(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転操作に応じて出力される、互いに位相の異なる一対のパルスの出力パターンを検出し、このパターンに基づいて前記操作の回転方向を検出するボリュームの誤動作防止装置において、
一対のパルスをシフトレジスタに入力し、
シフトレジスタの各段の出力を組み合わせてチャタリングによるノイズを除去するエッジ検出部と、
このエッジ検出部からの出力のうち、一方のパルスのＨレベル及びＬレベルのエッジ信号を生成するエッジ信号のトリガ生成部と、
このトリガ生成部で生成された各エッジ信号及び前記チャタリングによるノイズを除去した他方のパルスを入力し、
各エッジ信号及び他方のパルスの出力パターンに基づいて回転方向を検出するボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部と、
を備えたことを特徴とするボリュームの誤動作防止装置。
【請求項２】
前記エッジ信号のトリガ生成部は、一方のパルスのＨレベル及びＬレベルのエッジ信号を生成するため、各レベルに対応して二つのＤフリップフロップを直列に備え、
一つのＤフリップフロップでラッチした信号と、この信号を直列配置の別のＤフリップフロップでラッチした反転信号とを、ＡＮＤゲートに入力することによって各レベルのエッジ信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載のボリュームの誤動作防止装置。
【請求項３】
チャタリングの発生の時間に対応するクロックパルスを生成するクロック生成部を備えた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のボリュームの誤動作防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャタリングの影響による誤動作を防止するボリュームの誤動作防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転操作に応じて位相の異なる一対のパルスを出力するボリューム（以下、ロータリーエンコーダという。）が知られている。このロータリーエンコーダが、例えば車載用音響機器に搭載されている場合、ユーザーが道路条件の悪い場所や振動の発生しやすい条件下にある場所を運転中に、このロータリエンコーダを操作した時、振動により長い間チャタリングの発生する可能性がある。
【０００３】
このチャタリングの影響により、例えば音量を変化させようとした時に、ユーザーの思惑と違う変化が発生する可能性がある。そこで、このチャタリングの影響を除去するため、従来では、以下の対策が講じられている。
【０００４】
図６は、従来のボリューム変更検知図である。
【０００５】
図６ａを参照して、ロータリーエンコーダの一対のパルス出力である「Ｅ」「Ｆ」の信号レベルを１ｍｓ毎に確認して、２回連続で同じレベルが確認された時、そのレベルを確定する。例えば、「Ｅ」の信号レベルでは、最初に２回連続でＨレベルが確認されたために、このＨレベルを確定し、ついで２回連続でＬレベルが確認されたために、このＬレベルを確定し、さらに２回連続でＬレベルが確認されたために、このＬレベルを確定し、さらに２回連続でＨレベルが確認されたために、このＨレベルを確定し、最後に２回連続でＨレベルが確認されたために、このＨレベルを確定する。「Ｆ」の信号レベルでは、同様に、Ｈレベル、Ｈレベル、Ｌレベル、Ｌレベル、Ｈレベルの順に確定する。
【０００６】
そして、これらの確定した信号レベルが予め設定されている図６ｂ、或いは図６ｃのパターンの時（ボリュームの右回転時）、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＵＰすると共に、図６ｄ、或いは図６ｅのパターンの時（ボリュームの左回転時）、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＤＯＷＮする。
【０００７】
要するに、従来では、ロータリーエンコーダの出力レベルが２回連続で同じレベル（Ｌ、Ｌ或いはＨ、Ｈ）で確認された時に、そのレベルを確定することによって、チャタリングによるノイズの影響を極力除去するように対策が講じられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ロータリエンコーダは、当該ロータリエンコーダを回転操作することにより内部のスイッチをＯＮ、ＯＦＦして、「Ｅ」「Ｆ」の信号を出力するが、同時にチャタリングによるノイズが発生する。
【０００９】
