特許 7422903 キーマトリクス回路装置、及び、入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-18

(45)【発行日】2024-01-26

(54)【発明の名称】キーマトリクス回路装置、及び、入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/023 20060101AFI20240119BHJP

【ＦＩ】

G06F3/023

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022572008

(86)(22)【出願日】2021-11-26

(86)【国際出願番号】 JP2021043485

(87)【国際公開番号】W WO2022137984

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-03-01

(31)【優先権主張番号】P 2020212587

(32)【優先日】2020-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】竹内 元喜

(72)【発明者】

【氏名】小林 哲郎

【審査官】塚田 肇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２８２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０８５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６５６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスキャン端子と、複数のセンス端子と、前記複数のスキャン端子と前記複数のセンス端子との間にそれぞれ接続されマトリクス状に配置される複数のスイッチと、前記複数のセンス端子と前記複数のスイッチとの間にそれぞれ接続される複数の分圧抵抗器とを有するキーマトリクスと、
情報処理装置のモードを省電力モード又は通常モードに切り替える切替部に前記モードを切り替えさせる切替信号を出力する出力端子と、電源に接続される電源端子と、前記電源端子及び前記複数のスキャン端子に接続される接続端子とを有するウェイクアップ回路と
を含み、
前記複数の分圧抵抗器は、前記情報処理装置の複数のセンスポートにそれぞれ接続される前記複数のセンス端子の電圧を所定電圧以下にする抵抗値をそれぞれ有し、
前記ウェイクアップ回路は、前記情報処理装置が前記省電力モードのときに前記複数のスイッチのうちの少なくともいずれか１つがオンにされて前記接続端子の電位が第１レベルになると、前記モードを前記通常モードに切り替える切替信号を前記出力端子から出力する、キーマトリクス回路装置。

【請求項2】

前記切替部と、
前記電源と前記情報処理装置の電源端子との間に接続され電源電圧を前記情報処理装置に入力可能な電圧に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部と前記電源との間に設けられる電源スイッチと
をさらに含み、
前記切替部は、前記接続端子から出力される信号が前記第１レベルになると、前記電源スイッチを導通させる、請求項１に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項3】

前記複数のスキャン端子にそれぞれ接続される複数の論理和出力端子をそれぞれ有する複数の論理和回路をさらに含み、
前記ウェイクアップ回路は、
前記情報処理装置に接続され前記モードを表す状態信号が入力される入力端子と、
前記接続端子及び前記電源端子に接続される第１電流入力端子と、基準電位点に接続される第１電流出力端子と、前記入力端子に接続される第１制御端子とを有し、前記第１制御端子に第２レベルの信号が入力されるとオンになる第１トランジスタと
をさらに有し、
前記接続端子は、前記複数の論理和回路の一方の入力端子に接続されており、
前記複数の論理和回路の他方の入力端子は、前記情報処理装置の複数のスキャンポートに接続されており、
前記状態信号は、前記情報処理装置が前記通常モードのときは前記第２レベルである、請求項１又は２に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項4】

前記情報処理装置が前記切替信号によって前記通常モードに切り替えられると、前記第１トランジスタがオンになり、前記接続端子の電位を前記第１レベルに引き下げることで、前記ウェイクアップ回路は、前記複数のスキャンポートから出力されるスキャン信号で前記複数のスイッチの接続状態をスキャン可能な状態になる、請求項３に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項5】

前記ウェイクアップ回路は、前記電源端子に接続される第２電流入力端子と、第２電流出力端子と、前記接続端子及び前記第１電流入力端子に接続される第２制御端子とを有し、前記第２制御端子に第１レベルの信号が入力されるとオンになる第２トランジスタをさらに有し、
前記接続端子は、前記第２トランジスタを介して前記電源端子に接続される、請求項３又は４に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項6】

前記情報処理装置が前記省電力モードで前記複数のスイッチがオフの状態では、前記接続端子の電位は前記第２レベルである、請求項５に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項7】

前記ウェイクアップ回路は、前記情報処理装置が前記省電力モードのときに前記複数のスイッチのうちの少なくともいずれか１つがオンにされて前記接続端子の電位が前記第１レベルになると、前記第２トランジスタがオンになることで前記モードを前記通常モードに切り替える切替信号を前記出力端子から出力する、請求項５又は６に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項8】

前記ウェイクアップ回路は、前記出力端子に接続される第３電流入力端子と、前記基準電位点に接続される第３電流出力端子と、前記第２電流出力端子に接続される第３制御端子とを有し、前記第３制御端子に前記第２レベルの信号が入力されるとオンになる第３トランジスタをさらに有し、
前記出力端子は、プルアップ抵抗器を介して前記電源に接続されており、
前記モードを前記通常モードに切り替える切替信号は、前記第１レベルの信号である、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項9】

前記状態信号が前記省電力モードであることを表す前記第１レベルのときに、前記複数のスイッチのうちの少なくともいずれか１つがオンにされて前記第２制御端子に前記第１レベルの信号が入力されて前記第２トランジスタがオンになると、前記第３制御端子の電位が前記第２レベルになって前記第３トランジスタがオンになることで前記切替信号が前記第１レベルになる、請求項８に記載のキーマトリクス回路装置。

【請求項10】

複数の操作部を有する操作パネルと、
キーマトリクス回路装置と
を含み、
前記キーマトリクス回路装置は、
複数のスキャン端子と、複数のセンス端子と、前記複数のスキャン端子と前記複数のセンス端子との間にそれぞれ接続されマトリクス状に配置される複数のスイッチと、前記複数のセンス端子と前記複数のスイッチとの間にそれぞれ接続される複数の分圧抵抗器とを有するキーマトリクスと、
情報処理装置のモードを省電力モード又は通常モードに切り替える切替部に前記モードを切り替えさせる切替信号を出力する出力端子と、電源に接続される電源端子と、前記電源端子及び前記複数のスキャン端子に接続される接続端子とを有するウェイクアップ回路と
を有し、
前記複数の分圧抵抗器は、前記情報処理装置の複数のセンスポートにそれぞれ接続される前記複数のセンス端子の電圧を所定電圧以下にする抵抗値をそれぞれ有し、
前記ウェイクアップ回路は、前記情報処理装置が前記省電力モードのときに前記複数のスイッチのうちの少なくともいずれか１つがオンにされて前記接続端子の電位が第１レベルになると、前記モードを前記通常モードに切り替える切替信号を前記出力端子から出力する、入力装置。

