キー入力装置
【課題】キーオンウェイクアップ動作の可能なキースイッチとキーオンウェイクアップ動作のできない切替スイッチとの両方を備えたキー入力装置を従来よりも少数の入出力端子で実現する。
【解決手段】キー入力装置１において、制御回路１０は、複数の第１の端子Ａ１〜Ａ４および複数の第２の端子Ｂ１〜Ｂ４を含む。複数のキースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。１または複数の切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続される。１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続される。
【解決手段】キー入力装置１において、制御回路１０は、複数の第１の端子Ａ１〜Ａ４および複数の第２の端子Ｂ１〜Ｂ４を含む。複数のキースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。１または複数の切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続される。１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイコンなどのデータ処理装置にデータを入力するためのキー入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からマイコン（Micro-Controller Unit）などへのキー入力装置としてキーマトリクス回路が設けられている。キーマトリクス回路では、できるだけ少ない端子数でキー入力の検出ができるように様々な工夫がなされている。
【０００３】
たとえば、実開昭６２−１３８２３７号公報（特許文献１）は、標準装備用のキーマトリクス回路と拡張用のキーマトリクス回路とを備え、両マトリクス回路を同時に検索するキー入力装置を開示する。具体的には、各１周期の所定期間にのみハイレベルになるスキャン信号を用いたハイレベルスキャンによってキー操作されたキーマトリクス回路の判別を行なうために、検索側ダイオードおよび判別側ダイオードと、信号保持回路とが設けられる。信号保持回路は、判別側ダイオードのカソードのハイレベルを遅延保持する。
【０００４】
特開平８−３２８６２３号公報（特許文献２）は、以下の構成のキーマトリクス回路を開示する。このキーマトリクス回路は、少なくとも１つのポートを含む第１スキャン端子群と、少なくとも２つのポートを含む第２スキャン端子群と、スキャン手段と、複数の第１のスイッチング手段と、複数の第２のスイッチング手段とを備える。スキャン手段は、第１スキャン端子群から第２スキャン端子群に対して第１スキャン信号を出力し、または第２スキャン端子群から第１スキャン端子群に対して第２スキャン信号を出力する。複数の第１のスイッチング手段は、第１スキャン端子群に含まれるそれぞれのポートと第２スキャン端子群に含まれるそれぞれのポートとの間に介挿される。複数の第２のスイッチング手段の各々は、複数の第１スイッチング手段の各々と並列接続される。各第１のスイッチング手段は第１スキャン端子群から第２スキャン端子群に向かって順方向とされた第１ダイオードと第１ダイオードに直列接続された第１スイッチとを含む。各第２のスイッチング手段は第２スキャン端子群から第１スキャン端子群に向かって順方向とされた第２ダイオードと第２ダイオードに直列接続された第２スイッチとを含む。
【０００５】
特開２００８−９０６４２号公報（特許文献３）に開示されるキー入力装置では、キースキャン用のキーソース信号を、第１信号線群に供給される第１キーソース信号と、第２信号線群に供給される第２キーソース信号と、第３信号線群に供給される第３キーソース信号とを含むように構成する。キーリターン信号は、第１キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第２信号線群から入力される第１キーリターン信号と、第２キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第３信号線群から入力される第２キーリターン信号と、第３キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第１信号線群から入力される第３キーリターン信号とを含む。第１〜第３のキーリターン信号の状態に対応して、第１キースイッチ部、第２キースイッチ部および第３キースイッチ部の状態を判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−１３８２３７号公報
【特許文献２】特開平８−３２８６２３号公報
【特許文献３】特開２００８−９０６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、家庭用電気機器（家電機器）用のリモコン（Remote Control）などは、電池で駆動されるために省電力が要求される。このような省電力駆動が必要なシステムに搭載されるマイコンには、人が操作している間は動作させ、人が操作していない間は動作させないようにするキーオンウェイクアップ機能が内蔵されている。キーオンウェイクアップ機能は、キーマトリクス回路に組み込まれたキースイッチが押圧されたときに、マイコンを待機状態（省電力状態）から通常状態に復帰させるものである。
【０００８】
通常、家電機器用のリモコンには、上記のキースイッチの他に切替スイッチも設けられている。たとえば、ビデオ装置用のリモコンには、搭載されている複数のチューナのうち使用するチューナを切替えるための切替スイッチや、録画装置をハードディスクと光ディスクとに切替えるための切替スイッチなどが設けられている。これらの切替スイッチは、キースイッチのように押圧される（オン状態になる）という状態だけにリモコンの機能が対応するのでなく、オン状態にもオフ状態にも切替わり、それぞれの状態にリモコンの機能が対応しているので、キーオンウェイクアップには用いることができない。
【０００９】
したがって、従来のマイコンでは、キーオンウェイクアップ機能を実現するために、キーマトリクス回路用の入出力インターフェース回路と切替スイッチ用の入出力インターフェース回路とを別々に設ける必要がある。このため多くの入出力端子が必要となってしまうという欠点がある。
【００１０】
この発明の目的は、キーオンウェイクアップ動作の可能なキースイッチとキーオンウェイクアップ動作のできない切替スイッチとの両方を備えたキー入力装置を従来よりも少数の入出力端子で実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の実施の一形態によるキー入力装置は、制御回路と、複数のキースイッチと、１または複数の切替スイッチと、１または複数のダイオードとを備える。制御回路は、複数の第１の端子および複数の第２の端子を含み、複数の第１の端子の各々および複数の第２の端子の各々から所定の論理レベルの検出電圧を出力する。複数のキースイッチは、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、押圧されたときに導通状態になる。１または複数の切替スイッチは、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、導通状態と非導通状態とに切替可能である。１または複数のダイオードの各々は、１または複数の切替スイッチのうちの少なくとも１つの切替スイッチに対応する。１または複数の切替スイッチの各々は、１または複数のダイオードのうちのいずれか１つのダイオードに対応する。複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続され、押圧されたときに対応する組合わせの第１および第２の端子間を導通させる。１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続され、導通状態のときに対応する組合わせの第２の端子から出力された検出電圧を対応のダイオードを介して対応する組合せの第１の端子に入力させる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の実施の形態によれば、切替スイッチと直列にダイオードを設けることによって、キーオンウェイクアップ動作の可能なキースイッチと共通の第１および第２の端子に切替スイッチを接続することができるので、入出力端子数を従来よりも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１によるキー入力装置１の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示すマイコン１０の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す入出力インターフェース回路１６において端子Ａ１に接続される入出力バッファの構成例を示す回路図である。
【図４】図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。
【図５】図１のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１２１における切替スイッチのオン／オフ検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】キースイッチＫＹ１２が押圧された場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図８】切替スイッチＳＷ０，ＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態の場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図９】通常状態および待機状態における端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図１０】図２のマイコン１０におけるキーオンウェイクアップ処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図３に示した入出力バッファの変形例を示す図である。
【図１２】図３に示した入出力バッファの他の変形例を示す図である。
【図１３】図１のキー入力装置１の変形例としてのキー入力装置２の構成を示す回路図である。
【図１４】この発明の実施の形態２によるキー入力装置３の構成を示す回路図である。
【図１５】図１４の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。
【図１６】図１４のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷ０のオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のステップＳ１２１Ａにおける切替スイッチのオン／オフの検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１５】
＜実施の形態１＞
［キー入力装置の構成］
図１は、この発明の実施の形態１によるキー入力装置１の構成を示す回路図である。図１を参照して、キー入力装置１は、マイコン（制御回路）１０と、キーマトリクス回路１１と、配線ＬＡ１〜ＬＡ４，ＬＢ１〜ＬＢ４，ＬＣ１〜ＬＣ４（総称する場合または不特定のものを示す場合、それぞれ配線ＬＡ、配線ＬＢ、配線ＬＣと記載する）とを含む。この明細書において、キー入力装置１は、家電機器、家電機器用のリモコン、またはパーソナルコンピュータなど、ユーザの手動操作によるデータ入力装置（キーパッドやキーボードなど）を備えた電子機器・電気機器を意味する。
【００１６】
マイコン１０は、端子群Ａ（端子Ａ１〜Ａ４）および端子群Ｂ（端子Ｂ１〜Ｂ４）を有し、これらの端子群Ａ，Ｂを介して接続されたキーマトリクス回路１１によるキー入力操作を検知するとともに、キー入力されたデータに基づく処理を行なう。端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の各々は、入力端子としても出力端子としても用いられる。図１に示すように端子Ａ１〜Ａ４からはそれぞれ配線ＬＡ１〜ＬＡ４が引き出され、端子Ｂ１〜Ｂ４からはそれぞれ配線ＬＢ１〜ＬＢ４が引き出される。配線ＬＢ１〜ＬＢ４にはそれぞれ配線ＬＣ１〜ＬＣ４が接続される。配線ＬＡ１〜ＬＡ４は、配線ＬＢ１〜ＬＢ４および配線ＬＣ１〜ＬＣ４と立体的に交差している。
【００１７】
キーマトリクス回路１１は、１６個のキースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５と、１６個の切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５と、１６個のダイオードＤ０〜Ｄ１５とを含む（総称する場合または不特定のものを示す場合には、それぞれキースイッチＫＹ、切替スイッチＳＷ、およびダイオードＤと記載する）。
【００１８】
キースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、配線ＬＡ１〜ＬＡ４と配線ＬＣ１〜ＬＣ４とが立体的に交差する１６個の交差点にそれぞれ対応して設けられる。各キースイッチＫＹは、対応の交差点を通る配線間に接続され、押圧（もしくは押下）されたときに導通状態となってこれらの配線間を導通させる。言換えると、キースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との１６個の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。各キースイッチＫＹは、押圧されたとき対応する組合わせのＡ群の端子とＢ群の端子とを導通させる。
【００１９】
ダイオードＤ０〜Ｄ１５は、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１にそれぞれ対応する。各切替スイッチＳＷは、導通状態と非導通状態とに切替可能であり、これらの状態を保持する。切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、配線ＬＡ１〜ＬＡ４と配線ＬＢ１〜ＬＢ４とが立体的に交差する１６個の交差点にそれぞれ対応して設けられる。各切替スイッチＳＷは、対応の交差点を通る配線間に、対応のダイオードＤと直列に接続される。このとき各ダイオードＤは、配線ＬＡから配線ＬＢに向かう方向が順方向となるように接続される。以上を言換えると、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との１６個の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。各切替スイッチＳＷは、対応する組合わせのＡ群の端子とＢ群の端子との間に、対応のダイオードＤと直列に接続される。各ダイオードＤは、Ａ群の端子からＢ群の端子に向かう方向が順方向となるように接続される。
【００２０】
上記のキーマトリクス回路１１において、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの数は１６個に限られないことは言うまでもない。マイコン１０の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の数もキースイッチＫＹの総数および切替スイッチＳＷの総数に応じて増減される。
【００２１】
端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との全ての組合わせに対してキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの両方が配置される必要はない。Ａ群の端子とＢ群の端子との複数の組合わせのうち一部の組合わせについては、キースイッチＫＹが設けられていなくてもよいし、切替スイッチＳＷが設けられていなくてもよい。切替スイッチＳＷの数は１個でもよい。
