JP3135458U - １６進数と２進数の立体組合わせ配列を利用した立体エンコーダー、立体デコーダーと教材用簡易デコーダー - Google Patents

Abstract

【課題】１６進数と２進数の立体組み合わせ配列を利用した立体エンコーダー、立体デコーダーと教材用簡易デコーダーの提供。
【解決手段】０から平方数−１までの整数（１６（１０）進数）を順に平方面に並べた基盤と、前記整数を２進数に換算したときの桁ごとに０と１の並びを平方面に配列した桁数分の配列盤とを備え、配列盤を桁数分全て基盤の上に重ねた簡易デコーダー、立体エンコーダー、立体デコーダー。
【選択図】図１

Description

本考案は、教育現場で電子素子を使わず２進法の原理を容易に理解させる器材として開発された。電子素子を用いた回路構成も原理的には可能で、立体的に組み込める（図２，図３）。ただしプリント素子として発展した現ＩＣ産業には不向きで、現実の利用には立体構成の技術が必要となる。

現在の技術では、デコーダーは電子素子としてＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＲ回路等を利用し平面的に組まれている。
特許公開 平１０−７９１９５ 優先権主張番号 １９９４−Ｐ−０１５６７７ この回路を立体的に組めればさらに配線が減少し、より緻密な電子素子となる。

立体的に並べる手法は一部テレビジョンの色調整等で用いられているが本考案とは異なり、また素子的な微細なものでもない。
なお素子を使わない模型ではこの種の原理を説明するものは存在しない。
特許公開 平８−２６５８００

電子素子なしでデコーダーの機能を持たせその原理を簡潔に説明する

〔０００４〕の原理で電子素子としてのエンコーダー、デコーダーの立体的回路を構成する。

図１において，本体▲１▼正方面に１０（１６）進数の０から初めて２^２ｎ（ｎは整数、本例ｎ＝２）個の整数を縦横２^ｎ×２^ｎで順に並べる（本体部位▲６▼）。

別に２^２ｎの桁数分２ｎ枚のカード（▲２▼〜▲５▼）を用意し、それぞれのカードで、配列に合わせ２進数０または１の箇所だけを別々に２種切り分ける。

▲２▼〜▲５▼を本体▲１▼に重ね、それぞれに０側，１側へスライドさせる。これにより本体部位▲７▼の表示窓で０〜２^２ｎ−１の１０進数いずれかの数字が選択される。

スライドするカードにそれぞれカード部位▲８▼のように０，１をつけると、それぞれに本体部位▲９▼の表示窓で２進数が表現され簡易エンコーダーとなる。

図２において、ダイオード素子のマイナスを１０（１６）進数各数字の各桁で０、１の１となるもののみ、回路部位▲１０▼＜桁１配線＞（太線）へつなぐ。これにより、２進数桁側から１０進数桁側への逆電流が押さえられ、電池、豆電球を含め立体回路を組むと、ダイオード素子型エンコーダーとなる。

図３において、ＰＮＰ型トランジスタ素子のベースとコネクターを１０（１６）進各数で桁数だけ直列につなぎ、最端のベースもしくはコネクタ側に各々豆電球を取り付け、装置全体に主電圧をかける。

〔００１１〕の各々の桁でエディッターを簡易デコーダーの原理に合わせ回路部位▲１１▼＜桁１配線＞（太線）と▲１２▼＜桁０配線＞（太線）にそれぞれ分けてつなぎ、スイッチを含めた回路に副電圧をかけると、トランジスタ素子型デコーダーとなる。使用時は、それぞれの桁で０または１のスイッチを押すと、選択された１０（１６）進数の豆電球がつく。

素子を使わない模型は、簡易デコーダーとして使える。ｎを大きくすればなお桁数が上がる。

簡易デコーダーは、紙に印刷、切り張りするなどして、組立過程を実習させれば、２進数の仕組みが解りデコーダーの機能説明に使える。

簡易デコーダーは色調調整等各種のデコーダーにも応用が利く

簡易デコーダーは巨大化すれば黒板、壁掛け等で扱うことができ、多人数への説明が可能。

ダイオード素子利用のエンコーダー、およびトランジスター素子利用のデコーダーの構成は電子素子の小型化、立体化を可能にする。

簡易デコーダーは情報処理授業で将来産業にかかわる子供達の理解を深める。

立体配線の技術があれば電子素子化でき，ＩＣ等のよりコンパクト化、高性能化を可能にする。

立体回路原理の簡易デコーダー模型 ダイオード素子利用のエンコーダー トランジスター素子利用のデコーダー

本考案は、エンコーダー、デコーダーを立体化する組み合わせであるが、プリント素子として発展した現ＩＣ産業には不向きで、利用には立体構成の技術が必要となる。また同じ組み合わせを応用して、教育現場で２進法の原理を容易に理解させる素子なしの模型を開発した。

