JP3272330B2

JP3272330B2 - キーマトリックス回路

Info

Publication number: JP3272330B2
Application number: JP22096599A
Authority: JP
Inventors: 詩郎藤木
Original assignee: 株式会社バーテックススタンダード
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP2001051774A; US6509846B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は無線通信機等に用
いるキーマトリックス回路に係り、特に選択キーを認識
するマイクロコンピュータ回路への入力回線数を最小に
する回路構成において、それに関連したキーボードと回
路基板の構造的工夫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランシーバ等ではその操作
パネル面に選択・設定用キーがマトリックス状に配列さ
れたキーボードが適用されている。図９はそのキーボー
ド部分を示す回路図であり、０からｆまでの１６進数が
選択できる４×４マトリックスキーである。このキーマ
トリックス回路では、Ｘ方向(行方向)のキーに対応した
１〜４回線101とＹ方向(列方向)のキーに対応した５〜
８回線102とがあり、双方の回線の交叉部分に選択キー1
03が設けてある。そして、１〜４回線101は個々に抵抗
Ｒx1〜Ｒx4を介して電源Ｖccに接続されており、５〜８
回線102は個々に抵抗Ｒy5〜Ｒy8を介して接地されてい
る。したがって、任意の選択キーがＯＮにされると、そ
の選択キーの部分で交叉しているＸ方向のｐ回線とＹ方
向のｑ回線が接続され、電源電圧Ｖccが抵抗Ｒxpと抵抗
Ｒyqで分圧された電圧(Ｖd)が双方の回線に出力される
が、１〜４回線101と５〜８回線102はマイクロコンピュ
ータ回路の各入力ポートに接続されており、マイクロコ
ンピュータ回路はｐ回線とＹ方向のｑ回線の電圧レベル
がＶdとなったことに基づいて１６個の選択キーの内の
何れが押圧されたかを認識し、その選択キーに割り当て
られている制御コマンド等を出力する。

【０００３】また、他の方式としては図１０に示す単独
方式がある。同図に示すように、１〜１６の選択キーが
あるとすると、それぞれの選択キーKYE1〜KYE16のＯＮ
／ＯＦＦ信号がマイクロコンピュータ回路の入力ポート
へ個別に出力されるが、マイクロコンピュータ回路が各
入力ポートの状態を監視しており、その状態に基づいて
何れの選択キーが押圧されたかを認識するという最も単
純な方式である。

