Button interface for state machine

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステート・マシーン用ボタン・インタフェース、更に詳細には音楽のようなディジタル・データの検索を制御するボタン・インタフェースに関する。

【０００２】

【従来の技術】記憶技術の進歩は再生品質に改善をもたらし、記憶容量を拡大させたため、磁気テープ又は光コンパクト・ディスクを用いるポータブル・オーディオ・
プレーヤは日常的に一般化された装置となっている。 記憶技術が更に進歩すると、約１平方インチ・サイズのチップ上に２０メガバイトの容量を有する半導体の読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）が用意されるようになろう。 インタフェース複合回路を加えたこの読み取り専用メモリはほぼ２．５ｘ１．１２５ｘ０．２５インチ・サイズの低コストで堅牢なパッケージに収容されるようになる。

【０００３】圧縮型アルゴリズムを備えた本パッケージからはサイズが大きく一層嵩張る５インチ光ディスクと同じ品質のサウンドが再生されよう。 その上、本パッケージには磨耗する可動部品がなく、記録トラックの各部に一定の線速度が必要とされない。 この構成のために信頼性が改善され、再生装置のサイズが縮小されるため、
パッケージは手のひらに都合よく収まるようになろう。

【０００４】約１時間に及ぶ音楽を記憶するチップ上には多くの選択曲目が収容され、メモリのいずれかの部分に記憶した特定の曲目を直接検索することが望まれよう。 このような検索を行うには各チップではこれに記憶した選択曲目についての総括情報と符号化アルゴリズムを備えたヘッダを伴う符号化が行われる。

【０００５】パッケージは電源と個々の増幅器及びユーザ用の各セレクタ・スイッチと選択した曲目を解読し、
ディスプレイを駆動するステート・マシーンとを含む制御複合回路とを備えた手のひらサイズのプレーヤに挿入する設計である。 これらのセレクタ・スイッチがプレーヤに於ける唯一の可動部品であるため、メモリと個々の増幅器に比べ過大なスペースを占有することにはならない筈である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】メモリの各セルは個別にアドレス指定ができ、並列データ・バスから読み取りができるため、メモリ全体をサーチする機能が得られ、
このサーチ機能からはこれらのセレクタ・スイッチに拡大機能性に対応する付加条件が加えられる。 プレーヤに備えられた通常の機能には、再生／停止、音量増大／縮小、次選曲の順方向／逆方向、スキップ選曲の順方向／
逆方向、電源オン／オフ及びチップ排出の各機能が含まれる。

【０００７】従って、大量市場に於いて廉価な小型スイッチと、最小数の機械的パーツを用い多くの状態を選択する小型スイッチとが必要になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はステート・マシーン用ボタン・インタフェース、更に詳しくは音楽のようなディジタル・データの検索を制御するボタン・インタフェースに関する。 一実施例では、二つの相互を離した接点と接触スプリングの形態をした導電バイアス手段が基部上に支持されている。 接触スプリングは板バネで、所定の電位に保持されている。 各ギャップのために前記二つの接点からこの接触スプリングを離している。
この接触スプリングの各先端部は前記二つの接点上に位置し、二段階の自由度で移動ができるカバーに固定されている。 指圧がカバーの先端部の一方に印加されれば、
カバーに作用する指圧によりカバーが回転し、接触スプリングの一方の側を偏向させて一方の接点又は他の接点に接触させることができ、あるいはカバーの中間部に圧力を加え、カバーを押すことにより両接点に接触させることができる。 生成される各信号は、単一パルスでは第一接点の認識、二重パルスでは第二接点の認識、あるいは永続的な接触では両接点の同時認識をするステート・
マシーンに入力される出力を発する個々のＡＮＤゲートから成る電子インタフェースの形態をした論理手段に伝導される。

【０００９】本発明の他の実施例においては、バイアス手段は基部部材上の第一、第二接点とは反対側にあって下面上に少なくとも一つの接点を有する導電部材を引き離す。 コイル・スプリングの形態をしたバイアス手段は圧縮して両接点を閉じることができ、あるいは導電部材と共に回転して第一接点又は第二接点に接触することができる。 信号は各ＡＮＤゲートを介して前記ステート・
マシーンに接続される。

