(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数チャンネルを使用してデータに対し送信および受信のうち少なくとも一方を実施するためのスペクトル拡散ＲＦ通信部と、
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部によって使用される全ての前記周波数チャンネルを包含する周波数領域に亘ってＲＦ信号を受信するための補助的ＲＦ受信機部であって、特徴的ＲＦ信号が受信されたか否かを判定するために前記受信されたＲＦ信号を分析するための処理装置を含む補助的ＲＦ受信機部と、
を具備し、
前記補助的ＲＦ受信機部が、特徴的ＲＦ信号を受信すると、前記スペクトル拡散ＲＦ通信部をアクティブにし、前記特徴的ＲＦ信号は、デューティ比が５０％以上であるＲＦパルス列を含むことを特徴とする無線デバイス。
【請求項２】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部が、前記複数の周波数チャンネルに亘って周波数ホッピングを実施することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部が、ブルートゥース規格に準拠することを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記補助的ＲＦ受信機部が、受動的フロントエンド受信機回路、および前記受信されたＲＦ信号を増幅するための増幅器を具備することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記補助的ＲＦ受信機部が、使用時に５００μＡ未満の電流を使うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のデバイス。
【請求項６】
アクティブ化切替器および電池を具備し、前記電池が前記アクティブ化切替器を介して前記スペクトル拡散ＲＦ通信部に接続され、前記補助的ＲＦ受信機部が前記特徴的ＲＦ信号を受信すると、前記アクティブ化切替器を閉にすることにより前記スペクトル拡散ＲＦ通信部を前記電池に接続する、制御信号を提供することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部および前記補助的ＲＦ受信機部が、共通アンテナを共有し、前記デバイスがまた、前記共通アンテナによって受信された何れの信号をも前記スペクトル拡散ＲＦ通信部または前記補助的ＲＦ受信機部の何れかに送るための信号ルーティング切替器を具備することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部が、遠隔インターフェイスとの双方向通信リンクを確立することが可能であるように送信回路および受信回路を具備することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部がアクティブであるときに、前記受信回路のみがアクティブである聴取モード、ならびに前記受信および送信回路の両方がアクティブである完全通信モード、の間で切替可能であって、前記スペクトル拡散ＲＦ通信部がアクティブにされたときに、初めは前記聴取モードに入ることを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記スペクトル拡散ＲＦ通信部が、不使用の期間の後に非アクティブにされることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のデバイス。
【請求項１１】
少なくとも１つの測定センサーを具備し、前記スペクトル拡散ＲＦ通信部が、前記測定センサーから関連付けられたインターフェイスへデータを送信することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のデバイス。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載のデバイスと通信するためのインターフェイスであって、前記インターフェイスが、複数の周波数チャンネルを使用してデータに対し送信および受信の少なくとも一方を実施するスペクトル拡散通信モードにおいて動作可能であって、前記インターフェイスがまた、前記スペクトル拡散通信モードにおいて使用される複数の前記周波数チャンネル上にて、特徴的ＲＦ信号が同期的に送信される開始モードにおいて動作可能であり、前記特徴的ＲＦ信号はデューティ比が５０％以上であるＲＦパルス列を含むことを特徴とするインターフェイス。
【請求項１３】
電力増幅器を具備し、前記電力増幅器が、前記インターフェイスが前記開始モードにおいて動作しているときに、前記インターフェイスによって送信される前記ＲＦ信号の電力を押し上げるのみであることを特徴とする請求項１２に記載のインターフェイス。
【請求項１４】
