JP2004078688A

JP2004078688A - キースキャン装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2004078688A
Application number: JP2002239593A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Higaki; 檜垣　茂明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】簡単な構成で、特定の組み合わせのキーによる多重押下に際して、キー操作の誤認識を防止する。
【解決手段】キースキャン装置は、テンキー用キーマトリクス１０及び方向キーマトリクス１１の２つのキーマトリクスと、キースキャン回路１２とを有して構成される。キースキャン回路１２の出力ポート１３に接続されるラインＬ１１〜１６に、順次ローレベルのキースキャン信号１５を出力してキーマトリクス毎にスキャンし、入力ポート１４に接続されるラインＩ１１〜１５のいずれかに現れるローレベルのキーセンス信号１６を検出する。これにより、電流経路となる両ラインの交点に位置するキースイッチが閉じられていることが検出され、３つ以上のキーの組み合わせによる多重押下においても誤りなく対応するキーが押下されたことを認識できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作キーに対応して設けられたキースイッチをスキャンして、キーの操作状態を認識するキースキャン装置及びこれを用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などの小型電子機器では、ダイヤル番号やその他の情報を入力する操作キーの回路規模を小さくするために、各操作キーに対応して設けられたキースイッチによりキーマトリクスを構成し、キースキャン回路で生成したキースキャン信号によって各キースイッチのオンオフ状態のスキャンを行うキースキャン装置が用いられている。
【０００３】
従来のキースキャン装置の構成例を図５に示す。電子機器を操作するためのキーに対応して設けられたキースイッチＳ２１１〜Ｓ２４４がマトリクス状に配置されてキーマトリクス２１を構成しており、キースキャン回路２２の出力ポート２３と入力ポート２４にそれぞれラインＬ２１〜Ｌ２４及びラインＩ２１〜Ｉ２４を介して接続される。また、ラインＩ２１〜Ｉ２４には抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４からなるプルアップ抵抗２７が接続されている。
【０００４】
キースキャン回路２２は、出力ポート２３に接続されるラインＬ２１〜Ｌ２４に順次ローレベル（以下、Ｌレベルと記載する）のキースキャン信号２５を出力して、キーマトリクス２１をスキャンし、キースイッチＳ２１１〜Ｓ２４４の開閉状態を検出する。例えば、ラインＬ２１にキースキャン信号２５が出力されている時に、ラインＬ２１上のキースイッチＳ２１１、Ｓ２２１、Ｓ２３１、Ｓ２４１がいずれも開いていれば、入力ポート２４に接続されるラインＩ２１〜Ｉ２４のキーセンス信号２６は全てハイレベル（以下、Ｈレベルと記載する）となる。また、キースイッチＳ２１１が押下されていれば、入力ポート２４におけるキーセンス信号２６はラインＩ２１がＬレベル、他のラインＩ２２〜Ｉ２４はＨレベルとなり、キーマトリクス２１上でラインＬ２１とラインＩ２１の交点に位置するキースイッチＳ２１１が閉じられていることを検出できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
小型電子機器では、少ないキー数で多くの機能を操作するために、複数のキーを同時に押すいわゆる多重押下によって複合機能の操作を行うことが行われる。しかしながら、上記した従来の構成では、３キー以上の多重押下が発生した場合に、押下しないキーを誤って押下したものとして認識することがある。
【０００６】
例えば、キースイッチＳ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２２１に対応する３個のキーが同時に押された場合を考える。出力ポート２３のラインＬ２１にＬレベルのスキャン信号２５が出力されているとき、キースイッチＳ２１１、Ｓ２２１の接点は閉じているので、入力ポート２４に入力するキーセンス信号２６は、ラインＩ２１、Ｉ２２がＬレベル、ラインＩ２３、Ｉ２４がＨレベルとなる。