【００２２】
［マイコン１０の構成］
図２は、図１に示すマイコン１０の内部構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
図２を参照して、マイコン１０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１３と、データ転送部（ＤＭＡＣ：Direct Memory Access Controller）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を有するメモリ１５と、入出力インターフェース（ＩＦ：Interface）回路１６と、割込み制御部（ＩＮＴＣ：Interrupt Controller）１７と、システム制御部（ＳＹＳＣ：System Controller）１８と、電源回路１９と、スイッチ用のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ２０とを含む。中央処理装置１３、データ転送部１４、メモリ１５、および入出力インターフェース回路１６は内部バス２１を介して相互に接続される。
【００２４】
中央処理装置１３は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、周辺装置とのデータのやり取りやデータの処理を行なう。具体的にこの発明に関連した機能として、中央処理装置１３は、キーマトリクス回路１１によるキー入力操作を検出するとともに、キー入力されたデータに基づいた処理を行なう。データ転送部１４は、図示を省略したハードディスク装置などの外部記憶装置とメモリ１５との間のデータ転送を制御する。
【００２５】
マイコン１０は、動作モードとして通常モードと待機モード（スリープモードまたは省電力モードとも称する）とを有する。上記の中央処理装置１３およびデータ転送部１４は、待機モード時に、電源電圧の供給が遮断される領域２２に設けられる。待機モード時には、電源電圧の遮断に代えてクロックの供給を停止してもよい。
【００２６】
メモリ１５は、中央処理装置１３の主記憶装置として用いられ、プログラムなどを記憶するためのＲＯＭと一時的なデータを記憶するためのＲＡＭとを含む。メモリ１５のＲＡＭには、キーマトリクス回路１１と接続された端子群Ａ，Ｂに入力された信号を記憶するための領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａ，Ｍ１Ｂ〜Ｍ４Ｂが設けられている。
【００２７】
入出力インターフェース回路１６は、マイコン１０とキーマトリクス回路１１などの周辺装置とを接続するための回路であり、電圧レベル、正負論理、および動作タイミングなどの調整を行なう。この実施の形態の場合、入出力インターフェース回路１６は、端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４を介してキーマトリクス回路１１との間でＬアクティブ（Low Active）の信号を入出力する。
【００２８】
割込み制御部１７は、キーマトリクス回路１１などの周辺装置からの要求に基づく処理（外部割込み）や、実行中のプログラムのトラブルなどが原因で生じる処理（内部割込み）を行なう。具体的にこの発明に関連した処理として、割込み制御部１７は、待機モード時にユーザがキースイッチを押圧した場合に、割込み発生をシステム制御部１８などに通知する。
【００２９】
システム制御部１８は、マイコン１０のシステム全体を制御するものであり、マイコン１０の起動および停止や、動作モード（通常モード、待機モード）の変更などを制御する。
【００３０】
電源回路１９は、マイコン１０内の各機能ブロックへの電源供給を制御する。たとえば、通常モードから待機モードに移行するときには、システム制御部１８の指令に従って、電源回路１９は、ＭＯＳトランジスタ２０をオフ状態にすることによって中央処理装置１３およびデータ転送部１４への電源電圧の供給を停止する。
【００３１】
図３は、図２に示す入出力インターフェース回路１６において端子Ａ１に接続される入出力バッファの構成例を示す回路図である。図１のＡ群、Ｂ群のいずれの端子にも図３と同様の回路が接続されるので、図３では端子Ａ１に接続される回路が代表として示されている。
【００３２】
図３を参照して、入出力インターフェース回路１６は、端子Ａ１と電源ノードＶｃｃとの間に直列に接続されるスイッチ３１および抵抗素子３２と、端子Ａ１と接地ノードＧＮＤとの間に接続されるＮＭＯＳ（Negative-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ３３と、入力バッファ３４とを含む。入力バッファ３４の入力ノードは端子Ａ１に接続される。入出力インターフェース回路１６は、制御信号ＣＴＬ１によってスイッチ３１をオン状態またはオフ状態に切替えるとともに、制御信号ＣＴＬ２によってＮＭＯＳトランジスタ３３をオン状態またはオフ状態に切替える。抵抗素子３２はプルアップ抵抗として用いられ、スイッチ３１のオン／オフによって端子Ａ１をプルアップするか否かが制御される。
【００３３】
端子Ａ１は、図２の中央処理装置１３からの指令によって、出力端子および入力端子の一方に設定可能である。端子Ａ１を出力端子として用いる場合には、スイッチ３１はオン状態およびオフ状態のいずれに設定されていてもよい。オフ状態に設定されていたほうが、消費電力がより小さくなるので望ましい。スイッチ３１がオン状態の場合には、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオン状態のときにアクティブ信号（Ｌレベル（Low Level）の電圧）が端子Ａ１から出力され、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオフ状態のときに非アクティブ信号（Ｈレベル（High Level）の電圧）が端子Ａ１から出力される。スイッチ３１がオフ状態の場合には、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオン状態のときにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が端子Ａ１から出力され、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオフ状態のときに、端子Ａ１は非アクティブ状態（ハイ・インピーダンス状態）になる。スイッチ３１とＮＭＯＳトランジスタ３３の両方ともがオン状態となる場合、スイッチ３１を構成するＭＯＳトランジスタの電流駆動能力は、抵抗素子３２での電圧降下をも考慮してＮＭＯＳトランジスタ３３よりも小さくなるように構成される。
【００３４】
端子Ａ１を入力端子として用いる場合には、スイッチ３１はオン状態に設定される。端子Ａ１にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力された場合、入力バッファ３４の出力はＬレベルになる。端子Ａ１に非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス）が入力された場合、端子Ａ１は抵抗素子３２によってプルアップされているのでＨレベルの状態になり、この結果、入力バッファ３４の出力はＨレベルになる。
【００３５】
［キースイッチおよび切替スイッチのオン／オフ検出］
図１を参照して、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出方法について概要を説明する。
【００３６】
キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出する場合には、端子Ａ１〜Ａ４が出力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が入力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ａ１〜Ａ４から相互に異なるタイミングで出力する（第１の検出動作）。このとき、マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたか否かに基づいて、押圧されたキースイッチＫＹを判定する。この場合、各ダイオードＤは逆方向にバイアスされているので、切替スイッチＳＷの開閉状態は端子Ｂ１〜Ｂ４の入力信号には影響しない。
【００３７】
各切替スイッチＳＷが導通状態であるか否かを検出する場合には、端子Ａ１〜Ａ４が入力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が出力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ｂ１〜Ｂ４から相互に異なるタイミングで出力する（第２の検出動作）。この場合、各ダイオードＤは順方向にバイアスされるので、マイコン１０は、端子Ａ１〜Ａ４にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたか否かに基づいて、切替スイッチＳＷの開閉状態を検出することができる。ただし、キースイッチＫＹが押圧されている場合には切替スイッチＳＷの開閉状態とは無関係に、押圧されているキースイッチＫＹに対応するＡ群の端子にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力される。このため、切替スイッチＳＷの開閉状態の判定に先立って、いずれのキースイッチＫＹも押圧されていないことを確認する必要がある（またはキースイッチＫＹの押下解除を検出した後に切替スイッチＳＷの開閉状態の検出を行なう）。
【００３８】
次に、図４のタイミング図および図５、図６のフローチャートを参照して、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順について詳しく説明する。
【００３９】
図４は、図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。図４の時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの区間ＳＣ１において、図１のマイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４の順番でアクティブ信号を出力し、端子Ｂ１〜Ｂ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出することができる。次の時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２において、マイコン１０は端子Ｂ〜Ｂ４の順番でアクティブ信号を出力し、端子Ａ１〜Ａ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、各切替スイッチＳＷが導通状態であるか否かを検出することができる。ただし、時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２の処理は、区間ＳＣ１でキー入力が検出されなかったときに限り実行される。
【００４０】
図５は、図１のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【００４１】
図６は、図５のステップＳ１２１における切替スイッチのオン／オフ検出処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図４のタイミング図と対応付けながら、図５、図６の各ステップについて説明する。
【００４２】
図１、図５を参照して、ステップＳ１０１で、マイコン１０は、Ａ群端子を出力端子に設定する。次のステップＳ１０２で、マイコン１０は、Ｂ群端子を入力端子に設定する。続くステップＳ１０３で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１）。
【００４３】
次のステップＳ１０４で、マイコン１０は、端子Ａ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ２）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１０５で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ０〜ＫＹ３のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。たとえば、端子Ｂ１の論理状態がＬレベルの場合にはキースイッチＫＹ０が押圧されていると判定される。同様に、端子Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の各々の論理状態がＬレベルであることにそれぞれ対応してキースイッチＫＹ１，ＫＹ２，ＫＹ３の各々が押圧されていることが判定できる。
【００４４】
次のステップＳ１０６で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ３）。次のステップＳ１０７で、マイコン１０は、端子Ａ２からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ４）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１０８で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ２Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ４〜ＫＹ７のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４５】
次のステップＳ１０９で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ５）。次のステップＳ１１０で、マイコン１０は、端子Ａ３からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ６）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１１１で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ３Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ８〜ＫＹ１１のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４６】
次のステップＳ１１２で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ７）。次のステップＳ１１３で、マイコン１０は、端子Ａ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ８）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１１４で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ４Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ１２〜ＫＹ１５のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４７】
