JP2774721B2 - Nキーロールオーバ回路 - Google Patents

Nキーロールオーバ回路

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JP2774721B2 JP3343205A JP34320591A JP2774721B2 JP 2774721 B2 JP2774721 B2 JP 2774721B2 JP 3343205 A JP3343205 A JP 3343205A JP 34320591 A JP34320591 A JP 34320591A JP 2774721 B2 JP2774721 B2 JP 2774721B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/003Phantom keys detection and prevention

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、行方向に出力ラインを
列方向に駆動ラインを備え、上記出力ライン、駆動ライ
ンを介して多数のスイッチ素子を配列したマトリクスス
イッチ装置に係り、多重打鍵によるファントムキー入力
を防止したマトリクススイッチ等におけるNキーロール
オーバ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】メンブレンスイッチなどのように多数の
スイッチ素子を行方向と列方向に配列し、上記スイッチ
素子の夫々に設けたキーを押下することで文字,数字,
その他の記号を入力するキーボードスイッチが知られて
いる。
【0003】図3は従来のこの種のキーボードスイッチ
の回路を説明するマトリクススイッチの2行2列分のみ
を示す部分構成図であって、1,2は出力ライン、A,
Bは駆動ライン、1A,1B,2A,2Bはスイッチ素
子、O1,O2は出力端子(出力1,出力2)である。
【0004】同図において、スイッチ素子1A,1B,
2A,2Bは、図示しないキーの押下により、ONされ
る。いま、駆動ラインAに走査パルスSPが与えられて
選択がなされているときにスイッチ素子1Aがオンとさ
れると、駆動ラインA→スイッチ素子1A→出力ライン
1→出力端子O1の閉回路が形成され、出力端子O1に電
流I1が流れ、出力1にスイッチ素子1Aのオンを示す
信号(“1”出力)が得られる。このとき、出力端子O
1以外の出力端子には電流が流れず、オフ状態
(“0”)を示す。
【0005】ところで、かかる構成によると、駆動ライ
ンAが選択されているときに、多重打鍵によりスイッチ
素子1Aの他にスイッチ素子1B,2Bが共にオンとさ
れると、上記の駆動ラインA→スイッチ素子1A→出力
ライン1→出力端子O1の閉回路の他に、駆動ラインA
→スイッチ素子1A→出力ライン1→スイッチ素子1B
→駆動ラインB→スイッチ素子2B→出力ライン2→出
力端子O2の閉回路が形成され、出力端子O2に電流I2
が流れ、出力2に見掛け上スイッチ素子2Aがオンであ
ることを示す信号が出力される。
【0006】すなわち、この場合は出力1と出力2の2
つが“1”となって本来“0”であるべき出力2が
“1”となる所謂ファントムキーが生じ、誤動作すると
いう問題がある。
【0007】本出願人は、先に、かかる問題点を解消し
たNキーロールオーバ回路を提案した(特願平1−26
6289号公報)が、これを図4によって説明する。但
し、同図において、3,4はコンパレータ、5は接地手
段、6,7は切換スイッチ、Vrefはコンパレータ3、
4の閾値電圧源、GNDは接地電位であり、図3に対応
する部分には同一符号をつけている。
【0008】同図において、マトリクスの行列を構成す
る出力ライン1,2と駆動ラインA,Bとの交差点に設
けるスイッチ素子1A,1B,2A,2B夫々に、直列
に抵抗R1A,R1B,R2A,R2Bが接続されてい
る。これらの直列抵抗は同一の抵抗値をもつ。
【0009】接地手段5は走査パルスSPが印加される