特に、車載用の場合には、振動などによりさらに長いチャタリングによるノイズが発生する可能性がある。そのチャタリングによるノイズを除去せずにチャタリングが発生している最中に、１ｍｓ毎に「Ｅ」「Ｆ」の信号レベルを検知すると正確な信号レベルを検知することができないという問題があった。
【００１０】
また、振動などによりチャタリングが発生している最中に信号レベルが２回同じレベルで検知されることも起こり得る。よってユーザーがボリュームを１ＳＴＥＰ・ＵＰしようとするが、実際には１ＳＴＥＰ・ＤＯＷＮするなど誤動作を起こす可能性があるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ロータリエンコーダの内部スイッチをＯＮ、ＯＦＦすることによる発生するチャタリングや振動による発生するチャタリングを除去することによりボリュームの誤動作を防止する、ボリュームの誤動作防止装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、回転操作に応じて出力される、互いに位相の異なる一対のパルスの出力パターンを検出し、このパターンに基づいて前記操作の回転方向を検出するボリュームの誤動作防止装置において、一対のパルスをシフトレジスタに入力し、シフトレジスタの各段の出力を組み合わせてチャタリングによるノイズを除去するエッジ検出部と、このエッジ検出部からの出力のうち、一方のパルスのＨレベル及びＬレベルのエッジ信号を生成するエッジ信号のトリガ生成部と、このトリガ生成部で生成された各エッジ信号及び前記チャタリングによるノイズを除去した他方のパルスを入力し、各エッジ信号及び他方のパルスの出力パターンに基づいて回転方向を検出するボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記エッジ信号のトリガ生成部は、一方のパルスのＨレベル及びＬレベルのエッジ信号を生成するため、各レベルに対応して二つのＤフリップフロップを直列に備え、一つのＤフリップフロップでラッチした信号と、この信号を直列配置の別のＤフリップフロップでラッチした反転信号とを、ＡＮＤゲートに入力することによって各レベルのエッジ信号を生成する、ことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、チャタリングの発生の時間に対応するクロックパルスを生成するクロック生成部を備えた、ことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、この実施形態によるボリュームの誤動作防止装置１はクロック生成部１０と、エッジ信号検出部２０と、エッジ信号のトリガ生成部３０と、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０とにより構成されている。
【００１９】
エッジ信号検出部２０には、ロータリーエンコーダ（図示せず）の一対のパルス出力である「Ｅ」「Ｆ」の信号が入力されるが、この入力信号には、一般的にチャタリングによるノイズが含まれている。
【００２０】
このロータリエンコーダには種々の形式のものが使用されるが、使用するロータリエンコーダによっては、チャタリングの発生の時間が異なってくる。そのため、その仕様に合わせたクロックパルスを生成する必要がある。このクロックパルスは、クロック生成部１０で生成され、カウンタ１１を使用して何種類かのクロックを生成し、これらを選択部１２で選択して、このクロック生成部１０はクロック信号「Ｄ」を出力する。
【００２１】
エッジ信号検出部２０は、「Ｅ」「Ｆ」の信号が入力される一対の直列式シフトレジスタ２１ａ，２１ｂを備えている。
【００２２】
シフトレジスタ２１ａは「Ｅ」の信号を６段シフトして、２段目からシフトした各信号（「Ｅ２」〜「Ｅ６」）を出力する。各信号（「Ｅ２」〜「Ｅ６」）は、図２及び図３のタイムチャートに示すように、それぞれ時間的にシフトして出力され、各信号（「Ｅ２」〜「Ｅ６」）は、図１に示すＡＮＤゲート２２、ＯＲゲート２３、ＮＡＮＤゲート２４、ＮＯＲゲート２５に挿入される。
【００２３】
そして、２〜６段目までの各々の信号が、５回同じレベルが生成されているか否かが判定され、生成されている場合、図２及び図３のタイムチャートに示すように、ＡＮＤゲート２２、ＯＲゲート２３、ＮＡＮＤゲート２４、及びＮＯＲゲート２５が、「Ｇ」「Ｈ」「Ｊ」「Ｉ」として各信号を出力する。
【００２４】
シフトレジスタ２１ｂは「Ｆ」の信号を６段シフトして、２段目からシフトした各信号（「Ｆ２」〜「Ｆ６」）を出力する。
【００２５】