次のステップＳ１１５で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ９）。この後のステップＳ１１６〜Ｓ１１９で、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａ，Ｍ４Ａにキー入力有りを示すＬレベルの論理状態に対応するデータが記憶されているか否かを判定する。ユーザが手動操作でキースイッチを押圧するのに要する時間に比べると、端子Ａ１から端子Ａ４まで順番にアクティブ信号を出力するのに要する時間は極めて短い。したがって、押圧されているキーは最大でも１個であると想定してよいので、マイコン１０は、いずれか１つでもキー入力有りと判定した場合には（ステップＳ１１６〜Ｓ１１９でいずれか１つがＹＥＳ）、その時点で対応するキースイッチの番号を判定する（ステップＳ１２０）。
【００４８】
メモリの領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａのいずれか１つにキー入力有りを示すデータが記憶されていた場合には（ステップＳ１１６〜Ｓ１１９のいずれかでＹＥＳ）、マイコン１０は、ステップＳ１２１の切替スイッチＳＷのオン／オフ検出処理（図４の区間ＳＣ２）を実行しない。これに対して、いずれのメモリ領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａにもキー入力有りを示すデータが記憶されていない場合には（図４のステップＳ１１６〜Ｓ１１９のいずれもＮＯ）、マイコン１０は、次のステップＳ１２１に処理を進め、切替スイッチのオン／オフ検出処理（図４の区間ＳＣ２）を実行する。ステップＳ１２１の詳細は図６に示される。
【００４９】
図１、図６を参照して、ステップＳ２０１で、マイコン１０は、Ｂ群端子を出力端子に設定する。次のステップＳ２０２で、マイコン１０は、Ａ群端子を入力端子に設定する。続いて、ステップＳ２０３で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する。
【００５０】
次のステップＳ２０４で、マイコン１０は、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１２）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０５で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ３の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。たとえば、端子Ａ１の論理状態がＬレベルの場合には切替スイッチＳＷ０が導通状態（オン状態）であると判定される。同様に、端子Ａ２，Ａ３，Ａ４の論理状態がＬレベルの場合には、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がそれぞれ導通状態（オン状態）であると判定できる。
【００５１】
次のステップＳ２０６で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１３）。次のステップＳ２０７で、マイコン１０は、端子Ｂ２からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１４）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０８で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ２Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ４〜ＳＷ７の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５２】
次のステップＳ２０９で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１５）。次のステップＳ２１０で、マイコン１０は、端子Ｂ３からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１６）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２１１で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ３Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５３】
次のステップＳ２１２で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１７）。次のステップＳ２１３で、マイコン１０は、端子Ｂ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１８）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２１４で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ４Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ１２〜ＳＷ１５の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５４】
次のステップＳ２１５で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１９）。この後のステップＳ２１６〜Ｓ２２０で、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂ，Ｍ４Ｂに記憶されたデータに基づいて、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５の各々が導通状態であるか非導通状態であるかを判定する。キースイッチＫＹの場合と同様に、ユーザが手動装置によって切替スイッチＳＷを切替えるのに要する時間に比べると、端子Ｂ１から端子Ｂ４まで順番にアクティブ信号を出力するのに要する時間は極めて短い。したがって、オン状態またはオフ状態に切替えられる切替スイッチＳＷは最大でも１個であると想定することができる。したがって、前回オン／オフ判定したときの各切替スイッチＳＷの状態を記憶しておき、いずれか１つの切替スイッチＳＷがオン状態またはオフ状態に切替えられたことを示すデータがメモリの領域Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂ，Ｍ４Ｂに記憶されていれば（ステップＳ２１６〜Ｓ２１９でいずれか１つがＹＥＳ）、マイコン１０は、その時点で切替えられたスイッチの番号を判定する（ステップＳ２２０）。以上によって、切替スイッチＳＷのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１）が終了する。
【００５５】
［キースイッチおよび切替スイッチのオン／オフ検出の具体例］
図７は、キースイッチＫＹ１２が押圧された場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【００５６】
図１、図７を参照して、端子Ａ１，Ａ２，Ａ３からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ２〜ｔ３、区間ｔ４〜ｔ５、区間ｔ６〜ｔ７）には、端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。端子Ａ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ８〜ｔ９）、キースイッチＫＹ１２が導通状態であることによって端子Ｂ１の論理状態がＬレベルになる。このとき、他の端子Ｂ２〜Ｂ４の論理状態には変化がない。この端子Ｂ１の論理状態の変化によってキースイッチＫＹ１２が押圧されたことが判定できる。
【００５７】
図８は、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態の場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。他の切替スイッチＳＷはオフ状態であるとし、いずれのキースイッチＫＹも押圧されていないとする。
【００５８】
図１、図８を参照して、端子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ２〜ｔ３、区間ｔ４〜ｔ５、区間ｔ６〜ｔ７、区間ｔ８〜ｔ９）には、端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。これによっていずれのキースイッチＫＹも押圧されていないことが判定される（図５のＳ１１６〜Ｓ１１９でいずれもＮＯ）。そこで、切替スイッチＳＷのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１）に進む。
【００５９】
次に、端子Ｂ１からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１２〜ｔ１３）、切替スイッチＳＷ０がオン状態であるので端子Ａ１の論理状態がＬレベルになる。切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はオフ状態であるので他の端子Ａ２〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６０】
次に、端子Ｂ２からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１４〜ｔ１５）、切替スイッチＳＷ４〜ＳＷ７はいずれもオフ状態であるので端子Ａ１〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６１】
次に、端子Ｂ３からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１６〜ｔ１７）、切替スイッチＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態であるので、端子Ａ１，Ａ３の論理状態がＬレベルになる。切替スイッチＳＷ９，ＳＷ１１はオフ状態であるので、端子Ａ２，Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６２】
次に、端子Ｂ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１８〜ｔ１９）、切替スイッチＳＷ１２〜ＳＷ１５はいずれもオフ状態であるので、端子Ａ１〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６３】
以上のように、端子Ｂ１から端子Ｂ４まで順番にアクティブ信号を出力したときの端子Ａ１〜Ａ４の論理レベルの変化を検出することによって、各切替スイッチＳＷがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定することができる。
【００６４】
［キーオンウェイクアップ機能］
再び図１を参照して、キーオンウェイクアップ機能の概要について説明する。マイコン１０が待機状態のとき、端子Ａ１〜Ａ４が出力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が入力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ａ１〜Ａ４の全てから同じタイミングで出力し続ける。いずれかのキースイッチＫＹが押下されるまでは端子Ａ群の接続される配線ＬＡと端子Ｂ群の接続される配線ＬＢ又はＬＣは非接続状態となるため、夫々の配線の電位が一定となるまでは電流が流れるものの、電位が安定した後は、キースイッチＫＹ又は切替スイッチＳＷ等を介して流れるリーク電流による電位低下を補充する程度の電流を流すのみとなり、キーマトリクスで消費する消費電力は相対的に小さなものとなる。
【００６５】
いずれかのキースイッチＫＹが押下された場合、配線ＬＡと配線ＬＣとが押下されたキースイッチＫＹにより接続され、マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４のいずれかにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたことを検出したことによって、いずれかのキースイッチＫＹが押圧されたことを検知する。この場合、各ダイオードＤは逆方向にバイアスされているので、切替スイッチＳＷの開閉状態は端子Ｂ１〜Ｂ４の入力信号には影響しない。マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４のいずれかにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたことに応答して、待機状態から通常状態に復帰する。
【００６６】
図９は、通常状態および待機状態における端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。図１、図９を参照して、時刻ｔ１０１までの通常状態のとき、マイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４からアクティブ信号を出力することによってキースイッチＫＹが押圧されているか否かを検出する。
【００６７】
時刻ｔ１０１で待機状態に移行すると、マイコン１０は、端子Ａ１〜Ａ４を出力端子に設定し、全ての端子Ａ１〜Ａ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し続ける。このとき、端子Ｂ１〜Ｂ４は入力端子に設定される。時刻ｔ１０１から時刻ｔ１０２までは端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はいずれもＨレベルであり、キー入力は検出されていない。
【００６８】
時刻ｔ１０２で、キースイッチＫＹ３，ＫＹ７，ＫＹ１１，ＫＹ１５のいずれかが押圧されると、マイコン１０は、端子Ｂ４がＬレベルに変化したことによってそのキー入力を検知し、次の時刻ｔ１０３に通常状態に復帰する。
【００６９】
図１０は、図２のマイコン１０におけるキーオンウェイクアップ処理の手順を示すフローチャートである。
【００７０】
図２、図１０を参照して、最初のステップＳ３０１においてマイコン１０は待機状態であり、中央処理装置１３は停止状態であるとする。ステップＳ３０１で、入出力インターフェース回路１６は、キーマトリクス回路１１から図１の端子Ｂ１〜Ｂ４に入力される信号に変化があるか否かを検出する。そして、入出力インターフェース回路１６は、入力信号の変化を検知した場合（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、割込み制御部１７にキー入力による割込みがあったことを通知する信号を出力する（ステップＳ３０２）。
【００７１】
割込み制御部１７は、入出力インターフェース回路１６から割込み通知信号を受けると、中央処理装置１３とシステム制御部１８とに割込み発生を通知する（ステップＳ３０３）。システム制御部１８は、割込み発生の通知を受けると、電源回路１９を制御することによって、中央処理装置１３およびデータ転送部１４に対して電源電圧の供給を開始する（ステップＳ３０４）。これによって、中央処理装置１３は動作を開始する。
【００７２】
中央処理装置１３は、電源供給が開始されると、レジスタの初期化などの初期化処理を実行する（ステップＳ３０５）。その後、中央処理装置１３は、割込み制御部１７からの割込発生の通知に応じた処理を実行する（ステップＳ３０６）。この場合、押下されたキースイッチＫＹに対応した処理も含まれる。
【００７３】