現在、デコーダーは電子素子としてＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＲ回路等を利用し平面的に組まれている。（図５、図６）
特許公開 平１０−７９１９５ 優先権主張番号 １９９４−Ｐ−０１５６７７ この回路を立体的に組めばさらに配線が減少し、より緻密な電子回路となる。

立体的に並べる方法は一部テレビジョンの色調整等で用いられているが本考案とは異なり、また素子的な微細なものでもない。
なお素子なしの模型ではこの種の原理を説明する模型は存在しない。
特許公開 平８−２６５８００

電子素子のエンコーダー、デコーダーの立体回路を構成する。

［０００４］の原理で電子素子なしでデコーダーの機能を持たせその原理を簡潔に説明する。

図１のように基盤に１０（１６）進数の０から初めて２^２ｎ（ｎは整数、本例ではｎ＝２）個の整数を縦横２^ｎ×２^ｎで順配する

２^２ｎ−１までの２進法桁数２ｎのそれぞれの桁で、基盤の順配に対応させて０と１を配列すると、図１の１桁から４桁に見られるような特徴的な配列が表れる。

これを桁数だけ重ねれば、それぞれの１６進数をすべて同時に基盤面に垂直な方向に２進数を立体化して表せる。

立体電子回路では図２のように基盤１０進数を１つ選択すれば２進数側の対応桁に０か１かの信号が表れ立体エンコーダーとして機能する

エンコーダーの回路原理は平面版として参考に図５に示す。ダイオードは他の桁への信号漏れ防止の役割を果たしている。図５の平面回路では１０進数に対応する２進数の正表示（１表示）と反転表示（０表示）ができる。図２の立体エンコーダーは見やすいように正表示のみを示しているが、０側を１側と同様に配線すれば反転表示も可能である。

同じく立体電子回路では、図３のように２進数の桁数側に目的の０か１かの信号を送れば対応する基盤１０進数を１つ選択することができ立体デコーダーとして機能する。

デコーダーの回路原理は平面版として参考に図６に示す。各１６進数それぞれにトランジスタのベース−コネクタ−を２進数桁数分直列につないで全体に主電源をかける。次に各桁毎にトランジスターのエディッター側から目的の副電圧をかかれば全ての信号のＡＮＤのみが１０進数信号として選択される。

電子素子なしの簡易デコーダーは、図４で、本体▲１▼の本体部位▲６▼の正方面に２^２ｎ個の整数を順番に並べる。

別に２ｎ枚のカード（▲２▼〜▲５▼）を用意し、それぞれのカードで、配列に合わせ２進数０または１の箇所だけを別々に２種切り分ける。

▲２▼〜▲５▼を本体▲１▼に重ね、それぞれに２進数に対応させて０側，１側へスライドさせる。目的の１０進数は本体部位▲７▼の表示窓で選択される。

スライドするカードにそれぞれカード部位▲８▼のように０，１をつける。スライドさせて選択した２進数は本体部位▲９▼の表示窓で表現される。

ダイオード素子利用の立体エンコーダー、およびトランジスター素子利用の立体デコーダーの構成は電子素子の小型化、立体化を可能にする。

ｎを大きくすれば原理的にはどこまでも桁数を上げられる。

簡易デコーダーは、紙に印刷、切り張りするなどして、組立過程を実習させることで２進数の仕組みが解り、デコーダーの機能説明に使える。

簡易デコーダーは巨大化すれば黒板、壁等で多数へ演示できる。

簡易デコーダーは情報処理教育で子供達の理解を深める。

電子素子化すれば、立体配線の技術が伴いしだい、よりＩＣ等のコンパクト化、高性能化を可能にする。

１０（１６）進数の順配および対応各桁２進数の配列とその組合わせ ダイオード素子利用の立体エンコーダー トランジスター素子利用の立体デコーダー 電子素子なし簡易デコーダー 従来の平面型のエンコーダー 従来の平面型のデコーダー

本考案は、エンコーダー、デコーダーを立体化する組み合わせであるが、プリント素子として発展した現ＩＣ産業には不向きで、利用には立体構成の技術が必要となる。また同じ組み合わせを応用して、教育現場で２進法の原理を容易に理解させる素子なしの模型を開発した。