各信号（「Ｆ２」〜「Ｆ６」）は、図４のタイムチャートに示すように、それぞれ時間的にシフトして出力され、各信号（「Ｆ２」〜「Ｆ６」）は、図１のＡＮＤゲート２６、ＯＲゲート２７に挿入される。そして、２〜６段目までの各々の信号が、５回同じレベルが生成されているか否かが判定され、生成されている場合、図４のタイムチャートに示すように、ＡＮＤゲート２６、ＯＲゲート２７が、「Ｓ」「Ｔ」として信号を出力する。
【００２６】
図２〜図４では、クロックを５５６ｕｓ、チャタリングの長さを最大２ｍｓに設定して示している。仮に、上記のようにチャタリングが生成されると「Ｅ」「Ｆ」の信号が、本来Ｈレベルの所をＬレベルに認識されたり、反対にＬレベルの所をＨレベルに認識されたりする。これを防止するために、本実施形態では、チャタリングが発生している期間の２ｍｓも、チャタリングが発生していない期間も５５６ｕｓ毎に「Ｅ」「Ｆ」の信号レベルを確認して、５回同じレベルが生成された場合、各ゲートの出力を確定しているので、チャタリングによるノイズを確実に除去することができる。
【００２７】
ＡＮＤゲート２２の出力である「Ｇ」信号は、「Ｅ」信号のチャタリングによるノイズを除いたＨレベルの信号を認識した信号である。
【００２８】
しかしながら、この「Ｇ」信号では、「Ｅ」信号のチャタリングを除いた信号のレベルを認識することはできるが、この「Ｅ」信号は、図２に示すように、それぞれＨレベル、Ｌレベルの期間の途中でもチャタリングを発生させるので、「Ｇ」信号からの認識では、２回Ｈレベルを認識する可能性がある。
【００２９】
すなわち、図２に示すように、２回ＬレベルからＨレベルへの立ち上がりエッジ信号Ｇｅが生成される。
【００３０】
これを防止するために、ＯＲゲート２３の出力である「Ｈ」信号を生成し、この「Ｈ」信号と、ＡＮＤゲート２２の出力である「Ｇ」信号とをレベル検出器２８ａに入力する。このレベル検出器２８ａは、図２に示すように、「Ｇ」信号がＨレベルになったら、それをそのまま「Ｈ」信号がＬレベルになるまで保持し、「Ｈ」信号がＬレベルになったら、Ｌレベルに設定して「Ｇ」信号がＨレベルになるまで、これをそのまま保持して「Ｌ」信号を生成する。
【００３１】
この「Ｌ」信号は、トリガ生成部３０におけるＤフリップフロップ３１に入力されてラッチされ、このＤフリップフロップ３１から出力された「Ｐ」信号は、これに直列に配置されたつぎのＤフリップフロップ３２に入力されてラッチされ、このＤフリップフロップ３１から出力された「Ｑ」信号と、上記の「Ｐ」信号とがＡＮＤゲート３３に入力され、「Ｒ」信号が出力される。すなわち、「Ｌ」信号は「Ｅ」信号のチャタリングによるノイズを除去した信号となり、「Ｅ」信号のチャタリングを除いたＬレベルからＨレベルに変化する所のエッジ信号Ｈｅを有した「Ｒ」信号が生成される。
【００３２】
つぎに、図１に示すように、ＮＡＮＤゲート２４の出力である「Ｊ」信号を生成し、この「Ｊ」信号と、ＮＯＲゲート２５の出力である「Ｉ」信号とをレベル検出器２８ｂに入力する。このレベル検出器２８ｂは、図３に示すように、「Ｊ」信号がＬレベルになったら、それをそのまま「Ｉ」信号がＨレベルになるまで保持し、「Ｉ」信号がＨレベルになったら、Ｈレベルに設定して「Ｊ」信号がＬレベルになるまで、これをそのまま保持して「Ｋ」信号を生成する。
【００３３】
この「Ｋ」信号は、トリガ生成部３０のＤフリップフロップ３４に入力され、このＤフリップフロップ３４から出力された「Ｍ」信号は、つぎのＤフリップフロップ３５に入力され、このＤフリップフロップ３５から出力された「Ｎ」信号と、上記の「Ｍ」信号とがＡＮＤゲート３６に入力され、「Ｏ」信号が出力される。すなわち、「Ｋ」信号は「Ｅ」信号のチャタリングによるノイズを除去した信号となり、「Ｅ」信号のチャタリングを除いたＨレベルからＬレベルに変化する所のエッジ信号Ｌｅを有した「Ｏ」信号が生成される。
【００３４】
一方、シフトレジスタ２１ｂに入力される「Ｆ」信号はチャタリングを除去するだけで、エッジ信号のトリガは生成しない。
【００３５】
ＡＮＤゲート２６の出力の「Ｓ」信号と、ＯＲゲート２７の出力の「Ｔ」信号とをレベル検出器２８ｃに入力する。このレベル検出器２８ｃは、図４に示すように、「Ｓ」信号と「Ｔ」信号とが、Ｈレベルの時（「Ｆ」信号が５クロック以上、Ｈレベルが生成されている時）に「Ｕ」信号をＨレベルに設定し、「Ｓ」信号と「Ｔ」信号とが、Ｌレベルの時（「Ｆ」信号が５クロック以上、Ｌレベルが生成されている時）に「Ｕ」信号をＬレベルにする。これによって、「Ｆ」信号のチャタリングを除去した「Ｕ」信号が生成される。
【００３６】
