(57)【要約】      （修正有）【課題】種々のトランスデューサを設計時の動作パラメータで動作させることができる、柔軟性の高いシステム及び方法を提供する。【解決手段】トランスデューサインターフェースシステムは、第１トランスデューサに接続された第１節点２０１と、第１ソース、前記第１節点２０１に接続された第１ドレイン、並びに、第１論理信号を受信する第１ゲートを有する第１スイッチング素子２０２と、前記第１ソースに接続された第１端子１０３と、前記第１節点２０１に接続された第２ソース、第２ドレイン、並びに、第２論理信号を受信する第２ゲートを有する第２スイッチング素子２０４と、前記第２ドレインに接続された第２端子１０５とを備えている。【選択図】図２
2010233205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１トランスデューサ（１０２）に接続された第１節点（２０１）と；
第１ソースと、前記第１節点（２０１）に接続された第１ドレインと、第１論理信号を受信する第１ゲートとを有する第１スイッチング素子（２０２）と；
前記第１ソースに接続された第１端子（１０３）と；
前記第１節点（２０１）に接続された第２ソースと、第２ドレインと、第２論理信号を受信する第２ゲートとを有する第２スイッチング素子（２０４）と； 
前記第２ドレインに接続された第２端子（１０５）とを備える、トランスデューサインターフェースシステム。
【請求項２】
前記第１節点（２０１）に接続された第３ソースと、第３ドレインと、第３論理信号を受信する第３ゲートとを有する第３スイッチング素子（２１０）と； 
前記第３ドレインに接続された出力節点（２０５）とを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１スイッチング素子（２０２）が、光励起スイッチング素子である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１端子（１０３）を介して前記第１トランスデューサ（１０２）が動作する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２端子（１０５）を介して前記第１トランスデューサ（１０２）が動作する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１ゲート（２０２）が、プロセッサの出力端子に接続されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２ゲート（２０４）が、プロセッサの出力端子に接続されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第３ゲート（２１０）が、プロセッサの出力端子に接続されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
信号調整回路が前記プロセッサに接続されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記出力節点（２０５）が、プロセッサの入力に接続されている、請求項２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスデューサ信号の調整、制御、及び駆動に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのシステムは、低電圧（例えば、＋／−３．３Ｖ）で動作し、トランスデューサなどのセンサから調整信号を受信するプロセッサを含む。トランスデューサを適切に動作させるには、多くの場合、特定の電圧、電流、及びインピーダンスといった動作パラメータを用いる。あるトランスデューサの動作パラメータが、それよりも低電圧で動作するプロセッサの動作電圧には適合しない、ということは多い。従来のシステムでは、種々の回路を使用して、トランスデューサを設計時のパラメータで動作させ、信号をトランスデューサからプロセッサに出力していた。しかし、これらのシステムは柔軟性に乏しく、トランスデューサに修正を加えることは容易ではない。設計者が、トランスデューサの動作を、低電圧で動作するプロセッサが使用する論理信号から遮断しようとする場合、トランスデューサの動作回路を設計する際の懸案事項は一層複雑になる。
【０００３】
特定の動作パラメータを有するトランスデューサを、異なる動作パラメータを有する別のトランスデューサに交換すると、関連する動作回路の再設計が必要になる。再設計は非効率的である上に、所望のパッケージング仕様を満たすのが困難なことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，０３９，８６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々のトランスデューサを設計時の動作パラメータで動作させることができる、柔軟性の高いシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る、トランスデューサの動作システムは、一実施形態において、第１トランスデューサに接続された第１節点と；第１ソース、前記第１節点に接続された第１ドレイン、並びに、第１論理信号を受信する第１ゲートを有する第１光励起スイッチング素子と；前記第１ソースに接続された第１端子と；前記第１節点に接続された第２ソース、第２ドレイン、並びに、第２論理信号を受信する第２ゲートを有する第２光励起スイッチング素子と；前記第２ドレインに接続された第２端子とを備える。
