KR920008979B1

KR920008979B1 - 스위칭 매트릭스내의 입력동작검출용 검출장치

Info

Publication number: KR920008979B1
Application number: KR1019890013147A
Authority: KR
Inventors: 노리오 엔도오; 시게오 단지; 가쓰도시 하야시; 히데오 야마다
Original assignee: 후지쓰 가부시끼가이샤; 야마모도 다꾸마
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1992-10-12
Also published as: EP0359669A2; EP0359669A3; US5081453A; DE68926080D1; EP0359669B1; DE68926080T2; KR900005513A

Abstract

내용 없음.

Description

스위칭 매트릭스내의 입력동작검출용 검출장치

제1도는 본 발명에 의한 키보드용 입력 검출회로의 일실시예도.

제2도는 종래의 키보드입력 검출회의 기본 구성도.

제3a도는 누설통과 신호전류가 발생될때 회로내의 전류흐름의 일예의 개략도.

제3b도는 제3a도의 등가회로도.

제4도는 누른 스위치의 수(N)와 검출전압(V)간의 상관 그래프.

제5도는 저항의 저항값의 분포 그래프.

제6도는 누설통과 신호전류가 발생될때 검출된 전압을 계산하기 위한 등가 회로도.

제7도는 저항값을 정격치로서 선택하기 위한 바람직한 면적의 그래프.

제8도는 박판형재료상에 형성되는 본 발명의 스위칭 매트릭스의 일실시예의 사시도.

제9도는 본 발명의 입력검출회로용 키보드의 다른 실시예도.

본 발명은 키보드(keyboard)와 같은 다수의 스위치가 구비된 스위칭 매트릭스(switching matrix)내의 스위치의 입력동작을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 키보드상의 키스위치를 예를 들어 10개 이하를 동시에 누르는 중복 키누룸 동작(소정 기간내에 여러개의 키스위치를 동시에 동작시키는 상태)에 의해 원인이 되는 누름통과신호전류의 존재를 판별하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근에 컴퓨터등의 입력장치로서 사용되는 키보드들은 신뢰성이 높고 제조가가 저렴해야 한다.

공지된 박판형 스위치(Sheet type switch)로서 ＂격막박판 스위치(membrane sheet switch)＂가 있다.

그것은 일반적으로 한쌍의 절연박막으로 구성되며 그위에 다수의 고정전극 또는 가동전극과 그에 대한 배선이 형성되어 있다.

그 절연박막들은 서로 대면시켜 배열하되, 제1절연박막의 표면상에 고정전극을 형성하고, 제2절연박막상에는 가동전극을 형성하여 그들간에 적당한 간격을 두고 대향배열하여 구성된다.

이러한 종류의 박판형 스위치는 저가의 키보드에서 널리 사용되고 있다.

키누름에 의해 흐르게 되는 누설통과 신호전류의 발생을 방지하기 위해 다이오드를 주로 사용하고 있으나 박판형 재료상에 다이오드와 같은 부품을 장치하기가 어렵다.

그러므로, 박판형 스위칭장치내의 누설통과 신호전류의 발생을 방지하기 위한 방법이 필요하였다.

키보드에 저항기 대신 다이오드를 사용하면 입력검출회로는 완전한 N키-롤오버(key-rallover)를 제공한다. 그러나, N키-롤오버시스템의 실용상의 키보드는 다이오드보다 값싸고 취급하기 쉬운 저항기를 사용하여 염가로 제조될 수 있으며, 또한 박막상에 박막형 구성으로 형성될 수 있다.

종래의 키보드에서는 저항소자와 스위칭소자들이 매트릭스형으로 배열되어 있고, 또한 드라이버(driver)회로에 연결되어 있으며, 그 내의 검출회로는 3이하의 키를 중복하여 눌러서 생기는 누설통과 신호전류를 방지할 수 있으나 3이상의 키로 중복해서 눌러줌으로서 생기는 누설통과 신호전류는 방지할 수 없다.

저항기를 사용하는 종래의 매트릭스 스위치는 3키를 중복하게 누름으로서 생기는 누설통과 신호전류를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 그 누설전류의 존재를 판별할 수 있지만 그렇게 발생된 누설통과 신호전압이 임피던스(R)와 저항소자(6)에 의해 영향을 받는다.

