CN110531869A - 输入装置、检测方法及电子设备 - Google Patents

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浅贺久
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Abstract

提供输入装置、检测方法及电子设备。课题在于实现具有多个开关的输入装置中的电路结构的简化以及防止控制部的损坏。一种输入装置，其用于输入操作指示，输入装置包括：至少2个开关，至少2个开关分别具有一端和另一端；以及控制部，控制部具有至少1个输入部以及至少2个输入输出部，输入部与2个开关中的各开关的一端连接，输入输出部中的第1输入输出部与2个开关中的第1开关的另一端连接，输入输出部中的第2输入输出部与2个开关中的第2开关的另一端连接，控制部在从第1输入输出部输出扫描信号时，将第2输入输出部切换为输入受理状态，通过检测在输入部产生的电压的大小，从而获得第1开关的导通状态。

Description

输入装置、检测方法及电子设备
技术领域
本发明涉及一种用户为了对各种电子设备等进行指示输入而使用的输入装置的改良技术。
背景技术
例如，日本特开平3-135298号公报(专利文献1)中公开了用户为了对各种电子设备等进行指示输入而使用的输入装置的现有技术。该文献中所公开的遥控器具有呈矩阵状地排列的薄膜开关(Membrane switch)，能够通过按下任意的薄膜开关而进行指示输入。
图4示出如上所述的具有多个开关的现有的输入装置中的电路结构示例。该图4所示的输入装置构成为包含由微型计算机等构成的控制部10a、呈矩阵状地排列的多个开关11～22、电阻元件31～38以及反接防止用元件40。在该输入装置中，控制部10a具有多个输出端子C11、C12、C13、以及多个输入端子S1、S2、S3、S4。各输出端子C11～C13与各开关11～22中的任意方的一端连接，输入端子S1～S4与各开关11～22中的任意方的另一端连接。
图5示出图4所示的现有例的输入装置中的动作时的时序图。如图所示，输入装置在分别不同的定时将各输出端子C11～C13的电位设为低电位(低(Lo)输出)，与其对应地在各输入端子S1～S4中检测电压，从而检测各开关11～22被按下的情况。例如，在开关11被按下的情况下，在图5所示的C11端子成为低电位的定时形成经由电阻元件31、35、开关11、反接防止用元件40的电流路径，经由开关11在输入端子S1检测出C11端子的低电位。由此，控制部10a能够检测开关11被按下的情况。此外，即使在开关11、12被同时按下的情况下，由于输出端子C11、C12各自成为低电位的定时不同，因此控制部10a能够检测出开关11、12各自被按下的情况。
于是，在图4所示的这样的现有例的输入装置中，目的在于实现基于削减部件数量的低成本化以及安装面积的减小，可能会产生想省略反接防止用元件40的需求。然而，如果简单地省略反接防止用元件40，可能会导致在多个开关被同时按下时经由这些开关而输出端子彼此短路，使构成控制部10a的微型计算机损坏。例如，在开关11、12被同时按下的情况下，在输出端子C11成为低电位(低(Lo)输出)，且输出端子C12成为高电位(高(Hi)输出)的期间，会导致经由开关11、12以及布线在输出端子C11与输出端子C12之间产生循环电流路径(回り込み電流経路)，可能产生输出端子C11的损坏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-135298号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的具体的方式的目的之一在于提供一种能够兼顾具有多个开关的输入装置中的电路结构的简化以及防止控制部的损坏的技术。
用于解决问题的手段
