JPH0743627B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の信号ラインに順
次、電圧を印加することにより入力操作を検出する入力
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの周辺には、文字、数字、
図形などの情報を入力する入力装置が備えられる。入力
装置としては、マトリックス状に配列された複数のキー
を備えるキーボードや、２枚の抵抗膜を備える抵抗膜方
式のタッチパネル等が知られている。前者の例（複数の
キーを備えるキーボード）について、図７を用いて説明
する。このキーボードは、マトリックス状に配列された
複数のキー６００〜６０２，６１０〜６１２，６２０〜
６２２を備え、さらに、バッファ６５０〜６５２，ラッ
チ７００，入力ポート７５０およびダイオード８００〜
８０２を備える。こうしたキーボードにおいては、ラッ
チ７００に図示しないマイクロコンピュータから走査用
のデータが書き込まれ、走査結果が入力ポート７５０に
返される。例えば、Ａ′点を出力レベル１にしてキー６
００〜６０２をスキャンした後、Ｂ′点を出力レベル１
にしてキー６１０〜６１２をスキャンする。この走査を
する際には、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′のうちの１つのみが出力
レベル１になり、その他は、すべて０になる。というの
は、複数ラインが出力レベル１になるとどのラインのキ
ーが押されたかわからなくなるからである。

【０００３】しかし、Ｂ′が１でＣ′が０の場合、キー
６１０，６２０の２つ、またはキー６１１，６２１の２
つ、またはキー６１２，６２２の２つが同時に押されて
いる時には、もしダイオード８０２がなければ電流が
Ｂ′からＣ′を経てバッファ６５２に流れ込み、バッフ
ァ６５１，６５２がつながってしまい大電流が流れ、無
駄な電流消費およびバッファ６５１，６５２の破壊の原
因となってしまう。このことを防ぐためにダイオード８
００〜８０２が設置されている。

【０００４】ところが、こうしたキーボードでは、例え
ばＡ′点がいったん１になると、パネルとグランド間に
生ずる容量６６０に電荷がチャージされるが、０になっ
てもダイオード８００があるため、放電はゆっくりとし
かなされない（放電は、ダイオード８００の逆方向の漏
れ電流等により行われる）。さらに、先に述べたよう
に、Ａ′〜Ｃ′の電位が、複数の場所で出力レベル１に
なっていると、どのラインが押されたかわからない。し
たがって、従来においては、１つのラインの走査が終わ
り、十分時間がたって放電が完全になされてから次のラ
インのスキャンに移っている。

【０００５】次に、後者の例（２枚の抵抗膜を備える抵
抗膜方式のタッチパネル）について、図８を用いて説明
する。このタッチパネルは、わずかの隙間を介して重ね
合わされた２枚の抵抗膜（Ｘ電極１００１，Ｙ電極１０
０２）を備える。Ｘ座標を検出する場合、スイッチＳＷ
２，ＳＷ３をオンにしてＸ電極１００１に電圧（電位勾
配）を加え、指等で押下されて両電極が接触した点の電
圧を、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフにしたＹ電極１０
０２で検出している。また、Ｙ電極１００２を検出する
場合には、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフにして同様の
動作を行なう。なお、このＸ座標の検出からＹ座標の検
出に移行するときには、Ｘ電極とＹ電極およびグランド
等の間に蓄積された電荷は、抵抗器ＲX，Ｒyを通して放
電される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前者の例では、１つの
行のスキャンが終わっても電荷のディスチャージが十分
なされるまで次の行のスキャンに移れず、したがって、
高速なキースキャンができなかった。また、後者の例で
も、検出座標の切り替えの際に電荷が十分に放電される
ためにある程度の時間が必要になり、高速な検出ができ
なかった。更に、電荷の放電用に抵抗器を設けている
が、この抵抗器による消費電流の増加を招いていた。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、検出速度の速い、かつ、低消費電流の入力装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、前記課題を解決するための手段として、以下に示
す構成をとった。

