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公開番号2025179446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-10
出願番号2024086198
出願日2024-05-28
発明の名称制御回路、LSI、電子装置、及びスイッチ状態の検出方法
出願人カシオ計算機株式会社
代理人インフォート弁理士法人
主分類G06F 3/02 20060101AFI20251203BHJP(計算;計数)
要約【課題】制御回路、LSI、電子装置、及びスイッチ状態の検出方法に関し、プリチャージにおける誤動作を防止する。
【解決手段】LSI106は、スイッチマトリクス回路におけるスイッチスキャン出力線102[n]に出力される第1のタイミング信号kcr[n]が、第1の出力バッファ回路B3[n]から第1の入力バッファ回路B2[n]にフィードバックされてラッチ回路FF2[n]でラッチされる。そのラッチ出力kcior[n]が全てインアクティブになったときに、N入力ANDゲートANDKCの出力kchがHレベルとなり、第2のタイミング信号発生回路403からの第2のタイミング信号pcen[m]が、2入力ANDゲートAND[m]からプリチャージイネーブル信号pcenfb[m]として出力され、第2の出力バッファ回路B1[m]を介して、スイッチスキャン出力端子KC[n]がプリチャージ状態にされる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数のスイッチスキャン出力線と複数のスイッチ入力線とがマトリクス状に配線され、前記各スイッチスキャン出力線と前記各スイッチ入力線の各交差部分に、複数のスイッチが対応して前記スイッチスキャン出力線と前記スイッチ入力線との導通又は非導通を切り替えるように接続されたスイッチマトリクス回路を制御する回路であって、
前記複数のスイッチスキャン出力線を夫々制御する複数の第１の信号に対応する複数の第３の信号が入力され、前記複数の第３の信号に基づく各出力の全てがインアクティブ状態になったことを第４の信号として検出する第１の論理回路と、
前記第１の論理回路からの前記第４の信号と、前記複数のスイッチ入力線を夫々プリチャージ状態にすることを制御する複数の第２の信号が入力された場合には、前記複数のスイッチ入力線の夫々をプリチャージ状態にする複数のプリチャージ有効信号を出力する複数の第２の論理回路と、
を備える制御回路。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記複数のスイッチスキャン出力線を夫々アクティブにすることを制御する複数の第１のタイミング信号を前記複数の第１の信号として発生する第１のタイミング信号発生回路と、
前記複数のスイッチスキャン出力線の夫々に前記複数の第１のタイミング信号の夫々を出力する複数の第１の出力バッファ回路と、
前記複数の第１の出力バッファ回路から夫々出力される前記複数の第１のタイミング信号を夫々入力して出力する複数の第１の入力バッファ回路と、
前記複数のスイッチ入力線を夫々プリチャージ状態にすることを制御する複数の第２のタイミング信号を前記第２の信号として発生する第２のタイミング信号発生回路と、
前記複数のスイッチ入力線の夫々の入力状態を夫々入力して夫々前記複数のスイッチ入力線の入力状態を夫々示す複数のスイッチ状態信号を出力する複数の第２の入力バッファ回路と、
前記複数のプリチャージ有効信号の夫々が有効を示しているときに、前記複数のスイッチ入力線の夫々をプリチャージ状態にする第２の出力バッファ回路と、
を備える請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
請求項１に記載の制御回路を含むＬＳＩ。
【請求項４】
請求項１に記載の制御回路を含む電子装置。
【請求項５】
複数のスイッチスキャン出力線と複数のスイッチ入力線とがマトリクス状に配線され、前記各スイッチスキャン出力線と前記各スイッチ入力線の各交差部分に、複数のスイッチが対応して前記スイッチスキャン出力線と前記スイッチ入力線との導通又は非導通を切り替えるように接続されたスイッチマトリクス回路を制御する回路において、
前記複数のスイッチスキャン出力線を夫々制御する複数の第１の信号に対応する複数の第３の信号が入力され、前記複数の第３の信号に基づく各出力の全てがインアクティブ状態になったことを第４の信号として検出し、
前記第４の信号と、前記複数のスイッチ入力線を夫々プリチャージ状態にすることを制御する複数の第２の信号が入力された場合には、前記複数のスイッチ入力線の夫々をプリチャージ状態にする複数のプリチャージ有効信号を出力する、
スイッチ状態の検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路、ＬＳＩ、電子装置、及びスイッチ状態の検出方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電子鍵盤楽器において、従来、鍵盤上の鍵毎に２個又は３個程度設置された各スイッチの状態を、スイッチマトリクス回路を用いて判定することによって、各鍵の押鍵又は離鍵の状態を検出する鍵盤回路の技術が知られている（例えば特許文献１）。このスイッチマトリクス回路は、複数のスイッチスキャン線と複数のスイッチ入力線がマトリクス（格子）状に設置され、各ラインの各交差部分に各鍵が押鍵又は離鍵されることを検出するための複数のスイッチが設置される構造を備える。1つの鍵には２個又は３個のスイッチが配置され、それらのスイッチが順次オン（以下「ＯＮ」と記載）になる又は順次オフ（以下「ＯＦＦ」と記載）になる時間差を検出することにより、１つの鍵の押鍵速度又は離鍵速度が検出される。電子鍵盤楽器の鍵盤には、複数（例えば６１鍵又は８８鍵）の鍵が具備され、鍵毎に検出された各押鍵／離鍵速度に応じた例えばベロシティ又は速さで、各鍵に対応する音高の楽音が発音／消音される。鍵盤におけるスイッチの数は例えば、６１鍵又は８８鍵×２個又は３個＝１２２乃至２６４個にのぼる。