請求項１乃至１１の何れか１つに記載のデバイスおよび請求項１２又は１３の何れか１つに記載のインターフェイスを具備することを特徴とするキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信デバイスに、そして詳細には、そのような無線通信デバイスを含む工作機械と共に使用するための、測定探針子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ（Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）通信リンク上にてデータを送信しそして受信する無線デバイスについての多くの種別が知られている。例えばＷＩ−ＦＩ（登録商標）、またはブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）などの周波数ホッピング・スペクトル拡散通信システムが、無線コンピューター・ネットワークを確立するために広く使用される。また、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波による個体識別）タグの形体における関連付けられた低電力受信機によりブルートゥース通信モジュールをアクティブにすることが可能な方法もまた以前から説明されている。例えばＵＳ２００７／００１５４６５は、ブルートゥース・モジュールをアクティブにするために使用可能な電子ＲＦＩＤタグについて説明する。また同様な種別の構成が、ＵＳ２００３／１０７４７５およびＷＯ０３／０６５２８９において以前から提案されている。
【０００３】
測定の分野においては、電池動作の測定探針子から関連付けられたインターフェイスへ無線ＲＦリンク上にて測定データを送信することも知られている。測定探針子の有線接続が不都合であるか、またはどうしても不可能なところで特に、そのような無線リンクの仕組みが役立つ。例えば、自動化された工具交換装置または同様のものを使用して標準工作機械のスピンドルに定期的に装着される測定探針子に対しては、有線接続による解決策の使用はどうしても非実用的である。
【０００４】
商業的に利用可能な測定探針子の大部分において提供される無線システムは、これまで固定周波数伝送システムに基づく傾向があった。しかしながらそのような応用に対して、特注のスペクトル拡散通信システムが開発されている。位置測定探針子による使用のために設計されたスペクトル拡散無線システムの一例は、ＷＯ２００４／０５７５５２（Ｒｅｎｉｓｈａｗ  ｐｌｃ）において概説される。ＷＯ２００４／０５７５５２のシステムは、インターフェイスおよび測定探針子にて供給されるクロックが測定精度を確実にするために同期化されたままであることを確実にしつつ、測定探針子データの信頼性のある伝送を提供するように設計された伝送プロトコルを使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線の測定探針子を使用すると、有線接続に絡む問題は克服されるが、測定探針子の電池を定期的に取り替えるかまたは再充電するという必要性が生じる。測定探針子の電池を交換するために工作機械をオフラインにすることは、生産工程にとって悪影響を及ぼす可能性があり、また機械操作者の介入を必要とする。ＷＯ２００４／０５７５５２は、電池動作測定探針子のスペクトル拡散無線モジュールが、通常モード、または規則的信号の伝送速度が低下する節電モードの何れにおいても動作することが可能な方法を説明する。待ち受けモードにされたときにそのようなシステムによって消費される電池電力は少ないが無視できるものではない。そのため電池寿命は依然として問題であり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によると、無線デバイスは、複数の周波数チャンネルを使用してデータを送信および／または受信するためのスペクトル拡散ＲＦ通信部；およびスペクトル拡散ＲＦ通信部によって使用される複数の周波数チャンネルを包含する周波数領域に亘ってＲＦ信号を受信するための補助的ＲＦ受信機部であって、その補助的ＲＦ受信機部が、特徴的ＲＦ信号が受信されたか否かを判定するために受信されたＲＦ信号を分析するための処理装置を具備し、スペクトル拡散ＲＦ通信部は、補助的ＲＦ受信機部が特徴的ＲＦ信号を受信するとアクティブにされること；を具備する。
【０００７】
本発明はこのように、ある周波数帯域により通常含まれる複数の周波数チャンネルを使用してデータを送信および／または受信する、スペクトル拡散ＲＦ通信部を有する、電池動作移動体測定デバイスなどの無線デバイスを提供する。スペクトル拡散ＲＦ通信部は、例えば周波数ホッピング・スペクトル拡散通信リンク（ブルートゥース・リンクなどの）が遠隔のインターフェイスかまたは端末（ｓｔａｔｉｏｎ）との間で確立されることを可能にすることができる。スペクトル拡散通信リンクは、測定データまたは同様のものが高いデータ転送速度にて遠隔のインターフェイスに渡されることを可能にするが、そのようなスペクトル拡散ＲＦ通信部は、通常はかなりの量の電力を消費する。データ転送が周期的に必要であるのみである場合（例えば、機械加工工程に先立つ対象物の温度測定をする場合）であっても、関連付けられたインターフェイスとの間でデータを受け渡しするという必要性が全くないときにさえスペクトル拡散ＲＦ通信部に絶えず電力を供給することは、かなりの量の電池電力を消費することになる。
【０００８】
本発明の無線デバイスはこのように、以下でさらに詳細に説明されるように、スペクトル拡散ＲＦ通信部より望ましくは著しく低電力消費の補助的ＲＦ受信機部を具備することになる。補助的ＲＦ受信機部は、スペクトル拡散ＲＦ通信部によって使用される複数の周波数チャンネルを包含する周波数領域すなわち周波数帯の全域にて特徴的ＲＦ信号（すなわち、「開始（ｓｔａｒｔ）」信号）を聴こうとし、そしてそのような開始信号を受信するとスペクトル拡散ＲＦ通信部をアクティブにする。この様に、低電力の補助的ＲＦ受信機部を使用して、データ転送が実際に必要であるときにだけ、スペクトル拡散ＲＦ通信部をアクティブにすることが可能である。