現在、デコーダーは電子素子としてＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＲ回路等を利用し平面的に組まれている。（図５、図６）
特許公開 平１０−７９１９５ 優先権主張番号 １９９４−Ｐ−０１５６７７ この回路を立体的に組めばさらに配線が減少し、より緻密な電子回路となる。

立体的に並べる方法は一部テレビジョンの色調整等で用いられているが本考案とは異なり、また素子的な微細なものでもない。
なお素子なしの模型ではこの種の原理を説明する模型は存在しない。
特許公開 平８−２６５８００

１６進数と２進数の立体配列

［０００４］の原理でエンコーダー、デコーダーの立体回路を構成する。また［０００４］の原理で電子素子なしでデコーダーの機能を持たせその原理を簡潔に説明する。

図１のように基盤に１０（１６）進数の０から初めて２^２ｎ−１（ｎは整数、本例ではｎ＝２）までの整数を縦横２^ｎ×２^ｎで順配する

２^２ｎ−１までの２進数桁数は２ｎであるが、そのそれぞれの桁で、基盤の順配に対応させて０と１を配列すると、図１の例の１桁から４桁に見られるように桁数毎に特徴的な配列が表れる。

この０と１が配列した盤を全桁数重ねれば、それぞれの１６進数をすべて同時に基盤面に垂直な方向に２進数として立体化して表せる。

図２は図５の平面エンコーダーを［０００８］の組み合わせを利用して立体的に組んだ立体エンコーダーである。基盤の１０進数を１つ選択すれば２進数側の対応桁に０か１かの信号が表れる

エンコーダー回路の原理は平面版として図５に示す。ダイオードは他の桁への信号漏れ防止の役割を果たしている。図５の平面回路では１０進数に対応する２進数の正表示（１表示）と反転表示（０表示）ができる。

図２の立体エンコーダーは見やすいように正表示のみを示しているが、０側を１側と同様に配線すれば反転表示も可能である。

同じく図３は図６の平面デコーダーを［０００８］の組み合わせを利用して立体的に組んだ立体デコーダーである。２進数の桁数側の全てに目的の０か１かの信号を送れば対応する基盤の１０進数を１つ選択できる。

デコーダーの回路原理は平面版として図６に示す。各１６進数それぞれにトランジスタのベース−コネクタ−を２進数桁数分直列につないで全体に主電源をかける。次に各桁毎にトランジスターのエディッター側から目的の副電圧をかかれば全ての信号のＡＮＤのみが１６進数信号として選択される。

図４は［０００８］の組み合わせを利用して立体的に組んだ電子素子なしの簡易デコーダーである。

作製の手順は、図４でまず本体▲１▼の本体部位▲６▼の正方面に２^２ｎ個の整数を順番に並べる。

別に２ｎ枚のカード（▲２▼〜▲５▼）を用意し、それぞれのカードで、配列に合わせ２進数０または１の箇所だけを別々に２種切り分ける。

▲２▼〜▲５▼を本体▲１▼に重ね、それぞれに２進数に対応させて０側，１側へスライドさせる。目的の１０進数は本体部位▲７▼の表示窓で選択される。

スライドするカードにそれぞれカード部位▲８▼のように０，１をつける。スライドさせて選択した２進数は本体部位▲９▼の表示窓で表現される。

ダイオード素子利用の立体エンコーダー、およびトランジスター素子利用の立体デコーダーの構成は電子素子の小型化、立体化を可能にする。

ｎを大きくすれば原理的にはどこまでも桁数を上げられる。

簡易デコーダーは、紙に印刷、切り張りするなどして、組立過程を実習させると２進数の仕組みが解り、デコーダーの機能説明に使える。

簡易デコーダーは巨大化すれば黒板、壁等で多数へ演示できる。

簡易デコーダーは情報処理教育で子供達の理解を深める。

電子素子化すれば、立体配線の技術が伴いしだい、よりＩＣ等のコンパクト化、高性能化を可能にする。

１０（１６）進数の順配および対応各桁２進数の配列とその組合わせ ダイオード素子利用の立体エンコーダー トランジスター素子利用の立体デコーダー 電子素子なし簡易デコーダー 従来の平面型のエンコーダー 従来の平面型のデコーダー

Claims (2)

1. ０から初めて２^２ｎ（ｎは整数）個の整数を本体に縦横２^ｎ×２^ｎで並べ、別に桁数分２ｎ枚のカードを用意し、それぞれに配列に合わせ２進数０または１の箇所だけを別個２種切り分けて本体に重ね、それぞれに０側，１側とスライドさせることでデコーダーとしての働きを持たせる仕組み。
2. 請求項１の仕組を応用した電子立体回路のエンコーダー、デコーダー

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