【０００７】
次に、ラインＬ２２にスキャン信号２５が出力されているとき、キースイッチＳ２１２が閉じていることにより、キーセンス信号２６はラインＩ２１がＬレベルとなるのは当然であるが、その上Ｉ２２もＬレベルとなり、あたかもキースイッチＳ２２２が閉じられているように誤って検出され、それに対応したキーが押下されたと認識してしまう。この状態を図６に示したキーマトリクスにより更に詳細に説明する。
【０００８】
図６は、キーマトリクスにおいてキースイッチＳ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２２１が同時に閉じられ、出力ポート２３のラインＬ２２にキースキャン信号２５が出力された時に流れる電流の経路を太線の電流２８で示している。電流２８はプルアップ抵抗２７の抵抗Ｒ２２からキースイッチＳ２２１、Ｓ２１１、Ｓ２１２を経て出力ポート２３に流入する。これにより、キースキャン信号２５のラインＬ２２とキーセンス信号２６のラインＩ２３が導通するので、入力ポート２４のラインＩ２２にはＬレベルのキーセンス信号２６が現れる。この場合、開いている筈のキースイッチＳ２２２が閉じられているかのように検出され、対応するキーが実際には押されていないにも拘わらず、あたかも押されたように認識される。従って、キースイッチＳ２２１、Ｓ２１１、Ｓ２１２にそれぞれ対応するキーを同時に押下することによる操作が別の操作として認識され、電子機器において操作者が意図しない動作を引き起こす可能性がある。
【０００９】
この多重押下によるキーの誤認識を回避する例として、特開平５−１８９１１６号公報等に開示されているようなダイオードを設けた構成がある。この第２の従来例のキーマトリクスの構成と電流経路の例を図７に示す。キーマトリクスを構成する各キースイッチＳ２１１〜Ｓ２４４には、それぞれ直列にダイオードＤ２１１〜Ｄ２４４が挿入されている。
【００１０】
図７において、図６と同様にキースイッチＳ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２２１にそれぞれ対応する３個のキーが同時に押下されてキースイッチが閉じられ、出力ポート２３のラインＬ２２にキースキャン信号２５が出力された時の電流経路を太線で示す。このときの電流２９は、逆バイアスされたダイオードＤ２１１のために遮断され、キースキャン信号２５のラインＬ２２とキーセンス信号２６のラインＩ２２は導通しない。したがって、入力ポート２４のラインＩ２２はＨレベルとなり、キースイッチＳ２２２は開いているものとして正しく検出され、対応するキー操作に誤認識が発生することはない。
【００１１】
しかしながら、携帯電話機のように小型化が強く要求される電子機器において各キースイッチにそれぞれダイオードを挿入することは、キーマトリクスの専有面積が拡大すると共に、部品点数の増加に伴うコストアップを招くという問題点がある。また、操作キーは衝撃を受ける頻度が高いため、部品点数が増えることによって故障が発生する確率も増し、故障の検出も困難になるという問題点がある。
【００１２】
また、携帯電話機などディスプレイ画面を操作するために方向キーを搭載した機器においては、例えば右手でテンキーを押しながら左手で方向キーを操作することがあり、このとき複数のキーを同時に押下することが起こる。特に斜め方向にキーを操作した場合、例えば右上方向を押下すると、右側のキーと上側のキーが同時に押下されることによって誤操作が発生することがある。このように、３個以上のキーによる多重押下が発生した場合には、キー操作の誤検出を回避する必要がある。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ダイオードなどの素子を用いることなく、特定の組み合わせのキーによる多重押下に際して、キー操作の誤認識を防止することができるキースキャン装置及びこれを用いた電子機器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るキースキャン装置は、複数の操作キーに対応して設けられたキースイッチを複数のグループに分割して前記グループごとに前記複数のキースイッチをマトリクス状に配置して構成した複数のキーマトリクスと、前記複数のキーマトリクスをスキャンして前記キースイッチの開閉状態を検出するキースキャン回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、複数のグループに分割したキースイッチに対応するそれぞれのキーマトリクスごとにキースイッチの開閉状態を検出するので、複数の操作キーの特定の組み合わせによる多重押下を行った場合でも、ダイオード等の整流素子を設けなくとも、簡単な構成で複数のキーマトリクスにわたる複数のキースイッチの開閉状態を誤りなく検出可能となる。