【００１０】更に他の実施例においては、導電部材を基部部材上の第一、第二接点から引き離すためにバイアス手段が用いられている。 このバイアス手段は二つのコイル・スプリングか一枚の板バネにすることができる。 信号は各ＡＮＤゲートを介して前記ステート・マシーンに接続される。

【００１１】本発明の更に他の実施例においては、バイアス手段は基部部材に固定したスプリングで支持される支点に取り付けたピンの他に導電部材を支持する。 第一、第二の両接点を閉じるように導電部材上の外力が印加されると、基部はスプリング相互間の中央に位置する支点の移動をもガイドする。 単一回の接触が望ましいとき、導電部材はピンを中心に回転する。 信号は各ＡＮＤ
ゲートから上記のステート・マシーンに接続される。

【００１２】本発明の利点は単一回接触、二回接触又は永続的接触を検出して九つの状態から成るマトリックスを形成することができるステート・マシーンに対し三個の信号を一個の廉価なボタンで出力させ得ることである。 本発明の以上の特徴と利点及び、これ以外のものは付属図面に関連し取り上げた好適な各実施例についての以下なる詳細な説明を考慮すれば一層よく理解されよう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照する。 なお、以下に引用する図面は一定の尺度に合わせて作成されてはいない。 第一接点又はＸ接点１２０、第二接点又はＹ接点１
２２及び導電バイアス手段１４０が支持される上面１１
２を有する電気絶縁基部部材１１０を含むステート・マシーン用ボタン・インタフェースである装置１００が記載されている。 Ｘ、Ｙ接点にはそれぞれ上面１２１と１
２３があり、接触スプリングには上面１４２と下面１４
１がある。 バイアス手段は電気を伝導し、底の浅い円弧形状をし、この円弧の各先端でカバー１５０を支持する。 バイアス手段又は接触スプリングの下面は電気リード線１３６が接触スプリングに接続されるＸ、Ｙ接点相互間の一点に於いて基部に取り付けられる。 Ｘリード線１３０とＹリード線１３２は基部を介し、それぞれＸ接点とＹ接点に接続される。 カバー１５０は外面１５１
と、内面１５２と、二つの内側面１５３と、二つの内側端面１５４とを有する電気絶縁体である。

【００１４】外面１５１は接触スプリングの各先端に於いて該スプリングの上面に接着され、前記内側面は基部の周囲にきっちり収まり、この基部を一部取り囲み、この内側面相互は一定の間隔が保たれてもいて、基部上を摺動する。 ギャップ１６０、１６２はＸ、Ｙ接点の各上面と接触スプリングの下面とによりそれぞれ確立される。 各ギャップを閉じ、以下三つの状態の内のいずれか一つで接触スプリングとＸ、Ｙ接点相互間に電気的な接触をさせることができる。 先ず、Ｘ接点の近傍にあるカバー１５０の外面１５１に下向きの力を加えることでギャップ１６０を閉じることができる。 これにより接触スプリング１４０（図１）の左側は下面１４１がＸ接点の上面１２１に接触するまで下方に偏向する。 次いで、Ｙ
接点上に同じような力を加え、接触スプリングの右側を偏向させてＹ接点の上面１２３に接触させることができる。 最後に、Ｘ、Ｙ接点相互間に下方の力を加え、カバーを下方に移動させて下面１４１が上面１２１と上面１
２３に共に接触するまで、接触スプリングの左側と右側を偏向させることができる。

