JP2776016B2 - 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 本発明は高周波加熱装置などマイクロコンピュータに
より制御される機器の入力操作を行なうキーボード装置
に関する。

従来の技術 近年、高周波加熱装置などマイクロコンピュータによ
り制御される機器の入力操作にはキーボード装置が使用
されているが、これらキーボード装置はどのキーが押さ
れたかを検出するために、出力線と時分割出力に接続し
た走査出力線をマトリックス状に配線した交点にキーを
配置している。出力線数と走査出力線数の乗算の数がキ
ーの総数になり、機器の多様化に伴い、キーの数が多く
なるにしたがって出力線数と走査出力線数が増加してき
ている。

従来、この種のキーボード装置は第８図から第10図に
示すような構成が一般的であった。以下、この構成につ
いて説明する。

図に示すように、６個のキー接点１〜６は２本の出力
線7,8と３本の時分割出力（以下、キースキャン出力と
いう）に接続した走査出力線9,10,11の交点に接続して
いる。なお、組合せにより３本の出力線と２本の走査出
力線としても同じである。走査出力線9,10,11に第９図
（ｃ），（ｄ），（ｅ）のようなキースキャン出力が出
力されているとき、キー接点１を押すと、第９図（ｃ）
の信号が第９図（ａ）のように出力線７に伝わり、キー
接点１が押されたと判断できる。

このキーボード装置は第10図のように構成しており、
操作面からの静電気を遮蔽するアルミニウムの薄膜から
なる遮蔽板12は、シャーシの一部である金属板13に接触
し、接点電極14への静電気の浸入を防止している。接点
電極14と相対してわずかな空間距離を隔てて接点短絡電
極15を配置している。この空間距離を保つために、スペ
ーサ16を設けている。また、接点短絡電極15と遮蔽板12
を絶縁するために絶縁シート17を設けている。接点電極
14は第２の絶縁シート18の上に印刷されている。操作面
には文字などを印刷した文字フィルム19を貼合わせてお
り、操作面から接点部を押すことにより接点電極間が短
絡する構成となっている。

発明が解決しようとする課題 このような従来のキーボード装置では、接続線の本数
はキーの数＝出力線数×走査出力線数の関係でキー接点
の数が増加すると増加することになる。また、接点短絡
電極15と遮蔽板12を絶縁するために、絶縁シート17を必
要としていた。

本発明は上記課題を解決するもので、接続線の数を減
らすことを第１の目的としている。また、キーボードの
絶縁構成を簡単にすることを第２の目的としている。ま
た、環境性能の良いキーボード装置を提供することを第
３の目的としている。さらに、接点構成を簡単にして接
続線の数を減らすことを第４の目的としている。また、
出力線を表示素子の駆動と共用するキーボード装置を提
供することを第５の目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記第１の目的を達成するために、ｎ本の出
力線と、ｒ番目（ただし、１＜ｒ≦ｎ）の出力線とｒ未
満の出力線との間に配設した１対のキー接点と、前記各
出力線の電位とは異なる電位を有し前記１対のキー接点
に対設した第３の接点とを備え、キーが押されると前記
第３の接点と１対のキー接点が接触し、前記キー接点に
それぞれ接続された出力線が前記第３の接点電位に接続
されるようにしたことを第１の課題解決手段としてい
る。

また、第２の目的を達成するために、上記第１の課題
解決手段に加えて、第３の接点は静電気遮断板を兼ねた
導電材料からなるシートで形成し、前記シートは装置に
接地したことを第２の課題解決手段としている。

また、第３の目的を達成するために、上記第１の課題
解決手段に加えて、各出力線はキー読み込み時意外は接
地電位に固定するようにしたことを第３の課題解決手段
としている。

また、第４の目的を達成するために、１からｎ−１ま
でのｎ−１本の出力線と、キースキャン出力に接続し２
からｎまでのｎ−１本の走査出力線と、ｎ番目の走査出
力線とｒ番目（だだし１≦ｒ＜ｎ）の出力線との間、並
びにｑ番目（ただし１＜ｑ＜ｎ）の出力線との間に１対
のキー接点を備えたことを第４の課題解決手段としてい
る。

また、第５の目的を達成するために、上記第４の課題
解決手段に加えて、走査出力線に蛍光表示管などの表示
素子を接続し、前記表示素子と出力線との間にダイオー
ドを接続したことを第５の課題解決手段としている。

作用 本発明は上記した第１の課題解決手段により、ｎ本の
接続線で最大n!/2!（ｎ−２）！個のキー接点が接続で
き、従来の最大のキー接点の数＝（ｎ−ａ）×ａ（ただ
し、ａはｎ以下の正の整数）の場合より接続線の本数が
すくなくてすむ。