【０００４】更に、他の方式として、図１１に示すよう
なＡ／Ｄ方式もある。この方式の回路では、１〜１６の
選択キーがあるとすると、電源電圧Ｖccに抵抗Ｒ1〜Ｒ1
6を直列接続し、各抵抗Ｒ1〜Ｒ15の接続点と接地回路の
間、及び抵抗Ｒ16の端点と接地回路の間に、各選択キー
KYE1〜KYE16によってＯＮ／ＯＦＦされる個別スイッチ
が設けてあり、抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2の接続点がマイクロコ
ンピュータ回路の入力ポートに接続されている。したが
って、選択キーKYEpが押圧されると、抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2
の接続点には電圧Ｖccを抵抗Ｒ1と直列抵抗(Ｒ1＋Ｒ2＋
…＋Ｒp)で分圧された電圧(Ｖd)が出力されるが、マイ
クロコンピュータ回路はその電圧をＡ／Ｄ変換し、その
電圧レベルに基づいて何れの選択キーが押圧されたかを
認識する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トランシー
バ等の無線通信機においてデータ入力や各種設定に用い
る１０キー入力等の多キー入力方式では、前記のように
選択キーの認識及び制御コマンドやデータの出力にマイ
クロコンピュータ回路を用いているが、配線数を少なく
し、また部品コストの低減化を図る上で、マイクロコン
ピュータ回路への入力回線数を少なくしてポート数の少
ないものを用いることが望まれる。この課題に対して、
上記の図９に示したキーマトリックス回路によれば、１
６の選択キーの構成で８本の回線が必要となり、また図
１０の単独方式では選択キーと同数の１６本の回線が必
要になる。一方、図１１のＡ／Ｄ方式によれば、原理的
には多数の選択キーがあっても１本の回線で足り、マイ
クロコンピュータ回路もＡ／Ｄ変換後の電圧レベルから
各選択キーの認識が可能なように思われる。しかし、一
般にマイクロコンピュータ回路に適用される電源電圧Ｖ
ccは５[Ｖ]であり、分圧された電圧を安定的に判別認識
するためには約１[Ｖ]毎にスレッショルドを設定する必
要がある。したがって、図１１のＡ／Ｄ方式でも実際に
は５段階での判別が限度であり、OPENを入れても６段階
までしかとれず、同図に示すような１６の選択キーのＯ
Ｎ／ＯＦＦを安定的に認識させることはできない。そこ
で、本発明は、各選択キーの操作を認識するマイクロコ
ンピュータ回路に対する信号回線数を最小限に構成しな
がら、正確で安定した認識を可能にするためのキーマト
リックス回路を構成した場合において、その回路構成に
適用されるキーボード側の合理的構造を提供することを
目的として創作された。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明が適用されるキー
マトリックス回路は、次のような回路構成を有してい
る。即ち、複数の選択キーをＮ(行方向)×Ｍ(列方向)の
マトリックス状の配列で構成したキーボードと、前記キ
ーボードの各選択キーに対応させて選択キーの押圧によ
って共通接地回路に接続される第１端子と第２端子とか
らなるスイッチング回路を構成すると共に、行方向に配
列された各選択キーに対応した各スイッチング回路の第
１端子は各行方向単位での第１接続回路へ、列方向に配
列された各選択キーに対応した各スイッチング回路の第
２端子は各列方向単位での第２接続回路へそれぞれ接続
させた基板と、定電圧電源と前記第１接続回路の内の一
回路とをＮ個の抵抗の直列回路からなる第１分圧回路で
接続し、他の第１接続回路をそれぞれ前記第１分圧回路
の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側から一
つの抵抗を介した第１接続回路の抵抗接続点を第１出力
点とし、また、定電圧電源と前記第２接続回路の内の一
回路とをＭ個の抵抗の直列回路からなる第２分圧回路で
接続し、他の第２接続回路をそれぞれ前記第２分圧回路
の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側から一
つの抵抗を介した第２接続回路の抵抗接続点を第２出力
点とした出力回路と、前記出力回路の第１出力点と第２
出力点の電圧をＡ/Ｄ変換して取り込み、第１出力点に
出力され得る各電圧レベルデータと第２出力点に出力さ
れ得る各電圧レベルデータの組み合わせに対応させて各
選択キーに係る識別データ又は制御コマンドを記憶させ
たデータテーブルを用いて、前記キーボードの押圧され
た選択キーを認識すると共に該当する制御を実行するマ
イクロコンピュータ回路とからなる構成を有したキーマ
トリックス回路である。この回路構成によれば、キーボ
ードの選択キーが押圧されると、その選択キーが属する
行と列で定まる各電圧が第１出力点と第２出力点に出力
される。即ち、押圧された選択キーに対応するスイッチ
ング回路がＯＮになることで、抵抗の直列回路である第
１分圧回路と第２分圧回路の接地箇所がその選択キーの
属する行と列で設定され、それに応じて各分圧回路にお
ける定電圧電源の電圧の分圧状態が構成されて、各分圧
電圧が第１出力点と第２出力点に出力される。その場
合、各分圧電圧回路は抵抗の直列回路であるため、各分
圧電圧は押圧された選択キーの属する行と列によってそ
れぞれ異なる電圧値をとる。一方、マイクロコンピュー
タ回路は、第１出力点と第２出力点のそれぞれがとり得
る各電圧レベルデータの組み合わせに対応させてキーボ
ード側の各選択キーの識別データ又は制御コマンドを記
憶させたデータテーブルを備えている。したがって、第
１出力点と第２出力点の電圧をＡ/Ｄ変換した後の各電
圧レベルデータの組み合わせに基づいて押圧された選択
キーが一義的に定まるが、マイクロコンピュータ回路は
前記のデータテーブルを参照して選択キーを認識し、認
識された選択キーの識別データ又は制御コマンドを出力
することができる。