그러므로, 임피던스(R)와 저항(6)의 값간의 차를 점 더 크게 해줄 수 없었다. 왜냐하면 저항(6)의 값이 임피던스(R)에 의해 제한되기 때문이다.

따라서 저항(6)을 소정값에 고정시켜야 되므로 저항(6)을 연쇄법으로 얻는 값싼 방법을 사용할 수 없는 문제점이 발생된다.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 제거하기 위한것으로 오퍼레이터가 고속으로 키를 누를때 10이하의 키를 중복해서 누르는 과오에 의해 생기는 누설통과 신호전류의 존재를 식별할 수 있는 스위칭 매트릭스를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 드라이버회로, 검출회로, 드라이버회로에 각각 연결되는 제1그룹의 다수라인, 검출회로에 각각 연결되는 제2그룹의 다수라인, 저항기(6)와 스위칭소자(5)를 포함하는 다수의 스위칭 장치(S)를 포함하는 스위칭 매트릭스내의 입력동작을 검출하기 위한 본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 스위칭 매트릭스내의 입력동작을 검출하기 위한 장치에 있어서, 드라이버회로(2)와, 검출회로(4)와, 상기 드라이버회로(2)에 각각 연결되는 제1그룹의 다수의 라인과, 상기 검출회로에 각각 연결되는 제2그룹의 다수의 라인들과, 그리고 직렬 연결된 스위칭소자(5)의 저항(6)을 제각기 포함하며, 각각의 일단은 제1그룹의 라인들중 하나에 연결되며, 타단은 상기 제2그룹의 라인들중 하나에 연결되는 다수의 스위칭장치(S)를 포함하며, 상기 드라이버회로(2)는 상기 제1그룹의 각 라인의 일단은 차례로 OV의 전원에 연결해주는 디코더(11)를 갖고 있는 한편, 상기 검출회로는 상기 제2그룹의 라인의 일단을 그의 전압검출기(8)에 차례로 연결해주며, 상기 제2그룹의 다수의 라인들의 단부들의 타단에는 상기 스위칭 동작을 검출하도록 제2그룹의 다수의 라인들의 각 단부를 선택기(7)의 동작과 동기하여 차례로 개방시키고 또한 상기 라인들의 타단에 상기 검출전압보다 높은 소정전압을 걸어주기 위한 수단을 갖춘 디코더(12)가 연결되어 있는 것이 특징인 스위칭 매트릭스의 입력동작 검출용 검출장치에 제공한다.

본 발명의 검출방법에 의하면 누설통과 신호전류가 발생하지 않을때(중복키 누름이 없을때)검출전압은 O(V)인 반면, 누설통과 신호전류가 발생할때 검출전압은 항상 검출기준전압을 초과한다. 즉, 검출기준 전압에 대해 향성 플러스전압이다.

그러므로, 본 발명에서는 누르지 않았을때 조작스위치가 누른 것으로 판정되는 그릇된 검출을 방지할 수 있고, 또한 원하는 스위치와 다른 키를 동시에 누름으로서 발생되는 누름통과 신호전압을 검출하기 쉽다.

또한, 이 검출회로의 임피던스는 누설통과 신호전압의 검출에 영향을 주지 않으므로 스위칭 장치의 저항성분보다 훨씬 더 크게 설정될 수 있다.

따라서 동일한 스위칭 매트릭스내의 스위칭장치들에 연결되는 저항소자들의 값의 변동이 억제되는 한 상이한 스위칭 매트릭스의 저항의 값들이 설사 다르다할지라도 저항소자들을 연쇄법으로 형성할 수 없는 문제점이 있다.

이하 첨부도면을 참조하면 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

양호한 실시예를 설명하기 전에 우선 종래기술의 원리를 간단히 설명한다.

제2도는 종래의 키보드 입력검출회로의 기본구성의 개략도이다. 제1그룹의 다수 라인(제2도에서는 7개라인이 예시됨)을 구성하는 X라인(1₀~1₆)각각은 드라이버회로(2)에 연결되어 있다. 제2그룹의 다수라인 (제2도에서는 7개 라인이 예시됨)을 구성하는 Y라인(3₀~3₆)각각은 검출회로(4)에 연결되어 있다.