【００１６】
また、前記複数のキーマトリクスは、前記複数の操作キーの多重押下を行う組み合わせに対して、個々のキーマトリクスに対応するキースイッチが２つ以下となるようにキースイッチを割り当てて構成したことを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、３つ以上などの複数の操作キーの多重押下を行った場合でも、個々のキーマトリクスに対応するキースイッチが２つ以下となるように別々のキーマトリクスにキースイッチを割り当てることで、ダイオード等の整流素子を設けなくともキースイッチの開閉状態の誤認識を防止可能となる。
【００１８】
また、前記キースキャン回路は、前記複数のキーマトリクスを個別にスキャンし、これらのキーマトリクスごとに前記操作キーの押下によるキースイッチの開閉状態を検出することを特徴とする。
【００１９】
上記構成により、複数のキーマトリクスそれぞれでキースイッチの開閉状態を検出し、このキースイッチに対応した操作キーとして押下されている操作キーを検出することが可能であり、操作キーの多重押下を誤りなく検出可能となる。
【００２０】
また、前記複数のキースイッチとして、数字または文字の入力を行う入力キーに対応したキースイッチ群と、方向指示を行う方向キーに対応したキースイッチ群とを少なくとも備え、前記それぞれのキースイッチ群ごとにキーマトリクスを構成したことを特徴とする。
【００２１】
上記構成により、入力キーと方向キーなどの機能別に分割したキースイッチのグループにそれぞれ対応するキーマトリクスごとに、キースイッチの開閉状態を検出することによって、機能の異なるキースイッチ群にわたる複数の操作キーが同時に押下された場合でもキースイッチの開閉状態を誤りなく検出でき、操作キーの多重押下時の誤検出を効果的に防止可能である。
【００２２】
また、本発明は、上記いずれかに記載のキースキャン装置を備えた電子機器を提供する。
【００２３】
電子機器に上記構成のキースキャン装置を設けることにより、ダイオード等の整流素子を追加して設けることなく、キーの多重押下に際して誤検出を効果的に防止することができるため、部品点数を削減して構成を簡略化でき、装置の小型化、低コスト化が図れる。よって、本発明は、特に小型、低価格が要求される携帯電話機のような小型電子機器に好適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明に係るキースキャン装置は、多くの操作キーを備えた電子機器、例えば操作キーとして少なくともテンキーと方向キーを備えた電子機器、特に、携帯電話機やＰＤＡ（携帯情報機器）等の携帯端末装置に適用することが好ましい。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るキースキャン装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
キースキャン装置は、テンキー用キーマトリクス１０と、方向キー用キーマトリクス１１と、キースキャン回路１２を有して構成される。テンキー用キーマトリクス１０は、ダイヤル番号や文字入力を行うための入力キーであるテンキーに対応して設けられた１２個のキースイッチＳ１１１〜Ｓ１１４、Ｓ１２１〜Ｓ１２４、Ｓ１３１〜Ｓ１３４のグループを４行×３列のマトリクス状に配置したものである。また、方向キー用キーマトリクス１１は、ディスプレイ画面の操作等を行うための方向キーに対応して設けられた４個のキースイッチＳ１４５、Ｓ１４６、Ｓ１５５、Ｓ１５６のグループを２行×２列のマトリクス状に配置したものである。前記各キーマトリクス１０、１１は、ダイオード等の整流素子を設けない構成となっており、また、複数のキーマトリクスは図１のように必ずしも同一の大きさに構成しなくともよい。
【００２７】
キースキャン回路１２は、キースキャン信号１５が出力される出力ポート１３と、キーセンス信号１６を入力する入力ポート１４を有している。テンキー用キーマトリクス１０は、ラインＬ１１〜Ｌ１４を介して出力ポート１３に接続され、ラインＩ１１〜Ｉ１３を介して入力ポート１４に接続される。また、方向キー用キーマトリクス１１は、ラインＬ１５、Ｌ１６を介して出力ポート１３に接続され、ラインＩ１４、Ｉ１５を介して入力ポート１４に接続される。さらに、ラインＩ１１〜Ｉ１５には５個の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５からなるプルアップ抵抗１７が接続されている。
