JP2647255B2 - キーボード装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数個のキースイッチをマトリクス状に配
置したスキャンタイプのキーボード装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にこの種のキーボード装置は文字、数字、記号等
を入力するための各種キーがキーボード上に配列されて
おり、この回路部においては前記キーに対応してキース
イッチが、スキャンラインとリターンラインの交点にマ
トリクス状に配置されている。一般的にこのキーボード
装置は、マイクロプロセッサのソフトウエアでスキャン
制御を行うと共に、オペーレータのキー操作に対するキ
ー押下処理を行っている。

このようなキーボード装置では、直角三角形を形成す
る或る３個のキーが同時に操作されることによって、実
際操作していないキースイッチが押下キーとして検出さ
れることがある。

すなわち、第７図に示すようにキースイッチSW2,SW3,
SW4が同時にON状態になると、キーマトリクス上で電流
路ｉが形成されて、スキャンラインSCN0のドライブ電流
が、キースイッチSW3→SW4→SW2を経てリターンラインR
TN0に流れ込み、実際には押下されていないキースイッ
チSW1がON状態であると誤検出する可能性がある。（以
下、誤検出の原因となるドライブ電流の流れ込みをまわ
り込み現象と記す。） そこで、一般に第８図に示す如く、キースイッチの各
々に並流防止用のダイオードを直列に介在して、前述し
た電流の流れ込みを防止することで、上記誤認識の発生
を防止している。

しかしながら、上述した構成では、キースイッチそれ
ぞれに並流防止用のダイオードを介在するため、構成の
複雑化，装置の大型化及び高価格化を招く。

そこで、特開昭62−135919号公報に開示されるような
技術が開発された。

この従来技術は、キースイッチの押下処理が必要なキ
ーがマトリクスの列（または行）に存在した場合その列
上（または行上）に押下キーが２つ以上あるかどうかを
確認する第１の確認手段と、押下キーが２つ以上あった
場合、押下キーの存在した行上（または列上）にも押下
が２つ以上あるか否かを確認する第２の確認手段を設け
ることにより、電流のまわり込みが発生する可能性を検
出し、この状態が発生した際には押下キーの押下処理を
行わない様にしたものである。

具体的には、第１の時期に、キー状態読み取り走査に
よりキーマトリクスの行上（または列上）に押下キーが
２つ以上あるか否かを示す水平REGを形成するととも
に、同読み取り走査の読み取り結果を現在キー状態とし
てレジスタに格納する。

そして、第２の時期に、この全く同時刻における水平
REGと現在キー状態をANDしてキーチェックを行うもので
あった。

しかしながら、上述した構成の従来技術では、同時刻
における水平REGと現在キー状態をANDするため、第２の
時期まで現在キー状態を格納し、第２の時期にこの格納
した現在キー状態のデータを第２の確認手段へ送出しな
ければならない。

そのため、以下のように大容量のレジスタとこれに付
随するバッファを設ける必要があり、装置の大型化，高
価格化を招くという問題があった。

すなわち、従来の装置には、例えば、８列×16行＝12
8キースイッチのキーマトリクスの場合、前記レジスタ
は現在のキー状態を格納するために16バイト（１キーに
対して１ビット），前回走査時のキー状態を格納するた
めの32バイト（１キーに対して２ビット）で構成される
レジスタが配置されている。

また、前記の現在キー状態格納用レジスタに付随し
て、例えばキーデータ送出用バッファ（例えば16キー分
16バイト），本体装置から送出されるコマンド処理用エ
ジスタ、および同コマンドで指定されるキースイッチの
属性管理用レジスタ（例えば128キー×２ビット＝32バ
イト），さらにはリピートキーデータ格納用レジスタお
よび同カウンタ値用レジスタ、その他一般処理用の汎用
レジスタ等の多大なレジスタが必要である。

なお、キースイッチの属性管理用レジスタとは１つの
キースイッチの機能、例えば押下時のみキーデータ送
出、押下，開放時共キーデータ送出、リピート機能
あり，なし、無効キー等を本体装置から指示を受けキ
ーボード装置が該指示通りにキースイッチの属性を管理
するものである。

以上説明した様に、従来技術のキーボード装置では多
大なレジスタが必要であるが、該キーボード装置の主制
御部は一般的にマイクロプロセッサで行っており、該マ
イクロプロセッサの内部RAM（メモリ）を前記のレジス
タとして割り付けていた。

