(57)【要約】【課題】マイクロコンピュータの入出力ポート数を増加させることなく、高性能化及び多機能化に対応することが可能なスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチマトリクス６は、各操作スイッチ５の一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４と、各操作スイッチ５の他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４とを備える。マトリクス入力手段７ｂは、Ｍ個の第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４が接続される。マトリクス選択手段７ｃは、Ｎ個の第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４が接続される。拡張操作スイッチ群１２は、Ｍ個の第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４にそれぞれ接続される操作スイッチ１１（スイッチ部材）からなる。【選択図】図３
2004055341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチを備え、前記各スイッチの一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン及び、前記各スイッチの他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ラインを備えるスイッチマトリクスと、
Ｍ個の前記第１の共通導電ラインが接続されるマトリクス入力手段と、
Ｎ個の前記第２の共通導電ラインが接続されるマトリクス選択手段と、
少なくとも１つの前記第１の共通導電ラインに接続されるスイッチ部材と、
を備えてなることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
複数のスイッチを備え、前記各スイッチの一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン及び、前記各スイッチの他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ラインを備えるスイッチマトリクスと、
Ｍ個の前記第１の共通導電ラインが接続されるマトリクス入力手段と、
Ｎ個の前記第２の共通導電ラインが接続されるマトリクス選択手段と、
Ｍ個の前記第１の共通導電ラインにそれぞれ接続されるスイッチ部材からなる拡張スイッチ群と、
を備えてなることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチと前記第１の共通導電ラインとの間、もしくは前記スイッチと前記第２の共通導電ラインとの間に電流の流れ方向を規制する規制手段を備えてなることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスイッチをマトリクスに組んで構成されるスイッチマトリクスを備えてなるスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のスイッチをマトリクスに組んで構成されるスイッチマトリクスを備えてなるスイッチ装置としては遠隔操作をなすリモコン装置があり、これらは、特開平５−１９１８７４号公報や特開平６−３５１０７０号公報に開示されている。このリモコン装置は、各操作スイッチの一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン及び、前記各操作スイッチの他端側が接続されるＮ個の第２の共通電極ラインを備えるスイッチマトリクスと、前記各第１の共通導電ラインが接続されるマトリクス入力手段及び、Ｎ個の前記第２の共通導電ラインが接続されるマトリクス選択手段とを有し、前記各操作スイッチの入力パターンに応じて所定の処理をなすマイクロコンピュータからなる制御手段とを備えるものである。かかるリモコン装置は、前記制御手段からの制御信号に基づいて、前記マトリクス選択手段によりＮ個の第２の共通導電ラインの内の何れのラインが選択されるとともに、その選択されたラインにおける前記スイッチマトリクスの前記各操作スイッチの入力状態を前記マトリクス入力手段を介して前記制御手段に入力することで、前記マトリクス入力手段及び前記マトリクス選択手段の少ない入出力ポート数にてＭ＊Ｎ（ＭとＮとの乗算）通りの操作スイッチの入力状態を確認することができるものである。
【０００３】
かかるリモコン装置は、近年の空気調和機における高性能化，多機能化（例えば、空気調和機の「冷房／暖房／除湿等」の運転切換，「運転／停止」の切り換えや、「温度」，「風量」，「風向き」の調整、タイマー機能，時刻設定等）に連れて、これらを制御する操作機能もより複雑化し、かつ多様化し、これに伴って操作スイッチの数も増加傾向にある。リモコン装置は、前記操作スイッチの増加に伴って、使用頻度の高い操作スイッチ類を外装ケース表面に設けたり、また使用頻度の低い操作スイッチ類を外装ケースに設けられるカバー体（蓋体）によって隠蔽する構造が採用されており、リモコン装置におけるデザイン性を考慮し商品価値を高めるための設計がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリモコン装置において、高性能化，多機能化に対応するためには、前記スイッチマトリクスにおける前記操作スイッチの数を増加させる必要がある。そのため前記制御手段であるマイクロコンピュータにおける入出力ポート数を増加させる必要があることから高価なマイクロコンピュータが必要となりコストアップの原因につながるといった問題点を有している。また、入出力ポート数の増加に伴って集積回路からなるマイクロコンピュータが大型化し、小型化が望まれているリモコン装置としては、回路基板におけるレイアウト設計が複雑化するといった問題点を有している。