【０００７】そして、第１の発明では、前記キーマトリ
ックス回路において、前記キーボードがラバー製のキー
パッドであって、各選択キーの基板側面にノブを形成す
ると共に、各ノブを含む基板側面に共通接地回路に相当
する導電体面を形成した構成とし、一方、前記基板面に
おける前記キーボード側の各選択キーに対応する位置に
前記の第１端子と第２端子を導体パターンで形成すると
共に、前記基板面には前記の第１接続回路と第２接続回
路の各導体パターンが相互に絶縁させて形成されてお
り、且つ、前記の第１接続回路と第２接続回路は前記キ
ーボード側の導電体面と絶縁させた方式を採用する。こ
の方式によれば、共通接地回路をキーボード側に構成で
き、基板側には第１端子と第２端子と第１接続回路と第
２接続回路を形成すればよく、基板側の回路設計が容易
になる。

【０００８】また、第２の発明では、前記のキーマトリ
ックス回路において、前記キーボードがラバー製のキー
パッドであって、各選択キーの基板側面にノブを形成し
た構成とし、一方、前記基板面における前記キーボード
側の各選択キーに対応する位置に前記の第１端子と第２
端子を導体パターンで形成すると共に、前記基板面には
前記の第１接続回路と第２接続回路の各導体パターンが
相互に絶縁させて形成されており、且つ、前記キーボー
ドと前記基板の間には、各選択キーのノブに対応する位
置にノブ側への膨出部分を形成した導電性の弾性金属板
が前記基板面との接合領域にのみ絶縁層を介在させて介
装されており、その弾性金属板を共通接地回路とした方
式を採用する。前記の第１の発明では、導体パターンが
選択キーの押圧によって変形せしめられて共通接地回路
に導通不良が発生することが懸念されるが、この第２の
発明の方式によれば、弾性金属板を共通接地回路として
いるためにそのような不利がなく、またノブの戻りに要
する弾性を弾性金属板に担わせることができるという利
点もある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の「キーマトリック
ス回路」に係る実施形態を、図１から図８を用いて詳細
に説明する。先ず、図１は無線機の操作パネルに設けら
れたキーマトリックス回路の基本的構成を示すブロック
図である。同図において、1は４×４マトリックス配列
のキーボードとその基板(以下、「キーボード・基板」
という)を、30x,30yは分圧回路を、40はマイクロコンピ
ュータ回路を示す。そして、キーボード・基板1におけ
る各選択キー部分の構成は図２に示され、同図の(Ａ)は
基板側に形成された導体パターンの平面図であり、(Ｂ)
は選択キー部分の断面図である。

【００１０】ここで、図１の選択キー[１]の部分と図２
(Ａ)を参照して説明すると、基板2には、列方向に形成
された共通接地回路3の両側の対称位置に２つの円弧状
の端子4,5が形成されており、端子4は選択キーと抵触し
ない領域で行方向へ形成された接続回路6-1に、端子5は
選択キーと抵触しない領域で列方向へ形成された接続回
路7-2に、それぞれ接続されている。また、共通接地回
路3は各端子4,5の間で円状部分が形成されており、広い
接点面積が確保できるようになっている。一方、図２
(Ｂ)に示すように、キーボード8側はラバー製のキーパ
ッドであって、基板2側の各端子4,5の形成領域に対応す
る位置にノブ9が形成されており、そのノブ9の基板2側
の面を導電面としてノブ接点9aが構成されている。

【００１１】したがって、選択キーのノブ9が押圧され
ると、ノブ接点9aが端子4,5と共通接地回路3を接続さ
せ、各接続回路6-1,7-2が接地されることになる。そし
て、以上は選択キー[１]の部分について説明したが、他
の選択キーに関しても同様であり、図１から明らかなよ
うに、第ｐ行目(ｐ＝1,2,3,4)で第ｑ列目(ｑ＝1,2,3,4)
に相当する選択キーが押圧されると、各接続回路6-p,7-
qが接地されることになる。尚、基板2の面に形成される
各共通接地回路3と接続回路6-pと接続回路7-qは相互に
絶縁されていなければならず、適所に絶縁層を介在させ
てそれぞれの導体パターンが形成されている。