その後、全ての割込み処理が終了するとともに、所定時間、キー入力操作がないなどの待機状態に移行するための条件が満たされている場合には（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、中央処理装置１３は待機状態への移行をシステム制御部１８に通知する（ステップＳ３０８）。システム制御部１８は、待機状態への移行通知を受けると、中央処理装置１３およびデータ転送部１４に電源電圧の供給を停止するように電源回路１９を制御する（ステップＳ３０９）。これによって、中央処理装置１３は動作を停止する。以下、ステップＳ３０１以降の各ステップが繰返される。
【００７４】
このように、実施の形態１のキー入力装置１によれば、各切替スイッチＳＷと直列にダイオードＤが設けられ、この切替スイッチＳＷおよびダイオードＤの直列体と並列にキースイッチＫＹが設けられる。これによって、キーオンウェイクアップ機能に用いられるキースイッチＫＹと共通の入出力端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４に切替スイッチＳＷを接続することでき、従来よりも入出力端子を削減することができる。
【００７５】
［変形例］
図１１は、図３に示した入出力バッファの変形例を示す図である。図１１に示す回路は、ＮＭＯＳトランジスタ３３に代えてＰＭＯＳ（Positive-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ３５が設けられる点と、スイッチ３１および抵抗素子３２とＭＯＳトランジスタとの接続が逆である点で、図３に示す回路と異なる。したがって、抵抗素子３２はプルダウン抵抗として用いられ、スイッチ３１のオン／オフによって端子Ａ１をプルダウンするか否かが制御される。
【００７６】
端子Ａ１を出力端子に設定する場合には、スイッチ３１はオン状態およびオフ状態のいずれに設定されていてもよい。ＰＭＯＳトランジスタ３５がオン状態のときに、アクティブ信号（Ｈレベルの電圧）が出力される。一方、端子Ａ１を入力端子に設定する場合には、スイッチ３１をオン状態にする。これによって、端子Ａ１にアクティブ信号（Ｈレベルの電圧）が入力されたときに限り、端子Ａ１の論理状態はＨレベルになる。
【００７７】
このように、図１１の回路の場合には、Ｈアクティブの信号が図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４において入出力される。この場合、図１の各ダイオードＤの極性を逆にする必要があるが、その他の点は図１のキー入力装置１と同じにしてよい。
【００７８】
図１２は、図３に示した入出力バッファの他の変形例を示す図である。図１２に示す回路は、マイコンの汎用入出力ポートとして用いられるもので、端子Ａ１には出力バッファ３６と入力バッファ３７とが接続される。出力バッファ３６にはスリー・ステート・バッファが用いられ、端子Ａ１を入力端子として用いる場合には制御信号ＣＴＬによって出力バッファ３６の出力ノードがハイ・インピーダンス状態に設定される。
【００７９】
図１３は、図１のキー入力装置１の変形例としてのキー入力装置２の構成を示す回路図である。図１３のキーマトリクス回路１１Ａは、１６個のダイオードＤ０〜Ｄ１５に代えて４個のダイオードＤＡ０〜ＤＡ３が設けられる点で図１のキーマトリクス回路１１と異なる。ダイオードＤＡ０は、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ８，ＳＷ１２の各々に対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。同様に、ダイオードＤＡ１は、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ９，ＳＷ１３の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。ダイオードＤＡ２は、切替スイッチＳＷ２，ＳＷ６，ＳＷ１０，ＳＷ１４の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。ダイオードＤＡ３は、切替スイッチＳＷ３，ＳＷ７，ＳＷ１１，ＳＷ１５の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。したがって、各切替スイッチＳＷは、ダイオードＤＡ０〜ＤＡ３のいずれか１つと対応していることになる。図１３のその他の構成は図１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８０】
図１３のキー入力装置２においても、端子Ａ１〜Ａ４の各々から出力されるアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）は、ダイオードＤＡ０〜ＤＡ３によって阻止される。したがって、各キースイッチＫＹのいずれが押圧されたか否かの検出は可能であるし、キーオンウェイクアップ動作も可能である。しかしながら、各切替スイッチＳＷがオン状態であるか否かの検出はできない場合がある。
【００８１】
たとえば、図１３に示すように、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ５がオン状態であり、その他の切替スイッチがオフ状態であったとする。この場合、図１に示すキー入力装置１であれば、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力したときに、切替スイッチＳＷ１がオフ状態であるので端子Ａ２によってアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）は検出されない。ところが、図１３のキー入力装置２の場合には、端子Ｂ１から出力されたアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）が、図１３に矢印で示す経路（すなわち、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ５の順）を通って端子Ａ２で検出されてしまい、切替スイッチＳＷ１のオン／オフが検出できなくなる。
【００８２】
ただし、切替スイッチＳＷの開閉状態を制限すれば、図１３のキーマトリクス回路１１Ａでも各切替スイッチＳＷのオン／オフの検出は可能である。たとえば、Ａ群の各端子に対応する４個の切替スイッチＳＷ（たとえば、端子Ａ１に対応する切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ８，ＳＷ１２）が２個以上同時にオン状態にならないようにハードウェアを構成するか、もしくはＡ群の各端子に対応する４個の切替スイッチＳＷが２個以上オン状態になるときはソフトウェアによって無効になるようにすればよい。
【００８３】
＜実施の形態２＞
図１４は、この発明の実施の形態２によるキー入力装置３の構成を示す回路図である。図１４のキーマトリクス回路１１Ｂは、キースイッチＫＹ０が設けられていない点と、１個の切替スイッチＳＷ０および１個のダイオードＤ０のみが設けられている点で、図１のキーマトリクス回路１１と異なる。図１４のその他の構成は図１の場合と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８４】
実施の形態２のキー入力装置は、Ａ群の端子Ａ１〜Ａ４とＢ群の端子Ｂ１〜Ｂ４とのいずれの組合わせに対しても、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの両方が対応することはないように構成される。このような構成では、キースイッチＫＹが押圧されていたとしても、切替スイッチＳＷのオン／オフの判定に影響がない。したがって、キースイッチＫＹのオン／オフの判定結果とは関係なく、切替スイッチＳＷのオン／オフ判定を行なうことができる。
【００８５】
具体的に図１４に示す切替スイッチＳＷ０の場合には、端子Ａ１，Ｂ１間に接続されるキースイッチはない。したがって、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力したときに、キースイッチＫＹのオン／オフとは無関係に、端子Ａ１の論理状態がＬレベルになるか否かによって切替スイッチＳＷ０のオン／オフを判定することができる。
【００８６】
図１５は、図１４の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。図１５の時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの区間ＳＣ１において、図１４のマイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４の順番でアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し、端子Ｂ１〜Ｂ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出することができる。次の時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２において、マイコン１０は端子Ｂ１からアクティブ信号を出力し、端子Ａ１によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか否かが検出される。実施の形態１の場合と異なり、区間ＳＣ２では、切替スイッチＳＷ０に対応する端子Ｂ１のみからアクティブ信号を出力すれば十分である（図１５の時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３）。さらに、時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２の処理は、区間ＳＣ１でのキー入力の検出結果とは無関係に実行される。
【００８７】
図１６は、図１４のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷ０のオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【００８８】
図５に示す手順では、ステップＳ１２０の後にはステップＳ１２１が実行されなかったのに対して、図１６に示す手順では、ステップＳ１２０の後に必ずステップＳ１２１Ａが実行される。すなわち、図１６の場合には、ステップＳ１１６〜Ｓ１２０において実行されるキー入力の有無の判定結果とは無関係に、ステップＳ１２１Ａに示す切替スイッチのオン／オフの検出処理が行なわれる。図１６のその他の点は図５の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８９】
図１７は、図１６のステップＳ１２１Ａにおける切替スイッチのオン／オフの検出処理の詳細を示すフローチャートである。図１７を参照して、ステップＳ２０１〜２０３は図６の場合と同じであるので説明を繰返さない。
【００９０】
次のステップＳ２０４Ａで、図１４のマイコン１０は、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図１５の時刻ｔ１２）、このときの端子Ａ１の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０５Ａで、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００９１】
次のステップＳ２０６で、図１４のマイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図１５の時刻ｔ１３）。この後のステップＳ２２０Ａで、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ｂに記憶されたデータに基づいて、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか非導通状態であるかを判定する。以上によって、切替スイッチのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１Ａ）が終了する。
【００９２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１，２，３ キー入力装置、１０ マイコン、１１，１１Ａ，１１Ｂ キーマトリクス回路、Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４ 入出力端子、Ｄ０〜Ｄ１５，ＤＡ０〜ＤＡ３ ダイオード、ＫＹ０〜ＫＹ１５ キースイッチ、ＳＷ０〜ＳＷ１５ 切替スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイコンなどのデータ処理装置にデータを入力するためのキー入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からマイコン（Micro-Controller Unit）などへのキー入力装置としてキーマトリクス回路が設けられている。キーマトリクス回路では、できるだけ少ない端子数でキー入力の検出ができるように様々な工夫がなされている。
【０００３】
たとえば、実開昭６２−１３８２３７号公報（特許文献１）は、標準装備用のキーマトリクス回路と拡張用のキーマトリクス回路とを備え、両マトリクス回路を同時に検索するキー入力装置を開示する。具体的には、各１周期の所定期間にのみハイレベルになるスキャン信号を用いたハイレベルスキャンによってキー操作されたキーマトリクス回路の判別を行なうために、検索側ダイオードおよび判別側ダイオードと、信号保持回路とが設けられる。信号保持回路は、判別側ダイオードのカソードのハイレベルを遅延保持する。
【０００４】
特開平８−３２８６２３号公報（特許文献２）は、以下の構成のキーマトリクス回路を開示する。このキーマトリクス回路は、少なくとも１つのポートを含む第１スキャン端子群と、少なくとも２つのポートを含む第２スキャン端子群と、スキャン手段と、複数の第１のスイッチング手段と、複数の第２のスイッチング手段とを備える。スキャン手段は、第１スキャン端子群から第２スキャン端子群に対して第１スキャン信号を出力し、または第２スキャン端子群から第１スキャン端子群に対して第２スキャン信号を出力する。複数の第１のスイッチング手段は、第１スキャン端子群に含まれるそれぞれのポートと第２スキャン端子群に含まれるそれぞれのポートとの間に介挿される。複数の第２のスイッチング手段の各々は、複数の第１スイッチング手段の各々と並列接続される。各第１のスイッチング手段は第１スキャン端子群から第２スキャン端子群に向かって順方向とされた第１ダイオードと第１ダイオードに直列接続された第１スイッチとを含む。各第２のスイッチング手段は第２スキャン端子群から第１スキャン端子群に向かって順方向とされた第２ダイオードと第２ダイオードに直列接続された第２スイッチとを含む。
【０００５】
特開２００８−９０６４２号公報（特許文献３）に開示されるキー入力装置では、キースキャン用のキーソース信号を、第１信号線群に供給される第１キーソース信号と、第２信号線群に供給される第２キーソース信号と、第３信号線群に供給される第３キーソース信号とを含むように構成する。キーリターン信号は、第１キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第２信号線群から入力される第１キーリターン信号と、第２キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第３信号線群から入力される第２キーリターン信号と、第３キーソース信号が制御回路から出力されたときに、第１信号線群から入力される第３キーリターン信号とを含む。第１〜第３のキーリターン信号の状態に対応して、第１キースイッチ部、第２キースイッチ部および第３キースイッチ部の状態を判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−１３８２３７号公報