[1]本发明的一个方式的输入装置为用于输入操作指示的装置，其中，所述输入装置包括：(a)至少2个开关，所述至少2个开关分别具有一端和另一端；(b)控制部，所述控制部具有至少1个输入部以及至少2个输入输出部，(c)所述输入部与所述2个开关中的各开关的所述一端连接，(d)所述输入输出部中的第1输入输出部与所述2个开关中的第1开关的所述另一端连接，(e)所述输入输出部中的第2输入输出部与所述2个开关中的第2开关的所述另一端连接，(f)所述控制部在从所述第1输入输出部输出扫描信号时，将所述第2输入输出部切换为输入受理状态，通过检测在所述输入部产生的电压的大小，从而获得所述第1开关的导通状态。
[2]本发明的一个方式的方法为检测输入装置中的各开关的导通状态的方法，所述输入装置具有：(a)至少2个开关，所述至少2个开关分别具有一端和另一端；以及(b)控制部，所述控制部具有至少1个输入部以及至少2个输入输出部，(c)所述输入部与所述2个开关中的各开关的所述一端连接，(d)所述输入输出部中的第1输入输出部与所述2个开关中的第1开关的所述另一端连接，(e)所述输入输出部中的第2输入输出部与所述2个开关中的第2开关的所述另一端连接，其中，所述控制部在从所述第1输入输出部输出扫描信号时，将所述第2输入输出部切换为输入受理状态，通过检测在所述输入部产生的电压的大小，从而获得所述第1开关的导通状态。
[3]本发明的一个方式的电子设备为具有上述的输入装置的电子设备。
另外，本说明书中的“连接”包括特定的电路部件彼此经由布线等直接连接的情况，以及在该特定的电路部件彼此之间介着其它的电路部件，而使该特定的电路部件彼此间接地连接的情况这两种情况。
根据上述结构，可以兼顾具有多个开关的输入装置中的电路结构的简化与防止控制部的损坏。
附图说明
图1为示出一个实施方式的输入装置的电路结构的图。
图2为示出输入装置的控制部中的输入输出端子的内部电路的结构示例的图。
图3为示出输入装置的动作时的时序图的图。
图4为示出具有多个开关的现有的输入装置中的电路结构示例的图。
图5为示出图4所示的现有例的输入装置的动作时的时序图的图。
标号说明：
10：控制部；11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22：开关；31、32、33、34、35、36、37、38：电阻元件；50：输入输出电路；C1、C2、C3：输入输出端子；S1、S2、S3、S4：输入端子。
具体实施方式
图1为示出一个实施方式的输入装置的电路结构的图。图示的输入装置构成为包含由微型计算机等构成的控制部10、呈3行×4列的矩阵状配置的多个开关11～22、以及电阻元件31～38。该输入装置对各开关11～22是否被按下(即，导通状态)进行检测，并向未图示的上位装置提供其检测结果。在此所谓的上位装置是指各种电子设备，例如空调。输入装置与上位装置之间可以通过有线的方式连接，也可以通过无线的方式连接。
控制部10具有多个输入输出端子C1、C2、C3、以及多个输入端子S1、S2、S3、S4。输入输出端子C1～C3分别为能够选择输出相对较低的电位即低电位信号(扫描信号)的状态即“输出状态”、以及向控制部10输入(检测)从外部提供的信号的状态即“输入状态(输入受理状态)”中的任意状态的端子。可以通过在控制部10中执行规定的程序从而实现各状态的切换。输入端子S1～S4分别为用于向控制部10输入(检测)从外部提供的信号的端子。
控制部10的输入端子S1经由布线以及电阻元件35与各开关11、12、13的一端连接。同样地，输入端子S2经由布线以及电阻元件36与各开关14、15、16的一端连接。同样地，输入端子S3经由布线以及电阻元件37与各开关17、18、19的一端连接。同样地，输入端子S4经由布线以及电阻元件38与各开关20、21、22的一端连接。
控制部10的输入输出端子C1经由布线与各开关11、14、17、20的另一端连接。同样地，输入输出端子C2经由布线与各开关12、15、18、21的另一端连接。同样地，输入输出端子C3经由布线与各开关13、16、19、22的另一端连接。
电阻元件31的一端与电源端子(高电位端子)连接，另一端连接在输入端子S1与开关11的一端之间。电阻元件32的一端与电源端子连接，另一端连接在输入端子S2与开关14的一端之间。电阻元件33的一端与电源端子连接，另一端连接在输入端子S3与开关17的一端之间。电阻元件34的一端与电源端子连接，另一端连接在输入端子S4与开关20的一端之间。
