(57)【要約】【課題】キー数にかかわらず少ない端子数でキーボードとの接続を行うことができ、さらに低消費電力化されたキー入力装置を提供すること。【解決手段】キーボード１と、キー受付部３と、を備え、キーボード１は、分圧回路２と、操作される各キーに対応したキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までと、を備え、キー受付部３は、アナログディジタル変換器４と、キー判別部５と、キー検出部６と、スイッチ制御部７と、スイッチ８と、抵抗９と、を備え、分圧回路２は、直列接続された抵抗Ｒ１からＲｎまでを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、を備えることを特徴とするキー入力装置。
【請求項２】
前記キーの操作待ち状態のとき前記第１のスイッチ手段はオフ状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記第１のスイッチ手段はオン状態となることを特徴とする請求項１記載のキー入力装置。
【請求項３】
高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記低電位側電源側に前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力端に接続されたプルダウン手段と、前記プルダウン手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第２のスイッチ手段と、を備えることを特徴とするキー入力装置。
【請求項４】
高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記高電位側電源側に前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力端に接続されたプルアップ手段と、前記プルアップ手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第２のスイッチ手段と、を備えることを特徴とするキー入力装置。
【請求項５】
前記キーの操作待ち状態のとき前記第１のスイッチ手段はオフ状態となり前記第２のスイッチ手段はオン状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記第１のスイッチ手段はオン状態となり前記第２のスイッチ手段はオフ状態となることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のキー入力装置。
【請求項６】
前記キーの操作待ち状態のとき前記アナログディジタル変換手段はスタンバイ状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記アナログディジタル変換手段は通常動作状態となることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項記載のキー入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キー入力装置に関し、特に、リモコン等のキーボードを備えるキー入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種電子機器の動作を制御するため、様々なコマンドを入力するためのキーボードを備えるキー入力装置が用いられている。従来例のキー入力装置の構成は、図３に示すように、キースキャン制御部１１と、キーボードのキーに対応したキースイッチＳＷ１１〜ＳＷ２２と、を備えている。図３は、２行２列のキーマトリクスの例を示しているがキー数が異なっても同様である。そして、キースキャン制御部１１は、そのスキャン出力端子Ｏ１、Ｏ２に交互にパルス信号を出力しながら、その入力端子Ｉ１、Ｉ２の入力電圧を判定することにより、どのキースイッチが操作されたかを判別するようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３６７１号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示すキースキャニング型の構成では、キーボードとキースキャン制御部１１との接続のために４端子が必要となり、キー数が増加すれば接続端子数も増加して、キースキャン制御部１１を１チップマイクロコンピュータ等の半導体集積回路化する場合に、接続端子数の削減ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、キー数にかかわらず少ない端子数でキーボードとの接続を行うことができ、さらに低消費電力化されたキー入力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】
本発明のキー入力装置の第１の構成は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記キーの操作待ち状態のとき前記第１のスイッチ手段はオフ状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記第１のスイッチ手段はオン状態となることを特徴とする。
【０００８】