【００１５】このようにして、電気リード線１３６の電位をＸリード線又はＹリード線、あるいはＸ、Ｙ両リード線に伝達させることができる。 接触スプリング１４０
はカバー１５０を二段階の自由度で移動させることができ、即ち、力が一接点の上方に印加されると、左又は右に揺動し、接点相互間に力が印加されると、上方又は下方に揺動する。 ステート・マシーンの状態を変える力を加えるユーザには両接点が励磁されると、異なる「感じ」が伝達されるが、これは接触スプリング１４０両側を偏向させる必要があるためである。 この単純なボタン・インタフェースはステート・マシーンにＸリード線又はＹリード線、あるいはＸ、Ｙ両リード線の各々への単一回接触、連続二回接触又は連続接触を認識させることによりステート・マシーンの九つの状態を確立することができる。

【００１６】ボタンのＸ出力部とＹ出力部にはボタンの状態を解読し、ボタン接点の現状に従い個別の出力信号（それぞれ異なる出力ライン上に）を生成する電気的インタフェースの形態をした論理手段が接続されている。
この電気的インタフェースの好まし一実施例によれば、
Ｘ、Ｙ出力部の各々は極性反転出力部又は極性非反転出力部から一連のＡＮＤゲートに接続され、極性の反転は各インバータ１１によって行われる。 各ＡＮＤゲートへの入力部はボタン上に加わる任意の起こり得る状態でＡ
ＮＤゲートの内の一つに高出力（ロジック“１”）が印加されるような構成である。

【００１７】例えば、ボタンを押す各種の条件から三つの異なる状態を達成することができる（以下に説明するように、ボタンを押す期間をモニタすることにより三つ以上の状態を実際に達成することができる）。 ボタンを押す各種の条件とは以下の通りである。 Ｘ、Ｙ両接点が共に押される、Ｘ接点が押され、Ｙ接点が押されない、
Ｙ接点が押され、Ｘ接点が押されない。 Ｘ、Ｙいずれかの接点又はＸ、Ｙ両接点が押されると、対応するリード線からプラス電圧が生成される。 論理ゲート１０はリード線の各々から極性非反転入力が接続され、これによりＡＮＤゲート１０への入力部の各々に於ける印加可能なプラス電圧によりＡＮＤゲートの出力ターミナルにはロジック“１”が形成される。 これ以外の各ＡＮＤゲートではその出力からロジック“０”が生成されるが、これは以上の各ゲートへの入力部には論理ゲートがオンするのを防止するロジック“０”を形成する一つの極性反転入力が含まれるためである。

【００１８】第二、第三のＡＮＤゲート２０、３０の各々には一つの極性反転入力部と一つの極性非反転入力部とがそれぞれ接続される。 従って、いずれか一方の入力部が押され、他の入力部が押されないと、ＡＮＤゲート出力部にプラスの出力又はロジック“１”が現れる。 例えば、ＡＮＤゲート３０にはＹリード線からの極性非反転入力とＸリード線からの極性反転入力が含まれる。 これにより、Ｙ接点が押され、Ｘ接点が押されないと、Ａ
ＮＤゲート３０の両入力部にプラス電圧が形成される（例えば、極性非反転リード線からの一つのプラス電圧と、その後に極性が反転されてプラスとして現れるＸリード線の低電圧からの一つのプラス電圧）。 これにより、論理ゲート３０の出力部にロジック“１”が形成される。

【００１９】同じように、Ｘリード線が励磁され、Ｙリード線が励磁されないと、第一ＡＮＤゲート２０の出力部にはロジック“１”が形成されることになる。 このため、ボタンが押された状態に従いそれぞれ異なる励磁状態に対し異なる出力部が励磁される。 いずれの接点も押されないと、ＡＮＤゲートのいずれからも励磁が行われないが、これはプラス電圧が各ゲートの両入力部に現れないためであることが理解される。 勿論、別な論理手段を用いても同じような結果を達成することができることは理解されが、しかし、個々のＡＮＤゲートから成る図に記載する実施例は構成が簡単であるために好適である。