다수의 스위칭소자(5)의 일단은 각각 X라인(1₀~1₆)의 라인들중에 한 라인에 연결되며, 또한 타단은 저항(6)을 통해 Y라인(3₀~3₆)중 한라인에 연결되어 있다(제2도에서는 49스위칭 소자들과 저항들이 예시됨).

검출회로(4)는 선택기(7)을 갖고 있는데, 이는 Y라인(3₀~3₆)각각을 전압검출기에 연결해 준다. 전압검출기는 비교기(8), 적당한 전원전압(예,5V)을 비교기의한 입력단자에 걸어주기 위한 임피던스(R), 검출기 준전압(예 2.5V)을 다른 단자에 걸어주기 위한 저항(r1,r₂)을 포함한다.

따라서, 여러개의 키를 중복해서 눌러줌으로서 생기는 누설통과 신호전류는 제2도에 보인 저항을 갖는 키보드를 사용함으로서 방지될 수 있다.

제2도에서, 비교기(8)에 걸릴 검출전원 전압이 5V로 설정되면 스위칭소자(5)의 ON상태를 검출하기 위한 검출기준전압은 2.5V로 설정되고 임피던스(R)은 10KΩ로 설정되고, 직렬연결된 스위칭소자(5)와 저항(6)의 바람직한 저항값은 4KΩ이다.

이러한 키보드에서 스위칭소자(5)와 저항(6)을 포함하는 스위치들(S)중 어느 하나가 자진해서 눌려졌을때 예를 들어 ①로서 나타낸 위치에 제공된 스위치(S)가 라인(1₀)가 라인(3₀)을 연결하도록 눌려졌을때 검출전압(V₁)은 다음식으로 나타낸 바와 같이 2V이다.

V₁=5ㆍr/(R+r)=2V

그러므로 스위치(S)의 ON상태가 검출될 수 있다. 왜냐하면 검출전압이 검출기준 전압 2.5V보다 낮기 때문이다.

제2도에서 ②,③ 및 ④로 나타낸 3개 스위치(S)를 동시에 눌렀을때 마치 ①로 나타낸 스위치(S)가 눌린 것처럼 검출되는 누설통과 신호전압은 다음식에서 보이는 바와 같이 3.4V이다.

V₃=3ㆍrㆍ5/(R+3ㆍr)=3.4V

그러므로, 누설통과 신호전류의 발생이 검출될 수 있다. 왜냐하면 검출전압이 검출기준전압 2.5V보다 높기 때문이다.

제2도에서 ②~⑦로 나타난 6개 스위치들이 동시에 눌려질때 최악의 상태로 생각되는 것으로 ①로 나타낸 스위치(S)가 눌린것처럼 검출되는 누설통과 신호전압(V₆)은 다음식으로 나타낸 바와 같이 2.56V이다.

V₆=5ㆍ1.5ㆍr/(R+1.5ㆍr)=2.56V

누설통과신호전류의 발생이 검출될 수 있다. 왜냐하면 검출전압이 검출기준전압이 2.5V와 아주 근사하기 때문이다.

또한 제2도에서 ②~⑩으로 나타낸 9개 스위치(S)가 동시에 눌렸을때 마치 ①로 나타낸 스위치(S)가 눌린것처럼 검출되는 누설통과 산호전압(V₉)는 거의 2V(V₉=2V)로서 한 스위치(S)만 ON될때와 동일한 전압이다.

본 발명의 스위치 매트릭스의 입력검출장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 스위칭 매트릭스의 입력검출장치의 일실시예의 개략도이다.

제1도에서는 직렬로 연결된 저항(6)과 스위칭소자(5)를 각각 포함하는 다수의 스위칭장치들(S)이 제조된다(이 실시예에서는 49스위칭 장치들이 제조된다).

각각의 스위칭장치(S)의 일단은 제1그룹의 라인(1₀~1₆)(X라인)중 한 라인에 연결되어 있다. 그의 타단은 제2그룹의 라인들(3₀~3₆)(Y라인)중 한 라인에 연결되어 있다.

제1그룹의 라인(1₀~1₆)의 일단은 각각 드라이버회로(2)(오픈 콜렉터출력)의 디코더 회로(11)에 연결되어 있다.