【特許文献２】特開平８−３２８６２３号公報
【特許文献３】特開２００８−９０６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、家庭用電気機器（家電機器）用のリモコン（Remote Control）などは、電池で駆動されるために省電力が要求される。このような省電力駆動が必要なシステムに搭載されるマイコンには、人が操作している間は動作させ、人が操作していない間は動作させないようにするキーオンウェイクアップ機能が内蔵されている。キーオンウェイクアップ機能は、キーマトリクス回路に組み込まれたキースイッチが押圧されたときに、マイコンを待機状態（省電力状態）から通常状態に復帰させるものである。
【０００８】
通常、家電機器用のリモコンには、上記のキースイッチの他に切替スイッチも設けられている。たとえば、ビデオ装置用のリモコンには、搭載されている複数のチューナのうち使用するチューナを切替えるための切替スイッチや、録画装置をハードディスクと光ディスクとに切替えるための切替スイッチなどが設けられている。これらの切替スイッチは、キースイッチのように押圧される（オン状態になる）という状態だけにリモコンの機能が対応するのでなく、オン状態にもオフ状態にも切替わり、それぞれの状態にリモコンの機能が対応しているので、キーオンウェイクアップには用いることができない。
【０００９】
したがって、従来のマイコンでは、キーオンウェイクアップ機能を実現するために、キーマトリクス回路用の入出力インターフェース回路と切替スイッチ用の入出力インターフェース回路とを別々に設ける必要がある。このため多くの入出力端子が必要となってしまうという欠点がある。
【００１０】
この発明の目的は、キーオンウェイクアップ動作の可能なキースイッチとキーオンウェイクアップ動作のできない切替スイッチとの両方を備えたキー入力装置を従来よりも少数の入出力端子で実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の実施の一形態によるキー入力装置は、制御回路と、複数のキースイッチと、１または複数の切替スイッチと、１または複数のダイオードとを備える。制御回路は、複数の第１の端子および複数の第２の端子を含み、複数の第１の端子の各々および複数の第２の端子の各々から所定の論理レベルの検出電圧を出力する。複数のキースイッチは、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、押圧されたときに導通状態になる。１または複数の切替スイッチは、複数の第１の端子と複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、導通状態と非導通状態とに切替可能である。１または複数のダイオードの各々は、１または複数の切替スイッチのうちの少なくとも１つの切替スイッチに対応する。１または複数の切替スイッチの各々は、１または複数のダイオードのうちのいずれか１つのダイオードに対応する。複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続され、押圧されたときに対応する組合わせの第１および第２の端子間を導通させる。１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続され、導通状態のときに対応する組合わせの第２の端子から出力された検出電圧を対応のダイオードを介して対応する組合せの第１の端子に入力させる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の実施の形態によれば、切替スイッチと直列にダイオードを設けることによって、キーオンウェイクアップ動作の可能なキースイッチと共通の第１および第２の端子に切替スイッチを接続することができるので、入出力端子数を従来よりも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１によるキー入力装置１の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示すマイコン１０の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す入出力インターフェース回路１６において端子Ａ１に接続される入出力バッファの構成例を示す回路図である。
【図４】図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。
【図５】図１のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１２１における切替スイッチのオン／オフ検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】キースイッチＫＹ１２が押圧された場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図８】切替スイッチＳＷ０，ＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態の場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図９】通常状態および待機状態における端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【図１０】図２のマイコン１０におけるキーオンウェイクアップ処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図３に示した入出力バッファの変形例を示す図である。
【図１２】図３に示した入出力バッファの他の変形例を示す図である。
【図１３】図１のキー入力装置１の変形例としてのキー入力装置２の構成を示す回路図である。
【図１４】この発明の実施の形態２によるキー入力装置３の構成を示す回路図である。
【図１５】図１４の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。
【図１６】図１４のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷ０のオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のステップＳ１２１Ａにおける切替スイッチのオン／オフの検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１５】
＜実施の形態１＞
［キー入力装置の構成］
図１は、この発明の実施の形態１によるキー入力装置１の構成を示す回路図である。図１を参照して、キー入力装置１は、マイコン（制御回路）１０と、キーマトリクス回路１１と、配線ＬＡ１〜ＬＡ４，ＬＢ１〜ＬＢ４，ＬＣ１〜ＬＣ４（総称する場合または不特定のものを示す場合、それぞれ配線ＬＡ、配線ＬＢ、配線ＬＣと記載する）とを含む。この明細書において、キー入力装置１は、家電機器、家電機器用のリモコン、またはパーソナルコンピュータなど、ユーザの手動操作によるデータ入力装置（キーパッドやキーボードなど）を備えた電子機器・電気機器を意味する。
【００１６】
マイコン１０は、端子群Ａ（端子Ａ１〜Ａ４）および端子群Ｂ（端子Ｂ１〜Ｂ４）を有し、これらの端子群Ａ，Ｂを介して接続されたキーマトリクス回路１１によるキー入力操作を検知するとともに、キー入力されたデータに基づく処理を行なう。端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の各々は、入力端子としても出力端子としても用いられる。図１に示すように端子Ａ１〜Ａ４からはそれぞれ配線ＬＡ１〜ＬＡ４が引き出され、端子Ｂ１〜Ｂ４からはそれぞれ配線ＬＢ１〜ＬＢ４が引き出される。配線ＬＢ１〜ＬＢ４にはそれぞれ配線ＬＣ１〜ＬＣ４が接続される。配線ＬＡ１〜ＬＡ４は、配線ＬＢ１〜ＬＢ４および配線ＬＣ１〜ＬＣ４と立体的に交差している。
【００１７】
キーマトリクス回路１１は、１６個のキースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５と、１６個の切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５と、１６個のダイオードＤ０〜Ｄ１５とを含む（総称する場合または不特定のものを示す場合には、それぞれキースイッチＫＹ、切替スイッチＳＷ、およびダイオードＤと記載する）。
【００１８】
キースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、配線ＬＡ１〜ＬＡ４と配線ＬＣ１〜ＬＣ４とが立体的に交差する１６個の交差点にそれぞれ対応して設けられる。各キースイッチＫＹは、対応の交差点を通る配線間に接続され、押圧（もしくは押下）されたときに導通状態となってこれらの配線間を導通させる。言換えると、キースイッチＫＹ０〜ＫＹ１５は、端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との１６個の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。各キースイッチＫＹは、押圧されたとき対応する組合わせのＡ群の端子とＢ群の端子とを導通させる。
【００１９】
ダイオードＤ０〜Ｄ１５は、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１にそれぞれ対応する。各切替スイッチＳＷは、導通状態と非導通状態とに切替可能であり、これらの状態を保持する。切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、配線ＬＡ１〜ＬＡ４と配線ＬＢ１〜ＬＢ４とが立体的に交差する１６個の交差点にそれぞれ対応して設けられる。各切替スイッチＳＷは、対応の交差点を通る配線間に、対応のダイオードＤと直列に接続される。このとき各ダイオードＤは、配線ＬＡから配線ＬＢに向かう方向が順方向となるように接続される。以上を言換えると、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５は、端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との１６個の組合わせにそれぞれ対応して設けられる。各切替スイッチＳＷは、対応する組合わせのＡ群の端子とＢ群の端子との間に、対応のダイオードＤと直列に接続される。各ダイオードＤは、Ａ群の端子からＢ群の端子に向かう方向が順方向となるように接続される。
【００２０】
上記のキーマトリクス回路１１において、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの数は１６個に限られないことは言うまでもない。マイコン１０の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の数もキースイッチＫＹの総数および切替スイッチＳＷの総数に応じて増減される。
【００２１】
端子Ａ１〜Ａ４と端子Ｂ１〜Ｂ４との全ての組合わせに対してキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの両方が配置される必要はない。Ａ群の端子とＢ群の端子との複数の組合わせのうち一部の組合わせについては、キースイッチＫＹが設けられていなくてもよいし、切替スイッチＳＷが設けられていなくてもよい。切替スイッチＳＷの数は１個でもよい。
【００２２】
［マイコン１０の構成］
図２は、図１に示すマイコン１０の内部構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
図２を参照して、マイコン１０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１３と、データ転送部（ＤＭＡＣ：Direct Memory Access Controller）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を有するメモリ１５と、入出力インターフェース（ＩＦ：Interface）回路１６と、割込み制御部（ＩＮＴＣ：Interrupt Controller）１７と、システム制御部（ＳＹＳＣ：System Controller）１８と、電源回路１９と、スイッチ用のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ２０とを含む。中央処理装置１３、データ転送部１４、メモリ１５、および入出力インターフェース回路１６は内部バス２１を介して相互に接続される。
【００２４】
中央処理装置１３は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、周辺装置とのデータのやり取りやデータの処理を行なう。具体的にこの発明に関連した機能として、中央処理装置１３は、キーマトリクス回路１１によるキー入力操作を検出するとともに、キー入力されたデータに基づいた処理を行なう。データ転送部１４は、図示を省略したハードディスク装置などの外部記憶装置とメモリ１５との間のデータ転送を制御する。
【００２５】
マイコン１０は、動作モードとして通常モードと待機モード（スリープモードまたは省電力モードとも称する）とを有する。上記の中央処理装置１３およびデータ転送部１４は、待機モード時に、電源電圧の供給が遮断される領域２２に設けられる。待機モード時には、電源電圧の遮断に代えてクロックの供給を停止してもよい。
【００２６】
メモリ１５は、中央処理装置１３の主記憶装置として用いられ、プログラムなどを記憶するためのＲＯＭと一時的なデータを記憶するためのＲＡＭとを含む。メモリ１５のＲＡＭには、キーマトリクス回路１１と接続された端子群Ａ，Ｂに入力された信号を記憶するための領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａ，Ｍ１Ｂ〜Ｍ４Ｂが設けられている。
【００２７】
入出力インターフェース回路１６は、マイコン１０とキーマトリクス回路１１などの周辺装置とを接続するための回路であり、電圧レベル、正負論理、および動作タイミングなどの調整を行なう。この実施の形態の場合、入出力インターフェース回路１６は、端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４を介してキーマトリクス回路１１との間でＬアクティブ（Low Active）の信号を入出力する。
【００２８】
割込み制御部１７は、キーマトリクス回路１１などの周辺装置からの要求に基づく処理（外部割込み）や、実行中のプログラムのトラブルなどが原因で生じる処理（内部割込み）を行なう。具体的にこの発明に関連した処理として、割込み制御部１７は、待機モード時にユーザがキースイッチを押圧した場合に、割込み発生をシステム制御部１８などに通知する。
【００２９】
システム制御部１８は、マイコン１０のシステム全体を制御するものであり、マイコン１０の起動および停止や、動作モード（通常モード、待機モード）の変更などを制御する。
【００３０】
電源回路１９は、マイコン１０内の各機能ブロックへの電源供給を制御する。たとえば、通常モードから待機モードに移行するときには、システム制御部１８の指令に従って、電源回路１９は、ＭＯＳトランジスタ２０をオフ状態にすることによって中央処理装置１３およびデータ転送部１４への電源電圧の供給を停止する。
【００３１】
図３は、図２に示す入出力インターフェース回路１６において端子Ａ１に接続される入出力バッファの構成例を示す回路図である。図１のＡ群、Ｂ群のいずれの端子にも図３と同様の回路が接続されるので、図３では端子Ａ１に接続される回路が代表として示されている。
【００３２】