电阻元件35连接在输入端子S1与开关11的一端之间。电阻元件36连接在输入端子S2与开关14的一端之间。电阻元件37连接在输入端子S3与开关17的一端之间。电阻元件38连接在输入端子S4与开关20的一端之间。这些电阻元件35～38作为上拉(pull up)电阻元件发挥功能。
图2为示出输入装置的控制部中的输入输出端子的内部电路的结构示例的图。图示的输入输出电路50为用于将输入输出端子C1切换为输出状态和输入状态中的任意状态的电路，构成为包含电阻元件51、55、晶体管52、53、54、与非(NAND)元件(与非(NAND)电路)56以及非(NOT)元件(非(NOT)电路)57。另外，在此虽然省略说明，但针对其它的输入输出端子C2、C3也设置了同样的输入输出电路50。
电阻元件51的一端与电源端子(高电位端子)连接，另一端与晶体管52连接。此外，电阻元件55连接在与非(NAND)元件56的输入端与输入输出端子C1之间。
晶体管52例如为P沟道场效应型晶体管，电流路的一端(源极/漏极)经由电阻元件51与电源端子连接，电流路的另一端(源极/漏极)与输入输出端子C1连接。从控制部10的未图示的内部电路对该晶体管52的控制端(栅极)提供控制信号(Pull-up control(上拉控制))。
晶体管53例如为P沟道场效应型晶体管，电流路的一端(源极/漏极)与电源端子连接，电流路的另一端(源极/漏极)与输入输出端子C1连接。从控制部10的未图示的内部电路对该晶体管53的控制端(栅极)提供控制信号(Pout)。
晶体管54例如为N沟道场效应型晶体管，电流路的一端(源极/漏极)与基准电位端子(接地端)连接，电流路的另一端(源极/漏极)与输入输出端子C1连接。从控制部10的未图示的内部电路对该晶体管54的控制端(栅极)提供控制信号(Nout)。
与非(NAND)元件56的第1输入端经由电阻元件55与输入输出端子C1连接，第2输入端与控制部10的未图示的内部电路连接，输出端与非(NOT)元件57的输入端连接。从控制部10的内部电路对该与非(NAND)元件56的第2输入端提供控制信号(Standby control forinput shutdown(输入停止的待机控制))。
非(NOT)元件57的输入端与与非(NAND)元件56的输出端连接。从该非(NOT)元件57的输出端获得的信号(Automotive input)与经由输入输出端子C1从外部获得的信号对应。另外，构成为也可以从输入输出端子C1经由电阻元件55直接获取来自外部的信号(Analoginput(模拟输入))。
以下对该输入输出电路50的动作进行说明。在将输入输出端子C1设为“输出状态”的情况下，控制提供给各晶体管53、54的控制端的控制信号(Pout、Nout)的电位。由此，能够从输入输出端子C1选择性地输出高电位信号或者低电位信号。此时，控制部10通过将提供给与非(NAND)元件56的第2输入端的控制信号(Standby control for input shutdown(输入停止的待机控制))设定为规定电位，从而成为不取得从非(NOT)元件57的输出端获取的信号(Automotive input)以及从输入输出端子C1经由电阻元件55获取的信号(Analoginput)的状态。
另一方面，在将输入输出端子C1设为“输入状态”的情况下，控制部10通过控制提供给各晶体管53、54的控制端的控制信号(Pout、Nout)的电位，从而设为不输出高电位信号或者低电位信号的状态，检测从非(NOT)元件57的输出端获得的信号(Automotive input)或者从输入输出端子C1经由电阻元件55获得的信号(Analog input)。由此，能够将输入输出端子C1切换为“输出状态”或者“输入状态”。此时的输入输出端子C1的状态为实质上未流过电流并能够检测电压的高阻抗状态。另外，在其它的输入输出端子C2、C3中也是同样的。