【００２０】図７に電子論理手段から形成される信号を解読するためにボタン・インタフェース接続したステート・マシーンを示す。 ステート・マシーンは三つのＡＮ
Ｄゲートの各々の出力をプロセッサへの個別の命令を表すように関係づけている。 ステート・マシーンは時間測定手段を用いてボタンが押されている期間のモニタも行い、各様式別のボタンの押し方、例えば短いクリック、
ダブル・クリック及び永続的な押しに対しそれぞれ異なる命令を関係づけている。 ステート・マシーン内部の時間測定装置には予め決めた限界を超過した値、例えば二秒間の押し（と、これによってステート・マシーンに対して生成される信号）が永続的な押し方と解読されることになる予め決めた時間閾値が含まれる。 別な各状態を表示するため、予め決めた時間閾値のもとで行われた短い各クリックは所定の時間ウインドウの範囲内で受信されるとカウントすることができる。

【００２１】ステート・マシーンはディジタル信号プロセッサに個々の命令を出力する。 本発明の好適な適用形態であるポータブル・オーディオ・プレーヤに関し、個々のボタンの押し方とステート・マシーンの状態は各種のサーチ命令と再生命令にそれぞれ対応する。 例えば、
ポータブル・オーディオ・プレーヤの好適な実施例には二組の個別ボタン・インタフェース（図５）が含まれることになる。 この場合、第一ボタンは再生命令とサーチ命令を制御する。 サーチ命令と再生命令は以下のような各ボタン・リード線の単一回クリック、即ちＸ、Ｙリード線が共に励磁されるケースは互するシーケンスで行われる再生と休止（トグル・スイッチ）；Ｘリード線が励磁され、Ｙリード線が励磁されないケースは正規速度での上方向走査；Ｙリード線が励磁され、Ｘリード線が励磁されないケースは正規速度での下方向走査に対応する。 各走査命令を利用し、メモリを連続走査し、例えばカセット・テープに録音した音楽のような予め録音した音楽内のそれぞれ異なる位置を検出する。 Ｘ、Ｙリード線はステート・マシーンによって各永続的な押しに関するモニタも行われる。 この場合、一つのリード線を永続的に押し、他のリード線は押さない操作はＶＣＲ機能に類似する早送りと早巻き戻しのような高速インクリメント（増分）命令に対応する。

【００２２】図５に記載する第二ボタン・インタフェースには音楽再生に関する上記とは別な各機能が含まれる。 例えば、一つの好適な実施例にはオン／オフ機能に対応するＸ、Ｙ両リード線の二回押し操作が含まれる。
Ｘリード線を押し、Ｙリード線を押さない操作と、Ｙリード線を押し、Ｘリード線を押さない操作はそれぞれ音量の増大と絞り込みに対応する。 ユーザは徐々に行われる音量の変更を好むため、音量ボタンにはボタンの永続的な押しに関するモニタの必要性は殆どないと考えられる。 しかし、高速で行われる音量の増大も、しばしば用いられる他の機能と同じように、ボタンを永続的に押すことで実行することができよう。 指定される他の機能には再生／休止が含まれる。 そこで、ステート・マシーンは論理インタフェースからユーザのリクエストを受け、
受けたリクエストの命令を解読し、所定の各命令はプロセッサに送信されて実行される。

【００２３】図２を参照する。 本発明の他の実施例であり、Ｘ接点２２０、Ｙ接点２２２及びスプリング２４０
を支持する上面２１２を有する電気絶縁基部部材２１０
を備えたステート・マシーン用ボタン・インタフェースである装置２００が記載されている。 Ｘ、Ｙ接点にはそれぞれ上面２２１と２２３があり、スプリングには基部に接触する第一端２４１と導電部材２５０に固定した第二端２４２がある。 スプリングは二段階の自由度で上下に偏向ができ、第二端２４２はロッカー（揺動機構）の上面に作用する力の印加点に従い左又は右に傾斜ができる。 Ｘリード線２３０とＹリード線２３２は基部を介しＸ接点とＹ接点とにそれぞれ接続される。 基部と導電部材とを貫通する電気リード線２３８に接続した少なくとも一つのプラス接点２３６が取り付けられる下面２５４
が導電部材２５０に備えられている。 Ｘ、Ｙ接点の上面２２１と２２３及びプラス接点の下面とによって個々のギャップが確立される。