제2그룹의 라인(3₀~3₆)의 일단은 각각 디코더(12)에 연결되며 또한 타단은 검출회로(4)의 선택기(7)(아니로그 스위칭 시스템을 갖는 데이타선택기)에 연결되어 있다.

디코더(12)는 제2그룹의 라인(3₀~3₆)으로 부터 선택된 한 라인을 개방시키는 역할을 하는 한편, 나머지 라인들에 소정의 정전압을 걸어주는 역할을 한다.

상술한 바와 같은 정전압을 예를 들어 3V로 세트되는 것이 좋다.

과전류 방지용 저항(r₄)과 정전압 제공용 다이오드(Di) 및 제너다이오드(ZDi)가 디코더(12)와 제2그룹의 라인들(3₀~3₆)의 각각의 일단간에 제공되어 있다.

제2그룹의 라인들(3₀~3₆)의 각각의 타단은 선택기(7)에 연결되어 있다. 선택기(7)는 제2그룹의 라인들중 하나를 연속으로 선택하여 스위칭동작을 위한 전압검출회로인 비교기에 연결한다.

디코더(12)와 선택기(7)는 클록펄스신호와 동기하여 라인들(3₀~3₆)상에서 주사동작을 수행한다. 그러므로, 디코더(12)에 의해 제2그룹의 라인들(3₀~3₆)로부터 선택된 라인, 예를 들어 라인(3₀)은 선택기(7)에 의해 동시에 선택되어 비교기(8)에 연결된다.

다른한편, 비교기(8)의 입력단자(N₁)에는 임피던스(R)를 통해 전원 Vcc(예, 5V)로 부터 적당한 전압이 걸린다. 선택기(7)에 의해 선택되는 제2그룹에 속하는 라인의 전압들 또한 단자(N₁)에 걸린다.

검출기준전압(예를 들어 2.5~3.0V)을 한정하기 위한 저항(r₃)과 제너다이오드(ZDi)는 다른 입력단(N₂)에 연결되어 있다.

이 실시예에서, 기준전압은 2.6V로 설정된다.

제1그룹의 라인들(1₀~1₆)의 각각의 일단은 드라이버회로(2)내에 제공되는 디코더(11)에 연결되어 있다. 디코더(11)는 상술한 바와 같은 선택기(7)와 디코더(12)의 주사동작과 동기항려 주사동작을 수행하며 또한 제1그룹의 라인들(1₀~1₆)로 부터 선택된 라인의 전압을 OV로 설정시키는 한편, 나머지 라인들을 개방상태로 두는 역할을 한다.

제2그룹으로 라인들중 라인(3₀)이 선택기(7)와 디코더(12)에 의해 선택되고 또한 제1그룹의 라인들중 라인(1₀)이 디코더(11)에 의해 선택될때 제2그룹의 라인들중 라인(3₀)의 전압은 5V에 유지되는 한편, 제2그룹에 속하는 라인들(3₁~3₆)의 나머지 라인의 전압은 3V에 유지된다.

다른한편, 제1그룹의 라인(1₀)이 디코더에 의해 선택될때 라인(1₀)의 전압은 OV에 설정되고 라인들(1₀~1₆)의 나머지 라인들은 개방된다.

그러한 상황에서 스위치(Sⓛ)를 누르면 라인(3₀)과 라인(1₀)이 연결되며, Vcc(5V)에 유지되는 라인(3₀)의 전압은 OV로 강하하고, 거의 OV의 전압이 비교기(8)의 입력단자(N₁)에 걸린다.

엄격히 말해 입력단자(N₂)의 전압의 완전히 OV까지 떨어지지 않는다. 왜냐하면 스위칭 장치(S)내에 저항(6)의 저항성분(r)과 라인(3₀)의 내부저항성분이 존재하기 때문이다. 그러나, 저항(6)의 저항성분(r)이 임피던스(R)의 것보다 작은 값, 예를 들어 R의 1/10의 값에 설정되면 입력단자(N₁)에 대한 입력전압은 OV로 생각될 수 있다.

이는 임피던스(R)의 값과 저항(6)의 저항성분(r)이 후술되는 바와 같이 본 발명에 독립적으로 변동될 수 있다는 사실에 근거한다.