【００１２】分圧回路30xは電源電圧Ｖccと行方向に係
る接続回路6-1を抵抗Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3,Ｒ4の直列回路で接続
し、Ｒ1とＲ2,Ｒ2とＲ3,Ｒ3とＲ4の各接続点に基板2側
の行方向に係る各接続回路6-4,6-3,6-2を接続すると共
に、Ｒ1とＲ2の接続点から分圧電圧Ｖxがマイクロコン
ピュータ回路40へ出力されている。また、分圧回路30y
は電源電圧Ｖccと行方向に係る接続回路7-1を抵抗Ｒ5,
Ｒ6,Ｒ7,Ｒ8の直列回路で接続し、Ｒ5とＲ6,Ｒ6とＲ7,
Ｒ7とＲ8の各接続点に基板2側の列方向に係る各接続回
路7-4,7-3,7-2を接続すると共に、Ｒ5とＲ6の接続点か
ら分圧電圧Ｖyがマイクロコンピュータ回路40へ出力さ
れている。

【００１３】次に、マイクロコンピュータ回路40は、前
記の各分圧回路30x,30yの分圧電圧Ｖx,Ｖyが入力される
ポート41,42と、無線機の各種機能を制御するための各
種Ｉ/Ｏポート43とを備えているが、この実施形態のマ
イクロコンピュータ回路40はＲＯＭ44にキー認識プログ
ラムとそのプログラムの実行過程で参照される認識テー
ブルを格納している点に特徴がある。ここで、認識テー
ブルの構成は図３に示され、分圧電圧Ｖxと分圧電圧Ｖy
のとり得る各電圧レベルデータの組み合わせに対応させ
て各選択キー[１〜ｆ]に関連付けられている制御コマン
ドが格納されている。

【００１４】即ち、図１において、行方向に整列した選
択キーの組についてみると、選択キー[０,１,２,３]の何れかがＯＮになった場合に
は分圧電圧Ｖx＝Ｖcc＊（Ｒ2＋Ｒ3＋Ｒ4）／（Ｒ1＋Ｒ2＋
Ｒ3＋Ｒ4）が、選択キー[４,５,６,７]の何れかがＯＮになった場合に
は分圧電圧Ｖx＝Ｖcc＊（Ｒ2＋Ｒ3）／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）
が、選択キー[８，９，ａ，ｂ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖx＝Ｖcc＊Ｒ2／（Ｒ1＋Ｒ2）が、選択キー[ｃ，ｄ，ｅ，ｆ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖx＝Ｖcc＊０＝０がポート41へ出力されることになり、列方向に整列した選択キーの組についてみると、選択キー[０，４，８，ｃ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖy＝Ｖcc＊（Ｒ6＋Ｒ7＋Ｒ8）／（Ｒ5＋Ｒ6＋
Ｒ7＋Ｒ8）が、選択キー[１，５，９，ｄ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖy＝Ｖcc＊（Ｒ6＋Ｒ7）／（Ｒ5＋Ｒ6＋Ｒ7）
が、選択キー[２，６，ａ，ｅ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖy＝Ｖcc＊Ｒ6／（Ｒ5＋Ｒ6）が、選択キー[３，７，ｂ，ｆ]の何れかがＯＮになった場合
には分圧電圧Ｖy＝Ｖcc＊０＝０がポート42へ出力されることになるが、Ｖcc＝５[Ｖ]、Ｒ1＝Ｒ5＝１kΩ、Ｒ2＝Ｒ6＝２５０
Ω、Ｒ3＝Ｒ7＝４５０Ω、Ｒ4＝Ｒ8＝８００Ωとして設
定し、±０.３[Ｖ]の最大誤差範囲を見込んでテーブル
を構成すれば、図３のような対応関係が得られる。尚、
図３では各分圧電圧Ｖx,Ｖyの組み合わせに対応する位
置に選択キーの番号[０〜ｆ]が記載されているが、実際
には選択キーに係る制御コマンドが書き込まれている。