上記「Ｒ」「Ｏ」「Ｕ」の各信号は、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０に入力され、このボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０は、図５に示すように、上記「Ｒ」「Ｏ」「Ｕ」の各信号に基づいて、ボリュームが右回転或いは左回転のいずれに回転されたかを検出する。
【００３７】
例えば、図５ａにおいて、ラインＬ１上では「Ｒ」信号がＨレベルで「Ｕ」信号がＬレベルのため、図５ｂのパターンに該当し、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０は、ボリュームが右回転されたと判定して、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＵＰする。同様に、図５ａにおいて、ラインＬ２上では「Ｏ」信号がＨレベルで「Ｕ」信号がＨレベルのため、図５ｃのパターンに該当し、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０は、ボリュームが同じく右回転されたと判定して、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＵＰする。
【００３８】
図５ａにおいて、ラインＬ３上では「Ｒ」信号がＨレベルで「Ｕ」信号がＨレベルのため、図５ｄのパターンに該当し、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０は、ボリュームが左回転されたと判定して、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＤＯＷＮする。同様に、図５ａにおいて、ラインＬ４上では「Ｏ」信号がＨレベルで「Ｕ」信号がＬレベルのため、図５ｅのパターンに該当し、ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部４０は、ボリュームが同じく左回転されたと判定して、ボリュームを１ＳＴＥＰ・ＤＯＷＮする。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、ロータリーエンコーダからの一対のパルス信号のうち、「Ｅ」信号のチャタリングは、「Ｅ」信号に基づいて「Ｌ」信号、「Ｋ」信号を生成する過程で除去され、「Ｆ」信号のチャタリングは、「Ｆ」信号に基づいて「Ｕ」信号を生成する過程で除去される。
【００４０】
そして、本実施形態では、「Ｒ」信号を生成する過程で、「Ｅ」信号のチャタリングを除いた信号から、ＬレベルからＨレベルに変化する所のエッジ信号Ｈｅを生成し、「Ｏ」信号を生成する過程で、同じく「Ｅ」信号のチャタリングを除いた信号から、ＨレベルからＬレベルに変化する所のエッジ信号Ｌｅを生成し、各エッジ信号に基づいて、ボリュームの変更が実行されるので、ユーザの思惑通りにボリュームを確実に変更することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明では、スイッチのばたつきや振動などによりどのタイミングでチャタリングが発生しても、最初にチャタリングを除去しＨレベル及びＬレベルの変化するエッジ信号を作成し、各エッジ信号に基づいてボリュームの変更を実行するので、ユーザの思惑通りにボリュームを確実に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるチャタリング除去とエッジ信号のトリガ生成ブロック図である。
【図２】「Ｅ」信号のＨレベル検出タイムチャートである。
【図３】「Ｅ」信号のＬレベル検出タイムチャートである。
【図４】「Ｆ」信号のチャタリング除去タイムチャートである。
【図５】本発明のボリューム変更検知図であり、ａはタイムチャート、ｂ、ｃは右回転時のパターン、ｄ、ｅは左回転時のパターンを示す図である。
【図６】従来のボリューム変更検知図であり、ａはタイムチャート、ｂ、ｃは右回転時のパターン、ｄ、ｅは左回転時のパターンを示す図である。
【符号の説明】
１  誤動作防止装置
１０  クロック生成部
１１  カウンタ
１２  選択部
２０  エッジ信号検出部
２１ａ，２１ｂ  シフトレジスタ
２２  ＡＮＤゲート
２３  ＯＲゲート
２４  ＮＡＮＤゲート
２５  ＮＯＲゲート
２６  ＡＮＤゲート
２７  ＯＲゲート
３０  トリガ生成部
４０  ボリュームＵＰ・ＤＯＷＮ検出部
【図１】
0004267155.tif 000002
【図２】
0004267155.tif 000003
【図３】
0004267155.tif 000004
【図４】
0004267155.tif 000005
【図５】
0004267155.tif 000006
【図６】
0004267155.tif 000007