JP2004055341A - Switching device - Google Patents
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Abstract
Description
【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)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a switch device including a switch matrix configured by assembling a plurality of switches in a matrix.
[0002]
[Prior art]
As a switch device including a switch matrix configured by assembling a plurality of switches in a matrix, there is a remote control device that performs remote control, and these are disclosed in JP-A-5-191874 and JP-A-6-351070. Have been. The remote control device includes a switch matrix including M first common conductive lines to which one end of each operation switch is connected, and N second common electrode lines to which the other end of each operation switch is connected. , A matrix input unit to which each of the first common conductive lines is connected, and a matrix selection unit to which N second common conductive lines are connected, according to an input pattern of each of the operation switches. And control means comprising a microcomputer for performing predetermined processing. In the remote control device, any one of the N second common conductive lines is selected by the matrix selection unit based on a control signal from the control unit, and the switch in the selected line is selected. By inputting the input state of each operation switch of the matrix to the control means via the matrix input means, the number of input / output ports of the matrix input means and the matrix selection means is reduced to M * N (M and N Multiplication with the operation switch).
[0003]
Such a remote control device has been improved in performance and multi-functionality of an air conditioner in recent years (for example, operation switching of an air conditioner such as "cooling / heating / dehumidification", switching of "operation / stop", and "temperature", With the adjustment of the “air volume” and “wind direction”, the timer function, the time setting, and the like), the operation functions for controlling them are becoming more complicated and diversified, and the number of operation switches is also increasing. In the remote control device, with the increase in the number of operation switches, frequently used operation switches are provided on the outer case surface, and infrequently used operation switches are hidden by a cover (lid) provided on the outer case. The design of the remote controller is designed to increase the commercial value in consideration of the design.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a remote control device, it is necessary to increase the number of operation switches in the switch matrix in order to cope with higher performance and more functions. For this reason, it is necessary to increase the number of input / output ports in the microcomputer serving as the control means, so that an expensive microcomputer is required, which causes a problem that the cost is increased. In addition, as the number of input / output ports increases, the size of a microcomputer formed of an integrated circuit increases, and a remote control device that is desired to be downsized has a problem that layout design on a circuit board is complicated. .
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problem, and provides a switch device capable of coping with high performance and multi-function without increasing the number of input / output ports of the microcomputer. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a plurality of switches, and includes M first common conductive lines to which one ends of the switches are connected, and N second common conductive lines to which the other ends of the switches are connected. A switch matrix, matrix input means to which the M first common conductive lines are connected, matrix selecting means to which the N second common conductive lines are connected, and at least one of the first common conductive lines. And a switch member connected to the common conductive line.
[0007]
A switch including a plurality of switches, M first common conductive lines to which one ends of the switches are connected, and N second common conductive lines to which the other ends of the switches are connected; A matrix, matrix input means connected to the M first common conductive lines, matrix selection means connected to the N second common conductive lines, and M first common conductive lines And an extended switch group composed of switch members connected to the respective lines.
[0008]
Further, a regulating means for regulating the direction of current flow between the switch and the first common conductive line or between the switch and the second common conductive line is provided. It is.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A switch device of the present invention will be described using a remote control device used in an air conditioner or the like as an example.
[0010]
1 and 2, a
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
Next, the electrical configuration of the
[0015]
The
[0016]
The switch matrix 6 is configured by assembling a plurality of
[0017]
The switch matrix 6 includes operation switches (switch members) 11 each having one end connected to each of the first common conductive lines m1, m2, m3, and m4 and the other end grounded to a ground (GND) level. An extended
[0018]
The
[0019]
The transmitting means 8 is composed of, for example, an infrared light emitting diode for light transmission. The transmitting means 8 converts a transmission signal voltage, which is a control signal output from the control means 7, into an optical control signal, and outputs the light control signal to the air conditioner 2 which is a controlled device. Is what you do. In addition, the air conditioner 2 is provided with a receiving unit for receiving the light control signal, and is configured to be driven and controlled based on the light control signal received by the receiving unit.
[0020]
The control means 7 includes a microcomputer, has a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and executes a predetermined process, a processing unit 7a, a matrix input means 7b as the input port, and a matrix selection as the output port.
[0021]
The matrix input means 7b has an input stage such as a transistor or a photocoupler. Each of the first common conductive lines m1, m2, m3, and m4 is connected to the input stage and each of the first common conductive lines m1, m2, m3, and m4. The input state of each of the operation switches 5 and 11 connected to m1, m2, m3 and m4 is transmitted to the processing unit 7a.
[0022]
The
[0023]
Next, a method of recognizing the switch matrix 6 in the control means 7 will be described in detail.
[0024]
The processing unit 7a controls the air conditioner 2 based on a combination input pattern of the input state (on / off state) of each
[0025]
That is, the processing unit 7a recognizes, for example, the input state of each
[0026]
Further, the processing unit 7a can further increase the resolution by being provided with the extended
[0027]
The
[0028]
Further, it is possible to use an inexpensive microcomputer having a small number of input / output ports, which is very advantageous in terms of cost of the
[0029]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, but the same or corresponding parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0030]
[0031]
Such a
[0032]
In each of the above-described embodiments, the first common conductive lines m1, m2, m3, and m4 are provided with the operation switches 11, respectively. The operation switches 11 may be provided on at least one of the first common conductive lines m1, m2, m3, and m4, and the number of the operation switches 11 can be changed according to a required number.
[0033]
In each of the embodiments described above, the polarity of the
[0034]
In the above-described embodiments, the other end of the
[0035]
【The invention's effect】
The present invention relates to a switch device including a switch matrix configured by assembling a plurality of switches in a matrix, and is capable of responding to high performance and multifunction without increasing the number of input / output ports of a microcomputer. A possible switch device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a remote control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary perspective view showing the remote control device of the embodiment;
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the remote control device of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an electrical configuration of a switch matrix according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of a switch matrix in a remote control device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Remote control device (switch device)
5 operation switch 6 switch matrix 7 control means
12 Extended operation switches (extended switches)
Claims (3)
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。A switch matrix including a plurality of switches, M first common conductive lines to which one ends of the respective switches are connected, and N second common conductive lines to which the other ends of the respective switches are connected; ,
Matrix input means to which the M first common conductive lines are connected;
Matrix selection means to which the N second common conductive lines are connected;
A switch member connected to at least one of the first common conductive lines;
A switch device comprising:
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。A switch matrix including a plurality of switches, M first common conductive lines to which one ends of the respective switches are connected, and N second common conductive lines to which the other ends of the respective switches are connected; ,
Matrix input means to which the M first common conductive lines are connected;
Matrix selection means to which the N second common conductive lines are connected;
An extended switch group including switch members respectively connected to the M first common conductive lines;
A switch device comprising:
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