本発明のキー入力装置の第２の構成は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記低電位側電源側に前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力端に接続されたプルダウン手段と、前記プルダウン手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第２のスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のキー入力装置の第３の構成は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続されて分圧電圧を生成する分圧手段と、操作されたキーに対応する前記分圧電圧を出力するキースイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力電圧をディジタルデータに変換するアナログディジタル変換手段と、前記ディジタルデータに基き前記キーを判別するキー判別手段と、前記出力電圧を検出してキー検出信号を出力するキー検出手段と、前記高電位側電源側に前記分圧手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第１のスイッチ手段と、前記キースイッチ手段の出力端に接続されたプルアップ手段と、前記プルアップ手段と直列に接続されて前記キー検出信号に基きオンオフ制御される第２のスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記キーの操作待ち状態のとき前記第１のスイッチ手段はオフ状態となり前記第２のスイッチ手段はオン状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記第１のスイッチ手段はオン状態となり前記第２のスイッチ手段はオフ状態となることを特徴とする。
【００１１】
また、前記キーの操作待ち状態のとき前記アナログディジタル変換手段はスタンバイ状態となり、前記キー検出信号が出力されたとき前記アナログディジタル変換手段は通常動作状態となることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のキー入力装置の構成図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態のキー入力装置は、キーボード１と、キー受付部３と、を備える。キーボード１は、分圧回路２と、操作（押下）される各キーに対応したｎ（ｎは２以上の自然数）−１個のキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までと、を備える。キー受付部３は、アナログディジタル変換器４と、キー判別部５と、キー検出部６と、スイッチ制御部７と、スイッチ８と、抵抗９と、を備える。
【００１３】
分圧回路２は、直列接続されたｎ個の抵抗Ｒ１からＲｎまでを備え、分圧回路２の高電位側の一端である抵抗Ｒ１の一端は、高電位側電源線１０１によりキー受付部３の高電位側電源ＶＤＤに接続され、分圧回路２の低電位側の一端である抵抗Ｒｎの一端は、低電位側電源線１０２によりキー受付部３のスイッチ８を介してキー受付部３の低電位側電源ＶＳＳに接続されている。即ち、スイッチ８は、高電位側電源ＶＤＤと低電位側電源ＶＳＳとの間に接続されて各抵抗接続点から異なる分圧電圧を生成する分圧回路２の低電位側電源ＶＳＳ側に分圧回路２と直列に接続されている。スイッチ８は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ１により構成され、低電位側電源線１０２は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ１のドレイン端に接続され、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ１のソース端は、低電位側電源ＶＳＳに接続されている。
【００１４】
キースイッチＳＷ１の一端は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続され、キースイッチＳＷ２の一端は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点に接続され、以下同様に、キースイッチＳＷｎ−１の一端は、抵抗Ｒｎ−１と抵抗Ｒｎとの接続点に接続され、キースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までのそれぞれの他端は共通に接続されて出力端をなし信号線１０３に接続される。キーが操作されるとそれに対応するキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までのうちの１つがオンすることにより、操作されたキーに対応する異なる分圧電圧が信号線１０３に出力される。信号線１０３の出力電圧は、キー受付部３のアナログディジタル変換器４と、キー検出部６とに入力される。プルダウン用の抵抗９の一端は、信号線１０３を介してキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの出力端に接続され、プルダウン用の抵抗９の他端は、低電位側電源ＶＳＳに接続されている。
【００１５】
アナログディジタル変換器４は、信号線１０３の出力電圧をディジタルデータ１０４に変換する。キー判別部５は、ディジタルデータ１０４を予め記憶されたデータと比較することにより操作されたキーを判別する。そして、キー判別部５の判別結果に基いて、本実施の形態のキー入力装置を備える電子機器（図示されていない）は、所定の動作を行う。
【００１６】
キー検出部６は、信号線１０３の出力電圧がキー操作によって予め設定された所定の閾値電圧以上になったことを検出してキー検出信号１０５を出力する。キースイッチＳＷｎ−１がオン状態となったとき信号線１０３の出力電圧が最低となるので、高電位側電源ＶＤＤの電位をＶＤＤとし、低電位側電源ＶＳＳの電位をグラウンドレベルとし、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒｎ−１までの抵抗値をＲ１からＲｎ−１までとし、抵抗９の抵抗値をＲｐｄとすれば、この閾値電圧は、グラウンドレベルより高く、ＶＤＤ×Ｒｐｄ÷（Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ−１＋Ｒｐｄ）以下となるように設定される。また、キー検出信号１０５は、アナログディジタル変換器４及びキー判別部５に与えられる。