【００１５】次に、図１のキーマトリックス回路におけ
るマイクロコンピュータ回路40のキー認識プログラムに
基づいた動作手順を、図４のフローチャートを参照しな
がら説明する。先ず、マイクロコンピュータ回路40は、
ＣＰＵ45がシステムを初期化して、ポート41,42の入力
電圧Ｖx,Ｖyを監視する待機状態となる(S1,S2)。ここ
で、キーボード1の何れかの選択キーが押圧されて、各
ポート41,42の入力電圧Ｖx,Ｖyに電圧降下が検出される
と、ＣＰＵ45はその各電圧Ｖx,Ｖyを内蔵のＡ/Ｄ変換器
でディジタルデータに変換してＲＡＭ46にセーブする(S
3)。そして、直ちにＲＯＭ44の認識テーブルを参照し、
各電圧レベルデータＶx,Ｖyの組み合わせに対応付けら
れている制御コマンドを各種Ｉ/Ｏポート43側へ読み出
して、前記の押圧された選択キーで要求されている無線
機の制御タスクを実行させる(S4,S5)。例えば、電源電
圧Ｖccと各抵抗Ｒ1〜Ｒ8が上記の値に設定されていると
して、選択キー[６]が押圧されたとすると、Ｖx＝Ｖcc＊（Ｒ2＋Ｒ3）／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）＝２.０６[Ｖ] Ｖy＝Ｖcc＊Ｒ6／（Ｒ5＋Ｒ6）＝１[Ｖ] となるため、図３の認識テーブルから選択キー[６]に係
る制御コマンドが読み出されて実行されることになる。

【００１６】したがって、この実施形態によれば、４×
４マトリックス配列のキーボード・基板1でありなが
ら、マイクロコンピュータ回路40側の選択キーを認識す
るため入力ポートは２個のポート41,42で足り、そのた
めのキーボード・基板1側からの出力回路(分圧回路30x,
30y)も簡単な抵抗直列回路で構成できる。そして、電源
電圧Ｖcc＝５[Ｖ]に対して、各分圧電圧Ｖx,Ｖyの判別
スレッショルドも１[Ｖ]の間隔で設定できるため、誤作
動のない安定したキーマトリックス回路を構成すること
ができる。尚、この実施形態では４×４マトリックス配
列の場合について説明したが、行方向に係る選択キー用
に１組の接続回路と分圧回路を加えると３２キー配列の
キーボードに対応でき、更に列方向に係る選択キー用に
も１組の接続回路と分圧回路を加えると４８キー配列の
キーボードに対応できることになり、この場合にあって
もマイクロコンピュータ回路の入力ポートは４個あれば
足りる。

【００１７】次に、上記の実施形態においては、キーボ
ード・基板1における各選択キー部分に図２に示す構成
を採用しているが、以下に説明するような方式も採用で
きる。 ≪方式Ａ≫ この選択キー部分の方式は図５に示され、(Ａ)は基板側
に形成された導体パターンの平面図、(Ｂ)は選択キー部
分と基板の端部近傍における共通接地回路の接続態様を
示す断面図、(Ｃ)はキーボードを背面側から見た斜視図
である。図５(Ａ)に示すように、基板51に形成されてい
る端子52,53は上記の実施形態における端子4,5(図２参
照)に相当するものであるが、この方式では基板51の端
子52,53の形成領域には共通接地回路が形成されていな
いため、各端子52,53が相互に凹凸が入り組んだ平面形
状になっており、より広い接点面積が確保できている。
一方、キーボード54側の基本的構成は上記の実施形態の
場合と同様であり、ラバー製のキーパッドにおける基板
51側の各端子52,53の形成領域に対応する位置にノブ55
が形成されているが、この方式ではキーボード54の背面
側に導体膜56が全面的に施されており、その導体膜56が
共通接地回路を構成するようになっている。