【００２４】この各ギャップを閉じ、以下なる三つの状態の内の任意の一つに於いてプラス接点とＸ、Ｙ接点相互を電気的に接触させることができる。 先ず、Ｘ接点の近傍にある導電部材の上面２５１上に下方の力を印加させることで一つのギャップは閉じることができる。 これにより、下面２４１がＸ接点の上面２２１に接触するまで導電部材の左側は下方に回転する。 次いで、Ｙ接点上に同じような力を印加し、導電部材の右側を下方に回転させ、Ｙ接点の上面２２３に接触させることができる。
最後に、Ｘ、Ｙ接点相互間に下方の力を加え、Ｘ、Ｙ両接点が下面２４１と２４２に接触するまで導電部材を下方に移動し、スプリング２４０を圧縮させることができる。 このようにして、電気リード線２８６の電位をＸリード線又はＹリード線、あるいはＸ、Ｙ両リード線に接続することができる。 前文に述べたように、Ｘ、Ｙリード線は第一、第二、第三ＡＮＤゲート１０、２０、３０
から成る電子インタフェースに接続されている。 図１のために記載したステート・マシーンに入力を供給する前記ＡＮＤゲートの操作についての解説は本明細書に組み込まれている。

【００２５】図３を参照する。 基部と第二端３４５、３
４７にそれぞれ接触する第一端３４１、３４３を各有するＸ接点３２０、Ｙ接点３２２及びバイアス手段３４
０、３４２を支持する上面をもつ電気絶縁基部部材３１
０を備えたステート・マシーン用ボタン・インタフェースである本発明の更にもう一つの実施例である装置３０
０が記載されている。 Ｘ、Ｙ接点にはそれぞれ上面３２
１と３２３がある。 第二端３４５、３４７はロッカー（揺動機構）３５０に固定され、前記ロッカーを支持している。 導電部材はその上面３５２に作用する力の印加点に従い、左又は右に傾斜させることができる。 Ｘリード線３３０とＹリード線３３２は基部を介しＸ接点とＹ
接点とに接続される。 導電部材３５０には電気リード３
３８に接続した少なくとも一つのプラス接点３３６を取り付けた下面３５４がある。 個々のギャップはＸ、Ｙ接点の上面３２１と３２３及びプラス接点の下面３３９とによって確立される。

【００２６】この各ギャップは閉じることができ、以下なる三つの状態の内の任意の一つに於いてプラス接点とＸ、Ｙ接点相互を電気的に接触させることができる。 先ず、Ｘ接点の近傍にあるロッカー（揺動機構）の上面３
５１上に下方の力を印加させることで一つのギャップは閉じることができる。 これにより、下面３３９がＸ接点の上面３２１に接触するまで導電部材の左側は下方に回転する。 次いで、Ｙ接点上に同じような力を印加し、ロッカーの右側を下方に回転させ、Ｙ接点の上面３２３に接触させることができる。 最後に、Ｘ、Ｙ接点相互間に下方の力を加え、Ｘ、Ｙ両接点がプラス接点３３６に接触するまで導電部材を下方に移動し、両バイアス手段を圧縮させることができる。 このようにして、電気リード線３３８の電位をＸリード線又はＹリード線、あるいはＸ、Ｙ両リード線に接続することができる。 前文にも述べたように、Ｘ、Ｙリード線は第一、第二、第三ＡＮＤ
ゲート１０、２０、３０から成る電子インタフェースに接続されている。 図１のために記載したステート・マシーンに入力を供給する前記ＡＮＤゲートの操作についての解説は本明細書に組み込まれている。

【００２７】バイアス手段は図３の上部に記載したコイル・スプリングにすることができる、あるいは図３の下部に示す少なくとも一枚の板バネであってもよい。

【００２８】図４を参照する。 各中心線を他の中心線から第一距離だけ離し、基部と、導電部材４５０をそれぞれ支持する第二端４４５、４４７とに接触する第一端４
４１、４４３をそれぞれ有するＸ接点４２０、Ｙ接点４
２２及びバイアス手段４４０、４４２を支持する上面４
１２を有する電気絶縁基部部材４１０を備え、ディジタル・データの検索を制御するようにしたステート・マシーン用ボタン・インタフェースである本発明の更にもう一つの実施例である装置４００が記載されている。 Ｘ、
Ｙ接点にはそれぞれ上面４２１と４２３がある。 導電部材４５０は穴４５１を確立している。

