JP2005149223A - ボタン押下検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成によりボタンの多重押下を防止するとともに、ボタンの押下がオーバーラップしてもそれぞれのボタンの押下を検出することができるボタン押下検出装置を提供する。
【解決手段】抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値はそれぞれＲ、Ｒ、０．７Ｒに設定され、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は入力電圧を電源電圧の５０％の閾値と比較することによりハイ／ローを判別する。スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に開のときには、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなる。また、スイッチＳＷ１が閉、スイッチＳＷ２が開、あるいは、スイッチＳＷ１が開、スイッチＳＷ２が閉のときには、出力信号Out1またはOut2のいずれかがハイレベルとなり、ボタンが押下されたことを検出することができる。一方、両方のボタンが押され、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に閉となると、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなり、いずれのボタンも押下されていないと判別される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボタン押下検出装置、特に、複数のボタンが同時に押される多重押しを防止することができるボタン押下検出装置に関する。

エレベータの上下やドアの開閉を指示するボタンのように、排他的な選択を行うボタンのボタン押下検出装置として、従来、図６に示すようなボタン押下検出装置が使用されている。
図に示すように、このボタン押下検出装置は、電源に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２に直列に接続されたスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の接続点の電圧を検出する比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２により構成されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２はボタンの押下の有無により開閉し、その他端は接地されている。また、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は入力電圧を電源電圧の５０％の閾値と比較することにより入力電圧のハイ／ローを判別するとともに、判別出力を反転して出力信号Out1、Out2として出力する。

図７はスイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉状態と、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２の出力信号Out1、Out2との関係を表す表であり、この表に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に開のときには、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなる。また、スイッチＳＷ１が閉、スイッチＳＷ２が開のときには、出力信号Out1はハイレベル、出力信号Out2はローレベルとなり、スイッチＳＷ１が開、スイッチＳＷ２が閉のときには、出力信号Out1はローレベル、出力信号Out2はハイレベルとなる。

一方、いたずらや誤った操作により両方のボタンが押され、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に閉となると、出力信号Out1、Out2が共にハイレベルとなり、どちらのボタンの動作を行うかを決定することができない。
このため、従来は、ボタンに優先順位をつけたり、抵抗や電流の重み付け回路を使用し、複数の閾値で判別することによりボタンの二重押しを防止している。また、マイクロコンピュータを使用し、ソフトウェアによってボタンの二重押しを防止する方法も提案されている。

図８は上記のようにソフトウェアによりボタンの二重押しを防止する、従来のボタン押下検出装置を示す図であり、電源Ｅがマイクロコンピュータ１に電源電圧を与えるとともに、抵抗Ｒ１１にも接続され、抵抗Ｒ１１は抵抗Ｒ１２、Ｒ１３とに直列に接続されている。そして、抵抗Ｒ１２とＲ１３の接続点にスイッチＳＷ１が、抵抗Ｒ１３の他端にスイッチＳＷ２が接続され、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の接続点の電圧がマイクロコンピュータ１のＡ／Ｄ変換器（図示せず）に入力されている。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれかが開閉した場合、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の接続点の電圧が異なった値を示すので、マイクロコンピュータ１は上記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル値よりどのスイッチが押されたかを識別する。そして、複数のスイッチのいずれが押下されたかをスイッチ記憶手段に一時的に記憶し、今回押下されたスイッチと、スイッチ記憶手段に記憶されている前回押下されたスイッチとを参照して単独押下か二重押下かをプログラムによって判断することにより、ボタンの二重押下を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３０２１５０号公報。

上記のように、従来のボタン押下検出装置は、ボタンに優先順位をつけたり、抵抗や電流の重み付け回路を使用して複数の閾値で判別したり、あるいはソフトウェアによりボタンの多重押しを防止しているが、ソフトウェアにより多重押しを判別するにはマイクロコンピュータ等が必要になり装置が複雑になるという問題があった。
また、単独のボタンが押下されたか複数のボタンが同時に押下されたかを、複数の閾値電圧を用いて判別することが可能であるが、この場合には、複数の基準電圧を発生しなければならず、装置を簡略化できないという問題があった。