【０００３】
スイッチマトリクス回路では、各スイッチスキャン線が時分割で順次１本ずつローレベル（以下「Ｌレベル」と記載）のアクティブの状態にされながら、各スイッチ入力線のレベルがＬレベルであるかハイレベル（以下「Ｈレベル」と記載）であるかが検出される。各スイッチ入力線は、プルアップ抵抗によって電源のＨレベル電圧にプルアップされている。このため、１つのスイッチスキャン線がアクティブのときに、そのスイッチスキャン線と交差する各スイッチ入力線の各交差部分の各スイッチがＯＮされたときには、そのスイッチに対応するスイッチ入力線がアクティブなスイッチスキャン線と導通することにより、そのスイッチ入力線のレベルはＬレベルになって、そのスイッチ入力線の入力端子を介して、そのスイッチのＯＮが検出される。一方、各交差部分の各スイッチがＯＦＦされている又はＯＦＦされたときには、そのスイッチに対応するスイッチ入力線はプルアップ抵抗ＲによってＨレベルになっていて、そのスイッチのＯＦＦが検出される。スイッチスキャン線がアクティブからＨレベルのインアクティブに戻ると、ＯＮ状態のスイッチは、インアクティブになったスイッチスキャン線と導通していることによりそのスイッチに対応するスイッチ入力線はＬレベルからＨレベルに戻る。一方、ＯＮ状態のスイッチがＯＦＦになった場合、そのスイッチに対応するスイッチ入力線は、そのスイッチ入力線に接続されるプルアップ抵抗Ｒにより電源のＨレベルにプルアップされる。
【０００４】
しかしながら、このスイッチ入力線のプルアップは、プルアップ抵抗Ｒを含む回路の過渡応答によりすぐにはＨレベルにはならない場合がある。そして、スイッチ入力線がＨレベルになりきらないうちに次のスイッチスキャン線がアクティブになると、次のスイッチスキャン線に接続されているスイッチがＯＦＦであるにもかかわらず、そのスイッチに対応するスイッチ入力線が（Ｈレベルになりきらない）Ｌレベルと判定されることにより、そのスイッチがＯＮになったと誤判定されてしまう場合がある。そこで、１つのスイッチスキャン線のアクティブ期間が終了した後の短時間の間、全てのスイッチ入力線の入力端子側をいったん強制的にＨレベル出力に変更するプリチャージという技術が用いられている。これにより、１つのスイッチスキャン線がインアクティブに戻った直後に、全てのスイッチ入力線をプリチャージによって急速にＨレベルにすることが可能となり、その後すぐに、他のスイッチスキャン線をアクティブにすることができる。この結果、スイッチの操作状態の検出のために次に何れかのスイッチスキャン線をアクティブ（Ｌレベル）にするまでの、全てのスイッチスキャン線をインアクティブ（Ｈレベル）に維持する時間を短縮することができ、スイッチの数を増やすことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６０４０５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、時分割処理されるスイッチの数を増やすためには、プリチャージのために全てのスイッチスキャン線がインアクティブにされる期間はなるべく短くしたい。このため、全てのスイッチスキャン線がインアクティブ期間に入ったらなるべく早く全てのスイッチ入力線をＨレベル（プリチャージ出力状態）に切り替えたい。しかし、各スイッチスキャン線と各スイッチ入力線を制御する専用ＬＳＩ（大規模集積回路）の製造ばらつきや内部の論理ゲートのＨ／Ｌレベル間の遷移ばらつき等により、何れかのスイッチスキャン線がアクティブ（Ｌレベル）の間に誤って全てのスイッチ入力線が先にＨレベル出力になってしまう可能性がある。その結果、そのアクティブのスイッチスキャン線に接続されているＯＮしているスイッチがある場合、Ｈレベルになったスイッチ入力線とそのスイッチを介してまだインアクティブになっていないスイッチスキャン線との間にＨレベルとＬレベルのショート経路ができてしまい、電子楽器システムの誤動作、もしくはＬＳＩ回路素子の破壊が起きてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、プリチャージにおける誤動作を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
態様の一例の制御回路は、複数のスイッチスキャン出力線と複数のスイッチ入力線とがマトリクス状に配線され、各スイッチスキャン出力線と各スイッチ入力線の各交差部分に、複数のスイッチが対応してスイッチスキャン出力線とスイッチ入力線との導通又は非導通を切り替えるように接続されたスイッチマトリクス回路を制御する回路であって、複数のスイッチスキャン出力線を夫々制御する複数の第１の信号に対応する複数の第３の信号が入力され、複数の第３の信号に基づく各出力の全てがインアクティブ状態になったことを第４の信号として検出する第１の論理回路と、第１の論理回路からの第４の信号と、複数のスイッチ入力線を夫々プリチャージ状態にすることを制御する複数の第２の信号が入力された場合には、複数のスイッチ入力線の夫々をプリチャージ状態にする複数のプリチャージ有効信号を出力する複数の第２の論理回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プリチャージにおける誤動作を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
鍵盤回路の実施形態の全体回路構成図である。
鍵盤回路の実施形態の基本となる動作タイミングチャートである。
鍵盤回路において起こり得る問題点の説明図である。
鍵盤回路の実施形態におけるＬＳＩの回路構成図である。
実施形態の動作タイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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