード１のとき）に、Ｌｏｗ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、又は第１の信号出力回路212aによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第２の出力ポート210bからＨｉｇｈ信号を出力させている期間（制御モード４のとき）に、Ｈｉｇｈ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、制御部213は、第２のスイッチ220bの第１の電極221bと第２の電極222bとが導通状態であると判定する。
【０１２８】
また、第１の信号出力回路212aによってＨｉｇｈ信号が出力され、かつ第３の出力ポート210cからＬｏｗ信号を出力させている期間（制御モード２のとき）に、Ｌｏｗ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、又は第１の信号出力回路212aによってＬｏｗ信号が出力され、かつ第３の出力ポート210cからＨｉｇｈ信号を出力させている期間（制御モード３のとき）に、Ｈｉｇｈ信号が第１の入力ポート211aに入力されたとき、制御部113は、第３のスイッチ120cの第１の電極121cと第２の電極122cとが導通状態であると判定する。
【０１２９】
なお、第４〜第６のスイッチ220d〜220fの導通状態の検出については、第２の信号出力回路212bと第２の入力ポート211bによって、又第７〜第９のスイッチ220g〜220iの導通状態の検出については、第３の信号出力回路212cと第３の入力ポート211cによって、上述と同様に行なう。
【０１３０】
また、それぞれのスイッチ220a〜220iの第１の電極221a〜221iと第２の電極222a〜222iには、それぞれＬｏｗ信号とＬｏｗ信号、Ｌｏｗ信号とＨｉｇｈ信号、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号、Ｈｉｇｈ信号とＨｉｇｈ信号が、０．００１秒毎に印加されることになる。
【０１３１】
したがって、それぞれのスイッチ220a〜220iの両端には、０．００６秒毎に、０．００１秒の正の電位、０．００１秒の負の電位、そして０．００４秒の０電位が繰り返し印加されることになり、第１の電極221a〜221iと第２の電極222a〜222iとの間でイオンマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態２によれば、４つの出力ポート210a〜210dと３つの入力ポート211a〜211cだけで、９つのスイッチ220a〜220iの第１の電極221a〜221iと第２の電極222a〜222iとの導通状態を検出することが可能となる。このように、本発明では、複数のスイッチのダイナミック入力に対して特に有効になる。
【０１３３】
また、本実施の形態３では、各出力ポート210a〜210dから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを０．００１秒毎、すなわち１ｋＨｚで行なったが、それに限られない。なお、この切り替えは、第１の電極221a〜221iと第２の電極222a〜222iとの間のイオンマイグレーションを防止するためには、できるだけ早い方がよく、１ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【０１３４】
また、スイッチ状態検出装置200が商用入力電源の周波数を検出する周波数検出部を有しているような場合、各出力ポート210a〜210dから出力するＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号との切り替えを周波数検出部で検出した周波数に連動させるようにしてもよい。このようにすれば、各出力ポート210a〜210dから出力する信号の切り替えのためのタイマを新たに設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】発明の実施の形態１におけるスイッチ状態検出装置の概略構成を示す図。
【図２】発明の実施の形態１におけるスイッチ状態検出装置の動作フローチャート。
【図３】本発明の実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置の概略構成を示す図。
【図４】本発明の実施の形態２における出力ポートの信号波形及びスイッチ検出条件を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置の動作フローチャート。
【図６】本発明の実施の形態２におけるスイッチ状態検出装置の動作フローチャート。
【図７】本発明の実施の形態３におけるスイッチ状態検出装置の概略構成を示す図。
【図８】本発明の実施の形態３における各出力ポートの信号波形およびスイッチ検出条件を示す図
【図９】銀電極を用いたスイッチにおけるイオンマイグレーションの発生を示す図。
【符号の説明】
【０１３６】
１、１００、２００  スイッチ状態入力装置
１０、１１０、２１０  出力ポート
１１、１１１、２１１  入力ポート
１２、１１２、２１２  信号出力回路
１３、１１３、２１３  制御部
１５  第１のトランジスタ
１６  第２のトランジスタ
１７  第１の抵抗器
１８  第２の抵抗器
【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７】
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【図８】
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【図９】
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