(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身が受けた荷重に応じた荷重信号を間欠的に生成して出力するロードセルと、
前記ロードセルから間欠的に出力される前記荷重信号を保持して、連続的な前記荷重信号を出力するサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に基づいて前記荷重を求める算出部と、
前記算出部で求められた前記荷重を表示する表示部と、
前記ロードセル、前記サンプルホールド回路、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記算出部を含む荷重取得部における前記荷重を取得する動作を停止するスリープ制御を間欠的に行うスリープ制御部と
を備え、
前記スリープ制御部は、前記荷重取得部における前記荷重を取得する動作を停止するときには、前記ロードセル、前記サンプルホールド回路、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記算出部のすべての動作を停止させ、
前記スリープ制御部は、
前記スリープ制御を間欠的に行う際に、前記算出部が求める前記荷重の変化量が、しきい値よりも小さい場合には、１回の前記スリープ制御を第１の時間行い、
前記スリープ制御を間欠的に行う際に、前記算出部が求める前記荷重の変化量が、前記しきい値よりも大きい場合には、１回の前記スリープ制御を前記第１の時間よりも短い第２の時間行い、
前記スリープ制御部は、前記算出部が求める前記荷重の変化量が前記しきい値よりも小さい状態が、所定時間よりも長く続くと、前記第１の時間を長くする、電子秤。
【請求項２】
請求項１に記載の電子秤であって、
前記荷重取得部は、
前記ロードセルから出力される前記荷重信号を増幅する増幅器と、
前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号に対してフィルタ  処理を行うローパスフィルタと
をさらに含み、
前記サンプルホールド回路は、前記増幅器から間欠的に出力される前記荷重信号を保持して、前記連続的な前記荷重信号を出力し、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記フィルタ処理後の前記連続的な前記荷重信号を前記デジタル信号に変換する、電子秤。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の電子秤であって、
前記表示部と通信を行って、前記算出部で求められた前記荷重を前記表示部に通知する通信部を備え、
前記通信部は、前記算出部において前記荷重が求められたときにだけ前記表示部と通信して、前記荷重を前記表示部に通知する、電子秤。
【請求項４】
請求項１に記載の電子秤であって、
前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号に対してフィルタ処理を行うローパスフィルタをさらに備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記フィルタ処理後の前記連続的な前記荷重信号を前記デジタル信号に変換する、電子秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードセルを備える電子秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロードセルを備える電子秤に関して様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、荷重を示すアナログ形式の荷重信号を出力するロードセルと、当該荷重信号にフィルタ処理を行うローパスフィルタと、フィルタ処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とが開示されている。
【０００３】
特許文献１の技術では、消費電力削減の観点から、ロードセルには間欠的に電流が流れ、ロードセルは、荷重信号を間欠的に出力する。そして、特許文献１の技術では、ロードセルの間欠動作とＡ／Ｄ変換器の変換動作とを同期させることによって、ロードセルから間欠的に出力される荷重信号をデジタル信号に変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−５１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１に記載の技術では、Ａ／Ｄ変換器の変換動作を、ロードセルの間欠動作に同期させていることから、Ａ／Ｄ変換器の変換速度を自由に設定することができない。