【０００５】
そこで本発明は、前述した問題に着目してなされたものであり、マイクロコンピュータの入出力ポート数を増加させることなく、高性能化及び多機能化に対応することが可能なスイッチ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のスイッチを備え、前記各スイッチの一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン及び、前記各スイッチの他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ラインを備えるスイッチマトリクスと、Ｍ個の前記第１の共通導電ラインが接続されるマトリクス入力手段と、Ｎ個の前記第２の共通導電ラインが接続されるマトリクス選択手段と、少なくとも１つの前記第１の共通導電ラインに接続されるスイッチ部材と、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００７】
また、複数のスイッチを備え、前記各スイッチの一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン及び、前記各スイッチの他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ラインを備えるスイッチマトリクスと、Ｍ個の前記第１の共通導電ラインが接続されるマトリクス入力手段と、Ｎ個の前記第２の共通導電ラインが接続されるマトリクス選択手段と、Ｍ個の前記第１の共通導電ラインにそれぞれ接続されるスイッチ部材からなる拡張スイッチ群と、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記スイッチと前記第１の共通導電ラインとの間、もしくは前記スイッチと前記第２の共通導電ラインとの間に電流の流れ方向を規制する規制手段を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明するが、本発明のスイッチ装置を空気調和機等に用いられるリモコン装置を例に挙げて説明する。
【００１０】
図１，図２において、リモコン装置１は、空気調和機２を遠隔制御するものである。リモコン装置１は、ケース体３と、表示部４と、複数の操作スイッチ５とを備えている。
【００１１】
ケース体３は、合成樹脂材からなる複数の部品同士をフックやネジ等によって組み付けてなるものであり、後述する電子機器を収納するように中空状に形成される。また、ケース２の内部には前記電子機器を搭載する回路基板が固定支持されるとともに、前記電子機器の電源となる電池が、背面に設けられる図示しない電池カバーによって交換可能に備えられている。また、ケース体３は、一部の操作スイッチ群５を隠蔽するカバー体３ａを備え、使用頻度が高い操作スイッチ５はケース体３の表面に位置するように、また使用頻度が低い操作スイッチ５はカバー体３ａによって隠蔽されるようになっている。
【００１２】
表示部４は、所定のセグメント形状に表示区画された液晶表示素子や有機ＥＬ素子から構成される表示パネルを有し、前記回路基板に接続されるとともに、ケース体３から臨むように配設される。また、表示部３は、設定温度，運転モード，風速等の空気調和機２に対する設定状態（操作状態）を項目別に表示することができる。
【００１３】
操作スイッチ５は、ケース体３における表示部４との同一面上と、カバー体３ａによる隠蔽個所とにそれぞれ配設され、前記回路基板上に設けられた複数のタクトスイッチと、この各タクトスイッチに対応するキー部材とから構成され、利用者による前記キー部材への押し圧操作が前記タクトスイッチに伝わるように構成されている。尚、ケース体３の表面に設けられる操作スイッチ４群は、頻用頻度が高い「運転／停止」，「運転切換」，「温度上昇」，「温度下降」などの設定用として用いられ、前記隠蔽個所に設けられる操作スイッチ４群は、費用頻度の低い時刻設定やタイマー設定等の設定用として用いられる。
【００１４】
次に、図３及び図４を用いて、リモコン装置１の電気的構成について説明する。尚、図４は、制御手段とスイッチマトリクスとの接続状態のみを示す図である。
【００１５】
リモコン装置１は、スイッチマトリクス６と、制御手段７と、表示部４と、送信手段８とから主に構成されている。
【００１６】
スイッチマトリクス６は、複数の操作スイッチ５をマトリクスに組んで構成されるものである。スイッチマトリクス６は、各操作スイッチ５の一端がそれぞれ接続されるＭ個（図４においては、Ｍ＝４）の第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４と、各操作スイッチ５の他端がそれぞれ接続されるＮ個（図４では、Ｎ＝４）の第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４とを備えている。尚、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、後で詳述する制御手段７の入力ポートに接続され、また各第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は、制御手段７の出力ポートに接続される。また、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４には、抵抗９を介してプルアップ電源１０がそれぞれ接続される。