【０００９】
本発明の無線デバイスはこのように、必要であるときにはいつも高いデータ速度の通信リンクを確立することが可能であり、そうでなければ低電力の「待ち受け（ｓｔａｎｄｂｙ）」または「休止（ｓｌｅｅｐ）」モードに入り、スペクトル拡散通信リンクが必要であるときにはいつも遠隔的にアクティブにすることが可能なように、デバイスが特徴的ＲＦ信号（いわゆる開始信号）の存在を絶えず監視することが可能であるという利点を有する。本発明はこのように、スペクトル拡散ＲＦ通信リンクの高いデータ転送速度を、データ転送が必要でないときに低電力消費の待ち受けモードを提供する能力と結合する。本発明のデバイスはこのように、特に間欠的にのみ使用される測定デバイスまたは同様のものに対して電池交換の間隔を長くする利点を有する。
【００１０】
本発明のデバイスはまた、前述された種別の既知の結合されたブルートゥースおよびＲＦＩＤシステムよりも有利である。ブルートゥース・モジュールとは完全に別に動作（例えば、異なった周波数にて）し、そしてしたがって関連付けられたインターフェイス中に別の送信機を必要とするＲＦＩＤタグを提供する代わりに、本発明のデバイスは、スペクトル拡散ＲＦ通信リンクによっても使用される複数の周波数チャンネルに亘ってＲＦ信号を同時に受信する受動的受信機を採用する。本発明のデバイスはこのように、上述された結合されたブルートゥースおよびＲＦＩＤデバイスよりも、必要とする電気部品は少なく、かつ簡単に実施できる。同様に本発明によるデバイスに特徴的ＲＦ信号を送信するための関連付けられたインターフェイスは、従来技術のブルートゥース／ＲＦＩＤシステムに対して必要とされる部品数は少ない。
【００１１】
上述のように、スペクトル拡散ＲＦ通信部は複数の周波数チャンネルを使用してデータを送信および／または受信する。言い換えればスペクトル拡散ＲＦ通信部は、選択された周波数チャンネル群の内の１つの周波数領域にそれぞれが入るＲＦ信号を送信および／または受信する。スペクトル拡散ＲＦ通信部は好都合にも、複数の周波数チャンネルに亘る周波数ホッピングを実施し、その結果いかなるときにも、データを送信または受信するのは単一のチャンネル上のみである；すなわちスペクトル拡散ＲＦ通信部は、周波数ホッピング・スペクトル拡散ＲＦ通信部を具備することができる。スペクトル拡散ＲＦ通信部は、有利にもブルートゥース準拠のデバイスである；すなわちブルートゥース規格に適合することができる。あるいはまたスペクトル拡散ＲＦ通信部は、ＷＯ２００４／０５７５５２において説明された種別の特注の通信モジュールであるかもしれない。
【００１２】
上述のように、ブルートゥース・モジュールなどの周波数ホッピング・スペクトル拡散ＲＦ通信部は、周波数帯の中の複数の周波数チャンネルを使用してデータを送信および受信する。詳細には、ブルートゥースは２．４ＧＨｚ帯の中の７９の周波数チャンネルの間をホップする。スペクトル拡散ＲＦ通信部がそのような周波数ホッピングを実施しても、補助的ＲＦ受信機部はその周波数帯の中の複数またはすべての信号を同時に受信することができる。言い換えれば補助的ＲＦ受信機部は好都合にも、何れの種類の周波数ホッピングをも実施するのではなく、代わりに全てのチャンネルについて同時に受信し；これにより受信機の電力消費の要求条件を軽減する。
【００１３】
好都合なことに補助的ＲＦ受信機部の電力消費は、スペクトル拡散ＲＦ部分の電力消費より少ない。望ましくは補助的ＲＦ受信機部の電力消費は、スペクトル拡散ＲＦ部分の電力消費より少なくとも１０倍だけ、より望ましくは少なくとも５０倍だけ、より望ましくは少なくとも１００倍だけ少ない。
【００１４】
有利なことに補助的ＲＦ受信機部は、好都合にも受信機のみ（すなわち送信機ではなく）を具備する低電力部分である。有利なことに補助的ＲＦ受信機部は、５００μＡ以下、より望ましくは４００μＡ以下、より望ましくは３００μＡ以下、およびより望ましくは２００μＡ以下の電流を使う。補助的ＲＦ受信機部は、好都合にも受動的フロントエンド受信機（ｐａｓｓｉｖｅ  ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）回路を具備する。受信された信号を増幅するために、低電力増幅器もまた、有利に提供することができる。補助的ＲＦ受信機部はまた、バンドパスフィルターを含むことができる。
【００１５】
無線デバイスは、電池動作であることができ、そしてこのように望ましくは少なくとも１つの電池を具備する。その少なくとも１つの電池が、必要に応じて取替え可能であり、および／または充電可能である場合がある。電池は好都合にも、アクティブ化切替器を介してスペクトル拡散ＲＦ通信部に接続される。そのようなデバイスにおいて、補助的ＲＦ受信機部は特徴的ＲＦ信号を受信すると、望ましくはアクティブ化切替器を閉にさせ、それによりスペクトル拡散ＲＦ通信部を電池に接続する制御信号を供給する。補助的ＲＦ受信機部の処理装置は、受信された信号を分析し、そしてアクティブ化切替器を閉じるための制御信号を提供することができる。この様にしてスペクトル拡散ＲＦ通信部は、デバイスが待ち受けモードである間、電力を全く使わない。
【００１６】