【請求項11】

前記切替部と、
前記電源と前記情報処理装置の電源端子との間に接続され電源電圧を前記情報処理装置に入力可能な電圧に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部と前記電源との間に設けられる電源スイッチと
をさらに含み、
前記切替部は、前記接続端子から出力される信号が前記第１レベルになると、前記電源スイッチを導通させる、請求項１０に記載の入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キーマトリクス回路装置、及び、入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、スリープモード時には電力を供給しない第１電源と、常に電力を供給する第２電源と、マトリクス状に配置されたスイッチと、スキャン側の複数の第１回路素子と、センシング側の複数の第２回路素子と、スリープ時においてセンシング側からスキャン側へ電流を流す第３回路素子と、スリープ時におけるスイッチの押下に応答して起動信号を出力する第４回路素子とを含むキーマトリクス回路がある。第３回路素子には、第２電源から常に電力が供給されており、センシング側の複数の第２回路素子には、第３回路素子から第２電源に応じた電圧が印加されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２８２２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のキーマトリクス回路は、プリンタのような画像形成装置の操作パネルに用いられている。センシング側の第２回路素子はＩＣ(Integrated Circuit)で構成されるため、入力電圧は＋５Ｖ程度に限られる。このため、第３回路素子から第２回路素子に印加される電圧は、ＩＣに入力可能な＋５Ｖ程度の電圧であると考えられる。ＩＣの破損を抑制するためにＩＣの入力電圧に上限が設けられているからである。

【0005】

ところで、電源電圧がＩＣのような情報処理装置に入力可能な上限電圧よりも高い環境においてキーマトリクス回路を利用する場合がある。例えば車両に搭載されるバッテリは、出力電圧が１２Ｖや２４Ｖ等である。

【0006】

そこで、情報処理装置に入力可能な上限電圧よりも高い電源電圧をそのまま利用可能なキーマトリクス回路装置、及び、入力装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態のキーマトリクス回路装置は、複数のスキャン端子と、複数のセンス端子と、前記複数のスキャン端子と前記複数のセンス端子との間にそれぞれ接続されマトリクス状に配置される複数のスイッチと、前記複数のセンス端子と前記複数のスイッチとの間にそれぞれ接続される複数の分圧抵抗器とを有するキーマトリクスと、情報処理装置のモードを省電力モード又は通常モードに切り替える切替部に前記モードを切り替えさせる切替信号を出力する出力端子と、電源に接続される電源端子と、前記電源端子及び前記複数のスキャン端子に接続される接続端子とを有するウェイクアップ回路とを含み、前記複数の分圧抵抗器は、前記情報処理装置の複数のセンスポートにそれぞれ接続される前記複数のセンス端子の電圧を所定電圧以下にする抵抗値をそれぞれ有し、前記ウェイクアップ回路は、前記情報処理装置が前記省電力モードのときに前記複数のスイッチのうちの少なくともいずれか１つがオンにされて前記接続端子の電位が第１レベルになると、前記モードを前記通常モードに切り替える切替信号を前記出力端子から出力する。

【発明の効果】

【0008】

情報処理装置に入力可能な上限電圧よりも高い電源電圧をそのまま利用可能なキーマトリクス回路装置、及び、入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の入力装置１００を示す図である。

【図2】キーマトリクス回路装置１００Ａを示す図である。

【図3】キーマトリクス回路装置１００Ａの詳細な回路構成の一例を示す図である。

【図4】キーマトリクス回路装置１００Ａの動作を説明する図である。

【図5】キーマトリクス回路装置１００Ａの動作を説明する図である。

【図6】スリープモード、移行時、及び通常モードのときの状態信号、起動準備信号、切替信号、第１トランジスタ、第２トランジスタ、第３トランジスタの状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のキーマトリクス回路装置、及び、入力装置を適用した実施形態について説明する。

【0011】

＜実施形態＞
図１は、実施形態の入力装置１００を示す図である。入力装置１００は、一例として車両に搭載され、車両の利用者が車両に搭載された機器の操作を行う装置である。車両に搭載された機器は、例えば、エアコンやオーディオ等であり、この場合には入力装置１００は、エアコンやオーディオの操作装置として利用される。車両は、マイクロコンピュータ等の情報処理装置に入力可能な上限電圧よりも電源電圧が高い電源（例えばバッテリ）を搭載している。なお、ここでは入力装置１００が車両に搭載される形態について説明するが、情報処理装置に入力可能な上限電圧よりも電源電圧が高い電源を搭載していれば、車両に限らず、航空機や列車等に搭載されてもよい。

【0012】

入力装置１００は、筐体１０１、複数の操作部１０２、及びキーマトリクス回路装置１００Ａを含む。筐体１０１は、一例として車両の室内において、センターコンソールやダッシュボード等に設けられる。図１における筐体１０１の上面は操作パネル１０１Ａであり、複数の操作部１０２が配列されている。各操作部１０２は、エアコンやオーディオ等のオン／オフ、温度設定、風量設定、吹き出し口の設定、音量設定、ラジオの選曲等を操作可能なスイッチである。

【0013】

操作部１０２の裏側（筐体１０１の内部）には、キーマトリクス回路装置１００Ａが設けられている。キーマトリクス回路装置１００Ａは、キーマトリクスを有し、キーマトリクスの複数のスイッチは、各操作部１０２の裏側に設けられている。各操作部１０２が押し下げられると、裏側に位置するキーマトリクスのスイッチがオンにされる。