従って、マイクロプロセッサの内部RAMのみでは不足
する場合があり、RAM容量の大きなマイクロプロセッサ
を使用するか、あるいはマイクロプロセッサの外部に拡
張RAM（外部RAM）を設ける必要があった。

特に、後者では単に外部RAMのみならずCPUバスコント
ロール用IC等の付属回路も必要であり、前者を含め、高
価な回路構成となっていた。

従って従来装置で回り込み現象によるゴーストキーの
入力を防止するためには、高価な回路構成を使用せざる
を得ず、結果的に、キーボード装置が高価なものとなっ
てしまうという欠点があった。

そこで上記欠点を解消するものとして特開平２−1841
20号公報に開示される技術が開発された。これは、現在
キー状態を格納することなくゴーストキーを認識かつ無
視することを可能とし、以てメモリ容量を小さくしたも
のである。

（発明が解決しようとする課題） ところが上記特開平２−184120号公報に開示される技
術では、同一行上（又は列上）に押下キーが２つ以上あ
るか否かを確認するための水平レジスタを形成するため
の読み取りと、現在キー状態を把握するために行われる
読み取りとでは時期が異なるので、両読み取り時の間で
キーマトリクスの状態が変化する可能性があった。

ブラインドタッチによるキー入力の高速化に伴い、複
数のキーが同時に押下されることのあるキーボード装置
においては、キーコードを正確に押下／開放された順に
上位装置に送出するためにバッファを備えている。こう
した状態ではキーデータは押下／開放毎に順次バッファ
に蓄えられ、そして蓄えられた順に上位装置に送出され
る。したがってキーデータは迅速にバッファに送る必要
がある。

しかしながら上記公報（特開平２−184120号）に示さ
れる技術では、両読み取り時にキーマトリクスの状態が
変化した場合、キー状態は正確に判断されず、キーデー
タの検出は次回のキーチェック時にもちこされる。その
結果、必ずしも押下／開放される順にキーデータを上位
装置に送れない可能性があった。

このことを第９図に示す具体例で説明する。同図にお
いて、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の順にマトリクスの状態
が変化していき、（Ａ），（Ｃ）は現在キー状態リード
時、（Ｂ）は水平REG形成のためのリード時とする。

（Ａ）の状態において、ａ点およびｂ点が押下中キー
になっており、ここでｃ点のキーが押下され、次いでｄ
点のキーが押下されたとする。

次に、（Ｂ）の時点で形成される水平REGは、ａ点お
よびｂ点を通るスキャンラインで“1",c点を通るスキャ
ンラインおよびｄ点を通るスキャンラインで共に“0"と
なる。

次に（Ｃ）状態で、ｂ点のキーが開放されるとする。
（Ｃ）の状態ではａ点は押下中キー、ｃ点は押下処理必
要キーである。この（Ｃ）の時点で読み取られたキー状
態と、（Ｂ）の時点で形成された水平REGによりキーチ
ェックが行われ、まわり込みが発生する可能性があると
判断される。この結果ｃ点のキーは一時押下処理が保留
される。また（Ｃ）の状態ではｄ点のキーはまわり込み
発生可能性がないのでそのまま押下処理される。この結
果、ｃ点のキーとdd点のキーを比較すると、ｃ点のキー
を先に押下したにも拘らず、ｄ点のキーの押下処理が先
に為されることになる。

以上述べたように、必ずしも押下／開放される順にキ
ーデータが上位装置に送られない場合があり、オペレー
タに対して違和感を持たせるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、１回のキーマトリクスの読取りで、水平レジスタ
の形成と現在キー状態の把握の両方を行うことにより、
適切にまわり込みの発生が検出でき、しかも押下／開放
された順に正確に処理結果を上位装置に送出できる優れ
たキーボード装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明は、水平レジスタを
形成するのと同時に今現在読み取った現在キー状態を用
いてキーチェックを行うようにするものである。

