(57)【要約】【課題】マトリクス回路を用いた入力装置において、ポート数を増やすことなく、スイッチを追加する。【解決手段】入力装置１００において、列の信号線Ｙのうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続される外部スイッチＳｅ１０を備えるスイッチング回路２を備え、制御回路３に、行の信号線Ｘが接続される出力ポートｏと、列の信号線Ｙが接続される入力ポートｉと、を備え、検出手段（ＣＰＵ３１、検出プログラム３２１等）は、出力ポートｏからスキャン信号を出力させ、出力ポートｏの出力値及び入力ポートｉの入力値の組み合わせに基づいて、マトリクス回路１に備わる複数のキースイッチ及び外部スイッチＳｅのうち操作されたスイッチを検出する。【選択図】図１
2008311836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチを備えるマトリクス回路と、当該マトリクス回路に行の信号線及び列の信号線を介して接続される制御回路とを備え、前記キースイッチのオン／オフ状態を検出する入力装置において、
前記列の信号線のうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続される外部スイッチを備えるスイッチング回路を備え、
前記制御回路は、
前記行の信号線が接続される出力ポート及び前記列の信号線が接続される入力ポートと、
前記出力ポートからスキャン信号を出力させるとともに、前記出力ポートの出力値及び前記入力ポートの入力値の組み合わせに基づいて、前記複数のキースイッチ及び前記外部スイッチのうち操作されたスイッチを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記列の信号線への接続パターンの異なる複数の前記スイッチング回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチを備えるマトリクス回路と、当該マトリクス回路に行の信号線及び列の信号線を介して接続される制御回路とを備え、前記キースイッチのオン／オフ状態を検出する入力装置において、
前記列の信号線のうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続され、前記列の信号線への接続パターンの異なる外部スイッチを各々備える複数のスイッチング回路を備え、
前記制御回路は、
前記行の信号線が接続される出力ポート及び前記列の信号線が接続される入力ポートと、
前記出力ポートからスキャン信号を出力させるとともに、前記出力ポートの出力値及び前記入力ポートの入力値の組み合わせに基づいて、前記複数のキースイッチ及び前記外部スイッチのうち操作されたスイッチを検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記出力ポートの各々から順にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号を前記スキャン信号として出力させ、前記入力ポートのうち常にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号が入力される入力ポートが存在する場合には、その入力ポートに接続される列の信号線に接続される外部スイッチが操作されていると判断することを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス回路を用いた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力端子と出力端子の間に複数のスイッチング素子を相互に並列的に接続し、入力端子に印加される電圧の値から、各スイッチング素子の何れが閉接されたかを識別する電圧検出式のスイッチング装置が知られている（特許文献１参照）。このスイッチング装置では、更に、出力端子と入力端子との間に相互に重複することのない信号通過帯域を有するフィルタを設け、各スイッチング素子に対応して設けられた各フィルタの各通過帯域のそれぞれに対応した異なる周波数の信号を相互に重複することなく周期的に出力端子に出力し、閉接されたスイッチング素子に接続されたフィルタを経て第１の入力端子に帰還する信号に基づいて閉接されたスイッチング素子を検出することにより、製造コストの増大を招くことなくスイッチング素子を追加することを可能としている。
【０００３】
一方、操作されたスイッチを検出するスイッチング装置として、マトリクス回路を用いたものが知られている。マトリクス回路を用いたスイッチング装置では、マトリクス状に配線した信号線の各交点にスイッチング素子を設け、信号線が接続されるＣＰＵにおける出力ポートの出力と入力ポートの値の組み合わせにより、操作されたスイッチを検出する。
このようなマトリクス回路を用いたスイッチング装置によれば、スイッチの数に対して入出力ポートの数を少なくすることができる。例えば、１００個のスイッチを設ける場合には、入力ポートと出力ポートの端子数がそれぞれ１０個ずつの計２０個で足りることとなる。