その少なくとも１つの電池はまた、補助的ＲＦ受信機部に電力を供給することができる。補助的ＲＦ受信機部は、絶えず電力を供給される場合があり、またはスペクトル拡散ＲＦ通信部が非アクティブであるときにのみ電力を供給される場合がある。言い換えれば補助的ＲＦ受信機部は、スペクトル拡散ＲＦ通信部がアクティブであるときはいつも電力を落とすことができる。デバイスは、デバイスのすべての電気部品の電力を完全に落とすためのマニュアルによる「オフ（ｏｆｆ）」切替器を選択的に具備することができる。
【００１７】
スペクトル拡散ＲＦ通信部および補助的ＲＦ受信機部は、別々のアンテナに接続することができる。しかしながら、スペクトル拡散ＲＦ通信部および補助的ＲＦ受信機部は共通アンテナを共有することが好ましい。単一のアンテナの共有を実施するために、望ましくは信号ルーティング切替器が提供される。アンテナによって受信された何れの信号も、次に必要に応じてスペクトル拡散ＲＦ通信部または補助的ＲＦ受信機部の何れかへ信号ルーティング切替器を介して送ることができる。補助的ＲＦ受信機部の処理装置は、提供されるなら、信号ルーティング切替器の動作を制御することができる。
【００１８】
スペクトル拡散ＲＦ通信部は有利にも、遠隔インターフェイスとの双方向通信リンクを確立することが可能なように、送信回路および受信回路を具備する。共通アンテナを提供することができるが、スペクトル拡散ＲＦ通信部のこの受信および送信回路が、補助的ＲＦ受信機のエレクトロニクスからは望ましくは別れているということを改めて注意することが重要である。上述のように補助的ＲＦ受信機部は望ましくは、送信機はなく、受信機のみを具備する。
【００１９】
有利なことにスペクトル拡散ＲＦ通信部は（アクティブであるときに）、複数の異なった動作モードの間で切替可能である。例えばスペクトル拡散ＲＦ通信部は、受信回路のみがアクティブにされている聴取モードを有することができる。受信および送信回路の両方がアクティブにされ、遠隔インターフェイスとの完全なスペクトル拡散通信リンクが確立されることを可能とする、完全通信モードをまた、提供することができる。有利なことにスペクトル拡散ＲＦ通信部は、アクティブにされると、最初に聴取モードに入る。そして、スペクトル拡散通信リンク上にて適切な指示（必要なデバイスによってのみ認識される符号を具備する場合がある）を受信するなら、完全モードに入ることができる。
【００２０】
アクティブにされると、１つまたはそれ以上の予め定められた評価基準を満足した後に、スペクトル拡散ＲＦ通信部を非アクティブにすることができる。例えばスペクトル拡散ＲＦ通信部のある期間の不使用の後には、スペクトル拡散ＲＦ通信部を非アクティブにすることができる。上で説明されたようにスペクトル拡散ＲＦ通信部が聴取モードに入っているなら、ある時間期間以内に関連付けられたインターフェイスから適切な指示が受信されないなら、それを非アクティブにすることができる。スペクトル拡散ＲＦ通信部が遠隔インターフェイスにデータを転送するために使用されているなら、ある量のデータが送信された後に、ある時間期間の間データが収集されていない場合、またはさらなるデータは当面は必要でないということがインターフェイスによって指示された場合に、それを非アクティブにすることができる。スペクトル拡散ＲＦ通信部の非アクティブ化の評価基準が何時満足されるかを評価するためのデバイスの部分として処理装置を提供することができ；そのような処理装置は、上で説明されたような補助的ＲＦ受信機部の部分であるかまたはスペクトル拡散ＲＦ通信部の一部であることができる。
【００２１】
有利なことにデバイスは、少なくとも１つの測定センサーを具備する。そして、測定センサーによって取得されたデータを関連付けられたインターフェイスに送信するようにスペクトル拡散ＲＦ通信部を配置することができる。好都合なことに少なくとも１つの測定センサーが、１つまたは複数の温度センサーを具備する；例えばデバイスは、スピンドルに実装された温度探針子または複数の温度センサーにリンクされたパレットに実装可能なハブを具備することができる。あるいはまた少なくとも１つの測定センサーが位置測定センサーを具備することができる。例えばデバイスは、接触トリガー探針子あるいは走査（アナログ）探針子、または非接触測定探針子などの、接触測定探針子であることができる。タイミングが重要であるなら、それぞれの測定の時間を正確に決定することが可能であるように、デバイスは、関連付けられたインターフェイスのクロックに同期したクロックを含むことができる。
【００２２】
有利なことにまた、上述した種別の無線デバイスと通信するためにインターフェイスを備えることができる。このインターフェイスは望ましくは、スペクトル拡散通信モード（そこでは例えば、複数の周波数チャンネルを使用してデータが送信および／または受信される）および開始モードにて動作可能である。好都合なことに開始モードにて動作するときには、特徴的ＲＦ信号（すなわち、無線デバイスの補助的ＲＦ受信機部によって認識される信号）は、このインターフェイスによって送信される。スペクトル拡散通信モードにて使用される複数の周波数チャンネル上にて、このインターフェイスは特徴的ＲＦ信号を送信することができる。このインターフェイスはまた、必要に応じてスペクトル拡散通信モードおよび開始モードの間の切り替えを引き起こす制御装置を具備することができる。無線デバイスのアクティブ化の領域を増大させるために、このインターフェイスは電力増幅器を具備することができる。有利なことに、電力増幅器はこのインターフェイスが開始モードにて動作しているときにこのインターフェイスによって送信されるＲＦ信号の電力を押し上げるのみである（すなわち望ましくは、電力増幅器は、このインターフェイスがスペクトル拡散通信モードにあるときに発生するＲＦ信号に作用しない）。