即ち、本発明は、前回キー状態を格納する前回キー状
態格納手段と、キーマトリクスの列上（または行上）に
押下キーが２つ以上あるかどうかの状態を格納する格納
手段とを設け、前記選択手段はキースイッチの行または
列を順次選択し、前記読み取り手段により選択した行ま
たは列の現在のキースイッチの状態を読み取る毎に、前
記格納手段の情報を更新するとともに、前記前回キー状
態格納手段の格納データと前記読み取った現在キー状態
とを比較して押下処理必要キーがあるかどうかを判断
し、押下処理必要キーを含む押下キーが２つ以上行上
（または列上）にある場合は、現在キー状態と前記格納
手段とにより前記２つ以上の押下キーの存在する列上
（または行上）にも押下キーが２つ以上存在することを
確認すると押下処理必要キーの押下処理を一時保留し、
前記選択手段によりすべての行または列が選択されるま
で前記動作を繰り返すようにしたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明は、選択手段により選択し
たキーマトリクスの行または列のキースイッチ状態を読
み取り、前回キー状態格納手段の格納データと現在キー
状態とを比較して押下処理必要キーがあるかどうかを判
断し、押下処理必要キーを含む２つ以上の押下キーがマ
トリクスの行および列の両方に存在する場合押下処理必
要キーの押下処理を一時保留する。すなわち回り込み電
流によるゴーストキーの可能性有りと確認した場合に
は、キースイッチの押下処理を一時保留し、ゴーストキ
ーの入力を防止することができる。

具体的には、キー状態読み取り走査により現在キー状
態を得、それと同時にキーマトリクスの行上（または列
上）に押下キーが２つ以上あるか否かを示す水平REGを
形成する。そしてこの現在キー状態と水平REGとをANDし
てキーチェックを行うことができる。

このように一度のキー状態読み取りでキーチェックが
可能となるので、まわり込み現像の発生可能性の有無を
逸早く検出でき、これにより押下／開放された順に正確
に処理される。

（実施例） 以下図面に従って実施例を説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。

図において、１はマイクロプロセッサ、２はキーマト
リクス、３はデコーダである。

マイクロプロセッサ１はセレクタ線４をデコーダ３に
出力しデコーダ３の出力であるリターンライン５とマイ
クロプロセッサ１の入力であるスキャンライン６の交点
にはキースイッチが接続されてキーマトリクス２が形成
されている。

マイクロプロセッサ１は任意のリターンライン５をデ
コーダ３を経由して順次選択する。マイクロプロセッサ
１はスキャンライン６を読み取ることにより選択したリ
ターンライン５のキースイッチの状態を知ることができ
る。よってすべてのリターンライン５を選択することに
より、すべてのキースイッチの状態を把握して該当する
キースイッチの押下、開放処理を実行することができ
る。処理結果は図示せぬ上位装置へ送出される。

第３図及び第４図はキーマトリクスを示す説明図であ
り、第１図のキーマトリクス２に対応している。

スキャンラインはSCN0〜SCN7、リターンラインRTN0〜
RTN15で構成されており、各ラインの交点にはキースイ
ッチが接続されている。

説明にあたって、まず、第２図で示されるステップ１
のRTRN CONTは、第１図のマイクロプロセッサ１のセレ
クト線４から出力されるデータでありデコーダ３を経由
して選択されるリターンライン５の一を示すリターンラ
インカウンタである。すなわちRTRN CONTの内容は第３
図，第４図で示すRTN0〜RTN15のいずれか一つを示して
いる。第２図ステップ１にあるようにRTRN CONTを初期
化するということは、RTRN CONTの内容がRTN0を示すこ
とである。

水平REGは例えば８ビットで示され、第１図に示して
あるスキャンライン６の各々が各ビットに対応してお
り、そのビットはキーマトリクスのリターンライン５に
押下されているキーが２つ以上あるか否かを示してい
る。

該水平REGは第３図，第４図においてビット０〜ビッ
ト７として示している。例えば、ビット０の「０」はSC
N0とRTN0〜RTN15の交点に接続されたキースイッチのキ
ーの中に２つ以上の押下がないことを示している。

第２図ステップ２にあるように水平REGを初期化する
ということは、ビット０〜ビット７の全てを「０」にす
ることである。

その他のレジスタとして前回キー状態を格納するレジ
スタがある。

これは各々のレジスタとして前回キー状態を格納する
レジスタでマイクロプロセッサ１の１回の走査で読んだ
各々のキースイッチの状態を格納しており、キー開放中
で「00」、初期押下状態で「01」、押下中すなわち押下
処理済み状態（２回走査して、２回続けて押下であった
場合、押下処理を行う。）で「10」、初期開放状態で
「11」を格納するものである。従って、前回キー状態を
格納するレジスタは（２バイト＝SCN0〜SCN7×２）×
（16＝RTN0〜RTN15）＝32バイトが必要となる。