따라서, 그러한 구성을 갖는 입력검출장치에서는 단하나의 스위치 예를 들어 스위치(S①)만을 누르면 스위칭장치가 연결되는 제2그룹내의 라인의 검출전압은 OV로서 나타나므로, 상기 사실이 검출될 수 있다. 왜냐하면 검출전압 OV는 3.0V의 검출기준전압보다 낮기 때문이다.

다른한편, 스위치(S①)를 누르지 않고, 다른 스위칭장치들(S②~④)을 동시에 잘못 누르면 비교기(8)의 입력단자(N₁)에 대한 입력전압이 적어도 3V이상으로 나타난다. 왜냐하면 제3b도에서 등가회로로 나타낸 바와 같이 스위칭 장치(S②)의 저항(r₂)과 스위칭장치(S④)의 저항 (r₄)은 3V에 유지되기 때문이다.

그러므로, 누설통과 신호전류의 발생이 검출될 수 있다.

따라서, 스위칭장치들(S②~S④)은 스위칭 장치(S①)대신 잘못 눌려짐에 의해 누설통과 신호전압이 발생하는 것을 마치 스위칭장치(S①)를 잘못 눌러서 된 것 같은 에러를 방지하는 것이 가능하다.

그러나, 원하는 스위칭장치와 다수의 다른 스위칭장치를 동시에 누르면 누설통과 신호전압이 다른 스위칭장치가 연결된 제2그룹에 속하는 라인을 통해 발생되므로 검출전압이 증가하게 된다.

그러므로, 원하는 스위칭장치의 동작을 검출할 수 없는 문제점이 발생한다.

상술한 상황에서의 누설통과 신호전압을 이하에 설명하면 다음과 같다.

제1도에서는 7스위칭장치들(S②~⑧)을 원하는 스위칭장치(S①)와 동시에 잘못 누르면 다음과 같은 식에 의해 나타내는 누설통과 신호 전압(V₈)은 약 1.9V로서 검출된다.

이 전압은 판별해야될 검출기준전압 3.0V보다 훨씬 작다.

그러므로, 스위치(S①)를 누르는 동작이 정확히 검출될 수 있다.

원하는 스위칭장치(S①)와 9개의 다른 스위칭장치(S)를 동시에 누르면 예를 들어 스위칭장치(S①)와 스위칭장치(S③~S⑪), 즉 총10스위치는 중복하여 폐쇄되어 다음과 같은 식으로 나타내 누설통과 신호전압(V₁₀)이 약 2.05V로서 검출된다.

이 전압은 판별될 검출기준전압(3.0V)보다 훨씬작다. 그러므로 스위치(S①)를 누르는 동작이 정확히 검출될 수 있다.

상기 실시예의 의해 얻은 결과로부터 제4도에 보인 바와 같은 그래프를 얻을 수 있다.

제4도는 동시에 눌려진 즉 동시에 폐쇄되는 스위치(S)와 수(N)와 누설통과 신호전류에 의해 발생되는 검출전압의 변동간의 상관관계를 나타낸다. 제4도에서 곡선(A)은 원하는 스위칭장치가 다른 스위칭장치들과 동시에 눌릴때에 상관관계를 나타내는 한편, 곡선(B)은 원하는 스위칭장치가 다른 스위칭장치들과 동시에 눌리지 않을때의 상호관계를 나타낸다.

곡선(A)은 원하는 스위치 예를 들어(S①)이 다수의 주변스위치(S①)이 다수의 주변스위치(S②~S⑪)와 함께 눌려질때 검출전압이 증가하게 되어 스위칭장치(S①)가 눌리지 않은 것으로 판별될 위험이 있음(상술한 바와 같이 단 하나의 스위치 예를 들어 스위치(S①)이 눌려지면 검출전압은 OV이다)을 나타낸다.

다른한편, 곡선(B)은 원하는 스위치, 예를 들어 (S①)이 눌려지지 않고, 다수의 주변스위치들(S②~S⑪)이 동시에 눌려질때, 검출전압이 감소하게 되어 스위치(S①)가 눌린것으로 판별될 위험이 있음을 나타낸다.

제4도에 나타낸 바와 같이 스위치들의 수(N)가 증가됨에 따라 곡선(B)이 전압검출기의 3V의 검출기준전압의 라인에 가까울수록 검출전압과 기준전압간의 차를 판별하기가 점점 어려워 진다.