例えば、Ａ／Ｄ変換器の変換速度を大きくするために、ロードセルの間欠動作の間隔を短くすると、ロードセルの消費電力が増加してしまうため、Ａ／Ｄ変換器の変換速度を自由に大きくできない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、Ａ／Ｄ変換器における変換速度の設定の自由度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、電子秤であって、自身が受けた荷重に応じた荷重信号を間欠的に生成して出力するロードセルと、前記ロードセルから間欠的に出力される前記荷重信号を保持して、連続的な前記荷重信号を出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル信号に基づいて前記荷重を求める算出部と、前記算出部で求められた前記荷重を表示する表示部と、前記ロードセル、前記サンプルホールド回路、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記算出部を含む荷重取得部における前記荷重を取得する動作を停止するスリープ制御を間欠的に行うスリープ制御部とを備え、前記スリープ制御部は、前記荷重取得部における前記荷重を取得する動作を停止するときには、前記ロードセル、前記サンプルホールド回路、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記算出部のすべての動作を停止させ、前記スリープ制御部は、前記スリープ制御を間欠的に行う際に、前記算出部が求める前記荷重の変化量が、しきい値よりも小さい場合には、１回の前記スリープ制御を第１の時間行い、前記スリープ制御を間欠的に行う際に、前記算出部が求める前記荷重の変化量が、前記しきい値よりも大きい場合には、１回の前記スリープ制御を前記第１の時間よりも短い第２の時間行い、前記スリープ制御部は、前記算出部が求める前記荷重の変化量が前記しきい値よりも小さい状態が、所定時間よりも長く続くと、前記第１の時間を長くする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電子秤であって、前記荷重取得部は、前記ロードセルから出力される前記荷重信号を増幅する増幅器と、前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号に対してフィルタ処理を行うローパスフィルタとをさらに含み、前記サンプルホールド回路は、前記増幅器から間欠的に出力される前記荷重信号を保持して、前記連続的な前記荷重信号を出力し、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記フィルタ処理後の前記連続的な前記荷重信号を前記デジタル信号に変換する。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の電子秤であって、前記表示部と通信を行って、前記算出部で求められた前記荷重を前記表示部に通知する通信部を備え、前記通信部は、前記算出部において前記荷重が求められたときにだけ前記表示部と通信して、前記荷重を前記表示部に通知する。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の電子秤であって、前記サンプルホールド回路から出力される前記連続的な前記荷重信号に対してフィルタ処理を行うローパスフィルタをさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記フィルタ処理後の前記連続的な前記荷重信号を前記デジタル信号に変換する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至請求項４に係る発明によれば、Ａ／Ｄ変換器には、連続的な荷重信号が入力されることから、Ａ／Ｄ変換器は、ロードセルの間欠動作と独立して変換動作を行うことができる。よって、Ａ／Ｄ変換器の変換速度の設定の自由度を高めることができる。
【００１４】
特に、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、ロードセルが検出する荷重の変化量が小さく、当該荷重が安定している場合には、１回のスリープ制御が行われる時間が長いため、電子秤の消費電力を抑えることができる。さらに、ロードセルが検出する荷重の変化量が大きい場合には、１回のスリープ制御が行われる時間が短いため、ロードセルが検出する荷重の変化に応じて、表示部が表示する荷重を更新することができる。よって、表示部ではより自然な形で荷重が変化する様子を表示することができる。
【００１５】
特に、請求項１に記載の発明によれば、スリープ制御部は、算出部が求める荷重の変化量がしきい値よりも小さい状態が、所定時間よりも長く続くと、１回のスリープ制御が行う時間を長くするため、電子秤の消費電力をさらに低減することができる。
【００１６】
特に、請求項３に記載の発明によれば、通信部は、荷重が求められたときにだけ表示部と通信するため、電子秤の消費電力をさらに低減することができる。
【００１７】