アナログディジタル変換器４及びキー判別部５は、キーの操作待ち状態でキー検出信号１０５が入力されないときスタンバイ状態となってバイアス電流が遮断されたりクロック信号が停止されたりして低消費電力状態となり、キー検出信号１０５が入力されるとスタンバイ状態から通常動作状態に遷移する。そして、再びキーの操作待ち状態になると同様にスタンバイ状態に遷移する。さらに、キー検出信号１０５は、スイッチ制御部７に与えられる。スイッチ制御部７は、キー検出信号１０５に基きスイッチ制御信号１０６をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ１のゲート端に与えてスイッチ８をオンオフ制御する。即ち、キー検出信号１０５が入力されないときスイッチ制御信号１０６は低電位側電源ＶＳＳレベルとなってスイッチ８はオフ状態となり、キー検出信号１０５が入力されるとスイッチ制御信号１０６は高電位側電源ＶＤＤレベルとなってスイッチ８はオン状態となる。
【００１７】
次に動作を詳細に説明する。先ず、何れのキーも操作されないとき、キースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの全てがオフ状態であるため、信号線１０３の出力電圧は、抵抗９によりプルダウンされて低電位側電源ＶＳＳレベルとなっている。このときキー検出信号１０５は出力されないので、アナログディジタル変換器４及びキー判別部５はスタンバイ状態となっている。また、スイッチ８はオフ状態となっているので分圧回路２にはバイアス電流は流れない。
【００１８】
次に、何れかのキーが操作されると、キースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの何れか１つがオン状態となるため信号線１０３の出力電圧は、低電位側電源ＶＳＳレベルより上昇する。キー検出部６は、信号線１０３の出力電圧が閾値電圧以上になったことを検出してキー検出信号１０５を出力する。キー検出信号１０５が出力されるとアナログディジタル変換器４及びキー判別部５は通常動作状態となってキー判別が可能となり、同時にスイッチ８はオン状態となって分圧回路２の両端に高電位側電源ＶＤＤ及び低電位側電源ＶＳＳによるバイアス電流が流れるので、操作したキーに対応した分圧電圧が信号線１０３に出力される。そして、アナログディジタル変換器４及びキー判別部５により操作されたキーの判別が行われる。
【００１９】
次に、再び何れのキーも操作されない状態となると、信号線１０３の出力電圧は、抵抗９によりプルダウンされて低電位側電源ＶＳＳレベルとなり、キー検出信号１０５は出力されないので、アナログディジタル変換器４及びキー判別部５はスタンバイ状態となり、スイッチ８はオフ状態となり、分圧回路２のバイアス電流は停止される。
【００２０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態のキー入力装置によれば、キーボード１とキー受付部３との間の接続を、高電位側電源線１０１、低電位側電源線１０２及び信号線１０３の３本で行うようにしたので、従来のキースキャニング型に比べ接続端子数を削減することができるという効果が得られ、さらに、キーが操作されてないときには、キーボード１が備える分圧回路２のバイアス電流を遮断するとともに、キー受付部３が備えるアナログディジタル変換器４及びキー判別部５をスタンバイ状態とし、キーが操作されると、分圧回路２にバイアス電流を流すとともに、アナログディジタル変換器４及びキー判別部５を通常動作状態とするようにしたので、キーの操作待ち状態における消費電力を大幅に削減することができるという効果が得られる。
【００２１】
次に、図２は、本発明の第２の実施の形態のキー入力装置の構成図である。図１に示す本発明の第１の実施の形態のキー入力装置の構成と、図２に示す本発明の第２の実施の形態のキー入力装置の構成との相違部分は、抵抗９と直列にスイッチ１０を追加してスイッチ制御部７をスイッチ制御部７ａに変更した部分のみであり、他の構成部分は同一であるため、図１と図２とにおける同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、本発明の第２の実施の形態のキー入力装置は、キーボード１と、キー受付部３と、を備える。キーボード１は、分圧回路２と、操作される各キーに対応したｎ−１個のキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までと、を備える。キー受付部３は、アナログディジタル変換器４と、キー判別部５と、キー検出部６と、スイッチ制御部７ａと、スイッチ８と、抵抗９と、スイッチ１０と、を備える。
【００２３】
スイッチ１０は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ２により構成され、プルダウン用の抵抗９と直列に接続されている。即ち、抵抗９の一端は、信号線１０３を介してキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの出力端に接続され、抵抗９の他端は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ２のドレイン端に接続され、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ２のソース端は、低電位側電源ＶＳＳに接続されている。
【００２４】
キー検出信号１０５は、スイッチ制御部７ａに与えられる。スイッチ制御部７ａは、キー検出信号１０５に基きスイッチ制御信号１０６をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ１のゲート端に与えてスイッチ８をオンオフ制御する。即ち、キー検出信号１０５が入力されないときスイッチ制御信号１０６は低電位側電源ＶＳＳレベルとなってスイッチ８はオフ状態となり、キー検出信号１０５が入力されるとスイッチ制御信号１０６は高電位側電源ＶＤＤレベルとなってスイッチ８はオン状態となる。
【００２５】