【0014】

図２は、キーマトリクス回路装置１００Ａを示す図である。図２では各構成要素を簡略化してブロックとして示す。キーマトリクス回路装置１００Ａは、ＭＣＵ(Micro Computer Unit)１０、コントローラ２０、レギュレータ４０、電源スイッチ５０、バッテリ端子１００Ａ１、キーマトリクス１１０、ＯＲ回路１２０、及びウェイクアップ回路１３０を含む。ＭＣＵ１０は、情報処理装置の一例である。コントローラ２０は、切替部の一例である。バッテリ３０は、電源の一例である。レギュレータ４０は、電圧変換部の一例である。ＯＲ回路１２０は、論理和回路の一例である。図２には、１つのＯＲ回路１２０を示すが、実際には複数ある。また、図２には、キーマトリクス回路装置１００Ａに加えてバッテリ端子１００Ａ１に接続されるバッテリ３０を示す。

【0015】

ＭＣＵ１０は、通常モードにおいて、キーマトリクス１１０のすべてのスイッチの接続状態（オン又はオフ）を検出するためのスキャン（キースキャン）を行い、オンにされたスイッチを特定する制御部である。ＭＣＵ１０は、出力ポート１０Ａ、複数のスキャンポート１０Ｂ、複数のセンスポート１０Ｃ、電源端子１０Ｄを有する。ＭＣＵ１０は、出力ポート１０Ａから状態信号を出力する。状態信号は、ＭＣＵ１０のモードが通常モード又はスリープモードのいずれであるかを示す。状態信号がＬ(Low)レベルの場合はＭＣＵ１０がスリープモードであることを示し、Ｈ(High)レベルの場合はＭＣＵ１０が通常モードであることを示す。

【0016】

通常モードとは、スリープモードが解除されて、ＭＣＵ１０が各種の情報処理を行うことが可能な状態である。スリープモードは、省電力モードの一例であり、ＭＣＵ１０を省電力な状態にするためにＭＣＵ１０の動作が限られ、起動のために待機している状態である。また、Ｌレベルは第１レベルの一例であり、Ｈレベルは第２レベルの一例である。ＭＣＵ１０は、スリープモードから通常モードに移行すると、出力ポート１０Ａから出力する状態信号をＨレベルに設定する。

【0017】

ＭＣＵ１０は、複数のスキャンポート１０Ｂから、キーマトリクス１１０のすべてのスイッチの接続状態（オン又はオフ）を検出するためのスキャン（キースキャン）を行うためにキースキャン信号を順番に出力する。スキャンを行うことにより、キーマトリクス１１０のいずれのスイッチがオンにされたかを検出することができる。また、複数のセンスポート１０Ｃは、キーマトリクス１１０からスキャンにおける検出結果を表すキーセンス信号が入力されるポートであり、ＭＣＵ１０は、キースキャン信号とキーセンス信号との組み合わせに基づいて、オンにされたスイッチを特定する。電源端子１０Ｄは、レギュレータ４０で＋５Ｖや＋３．３Ｖ等の低電圧に変換された直流電力が入力される端子である。

【0018】

コントローラ２０は、入力端子２０Ａと出力端子２０Ｂを有し、ウェイクアップ回路１３０の出力端子１３０Ｂから入力端子２０ＡにＬレベルの切替信号が入力されると、出力端子２０Ｂから電源スイッチ５０をオンにするための駆動信号を出力する。電源スイッチ５０がオンにされると、レギュレータ４０にバッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂが供給され、レギュレータ４０が変換した＋５Ｖや＋３．３Ｖ等の低電圧の直流電力がＭＣＵ１０の電源端子１０Ｄに供給されることで、ＭＣＵ１０がスリープモードから通常モードに切り替わる。コントローラ２０は、Ｌレベルの切替信号に応じて電源スイッチ５０をオンにするための駆動信号を出力し、Ｈレベルの切替信号に応じて電源スイッチ５０をオフにするための駆動信号を出力する。なお、コントローラ２０は、ここで説明する以外の機能を有していてもよく、例えば、車両に搭載されるＣＡＮ(Controller Area Network)で利用されるＣＡＮトランシーバであってもよいが、ここでは電源スイッチ５０をオンにする機能以外については説明を省略する。

【0019】

バッテリ３０は、車両のバッテリであり、一例として１２Ｖの直流電力を出力する。バッテリ３０の出力端子３０Ａは、バッテリ端子１００Ａ１を介して、電源スイッチ５０とウェイクアップ回路１３０の電源端子１３０Ｃとに接続されており、バッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂが供給される。また、バッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂは、ウェイクアップ回路１３０の出力端子１３０Ｂにプルアップ抵抗器１３０Ｂ１を介して供給される。レギュレータ４０は、バッテリ３０とＭＣＵ１０との間に設けられおり、バッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂ（＋１２Ｖ）を＋５Ｖや＋３．３Ｖ等の低電圧に変換してＭＣＵ１０に出力する。電源スイッチ５０は、バッテリ３０の出力端子３０Ａとレギュレータ４０の入力端子との間に直列に設けられており、コントローラ２０の出力端子２０Ｂから出力される駆動信号によってオン／オフが切り替えられる。

【0020】

キーマトリクス１１０は、ＯＲ回路１２０とＭＣＵ１０とに接続されており、複数のスキャン端子１１０Ａと、複数のセンス端子１１０Ｂと、マトリクス状に配置される複数のスイッチと、複数のセンス端子１１０Ｂと複数のスイッチとの間にそれぞれ接続される複数の分圧抵抗器とを有する。キーマトリクス１１０の詳細については図３を用いて後述するため、図２ではスイッチ及び分圧抵抗器を省略し、スキャン端子１１０Ａとセンス端子１１０Ｂを１つずつ示す。複数のスイッチは、複数のスキャン端子１１０Ａと、複数のセンス端子１１０Ｂとの間に接続され、マトリクス状に配置されている。複数のスキャン端子１１０Ａは、実際には複数あるＯＲ回路１２０の論理和出力端子１２０Ｂにそれぞれ接続されており、複数のセンス端子１１０Ｂは、ＭＣＵ１０の複数のセンスポート１０Ｃにそれぞれ接続されている。