駆動ライン(同図では駆動ラインA)以外の駆動ライン
(同図では駆動ラインB)を接地電位GNDにおとす切
換スイッチ6,7から構成される。
【0010】いま、駆動ラインAが走査パルスSPによ
り選択されて、スイッチ素子1Aのみがオンされたとす
ると、駆動ラインA→スイッチ素子1A→直列抵抗R1
A→出力ライン1の経路で電流I1が流れ、この電圧レ
ベルがコンパレータ3で閾値Vrefと比較されることに
より、出力1がオン(“1”)と認識される。
【0011】ところで、スイッチ素子1Aがオンされる
と同時に、同一行(出力ライン1)上のスイッチ素子1
Bもオンされたとすると、上記電流I1以外に、接地手
段5の切換スイッチ7によって駆動ラインBが接地され
ているので、駆動ラインA→スイッチ素子1A→直列抵
抗R1A→出力ライン1→直列抵抗R1B→スイッチ素
子1B→駆動ラインB→接地に電流I2が流れる。従っ
て、出力1の信号レベルは走査パルスSPの波高値Vin
を直列抵抗R1Aと直列抵抗R1Bの分圧により小さく
なる。
【0012】このように、駆動ラインAが走査パルスS
Pによって選択され、出力ライン1に接続されたスイッ
チ素子1Aのみをオンしたとき、誤って出力ライン1に
接続された他のスイッチ素子も同じにオンしても、コン
パレータ3が出力ライン1での電圧を検出できる。
【0013】また、図4に示すように、スイッチ素子2
Bも同じにオンとなっても、駆動ラインBが接地されて
いるから、出力ライン2に電圧が発生せず、出力端子O
2の出力2は“1”とはならない。従って、多重打鍵に
よる御認識を防止することができる。
【0014】なお、コンパレータ3、4に設定する閾値
refを同じ出力ラインの最大列数多重打鍵時の最小レ
ベルに設定する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示し
たNキーロールオーバ回路においては、出力ラインの電
圧レベルが閾値Vrefよりも高いときのみ、コンパレー
タの出力が“1”となり、所望キーの打鍵が認識でき
る。この閾値Vrefは、上記のように、同じ出力ライン
最大列数多重打鍵時の電圧レベルよりも低くすればよい
が、あまり低くもできず、これによって同じ出力ライン
でのスイッチ素子の個数(キースイッチ数)が制限され
てしまう。
【0016】いま、図4の出力ライン1についてみる
と、その回路構成は図5(a)に示すようになり、その
等価回路は図5(b)に示すようになる。ここで、出力
ライン1には、スイッチ素子1Aのほかに、N個のスイ
ッチ素子1B,1C,……,1Nが接続されており、従
って、これらスイッチ素子1A〜1N夫々に直列に直列
直列抵抗R1A,R1B,R1C,……,R1Nが接続
されているものとする。
【0017】いま、スイッチ素子1B〜1Nが全てオン
しているものとすると、これらに直列接続された直列抵
抗R1B〜R1Nは並列接続の関係となり、これらの合
成抵抗値をRNとすると、図5(a)の等価回路は図5
(b)に示すようになり、合成抵抗RNに生ずる電圧V
1がコンパレータ3で閾値Vrefと比較されることにな
る。
【0018】ここで、1つの出力ラインに接続されるス
イッチ素子の個数をNとし、 R1A=R1B=……=R1N=10kΩ,Vref=0.5v として、スイッチ素子1B,1C,……,1Nが全てオ
ンであって、スイッチ素子1Aがオンされて+5vの走
査パルスSPが駆動ラインに供給されたとすると、この
ときの直列抵抗R1A,R1B,……,R1Nの合成抵
抗RNは10/NkΩであるから、コンパレータ3に供
給される電圧V1は、 V1=5×RN/(RN+R1A)=5/(1+N) である。ここで、例えば閾値Vrefを0.5vに設定し
た場合、電圧V1を0.5v以上にするためには、 0.5<5/(1+N) 従って、N<9 つまり、1つの出力ラインに接続されるスイッチ素子が
9個を越えると、10個以上のスイッチ素子が同時にオ
ンしたとき、コンパレータ3が誤判定する事態が生ず
