JPH0823795B2 - 入力／出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば液晶表示素子を有する携帯型小型電
子計算機などに好適に用いられる入力／出力装置に関す
る。

従来の技術 通常電卓と称される前記携帯型小型電子計算機などは
液晶表示素子を用いた表示出力装置とキー入力装置とを
備えている。これらは大規模集積回路として実現される
制御回路によって表示制御およびキーの読取り制御が行
われる。表示出力装置は複数の表示信号ラインによって
制御回路に接続され、表示制御される。またキー入力装
置は制御回路に接続される複数の走査ラインとこれに交
差する複数の信号ラインとを備え、走査ラインと信号ラ
インとの各交差点にキーボタンに個別に対応するスイッ
チが設けられる。すなわち制御回路は前記走査ラインに
順次的に走査信号を出力し、キーボタンが押下され、ス
イッチが導通している前記スイッチがあれば、対応する
信号ラインに前記走査信号が流れ制御回路はこれを検知
してどのスイッチが導通されたかを検知できる。

このような従来例では制御回路に表示出力ラインと走
査ラインと信号ラインとを個別に接続する必要があり、
制御回路の端子数が増大し素子形状の大型化をもたらす
とともに、可塑の増大をもたらしてしまう。

このような課題を解決するために、前記表示ラインの
一部に走査ラインを個別に接続して制御回路の出力端子
の一部を表示出力装置とキー入力装置とで共有する技術
が考えられる。第４図はこのような典型的な従来例の電
子装置１のブロック図である。電子装置１はたとえば前
記電卓などであり、大規模集積回路として実現される制
御回路２を備える。制御回路２には複数の表示信号ライ
ン３を介して、液晶表示装置４が接続される。キーマト
リクス５には前記表示信号ライン３の一部分である、兼
用ライン６に個別に接続される複数の走査ライン７と、
この各走査ライン７と交差し、制御回路２に接続される
複数の信号ライン８と、各走査ライン７および信号ライ
ン８の交差点にそれぞれ設けられるスイッチ９とを備え
る。

またこのような小形の電子装置１は、電源として太陽
電池10を備え、液晶表示装置４に表示出力を行う際の電
圧を生成するための昇圧用コンデンサ11が設けられる。

第５図は制御回路２の構成と作用を説明する回路図で
ある。制御回路２には前記兼用ライン６毎にＰチャンネ
ルトランジスタTP1,TP2とＮチャンネルトランジスタTN1
とが接続される。以下、これらをトランジスタと略称す
る。トランジスタTP1,TP2は液晶表示装置４に表示駆動
を行うためのセグメント信号SGと、キーマトリクスの走
査を行うストローブ信号SBとをそれぞれゲート入力と
し、ともに電源電圧VDが入力され、これらは共通にトラ
ンジスタTN1を介して接地電位に接続される。したがっ
てトランジスタTP1,TP2;TN1は、前記セグメント信号SG
およびストローブ信号SBのいずれかの入力により相互に
逆状態に動作する。

キーマストリクス５のスイッチ9a,9bに対応する前記
トランジスタTP1,TP2,TN1には添え字a,bを付して示す。

この従来例ではセグメント信号SGとストローブ信号SB
とが、ローアクティブの信号として時分割で各トランジ
スタTP1,TP2,TN1にそれぞれ与えられる。すなわちセグ
メント信号SGが与えられているとき、トランジスタTP1
は導通し、トランジスタTP2,TN1は遮断され、液晶表示
装置４にセグメント信号SGが供給され表示が行われる。

またストローブ信号SBが与えられているときには、ト
ランジスタTP2は導通し、トランジスタTP1,TN1は遮断さ
れ、兼用ライン6aにストローブ信号SBが出力され、スイ
ッチ9aが走査されているときには信号ライン８を介して
制御回路２の入力端子K1にストローブ信号SBが入力さ
れ、制御回路２はスイッチ9aが操作されたことを認識で
きる。

発明が解決しようとする課題 このような従来例では、同一の信号ライン８に接続さ
れているスイッチ9a,9bが同時に操作されることがあ
る。このとき兼用ライン6aにセグメント信号SGが出力さ
れているとき、トランジスタTP1a,TN1bは導通し、トラ
ンジスタTP2a,TN1a;TP1b,TP2bは遮断されている。した
がって矢符A1で示す電路が構成されることになる。また
兼用ライン6bにセグメント信号SGが出力されている場合
には、矢符A2で示す電路が形成されることになる。いず
れの場合も電源電圧VDDが接地電位に短絡された状態と
なり、たとえば数十μＡ以上の貫通電流が流れることに
なる。