【００１８】そして、ノブ55の背面側も当然に導体膜56
で覆われているが、ノブ55が押圧されると直下にある各
端子52,53が短絡された状態で接地されることになり、
上記の実施形態と同様のスイッチング回路が構成され
る。尚、上記の実施形態と同様に各端子52,53に接続さ
れる各接続回路が相互に絶縁されていると共に、この方
式ではそれらの接続回路と共通接地回路である導体膜56
とを絶縁させるために、基板51側における各端子52,53
の形成領域以外の領域とキーボード54側の間には絶縁層
57が介在せしめられている。また、キーボード54側の導
体膜56は共通接地回路を構成しているが、基板51の端部
近傍に形成された導体パターン58と接続されて、共通接
地端子(図示せず)まで導かれる。この方式によれば、基
板51に共通接地回路を構成する必要がなく、基板面に対
する導体パターンの設計が容易になる。

【００１９】≪方式Ｂ≫ この選択キー部分の方式は図６に示され、(Ａ)は断面
図、(Ｂ)は共通接地回路として適用される金属板の全体
的斜視図である。この方式は、前記の方式Ａ(図５)にお
いてキーボード54の背面側に施されていた導体膜56の代
わりに、導電性の弾性金属板(例えば、りん青銅板)61を
介装させている点に特徴がある。そして、その弾性金属
板61には、予め各選択キーのノブ62に対応する位置に球
面状の膨出部分61aが形成されており、図６(Ａ)のよう
に、キーボード63と基板64側の導体パターン(端子65,66
や各接続回路)の間に介装されるが、前記の膨出部分61a
の曲率半径が大きくなっているため、ノブ62の押圧力を
受けて膨出部分61aが窪んで端子65,66を短絡させ、押圧
力が解除されるとその弾性によってノブ62を押し上げて
元の状態に復元させるようになっている。尚、キーボー
ド63側の構成は、導体膜56が施されていないことを除い
て前記の方式Ａ(図５)のものと同様であり、また弾性金
属板61が共通接地回路となるために基板1側との間に絶
縁層67が介在せしめられていることも同様である。

【００２０】したがって、方式Ａ(図５)ではノブ55の周
囲において薄く形成された可撓性部分59の弾性を利用し
て押圧後のノブ55の復元を行うようにしているが、この
方式では共通接地回路を兼ねた弾性金属板61にそれを担
わせるようにできる。また、方式Ａ(図５)では前記の可
撓性部分59にも導体膜56が施されているため、同部分59
の変形によって導体膜56が剥離し易くなって共通接地回
路の導通不良が発生する危険性があるが、この方式によ
ればそのような不具合は生じない。

【００２１】≪方式Ｃ≫ この方式は、キーボード側の構成は上記の図２(Ｂ)に示
したものと同様であるが、基板側の端子の構成に特徴が
ある。即ち、図１及び図２に示した各選択キーに対応し
た端子4,5は２つの独立したものであったが、この方式
では、図７(基板の電気回路図)の選択キー[１]について
示すように、単一端子71として構成し、選択キー[１]を
含む行方向と列方向に係る各接続回路72-1,73-2とその
単一端子71とをそれぞれダイオード74,75で接続してい
る。但し、各ダイオード74,75は各接続回路72-1,73-2か
ら単一端子71への方向を順方向に設定されている。ま
た、基板70における各選択キーについても同様の回路構
成になっており、各単一端子と共通接地回路と各接続回
路は絶縁されている。

【００２２】したがって、各選択キーに係る前記回路構
成の等価回路は図８のようになり、キーボード側の構成
が図２(Ｂ)に示したものと同様であることから、図８の
9,9aはノブとノブ接点を、3は共通接地回路に相当する
ことになる。その結果、単一端子71と各接続回路72-1,7
3-2の間にはダイオードＯＲ回路が構成されていること
になり、選択キー[１]が押圧されて単一端子71と共通接
地回路3が短絡された場合にのみ各ダイオード74,75が導
通して単一端子71と各接続回路72-1,73-2が接続される
が、選択キー[１]が押圧されていない状態では各接続回
路72-1,73-2と共通接地回路3の間がハイインピーダンス
状態となる。この方式によれば、端子を単一構成になる
こと及び信頼性の高いスイッチング回路になることか
ら、誤作動のないキーマトリックス回路を実現できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のキーマトリックス回路は、以上
の構成を有していることにより、次のような効果を奏す
る。請求項１の発明は、選択キーを認識するマイクロコ
ンピュータ回路への入力回線数を最小にした回路を基板
に構成する場合において、キーボードをラバー製のキー
パッドとして各選択キーの器板面側にノブを形成してお
き、キーボード・基板の共通接地回路をキーボード側の
背面に施した導体膜で構成したことにより、基板側の回
路の簡素化を実現する。請求項２の発明は、キーボード
・基板の共通接地回路を、前記の導体膜に代えて、各選
択キーのノブとの対向側へ膨出部分を形成した導通性の
弾性金属板で構成したことにより、前記と同様に基板側
の回路を簡素化すると共に、共通接地回路の導通不良が
発生せず、選択キーのノブの復元力もその金属板で担わ
せた構成を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るキーマトリックス回路
の基本的構成を示すブロック図である。