【００２３】
このインターフェイスにより送信され、そして補助的ＲＦ受信機部により受信される特徴的ＲＦ信号は、何れの形体をも取ることができる。好都合なことに、信号を認識するために必要な処理を単純化するために反復性パターンが使用される。例えば特徴的ＲＦ信号は、ＲＦパルスの周期的に繰り返されるパターンを具備することができる。望まれていないデバイスのアクティブ化を避けるために、特徴的ＲＦ信号は望ましくは、同一環境において動作する他の通信システムから現れそうにないパターンを具備する。例えばパターンは望ましくは、通常のブルートゥースおよびＷＩＦＩデータ通信から弁別可能である。
【００２４】
上で説明されたような無線デバイスおよびインターフェイスを具備するキットもまた、有利に提供することができる。
【００２５】
（ａ）スペクトル拡散ＲＦ通信部および補助的ＲＦ受信機部を具備する無線デバイスを選ぶステップ；（ｂ）その無線デバイスと通信するためのインターフェイスを選ぶステップ；および（ｃ）スペクトル拡散ＲＦリンク上にてその無線デバイスのスペクトル拡散ＲＦ通信部およびそのインターフェイスの間にデータを転送するステップ；を具備する無線デバイス動作の方法もまたここに説明され、この方法は、補助的ＲＦ受信機部が特徴的ＲＦ信号を受信したとき、ステップ（ｃ）を実行するためにスペクトル拡散ＲＦ通信部をアクティブにするステップを具備する。
【００２６】
スペクトル拡散ＲＦ通信部および補助的ＲＦ受信機部を具備する無線デバイスもまたここに説明され、補助的ＲＦ受信機部が特徴的ＲＦ信号を受信するとスペクトル拡散ＲＦ通信部がアクティブにされる。そのようなデバイスは、上述の何れかの付加的な機能をも有することができる。
【００２７】
周波数ホッピング受信モードおよび待ち受け受信モードにおいてＲＦ信号を受信するように動作可能な受信機を具備する無線ＲＦデバイスもまたここに説明され、受信機が待ち受け受信モードに置かれたときには、周波数ホッピングを実施せずに、そして周波数ホッピング受信モードより少ない電力を消費し、受信機が特徴的ＲＦ信号を受信すると、待ち受け受信モードから周波数ホッピング受信モードに切り替る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明は、以下の添付された図面を参照して例示のためのみにここで説明されることになる。
【図１】固定的およびスピンドルの探針子、ならびに関連付けられたインターフェイスを含む、本発明の温度測定システムを例証する図である。
【図２】本発明の探針子の通信エレクトロニクスの略図である．
【図３】図２において示される種別の探針子との通信のためのインターフェイス・エレクトロニクスの略図である。
【図４ａ】本発明の補助的ＲＦ受信機部により受信された信号の種別の例を示す図である。
【図４ｂ】本発明の補助的ＲＦ受信機部により受信された信号の種別の例を示す図である。
【図４ｃ】本発明の補助的ＲＦ受信機部により受信された信号の種別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１を参照して、本発明による温度測定探針システムが例証される。システムは、インターフェイス２、スピンドルに実装可能な温度探針子４、および固定的温度探針子アセンブリ６を具備する。
【００３０】
インターフェイス２は、温度データが必要であるときはいつも、ブルートゥース（登録商標）通信リンク８上にて、スピンドルに実装可能な温度探針子４および固定的温度探針子アセンブリ６と通信するように構成される。ブルートゥース通信規格は、周波数ホッピング・スペクトル拡散無線リンクであり、当業者にとってよく知られておりそしてここにブルートゥースとして参照される。インターフェイス２、スピンドルに実装可能な温度探針子４、および固定的温度探針子アセンブリ６はこのように、さらに詳細に以下で説明されるブルートゥース通信モジュールまたはブルートゥース通信部をそれぞれが含む。インターフェイス２はまた、関連付けられた工作機械の制御装置または制御コンピューター（示されない）と通信するための有線接続された通信リンク９を具備する。
【００３１】
スピンドル探針子４は、次に工作機械のスピンドル中に取り外し可能なかたちにて実装することが可能な、軸部に取り付けることが可能な基端（ｐｒｏｘｉｍａｌ  ｅｎｄ）１０を具備する。スピンドル探針子４の先端（ｄｉｓｔａｌ  ｅｎｄ）１２は、温度センサー１４を具備する。工作機械が使用時には、スピンドル探針子４をそのスピンドルに装着し、そして温度センサー１４が測定される対象物（例えば被加工物）と接触するように、スピンドルを移動させる。対象物から収集された温度データは、スピンドル探針子４からブルートゥース・リンク上にて次にインターフェイス２に渡され、そして次に工作機械制御装置に伝えられる。工作機械制御装置はまた、ブルートゥース・リンクを使用してインターフェイス２を介してスピンドル探針子４に制御信号を提供することができ；例えばそのような制御信号は、温度データの収集を開始するようスピンドル探針子に指示することができる。