【特許文献１】特開２００６−１６３８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のマトリクス回路を用いた入力装置において、更に多くのスイッチが必要となる場合には、その分、入出力ポートを増設しなければならず、コストの上昇を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、マトリクス回路を用いた入力装置において、ポート数を増やすことなく、スイッチを追加することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチを備えるマトリクス回路と、当該マトリクス回路に行の信号線及び列の信号線を介して接続される制御回路とを備え、前記キースイッチのオン／オフ状態を検出する入力装置において、
前記列の信号線のうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続される外部スイッチを備えるスイッチング回路を備え、
前記制御回路は、
前記行の信号線が接続される出力ポート及び前記列の信号線が接続される入力ポートと、
前記出力ポートからスキャン信号を出力させるとともに、前記出力ポートの出力値及び前記入力ポートの入力値の組み合わせに基づいて、前記複数のキースイッチ及び前記外部スイッチのうち操作されたスイッチを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記列の信号線への接続パターンの異なる複数の前記スイッチング回路を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチを備えるマトリクス回路と、当該マトリクス回路に行の信号線及び列の信号線を介して接続される制御回路とを備え、前記キースイッチのオン／オフ状態を検出する入力装置において、
前記列の信号線のうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続され、前記列の信号線への接続パターンの異なる外部スイッチを各々備える複数のスイッチング回路を備え、
前記制御回路は、
前記行の信号線が接続される出力ポート及び前記列の信号線が接続される入力ポートと、
前記出力ポートからスキャン信号を出力させるとともに、前記出力ポートの出力値及び前記入力ポートの入力値の組み合わせに基づいて、前記複数のキースイッチ及び前記外部スイッチのうち操作されたスイッチを検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記出力ポートの各々から順にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号を前記スキャン信号として出力させ、前記入力ポートのうち常にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号が入力される入力ポートが存在する場合には、その入力ポートに接続される列の信号線に接続される外部スイッチが操作されていると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチを備えるマトリクス回路と、当該マトリクス回路に行の信号線及び列の信号線を介して接続される制御回路とを備え、キースイッチのオン／オフ状態を検出する入力装置において、列の信号線のうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続される外部スイッチを備えるスイッチング回路が備わり、制御回路に、行の信号線が接続される出力ポート及び列の信号線が接続される入力ポートが備わり、検出手段により、出力ポートからスキャン信号が出力されるとともに、出力ポートの出力値及び入力ポートの入力値の組み合わせに基づいて、複数のキースイッチ及び外部スイッチのうち操作されたスイッチが検出される。
したがって、外部スイッチが列の信号線に接続されることにより追加されるとともに、出力ポート及び入力ポートがスキャンされることにより、マトリクス回路に備わる複数のキースイッチ又はスイッチング回路に備わる外部スイッチのうち、操作されたスイッチが検出されることとなる。したがって、マトリクス回路を用いた入力装置において、ポート数を増やすことなく、スイッチを追加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
図１は、本実施形態の入力装置を例示するブロック図である。図２は、図１の入力装置におけるマトリクス回路及びスイッチング回路を、より具体的に示す回路例である。また、図３は本発明の他の実施例における入力装置を例示するブロック図である。
【００１１】
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の入力装置について説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の入力装置１００、２００は、ｎ（行方向）×ｍ（列方向）のマトリクス状に配列された複数のキースイッチＳＷを備えるマトリクス回路１と、各々が外部スイッチを備える一又は複数（図１の入力装置１００では一つ、図３の入力装置２００では２つ）のスイッチング回路２と、マトリクス回路１におけるキースイッチＳＷに、行方向の信号線Ｘと、列方向の信号線Ｙを介して接続される制御回路３と、を備える。
【００１２】
マトリクス回路１は、３（ｎ）本の行の信号線Ｘ４〜Ｘ６と、３（ｍ）本の列の信号線Ｙ１〜Ｙ３とがマトリクス状に配設され、マトリクスの各交点に、操作に応じて閉接されるキースイッチＳＷ１〜ＳＷ９が備わる。
３×３（ｎ×ｍ）のマトリクス状に配列された９つのキースイッチＳＷ１〜ＳＷ９は、操作されない状態ではオフ状態であり、操作されると閉接されてオン状態となるスイッチング素子を備えている。
【００１３】