特に、請求項４に記載の発明によれば、ローパスフィルタは、連続的な荷重信号をフィルタ処理することから、ローパスフィルタから出力される荷重信号では、安定するまでに必要な時間が短くなる。したがって、後段のＡ／Ｄ変換器は、安定した荷重信号をすぐにデジタル信号に変換することができる。よって、正確な荷重をすぐに求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る電子秤の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図３】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図４】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図５】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図６】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図７】実施の形態に係る電子秤の動作を示す図である。
【図８】実施の形態に係る電子秤の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係る電子秤１の構成を示す図である。本実施の形態に係る電子秤１は、ロードセル１１と、差動アンプ１２と、サンプルホールド回路１３と、ローパスフィルタ１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、表示部１６と、スイッチ素子１７と、これらを統括的に制御する制御部１８と、計量皿（図示しない）とを備える。制御部１８は、例えば、ＣＰＵなどから構成されており、算出部１９、スリープ制御部２０及び通信部２１を機能ブロックとして有する。
【００２０】
この電子秤１の概略について説明する。被計量物（図示しない）が計量皿に載置されると、ロードセル１１は、計量皿を介して被計量物から荷重を受ける。ロードセル１１は、当該荷重に応じたアナログ形式の信号（以下、「荷重信号」と呼ぶ）を間欠的に出力する。差動アンプ１２は、ロードセル１１から出力される信号を増幅し、それによって得られる信号をサンプルホールド回路１３に出力する。サンプルホールド回路１３は、差動アンプ１２から出力される間欠的な荷重信号を一定時間保持することによって時間的に連続的な荷重信号を生成してローパスフィルタ１４に出力する。ローパスフィルタ１４は、サンプルホールド回路１３から出力される連続的な荷重信号にフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の荷重信号をＡ／Ｄ変換器１５に出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は、フィルタ処理後の荷重信号をデジタル信号に変換して制御部１８に出力する。制御部１８では、算出部１９が、このデジタル信号に基づいて、ロードセル１１が受けた荷重、つまり、被計量物の重量を求める。算出部１９で求められた荷重は通信部２１から表示部１６に通知される。表示部１６は、通知された荷重、つまり被計量物の重量を表示する。
【００２１】
本実施の形態に係る電子秤１では、Ａ／Ｄ変換器１５が、ロードセル１１の上述のような間欠動作と独立して変換動作を行うことが可能である。以下、このような電子秤１の電子秤１の各構成について詳細に説明する。
【００２２】
ロードセル１１は、起歪体３１と、４つの歪みゲージ３２ｃａ，３２ｃｂ，３２ｔａ，３２ｔｂ（以下、「複数の歪みゲージ３２」と呼ぶ）とを備える。電子秤１の計量皿に被計量物が載置されると、起歪体３１が当該被計量物の重量に応じて歪む。歪みゲージ３２ｃａ，３２ｃｂのそれぞれは、被計量物が計量皿に載置された際に、起歪体３１において圧縮歪みが発生する箇所に貼り付けられる。一方で、歪みゲージ３２ｔａ，３２ｔｂのそれぞれは、被計量物が計量皿に載置された際に、起歪体３１において引っ張り歪みが発生する箇所に貼り付けられる。複数の歪みゲージ３２は、ホイートストンブリッジ回路を構成しており、複数の歪みゲージ３２のそれぞれの抵抗値は、起歪体３１が歪むと当該被計量物の荷重に応じて変化する。歪みゲージ３２ｃａ，３２ｃｂの一方端は互いに接続されており、歪みゲージ３２ｔａ，３２ｔｂの一方端は互いに接続されており、歪みゲージ３２ｃａ，３２ｔａの他方端は互いに接続されており、歪みゲージ３２ｃｂ，３２ｔｂの他方端は互いに接続されている。
【００２３】
互いに接続された歪みゲージ３２ｃａ，３２ｃｂの一方端にはプラスの供給電圧Ｖ0が印加され、互いに接続された歪みゲージ３２ｔａ，３２ｔｂの一方端には、スイッチ素子１７の一端が接続されている。そして、スイッチ素子１７の他端は接地されている。これにより、スイッチ素子１７がオン状態のときには、互いに接続された歪みゲージ３２ｔａ，３２ｔｂの一方端が接地され、スイッチ素子１７がオフ状態のときには、互いに接続された歪みゲージ３２ｔａ，３２ｔｂの一方端はフローティングとなる。
【００２４】