【図２】キーボード・基板における各選択キー部分の構
成を示し、(Ａ)は基板側に形成された導体パターンの平
面図であり、(Ｂ)は選択キー部分の断面図である。

【図３】マイクロコンピュータ回路の認識テーブルの構
成を示す図である。

【図４】マイクロコンピュータ回路のキー認識プログラ
ムに基づいた動作手順を示すフローチャートである。

【図５】方式Ａに係る選択キー部分の構成を示し、(Ａ)
は基板側に形成された導体パターンの平面図、(Ｂ)は選
択キー部分と基板の端部近傍における共通接地回路の接
続態様を示す断面図、(Ｃ)はキーボードを背面側から見
た斜視図である。

【図６】方式Ｂに係る選択キー部分の構成を示し、(Ａ)
は断面図、(Ｂ)は共通接地回路として適用される金属板
の全体的斜視図である。

【図７】方式Ｃに係る基板側の電気回路図である。

【図８】方式Ｃに係る各選択キー部分の等価回路図であ
る。

【図９】従来技術に係るキーマトリックス回路の電気回
路図である。

【図１０】従来技術に係るキーマトリックス回路(単独
方式)の電気回路図である。

【図１１】従来技術に係るキーマトリックス回路(Ａ/Ｄ
方式)の電気回路図である。

【符号の説明】

1…キーボード・基板、2…基板、3…共通接地回路、4,5
…端子、6-1,6-2,6-3,6-4,7-1,7-2,7-3,7-4…接続回
路、8…キーボード、9…ノブ、9a…ノブ接点、30x,30y
…分圧回路、40…マイクロコンピュータ回路、41,42…
入力ポート、43…各種Ｉ/Ｏポート、44…ＲＯＭ、45…
ＣＰＵ、46…ＲＡＭ、51…基板、52,53…端子、54…キ
ーボード、55…ノブ、56…導体膜、57…絶縁層、58…導
体パターン、59…可撓性部分、61…導電性の弾性金属
板、61a…膨出部分、62…ノブ、63…キーボード、64…
基板、65,66…端子、70…基板、71…単一端子、72-1,73
-2…接続回路、74,75…ダイオード、101…Ｘ方向(行方
向)のキーに対応した回線(１〜４)、102…Ｙ方向(行方
向)のキーに対応した回線(５〜８)、103…選択キー、Ｒ
1〜Ｒ16,Ｒx1〜Ｒx4,Ｒy5〜Ｒy8…抵抗、Ｖcc…電源電
圧、Ｖx,Ｖy…分圧電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/02 H01H 13/70