그러므로 스위칭 매트릭스를 설계할때, 곡선(A또는 B)의 값과 검출기준전압, 즉 3V간의 전압자(

V)를 소정수의 스위치가 동시에 눌려질때 그러한 상황을 비교기가 판별할 수 있도록 최소값 이상으로 유지시켜 줘야만 한다.

일반적으로, 최대 10개의 스위치가 동시에 눌려진 상태가 최악의 상태로 생각된다.

그러나 최악의 상태에서 전압자(

V)를 가능한한 고레벨로 유지시키도록 매트릭스 스위치를 설계하는 것이 좋다.

그 다음 문제점을 전압자(

V)의 값을 어떻게 결정해야 되는가 하는 것이다.

동시에 눌려진 스위치들의 수가 작아 전압차(

V)가 충분히 크면 문제점이 없지만 그 수가 증가되어 차(

V)가 좋아지면 문제가 발생하는 것이 명백하다.

최대 10스위치들이 동시에 눌려질때 충분히 판별할 수 있을 정도로 전압차(

V)를 보장해줄 필요가 있을경우, 아주 난해한 조건들이 해결돼야 한다.

문제점들은 또한 저항값 자체의 변동 예를 들어 초기값의 변동 또는 시간경과에 따른 변동뿐만 아니라 눌린 스위치의 패턴으로 인해 발생된다.

본 발명자들은 상술한 보장을 실현시킬 수 있는 조건들을 생각해 보면 한편, 많은 실험을 행하였다.

그 결과, 박판형 격막을 포함하는 매트릭스 스위치용 저항을 선택하는 다음과 같은 개념을 얻었다.

스위칭 매트릭스 박판형 격막상에 형성하고 또한 100저항(6)을 하나의 격막 박판상에 형성한다고 가정한다. 또한 저항의 값을 통상과 같이 분산시키고 그의 평균값 X와 3

을 알고 있다고 가정한다.

제5도를 참조하면 최악의 경우는 원하는 스위치로서 최대값(r₁), 즉 +3

에 가장 가까운 최고값을 갖는 저항을 선택하고 또한 저항성분(r₂~r₁₀) 을 갖는 9저항을 다른 9스위치들로서 가장 작은 저항성분으로부터 차례로 선택하는 경우이다.

스위칭 매트릭스는 이러한 상황에서도 키-롤오버를 보장할 수 있도록 설계돼야 한다.

이러한 고찰들에 기초하여 본 발명자들은 제7도에 보인 바와 같은 저항의 값을 선택하기 위한 그래프를 얻었다. 저항의 초기정격을 선택할때 제7도에 보인 바와 같은 초기정격 저항성분(F와 G)의 영역으로부터 그들을 선택하는 것이 좋다.

제7도에 보인 곡선(C)은 저항성분의 허용값의 한계를 나타낸다. 영역(D)은 경과시간에 기초하는 마이진(margin)을 나타낸다. 영역(E)은 또 다른 마아진을 나타낸다.

본 발명에서, 저항성분값을 설정할때, 모든 저항값을 측정한 다음 다음과 같은 조건들(A와 B)을 동시에 만족시키도록 저항을 선택한다.

조건 A : 6≤X≤18, 3

≤X×0.47 그리고, 18≤X≤22, 3

≤X×0.43식중, X는 저항의 평균 저항성분값을 낸다.

조건 B : 박판상의 최악의 조합의 검출전압(V_H와 V_L)을 계산하여 그들이 다음과 같은 한계내에 있는지를 점검한다.

예를 들어 V_H≥2.80V, V_L≤2.70V, V_H와 V_L은 다음과 같은 방식에 의해 얻어진다.

회로의 상태에 관하여 원하는 스위치(S)를 누르면, 즉 온되면 제6도에 보인부분 X의 최소의 합성 저항성분을 제공하는 저항값, 즉 검출전압(V_L)을 찾안재기 위한 9저항들을 포함하는 합성 저항성분의 등가회로를 찾아낼 수 있다.

원하는 스위치가 눌려지지 않으면 즉, 오프되면 계산을 쉽게 하기 위해 스위칭 매트릭스상에 제공되는 모든 저항(6)이 저항성분값(t₂), 즉 최저값을 갖는다고 가정하고 그의 합성 저항성분을 계산함으로써 검출전압 (V_H)이 얻어진다.