スイッチ素子１７のオン／オフは制御部１８によって切り替えられる。制御部１８は、本電子秤１の消費電力を低減させるための後述のスリープ制御を行っていない最中には、所定の周期でスイッチ素子１７のオン／オフを交互に切り替える。これにより、ロードセル１１には間欠的に電流が流れるようになり、ロードセル１１が間欠動作を行う。よって、電子秤１の消費電力が低減される。
【００２５】
ロードセル１１は、互いに接続された歪みゲージ３２ｃａ，３２ｔａの他方端での電圧と、互いに接続された歪みゲージ３２ｃｂ、３２ｔｂの他方端での電圧とを、一対の出力信号として差動アンプ１２に出力する。以後、互いに接続された歪みゲージ３２ｃａ，３２ｔａの他方端での電圧を「出力信号Ｓ１」と呼び、互いに接続された歪みゲージ３２ｃｂ，３２ｔｂの他方端での電圧を「出力信号Ｓ２」と呼ぶ。したがって、ロードセル１１からは一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
【００２６】
スイッチ素子１７がオン状態にある場合には、ロードセル１１からの一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの電圧は、起歪体３１の歪みに応じた値、つまりロードセル１１が受ける荷重に応じた値を示す。そのため、スイッチ素子１７がオン状態にある場合には、ロードセル１１からの一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２は、荷重信号Ｓ１０となる。そして、スイッチ素子１７のオン／オフは交互に切り替えられるため、ロードセル１１は、荷重信号Ｓ１０を間欠的に出力する。
【００２７】
図２は、以上のように構成されるロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２の一例を示す図である。この図において、ｔONは、制御部１８によってスイッチ素子１７がオン状態にされている期間（以下、「オン期間」と呼ぶ）を示し、ｔOFFは、制御部１８によってスイッチ素子１７がオフ状態にされている期間（以下、「オフ期間」と呼ぶ）を示す。オン期間ｔON及びオフ期間ｔOFFのそれぞれは、計量皿に被計量物が載置されてからロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が安定するまでに必要な時間よりも十分に短く設定されている。図２では、計量皿に被計量物が載置されてからロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が安定するまでの間の当該出力信号Ｓ１，Ｓ２を示している。以後、被計量物が計量皿に載置されていない期間を非搭載期間Ｔ０、被計量物が計量皿に載置されてからロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が安定するまでの期間を過渡期間Ｔ１、ロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が安定している期間を安定期間Ｔ２とする。なお、後述するように、非搭載期間Ｔ０から安定期間Ｔ２までの間には、後述のスリープ制御が行われるが、ここでは簡単のため、スリープ制御が行われないと仮定して説明する。
【００２８】
オフ期間ｔOFFにおいては、ロードセル１１は、自身に供給される供給電圧Ｖ0と同じ電圧を有する一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。
【００２９】
一方、オン期間ｔONにおいては、ロードセル１１は、荷重信号Ｓ１０を出力する。非搭載期間Ｔ０においては、荷重信号Ｓ１０を構成する一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２の電圧のそれぞれは、互いに同じ値となり、この値を基準電圧ＶSと呼ぶ。ロードセル１１が荷重を受けている場合（過渡期間Ｔ１及び安定期間Ｔ２）には、荷重信号Ｓ１０では、一方の出力信号Ｓ１の電圧は基準電圧ＶSよりも大きくなり、他方の出力信号Ｓ２の電圧は基準電圧ＶSよりも小さくなる。そして、ロードセル１１が受けた荷重が大きくなればなるほど、荷重信号Ｓ１０では、一方の出力信号Ｓ１の電圧はより大きくなり、他方の出力信号Ｓ２の電圧はより小さくなる。つまり、ロードセル１１が受けた荷重が大きくなればなるほど、荷重信号Ｓ１０では、一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２の電圧差が大きくなる。
【００３０】
図３は、図２に示すロードセル１１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が差動アンプ１２に入力される際の差動アンプ１２の出力信号Ｓ１２を示す図である。差動アンプ１２は、ロードセル１１からの一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２を差動増幅し、つまり、当該一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２の差を増幅し、それによって得られる信号を出力信号Ｓ１２として出力する。