【0021】

キーマトリクス１１０は、ＭＣＵ１０がスリープモードであるときに、少なくともいずれか１つのスイッチがオンにされると、ＯＲ回路１２０及びウェイクアップ回路１３０と協働して起動準備信号を生成する。起動準備信号は、ウェイクアップ回路１３０の接続端子１３０Ｄから出力される。また、キーマトリクス１１０では、ＭＣＵ１０が通常モードであるときにＯＲ回路１２０を介してＭＣＵ１０の複数のスキャンポート１０Ｂからキースキャン信号が入力されることによって、各スイッチの接続状態（オン又はオフ）を検出するスキャン（キースキャン）が行われる。キーマトリクス１１０をスキャンした結果を表すキーセンス信号は、センス端子１１０ＢからＭＣＵ１０の複数のセンスポート１０Ｃに入力される。

【0022】

ＯＲ回路１２０は、実際には複数あり、キーマトリクス１１０とウェイクアップ回路１３０との間で並列に設けられている。各ＯＲ回路１２０は、入力端子１２０Ａ１、１２０Ａ２と、論理和出力端子１２０Ｂとを１つずつ有する。入力端子１２０Ａ１は、一方の入力端子であり、入力端子１２０Ａ２は他方の入力端子である。ＯＲ回路１２０は、実際には複数あるため、入力端子１２０Ａ１、１２０Ａ２と、論理和出力端子１２０Ｂとが複数あるものとして説明する。複数の入力端子１２０Ａ１は、ウェイクアップ回路１３０の１つの接続端子１３０Ｄに接続されており、複数の入力端子１２０Ａ２は、ＭＣＵ１０の複数のスキャンポート１０Ｂにそれぞれ接続されている。各ＯＲ回路１２０は、入力端子１２０Ａ１、１２０Ａ２に入力される信号の論理和を表す信号を論理和出力端子１２０Ｂから出力する。

【0023】

ウェイクアップ回路１３０は、入力端子１３０Ａ、出力端子１３０Ｂ、電源端子１３０Ｃ、及び接続端子１３０Ｄを有する。入力端子１３０Ａは、ＭＣＵ１０の出力ポート１０Ａに接続されており、出力ポート１０Ａから出力される状態信号が入力される。

【0024】

出力端子１３０Ｂは、コントローラ２０の入力端子２０Ａに接続されるとともに、プルアップ抵抗器１３０Ｂ１を介してバッテリ３０の出力端子３０Ａに接続されており、ＭＣＵ１０のモードを切り替える切替信号を出力する。

【0025】

電源端子１３０Ｃは、バッテリ３０の出力端子３０Ａに接続されている。電源端子１３０Ｃには、一例としてバッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂである＋１２Ｖの直流電力が入力される。接続端子１３０Ｄは、ＯＲ回路１２０の入力端子１２０Ａ１に接続されている。

【0026】

ＭＣＵ１０がスリープモードであるときに、キーマトリクス１１０の少なくともいずれか１つのスイッチがオンにされると、キーマトリクス１１０及びＯＲ回路１２０と協働して起動準備信号を生成する。ウェイクアップ回路１３０は、起動準備信号を接続端子１３０Ｄから出力する。ウェイクアップ回路１３０は、起動準備信号を生成すると、Ｌレベルの切替信号を出力端子１３０Ｂからコントローラ２０に出力する。この結果、コントローラ２０は電源スイッチ５０をオンにし、バッテリ３０から供給される電源電圧＋Ｖｂの直流電力がレギュレータ４０で＋５Ｖや＋３．３Ｖ等の低電圧の直流電力に変換されてＭＣＵ１０の電源端子１０Ｄに供給され、ＭＣＵ１０が通常モードになる。すなわち、Ｌレベルの切替信号は、ＭＣＵ１０を通常モードで起動させる起動信号である。起動準備信号は、ウェイクアップ回路１３０が起動信号を出力するための準備段階で生成される信号である。

【0027】

図３は、キーマトリクス回路装置１００Ａの詳細な回路構成の一例を示す図である。図３では、コントローラ２０、レギュレータ４０、電源スイッチ５０等を省略する。図３に示すキーマトリクス回路装置１００Ａのキーマトリクス１１０は、一例として、５個のスキャン端子１１０Ａと、５個のセンス端子１１０Ｂと、２５個のスイッチ１１１とを有する。

【0028】

５個のスキャン端子１１０Ａは、ＭＣＵ１０の５個のスキャンポート１０Ｂにそれぞれ接続されている。５個のセンス端子１１０Ｂは、ＭＣＵ１０の５個のセンスポート１０Ｃにそれぞれ接続されている。なお、図３では電源端子１０Ｄを省略する。

【0029】

ここでは、２５個のスイッチ１１１について、図３における縦方向の並びを列と称し、横方向の並びを行と称す。５個のＯＲ回路１２０から下方向に延在する５本の線路の各々に接続される５個のスイッチ１１１は、同一の列に含まれる。各列の延在方向は図３における縦方向である。また、ＭＣＵ１０の５個のセンスポート１０Ｃから横方向に延在する５本の線路の各々に接続される５個のスイッチ１１１は、同一の行に含まれる。各行の延在方向は図３における横方向である。一例として、破線で示すスイッチ１１１は、４行目の５列目に位置する。