【００３２】
固定的温度探針子アセンブリ６は、複数の温度センサー１８が配線によって接続される制御箱またはハブ１６を具備する。制御箱は例えばパレットに取り付けることができ、そして、そのパレット上に位置する物品（例えばエンジン・ブロックなど）の色々な部分に温度センサーを付けることができる。この様に、物品の色々な部分の温度を必要なときに測定することができる。詳細には、機械加工工程の間に使用されるパラメータがその物品の温度を考慮に入れることが可能なように、多段階の機械加工工程の間に物品の温度を監視するためにそのような構成を使用することができる。それぞれの温度センサー１８によって取得された温度データは、制御箱１６により決定され、そしてブルートゥース・リンクを介してインターフェイスに渡される。固定的温度探針子アセンブリ６は、定期的に温度データを送信することができ、またはそれはインターフェイス２を介しての工作機械制御装置からの要求を受信すると温度データを収集しそして送信することができる。
【００３３】
上のシステムにおいては如何なる種別の温度センサーをも使用することができる。しかしながら適切な温度センサーが、出願人による同時継続中であるヨーロッパ特許出願番号第０７３５６０６０．９号において、さらに詳細に説明される。出願人による同時継続中であるヨーロッパ特許出願番号第０７３５６０６１．７号において説明された高感度（ｒａｐｉｄ）温度測定の方法もまた、本システムにおいて使用することができる。これらの文書の内容はこれにより、参照によってここに合体される。
【００３４】
インターフェイス２は、工作機械制御装置に有線接続されそしてそこから電力を受け取る。インターフェイス２はこのように、固定端末であると考えることができる。スピンドルに実装可能な温度探針子４および固定的温度探針子アセンブリ６は、内部電池によって電力を供給される移動体の、または無線の端末であり；そのような端末を電源に有線接続することは全く非実用的である。上で議論されたように、電池の交換、および／または電池の消耗に依る無線測定設備の障害は、自動化された生産工程にとって問題である。このように、電池寿命を最大にし、それにより電池交換の必要性を最小とすることが望ましい。
【００３５】
完全（送信／受信）モードまたは聴取（例えば受信のみ）モードにて動作可能なブルートゥース通信モジュールを提供することが知られているが、聴取モードでもなお周波数ホッピング受信機を採用し、そしてこのように、完全モードにおける動作と実質的に同じ量の電力を消費する。データが移動体端末からたまに（例えば、機械加工前の気温測定段階の間に）必要とされるのみであるなら、不使用の長期期間の間に聴取モードを使用することは電池を比較的急速に消耗させることになり得る。例えば完全または聴取モードにて動作する典型的なブルートゥース通信モジュールは、電池から１３ｍＡの電流を使う。１．０Ａ／ｈの全容量を有する２つの３．６Ｖ電池を含むスピンドル探針子においては、電力はおよそ６０時間以内に消耗するであろう。
【００３６】
本発明は、ここで図２および図３を参照してさらに詳細に説明されることになり、測定値を全く取得していない間に電力を消費することに絡む問題点を、低消費電力の並列または補助的ＲＦ受信機部をそれぞれの移動体端末に提供することによって克服する。データ伝送が全く必要でないときには、ブルートゥース通信モジュールはこのように、電力を完全に落とすことができ、そして次に移動体端末からの測定データが必要となったときには、補助的ＲＦ受信機部がブルートゥース通信モジュールをアクティブにするまたは動作可能なように配置される。詳細には補助的ＲＦ受信機部は、インターフェイスから特徴的ＲＦ信号を受信したときに、ブルートゥース通信モジュールに電力を入れさせるように配置される。
【００３７】
図２を参照すると、本発明の無線の移動体の測定デバイス（例えばスピンドルに実装された探針子または測定アセンブリ）のＲＦ通信エレクトロニクスが、さらに詳細に例証される。無線デバイスは、アンテナ２０、ブルートゥース通信モジュール２２、補助的ＲＦ受信機部２４、目覚まし回路２６、電池２８、および測定装置３０を具備する。ブルートゥース通信モジュール２２または補助的ＲＦ受信機２４をアンテナ２０に接続するために、切替器３１もまた、提供される。
【００３８】
ブルートゥース通信モジュール２２は既知の種別であって；例えば、米国、カリフォルニア州のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社によって造られる、ＬＭＸ９８２０Ａチップを使用することができる。目覚まし回路２６は、ブルートゥース通信モジュール２２が、必要に応じてアクティブにされ（電力を供給され）、非アクティブにされる（すなわち電力を落とされる）ことが可能なように、電池２８からブルートゥース通信モジュール２２への電力の供給を制御する、ブルートゥース通信モジュール２２がアクティブであるなら、ブルートゥース通信モジュール２２がアンテナ２０に接続されるように切替器３１が構成される。ブルートゥース通信モジュール２２が非アクティブである（すなわち、デバイスが休止モードにある）なら、補助的ＲＦ受信機部２４がアンテナ２０に接続されるように切替器３１が構成される。
【００３９】