また同時に、スイッチ制御部７ａは、キー検出信号１０５に基きスイッチ制御信号１０７をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＮ２のゲート端に与えてスイッチ１０をオンオフ制御する。即ち、キー検出信号１０５が入力されないときスイッチ制御信号１０７は高電位側電源ＶＤＤレベルとなってスイッチ１０はオン状態となり、キー検出信号１０５が入力されるとスイッチ制御信号１０７は低電位側電源ＶＳＳレベルとなってスイッチ１０はオフ状態となる。
【００２６】
次に動作を説明する。高電位側電源ＶＤＤ及び低電位側電源ＶＳＳを一定電圧とすれば、キー数が増えるほど各分圧電圧の間隔を小さくしなければならないため、ノイズマージンを均一化させて安定にキー判別を行うためには、各分圧電圧の間隔を等しくすることが好ましい。しかし、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒｎまでを同一抵抗値としても図１に示す本発明の第１の実施の形態のようにプルダウン用の抵抗９が常時接続されていると、抵抗９が抵抗Ｒ１から抵抗Ｒｎまでの一部分と並列接続されて同一間隔の分圧電圧は得られない。それに対し、本実施の形態では、キーが操作されてアナログディジタル変換器４が変換を行うときに、スイッチ１０により抵抗９を切り離すことにより、抵抗９による影響を解消して同一間隔の分圧電圧を得ることができるようにしている。
【００２７】
また、キーの操作待ち状態のときは、図１に示す本発明の第１の実施の形態と同様に抵抗９が接続され、信号線１０３の出力電圧は、抵抗９によりプルダウンされて低電位側電源ＶＳＳレベルとなるようにしている。
【００２８】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態のキー入力装置によれば、本発明の第１の実施の形態のキー入力装置による効果に加え、さらに同一間隔の分圧電圧を得ることができるので、低い電源電圧であってキー数が増加した場合においても、安定にキー判別を行うことができるようになるという効果が得られる。
【００２９】
なお、本発明の第１及び第２の実施の形態において、スイッチ８及びスイッチ１０をＭＯＳトランジスタとして説明したが、バイポーラトランジスタであってもよく、ＣＭＯＳ型アナログスイッチ等に変更することもできる。
【００３０】
さらに、本発明の第１及び第２の実施の形態において、スイッチ８は、分圧回路２の低電位側電源ＶＳＳ側に分圧回路２と直列に接続されるように構成したが、スイッチ８をＰチャネル型ＭＯＳトランジスタに変更して、スイッチ８を分圧回路２の高電位側電源ＶＤＤ側に分圧回路２と直列に接続されるように変更することができる。これに伴ってプルダウン用の抵抗９もプルアップ用に変更する。さらに第２の実施の形態においては、スイッチ１０もＰチャネル型ＭＯＳトランジスタに変更する。
【００３１】
即ち、高電位側電源線１０１は、スイッチ８のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン端に接続され、スイッチ８のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのソース端は、高電位側電源ＶＤＤに接続されるように変更する。また、抵抗９の一端は、信号線１０３を介してキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの出力端に接続され、抵抗９の他端が高電位側電源ＶＤＤに接続されるように変更する。さらに第２の実施の形態においては、抵抗９の一端は、信号線１０３を介してキースイッチＳＷ１からＳＷｎ−１までの出力端に接続され、抵抗９の他端は、スイッチ１０のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン端に接続され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのソース端は、高電位側電源ＶＤＤに接続されるように変更する。そして、スイッチ制御信号１０６及びスイッチ制御信号１０７の電圧の高低を反転させる。以上により、本発明の第１及び第２の実施の形態と同様の動作を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明による効果は、キー数にかかわらず少ない端子数でキーボードとの接続を行うことができ、さらに低消費電力化されたキー入力装置を実現することができることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のキー入力装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のキー入力装置の構成図である。
【図３】従来例のキー入力装置の構成図である。
【符号の説明】
１    キーボード
２    分圧回路
３    キー受付部
４    アナログディジタル変換器
５    キー判別部
６    キー検出部
７    スイッチ制御部
７ａ    スイッチ制御部
８    スイッチ
９    抵抗
１０    スイッチ
１１    キースキャン制御部
１０１    高電位側電源線
１０２    低電位側電源線
１０３    信号線
１０４    ディジタルデータ
１０５    キー検出信号
１０６    スイッチ制御信号
１０７    スイッチ制御信号
Ｎ１    Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
Ｎ２    Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
Ｒ１〜Ｒｎ    抵抗
ＳＷ１〜ＳＷｎ−１    キースイッチ
ＳＷ１１〜ＳＷ２２    キースイッチ
【図１】
2004342011.tif 000003
【図２】
2004342011.tif 000004
【図３】
2004342011.tif 000005