【0030】

また、図３に示すキーマトリクス回路装置１００Ａのキーマトリクス１１０は、５個の分圧抵抗器１１２をさらに有する。５個の分圧抵抗器１１２は、それぞれ、各行において、５個のスイッチ１１１とセンス端子１１０Ｂとの間からグランドに分岐する線路に直列に挿入されている。グランドは、基準電位点の一例である。分圧抵抗器１１２の抵抗値は、ＭＣＵ１０がスリープモードでウェイクアップ回路１３０の第１トランジスタ１３１がオフのときに、一例として、４行目の５列目に位置するスイッチ１１１がオンにされて第２トランジスタがオンになった場合に、４行目に対応するセンスポート１０Ｃに印加される電圧が、ＭＣＵ１０に入力可能な上限電圧（一例として＋５Ｖ）以下になる抵抗値に設定されている。なお、いずれのスイッチ１１１がオンにされたときにおいても、対応するセンスポート１０Ｃに印加される電圧は、ＭＣＵ１０に入力可能な上限電圧（一例として＋５Ｖ）以下になる。ＭＣＵ１０に入力可能な上限電圧は、所定電圧の一例であり、ＭＣＵ１０に入力可能な上限電圧以下になる抵抗値は、ＭＣＵ１０に入力可能な所定電圧以下になる抵抗値の一例である。

【0031】

ＯＲ回路１２０は、キーマトリクス１１０の列数と同数だけ設けられるため、図３では５個設けられている。ＯＲ回路１２０は、一例として２つのダイオードを有する。２つのダイオードのうちの一方（図３における左側のダイオード）のアノードは入力端子１２０Ａ１である。５個の入力端子１２０Ａ１は、ウェイクアップ回路１３０の（１個の）接続端子１３０Ｄに接続されている。２つのダイオードのうちの他方（図３における右側のダイオード）のアノードは入力端子１２０Ａ２である。５個の入力端子１２０Ａ２は、それぞれ、ＭＣＵ１０の５個のスキャンポート１０Ｂに接続されている。

【0032】

各ＯＲ回路１２０において、２つのダイオードのカソードは互いに接続され、論理和出力端子１２０Ｂになっている。５個の論理和出力端子１２０Ｂは、それぞれ、５個のスキャン端子１１０Ａに接続されている。

【0033】

ウェイクアップ回路１３０は、第１トランジスタ１３１、第１抵抗器１３１Ａ、第２トランジスタ１３２、第２抵抗器１３２Ａ、第３トランジスタ１３３、第３抵抗器１３３Ａを有する。第２抵抗器１３２Ａは、プルアップ抵抗器の一例である。

【0034】

第１トランジスタ１３１は、コレクタ１３１Ｃ、エミッタ１３１Ｅ、ベース１３１Ｂを有するＮＰＮ型のトランジスタであり、ベース１３１ＢがＨレベルになるとオンになる。コレクタ１３１Ｃ、エミッタ１３１Ｅ、ベース１３１Ｂは、それぞれ、第１電流入力端子、第１電流出力端子、第１制御端子の一例である。第１抵抗器１３１Ａは、エミッタ１３１Ｅとベース１３１Ｂの間に接続されており、出力ポート１０Ａから出力される状態信号がＬレベルのときに、ベース１３１Ｂをグランドレベルに引き下げることで、第１トランジスタ１３１を確実にオフにするために設けられている。

【0035】

コレクタ１３１Ｃは、接続端子１３０Ｄと第２トランジスタ１３２のベース１３２Ｂとに接続されている。エミッタ１３１Ｅは、グランドに接続されている。ベース１３１Ｂは、ＭＣＵ１０の出力ポート１０Ａに接続されている。このため、第１トランジスタ１３１は、ＭＣＵ１０がスリープモードで出力ポート１０Ａからベース１３１Ｂに入力される状態信号がＬレベルのときは、オフである。第１トランジスタ１３１は、ＭＣＵ１０が通常モードで出力ポート１０Ａからベース１３１Ｂに入力される状態信号がＨレベルのときに、オンになる。

【0036】

第２トランジスタ１３２は、エミッタ１３２Ｅ、コレクタ１３２Ｃ、ベース１３２Ｂを有するＰＮＰ型のトランジスタであり、ベース１３２ＢがＬレベルになるとオンになる。エミッタ１３２Ｅ、コレクタ１３２Ｃ、ベース１３２Ｂは、それぞれ、第２電流入力端子、第２電流出力端子、第２制御端子の一例である。第２抵抗器１３２Ａは、エミッタ１３２Ｅとベース１３２Ｂの間に接続されている。

【0037】

エミッタ１３２Ｅは、ウェイクアップ回路１３０の電源端子１３０Ｃに接続されており、電源端子１３０Ｃを介してバッテリ３０（図２参照）に接続される。コレクタ１３２Ｃは、第３トランジスタ１３３のベース１３３Ｂに接続されている。ベース１３２Ｂは、接続端子１３０Ｄと第１トランジスタ１３１のコレクタ１３１Ｃとに接続されている。第２トランジスタ１３２は、ＭＣＵ１０がスリープモードでキーマトリクス１１０に操作が行われていないときには、第２抵抗器１３２Ａを介してバッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂがベース１３２Ｂに供給されてベース１３２Ｂが電源電圧＋Ｖｂにプルアップされるため、ベース１３２ＢがＨレベルになり、オフになる。第２トランジスタ１３２は、ＭＣＵ１０がスリープモードのときにキーマトリクス１１０の少なくともいずれか１つのスイッチ１１１に操作が行われてオンになると、オンにされたスイッチ１１１を介してグランドに接続されるため、ベース１３２ＢがＬレベルになり、オンになる。また、第２トランジスタ１３２は、ＭＣＵ１０が通常モードのときにもオンになる。これらの動作については、図４及び図５を用いて後述する。

【0038】

第３トランジスタ１３３は、コレクタ１３３Ｃ、エミッタ１３３Ｅ、ベース１３３Ｂを有するＮＰＮ型のトランジスタであり、ベース１３３ＢがＨレベルになるとオンになる。コレクタ１３３Ｃ、エミッタ１３３Ｅ、ベース１３３Ｂは、それぞれ、第３電流入力端子、第３電流出力端子、第３制御端子の一例である。第３抵抗器１３３Ａは、エミッタ１３３Ｅとベース１３３Ｂの間に接続されており、ベース１３３ＢがＬレベルのときに、ベース１３３Ｂをグランドレベルに引き下げることで、第３トランジスタ１３３を確実にオフにするために設けられている。