【００３１】
非搭載期間Ｔ０にロードセル１１から出力される、互いに同じ電圧の一対の出力信号Ｓ１，Ｓ２が差動アンプ１２に入力されると、図３に示されるように、差動アンプ１２の出力信号Ｓ１２は零となる。
【００３２】
また、荷重信号Ｓ１０が差動アンプ１２に入力されると、差動アンプ１２は、荷重信号Ｓ１０を差動増幅して出力信号Ｓ１２として出力する。この出力信号Ｓ１２を「荷重信号Ｓ２０」と呼ぶ。つまり、差動増幅後の荷重信号Ｓ１０が荷重信号Ｓ２０となる。本実施の形態では、荷重信号Ｓ１０が差動アンプ１２に間欠的に入力されるため、差動アンプ１２は、荷重信号Ｓ２０を間欠的に出力する。図３に示されるように、過渡期間Ｔ１においては、差動アンプ１２から間欠的に出力される荷重信号Ｓ２０は徐々に大きくなり、安定期間Ｔ２においては、差動アンプ１２から間欠的に出力される荷重信号Ｓ２０はほぼ一定となる。
【００３３】
図４は、図３に示す差動アンプ１２の出力信号Ｓ１２がサンプルホールド回路１３に入力される際のサンプルホールド回路１３の出力信号Ｓ１３を示す図である。本実施の形態に係るサンプルホールド回路１３は、差動アンプ１２からの荷重信号Ｓ２０が入力されると、当該荷重信号Ｓ２０を、次の荷重信号Ｓ２０が入力されるまで保持し、保持している荷重信号Ｓ２０を出力する。これにより、荷重信号Ｓ２０がサンプルホールド回路１３に間欠的に入力されると、サンプルホールド回路１３は、図４に示されるように、時間的に連続的な荷重信号Ｓ３０を出力信号Ｓ１３として出力することになる。
【００３４】
サンプルホールド回路１３からの出力信号Ｓ１３には、一般に、電子秤１周辺の機械的な振動等により、ノイズ信号が重畳されている。ローパスフィルタ１４は、サンプルホールド回路１３の出力信号Ｓ１３からノイズ信号を除去するフィルタ処理を行う。
【００３５】
図５は、図４に示すサンプルホールド回路１３の出力信号Ｓ１３がローパスフィルタ１４に入力される際のローパスフィルタ１４の出力信号Ｓ１４を示す図である。一般的に、ローパスフィルタは、入力信号を、それに含まれる高い周波数成分を除去して出力することから、ローパスフィルタからは、入力信号において信号レベルの変化をなだらかにした信号が出力される。したがって、サンプルホールド回路１３から連続的な荷重信号Ｓ３０がローパスフィルタ１４に入力されると、ローパスフィルタ１４は、当該荷重信号Ｓ３０において信号レベルの変化をなだらかにした信号を出力する。この信号を「荷重信号Ｓ４０」と呼ぶ。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器１５は、ローパスフィルタ１４からの出力信号Ｓ１４をデジタル信号に変換して出力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器１５では、ローパスフィルタ１４から出力される連続的な荷重信号Ｓ４０がデジタル信号に変換される。
【００３７】
ここで、本実施の形態に係る電子秤１と比較される、図１のブロック構成からサンプルホールド回路１３が取り除かれた電子秤（以下、「比較対象電子秤」と呼ぶ）について説明する。このような比較対象電子秤では、差動アンプ１２からの間欠的な荷重信号Ｓ２０（図３）が、ローパスフィルタ１４に入力される。そうすると、ローパスフィルタ１４は、入力された荷重信号Ｓ２０において信号レベルの変化をなだらかにした信号を出力する。この信号を「荷重信号Ｓ５０」とする。
【００３８】
図６は図３に示す差動アンプ１２の出力信号Ｓ１２が比較対象電子秤のローパスフィルタ１４に入力された際のローパスフィルタ１４の出力信号Ｓ２４を示す図である。図６に示されるように、ローパスフィルタ１４からは、間欠的に荷重信号Ｓ２０が入力されるたびに、荷重信号Ｓ２０において信号レベルの変化をなだらかにした信号が荷重信号Ｓ５０として出力される。そのため、後段のＡ／Ｄ変換器１５が、荷重信号５０をデジタル信号に変換するためには、ローパスフィルタ１４が荷重信号５０を出力するタイミングに合わせて変換動作を行う必要がある。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換器１５は、ロードセル１１の間欠動作に合わせて変換動作を行う必要がある。
【００３９】
これに対して、本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器１５には、フィルタ処理後の連続的な荷重信号Ｓ２０、つまり連続的な荷重信号Ｓ３０が入力されることから、Ａ／Ｄ変換器１５は、どのようなタイミングにおいても変換動作を行うことができる。つまり、Ａ／Ｄ変換器１５は、ロードセル１１の間欠動作と独立して変換動作を行うことができる。よって、Ａ／Ｄ変換器１５の変換速度の設定の自由度を高めることができる。
【００４０】