一方、制御回路２の電源として用いられている太陽電
池10の出力電流は、通常、数μＡ程度である。このため
前記貫通電流が流れた場合、太陽電池10からの出力電圧
が低下し、制御回路２の動作に必要なレベルの電圧を供
給できなくなり、制御回路２が誤動作してしまうという
課題がある。このため太陽電池10を各種携帯型電子装置
に適用することが困難であった。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、信号レ
ベルが異常になる事態を防止して、動作上の信頼性を向
上することができる電子装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、キー入力装置と表示出力装置とこれらを制
御する制御装置とを備える入力／出力装置において、 複数の表示信号ラインを介して制御装置に接続され表
示制御される表示出力装置と、 表示信号ラインの少なくとも一部分に個別に接続され
複数の走査ラインと、走査ラインに交差し制御装置に接
続される複数の信号ラインと、これらの各交差点に設け
られるスイッチング手段とを備えるキー入力装置と、 制御装置に備えられ表示信号ラインに動作信号を出力
する駆動回路であって、 前記スイッチング手段を各走査ライン毎に走査する走
査信号と、表示出力装置への表示信号とが入力され、こ
れらを予め定めるレベルに設定して前記動作信号として
出力する出力手段と、 前記走査信号と表示信号と動作信号とが入力され動作
信号のレベルが前記予め定めるレベルであるときには走
査信号と表示信号とを出力手段に導出し、動作信号のレ
ベルが前記予め定めるレベル以外のレベルのときは、前
記信号の導出を停止する保護手段とを備えるそのような
駆動回路とを含むことを特徴とする入力／出力装置であ
る。

作 用 本発明に従う電子装置は、キー入力装置と、表示出力
装置と、これらを制御する制御装置とを備え、制御装置
に備えられる駆動回路には表示信号ラインが接続されて
表示出力装置に動作信号を出力する。またキー入力装置
は、前記表示信号ラインの少なくとも一部分に個別に接
続される複数の走査ラインに走査信号が順次的に出力さ
れ、走査ラインと信号ラインとの交差点に設けられるス
イッチング手段が操作されている場合には、前記走査信
号が信号ラインを介して制御装置に入力され、このよう
にしてキー走査が行われる。

ここで複数のスイッチング手段が同時に操作され、異
なる表示信号ラインに対応する異なる出力手段が前記複
数のスイッチング手段を介して短絡され、異常のレベル
の動作信号が流れようとする場合、このような動作信号
は駆動回路に含まれる保護手段に入力されており、保護
手段は動作信号のレベルが予め定めるレベルであるとき
には別途入力されている走査信号と表示信号とを出力手
段に導出し、動作信号のレベルが前記予め定めるレベル
以外の異常レベルのときは、前記信号の導出を停止する
ようにしている。

したがって、前記動作信号が過大になる事態が防止で
き、電子装置の動作上の信頼性を向上することができ
る。

実施例 第１図は本発明の一実施例の電子装置21の構成を示す
ブロック図である。電子装置21はたとえば携帯型電子計
算機などである。電子装置21は、表示出力装置である液
晶表示装置22と、キー入力装置であるキーマストリクス
23と、これらを制御する制御回路24とを備える。液晶表
示装置22と制御回路24とは、複数の表示信号ライン25で
接続され、その一部分は兼用ライン26としてキーマトリ
クス23の複数の走査ライン27が個別に接続される。キー
マトリクス23は、前記走査ライン27と交差する複数の信
号ライン28を備え、これらの各交差点にはスイッチング
手段としてのキースイッチ29がそれぞれ設けられ、キー
スイッチング29を走査したときに出力される信号は信号
ライン28を介して制御回路24の入力端子K1,K2,K3のいず
れかに入力される。

制御回路24は、液晶表示装置22を表示駆動するととも
に、キーマトリクス23を走査する駆動回路30を備えてお
り、駆動回路30は信号処理回路31からの後述するような
セグメント信号SG、ストローブ信号SBおよびクロック信
号φs,φｔに基づいて動作を行う。駆動回路30には、前
記兼用ライン26毎に後述する構成を有する出力回路32お
よび保護回路33が設けられ、出力回路32は前記兼用ライ
ン26に動作信号Ｄを出力し、かつ動作出力Ｄライン34を
介して保護回路33に入力され、後述するような動作を行
う。表示信号ライン25のうち兼用ライン26以外の表示信
号ライン25には、個別的に前述した出力回路32のみが接
続される。