상술한 바와 같이 저항성분값이 변동을 고려할때 제조공정과 시간경과로 인한 변동등의 환경 특성에 의해 원인이 되는 초기변동을 반드시 고려해야 한다. 제품을 테스트할때 제7도에서 곡선(C)로 나타난 바와 같이 허용가능 저항성분값의 한계로부터 안전마아진

와 환경특성을 빼서 얻은 값을 정격으로서 사용하는 것이 좋다.

이는 제7도에서 실선으로 둘러싼 초기정격의 영역(F와 G)으로 나타낸다. 본 발명에서는 상술한 바와 같이 임피던스가 누설통과 신호전압의 검출동작에 거의 영향을 주지 않는다.

따라서, 매트릭스 스위치내의 저항(6)의 값(r)을 임피던스(R)보다 훨씬 작게 설정할 수 있다. 예를 들어 임피던스(R)의 값은 500KΩ로 설정하면, 값(r)을 임피던스(R)의 1/10이하로 설정할 수 있다. 예를 들어 동일한 스위칭 매트릭스내에 제공된 저항들의 값의 변동이 약 20%이하로 억제하는한 약 10~30KΩ의 범위내로 설정할 수 있다.

일반적으로 동일 인쇄공정에서 저항을 제조할때 저항값의 변동을 20%이내로 억제하는 것은 쉽다. 따라서, 본 발명을 박판형 매트릭스 즉, 격막 스위치에 적용할때, 저항값(r)을 갖는 저항(6)을 스위치드르이 고정전극들이 이미 형성된 절연박막상에 형성할 수 있다.

제8도는 박판형 재료상에 형성되는 본 발명의 스위칭 매트릭스의 일실시예를 나타낸다. 제8도에서, 박판형 스위칭 매트릭스(71)는 다수의 통공(75)을 갖는 박막형 절연간격분리재(72)와 그 분리재(72)를 사이에 두고 적층되는 한쌍의 유연성 절연박막(73,74)을 포함하고 있다.

간격분리재(72)와 절연박막(73,74)은 예를 들어 폴리에스터 필름으로 제조된다.

한 절연박막(73)은 간격분리재(72)의 접촉하는 그의 표면상에 패턴형성법에 의해 상기 통공(72)과 대향하는 다수의 제2전극들(76), 저항(77), 상기 전극들(76)의 리드부분에 연결되는 각 전극의 일단 및 저항(77)의 리드부분에 연결되는 각 전극의 일단 및 저항(77)의 타단에 연결되는 라인(78)이 형성되어 있다.

제2그룹의 라인들(3₀~3')에 대응하는 라인들(80)이 형성되어 있다.

제1그룹의 라인(1₀~1₆)에 해당하는 라인(80)들의 그룹은 다수의 전극들(79)을 직렬로 연결하는 라인(80a)과 외부소자에 다수의 전극들(79)을 연결하는 라인(80b)을 포함한다.

전극들(76,79)과 라인들(78,80)은 은으로 제조되는 제1도체층과 저저항값을 갖는 층만으로 구성되는 1층 구성으로 또는 이동을 방지하기 위한 저저항값을 갖는 제1층상에 형성되는 제2층으로 구성되는 2층구성으로 형성된다.

제8도에 보인 박판형 스위칭 매트릭스(71)는 간격분리재(72)와 절연박막(73)의 일부와 서로 박리된 절연박막(74)을 갖고 있다. 스위칭 매트릭스(71)에서, 전극(79)이 형성되는 절연박막(74)의 상부표면이 키등에 의해 아래로 눌리면 전극(79)은 절연박막(74)의 변형에 의해 절연박막(73)상에 형성되는 대향전극(76)에 연결된다. 하향으로 누르는 힘이 제거된 후, 전극(76,79)간의 접촉이 절연박막(74)의 스프링 반발력에 의해 제거된다.

본 발명의 또 다른 실시예를 제9도를 참조하여 설명한다.

상술한 실시예에서 스위칭 매트릭스는 제1그룹의 라인(3₀~3₆)의 각 라인의 정전압을 제공하도록 하나의 제너다이오드(ZDi)를 구비하고 있다.

또한 제너다이오드는 비교기(8)에 기준전압을 제공하기 위한 부분으로 사용된다.