以下、第２図に示すフローチャートに従って本実施例
の流れを説明する。

S1,S2及びS3によりRTRN CONTと水平REG,前回キー状態
格納レジスタを初期化する。S4でRTRN CONTをデコーダ
３に出力し、リターンライン５の１ラインを選択する。
例えば初期値では第３図，第４図のRTN0によりSCN0〜SC
N7の交点に接続されているキースイッチを選択し、S5で
該キースイッチの状態をリードする。

S6,S7ではリードしたキースイッチ状態の中で押下キ
ーがスキャンラインSCN0〜SCN7各各に対し、リターンラ
イン方向に２キー以上存在するかどうかを判断し、２キ
ー以上存在した場合に水平REGを「０」から「１」に更
新するものである。

その結果、第３図の例では、RTN15を選択した時点
で、スキャンラインSCN2とSCN5のリターンライン方向に
２キーの押下があるため、第2,第５ビットに「１」が更
新されることになる。同様に第４図の例では、水平REG
は第４ビットと第５ビットが「１」に更新される。

次に、キー状態のチェックの説明を行う。

S8で現在キー状態と前回キー状態を第５図の論理で比
較を行う。

ここで第５図の論理を簡単に説明する。

前回キー状態を格納するレジスタは前述のように「0
0」，「01」，「10」，「11」の４通りである。また現
在キー状態で「０」，「１」の２通りである。従って、
組み合わせとしては８通りあり、第５図のＡ〜Ｈに示
す。

組み合わせＦの場合、すなわち前回キー状態が初期押
下であり、現在キー状態が押下の場合のみ押下処理を行
う。

押下処理とは当該キースイッチが押下されたことをキ
ーボード装置から上位装置に出力することを意味する。

また第５図の論理は、組み合わせＤの場合のみ開放処
理を行うことを示している。

開放処理とは当該キースイッチが開放されたことをキ
ーボード装置から上位装置に出力することを意味する。

S9により押下または開放処理を必要とするキースイッ
チがあるか判断する。もし、処理を必要としなければ、
（第５図のA,B,C,E,G,Hの場合）S15で前回キー状態を格
納するレジスタの更新を第５図の論理によって行う。も
し処理を必要とするならば（第５図のD,Fの場合）S10で
押下処理が開放処理かを判断する。

開放処理を必要とするならばS19で開放処理を行い、S
20で前回キー状態を格納するレジスタの更新を第５図の
論理により行う。その後、処理を必要とするキーの存在
をチェックするためにS8の処理へ戻る。

S10で押下処理を必要とする時、現在キー状態をS11で
判断する。もし１キーのみであれば上記の複数個のキー
スイッチによる電流の回り込みが発生しないことから、
S21で押下処理を行う。そしてS22で前回キー状態を格納
するレジスタの更新を第５図の論理で行い、さらに処理
を必要とするキーの存在をチェッスするためS8へ戻る。

S11で現在キー状態データ（１本のリターンライン）
に押下キーが複数個あれば、S12でその押下キーのデー
タと水平REGのANDをとる。例えば第３図のRTN6、第４図
のRTN6,7各々はスキャンラインSCN0〜SCN7に２キーの押
下があるため水平REGとANDをとられる。

S13で上記のANDの結果が「０」であれば、すなわち第
３図のRTN6の場合、複数個のキースイッチによる電流の
回り込みが存在していないことから、キーの押下処理を
行うためS21へ進み、正常な押下処理を行う。

もし、上記ANDの結果が０以外であれば、すなわち第
４図のRTN6,またはRTN7の場合、複数個のキースイッチ
による電流の回り込みが発生してゴーストキーが存在す
る可能性があるので、次のS14へ進む。

この場合は、第５図で示す論理の破線矢印を示してい
る。すなわち、マイクロプロセッサ１がキーマトリクス
２を２回走査して、２回ともキースイッチ押下である場
合（第５図Ｆ）、ゴーストキーが存在している可能性が
あれば、いま正に押下処理をしようとするキースイッチ
に対応する前回キー状態格納レジスタの内容だけを更新
せずに保留するものである。その後、処理を必要とする
キーの存在をチェックするためにS8の処理へ戻る。