图3为示出输入装置的动作时的时序图的图。如图所示，输入装置的控制部10在分别不同的定时将各输入输出端子C1～C3的电位设为低电位，与其对应地在各输入端子S1～S4中对电压进行检测，从而检测各开关11～22被按下的情况。例如，在开关11被按下的情况下，在输入输出端子C1成为低电位的定时形成经由电阻元件31、35、开关11的电流路径，经由开关11向输入端子S1输入输入输出端子C1的低电位信号(扫描信号)。由此，控制部10能够检测开关11导通(被按下)的情况。对于与输入输出端子C1连接的其它的开关14、17、20也同样，经由各输入端子S2、S3、S4检测各开关的导通状态(导通/非导通)。在其它的输入输出端子C2、C3中也是同样的，在各输入输出端子C2、C3成为低电位的定时检测各开关的导通状态。
此外，控制部10针对各输入输出端子C1～C3，在输出低电位信号的期间(上述的“输出状态”的期间)以外的期间，控制为上述的“输入状态”。即，在本实施方式的输入装置中，以在某1个输入输出端子(例如，输入输出端子C1)成为输出状态的期间，其它的2个输入输出端子(例如，输入输出端子C2、C3)成为输入状态的方式对各输入输出端子C1～C3进行控制。由此，例如，即使在开关11、12被同时按下的情况下，由于虽然从输入输出端子C1输出低电位信号但输入输出端子为输入状态，因此不会经由开关11、12以及布线在输入输出端子C1与输入输出端子C2之间产生循环电流路径。在其它的开关(例如，开关13)中也是同样的，即使同时按下多个开关，也不会产生循环电流路径。由此，即使未设置反接防止用元件，也不会产生控制部10的输入输出端子C1～C3的损坏。
根据以上的实施方式，能够兼顾具有多个开关的输入装置中的电路结构的简化与防止控制部的损坏。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式的内容，在本发明的主旨的范围内可进行各种变形来实施。例如，输入装置所具有的开关的数量、开关的种类不限于上述的实施方式。此外，上述的实施方式中的输入装置的电路结构为一例，只要不妨碍期望的动作，可以包含其它的电路元件。

Claims (5)

1.一种输入装置，其用于输入操作指示，所述输入装置包括：
至少2个开关，所述至少2个开关分别具有一端和另一端；以及
控制部，所述控制部具有至少1个输入部以及至少2个输入输出部，
所述输入部与所述2个开关中的各开关的所述一端连接，
所述输入输出部中的第1输入输出部与所述2个开关中的第1开关的所述另一端连接，
所述输入输出部中的第2输入输出部与所述2个开关中的第2开关的所述另一端连接，
所述控制部在从所述第1输入输出部输出扫描信号时，将所述第2输入输出部切换为输入受理状态，通过检测在所述输入部产生的电压的大小，从而获得所述第1开关的导通状态。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，
所述第2输入输出部的所述输入受理状态为实质上未流过电流且能够检测电压的高阻抗状态。
3.根据权利要求1或2所述的输入装置，其中，
所述输入装置还具有：上拉电阻元件，其连接在所述第1开关的一端与所述输入部之间。
4.一种检测输入装置中的各开关的导通状态的方法，所述输入装置具有：(a)至少2个开关，所述至少2个开关分别具有一端和另一端；以及(b)控制部，所述控制部具有至少1个输入部以及至少2个输入输出部，(c)所述输入部与所述2个开关中的各开关的所述一端连接，(d)所述输入输出部中的第1输入输出部与所述2个开关中的第1开关的所述另一端连接，(e)所述输入输出部中的第2输入输出部与所述2个开关中的第2开关的所述另一端连接，其中，
所述控制部在从所述第1输入输出部输出扫描信号时，将所述第2输入输出部切换为输入受理状态，通过检测在所述输入部产生的电压的大小，从而获得所述第1开关的导通状态。
5.一种电子设备，所述电子设备具有权利要求1至3中的任一项所述的输入装置。
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