図３を参照して、入出力インターフェース回路１６は、端子Ａ１と電源ノードＶｃｃとの間に直列に接続されるスイッチ３１および抵抗素子３２と、端子Ａ１と接地ノードＧＮＤとの間に接続されるＮＭＯＳ（Negative-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ３３と、入力バッファ３４とを含む。入力バッファ３４の入力ノードは端子Ａ１に接続される。入出力インターフェース回路１６は、制御信号ＣＴＬ１によってスイッチ３１をオン状態またはオフ状態に切替えるとともに、制御信号ＣＴＬ２によってＮＭＯＳトランジスタ３３をオン状態またはオフ状態に切替える。抵抗素子３２はプルアップ抵抗として用いられ、スイッチ３１のオン／オフによって端子Ａ１をプルアップするか否かが制御される。
【００３３】
端子Ａ１は、図２の中央処理装置１３からの指令によって、出力端子および入力端子の一方に設定可能である。端子Ａ１を出力端子として用いる場合には、スイッチ３１はオン状態およびオフ状態のいずれに設定されていてもよい。オフ状態に設定されていたほうが、消費電力がより小さくなるので望ましい。スイッチ３１がオン状態の場合には、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオン状態のときにアクティブ信号（Ｌレベル（Low Level）の電圧）が端子Ａ１から出力され、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオフ状態のときに非アクティブ信号（Ｈレベル（High Level）の電圧）が端子Ａ１から出力される。スイッチ３１がオフ状態の場合には、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオン状態のときにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が端子Ａ１から出力され、ＮＭＯＳトランジスタ３３がオフ状態のときに、端子Ａ１は非アクティブ状態（ハイ・インピーダンス状態）になる。スイッチ３１とＮＭＯＳトランジスタ３３の両方ともがオン状態となる場合、スイッチ３１を構成するＭＯＳトランジスタの電流駆動能力は、抵抗素子３２での電圧降下をも考慮してＮＭＯＳトランジスタ３３よりも小さくなるように構成される。
【００３４】
端子Ａ１を入力端子として用いる場合には、スイッチ３１はオン状態に設定される。端子Ａ１にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力された場合、入力バッファ３４の出力はＬレベルになる。端子Ａ１に非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス）が入力された場合、端子Ａ１は抵抗素子３２によってプルアップされているのでＨレベルの状態になり、この結果、入力バッファ３４の出力はＨレベルになる。
【００３５】
［キースイッチおよび切替スイッチのオン／オフ検出］
図１を参照して、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出方法について概要を説明する。
【００３６】
キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出する場合には、端子Ａ１〜Ａ４が出力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が入力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ａ１〜Ａ４から相互に異なるタイミングで出力する（第１の検出動作）。このとき、マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたか否かに基づいて、押圧されたキースイッチＫＹを判定する。この場合、各ダイオードＤは逆方向にバイアスされているので、切替スイッチＳＷの開閉状態は端子Ｂ１〜Ｂ４の入力信号には影響しない。
【００３７】
各切替スイッチＳＷが導通状態であるか否かを検出する場合には、端子Ａ１〜Ａ４が入力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が出力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ｂ１〜Ｂ４から相互に異なるタイミングで出力する（第２の検出動作）。この場合、各ダイオードＤは順方向にバイアスされるので、マイコン１０は、端子Ａ１〜Ａ４にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたか否かに基づいて、切替スイッチＳＷの開閉状態を検出することができる。ただし、キースイッチＫＹが押圧されている場合には切替スイッチＳＷの開閉状態とは無関係に、押圧されているキースイッチＫＹに対応するＡ群の端子にアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力される。このため、切替スイッチＳＷの開閉状態の判定に先立って、いずれのキースイッチＫＹも押圧されていないことを確認する必要がある（またはキースイッチＫＹの押下解除を検出した後に切替スイッチＳＷの開閉状態の検出を行なう）。
【００３８】
次に、図４のタイミング図および図５、図６のフローチャートを参照して、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順について詳しく説明する。
【００３９】
図４は、図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。図４の時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの区間ＳＣ１において、図１のマイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４の順番でアクティブ信号を出力し、端子Ｂ１〜Ｂ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出することができる。次の時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２において、マイコン１０は端子Ｂ〜Ｂ４の順番でアクティブ信号を出力し、端子Ａ１〜Ａ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、各切替スイッチＳＷが導通状態であるか否かを検出することができる。ただし、時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２の処理は、区間ＳＣ１でキー入力が検出されなかったときに限り実行される。
【００４０】
図５は、図１のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷのオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【００４１】
図６は、図５のステップＳ１２１における切替スイッチのオン／オフ検出処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図４のタイミング図と対応付けながら、図５、図６の各ステップについて説明する。
【００４２】
図１、図５を参照して、ステップＳ１０１で、マイコン１０は、Ａ群端子を出力端子に設定する。次のステップＳ１０２で、マイコン１０は、Ｂ群端子を入力端子に設定する。続くステップＳ１０３で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１）。
【００４３】
次のステップＳ１０４で、マイコン１０は、端子Ａ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ２）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１０５で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ０〜ＫＹ３のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。たとえば、端子Ｂ１の論理状態がＬレベルの場合にはキースイッチＫＹ０が押圧されていると判定される。同様に、端子Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の各々の論理状態がＬレベルであることにそれぞれ対応してキースイッチＫＹ１，ＫＹ２，ＫＹ３の各々が押圧されていることが判定できる。
【００４４】
次のステップＳ１０６で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ３）。次のステップＳ１０７で、マイコン１０は、端子Ａ２からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ４）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１０８で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ２Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ４〜ＫＹ７のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４５】
次のステップＳ１０９で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ５）。次のステップＳ１１０で、マイコン１０は、端子Ａ３からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ６）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１１１で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ３Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ８〜ＫＹ１１のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４６】
次のステップＳ１１２で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ７）。次のステップＳ１１３で、マイコン１０は、端子Ａ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ８）、このときの端子Ｂ１〜Ｂ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ１１４で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ４Ａに記憶する。これによって、キースイッチＫＹ１２〜ＫＹ１５のうちで押圧されているキースイッチを検出することができる。
【００４７】
次のステップＳ１１５で、マイコン１０は、全てのＡ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ９）。この後のステップＳ１１６〜Ｓ１１９で、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａ，Ｍ４Ａにキー入力有りを示すＬレベルの論理状態に対応するデータが記憶されているか否かを判定する。ユーザが手動操作でキースイッチを押圧するのに要する時間に比べると、端子Ａ１から端子Ａ４まで順番にアクティブ信号を出力するのに要する時間は極めて短い。したがって、押圧されているキーは最大でも１個であると想定してよいので、マイコン１０は、いずれか１つでもキー入力有りと判定した場合には（ステップＳ１１６〜Ｓ１１９でいずれか１つがＹＥＳ）、その時点で対応するキースイッチの番号を判定する（ステップＳ１２０）。
【００４８】
メモリの領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａのいずれか１つにキー入力有りを示すデータが記憶されていた場合には（ステップＳ１１６〜Ｓ１１９のいずれかでＹＥＳ）、マイコン１０は、ステップＳ１２１の切替スイッチＳＷのオン／オフ検出処理（図４の区間ＳＣ２）を実行しない。これに対して、いずれのメモリ領域Ｍ１Ａ〜Ｍ４Ａにもキー入力有りを示すデータが記憶されていない場合には（図４のステップＳ１１６〜Ｓ１１９のいずれもＮＯ）、マイコン１０は、次のステップＳ１２１に処理を進め、切替スイッチのオン／オフ検出処理（図４の区間ＳＣ２）を実行する。ステップＳ１２１の詳細は図６に示される。
【００４９】
図１、図６を参照して、ステップＳ２０１で、マイコン１０は、Ｂ群端子を出力端子に設定する。次のステップＳ２０２で、マイコン１０は、Ａ群端子を入力端子に設定する。続いて、ステップＳ２０３で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する。
【００５０】
次のステップＳ２０４で、マイコン１０は、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１２）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０５で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ３の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。たとえば、端子Ａ１の論理状態がＬレベルの場合には切替スイッチＳＷ０が導通状態（オン状態）であると判定される。同様に、端子Ａ２，Ａ３，Ａ４の論理状態がＬレベルの場合には、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がそれぞれ導通状態（オン状態）であると判定できる。
【００５１】
次のステップＳ２０６で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１３）。次のステップＳ２０７で、マイコン１０は、端子Ｂ２からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１４）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０８で、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ２Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ４〜ＳＷ７の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５２】
次のステップＳ２０９で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１５）。次のステップＳ２１０で、マイコン１０は、端子Ｂ３からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１６）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２１１で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ３Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５３】