【０００９】即ち、本発明の入力装置は、入力操作を検
出するために第１の信号ラインに電圧を印加する電圧印
加手段と、該印加された電圧に基づき前記入力操作によ
り定まる情報をコンピュータにより読取可能な形式で保
持する情報保持手段と、 前記電圧印加手段による他の第
２の信号ラインへの電圧の印加に先だって、前記第１の
信号ラインに寄生する容量成分に蓄積された電荷を放出
する放出手段とを備えたことを、その要旨としている。

【００１０】

【作用】本発明は、電圧印加手段により、第１の信号ラ
インに電圧を印加することにより、入力操作により定ま
る信号を、コンピュータにより読取可能な形式で、デジ
タルデータ保持手段に保持する。こうして、入力操作に
より定まる信号の検出がなされる。

【００１１】さらに、本発明は、電圧印加手段による他
の第２の信号ラインへの電圧の印加に先だって、放出手
段により、第１の信号ラインに寄生する容量成分に蓄積
された電荷を放出する。こうして、第１の信号ラインへ
の電圧の印加時にチャージされた電荷が放電される。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の入力装置を適用する装置の一
例を示すものである。ここで、マイクロコンピュータ１
は、タッチキーを使用したシステムの制御を行ってい
る。また、マイクロコンピュータ１からラッチ２へ必要
に応じてデータが書き込まれ、キー入力に対応したデー
タが、入力ポート３からマイクロコンピュータ１に読み
込まれる。

【００１３】図２は本発明の入力装置を適用した場合の
図１Ａ〜Ｆ点の状態を示した図である。図２を用いて本
発明の動作を説明する。区間ａでは、Ａ，Ｂ，Ｃすべて
の点が出力レベル０になり、タッチキー電極とグランド
間に蓄積された電荷を放電する。区間ｂではＡのみ出力
レベル１にし、Ｂ，Ｃはハイインピーダンスにして、こ
の区間でキー１０１〜１０３のいずれかが押されている
かどうかの判断をする。その判断の処理が終わりキー１
０１〜１０３のいずれも押されていない場合には、区間
ｃに移る。

【００１４】区間ｃでは、上記区間ｂの間に電極とグラ
ンド間に蓄積された電荷を放電させる。以下同様に区間
ｄではキー２０１〜２０３のいずれかが押されたかどう
かを調べ、区間ｅでは区間ｄで蓄積された電荷を放電す
る。さらに区間ｆではキー３０１〜３０３のいずれかが
押されているかどうかを調べ、区間ｇで電荷の放電を行
う。

【００１５】次に、区間ａ，ｃ，ｅ，ｇにおける状態に
ついて図３を用いてさらに詳しく説明する。まず、タッ
チパネルとグランド間には、図３の３０，３１，３２に
示される容量が生じている。区間ａでは、まずこれらの
コンデンサにチャージされている電荷を放出して初期化
を行なう。また、区間ｃにおいては、Ａ点が出力レベル
０になることによって容量３０の放電がなされる。この
時、Ｂ点およびＣ点も出力レベル０となっている。

【００１６】ｃの区間について詳細に説明すると以下の
ようになる。まず、キー１０１〜１０３のスキャンの次
は、キー２０１〜２０３のスキャンに移るから、Ｃ点の
電位が上がってはまずいので、例えば出力レベルを０に
してやる。そして、同時に、この時Ｂ点も出力レベル０
にしてやる。というのは、Ｃ点が０でＢ点が１だと、例
えば、キー２０１，３０１が同時に押された時には、Ｂ
点からＣ点に電流が回り込み、その結果、出力バッファ
３４と３５がつながってしまい、大きな電流が流れて無
駄な電流消費になってしまうからである。

【００１７】また、図２のタイムチャートでは、区間ｃ
においてＡ点の０、Ｂ点の０、Ｃ点の０は、同時に起き
ている。ここで、前述したように、Ｂ，Ｃ点の０は同時
でなければならないが、Ａ点の０は同時に起こる必要は
なく、Ａ点の０と、Ｂ，Ｃ点の０とは、そのタイミング
がずれていてもよい。

【００１８】また、区間ｂ，ｄ，ｆ，ｈでは、Ａ〜Ｃ点
のうちのいずれか１つが出力レベル１になっているが、
この時も電流の回り込みを避けるために、Ａ点が出力レ
ベル１になっている時は、Ｂ，Ｃ点は、ハイインピーダ
ンス状態になっていて、出力バッファ３４，３５は切り
離されている。