【００２８】
このように、本実施形態のキースキャン装置では、例えばテンキー用キーマトリクス１０と方向キー用キーマトリクス１１のように、複数のキースイッチを機能別に複数のグループに分割し、それぞれのキースイッチ群ごとにキーマトリクスを構成している。また、キースキャン回路１２は、テンキー用キーマトリクス１０と方向キー用キーマトリクス１１とを個別にスキャンして、キーマトリクスごとにキースイッチの開閉状態を検出するようになっている。
【００２９】
次に、上記のように構成されたキースキャン装置の動作を図２に示すタイムチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、キーのいずれかが押下されると、テンキー用キーマトリクス１０又は方向キー用キーマトリクス１１の対応するキースイッチの接点が閉じる。これを受けてキースキャン回路１２は、図２に示すタイミングで出力ポート１３のラインＬ１１〜Ｌ１６に順次Ｌレベルのスキャン信号１５を出力し、キーマトリクス１０、１１をスキャンする。
【００３１】
例えば、ラインＬ１１にキースキャン信号１５が出力されている時に、ラインＬ１１上のキースイッチＳ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１３１のいずれも開いていれば、入力ポート１４に接続されるラインＩ１１〜Ｉ１３のキーセンス信号１６は全てＨレベルとなり、対応する３個のキーはいずれも押下されていないと認識できる。また、キースイッチＳ１１１が閉じていれば、入力ポート１４におけるキーセンス信号１６はラインＩ１１がＬレベル、他のラインＩ１２〜Ｉ１３はＨレベルとなり、テンキー用キーマトリクス１０上でラインＬ１１とラインＩ１１の交点に位置するキースイッチＳ１１１の接点が閉じられていることが検出され、それに対応したキーが押下されたことを認識できる。
【００３２】
ここで、３個のキーが同時に押下されたときのキースキャン装置の動作について、キースイッチＳ１１１に対応するテンキーと、斜め入力によりキースイッチＳ１４５、Ｓ１５５に対応する方向キーが押下された場合を例に、図３及び図４を用いて説明する。
【００３３】
図３は、テンキー用キーマトリクス１０に接続されるラインＬ１１にＬレベルのキースキャン信号１５が出力された場合の電流経路を示し、図４は方向キー用キーマトリクス１１に接続されるラインＬ１５にキースキャン信号１５が出力された場合の電流経路を示している。
【００３４】
図３において、電流１８はプルアップ抵抗１７のＲ１１を介してテンキー用キーマトリクス１０のキースイッチＳ１１１に流れ、ラインＬ１１を介して出力ポート１３に流入する。従って、入力ポート１４に接続されるラインＩ１１にキーセンス信号１６のＬレベルが検出される。一方、ラインＬ１２〜Ｌ１４にそれぞれキースキャン信号１５が出力された場合は、入力ポート１４においてキーセンス信号１６のＬレベルを検出することはない。これにより、テンキー用キーマトリクス１０上でラインＬ１１とラインＩ１１の交点に位置するキースイッチＳ１１１のみ閉じられていることが検出され、対応するテンキーが押下されたことを認識できる。
【００３５】
また、図４において、電流１９はプルアップ抵抗１７のＲ１４、Ｒ１５を介して方向キー用キーマトリクス１１のキースイッチＳ１４５、Ｓ１５５に流れ、ラインＬ１５を介して出力ポート１３に流入する。従って、入力ポート１４に接続されるラインＩ１４、Ｉ１５でキーセンス信号１６のＬレベルが検出される。一方、ラインＬ１６にキースキャン信号１５が出力された場合は、入力ポート１４においてキーセンス信号１６のＬレベルが検出されることはない。これにより、方向キー用キーマトリクス１１上で、ラインＬ１５とラインＩ１４の交点に位置するキースイッチＳ１４５と、ラインＬ１５とラインＩ１５の交点に位置するキースイッチＳ１５５が閉じられていることが検出され、それぞれ対応する方向キーが押下されたことを認識できる。
【００３６】