次のステップＳ２１２で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１７）。次のステップＳ２１３で、マイコン１０は、端子Ｂ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図４の時刻ｔ１８）、このときの端子Ａ１〜Ａ４の各々の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２１４で、マイコン１０は、検出結果を、図２のメモリ１５の領域Ｍ４Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ１２〜ＳＷ１５の各々が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００５４】
次のステップＳ２１５で、マイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図４の時刻ｔ１９）。この後のステップＳ２１６〜Ｓ２２０で、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂ，Ｍ４Ｂに記憶されたデータに基づいて、切替スイッチＳＷ０〜ＳＷ１５の各々が導通状態であるか非導通状態であるかを判定する。キースイッチＫＹの場合と同様に、ユーザが手動装置によって切替スイッチＳＷを切替えるのに要する時間に比べると、端子Ｂ１から端子Ｂ４まで順番にアクティブ信号を出力するのに要する時間は極めて短い。したがって、オン状態またはオフ状態に切替えられる切替スイッチＳＷは最大でも１個であると想定することができる。したがって、前回オン／オフ判定したときの各切替スイッチＳＷの状態を記憶しておき、いずれか１つの切替スイッチＳＷがオン状態またはオフ状態に切替えられたことを示すデータがメモリの領域Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂ，Ｍ４Ｂに記憶されていれば（ステップＳ２１６〜Ｓ２１９でいずれか１つがＹＥＳ）、マイコン１０は、その時点で切替えられたスイッチの番号を判定する（ステップＳ２２０）。以上によって、切替スイッチＳＷのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１）が終了する。
【００５５】
［キースイッチおよび切替スイッチのオン／オフ検出の具体例］
図７は、キースイッチＫＹ１２が押圧された場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。
【００５６】
図１、図７を参照して、端子Ａ１，Ａ２，Ａ３からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ２〜ｔ３、区間ｔ４〜ｔ５、区間ｔ６〜ｔ７）には、端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。端子Ａ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ８〜ｔ９）、キースイッチＫＹ１２が導通状態であることによって端子Ｂ１の論理状態がＬレベルになる。このとき、他の端子Ｂ２〜Ｂ４の論理状態には変化がない。この端子Ｂ１の論理状態の変化によってキースイッチＫＹ１２が押圧されたことが判定できる。
【００５７】
図８は、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態の場合の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。他の切替スイッチＳＷはオフ状態であるとし、いずれのキースイッチＫＹも押圧されていないとする。
【００５８】
図１、図８を参照して、端子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ２〜ｔ３、区間ｔ４〜ｔ５、区間ｔ６〜ｔ７、区間ｔ８〜ｔ９）には、端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。これによっていずれのキースイッチＫＹも押圧されていないことが判定される（図５のＳ１１６〜Ｓ１１９でいずれもＮＯ）。そこで、切替スイッチＳＷのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１）に進む。
【００５９】
次に、端子Ｂ１からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１２〜ｔ１３）、切替スイッチＳＷ０がオン状態であるので端子Ａ１の論理状態がＬレベルになる。切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はオフ状態であるので他の端子Ａ２〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６０】
次に、端子Ｂ２からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１４〜ｔ１５）、切替スイッチＳＷ４〜ＳＷ７はいずれもオフ状態であるので端子Ａ１〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６１】
次に、端子Ｂ３からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１６〜ｔ１７）、切替スイッチＳＷ８，ＳＷ１０がオン状態であるので、端子Ａ１，Ａ３の論理状態がＬレベルになる。切替スイッチＳＷ９，ＳＷ１１はオフ状態であるので、端子Ａ２，Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６２】
次に、端子Ｂ４からアクティブ信号が出力されたとき（区間ｔ１８〜ｔ１９）、切替スイッチＳＷ１２〜ＳＷ１５はいずれもオフ状態であるので、端子Ａ１〜Ａ４の論理状態はＨレベルのままで変化がない。
【００６３】
以上のように、端子Ｂ１から端子Ｂ４まで順番にアクティブ信号を出力したときの端子Ａ１〜Ａ４の論理レベルの変化を検出することによって、各切替スイッチＳＷがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定することができる。
【００６４】
［キーオンウェイクアップ機能］
再び図１を参照して、キーオンウェイクアップ機能の概要について説明する。マイコン１０が待機状態のとき、端子Ａ１〜Ａ４が出力端子に設定され、端子Ｂ１〜Ｂ４が入力端子に設定される。マイコン１０は、アクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を端子Ａ１〜Ａ４の全てから同じタイミングで出力し続ける。いずれかのキースイッチＫＹが押下されるまでは端子Ａ群の接続される配線ＬＡと端子Ｂ群の接続される配線ＬＢ又はＬＣは非接続状態となるため、夫々の配線の電位が一定となるまでは電流が流れるものの、電位が安定した後は、キースイッチＫＹ又は切替スイッチＳＷ等を介して流れるリーク電流による電位低下を補充する程度の電流を流すのみとなり、キーマトリクスで消費する消費電力は相対的に小さなものとなる。
【００６５】
いずれかのキースイッチＫＹが押下された場合、配線ＬＡと配線ＬＣとが押下されたキースイッチＫＹにより接続され、マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４のいずれかにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたことを検出したことによって、いずれかのキースイッチＫＹが押圧されたことを検知する。この場合、各ダイオードＤは逆方向にバイアスされているので、切替スイッチＳＷの開閉状態は端子Ｂ１〜Ｂ４の入力信号には影響しない。マイコン１０は、端子Ｂ１〜Ｂ４のいずれかにアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）が入力されたことに応答して、待機状態から通常状態に復帰する。
【００６６】
図９は、通常状態および待機状態における端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧波形を示す図である。図１、図９を参照して、時刻ｔ１０１までの通常状態のとき、マイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４からアクティブ信号を出力することによってキースイッチＫＹが押圧されているか否かを検出する。
【００６７】
時刻ｔ１０１で待機状態に移行すると、マイコン１０は、端子Ａ１〜Ａ４を出力端子に設定し、全ての端子Ａ１〜Ａ４からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し続ける。このとき、端子Ｂ１〜Ｂ４は入力端子に設定される。時刻ｔ１０１から時刻ｔ１０２までは端子Ｂ１〜Ｂ４の論理状態はいずれもＨレベルであり、キー入力は検出されていない。
【００６８】
時刻ｔ１０２で、キースイッチＫＹ３，ＫＹ７，ＫＹ１１，ＫＹ１５のいずれかが押圧されると、マイコン１０は、端子Ｂ４がＬレベルに変化したことによってそのキー入力を検知し、次の時刻ｔ１０３に通常状態に復帰する。
【００６９】
図１０は、図２のマイコン１０におけるキーオンウェイクアップ処理の手順を示すフローチャートである。
【００７０】
図２、図１０を参照して、最初のステップＳ３０１においてマイコン１０は待機状態であり、中央処理装置１３は停止状態であるとする。ステップＳ３０１で、入出力インターフェース回路１６は、キーマトリクス回路１１から図１の端子Ｂ１〜Ｂ４に入力される信号に変化があるか否かを検出する。そして、入出力インターフェース回路１６は、入力信号の変化を検知した場合（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、割込み制御部１７にキー入力による割込みがあったことを通知する信号を出力する（ステップＳ３０２）。
【００７１】
割込み制御部１７は、入出力インターフェース回路１６から割込み通知信号を受けると、中央処理装置１３とシステム制御部１８とに割込み発生を通知する（ステップＳ３０３）。システム制御部１８は、割込み発生の通知を受けると、電源回路１９を制御することによって、中央処理装置１３およびデータ転送部１４に対して電源電圧の供給を開始する（ステップＳ３０４）。これによって、中央処理装置１３は動作を開始する。
【００７２】
中央処理装置１３は、電源供給が開始されると、レジスタの初期化などの初期化処理を実行する（ステップＳ３０５）。その後、中央処理装置１３は、割込み制御部１７からの割込発生の通知に応じた処理を実行する（ステップＳ３０６）。この場合、押下されたキースイッチＫＹに対応した処理も含まれる。
【００７３】
その後、全ての割込み処理が終了するとともに、所定時間、キー入力操作がないなどの待機状態に移行するための条件が満たされている場合には（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、中央処理装置１３は待機状態への移行をシステム制御部１８に通知する（ステップＳ３０８）。システム制御部１８は、待機状態への移行通知を受けると、中央処理装置１３およびデータ転送部１４に電源電圧の供給を停止するように電源回路１９を制御する（ステップＳ３０９）。これによって、中央処理装置１３は動作を停止する。以下、ステップＳ３０１以降の各ステップが繰返される。
【００７４】
このように、実施の形態１のキー入力装置１によれば、各切替スイッチＳＷと直列にダイオードＤが設けられ、この切替スイッチＳＷおよびダイオードＤの直列体と並列にキースイッチＫＹが設けられる。これによって、キーオンウェイクアップ機能に用いられるキースイッチＫＹと共通の入出力端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４に切替スイッチＳＷを接続することでき、従来よりも入出力端子を削減することができる。
【００７５】
［変形例］
図１１は、図３に示した入出力バッファの変形例を示す図である。図１１に示す回路は、ＮＭＯＳトランジスタ３３に代えてＰＭＯＳ（Positive-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ３５が設けられる点と、スイッチ３１および抵抗素子３２とＭＯＳトランジスタとの接続が逆である点で、図３に示す回路と異なる。したがって、抵抗素子３２はプルダウン抵抗として用いられ、スイッチ３１のオン／オフによって端子Ａ１をプルダウンするか否かが制御される。
【００７６】
端子Ａ１を出力端子に設定する場合には、スイッチ３１はオン状態およびオフ状態のいずれに設定されていてもよい。ＰＭＯＳトランジスタ３５がオン状態のときに、アクティブ信号（Ｈレベルの電圧）が出力される。一方、端子Ａ１を入力端子に設定する場合には、スイッチ３１をオン状態にする。これによって、端子Ａ１にアクティブ信号（Ｈレベルの電圧）が入力されたときに限り、端子Ａ１の論理状態はＨレベルになる。
【００７７】
このように、図１１の回路の場合には、Ｈアクティブの信号が図１の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４において入出力される。この場合、図１の各ダイオードＤの極性を逆にする必要があるが、その他の点は図１のキー入力装置１と同じにしてよい。
【００７８】
図１２は、図３に示した入出力バッファの他の変形例を示す図である。図１２に示す回路は、マイコンの汎用入出力ポートとして用いられるもので、端子Ａ１には出力バッファ３６と入力バッファ３７とが接続される。出力バッファ３６にはスリー・ステート・バッファが用いられ、端子Ａ１を入力端子として用いる場合には制御信号ＣＴＬによって出力バッファ３６の出力ノードがハイ・インピーダンス状態に設定される。
【００７９】
図１３は、図１のキー入力装置１の変形例としてのキー入力装置２の構成を示す回路図である。図１３のキーマトリクス回路１１Ａは、１６個のダイオードＤ０〜Ｄ１５に代えて４個のダイオードＤＡ０〜ＤＡ３が設けられる点で図１のキーマトリクス回路１１と異なる。ダイオードＤＡ０は、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ８，ＳＷ１２の各々に対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。同様に、ダイオードＤＡ１は、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ９，ＳＷ１３の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。ダイオードＤＡ２は、切替スイッチＳＷ２，ＳＷ６，ＳＷ１０，ＳＷ１４の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。ダイオードＤＡ３は、切替スイッチＳＷ３，ＳＷ７，ＳＷ１１，ＳＷ１５の各々と対応し、各対応の切替スイッチと直列に接続される。したがって、各切替スイッチＳＷは、ダイオードＤＡ０〜ＤＡ３のいずれか１つと対応していることになる。図１３のその他の構成は図１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８０】
図１３のキー入力装置２においても、端子Ａ１〜Ａ４の各々から出力されるアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）は、ダイオードＤＡ０〜ＤＡ３によって阻止される。したがって、各キースイッチＫＹのいずれが押圧されたか否かの検出は可能であるし、キーオンウェイクアップ動作も可能である。しかしながら、各切替スイッチＳＷがオン状態であるか否かの検出はできない場合がある。
【００８１】