【００１９】図４と図５とにより、図２のタイムチャー
トの動作をさせるためには、マイクロコンピュータ１か
らラッチ２にどのようなデータを書き込めばよいかを示
している。＊の印は、出力バッファが切り離されている
ため、どのような値でもよいことを示している。また、
ここで、マイクロコンピュータ１からラッチ２に入力さ
れるデータ線は６本としたが、これは説明の便宜上のも
ので、実際のデータ線の数としては、８本，１６本等が
考えられる。

【００２０】そして、図５で示されるデータがラッチ２
に書き込まれつつキースキャンが行われる様子を示した
のが、図６である。

【００２１】 図６に示されるように、ラッチ２をオール
φクリアした後、必要なデータを書き込み、その後ＫＥ
Ｙ入力の判定をし、ＫＥＹ入力ありと判断されたらＫＥ
Ｙ入力処理を行ない、ＫＥＹ入力のない場合には、一度
ラッチ２をオールφクリアした後、再び必要なデータを
書き込み、次のラインのスキャンに移っていく。そし
て、ＫＥＹ入力があるまでこの過程を繰り返す。

【００２２】以上、詳細に説明したように、この実施例
の場合、１つの行のキースキャンが終わると、常にすべ
ての行に対するスキャン信号の出力レベルを一旦、０レ
ベルとするので、前の行のスキャンの時にチャージされ
ていた電荷が急速に放電され、したがって、スキャン済
みの行に対する出力レベルが速やかに０になるため、高
速のキースキャンが可能になる。また、高速にスキャン
するための容量のディスチャージ用の抵抗器が不要にな
るので、低消費電流化が図れる。

【００２３】 なお 、以上の実施例では、図２の区間ｃに
おいて、Ｂ点，Ｃ点の出力レベルを０にしているが、０
でなくて、ハイインピーダンス状態にしておいてもかま
わない。というのは、出力バッファ３４，３５は切り離
されるので、Ａ点から電流が回り込むことはないからで
ある。このことは、他の区間ｅ，ｇ，ｉについてもいえ
ることである。

【００２４】 また 、前記実施例において、出力バッファ
３３，３４，３５は、その出力側をハイインピーダンス
状態に切替可能な構成であったが、これに替えて、図７
に示すようにバッファとダイオードとを配設し、ダイオ
ードの出力側端子に放電のための迂回路を設け、さら
に、その迂回路上にスイッチング素子を設ける構成とし
て、そのスイッチング素子を開状態とすることで、ハイ
インピーダンス状態と同じ状態を得るようにしてもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】 以上、詳細に説明したように本発明の入
力装置は、高速な検出を行なうことができる。また、容
量のディスチャージ用の抵抗器が不要になるので、低消
費電流化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるキーボードの構造を示す図
である。

【図２】本発明の動作を説明するタイムチャートであ
る。

【図３】図１をさらに説明したもので、各行とグランド
との間に生ずる容量にチャージされる電荷の動きについ
ての説明図である。

【図４】マイクロコンピュータからラッチへのデータ線
を示す図である。

【図５】図４で示したデータ線にどのようなデータが入
力されるかを示す図である。

【図６】本発明の動作を詳細に示すフローチャートであ
る。

【図７】従来のキーボードを示す図である。

【図８】従来の抵抗膜方式のタッチパネルを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…マイクロコンピュータ ２…ラッチ ３…入力ポート ３０，３１，３２…容量 ３３，３４，３５…出力バッファ １０１，１０２，１０３…キー ２０１，２０２，２０３…キー ３０１，３０２，３０３…キー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力操作を検出するために第１の信号ラ
   インに電圧を印加する電圧印加手段と、該印加された電
   圧に基づき前記入力操作により定まる情報をコンピュー
   タにより読取可能な形式で保持する情報保持手段と、 前
   記電圧印加手段による他の第２の信号ラインへの電圧の
   印加に先だって、前記第１の信号ラインに寄生する容量
   成分に蓄積された電荷を放出する放出手段とを備えた入
   力装置。