一方、電卓のように続けてボタンを押す場合、最初のボタンを離す前に次のボタンを押すことがある。このような重複受付（オートリピート）防止のため、従来は、すべてのボタンが押されていない状態がないと、次のボタンを受け付けないようにしている。すなわち、図９（ａ）に示すように、ボタンの押下がオーバーラップしていない場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉によるそれぞれのボタンの押下が検出できるが、図９（ｂ）に示すように、ボタンの押下がオーバーラップした場合には、スイッチＳＷ２の開閉が受け付けられず、ＳＷ１の開閉によるボタンの押下のみが検出される。このように、重複受付を防止すると、多重押しを防止することはできるが、ボタンの押下による素早い入力ができないという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成によりボタンの多重押下を防止するとともに、ボタンの押下がオーバーラップしてもそれぞれのボタンの押下を検出することができるボタン押下検出装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係るボタン押下検出装置（１）は、
ボタンの操作により開閉される複数のスイッチと、
各スイッチの一端にそれぞれ直列に接続された複数の抵抗と、
各スイッチの他端が接続された共通端子に接続された抵抗と、
各スイッチと各スイッチに直列接続された抵抗との接続端子の電圧を検出する複数の電圧検出手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るボタン押下検出装置（２）はボタン押下検出装置（１）において、
各スイッチの１つのみが押下された場合には、前記電圧検出手段によって検出された電圧が所定値より小さくなり、
各スイッチが押下されていない場合及び、各スイッチの少なくとも２つが同時に押下された場合には、前記電圧検出手段によって検出された電圧が前記所定値より大きくなるように、
前記各スイッチの一端に接続された複数の抵抗の抵抗値と、前記共通端子に接続された抵抗の抵抗値とが設定されていることを特徴とする。

また、本発明に係るボタン押下検出装置（３）はボタン押下検出装置（１）において、
各スイッチの他端が接続された共通端子の電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係るボタン押下検出装置（１）、（２）によれば、各スイッチの一端が接続された共通端子に抵抗が接続されているので、各抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、複数のボタンが同時に押下された場合には、各スイッチと各スイッチに直列接続された抵抗との接続点の電圧を閾値より高い電圧にすることができ、いずれのボタンも押下されていないと判別されるので、多重押下を簡単な構成で防止することができる。
また、複数のボタンの押下がオーバーラップした場合、オーバーラップした状態では各ボタンが押下されていないと判別されるので、すべてのボタンが押されていない状態がないと、次のボタンを受け付けないようにした場合に、複数のボタンの押下がオーバーラップしても、それぞれのボタンが押下されたことを確実に検出することができ、ボタン押下による素早い入力に対応することができる。

さらに、本発明に係るボタン押下検出装置（３）によれば、各スイッチの他端が接続された共通端子の電圧を検出する電圧検出手段を備えているので、この電圧検出手段の出力により複数のボタンが同時に押下されたことを検出することができ、同時押下時の特別な機能、例えば「異常通知」のような動作を行わせることが可能となる。

以下、本発明のボタン押下検出装置の実施例について、図面を用いて説明する。
図１は本発明のボタン押下検出装置の回路図であり、図に示すように、電源に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２に直列に接続されたスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の一端の共通接続端子と接地間に接続された抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ１、Ｒ２とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の接続点の電圧を検出する比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２により構成されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２はそれぞれのボタンの押下の有無により開閉し、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値はそれぞれＲ、Ｒ、０．７Ｒに設定されている。また、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は入力電圧を電源電圧の５０％の閾値と比較することにより入力電圧のハイ／ローを判別するとともに、判別出力を反転して出力信号Out1、Out2として出力する。

図２はスイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉状態と、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２の出力信号Out1、Out2との関係を表す表であり、この表に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に開のときには、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなる。また、スイッチＳＷ１が閉、スイッチＳＷ２が開のときには、抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ１の接続点の電圧Ｖ１は電源電圧をＥとすると、
Ｖ１＝０．７Ｒ＊Ｅ／（Ｒ＋０．７Ｒ）＝０．４１Ｅ
となるので、出力信号Out1はハイレベル、出力信号Out2はローレベルとなり、スイッチＳＷ１のボタンが押下されたことを検出することができる。また、スイッチＳＷ１が開、スイッチＳＷ２が閉のときにも、上記と同様に、出力信号Out1がローレベル、出力信号Out2がハイレベルとなり、スイッチＳＷ２のボタンが押下されたことを検出することができる。

一方、いたずらや誤った操作により両方のボタンが押され、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に閉となると、抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ１の接続点の電圧Ｖ１、及び、抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ２の接続点の電圧Ｖ２は、
Ｖ１＝Ｖ２＝０．７Ｒ＊Ｅ／（０．５Ｒ＋０．７Ｒ）＝０．５８Ｅ
となって、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなり、いずれのボタンも押下されていないと判別されるので、二重押下を防止することができる。
以上のように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれかが開閉されたことの検出及び二重押下の防止を単一の閾値を有する比較器によって行うことができるので、回路構成を簡単にすることができる。

また、電卓の場合のように、続けてボタンが押下され、ボタンの押下がオーバーラップした場合、図９（ｃ）に示すように、オーバーラップした状態では各ボタンが押下されていないと判断されるため、すべてのボタンが押されていない状態がないと、次のボタンを受け付けないようにした場合にも、各ボタンの押下を検出することができ、素早い入力に対応することができる。

図３は本発明のボタン押下検出装置の他の実施例であり、スイッチを３個備えたボタン押下検出装置である。
図に示すように、電源に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４に直列に接続されたスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の一端の共通接続端子と接地間に接続された抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４とスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の接続点の電圧を検出する比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ３により構成されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３はそれぞれのボタンの押下の有無により開閉し、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ３の抵抗値はそれぞれＲ、Ｒ、Ｒ、０．７Ｒに設定されている。また、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ３は入力電圧を電源電圧の５０％の閾値と比較することにより入力電圧のハイ／ローを判別するとともに、判別出力を反転して出力信号Out1、Out2、Out3として出力する。