【００１７】
また、スイッチマトリクス６には、一端が各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に接続され、他端がグランド（ＧＮＤ）レベルに接地される各操作スイッチ（スイッチ部材）１１からなる拡張操作スイッチ群１２が備えられている。
【００１８】
表示部４は、所定のセグメント形状に表示区画された液晶表示素子や有機ＥＬ素子から構成される表示パネルを有し、制御手段７からの制御信号を図示しない駆動回路を介して入力することで、空気調和機２の冷房，ドライ及び送風等の運転切換や設定温度等の制御内容を表示する。
【００１９】
送信手段８は、例えば光送信用赤外線発光ダイオードからなるもので、制御手段７から出力される制御信号である送信信号電圧を光制御信号に変換し、被制御機器である空気調和機２に出力するものである。尚、空気調和機２は、前記光制御信号を受信するための受信部が設けられ、この受信部によって受信した前記光制御信号に基づいて駆動制御される仕組みになっている。
【００２０】
制御手段７は、マイクロコンピュータから構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有し、所定の処理を実行する処理部７ａと、前記入力ポートとしてのマトリクス入力手段７ｂと、前記出力ポートとしてのマトリクス選択手段７ｃを備えている。
【００２１】
マトリクス入力手段７ｂは、トランジスタやフォトカプラ等の入力段を有し、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４がそれぞれ前記入力段に接続されるとともに、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に接続される各操作スイッチ５，１１の入力状態を処理部７ａに伝達する。
【００２２】
マトリクス選択手段７ｃは、トランジスタやフォトカプラ等の出力段を有し、処理部７ａから所定周期で出力される出力信号に基づいて各第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４を一ライン毎選択する。
【００２３】
次に制御手段７におけるスイッチマトリクス６の認識方法について詳述する。
【００２４】
処理部７ａは、各操作スイッチ５の入力状態（オン／オフ状態）と、各第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の選択状態との組み合わせ入力パターンに基づいて、空気調和機２における「運転／停止」，「運転切換」，「温度上昇」及び「温度下降」等の各種制御内容が関連付けられた状態にて予め設定（処理部７ａにおけるＲＯＭに記憶されている）されており、各第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の選択状態に基づく実際の第２の操作スイッチ５，１１の入力パターンから前記制御内容を読み出し、空気調和機２における設定条件を決定するものである。
【００２５】
即ち、処理部７ａは、例えば第２の共通導電ラインｎ１を選択している場合の各操作スイッチ５の入力状態をマトリクス入力手段７ｂを介して認識し、その後にラインｎ２からラインｎ４へと所定の周期によって順次走査して各操作スイッチ５の入力状態を認識することで、Ｍ＊Ｎ通りの分解能を有する操作スイッチ５の入力状態を認識することが可能となる。尚、処理部７ａは、マトリクス入力手段７ｂによる操作スイッチ５の入力確認を、「Ｌ」レベルの際に入力確認可能とし、また「Ｈ」レベルの際には入力確認不可能とする。
【００２６】
また、処理部７ａは、拡張操作スイッチ群１２が備えられることで更に分解能を高めることが可能となる。処理部７ａは、第２の共通導電ラインにおけるラインｎ１〜ｎ４までを所定の周期によって順次走査し、この走査タイミングに対応した操作スイッチ５の入力確認を行うことで、Ｍ＊Ｎ通りの分解能を有するものであるが、この走査周期において、各ラインｎ１〜ｎ４を選択しない時間を設けることで拡張操作スイッチ群１２における各操作スイッチ１１の入力状態の確認を可能とする。即ち、処理部７ａは、「選択無し」→「ラインｎ１」→「ラインｎ２」→「ラインｎ３」→「ラインｎ４」→「選択無し」→・・・なるサイクルによって第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｍ４を選択することによって、Ｍ＊Ｎ＋Ｍ通りの分解能を有する操作スイッチ５の入力状態を認識することが可能となる。
【００２７】
かかるリモコン装置１は、複数の操作スイッチ５を備え、各操作スイッチ５の一端側が接続されるＭ個の第１の共通導電ライン（ｍ１〜ｍ４）及び、各操作スイッチ５の他端側が接続されるＮ個の第２の共通導電ライン（ｎ１〜ｎ４）を備えるスイッチマトリクス６と、Ｍ個の第１の共通導電ライン（ｍ１〜ｍ４）が接続されるマトリクス入力手段７ｂと、Ｎ個の前記第２の共通導電ライン（ｎ１〜ｎ４）が接続されるマトリクス選択手段７ｃと、Ｍ個の第１の共通導電ライン（ｍ１〜ｍ４）にそれぞれ接続される操作スイッチ１１からなる拡張操作スイッチ群１２とを備えることで、制御手段７における入出力ポート数を増やすことなく、入力段の分解能を高めることが可能となり、リモコン装置１における高性能化及び多機能化に対応することが可能となる。