このような制御回路24は、電源として太陽電池35が接
続され、数μＡの駆動電流が供給される。また制御回路
24には、液晶表示装置22を表示駆動するに充分な駆動電
圧を得るために昇圧用コンデンサ36が接続される。

第２図は駆動回路30の構成例を示すブロック図であ
る。前記保護回路33は、ライン34からの動作信号Ｄと、
バルス信号φｔが入力されるNOR回路37と、パルス信号
▲▼とストローブ信号SBとが入力されるNOR回路38
と、液晶表示装置22に表示駆動を行わせる表示信号であ
るセグメント信号▲▼とパルス信号φｋとが入力さ
れるNOR回路39とを備える。NOR回路37の出力が反転回路
40によって反転された信号と、NOR回路39の出力信号と
はNAND回路41に入力され、NAND回路38の出力は反転回路
42で反転される。またNOR回路38,39の出力はNOR回路43
に入力される。

出力回路32は、ＰチャンネルトランジスタTP1,TP2
と、ＮチャンネルトラジスタTN1とを備える。これらは
以下、トランジスタと略称する。トランジスタTP1はNAN
D回路41の出力をゲート入力とし、電源電圧VDDを抵抗R1
を介して兼用ライン26に出力する。またトランジスタTP
2は反転回路42の出力をゲート入力とし、電源電源VDDを
抵抗R1を介して兼用ライン26に出力する。トランジスタ
TP1,TP2の出力側は、共通にトランジスタTN1を介して接
地電位に接続される。トランジスタTN1は、前記NOR回路
43の出力をゲート入力とする。前記ライン34は抵抗R2を
介して兼用ライン26と接続される。

第３図は本発明の動作を説明するタイムチャートであ
る。第３図（１）は、たとえば第１図の１本の兼用ライ
ン26aに出力される動作信号Ｄしたがってセグメント信
号SGとストローブ信号SBとの重畳された信号SG＋SBを示
す。すなわち兼用ライン26aには、液晶表示装置22にお
ける表示周期W1の中で、たとえばキーマトリクス23の走
査ライン27aに対するストローブ信号SBが出力されてい
る。他の兼用ライン26についても同様な信号が時分割処
理によって出力される。第３図（２）および同図（３）
に示されるようにセグメント信号SGが出力されている期
間、パルス信号φｋはローレベルを保持している。

このためNOR回路38は遮断され、NOR回路39からセグメ
ント信号SGが出力される。また動作信号Ｄは後述するよ
うにローレベルを持続する信号とはならず、したがって
NOR回路37にはハイレベルの信号が入力される。そのた
めNAND回路41は前記セグメント信号SGを反転したセグメ
ント信号▲▼を前記トランジスタTP1へゲート信号
として出力する。NOR回路38は遮断され、トランジスタT
P2にはハイレベルの信号がゲート信号として入力され
る。NOR回路38は導通し、セグメント信号SGが出力され
てトランジスタTN1にゲート信号として与えられる。こ
れにより兼用ライン26にはセグメント信号SGが出力され
る。

パルス信号φｋがハイレベルに立上がるとNOR回路39
は遮断されてローレベルとなり、したがってNAND回路41
も遮断される。NOR回路38は導通し、トランジスタTP2に
は反転ストローブ信号▲▼がゲート信号として供給
される。トランジスタTN1にはストローブ信号SBがゲー
ト信号として供給される。これによ兼用ライン26にはス
トローブ信号SBが出力される。

前述の動作は液晶表示装置22の表示駆動と、キーマト
リクス23の走査との通常の動作である。ここで第１図の
キースイッチ29a,29bが同時に操作された場合を想定す
る。これにより兼用ライン26a,26bの駆動回路30a,30bは
矢符A3に示す電路で短絡される。ここで駆動回路30aの
トランジスタTP1,TP2,TN1のオン低抗をRap1,Rap2,Ran1
とし、駆動回路30bに同様に設けられるトランジスタの
オン抵抗をRbp1,Rbp2,Rbn1とすると、第５図を参照して
説明した貫通電流の電路A1,A2と同様の電路A1,A2を第２
図のように想定することができる。このとき電路A1,A2
に対応する動作信号Ｄの信号レベルV1,V2は、 で与えられる。