以上の例では、キースイッチＳ１１１、Ｓ１４５、Ｓ１５５に対応する３つのキーの多重押下の場合を示したが、１つのキーマトリクス内で押下されるキーが２個以下であれば、他のキーの多重押下についても同様である。すなわち、本実施形態では、分割した複数のキーマトリクスにおいて、複数の操作キーの多重押下を行う組み合わせに対して個々のキーマトリクスに対応するキースイッチが２つ以下となるようにキースイッチを割り当ててキーマトリクスを構成することにより、多重押下時の誤認識を防止できる。
【００３７】
このように、本実施形態では、複数のキースイッチを２つのグループに分割してグループごとに２つのキーマトリクスを設けることにより、ダイオード等を用いることなく、テンキーと方向キーの斜め入力による多重押下を誤りなく認識することができる。
【００３８】
なお、上記の説明において、キースキャン回路１２はいずれかのキーを押下することによってスキャン動作を開始するとしたが、これとは別に図示しない制御回路からのスキャン指示によりスキャン動作を開始するようにしてもよい。また、常時スキャンを行うように構成することもできる。
【００３９】
また、本実施形態では、キースキャン回路１２から出力されるキースキャン信号１５は、テンキー用キーマトリクス１０及び方向キー用キーマトリクス１１について２つの信号が同期、同位相となるように構成したが、必ずしも同期、同位相でなくてもよい。
【００４０】
さらに、上述した実施形態は本発明の好適な具体例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４１】
上述したように本実施形態によれば、操作キーに対応して設けられたキースイッチで複数のキーマトリクスを構成することにより、特定の組み合わせ、例えばテンキーと方向キーの斜め入力における３個以上のキーで多重押下が発生した場合に、効果的にキー操作の誤認識を防ぐことができる。また、キースイッチの誤検出を防ぐためのダイオードを不要とし、小型、低価格のキースキャン装置を提供することが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ダイオードなどの素子を用いることなく、特定の組み合わせのキーによる多重押下に際して、キー操作の誤認識を防止することが可能なキースキャン装置及びこれを用いた電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るキースキャン装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施形態に係るキースキャン装置におけるキースキャン信号を示すタイミングチャート
【図３】本実施形態のテンキー用キーマトリクスにおける電流経路の例を示す説明図
【図４】本実施形態の方向キー用キーマトリクスにおける電流経路の例を示す説明図
【図５】従来例におけるキースキャン装置の構成を示すブロック図
【図６】従来例のキースキャン装置のキーマトリクスにおける電流経路の例を示す説明図
【図７】第２の従来例におけるキースキャン装置のキーマトリクスの構成と、このキーマトリクスにおける電流経路の例を示す説明図
【符号の説明】
１０　テンキー用キーマトリクス
１１　方向キー用キーマトリクス
１２　キースキャン回路
１３　出力ポート
１４　入力ポート
１５　キースキャン信号
１６　キーセンス信号
１７　プルアップ抵抗
Ｓ１１１〜Ｓ１５６　キースイッチ

Claims

複数の操作キーに対応して設けられたキースイッチを複数のグループに分割して前記グループごとに前記複数のキースイッチをマトリクス状に配置して構成した複数のキーマトリクスと、
前記複数のキーマトリクスをスキャンして前記キースイッチの開閉状態を検出するキースキャン回路と、
を備えたことを特徴とするキースキャン装置。
前記複数のキーマトリクスは、前記複数の操作キーの多重押下を行う組み合わせに対して、個々のキーマトリクスに対応するキースイッチが２つ以下となるようにキースイッチを割り当てて構成したことを特徴とする請求項１に記載のキースキャン装置。
前記キースキャン回路は、前記複数のキーマトリクスを個別にスキャンし、これらのキーマトリクスごとに前記操作キーの押下によるキースイッチの開閉状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のキースキャン装置。
前記複数のキースイッチとして、数字または文字の入力を行う入力キーに対応したキースイッチ群と、方向指示を行う方向キーに対応したキースイッチ群とを少なくとも備え、前記それぞれのキースイッチ群ごとにキーマトリクスを構成したことを特徴とする請求項１に記載のキースキャン装置。
請求項１〜４のいずれかに記載のキースキャン装置を備えた電子機器。