【０００７】
本発明に係る、トランスデューサの信号制御回路は、一実施形態において、第１トランスデューサに接続された第１節点と；第１ソース、前記第１節点に接続された第１ドレイン、並びに、第１論理信号を受信する第１ゲートを有する第１光励起スイッチング素子と；前記第１ソースに接続された第１端子と；前記第１節点に接続された第２ソース、第２ドレイン、並びに、第２論理信号を受信する第２ゲートを有する第２スイッチング素子と； 前記第２ドレインに接続された第２端子とを備える。
【０００８】
添付図面に対応した以下の詳細な説明において、本発明に係る、以上に記載の及びその他の実施形態が明示されている。
【０００９】
本発明の企図は、添付の特許請求の範囲に明示されている。添付図面は、本発明に係る、以上に記載の及びその他の特徴及び利点を記載した詳細な説明に対応している。次に、図面の内容について簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】トランスデューサ信号を制御するシステムの一実施形態のブロック図である。
【図２】図１に示したトランスデューサ信号制御回路の一実施形態の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
これより、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に例示する。
【００１２】
図１は、トランスデューサ信号を制御するシステム１００のブロック図である。システム１００は、トランスデューサＡ１０２にチャネル１を介して、そしてトランスデューサＢ１０４にチャネル２を介して通信可能に接続されたトランスデューサ信号制御回路１０１を含む。トランスデューサ信号制御回路１０１は、端子Ａ〜Ｄ（１０３，１０５，１０７，及び１０９）に通信可能に接続されており、チャネル制御信号及び端子制御信号をプロセッサ１０６から受信する。プロセッサ１０６は、トランスデューサ信号制御回路１０１の出力に通信可能に接続されている。システム１００は、実施形態に応じて、トランスデューサ信号制御回路１０１の出力とプロセッサ１０６との間に接続された信号調整回路１０８を含んでよい。このトランスデューサは、例えば電磁式トランスデューサ、電気化学トランスデューサ、電気音響トランスデューサ、静電容量型トランスデューサ、高周波用音響トランスデューサ、熱電対トランスデューサ、及び、光電式トランスデューサを含む、いずれのタイプのトランスデューサであってもよい。図示の実施形態では、トランスデューサが２つであるが、システム１００には、任意の数のトランスデューサも含めることができる。また、トランスデューサ信号制御回路１０１を拡張して、トランスデューサの数に対応するチャネル入力及び端子を含めることができる。システム１００に実装するプロセッサ１０６の数は、１つに限らず、任意の数であってもよい。
【００１３】
これらのトランスデューサは、動作中、信号をトランスデューサ信号制御回路１０１に出力する。トランスデューサ信号制御回路１０１は、様々なバスバーに接続可能な端子に接続される。バスバーからは、トランスデューサの動作に関連付けられる所望の電気パラメータが供給される。トランスデューサには、例えば、駆動電流又は駆動電圧に基づいて動作するものや、インピーダンス値に基づいて動作するものがある。トランスデューサ信号トランスデューサ信号制御回路１０１には、端子の電気パラメータが異なる様々なトランスデューサを接続することができるので、制御回路１０１を用いることでシステムの柔軟性が高まる。トランスデューサとそれに対応する端子との接続は、トランスデューサ信号制御回路１０１にプロセッサ１０６から送信される論理信号（端子制御信号）に基づいて制御される。トランスデューサ信号制御回路１０１の制御により、特定のトランスデューサから受け取った単一の出力を単一の信号として出力することができる。従って、特定の入力チャネルをプロセッサ１０６が選択して、トランスデューサ信号制御回路１０１から出力することができる。プロセッサ１０６が出力するチャネル制御信号に基づいて、トランスデューサ信号制御回路１０１の出力チャネルが制御される。実施形態に応じて、トランスデューサ信号制御回路１０１からの出力信号を、信号調整回路１０８を用いて調整してから、プロセッサ１０６に送信することができる。この調整により、例えば出力信号の電圧を減少させたり、増加させたりできる。
【００１４】