一般にＮチャンネルトランジスタのオン抵抗は、Ｐチ
ャンネルトランジスタのオン抵抗より格段に小さいこと
が知られており、 Rap1:Rbn1＝20:1 …（３） とすると、前記信号レベルV1,V2は等しく、電源電圧VDD
＝3.0Vのとき、 となる。これによってNOR回路37の反転レベルを前記第
４式で得られる。0.143V以上に選ぶ。

キースイッチ29の複数が同時に操作されていない場
合、動作信号Ｄは予め定められるハイレベルに設定され
る。このためNOR回路37は遮断され、NAND回路41にはハ
イレベルの信号が入力することになり、NAND回路41が導
通して前述のような動作を行う。一方、第１図のキース
イッチ29a,29bが同時に操作されたとき、電路A1,A2が生
じて貫通電流が流れる。このとき前記第４式から動作信
号Ｄの信号レベルは不所望に低いレベルとなる。

これによりNOR回路37が導通し、第３図（４）に示す
ようなローレベルのパルス信号φｔが反転されて出力さ
れ、さらに反転回路で反転されてNAND回路41にはローレ
ベルの信号が入力される。したがってNAND回路41は遮断
されてハイレベルの信号をトランジスタTP1にゲート信
号として出力し、トランジスタTP1を遮断する。このよ
うな動作が保護回路33を有するいずれの駆動回路30にお
いても行われるので、前記電路A1,A2に過大なたとえば
数十μＡの電流が流れて、太陽電池35から出力される電
流によっては制御回路24の動作が保証されず、誤動作な
どを生じてしまう事態が防がれる。

第３図（４）に示すように、パルス信号φｔは第３図
（３）のパルス信号φｋが出力された直後にハイレベル
に立上がる。これによりNOR回路37は遮断され、NAND回
路41にハイレベルの信号が入力されてNAND回路41は導通
する。これにより保護回路33の前記保護動作が解除され
る。このときキースイッチ29a,29bが引続き操作されて
いる状態では、前記パルス信号φｔがローレベルに立下
がった状態でNOR回路37はNAND回路41を遮断する動作を
行う。このようにして制御回路24の動作上の信頼性を向
上することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、複数のスイッチング手
段が同時に操作され、異なる表示信号ラインに対応する
異なる出力手段が前記複数のスイッチング手段を介して
短絡され、異常なレベルの動作信号が流れようとする場
合、このような動作信号は駆動回路に含まれる保護手段
に入力されており、保護手段は動作信号のレベルが予め
定めるレベルであるときには別途入力されている走査信
号と表示信号とを出力手段に導出し、動作信号のレベル
が前記予め定めるレベル以外のレベルのときは、前記信
号の導出を停止するようにしている。

したがって前記動作信号が異常になる事態が防止で
き、電子装置の動作上の信頼性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電子装置21の構成を示すブ
ロック図、第２図は駆動回路30の構成例を示すブロック
図、第３図は本実施例の作用を説明するタイミングチャ
ート、第４図は典型的な従来例の電子装置１の構成を示
すブロック図、第５図は従来例の課題を説明する電気回
路図である。 21……電子装置、22……液晶表示装置、23……キーマト
リクス、24……制御回路、25……表示信号ライン、26…
…兼用ライン、27……走査ライン、28……信号ライン、
29……キースイッチ、30……駆動回路、32……出力回
路、33……保護回路、35……太陽電池

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キー入力装置と表示出力装置とこれらを制
   御する制御装置とを備える入力／出力装置において、 複数の表示信号ラインを介して制御装置に接続され表示
   制御される表示出力装置と、 表示信号ラインの少なくとも一部分に個別に接続され複
   数の走査ラインと、走査ラインに交差し制御装置に接続
   される複数の信号ラインと、これらの各交差点に設けら
   れるスイッチング手段とを備えるキー入力装置と、 制御装置に備えられ表示信号ラインに動作信号を出力す
   る駆動回路であって、 前記スイッチング手段を各走査ライン毎に走査する走査
   信号と、表示出力装置への表示信号とが入力され、これ
   らを予め定めるレベルに設定して前記動作信号として出
   力する出力手段と、 前記走査信号と表示信号と動作信号とが入力され動作信
   号のレベルが前記予め定めるレベルであるときには走査
   信号と表示信号とを出力手段に導出し、動作信号のレベ
   ルが前記予め定めるレベル以外のレベルのときは、前記
   信号の導出を停止する保護手段とを備えるそのような駆
   動回路とを含むことを特徴とする入力／出力装置。