スイッチング回路２は、操作に応じて閉接される外部スイッチＳｅを備える。外部スイッチＳｅは、列の信号線Ｙのうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続される。当該外部スイッチＳｅは、キースイッチＳＷと同様、操作されない状態ではオフ状態であり、操作されると閉接されてオン状態となるスイッチング素子を備えており、オン状態となると、接続される列の信号線ＹにＨｉｇｈレベル信号が出力され、入力ポートｉに入力されるように構成されている。
図１及び図２の入力装置１００では、一つのスイッチング回路２が設けられ、列の信号線Ｙ１〜Ｙ３のうちの、２本の信号線Ｙ１、Ｙ３に接続される外部スイッチＳｅ１０が備わる。
また、図３の入力装置２００では、２つのスイッチング回路２、２が設けられ、列の信号線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３に接続される外部スイッチＳｅ１１と、列の信号線Ｙ３に接続される外部スイッチＳｅ１２の、２つの外部スイッチＳｅが備わる。
【００１４】
図４は、本実施形態の入力装置１００、２００において実現可能な、列の信号線Ｙへの接続パターンを示すテーブル３２１である。
例えば、本実施形態の入力装置１００、２００のように、列の信号線Ｙが３本である場合には、７通りの接続パターンにより外部スイッチＳｅを設けることができる。図４において、例えば、接続パターン１は、外部スイッチＳｅが１本の列の信号線Ｙ１に接続されるパターンである。また、例えば、接続パターン５は、外部スイッチＳｅが２本の列の信号線Ｙ１・Ｙ３に接続されるパターンである。また、例えば、接続パターン７は、外部スイッチＳｅが、３本の列の信号線Ｙ１・Ｙ２・Ｙ３に接続されるパターンである。
図１及び図２に示す入力装置１００は、例えば、図４のテーブル３２１における接続パターン５を採用した例であり、列の信号線Ｙ１、Ｙ３に接続される外部スイッチＳｅ１０が追加され、マトリクス回路１に備わる９つのキースイッチＳＷ１〜ＳＷ９と併せて、１０個のスイッチの認識が可能に構成されている。
【００１５】
また、接続パターンの異なる外部スイッチＳｅを各々備える複数のスイッチング回路２・・・を設けることもできる。すなわち、上記７通りの接続パターンの各々を適用した外部スイッチＳｅを設けることにより、マトリクス回路１のキースイッチＳＷに、最大７つのスイッチを追加することができる。
図３に示す入力装置２００は、例えば、図４のテーブル３２１における接続パターン７及び接続パターン３を採用した例であり、列方向の信号線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３に接続される外部スイッチＳｅ１１と、列の信号線Ｙ１に接続される外部スイッチＳｅ１２と、が備わり、２つの外部スイッチＳｅが追加されている。
【００１６】
制御回路３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、を備える。
【００１７】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に格納される各種プログラムを実行し、実行にかかるプログラムに基づいて各部に出力信号を出力することにより、入力装置１００、２００全体を統括制御する。
また、ＣＰＵ３１には、列の信号線Ｙ１〜Ｙ３が接続される３つの入力ポートｉ１〜ｉ３と、行の信号線Ｘ４〜Ｘ６が接続される３つの出力ポートｏ４〜ｏ６が備わる。
【００１８】
ＲＯＭ３２は、不揮発性メモリから成るプログラム格納領域を備え、例えば、検出プログラム３２１等が格納されている。
検出プログラム３２１は、例えば、ＣＰＵ３１に、出力ポートｏからスキャン信号を出力させ、出力ポートｏの出力値及び入力ポートｉの入力値の組み合わせに基づいて、複数のキースイッチＳＷ及び外部スイッチＳｅのうち操作されたスイッチを検出する機能を実現させるためのプログラムである。当該検出プログラム３２１の実行において、ＣＰＵ３１は、出力ポートｏ４〜ｏ６の各々から順にＨｉｇｈレベル信号又はＬｏｗレベル信号をスキャン信号として出力し、入力ポートｉ１〜ｉ３のうち常にＨｉｇｈレベル信号又はＬｏｗレベル信号が入力される入力ポートが存在する場合には、その入力ポートｉに接続される列の信号線Ｙに接続される外部スイッチＳｅが操作されていると判断する。
ＣＰＵ３１は、かかる検出プログラム３２１を実行することにより、検出手段として機能する。
【００１９】
具体的には、ＣＰＵ３１は、出力ポートｏ４〜ｏ６の各々からスキャン信号（例えば、Ｈｉｇｈレベル信号）を順に出力させ、スキャン信号を出力させる度に、入力ポートｉ１〜ｉ３に入力される信号入力値をスキャン結果として検出する。そして、出力ポートｏからの出力値及び入力ポートｉへの入力値の組み合わせに基づいて、マトリクス回路１又はスイッチング回路２において押下されたキースイッチＳＷ／外部スイッチＳｅを検出する。
例えば、ＣＰＵ３１は、出力ポートｏ４〜ｏ６の出力値を一つずつＨｉｇｈレベルに設定し、Ｈｉｇｈレベルに設定するポートを切り替える度に、入力ポートｉ１〜ｉ３の入力値を検出する。そして、入力ポートｉ１〜ｉ３の何れか一つの入力ポートｉにＨｉｇｈレベル信号が入力されると、ＣＰＵ３１は、その入力ポートｉに接続される列の信号線Ｙと、その時点でＨｉｇｈレベルに設定されている出力ポートｏに接続される行の信号線Ｘとの交点にあるキースイッチＳＷが操作されていると判断する。