図２は、トランスデューサ信号制御回路１０１（図１）の一実施形態の回路図である。回路１０１は、光励起スイッチング素子２０２を含む。この光励起スイッチング素子としては、例えば、光励起スイッチ、フォトトランジスタ、その他同様の光励起素子を用いることができる。光励起スイッチング素子２０２は、端子Ａ１０３に接続されたソースと、第１節点２０１に接続されたドレインと、端子制御信号Ａを受信するゲートとを有する。光励起スイッチング素子２０４は、第１節点２０１に接続されたソースと、端子Ｂ１０５に接続されたドレインと、端子制御信号Ｂを受信するゲートとを有する。光励起スイッチング素子２０６は、端子Ｃ１０７に接続されたソースと、第２節点２０３に接続されたドレインと、端子制御信号Ｂに接続されたゲートとを有する。光励起スイッチング素子２０８は、第２節点２０３に接続されたソースと、端子Ｄ１０９に接続されたドレインと、端子制御信号Ｄに接続されたゲートとを有する。第１節点は、チャネル１に接続され、第２節点はチャネル２に接続されている。光励起スイッチング素子２１０は、第１節点２０１に接続されたソースと、出力節点２０５に接続されたドレインと、チャネル制御信号Ｘを受信するゲートとを有する。光励起スイッチング素子２１２は、第２節点２０３に接続されたソースと、出力節点２０５に接続されたドレインと、チャネル制御信号Ｙを受信するゲートとを有する。図２の実施形態では、チャネルが２つであるが、実施形態に応じて回路を拡張して、任意の数のチャネルを備え、関連するトランスデューサ、光励起スイッチング素子、及び論理信号を含めることができる。
【００１５】
プロセッサ１０６は、動作中、端子制御信号Ａ及び端子制御信号Ｂを論理出力として送信して、光励起スイッチング素子２０２及び２０４をそれぞれ制御する。論理出力がＨｉｇｈのとき、論理素子に接続された光励起スイッチング素子が閉じる。Ｈｉｇｈの論理出力を光に変換することで、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光励起スイッチング素子２０２及び２０４が動作する。ＬＥＤ放出光によって、光励起スイッチング素子２０２及び２０４の遷移素子が作動して、ソースとドレインとが電気的に接続される。光励起スイッチング素子２０２及び２０４により、端子Ａ及びＢと第１節点２０１との接続が制御されるので、プロセッサ１０６からの端子制御信号Ａ及びＢが示す論理値によって、チャネル１に接続されたトランスデューサが端子Ａ及びＢのいずれの影響を受けるかが決まる。光励起スイッチング素子２０６及び２０８やその他関連する入力も、上記と同様に動作する。
【００１６】
光励起スイッチング素子２１０及び２１２は、スイッチとして機能して、出力節点２０５からの出力チャネル信号を制御する。例えば、チャネル制御論理信号ＸがＨｉｇｈで、且つ、チャネル制御論理信号ＹがＬｏｗのときは、光励起スイッチング素子２１０が閉じ、光励起スイッチング素子２１２が開き、チャネル１の信号が出力節点２０５から出力される。このように、所望のチャネルに接続された光励起スイッチング素子を閉じ、その他のチャネルに接続された光励起スイッチング素子を開くことにより、出力節点２０５から、所望の信号を所望のチャネルに出力することができる。出力節点からの信号は、次に、（必要に応じて信号調整後に）プロセッサ１０６又はその他同様の素子に送信される。
【００１７】
光励起スイッチング素子を用いることにより、プロセッサ１０６からプロセッサの動作電圧で直接送信される論理信号をそのまま用いて、回路１０１からの出力信号を選択及び制御することができる。また、光励起スイッチング素子を用いることにより、回路１０１を様々なタイプのトランスデューサに適合させることができる。更に、光励起スイッチング素子を用いることにより、回路１０１の信頼性及び性能を高めることができる。これは、プロセッサ１０６から送信される論理信号を、端子及びチャネルに関連する電流から電気的に遮断することによる。回路１０１は設計柔軟性が非常に高い。例えば、１つのチャネルに接続された１つのトランスデューサを、異なるタイプのトランスデューサに置き換えることができる。この異なるタイプのトランスデューサが、端子からの入力を使用しない場合、光励起スイッチング素子をＯＦＦに切り替えて、一方の端子または両方の端子を遮断することができる。広範囲のゲート入力電圧に対応した光励起スイッチング素子を用いることにより、動作電圧、設置数にかかわらず様々なタイプのプロセッサをプロセッサ１０６として用いることができる。すなわち、回路１０１の設計に変更を加えることなく、プロセッサ１０６を容易に交換することや、論理電圧の出力が異なる複数のプロセッサを用いて回路を制御することができる。
【００１８】
以上、一部の実施形態についてのみ本発明を説明してきたが、明らかなように、本発明の実施形態は本明細書に記載のものに限られない。これらの形態に、様々な修正、改変、置換、又は等価の措置を加えても、本発明の実施形態として認められる。また、本明細書に記載の内容は、本発明の一部の態様を示したものにすぎない。本発明の企図は、以上の説明に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に基づいてのみ解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００１９】
１００  システム
１０１  トランスデューサ信号制御回路
１０２  トランスデューサＡ
１０３  端子Ａ
１０４  トランスデューサＢ
１０５  端子Ｂ
１０６  プロセッサ
１０７  端子Ｃ
１０８  信号調整回路
１０９  端子Ｄ
２０１  第１節点
２０２  光励起スイッチング素子
２０３  第２節点
２０４  光励起スイッチング素子
２０５  出力節点
２０６  光励起スイッチング素子
２０８  光励起スイッチング素子
２１０  光励起スイッチング素子
２１２  光励起スイッチング素子
【図１】
2010233205.tif 000003
【図２】
2010233205.tif 000004
【外国語明細書】
2010233205000001.pdf