【0039】

コレクタ１３３Ｃは、ウェイクアップ回路１３０の出力端子１３０Ｂに接続されている。ベース１３３Ｂは、第２トランジスタ１３２のコレクタ１３２Ｃに接続されている。エミッタ１３３Ｅは、グランドに接続されている。第３トランジスタ１３３は、第２トランジスタ１３２がオンになると、バッテリ３０から第２トランジスタ１３２を介して電力が供給されてベース１３３ＢがＨレベルになることによってオンになる。第３トランジスタ１３３は、第２トランジスタ１３２がオフのときは、ベース１３３ＢがＬレベルになるため、オフになる。すなわち、第３トランジスタ１３３は、第２トランジスタ１３２のオン／オフに連動してオン／オフが切り替わる。

【0040】

次に、図３に加えて図４及び図５を用いてキーマトリクス回路装置１００Ａの動作について説明する。図４及び図５は、キーマトリクス回路装置１００Ａの動作を説明する図である。図４はＭＣＵ１０がスリープモードから通常モードに移行する移行時におけるキーマトリクス回路装置１００Ａの動作を示し、図５はＭＣＵ１０が通常モードのときのキーマトリクス回路装置１００Ａの動作を示す。まず、図３を用いてＭＣＵ１０がスリープモードである場合について説明する。

【0041】

ＭＣＵ１０がスリープモードであるときに、図３に示すように、キーマトリクス１１０のいずれのスイッチ１１１にも操作が行われずに、すべてのスイッチ１１１がオフであるときは、第２抵抗器１３２Ａを介してバッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂが供給されるため、ベース１３２ＢがＨレベルになる。このため、第２トランジスタ１３２はオフである。第２トランジスタ１３２はオフであるため、第３トランジスタ１３３もオフであり、出力端子１３０Ｂから出力される切替信号は、Ｈレベルである。出力端子１３０Ｂはプルアップ抵抗器１３０Ｂ１を介してバッテリ３０に接続されており（図２参照）、第３トランジスタ１３３がオフであるため、バッテリ３０の電源電圧＋Ｖｂからプルアップ抵抗器１３０Ｂ１（図２参照）の電圧降下分を差し引いた電圧がＨレベルの信号として出力端子１３０Ｂに生じるからである。この状態では、切替信号はＨレベルであるため、ＭＣＵ１０はスリープモードのままである。

【0042】

次に、図４に示す移行時では、ＭＣＵ１０がスリープモードのときに、一例として破線で示す４行目の５列目のスイッチ１１１が押されてオンになると、オンにされたスイッチ１１１がグランドに接続されるため、第２トランジスタ１３２のベース１３２Ｂの電位が低下してＬレベルになることによって第２トランジスタ１３２がオンになる。第２トランジスタ１３２がオンになると、第３トランジスタ１３３もオンになる。第３トランジスタ１３３がオンになると、オンになった第３トランジスタ１３３のコレクタ１３３Ｃとエミッタ１３３Ｅとの間を通じて出力端子１３０Ｂがグランドに接続されるため、出力端子１３０ＢがＬレベルになる。

【0043】

出力端子１３０ＢがＬレベルになると、コントローラ２０が電源スイッチ５０をオンにするため、ＭＣＵ１０の電源端子１０Ｄにレギュレータ４０から＋５Ｖや＋３．３Ｖ等の低電圧の電力が供給され、ＭＣＵ１０がウェイクアップして通常モードになる。ＭＣＵ１０は、通常モードになると出力ポート１０Ａから出力する状態信号をＨレベルに設定する。

【0044】

ＭＣＵ１０が通常モードになり、出力ポート１０Ａから出力される状態信号がＨレベルになると、図５に示すように第１トランジスタ１３１がオンになる。第１トランジスタ１３１がオンになると、エミッタ１３１Ｅがグランドに接続されているため、接続端子１３０ＤがＬレベルになるとともに、第２トランジスタ１３２のベース１３２ＢがＬレベルになり、第２トランジスタ１３２がオンになる。第２トランジスタ１３２がオンになると、第３トランジスタ１３３もオンになる。このため、第１トランジスタ１３１、第２トランジスタ１３２、第３トランジスタ１３３のすべてがオンになる。

【0045】

また、接続端子１３０ＤがＬレベルになると、５個のＯＲ回路１２０の入力端子１２０Ａ１にＬレベルが入力されるため、ＭＣＵ１０の複数のスキャンポート１０Ｂの出力のレベルが５個のＯＲ回路１２０の論理和出力端子１２０Ｂに反映される状態になる。このため、複数のスキャンポート１０Ｂから順番にＨレベルのキースキャン信号を出力すれば、キーマトリクス１１０の５つの列を順番にＨレベルにすることができ、キーマトリクス１１０のスキャンが可能な状態になる。

【0046】

図６は、スリープモード、移行時、及び通常モードのときの状態信号、起動準備信号、切替信号、第１トランジスタ、第２トランジスタ、第３トランジスタの状態を示す図である。上側の表に示すように、スリープモードでは、状態信号、起動準備信号、切替信号は、それぞれ、Ｌレベル、Ｈレベル、Ｈレベルである。また、移行時では、状態信号、起動準備信号、切替信号は、それぞれ、Ｌレベル、Ｌレベル、Ｈレベルである。通常モードでは、状態信号、起動準備信号、切替信号は、それぞれ、Ｈレベル、Ｌレベル、Ｌレベルである。スリープモードにおいていずれかのスイッチ１１１がオンにされて移行時になると、起動準備信号がＬレベルになり、切替信号がＬレベルに変化して通常モードに移行する。