また、出力ポートｏ４〜ｏ６の各々から順にＨｉｇｈレベル信号を出力して、入力ポートｉ１〜ｉ３のうち常にＨｉｇｈレベル信号が入力される入力ポートｉが存在する場合には、ＣＰＵ３１は、その入力ポートｉに接続される列の信号線Ｙに接続される外部スイッチＳｅが操作されていると判断する。
【００２０】
ここで、図５のタイムチャートを参照しながら、図１及び図２の入力装置１００において行われる操作検出処理の具体例について説明する。
例えば、マトリクス回路１に備わるキースイッチＳＷ４が操作されているとする。すると、図５（ａ）に示すように、出力ポートｏ５からＨｉｇｈレベル信号が出力された場合に、入力ポートｉ１の入力値がＨｉｇｈレベルと検出される。これにより、出力ポートｏ５に接続される行の信号線Ｘ５と、入力ポートｉ１に接続される列の信号線Ｙ１との交点に設けられているキースイッチＳＷ４が操作されていると判別することができる。
また、例えば、スイッチング回路２に備わる外部スイッチＳｅ１０が操作されているとする。すると、図５（ｂ）に示すように、出力ポートｏ４〜ｏ６から順にＨｉｇｈレベル信号が出力された場合に、入力ポートｉ１及び入力ポートｉ３の入力値が常にＨｉｇｈレベルと検出される。これにより、入力ポートｉ１に接続される列の信号線Ｙ１と、入力ポートｉ３に接続される列の信号線Ｙ３との両方に接続されている外部スイッチＳｅ１０が操作されていると判別することができる。
【００２１】
以上説明した本実施形態における入力装置１００（２００）によれば、ｎ(行方向)×ｍ(列方向)のマトリクス状に配列された複数のキースイッチＳＷを備えるマトリクス回路１と、当該キースイッチＳＷに行の信号線Ｘ及び列の信号線Ｙを介して接続される制御回路３とが備わり、キースイッチＳＷのオン／オフ状態が検出され、列の信号線Ｙのうちのｐ（１≦ｐ≦ｍ）本の信号線に接続され、列の信号線Ｙへの接続パターンの異なる外部スイッチＳｅを各々備える複数のスイッチング回路２・・・が備わり、制御回路３に、行の信号線Ｘが接続される出力ポートｏ及び列の信号線Ｙが接続される入力ポートｉが備わる。そして、ＣＰＵ３１による検出プログラム３２１の実行により、出力ポートｏからスキャン信号が出力され、出力ポートｏの出力値及び入力ポートｉの入力値の組み合わせに基づいて、複数のキースイッチＳＷ及び外部スイッチＳｅのうち操作されたスイッチが検出される。具体的には、ＣＰＵ３１による検出プログラム３２１の実行により、出力ポートｏの各々から順にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号がスキャン信号として出力され、入力ポートｉのうち常にＨｉｇｈ又はＬｏｗレベル信号が入力される入力ポートｉが存在する場合には、その入力ポートｉに接続される列の信号線Ｙに接続される外部スイッチＳｅが操作されていると判断される。
したがって、マトリクス回路１を用いた入力装置１００（２００）において、外部スイッチＳｅが列の信号線Ｙに接続されることにより追加されるとともに、出力ポートｏ及び入力ポートｉをスキャンすることにより、マトリクス回路１に備わる複数のキースイッチＳＷ又はスイッチング回路２に備わる外部スイッチＳｅのうち、操作されたスイッチが検出されることとなって、既存の構成を用いた簡単な構成で、入出力ポート数を増やすことなく、スイッチを追加することができる。
また、列の信号線Ｙへの接続パターンを異ならせることにより、外部スイッチＳｅを各々備える複数のスイッチング回路２・・・備えることができるため、より簡単な構成で、複数のスイッチを追加することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、マトリクス回路１及びスイッチング回路２は、上記実施形態で例示したものに限られない。また、スキャン信号は、Ｈｉｇｈレベル信号に限られることなく、Ｌｏｗレベル信号であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の入力装置を例示するブロック図である。
【図２】図１の入力装置におけるマトリクス回路及びスイッチング回路を、より具体的に示す回路例である。
【図３】本発明の他の実施例における入力装置を例示するブロック図である。
【図４】本実施形態の入力装置において実現可能な、列の信号線Ｙへの接続パターンを示すテーブルである。
【図５】操作検出処理を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１００                      入力装置
１                          マトリクス回路
２                          スイッチング回路
３                          制御回路
３１                        ＣＰＵ（検出手段）
３２                        検出プログラム（検出手段）
ｏ（ｏ４〜ｏ６）            出力ポート
ｉ（ｉ１〜ｉ３）            入力ポート
Ｓｅ（Ｓｅ１０〜Ｓｅ１２）  外部スイッチ
ＳＷ（ＳＷ１〜ＳＷ９）      キースイッチ
Ｘ（Ｘ４〜Ｘ６）            行の信号線
Ｙ（Ｙ１〜Ｙ３）            列の信号線
【図１】
2008311836.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008311836.tif 000006
【図５】
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