補助的ＲＦ受信機部２４は、２．４ＧＨｚバンドパスフィルター３２、ダイオード３４、および接地容量３６を具備し、これらが集合的に受動的フロントエンド受信機回路を提供する。受動的フロントエンド受信機回路からの信号は、（選択的な）低電力増幅器３８に渡され、そして増幅された信号が低電力マイクロ制御装置４０に与えられる。マイクロ制御装置４０は、受信されたＲＦ信号を監視し、ある特徴的ＲＦ信号が受信されたか否かを判定するように配置される。適切な形式の特徴的ＲＦ信号は、標準的ブルートゥース通信信号から容易に弁別可能であり、以下で図４を参照してさらに詳細に説明される。
【００４０】
指定された特徴的ＲＦ信号を認識すると、マイクロ制御装置４０はブルートゥース通信モジュール２２をアクティブにする目覚まし回路２６に制御信号を発行する。目覚まし回路２６はまた、補助的ＲＦ受信機部２４から適切な制御信号を受信するとブルートゥース通信モジュール２２を電池に接続するアクティブ化切替器であると考えることができる。ブルートゥース通信モジュール２２はアクティブであるときに、関連付けられたインターフェイスとデータを交換可能である。必要であるならそしてその時に、ブルートゥース通信モジュール２２はまた測定装置３０からデータを受信し、そしてブルートゥース・リンク上にて関連付けられたインターフェイスにそのデータを送信する。そのようなデータ伝送は、定期的にまたはインターフェイスの要求に応じて発生させることができる。測定データの最後の送信以来ある時間が経過した後に、またはブルートゥース通信リンク上にてのインターフェイスからの適切な指示を受信すると、ブルートゥース通信モジュール２２は非アクティブにされる（すなわち再び休止モードに入る）ようにすることができる。
【００４１】
ブルートゥース通信モジュール２２は、関連付けられたインターフェイスのブルートゥース通信モジュールと通信するときには、２．４ＧＨｚ帯における８０の異なった周波数チャンネルの間で周波数ホップすることになることに注意するべきである。補助的ＲＦ受信機部２４はこの様には周波数ホップをせずに、代わりに２．４ＧＨｚ帯の中の８０のチャンネルすべてに亘って並列に受信する。これは、ブルートゥース通信モジュールの周波数ホッピング受信機エレクトロニクスに比較して補助的ＲＦ受信機部の複雑さおよび電力消費を大幅に軽減する。
【００４２】
図２において例証された補助的ＲＦ受信機部２４は、およそ１３０μＡの電力を消費することが判っている。スピンドルに実装される探針子に対して典型的であるおよそ１Ａ／ｈの容量を有する電池に関しては、補助的ＲＦ受信機部はこのようにおよそ３２０日間連続的に電力を供給することが可能である。ブルートゥース通信モジュールが連続的に電力を供給される場合に得られるであろう６０時間の電池寿命に対して、これはかなりの改善であると考えることが可能である。およそ３Ａ／ｈの電池容量を有する測定アセンブリにおいては、およそ３年間補助的ＲＦ受信機部に連続的に電力を供給することが可能である。休止モードにおける電力消費はこのようにほとんど無視できるほどになり、そして主に測定デバイスが如何に長くアクティブに測定データを取得しかつ送信するかによって電池寿命は決定付けられる。
【００４３】
大部分の実際的な環境においては、特徴的ＲＦ信号を送信するインターフェイスの領域内には、上で説明された種別の多くの無線通信デバイスがあるであろう。これらのデバイスの内の１つのみと通信することが必要である場合があるが、関連付けられた補助的ＲＦ受信機部が特徴的ＲＦ信号を受信すると、領域内のそのようなすべてのデバイスのブルートゥース通信モジュールはアクティブにされるであろう。必要な無線デバイス（群）のみを完全にアクティブにすることを可能にするために、ブルートゥース通信モジュール２２は、２つの異なるモードにおいて動作可能である；すなわち、聴取（受信専用）モードおよび完全（送信および受信）通信モードである。
【００４４】
アクティブ化時には、ブルートゥース通信モジュール２２は聴取モードに入り、そして補助的ＲＦ受信機部２４は非アクティブにされる。特徴的ＲＦ信号（すなわち「開始」信号）を送信した後に、インターフェイスのブルートゥース通信モジュールは、必要な無線デバイスのブルートゥース通信モジュール２４からの通信を要求する。ブルートゥース通信要求は、要求された移動体デバイスによってのみ認識される特有な符号を含むであろう。要求された移動体デバイスはその符号を受信すると完全通信モードに入り、そしてインターフェイスとデータを交換することになる。インターフェイスによって要求されなかった何れの移動体デバイスも、自身の符号を受信しないことになり、そしてこのように完全通信モードを入らないことになる。移動体デバイスのブルートゥース通信モジュールはこのように、開始信号を受信した後のある時間期間内に完全通信モードを入るよう自身が要求されないなら、または別のデバイスをアクティブにするよう意図する符号が受信されたなら、自動的に自身を非アクティブにするように配置される。この様にして、インターフェイスによって何れか１つの移動体デバイスが選択的にアクティブにされることが可能になり、そして領域内の他のすべての移動体デバイスは、短い間目を覚まし（聴取モードに入り）、その後再び休止モードに入る。
【００４５】
図３を参照すると、図２を参照して説明された種別のデバイスと通信するための適切なインターフェイス５０が例証される。
【００４６】