【0047】

また、下側の表に示すように、スリープモードでは、第１トランジスタ１３１、第２トランジスタ１３２、第３トランジスタ１３３は、すべてオフであり、移行時では、第１トランジスタ１３１、第２トランジスタ１３２、第３トランジスタ１３３は、それぞれ、オフ、オン、オンであり、通常モードでは、第１トランジスタ１３１、第２トランジスタ１３２、第３トランジスタ１３３は、すべてオンである。スリープモードにおいていずれかのスイッチ１１１がオンにされて移行時になると、第２トランジスタ１３２がオンになり、さらに第３トランジスタ１３３がオンになることで切替信号がＬレベルに変化して通常モードに移行する。第２トランジスタ１３２と第３トランジスタ１３３のオン／オフは連動している。

【0048】

以上のように、キーマトリクス１１０の分圧抵抗器１１２は、ＭＣＵ１０の複数のセンスポート１０Ｃにそれぞれ接続される複数のセンス端子１１０Ｂの電圧をＭＣＵ１０の入力上限電圧以下にする抵抗値をそれぞれ有する。また、ウェイクアップ回路１３０は、ＭＣＵ１０がスリープモードのときに複数のスイッチ１１１のうちの少なくともいずれか１つがオンにされて接続端子１３０Ｄの電位がＬレベルになると、ＭＣＵ１０のモードを通常モードに切り替えるＬレベルの切替信号を出力端子１３０Ｂから出力する。

【0049】

したがって、ＭＣＵ１０に入力可能な上限電圧よりも高い（バッテリ３０の）電源電圧＋Ｖｂをそのまま利用可能なキーマトリクス回路装置１００Ａ、及び、入力装置１００を提供することができる。

【0050】

また、ＭＣＵ１０をウェイクアップさせる操作を検出する際に、複数のスイッチ１１１のうちの少なくともいずれか１つがオンになれば、第２トランジスタ１３２のエミッタ１３２Ｅに接続されたバッテリ３０から、ベース１３２Ｂ、接続端子１３０Ｄ、オンにされたスイッチ１１１を含む列のＯＲ回路１２０、オンにされたスイッチ１１１を経て、グランドに向かって電流が流れる。そして、ベース１３２ＢがＬレベルになることによって第２トランジスタ１３２がオンになり、第３トランジスタ１３３がオンになり、Ｌレベルの切替信号が出力端子１３０Ｂから出力されてＭＣＵ１０がウェイクアップする。このため、ＭＣＵ１０をウェイクアップさせる操作を検出する際に、キーマトリクス１１０をスキャンする必要がない。したがって、ＭＣＵ１０をウェイクアップさせる操作を検出する際における省電力化を図ったキーマトリクス回路装置１００Ａ、及び、入力装置１００を提供することができる。

【0051】

また、接続端子１３０Ｄから出力される起動準備信号がＬレベルになると、バッテリ３０とＭＣＵ１０の電源端子１０Ｄとの間に接続され電源電圧をＭＣＵ１０に入力可能な電圧に変換するレギュレータ４０と、バッテリ３０との間に設けられる電源スイッチ５０を導通させる。このため、起動準備信号に応じてＭＣＵ１０に電力を供給することができ、ＭＣＵ１０をウェイクアップさせて通常モードに移行させることができる。

【0052】

また、キーマトリクス回路装置１００Ａは、複数のスキャン端子１１０Ａにそれぞれ接続される複数の論理和出力端子１２０Ｂをそれぞれ有する複数のＯＲ回路１２０をさらに含む。ウェイクアップ回路１３０は、ＭＣＵ１０に接続されモードを表す状態信号が入力される入力端子１３０Ａと、接続端子１３０Ｄ及び電源端子１０Ｄに接続されるコレクタ１３１Ｃと、グランドに接続されるエミッタ１３１Ｅと、入力端子１３０Ａに接続されるベース１３１Ｂとを有し、ベース１３１ＢにＨレベルの信号が入力されるとオンになる第１トランジスタ１３１とをさらに有する。接続端子１３０Ｄは、複数のＯＲ回路１２０の一方の入力端子１２０Ａ１に接続されており、複数のＯＲ回路１２０の他方の入力端子１２０Ａ２は、ＭＣＵ１０の複数のスキャンポート１０Ｂに接続されており、状態信号は、ＭＣＵ１０が通常モードのときはＨレベルである。このため、ＭＣＵ１０が通常モードになると、第１トランジスタ１３１がオンになって接続端子１３０ＤがＬレベルになり、複数のＯＲ回路１２０の一方の入力端子１２０Ａ１にＬレベルの信号が入力されるため、複数のスキャンポート１０Ｂから他方の入力端子１２０Ａ２に入力されるキースキャン信号が複数のＯＲ回路１２０の論理和出力端子１２０Ｂに反映される状態になる。

【0053】

また、ＭＣＵ１０が切替信号によって通常モードに切り替えられると、第１トランジスタ１３１がオンになり、接続端子１３０Ｄの電位をＬレベルに引き下げることで、ウェイクアップ回路１３０は、複数のスキャンポート１０Ｂから出力されるスキャン信号で複数のスイッチ１１１の接続状態をスキャン可能な状態になる。すなわち、複数のＯＲ回路１２０の一方の入力端子１２０Ａ１にＬレベルの信号が入力されている状態で、複数のスキャンポート１０Ｂから他方の入力端子１２０Ａ２に入力されるキースキャン信号でキーマトリクス１１０をスキャン可能になる。

【0054】

また、ウェイクアップ回路１３０は、電源端子１０Ｄに接続されるエミッタ１３２Ｅと、コレクタ１３２Ｃと、接続端子１３０Ｄ及びコレクタ１３１Ｃに接続されるベース１３２Ｂとを有し、ベース１３２ＢにＬレベルの信号が入力されるとオンになる第２トランジスタ１３２と、第２トランジスタ１３２のエミッタ１３２Ｅとベース１３２Ｂとを接続する第２抵抗器１３２Ａとをさらに有する。接続端子１３０Ｄは、第２トランジスタ１３２及び第２抵抗器１３２Ａを介して電源端子１０Ｄに接続される。このため、ＭＣＵ１０がスリープモードですべてのスイッチ１１１に操作が行われていない状態では、接続端子１３０Ｄは第２抵抗器１３２Ａを介してバッテリ３０に接続されるためＨレベルであり、第２トランジスタ１３２はオフの状態である。いずれかのスイッチ１１１がオンになって接続端子１３０ＤがＬレベルになって第２トランジスタ１３２がオンになると、Ｌレベルの切替信号が出力端子１３０Ｂから出力されてＭＣＵ１０を通常モードに移行させることができる。