第３図，第４図でこれまで述べた流れを具体例を用い
て再度説明する。

第３図のRTN6,第４図のRTN6,7の場合、第２図のS12で
の演算結果は第３図の場合のみ「０」、第４図の２つの
例とも「０」以外となる。すなわち、第３図のRTN6の例
では２キーを押下しているが、回り込みが発生しておら
ず正常に押下されたキーであることから２キー共、有効
押下処理を行う必要がある。

しかし第４図の例でキーK56を押下した際には電流の
回り込みが発生してキーK47が押下されていると誤認さ
れるおそれがあり、これを有効押下処理を行わないよう
に防止する必要がある。

第２図のフローチャートでS15を行った後は、S16〜18
よりすべてのリターンラインについて実行する。

次に具体例により本実施例の動作を説明する。第６図
は本実施例の動作を示す説明図である。同図において、
（Ｄ）→（Ｅ）の順にキー状態が変化していくものとす
る。

（Ｄ）の状態において、ａ点およびｂ点が押下中キー
になっており、新たにｃ点が押下され、次にｄ点が押下
されたとする。この時点で形成された水平REGは、同図
に示すように、ａ点およびｂ点を通るスキャンラインで
“1"となる。

次に（Ｅ）の状態で、ｂ点のキーが開放されたとす
る。この時点で形成される水平REGはａ点およびｂ点を
通るスキャンラインで“0"となる。またこの状態でｃ点
およびｄ点のキーは押下処理必要キーとなり、キーチェ
ックが行われるが、水平REGの該当部分が“0"であるの
で一時保留されることなく両キーに対して押下処理が行
われる。

なお、上記実施例では、押下処理を連続して２回押下
検出で有効としているが、本発明はこの場合に限らず、
３回連続検出あるいは４回連続検出で有効とする場合も
適用てきることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、１回のキ
ーマトリクスの読み取りで水平レジスタの形成と現在キ
ー状態の把握の両方を行ってキーチェックをするので、
適切にまわり込み現象発生可能性の検出ができるととも
に、押下／開放された順に正確に処理結果を上位装置に
送出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
実施例の動作を示すフローチャート、第３図はキーマト
リクス図、第４図はキーマトリクス図、第５図は本実施
例で用いる論理図、第６図は実施例の動作を示す説明
図、第７図はキーボード装置における電流回り込み現像
を説明する回路図、第８図は並流防止用のダイオード使
用のキーボード装置の構成を示す回路図、第９図は従来
の動作を示す説明図である。 １……マイクロプロセッサ、２……キーマトリクス、３
……デコーダ、４……セレクト線、５……リターンライ
ン、６……スキャンライン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の行および列で構成したマトリクスの
   交点にキースイッチを設けたキーマトリクスと、このキ
   ーマトリクスの行および列を選択する選択手段と、選択
   されたキーマトリクスの行及び列の交点に設けたキース
   イッチの状態を読み取る読み取り手段とを有し、２つ以
   上の押下キーが行および列の両方に存在するかしないか
   に応じて、キースイッチの押下処理またはキースイッチ
   の入力を一時保留するキーボード装置において、 前回キー状態を格納する前回キー状態格納手段と、 キーマトリクスの列上（または行上）に押下キーが２つ
   以上あるかどうかの状態を格納する格納手段とを設け、 前記選択手段はキースイッチの行または列を順次選択
   し、 前記読み取り手段により選択した行または列の現在のキ
   ースイッチの状態を読み取る毎に、前記格納手段の情報
   を更新するとともに、前記前回キー状態格納手段の格納
   データと前記読み取った現在キー状態とを比較して押下
   処理必要キーがあるかどうかを判断し、押下処理必要キ
   ーを含む押下キーが２つ以上行上（または列上）にある
   場合は、現在キー状態と前記格納手段とにより前記２つ
   以上の押下キーの存在する列上（または行上）にも押下
   キーが２つ以上存在することを確認すると押下処理必要
   キーの押下処理を一時保留し、 前記選択手段によりすべての行または列が選択されるま
   で前記動作を繰り返すことを特徴とするキーボード装
   置。