インターフェイス５０は、アンテナ５２、ブルートゥース回路５４、マイクロ制御装置５６、および１００ｍＷ増幅器５８を具備する。増幅器５８を、ブルートゥース回路５４およびアンテナ５２の間の信号経路の中に入れ、またはそこから外すよう切り換えることを可能にするために、１対の切替器６０がまた提供される。ブルートゥース回路５４および切替器６０は、マイクロ制御装置５６の制御の下で動作する。インターフェイスは電池動作ではなく、主電源から、選択的には関連付けられた工作機械を介して、電力の供給を受ける。
【００４７】
インターフェイス５０は、ブルートゥース（Ｂ）モードまたは開始（Ｓ）モードにおいて動作することが可能である。ブルートゥース・モードにおいては、インターフェイス５０のブルートゥース回路５４は、直接的にアンテナ５２に接続され、そして関連付けられたブルートゥース・デバイスとの間で通常のブルートゥース、周波数ホッピング、通信を確立することが可能である。開始モードにおいては、マイクロ制御装置５６が、ブルートゥース回路５４に特徴的ＲＦ信号または開始パターンを発生させる。以下でさらに詳細に説明されるように、開始パターンは、通常のブルートゥース動作の間には発生しないであろうＲＦパルスのパターンとなるように選択される。ブルートゥース回路５４は、受信機での周波数衝突効果を避けるために開始パターンを発生させるときに、周波数ホッピングを持続する。開始モードにおいてはまた、増幅器５８は「インライン」に切り換えられ、出力信号強度をおよそ１００ｍＷに押し上げる。増幅器は、オンに切り替る領域を増大させる（例えば、数ｍから数１０ｍまで）が、決してそれが不可欠ある訳ではないことに注意するべきである。事実、これが地域の電波放射規制に適合させるために必要であるなら、増幅器５８は削除せねばならないかまたはより少ない増幅を提供せねばならないかもしれない。
【００４８】
インターフェイス５０は使用時には、このように開始モードに入り、開始パターンまたは特徴的ＲＦ信号をおよそ１秒間送信し、領域内にある任意の関連付けられた無線デバイスの目を覚まさせることが可能である。領域内の任意の適切な無線デバイスのブルートゥース通信モジュールは、開始パターンを受信するとアクティブにされることになり、そして自身の聴取モードに入ることになる。開始信号を送信した後に、インターフェイスは通常のブルートゥース・モードに入り、選択された無線測定デバイスからの通信を要求する。インターフェイスによって発行されたブルートゥース通信要求には、要求された無線デバイスのみが応答し、そしてブルートゥースの完全通信モードに入る。他の無線デバイスが開始信号を受信したなら、それらは短時間期間の後に再び休止モードに入る。次にアクティブにされた無線デバイスからインターフェイスへデータを渡すことが可能になる。アクティブにされた無線デバイスから最早データは必要でないとなると、そのブルートゥース通信モジュールを非アクティブにすることによってそのデバイスが再び休止モードに入るようにするための指示を、インターフェイスが発行することができる。
【００４９】
図４ａを参照すると、適切な開始または特徴的ＲＦ信号が例証される。図４ａの描画は詳細には、上で図２を参照して説明された種別の無線デバイスの補助的ＲＦ受信機部によって２．４ＧＨｚ周波数帯に亘って受信される信号を例証する。特徴的ＲＦ信号は、無伝送の短期間８２により中断された同様の持続時間の長いＲＦパルスを具備するというように見ることが可能である。上で説明されたように、補助的ＲＦ受信機部のマイクロ制御装置４０は、そのような特徴的ＲＦ信号がいつ受信されるかを確認するために受信されるＲＦ信号を監視するように配置される。
【００５０】
図４ｂおよび図４ｃを参照すると、標準的ブルートゥースおよびＷＩ−ＦＩ通信信号がそれぞれ示される。図４ｂおよび図４ｃの不規則に配置されたパルスは、図４ａの開始パルスからは容易に区別可能であることを理解することが可能である。図４ａが開始信号として使用可能な特徴的ＲＦ信号の一例にすぎないことにもまた注意するべきである。多くの変形を使用することができ；唯一の要求条件は、そのような開始信号のパターンが正常な通信の間には通常起こらないということである。
【００５１】
ブルートゥース準拠の通信構造が上で詳細に説明されたが、代わりに何れのスペクトル拡散無線通信モジュールをも使用することができることを注意することが重要である。例えば、ＷＩ−ＦＩ、ＺｉｇＢｅｅ、または他の類似のシステムにもまた、本発明を適用することができるであろう。ブルートゥース・モジュールはまた、ＷＯ２００４／０５７５５２において説明された種別の特注の測定通信モジュールにより置き換えることができる。
【００５２】
最後に、１つまたは複数の温度センサーを具備する測定装置が上で図１〜図３を参照して説明されたが、他の種別の測定データを収集する同様の測定装置を提供することができるであろう。例えば測定装置は、接触トリガー探針子または走査（また「アナログ」と称される）探針子などの位置の測定探針子を具備することができる。事実測定装置３０は、周期的にデータを転送してやり取りする任意の構成要素により置き換えることができるであろう。例えば本発明はまた、アクティブにされ、そして無線リンク上にてデータを転送してやり取りすることが望まれる、何れの電子デバイス（電話、ＰＤＡ、ラップトップ、など）にも適用することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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