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の選択キーをＮ(行方向)×Ｍ(列方
向)のマトリックス状の配列で構成したキーボードと、
前記キーボードの各選択キーに対応させて選択キーの押
圧によって共通接地回路に接続される第１端子と第２端
子とからなるスイッチング回路を構成すると共に、行方
向に配列された各選択キーに対応した各スイッチング回
路の第１端子は各行方向単位での第１接続回路へ、列方
向に配列された各選択キーに対応した各スイッチング回
路の第２端子は各列方向単位での第２接続回路へそれぞ
れ接続させた基板と、定電圧電源と前記第１接続回路の
内の一回路とをＮ個の抵抗の直列回路からなる第１分圧
回路で接続し、他の第１接続回路をそれぞれ前記第１分
圧回路の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側
から一つの抵抗を介した第１接続回路の抵抗接続点を第
１出力点とし、また、定電圧電源と前記第２接続回路の
内の一回路とをＭ個の抵抗の直列回路からなる第２分圧
回路で接続し、他の第２接続回路をそれぞれ前記第２分
圧回路の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側
から一つの抵抗を介した第２接続回路の抵抗接続点を第
２出力点とした出力回路と、前記出力回路の第１出力点
と第２出力点の電圧をＡ/Ｄ変換して取り込み、第１出
力点に出力され得る各電圧レベルデータと第２出力点に
出力され得る各電圧レベルデータの組み合わせに対応さ
せて各選択キーに係る識別データ又は制御コマンドを記
憶させたデータテーブルを用いて、前記キーボードの押
圧された選択キーを認識すると共に該当する制御を実行
するマイクロコンピュータ回路とからなるキーマトリッ
クス回路において、前記キーボードがラバー製のキーパ
ッドであって、各選択キーの基板側面にノブを形成する
と共に、各ノブを含む基板側面に共通接地回路に相当す
る導電体面を形成した構成とし、一方、前記基板面にお
ける前記キーボード側の各選択キーに対応する位置に前
記の第１端子と第２端子を導体パターンで形成すると共
に、前記基板面には前記の第１接続回路と第２接続回路
の各導体パターンが相互に絶縁させて形成されており、
且つ、前記の第１接続回路と第２接続回路は前記キーボ
ード側の導電体面と絶縁させてあることを特徴とするキ
ーマトリックス回路。
【請求項２】複数の選択キーをＮ(行方向)×Ｍ(列方
向)のマトリックス状の配列で構成したキーボードと、
前記キーボードの各選択キーに対応させて選択キーの押
圧によって共通接地回路に接続される第１端子と第２端
子とからなるスイッチング回路を構成すると共に、行方
向に配列された各選択キーに対応した各スイッチング回
路の第１端子は各行方向単位での第１接続回路へ、列方
向に配列された各選択キーに対応した各スイッチング回
路の第２端子は各列方向単位での第２接続回路へそれぞ
れ接続させた基板と、定電圧電源と前記第１接続回路の
内の一回路とをＮ個の抵抗の直列回路からなる第１分圧
回路で接続し、他の第１接続回路をそれぞれ前記第１分
圧回路の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側
から一つの抵抗を介した第１接続回路の抵抗接続点を第
１出力点とし、また、定電圧電源と前記第２接続回路の
内の一回路とをＭ個の抵抗の直列回路からなる第２分圧
回路で接続し、他の第２接続回路をそれぞれ前記第２分
圧回路の各抵抗間に接続すると共に、前記定電圧電源側
から一つの抵抗を介した第２接続回路の抵抗接続点を第
２出力点とした出力回路と、前記出力回路の第１出力点
と第２出力点の電圧をＡ/Ｄ変換して取り込み、第１出
力点に出力され得る各電圧レベルデータと第２出力点に
出力され得る各電圧レベルデータの組み合わせに対応さ
せて各選択キーに係る識別データ又は制御コマンドを記
憶させたデータテーブルを用いて、前記キーボードの押
圧された選択キーを認識すると共に該当する制御を実行
するマイクロコンピュータ回路とからなるキーマトリッ
クス回路において、前記キーボードがラバー製のキーパ
ッドであって、各選択キーの基板側面にノブを形成した
構成とし、一方、前記基板面における前記キーボード側
の各選択キーに対応する位置に前記の第１端子と第２端
子を導体パターンで形成すると共に、前記基板面には前
記の第１接続回路と第２接続回路の各導体パターンが相
互に絶縁させて形成されており、且つ、前記キーボード
と前記基板の間には、各選択キーのノブに対応する位置
にノブ側への膨出部分を形成した導電性の弾性金属板が
前記基板面との接合領域にのみ絶縁層を介在させて介装
されており、その弾性金属板を共通接地回路としたこと
を特徴とする請求項１記載のキーマトリックス回路。