る。
【0019】このように、使用するキースイッチ数が制
限されてしまう。これを防止するためには閾値Vref
さらに低くすればよいが、0.5vよりも低くすると、
ノイズ等との識別ができなくなる。
【0020】また、走査パルスSPの電圧(動作電圧)
は、消費電力を低減化する等の点から、3v程度にまで
低くしようとする傾向にあり、このことから、さらにキ
ースイッチの個数に制限が加わることになる。
【0021】さらに、直列抵抗R1A,……やスイッチ
素子1A,……の抵抗値にバラツキがあり、このため、
キースイッチの個数を増すためには、精度の高い抵抗印
刷が要求されてキースイッチが高価になってしまう。
【0022】本発明の目的は、かかる問題を解消し、精
度の高い抵抗印刷によるキースイッチを必要とせず、使
用するキースイッチ数に対する制限を緩和することがで
きるようにしたNキーロールオーバ回路を提供すること
にある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、出力ラインに接続されたスイッチ素子に
直列抵抗を設けるとともに、出力ラインと接地端子との
間に電流検出抵抗を設け、さらに、該電流検出抵抗に生
ずる微小電圧を検出し、出力ラインでの電流の有無を検
出する電流検出器を設け、該電流検出抵抗の抵抗値を該
直列抵抗の抵抗値よりも充分小さくする。
【0024】
【作用】電流検出抵抗の抵抗値がスイッチ素子の直列抵
抗の抵抗値よりも充分小さいから、出力ラインに接続さ
れたスイッチ素子が全てオンしても、出力ラインに流れ
る電流はほぼ電流検出抵抗の抵抗値と、走査パルスが印
加される駆動ラインとの間のスイッチ素子の直列抵抗の
抵抗値とで決まる。従って、電流検出器は、出力ライン
に電流が流れれば、これを必ず検出することができ、判
定エラーを防ぐことができる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図1は本発明によるNキーロールオーバ回路の一実
施例の一部を示す構成図であって、8,9は電流検出
器、r1,r2は電流検出抵抗であり、図4に対応する部
分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【0026】同図において、出力ライン1,2は夫々電
流検出器8,9の一方の入力端子に接続され、電流検出
器8,9の他方の入力端子は接地されている。また、夫
々の電流検出器8,9の2つの入力端子間に、電流検出
抵抗r1,r2が接続されている。これら電流検出抵抗r
1,r2の抵抗値は、各スイッチ素子1A,1B,2A,
2Bに直列接続されている直列抵抗R1A,R1B,R
2A,R2Bの抵抗値よりも充分小さい。これ以外の構
成は図4に示したNキーロールオーバ回路と同様であ
る。
【0027】次に、この実施例の動作を説明する。い
ま、スイッチ素子1Aがオンし、かつ駆動ラインAに走
査パルスSPが供給されるとすると、切換スイッチ6が
オンし、切換スイッチ7は接地側に閉じるから、駆動ラ
インA→スイッチ素子1A→直列抵抗R1A→出力ライ
ン1→電流検出抵抗r1に電流I1が流れ、電流検出抵抗
1に正電圧が生ずる。電流検出器8はこの正電圧と接
地電位とを比較し、出力ライン1に電流I1が流れたこ
とを検出して出力1の信号レベルを“1”とする。この
とき、スイッチ素子1B,2Bが閉じていても、駆動ラ
インBは接地されているので、図4に示したNキーロー
ルオーバ回路と同様,出力ライン2の電圧は変化せず、
電流検出抵抗r1に電流が流れず、電流検出器9からの
出力2の信号レベルは“0”である。
【0028】このようにして、走査パルスSPが供給さ
れる駆動ラインにオンしたスイッチ素子を介して接続さ
れる出力ライン以外の出力ラインでは、“1”の出力が
得られない。
【0029】また、出力ライン1に接続されるスイッチ
素子1A以外のスイッチ素子1B,……が閉じていて
も、スイッチ素子1Aが閉じて駆動ラインAに走査パル