たとえば、図１３に示すように、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ５がオン状態であり、その他の切替スイッチがオフ状態であったとする。この場合、図１に示すキー入力装置１であれば、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力したときに、切替スイッチＳＷ１がオフ状態であるので端子Ａ２によってアクティブ信号（Ｌレベルの電圧）は検出されない。ところが、図１３のキー入力装置２の場合には、端子Ｂ１から出力されたアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）が、図１３に矢印で示す経路（すなわち、切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ５の順）を通って端子Ａ２で検出されてしまい、切替スイッチＳＷ１のオン／オフが検出できなくなる。
【００８２】
ただし、切替スイッチＳＷの開閉状態を制限すれば、図１３のキーマトリクス回路１１Ａでも各切替スイッチＳＷのオン／オフの検出は可能である。たとえば、Ａ群の各端子に対応する４個の切替スイッチＳＷ（たとえば、端子Ａ１に対応する切替スイッチＳＷ０，ＳＷ４，ＳＷ８，ＳＷ１２）が２個以上同時にオン状態にならないようにハードウェアを構成するか、もしくはＡ群の各端子に対応する４個の切替スイッチＳＷが２個以上オン状態になるときはソフトウェアによって無効になるようにすればよい。
【００８３】
＜実施の形態２＞
図１４は、この発明の実施の形態２によるキー入力装置３の構成を示す回路図である。図１４のキーマトリクス回路１１Ｂは、キースイッチＫＹ０が設けられていない点と、１個の切替スイッチＳＷ０および１個のダイオードＤ０のみが設けられている点で、図１のキーマトリクス回路１１と異なる。図１４のその他の構成は図１の場合と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８４】
実施の形態２のキー入力装置は、Ａ群の端子Ａ１〜Ａ４とＢ群の端子Ｂ１〜Ｂ４とのいずれの組合わせに対しても、キースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷの両方が対応することはないように構成される。このような構成では、キースイッチＫＹが押圧されていたとしても、切替スイッチＳＷのオン／オフの判定に影響がない。したがって、キースイッチＫＹのオン／オフの判定結果とは関係なく、切替スイッチＳＷのオン／オフ判定を行なうことができる。
【００８５】
具体的に図１４に示す切替スイッチＳＷ０の場合には、端子Ａ１，Ｂ１間に接続されるキースイッチはない。したがって、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力したときに、キースイッチＫＹのオン／オフとは無関係に、端子Ａ１の論理状態がＬレベルになるか否かによって切替スイッチＳＷ０のオン／オフを判定することができる。
【００８６】
図１５は、図１４の端子Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４の電圧変化を示す図である。図１５の時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの区間ＳＣ１において、図１４のマイコン１０は端子Ａ１〜Ａ４の順番でアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し、端子Ｂ１〜Ｂ４によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、キースイッチＫＹのいずれが押圧されているかを検出することができる。次の時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２において、マイコン１０は端子Ｂ１からアクティブ信号を出力し、端子Ａ１によってそのアクティブ信号が検出されたか否かを判定する。これによって、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか否かが検出される。実施の形態１の場合と異なり、区間ＳＣ２では、切替スイッチＳＷ０に対応する端子Ｂ１のみからアクティブ信号を出力すれば十分である（図１５の時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３）。さらに、時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの区間ＳＣ２の処理は、区間ＳＣ１でのキー入力の検出結果とは無関係に実行される。
【００８７】
図１６は、図１４のマイコン１０によるキースイッチＫＹおよび切替スイッチＳＷ０のオン／オフの検出手順を示すフローチャートである。
【００８８】
図５に示す手順では、ステップＳ１２０の後にはステップＳ１２１が実行されなかったのに対して、図１６に示す手順では、ステップＳ１２０の後に必ずステップＳ１２１Ａが実行される。すなわち、図１６の場合には、ステップＳ１１６〜Ｓ１２０において実行されるキー入力の有無の判定結果とは無関係に、ステップＳ１２１Ａに示す切替スイッチのオン／オフの検出処理が行なわれる。図１６のその他の点は図５の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８９】
図１７は、図１６のステップＳ１２１Ａにおける切替スイッチのオン／オフの検出処理の詳細を示すフローチャートである。図１７を参照して、ステップＳ２０１〜２０３は図６の場合と同じであるので説明を繰返さない。
【００９０】
次のステップＳ２０４Ａで、図１４のマイコン１０は、端子Ｂ１からアクティブ信号（Ｌレベルの検出電圧）を出力し（図１５の時刻ｔ１２）、このときの端子Ａ１の論理状態を検出する。そして、次のステップＳ２０５Ａで、マイコン１０は、検出結果を図２のメモリ１５の領域Ｍ１Ｂに記憶する。これによって、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか否かを検出することができる。
【００９１】
次のステップＳ２０６で、図１４のマイコン１０は、全てのＢ群端子から非アクティブ信号（Ｈレベルの電圧またはハイ・インピーダンス状態）を出力する（図１５の時刻ｔ１３）。この後のステップＳ２２０Ａで、マイコン１０は、メモリの領域Ｍ１Ｂに記憶されたデータに基づいて、切替スイッチＳＷ０が導通状態であるか非導通状態であるかを判定する。以上によって、切替スイッチのオン／オフの検出処理（図５のステップＳ１２１Ａ）が終了する。
【００９２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１，２，３ キー入力装置、１０ マイコン、１１，１１Ａ，１１Ｂ キーマトリクス回路、Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４ 入出力端子、Ｄ０〜Ｄ１５，ＤＡ０〜ＤＡ３ ダイオード、ＫＹ０〜ＫＹ１５ キースイッチ、ＳＷ０〜ＳＷ１５ 切替スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の端子および複数の第２の端子を含み、前記複数の第１の端子の各々および前記複数の第２の端子の各々から所定の論理レベルの検出電圧を出力する制御回路と、
前記複数の第１の端子と前記複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、押圧されたときに導通状態になる複数のキースイッチと、
前記複数の第１の端子と前記複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、導通状態と非導通状態とに切替可能である１または複数の切替スイッチと、
各々が、前記１または複数の切替スイッチのうちの少なくとも１つの切替スイッチに対応する１または複数のダイオードとを備え、
前記１または複数の切替スイッチの各々は、前記１または複数のダイオードのうちのいずれか１つのダイオードに対応し、
前記複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続され、押圧されたときに対応する組合わせの第１および第２の端子間を導通させ、
前記１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続され、導通状態のときに対応する組合わせの第２の端子から出力された前記検出電圧を対応のダイオードを介して対応する組合せの第１の端子に入力させる、キー入力装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記複数のキースイッチに対応する各第１の端子から相互に異なるタイミングで前記検出電圧を出力する第１の検出動作と、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第２の端子から相互に異なるタイミングで前記検出電圧を出力する第２の検出動作とを行ない、
前記制御回路は、前記第１の検出動作時に、前記複数のキースイッチに対応する各第２の端子に前記検出電圧が入力されたか否かに基づいて、前記複数のキースイッチのうちいずれが押圧されたかを判定し、
前記制御回路は、前記第２の検出動作時に、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第１の端子に前記検出電圧が入力されたか否かに基づいて、前記１または複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項１に記載のキー入力装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１および第２の検出動作を行なう通常モードと、待機モードとを有し、
前記制御回路は、前記待機モード時には、前記複数のキースイッチに対応する第１の端子の全てから同じタイミングで前記検出電圧を出力する第３の検出動作を行ない、
前記制御回路は、前記第３の検出動作時に、前記複数のキースイッチに対応する第２の端子のいずれかに前記検出電圧が入力されたことに応答して前記通常モードに復帰する、請求項２に記載のキー入力装置。
【請求項４】
前記１または複数のダイオードは、前記１または複数の切替スイッチにそれぞれ対応して１つずつ設けられる、請求項３に記載のキー入力装置。
【請求項５】
共通の第１および第２の端子間にキースイッチおよび切替スイッチの両方が接続されている場合には、前記制御回路は、前記第１の検出動作時にいずれのキースイッチも押圧されていないと判定したときに限り、前記第２の検出動作を行なって前記複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項３または４に記載のキー入力装置。
【請求項６】
いずれの第１および第２の端子間にもキースイッチおよび切替スイッチの両方が接続されていない場合には、前記制御回路は、前記第１の検出動作時の判定結果に拘らず前記第２の検出動作を行ない、前記第２の検出動作時に、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第１の端子に前記検出電圧が入力されたか否かのみに基づいて、前記複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項３または４に記載のキー入力装置。
【請求項１】
複数の第１の端子および複数の第２の端子を含み、前記複数の第１の端子の各々および前記複数の第２の端子の各々から所定の論理レベルの検出電圧を出力する制御回路と、
前記複数の第１の端子と前記複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、押圧されたときに導通状態になる複数のキースイッチと、
前記複数の第１の端子と前記複数の第２の端子との複数の組合わせのうち少なくとも一部の組合わせにそれぞれ対応して設けられ、各々が、導通状態と非導通状態とに切替可能である１または複数の切替スイッチと、
各々が、前記１または複数の切替スイッチのうちの少なくとも１つの切替スイッチに対応する１または複数のダイオードとを備え、
前記１または複数の切替スイッチの各々は、前記１または複数のダイオードのうちのいずれか１つのダイオードに対応し、
前記複数のキースイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に接続され、押圧されたときに対応する組合わせの第１および第２の端子間を導通させ、
前記１または複数の切替スイッチの各々は、対応する組合せの第１および第２の端子間に、対応のダイオードと直列に接続され、導通状態のときに対応する組合わせの第２の端子から出力された前記検出電圧を対応のダイオードを介して対応する組合せの第１の端子に入力させる、キー入力装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記複数のキースイッチに対応する各第１の端子から相互に異なるタイミングで前記検出電圧を出力する第１の検出動作と、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第２の端子から相互に異なるタイミングで前記検出電圧を出力する第２の検出動作とを行ない、
前記制御回路は、前記第１の検出動作時に、前記複数のキースイッチに対応する各第２の端子に前記検出電圧が入力されたか否かに基づいて、前記複数のキースイッチのうちいずれが押圧されたかを判定し、
前記制御回路は、前記第２の検出動作時に、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第１の端子に前記検出電圧が入力されたか否かに基づいて、前記１または複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項１に記載のキー入力装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１および第２の検出動作を行なう通常モードと、待機モードとを有し、
前記制御回路は、前記待機モード時には、前記複数のキースイッチに対応する第１の端子の全てから同じタイミングで前記検出電圧を出力する第３の検出動作を行ない、
前記制御回路は、前記第３の検出動作時に、前記複数のキースイッチに対応する第２の端子のいずれかに前記検出電圧が入力されたことに応答して前記通常モードに復帰する、請求項２に記載のキー入力装置。
【請求項４】
前記１または複数のダイオードは、前記１または複数の切替スイッチにそれぞれ対応して１つずつ設けられる、請求項３に記載のキー入力装置。
【請求項５】
共通の第１および第２の端子間にキースイッチおよび切替スイッチの両方が接続されている場合には、前記制御回路は、前記第１の検出動作時にいずれのキースイッチも押圧されていないと判定したときに限り、前記第２の検出動作を行なって前記複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項３または４に記載のキー入力装置。
【請求項６】
いずれの第１および第２の端子間にもキースイッチおよび切替スイッチの両方が接続されていない場合には、前記制御回路は、前記第１の検出動作時の判定結果に拘らず前記第２の検出動作を行ない、前記第２の検出動作時に、前記１または複数の切替スイッチに対応する各第１の端子に前記検出電圧が入力されたか否かのみに基づいて、前記複数の切替スイッチの各々が導通状態であるか否かを判定する、請求項３または４に記載のキー入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１０８７６７（Ｐ２０１２−１０８７６７Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７７５４（Ｐ２０１０−２５７７５４）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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