この場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のいずれか一つが閉となった場合、出力信号Out1、Out2、Out3は図２の表と同様であり、閉となったスイッチに対応する出力信号Outのみがハイレベルとなる。また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のいずれか二つが同時に閉となった場合も、同様に、出力信号Out1、Out2、Out3はいずれもローレベルとなる。
さらに、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のすべてが同時に閉となった場合、抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ１の接続点、抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ２の接続点及び抵抗Ｒ４とスイッチＳＷ３の接続点の電圧Ｖは、
Ｖ＝０．７Ｒ＊Ｅ／（０．３３Ｒ＋０．７Ｒ）＝０．６８Ｅ
となるので、出力信号Out1、Out2、Out3は共にローレベルとなり、いずれのボタンも押下されていないと判別される。

図４は本発明のボタン押下検出装置のさらに他の実施例であり、図１のボタン押下検出装置の構成に加えて、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の共通接続端子と抵抗Ｒ３の接続点に比較器ＣＭＰ４が接続されており、この比較器ＣＭＰ４も比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２と同様に、入力電圧を電源電圧の５０％の閾値と比較することにより入力電圧のハイ／ローを判別するとともに、判別出力を反転して出力信号Out4として出力する。

図５はスイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉状態と、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ４の出力信号Out1、Out2、Out4との関係を表す表であり、この表に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に開のときには、出力信号Out1、Out2は共にローレベルとなり、出力信号Out4はハイレベルとなる。また、スイッチＳＷ１が閉、スイッチＳＷ２が開のときには、上記と同様に、出力信号Out1がハイレベル、出力信号Out2がローレベルになるとともに、出力信号Out4がハイレベルとなる。また、スイッチＳＷ１が開、スイッチＳＷ２が閉のときにも、同様に、出力信号Out1がローレベル、出力信号Out2がハイレベル、出力信号Out4がハイレベルとなる。

一方、両方のボタンが押され、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に閉となると、上記のように、出力信号Out1、Out2が共にローレベルとなるとともに、出力信号Out4もローレベルとなる。このように、出力信号Out4はスイッチＳＷ１、ＳＷ２が共に閉となったときのみ、ローレベルとなるので、例えば、ドアの開閉装置の場合に、２つのボタンが同時に押されたときは、出力信号Out4により「ドア開」の制御を行ったり、あるいはランプを点灯させて異常表示を行う等の特別な機能を実現することが可能となる。

なお、上記の実施例では、ボタンが２個の場合と３個の場合の例について説明したが、ボタンが４個以上の場合についても、本発明のボタン押下検出装置を適用することができる。
また、上記の実施例では、電圧検出手段として比較器を用いたが、Ａ／Ｄ変換器とデジタル比較器を用いる等様々な電圧検出手段を使用することができ、さらに、本発明のボタン押下検出装置は、電卓のボタンやエレベータの操作ボタンに限らず様々なボタンの押下検出装置としても使用することが可能である。

本発明のボタン押下検出装置の実施例の回路図である。 図１のボタン押下検出装置のスイッチの開閉状態と出力信号の関係を表す表である。 本発明のボタン押下検出装置の他の実施例の回路図である。 本発明のボタン押下検出装置のさらに他の実施例の回路図である。 図４のボタン押下検出装置のスイッチの開閉状態と出力信号の関係を表す表である。 従来のボタン押下検出装置の回路図である。 図６のボタン押下検出装置のスイッチの開閉状態と出力信号の関係を表す表である。 ソフトウェアによりボタンの二重押しを防止する、従来のボタン押下検出装置を示す図である。 ボタンを続けて押した場合の出力波形を示す図である。

符号の説明

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２、ＣＭＰ３、ＣＭＰ４ 比較器

Claims (3)

1. ボタンの操作により開閉される複数のスイッチと、
   各スイッチの一端にそれぞれ直列に接続された複数の抵抗と、
   各スイッチの他端が接続された共通端子に接続された抵抗と、
   各スイッチと各スイッチに直列接続された抵抗との接続端子の電圧を検出する複数の電圧検出手段とを備えたことを特徴とするボタン押下検出装置。
2. 請求項１に記載のボタン押下検出装置において、
   各スイッチの１つのみが押下された場合には、前記電圧検出手段によって検出された電圧が所定値より小さくなり、
   各スイッチが押下されていない場合及び、各スイッチの少なくとも２つが同時に押下された場合には、前記電圧検出手段によって検出された電圧が前記所定値より大きくなるように、
   前記各スイッチの一端に接続された複数の抵抗の抵抗値と、前記共通端子に接続された抵抗の抵抗値とが設定されていることを特徴とするボタン押下検出装置。
3. 請求項１に記載のボタン押下検出装置において、
   各スイッチの他端が接続された共通端子の電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とするボタン押下検出装置。