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キーボードマトリックス回路は、ほとんどの電子キーボードやコンピュータキーボードで使用されている設計で、ダイオードマトリックスに似た配線のグリッドによってキースイッチが接続されています。たとえば、8行8列に配置された16本の配線で64個のキーを接続でき、5オクターブの範囲（61音）に十分です。これらの交差をスキャンすることで、キーボードコントローラーは現在どのキーが押されているかを判断できます。[1]
説明
マトリックス回路がなければ、デジタルピアノやコンピュータのキーボードの 61 キー キーボードを接続するには 62 本の配線 (各キーに 1 本、アース 1 本) が必要になる可能性があり、配線の太さが不格好になります。マトリックス回路を使用すると、61 キーのどれでも 16 本の配線で判別できます。これは、8 列 8 行の配線のマトリックスとして図式的に表され、交差点ごとにスイッチがあります。キーボード コントローラは列をスキャンします。キーが押された場合、コントローラは行をスキャンし、キーが押された行と列の組み合わせを判別し、そのキーに対応するコードを生成します。このプロセスは非常に高速に行われるため、ユーザーは遅延に気付きません。[1]
このシステムには少なくとも 2 つの制限があります。1 つ目は、各キーに対して粗いバイナリ オン/オフ信号しか提供されないことです。より優れた電子音楽キーボードでは、各キーに対してわずかにオフセットされた 2 セットのスイッチが使用されています。最初のスイッチと 2 番目のスイッチのアクティブ化のタイミングを決定することで、キーを押す速度を決定でき、キーボードのパフォーマンス ダイナミクスが大幅に向上します。
2つ目は、マトリックス回路を備えた楽器は、各キーの交差ごとにダイオードを追加しないとモノラルでしか演奏できないことです。 [2]ダイオードは、不要な音（「ファントムキー」）がトリガーされるのを防ぎ、意図した音がマスクされるのを防ぎます（「ファントムキーブロッキング」）。[1]
モノフォニック楽器やほとんどの低価格のコンピュータ キーボードでは、これらのダイオードのほとんどまたはすべてを省略することでコストを削減しています。「ファントム キー」を回避するために、最近の低価格のコンピュータ キーボードのキーボード コントローラは、2 つのキー (修飾キー以外) が押されると、それ以降のキーの押下を無視します。これは、キー ジャミングまたはゴーストと呼ばれます。
音楽キーボードや通常のコンピュータキーボードに加えて、マトリックス回路アプローチはキーパッド（電卓など）やピンボールマシンでも使用されています。[3] [4]
ポケット電卓では、多重化された数字駆動ラインがキーボードのスキャンにも使用されることが多く、さらなる節約が可能になりました。[5]
参照
参考文献
- ^ abc Dave Dribin. 「キーボードマトリックスヘルプ」. 2000年.
- ^ Jim Cairns、「キーボード エンコーダー」jimspage.co.nz
- ^ ジェフ・タイソンとトレイシー・V・ウィルソン「コンピューターキーボードの仕組み」
- ^ 「スイッチマトリックスを理解する」。2017年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Stan D'Souza. 「Microchip AN529: 多重化 LED ドライブと 4x4 キーパッド サンプリング」 1997 年。