【００２９】上面４１２に接触する第一端と、支持部４
６１と支点バイアス手段の第二端で支持する第一面４６
２を有する支点を支持する第二端とを備えたバイアス手段相互間に位置する前記支点バイアス手段４４３も基部４１０の上面４１２で支持している。 第二面４６３は基部に摺動接触する。 ピン４６５はロッカーの穴４５１を貫通し、支点の支持部に接触する。 プラス接点４７０は導電部材の下面に取り付け、Ｘ、Ｙ接点上に位置し、第一ギャップと第二ギャップとによりＸ、Ｙ接点から離されている。 一つのロッカー・バイアス手段の中心線に近いロッカーの上面に力を印加することでプラス接点とＸ
接点相互間の接触を確立することができる。

【００３０】この場合、導電部材は図４の装置の左側で下方に回転する。 もう一方のロッカー・バイアス手段の中心線近傍にある導電部材の上面に力を印加し、この導電部材を装置の右側で下方に回転させることでプラス接点とＹ接点相互間の接触を確立することができる。 最後に、二つの前記バイアス手段の各中心線相互間の前記支点バイアス手段の上面に力を印加することでプラス接点とＸ、Ｙ両接点相互間の接触を確立することができる。
この場合、両バイアス手段と支点バイアス手段は圧縮され、導電部材はプラス接点がＸ、Ｙ両接点に接触するまで下降する。 Ｘ、Ｙ接点にそれぞれ接続した電気リード線４３０、４３２はテート・マシーンにも接続され、プラス接点の電位がいかなる値であっても、その印加はステート・マシーンに向けられる。

【００３１】前記バイアス手段は図４の上部に記載するコイル・スプリングにすることができ、あるいは同図の下部に示す板バネ４４７、４４９であってもよい。 同様に、支点バイアス手段はコイル・スプリング又は板バネにすることができる。 支点の支持部はピン４６５を支持する穴又は切り欠きにすることができる。

【００３２】柔軟カバー４８０にはロッカーと基部上に装着するようにした受け口部４８１がある。 この受け口部にピン４６５の端部を捕捉させることができるため、
カバーは所定の位置に保持される。

【００３３】前文に述べたように、Ｘ、Ｙリード線は第一、第二、第三ＡＮＤゲート１０、２０、３０から成る電子インタフェースに接続される。 図１のために記載したステート・マシーン入力を供給するこれらＡＮＤゲートの動作についての説明は本明細書に組み込まれている。

【００３４】図５と図６には携帯型プレーヤ装置と遠隔制御装置の内部にそれぞれ収容された本発明の上述実施例のいずれか一つが記載されている。 例えば、既に述べた電源機能、音量機能、サーチ機能を総て果たす二つのボタン３００が図５に記載されている。

【００３５】図７はステート・マシーンへの各ボタン入力部と、プレーヤの各機能を制御するディジタル信号プロセッサへの前記マシーンの各出力部を示す構成図である。 特に説明をした各実施例の変更と修正は本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。 特に、各接点に対する個々のスプリングの相対位置は図２と図３に於いて逆にすることができ、板バネとコイル・スプリングを同一の実施例に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に関する側断面および断面図である。

【図２】本発明の他の実施例の側断面図である。

【図３】本発明の更に他の実施例の側断面図である。

【図４】本発明の更に他の実施例の側断面図である。

【図５】本明細書に記載する本発明の一実施例を備えた携帯型プレーヤである。

【図６】本発明の一実施例を含む遠隔制御装置である。

【図７】ボタン・インタフェースとディジタル信号プロセッサに対するステート・マシーンの関係を示す構成図である。