【００２８】
また、入出力ポート数の少ない安価なマイクロコンピュータを使用することが可能となり、リモコン装置１におけるコスト面において非常に有利となる。また、入出力ポート数が少ない集積回路からなる小型なマイクロコンピュータを用いることができることから、前記集積回路を搭載する回路基板のレイアウト設計を煩雑にすることはない。。
【００２９】
次に、図５を用いて、本発明の他の実施形態を説明するが、前述の実施形態と同様もしくは相当個所には同一符号を付してその詳細な説明は省く。
【００３０】
本発明の他の実施形態におけるリモコン装置１が前述の実施形態で説明したリモコン装置１と比べ異なる点は、スイッチマトリクス６に電流の流れ方向を規制するダイオード（規制手段）を設ける点にある。スイッチマトリクス６は、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４と各操作スイッチ５との間にダイオード１３を設けるものである。本発明の他の実施形態においては、各ダイオード１３のアノード電極が第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に接続され、各ダイオード１３のカソード電極が各操作スイッチ５の一端に接続される構造である。尚、ダイオード１３は、スイッチマトリクス６の各操作スイッチ５と第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４との間に設けられる構成、即ち各ダイオード１３のアノード電極が各操作スイッチ５の他端に、また各ダイオード１３のカソード電極が第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４に接続される構成であっても良い。
【００３１】
かかるリモコン装置１は、各操作スイッチ５と第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４との間、もしくは操作スイッチ５と第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ３との間に電流の流れ方向を規制するダイオード１３を備える構成であり、マトリクス選択手段７ｃの出力ポートが「Ｈ」レベルで有る場合（ライン選択がなされていない場合）の他の出力ポートへの電流の流れ込みを阻止することが可能であることから、マトリクス選択手段７ｃの破損を防止できる。
【００３２】
尚、前述した各実施形態では、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４にそれぞれ操作スイッチ１１を備える構成であったが、請求項１に記載の本発明にあっては、各第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４の少なくとも１つのラインに操作スイッチ１１を設ける構成であっても良く、必要数に応じて操作スイッチ１１の数を変更することも可能である。
【００３３】
また、前述した各実施形態では、ダイオード１３の極性をマトリクス選択手段７ｃ側に電流を流す方向としたが、ダイオード１３の極性は、マイクロコンピュータの種類によってマトリクス入力手段７ｂ側に電流を流す方向としても良く、本発明におけるダイオードは、各操作スイッチ５と第１の共通導電ラインｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４との間、もしくは各操作スイッチ５と第２の共通導電ラインｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ３との間に配設されるものであれば良い。
【００３４】
また、前述した各実施形態では、拡張操作スイッチ群１２における操作スイッチ１１の他端をグランドレベルに接地するものであったが、マイクロコンピュータの種類によっては、操作スイッチ１１の他端を電源レベルに接続するものであっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、複数のスイッチをマトリクスに組んで構成されるスイッチマトリクスを備えてなるスイッチ装置に関し、マイクロコンピュータの入出力ポート数を増加させることなく、高性能化及び多機能化に対応することが可能なスイッチ装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のリモコン装置を示す図。
【図２】同上実施形態のリモコン装置を示す斜視図。
【図３】同上実施形態のリモコン装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】同上実施形態のスイッチマトリクスの電気的構成を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態のリモコン装置におけるスイッチマトリクスの電気的構成を示す図。
【符号の説明】
１　リモコン装置（スイッチ装置）
５　操作スイッチ
６　スイッチマトリクス
７　制御手段
７ａ　処理部
７ｂ　マトリクス入力手段
７ｃ　マトリクス選択手段
１１　操作スイッチ（スイッチ部材）
１２　拡張操作スイッチ群（拡張スイッチ群）
【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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