본 실시예에서는 단하나의 제너다이오드(ZDi)만이 제9도에 보면 바와 같이 제공되어 있다. 제너다이오드는 라인(3₀~3₆)각각에 정전압을 제공하고, 또한 비교기의 기준전압을 설정하기 위해 공통으로 사용된다.

스위칭 매트릭스가 상술한 바와 같이 구성될 때 회로는 간단해지며, 또한 제너다이오드에서의 변동에 의해 원인이 되는 악영향이 제거될 수 있다.

검출전압은 누설통과 신호전류가 없을때 항상 거의 OV인 반면, 기준전압에 대해서는 항상 프러스(+)전압이다.

그러므로, 누설통과 신호전류의 발생으로 인해 누르지 않은 키가 마치 눌려진 것으로 잘못 검출되는 것이 방지될 수 있다.

그밖에 원하는 스위치를 여러개의 다른 스위치들과 동시에 누를때, 예를 들어 원하는 스위치를 또 다른 9스위치들과 동시에 누를때 조차 10키 롤-오버가 실현될 수 있어 원하는 스위치가 검출될 수 있다.

본 발명에 의하면, 스위칭소자에 제공되는 각 저항의 정격값(r)은 검출회로의 임피던스의 1/10, 바람직하게는 1/20 이하로 설정될 수 있기 때문에 동일한 스위칭 매트릭스내의 그의 변동이 205 이하인 한 임피던스에 관해 저항값(r)을 설정함에 있어 좀 더 큰 자유도가 있다.

그러므로, 저항을 인쇄법을 사용하여 제조하는 것이 용이하다.

Claims

드라이버회로(2)와, 검출회로(4)와, 상기 드라이버회로(2)에 각각 연결되는 제1그룹의 다수의 라인(1₀~1₆)과, 상기 검출회로(4)에 각각 연결되는 제2그룹의 다수의 라인들(3₀~3₆)과, 직렬 연결된 스위칭소자(5)와 저항(6)을 제각기 포함하며, 각각의 일단은 상기 제1그룹의 라인들중 하나에 연결되며 타단은 상기 제2그룹의 라인들중 하나에 연결되는 다수의 스위칭장치(S)를 포함하며, 상기 드라이버회로(2)는 상기 제1그룹의 각 라인(1₀~1₆)의 일단을 차례로 O(V)의 전원에 연결해주는 디코더(11)를 갖고 있는 한편, 상기 검출회로(4)는 상기 제2그룹의 라인(3₀~3₆)의 일단을 그의 전압검출기(8)에 차례로 연결해주는 선택기(7)를 갖고 있는 스위칭 매트릭스내의 입력동작검출용 검출장치에 있어서, 상기 스위칭동작을 검출하도록 상기 전압검출기(8)에 연결되지 않은 상기 제2그룹의 다수의 라인들의 타단에는 상기 제2그룹의 다수의 라인들의 각 단부를 상기 선택기(7)의 동작과 동기하여 차례로 개방시키고 또한 상기 라인들의 타단에 상기 검출전압보다 높은 정전압을 걸어주기 위한 수단(ZDi)을 갖춘 디코더(12)가 연결되어 있는 것이 특징인 스위칭 매트릭스내의 입력동작 검출용 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 수단(ZDi)을 포함하는 정전압회로는 상기 제2그룹의 라인(3₀~3₆)들의 각 단부에 상기 전압을 걸어주도록 설치되는 것이 특징인 스위칭 매트릭스내의 입력동작 검출용 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 전압검출기(8)에 입력된 상기 정전압과 기준전압은 동일한 전원으로부터 공급되는 것이 특징인 스위칭 매트릭스내의 입력동작검출용 검출장치.
제1, 2 또는 3항중 임의의 한항에 있어서, 상기 제2그룹의 라인을 각각에 걸리는 상기 소정의 정전압은 하나의 제너다이오드를 통해 제공되는 것이 특징인 스위칭 매트릭스내의 입력동작 검출용 검출장치.
제1, 2 또는 3항중 임의의 한항에 있어서, 상기 매트릭스는 내면이 서로 대향하도록 서로 겹쳐지는 적어도 2박판형 재료의 내면상에 형성되는 것이 특징인 스위칭 매트릭스내의 입력동작 검출용 검출장치.