スSPが供給されると、電流検出器8は確実に出力
“1”にする。以下、この点について、図2を用いて説
明する。
【0030】いま、N個のスイッチ素子1B,1C,…
…,1Nがオンしている状態でスイッチ素子1Aがオン
し、駆動ラインAに走査パルスSPが供給されたとす
る。このときには、電流検出抵抗r1,直列抵抗R1
B,R1C,……,R1Nは全て並列接続関係となる
が、電流検出抵抗r1の抵抗値は直列抵抗R1B,R1
C,……,R1Nの抵抗値よりも充分小さいから(例え
ば、直列抵抗R1A,R1B,R1C,……,R1Nの
抵抗値が10kΩであるのに対し、電流検出抵抗r1
抵抗値を100Ωとする)、スイッチ素子1B,1C,
……,1Nがオフしている状態とほとんど変わらず、こ
れにより直列抵抗R1B,R1C,……,R1Nを無視
することができる。
【0031】従って、出力ライン1に流れ電流I1は直
列抵抗R1Aを電流検出抵抗r1の抵抗値によって決ま
り、直列抵抗R1B,R1C,……,R1Nにはほとん
ど関係なくなる。このため、スイッチ素子1B,1C,
……,1Nのオン,オフに関係なく、電流検出抵抗r1
には一定の電圧降下が生じ、これによって電流検出器8
は出力ライン1に電流I1が流れていることを検出する
ことができる。
【0032】このように、この実施例では、電流検出器
による出力ラインでの電流の有無の検出が不所望なスイ
ッチ素子のオン,オフ状態にほとんど影響されないか
ら、1出力ライン当りのキースイッチの個数に対する制
限が緩和されるし、また、スイッチ素子の直列抵抗の抵
抗値にバラツキがあっても、これによって誤動作するこ
とがないから、高精度の抵抗印刷を必要とせず、キース
イッチの高価格化を回避できる。さらに、動作電圧も低
くしても誤動作することがない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キースイッチの使用個数が制約されないし、抵抗のバラ
ツキによって動作が影響されず、安価なキースイッチを
用いることができ、また、動作電圧も低くすることがで
きて、消電力化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるNキーロールオーバ回路の一実施
例を示す構成図である。
【図2】図1に示した実施例の動作を示す図である。
【図3】従来のNキーロールオーバ回路の一例を示す構
成図である。
【図4】従来のNキーロールオーバ回路の他の例を示す
構成図である。
【図5】図4に示した従来例の動作を示す図である。
【符号の説明】
1,2 出力ライン 5 接地手段 6,7 切換スイッチ 8,9 電流検出器 1A,1B,2A,2B スイッチ素子 R1A,R1B,R1C,R1N,R2A,R2B 直
列抵抗 r1,r2 電流検出抵抗

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行方向に設けた出力ラインと、列方向に
    設けた駆動ラインと、上記出力ラインと駆動ラインとの
    交差点にこれら両ラインを橋絡する如く設けた複数のス
    イッチ素子と、スイッチ素子をオン作動させるキーとか
    ら成るキーボードスイッチ装置のNキーロールオーバ回
    路において、 上記スイッチ素子毎に設けられ、上記スイッチ素子に直
    列接続された直列抵抗と、 上記出力ライン毎に設けられ、一端が上記出力ラインに
    接続されて他端が所定の一定電位に設定された電流検出
    抵抗と、 上記出力ライン毎に設けられ、上記電流検出抵抗に生ず
    る電圧を検出し、上記出力ラインでの電流の有無を検出
    する電流検出器とを備え、 上記電流検出抵抗の抵抗値を上記直列抵抗の抵抗値より
    も充分小さくし、多重打鍵によるファントムキー入力を
    防止することができるように構成したことを特徴とする
    Nキーロールオーバ回路。
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