また、第３の課題解決手段により、電極の構成を簡単
にでき、しかも絶縁構成を簡単にできる。

また、第３の課題解決手段より、マイグレーションが
発生することはなく信頼性の高いキーボードを供給する
ことができる。

また、第４の課題解決手段により、ｎ本の接続線で最
大n!/2!/（ｎ−２）！個のキーが接続でき、接続線の本
数がすくなくてすみ、さらに接点構成は接点間を短絡さ
せる構成のものが使用できる。

また、第５図の課題解決手段により、走査出力線を蛍
光表示管等の表示素子の駆動にも使用でき、キーが押さ
れたときに、キーボード装置側から表示素子の方向へ信
号が逆流することによる表示素子の誤点灯と、キーボー
ド装置と表示素子の入出力電圧の差により出力線がマイ
ナス電位へ引き込まれるのを防止できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照
しながら説明する。

図に示すように、４本の出力線20〜23を備え、出力線
23と出力線22,21,20の間にキー接点24〜26を配設し、入
力線22と入力線21,20の間にキー接点27,28を配設し、同
様にして出力線21と20の間にキー接点29を配設してい
る。各出力線20〜23の電位を抵抗30により5Vとし、出力
線とは異なる電位である0Vの第３の接点31を設け、これ
を前記各キー接点24〜29に対設し、キーが押されると、
第３の接点31とキー接点24〜29が接触し、各キー接点24
〜29に接続された２本の出力線に第３の接点電位である
0Vが伝達されるようにしている。したがって、４本の出
力線で６個、ｎ本の出力線で最大nC2＝n!/2!/（ｎ−
２）！個のキー接点が接続できる。

操作面からの静電気を遮蔽するアルミニウムの薄膜か
らなる遮蔽板32は、シャーシの一部である金属板33に接
触し、接点電極34への静電気の浸入を防止している。接
点電極34と相対してわずかな空間距離を隔てて第３の接
点電極35を配置している。この空間距離を保つためにス
ペーサ36を設けている。第３の接点電極35と遮蔽板32の
間には絶縁シートがなく遮蔽板32の表面に直接第３の接
点電極35が印刷により形成されているため、シャーシの
一部である金属板33の電位と第３の接点電極35とは電気
的に接続されており同電位である。したがって、構造が
簡単であり安価なキーボード装置が実現できる。接点電
極34は絶縁シート37の上に印刷している。操作面には文
字などを印刷した文字フィルム38を貼合わせており、操
作面から接点部を押すことにより第３の接点電極35を介
して接点電極34,34間が短絡するようにしている。

４個のトランジスタ39〜42は、４本の出力線20〜23を
グランドと同電位の0Vへ引き込むためのものである。４
本の出力線20〜23から信号を入力するときには、トラン
ジスタ39〜42の駆動端子43を0Vにしてトランジスタ39〜
42のコレクタとエミッタ間をオフし、信号を入力できる
状態にする。こうしてキー接点24〜29の信号を読み込む
時だけにキー接点の電極34に電位を加えるようにしてい
る。従来より接点電極34に電位を加えつづけると、接点
電極34の中に含まれる銀が水分を媒介にして電極間を短
絡させるマイグレーションと呼ばれる現象があり問題と
なっていた。本発明では、キー入力の信号を読み込む短
時間のみキー接点24〜29の接点電極34に電位を加えるだ
けなのでマイグレーションが発生することはなく、信頼
性の高いキーボード装置を提供することができる。

上記構成において動作を説明すると、第３図（ａ）〜
（ｅ）はキー接点26を押したときの４本の出力線20〜23
とトランジスタの駆動端子43の入出力波形を示してお
り、トランジスタの駆動端子43は通常はHigh電圧である
5Vであるが、20ミリ秒の周期で約２ミリ秒の幅のLow電
圧である0Vになっている。このときに４本の出力線20〜
23の内、出力線20,23は0Vとなっており、その他は5Vで
キー接点26が押されたと判断ができる。なお、キー接点
24〜29の出力タイミングは第３図のＡに示すように、ト
ランジスタの駆動端子43が切り換わる直前の時点で行な
うと出力端子の容量成分などによる出力波形の鈍りなど
の不安定性を回避できる。

つぎに、本発明の他の実施例について第４図を参照し
ながら説明する。図に示すように、３本の出力線44〜46
とキースキャン出力に接続した３本の走査出力線47〜49
を備え、走査出力線47と出力線46,45,44の間にキー接点
50〜52を配設し、出力線46と入力線44,43の間にキー接
点53,54を配設し、同様にして出力線45と44の間にキー
接点55を配置し、キーが押されていないときは各出力線
44〜46の電位を抵抗56〜58により0Vとし、さらに、走査
出力線48,49をそれぞれ出力線46,45に接続している。走
査出力線47〜49には、蛍光表示管などの表示素子59を接
続し、走査出力線47〜49の共用化を図っている。走査出
力線47〜49とキー接点50〜55の間にはダイオード60〜62
を接続しており、キーが押されたときにキー接点50〜55
側から走査出力線47〜49へ信号が逆流することによる表
示素子59の誤点灯と、プルダウン抵抗63〜65と抵抗56〜
58の電位差により出力線44〜46がマイナス電位へ引き込
まれるのを防止している。