【0055】

また、ＭＣＵ１０がスリープモードで複数のスイッチ１１１がオフの状態では、接続端子１３０Ｄの電位はＨレベルである。このため、第２トランジスタ１３２がオフの状態に保持され、ＭＣＵ１０のスリープモードを確実に保持することができる。

【0056】

また、ウェイクアップ回路１３０は、ＭＣＵ１０がスリープモードのときに複数のスイッチ１１１のうちの少なくともいずれか１つがオンにされて接続端子１３０Ｄの電位がＬレベルになると、第２トランジスタ１３２がオンになることでモードを通常モードに切り替える切替信号を出力端子１３０Ｂから出力する。このため、第２トランジスタ１３２がオンになることでＭＣＵ１０を確実にウェイクアップさせて通常モードに移行させることができる。

【0057】

また、ウェイクアップ回路１３０は、出力端子１３０Ｂに接続される第３電流入力端子１３３Ｃと、グランドに接続されるエミッタ１３３Ｅと、コレクタ１３２Ｃに接続されるベース１３３Ｂとを有し、ベース１３３ＢにＨレベルの信号が入力されるとオンになる第３トランジスタ１３３をさらに有する。出力端子１３０Ｂは、プルアップ抵抗器１３０Ｂ１を介してバッテリ３０に接続されており、モードを通常モードに切り替える切替信号は、Ｌレベルの信号である。このため、第２トランジスタ１３２に連動してオンになる第３トランジスタを用いて、スリープモードのときは切替信号をＨレベルに設定でき、複数のスイッチ１１１のうちの少なくともいずれか１つがオンにされたときに、Ｌレベルの切替信号でＭＣＵ１０を確実にウェイクアップさせて通常モードに移行させることができる。

【0058】

また、状態信号がスリープモードであることを表すＬレベルのときに、複数のスイッチ１１１のうちの少なくともいずれか１つがオンにされてベース１３２ＢにＬレベルの信号が入力されて第２トランジスタ１３２がオンになると、ベース１３３Ｂの電位がＨレベルになって第３トランジスタ１３３がオンになることで切替信号がＬレベルになる。第２トランジスタ１３２に連動してオンになる第３トランジスタを用いて、ＭＣＵ１０を通常モードに移行させるために（ウェイクアップさせるために）Ｌレベルの切替信号を確実に生成でき、Ｌレベルの切替信号でＭＣＵ１０を確実に通常モードに移行させることができる。

【0059】

また、入力装置１００では、接続端子１３０Ｄから出力される起動準備信号がＬレベルになると、バッテリ３０とＭＣＵ１０の電源端子１０Ｄとの間に接続され電源電圧をＭＣＵ１０に入力可能な電圧に変換するレギュレータ４０と、バッテリ３０との間に設けられる電源スイッチ５０を導通させる。このため、起動準備信号に応じてＭＣＵ１０に電力を供給することができ、ＭＣＵ１０をウェイクアップさせて通常モードに移行させることができる。

【0060】

なお、以上では、ウェイクアップ回路１３０が第１トランジスタ１３１、第２トランジスタ１３２、第３トランジスタ１３３、第１抵抗器１３１Ａ、第２抵抗器１３２Ａ、第３抵抗器１３３Ａを有する形態について説明したが、同様の動作が可能であれば、ウェイクアップ回路１３０の回路構成は、このような回路構成に限られるものではない。

【0061】

また、ＯＲ回路１２０が２つのダイオードを有する形態について説明したが、整流作用を保持しつつ、２つの入力の論理和を出力できる回路であればよいため、ＯＲ回路１２０は上述した回路構成に限られるものではない。

【0062】

また、キーマトリクス１１０が５行×５列の形態について説明したが、キーマトリクス１１０はこのような構成に限定されるものではなく、行数と列数は幾つであってもよい。

【0063】

以上、本発明の例示的な実施形態のキーマトリクス回路装置、及び、入力装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【0064】

本国際出願は２０２０年１２月２２日に出願した日本国特許出願２０２０－２１２５８７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０２０－２１２５８７号の全内容を本国際出願に援用する。

【符号の説明】

【0065】

１０ ＭＣＵ（情報処理装置）
１０Ａ 出力ポート
１０Ｂ スキャンポート
１０Ｃ センスポート
１０Ｄ 電源端子
２０ コントローラ（切替部）
３０ バッテリ（電源）
４０ レギュレータ（電圧変換部）
５０ 電源スイッチ
１００ 入力装置
１００Ａ キーマトリクス回路装置
１１０ キーマトリクス
１１０Ａ スキャン端子
１１０Ｂ センス端子
１１１ スイッチ
１１２ 分圧抵抗器
１２０ ＯＲ回路（論理和回路）
１２０Ａ１、１２０Ａ２ 入力端子
１２０Ｂ 論理和出力端子
１３０ ウェイクアップ回路
１３０Ａ 入力端子
１３０Ｂ 出力端子
１３０Ｂ１ プルアップ抵抗器
１３０Ｃ 電源端子
１３０Ｄ 接続端子
１３１ 第１トランジスタ
１３１Ｃ コレクタ（第１電流入力端子）
１３１Ｅ エミッタ（第１電流出力端子）
１３１Ｂ ベース（第１制御端子）
１３２ 第２トランジスタ
１３２Ｅ エミッタ（第２電流入力端子）
１３２Ｃ コレクタ（第２電流出力端子）
１３２Ｂ ベース（第１制御端子）
１３３ 第３トランジスタ
１３３Ｃ コレクタ（第３電流入力端子）
１３３Ｅ エミッタ（第３電流出力端子）
１３３Ｂ ベース（第３制御端子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】