上記構成において動作を説明すると、第５図（ａ）
（ｃ）は走査出力線47〜49の出力波形で、第６図（ａ）
（ｃ）はキーが押されていないときの出力線44〜46の入
力波形を示している。もしキー接点51が押されていると
走査出力線47の信号がキー接点51に接続された出力線45
に伝わり、出力線44〜46の出力波形は第７図（ａ）〜
（ｃ）に示すようになる。したがって、出力線45の状態
からキー接点51が押されたと判断できる。他のキーにつ
いても同様である。なお、もしも２つ以上のキーが押さ
れた場合には出力線にそれらに対応する走査出力線の信
号が混ざり合うために、２つ以上のキーが押されたと判
断することができる。また、キーボード装置の構造は従
来例の第10図と同じである。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、ｎ
本の出力線とｒ番の出力線とｒ未満の出力線との間に配
設した１対のキー接点と、前記各入力線の電位とは異な
る電位を有し前記１対のキー接点に対設した第３の接点
とを備え、キーが押されると前記第３の接点と１対のキ
ー接点が接触し、前記キー接点にそれぞれ接続された入
力線が前記第３の接点電位に接続されるようにしたか
ら、ｎ本の接続線で最大n!/2!/（ｎ−２）！個のキー接
点が接続でき、キーボード装置と本体を接続するための
コネクタやリード線が節約できるために安価なものが供
給でき、また、キーボード装置やリード線から侵入する
ノイズ対策が容易になるとともに全体として安価なシス
テムを提供することができる。

また、第３の接点は静電遮蔽板を兼ねた導電材料から
なるシートで形成し、前記シートは装置に接地したか
ら、絶縁構成を簡単にでき、安価で作りやすくできる。

また、各出力線はキー読み込み時以外は接地電位に固
定するようにしたから、マイグレーションが発生するこ
とがなく、信頼性を向上できる。

また、１からｎ−１までのｎ−１本の出力線と、キー
スキャン出力に接続し２からｎまでのｎ−１本の走査出
力線と、ｒ番目の走査出力線とｒ番目（ただし１≦ｒ＜
ｎ）の出力線との間、並びにｑ番目（ただし１＜ｑ＜
ｎ）の出力線とｑ未満の番号の出力線との間に１対のキ
ー接点を備えたから、ｎ本の線で従来より多い最大n!/2
!/（ｎ−２）！個のキー接点が接続でき、さらに従来と
同様な構造のキーが使用できるために信頼性を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のキーボード装置の回路図、
第２図は同キーボード装置の断面図、第３図は同キーボ
ード装置の入出力波形図、第４図は本発明の他の実施例
のキーボード装置の回路図、第５図は同キーボード装置
のキースキャン信号波形図、第６図は同キーボード装置
のキー接点を押さない状態の入出力波形図、第７図は同
キーボード装置のキー接点を押した状態の入出力波形
図、第８図は従来のキーボード装置の回路図、第９図は
同キーボード装置の入出力波形図、第10図は同キーボー
ド装置の断面図である。 20〜23……出力線、24〜29……キー接点、31……第３の
接点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 純 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 河合 一広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−105131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−298931（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−295319（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146653（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−135536（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 3/02 G06F 3/023

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｎ本の出力線と、ｒ番目（ただし、１＜ｒ
   ≦ｎ）の出力線とｒ未満の出力線との間に配設した１対
   のキー接点と、前記各出力線の電位とは異なる電位を有
   し前記１対のキー接点に対設した第３の接点とを備え、
   キーが押されると前記第３の接点と１対のキー接点が接
   触し、前記キー接点にそれぞれ接続された出力線が前記
   第３の接点電位に接続されるようにしてなるキーボード
   装置。
2. 【請求項２】第３の接点は静電気遮蔽を兼ねた導電材料
   からなるシートで形成し、前記シートは装置に接地して
   なる請求項１記載のキーボード装置。
3. 【請求項３】各出力線はキー読み込み時意外は接地電位
   に固定するようにしてなる請求項１記載のキーボード装
   置。
4. 【請求項４】１からｎ−１までのｎ−１本の出力線と、
   時分割出力に接続し２からｎまでのｎ−１本の走査出力
   線と、ｎ番目の走査出力線と、ｒ番目（だだし、１≦ｒ
   ＜ｎ）の出力線との間、並びにｑ番目（ただし１＜ｑ＜
   ｎ）の出力線とｑ未満の番号の出力線との間に１対のキ
   ー接点を備えてなるキーボード装置。
5. 【請求項５】走査出力線に蛍光表示管などの表示素子を
   接続し、前記表示素子と出力線との間にダイオードを接
   続してなる請求項１記載のキーボード装置。