また、比較対象電子秤のローパスフィルタ１４には、荷重信号Ｓ２０が間欠的に入力されるため、図６に示されるように、荷重信号Ｓ２０の変化量が大きくなる。したがって、ローパスフィルタ１４から出力される荷重信号Ｓ５０が安定するまでに必要な時間が長くなる。よって、Ａ／Ｄ変換器１５での荷重信号Ｓ５０に対するサンプリングタイミングがずれると、十分に安定していない状態の荷重信号Ｓ５０をサンプリングする可能性が高くなる。その結果、算出部１９で求められる荷重の精度が劣化することがある。
【００４１】
これに対して、本実施の形態に係る電子秤１では、ローパスフィルタ１４には、サンプルホールド回路１３で生成された連続的な荷重信号Ｓ３０が入力されることから、図４に示されるように、荷重信号Ｓ３０の変化量を抑えることができる。特に、安定期間Ｔ２においては、荷重信号Ｓ３０はほぼ直流となる。よって、Ａ／Ｄ変換器１５での荷重信号Ｓ３０に対するサンプリングタイミングがずれた場合であっても、十分に安定した状態の荷重信号Ｓ３０をサンプリングすることができる。その結果、算出部１９で求められる荷重の精度を高めることができる。
【００４２】
図１に戻って、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号は制御部１８に入力される。制御部１８の算出部１９は、Ａ／Ｄ変換器１５からのデジタル信号に基づいて、ロードセル１１が受けた荷重、つまり計量皿に搭載された被計量物の重量を求める。通信部２１は、表示部１６と通信を行って、算出部１９で求められた荷重を表示部１６に通知する。スリープ制御部２０は、本電子秤１の消費電力を低減するためにスリープ制御を行う。なお、スリープ制御については後で詳細に説明する。表示部１６は、通信部２１から荷重が通知されると、当該荷重を表示する。これにより、ユーザは、表示部１６の表示を確認することによって、計量皿に搭載された被計量物の重量を知ることができる。
【００４３】
＜スリープ制御＞
次に制御部１８が行うスリープ制御について説明する。制御部１８のスリープ制御部２０は、本電子秤１の消費電力を低減するためにスリープ制御を間欠的に行う。以後、スリープ制御部２０がスリープ制御を行っていない場合の制御部１８の動作を通常動作と呼ぶ。したがって、制御部１８では、通常動作及びスリープ制御が繰り返して行われる。また、制御部１８においてスリープ制御が解除される間隔、言い換えれば、制御部１８が通常動作を行う間隔を「起床間隔」と呼ぶ。本実施の形態では、１回の通常動作が行われる時間（以後、「通常動作時間」と呼ぶ）は常に一定であり、１回のスリープ制御が行われる時間（以後、「スリープ時間」と呼ぶ）は常に一定ではなく変化する。よって、本実施の形態では、起床間隔が変化する。
【００４４】
スリープ制御においては、ロードセル１１、差動アンプ１２、サンプルホールド回路１３、ローパスフィルタ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及び、算出部１９で構成される荷重取得部１００（図１参照）での荷重を求める動作が停止される。本実施の形態では、スリープ制御部２０は、ロードセル１１、差動アンプ１２、サンプルホールド回路１３、ローパスフィルタ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及び、算出部１９のすべての動作を停止させることによって、荷重取得部１００での荷重を求める動作を停止する。なお、ロードセル１１、差動アンプ１２、サンプルホールド回路１３、ローパスフィルタ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及び、算出部１９の少なくとも一つの動作を停止させれば、荷重取得部１００では荷重を求めることができない。したがって、スリープ制御部２０は、ロードセル１１、差動アンプ１２、サンプルホールド回路１３、ローパスフィルタ１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及び、算出部１９の少なくとも一つの動作を停止させることによって、荷重取得部１００での荷重を求める動作を停止しても良い。
【００４５】
スリープ制御部２０は、ロードセル１１の動作を停止する際にはスイッチ素子１７をオフ状態にする。また、スリープ制御部２０は、電源供給を停止するなどによって、差動アンプ１２、サンプルホールド回路１３、ローパスフィルタ１４及びＡ／Ｄ変換器１５のそれぞれの動作を停止する。
【００４６】
制御部１８は、通常動作を行う際に、つまりスリープ制御部２０がスリープ制御を行っていない際に、上述のように、ロードセル１１を間欠的に動作させて、ロードセル１１が受ける荷重を算出する。本電子秤１では、通常動作時間の間に複数回荷重が求められるようになっている。
【００４７】
ここで、計量皿に被計量物が搭載されると、ロードセル１１が検出する荷重は零から上昇して一定値に落ち着くことになる。この際、スリープ時間が長いと、荷重取得部１００では、多くの回数、過渡期間の荷重を求めることができず、荷重が変化する様子を自然な形で表示部１６に表示することができない。一方で、スリープ時間を短くすると、スリープ制御による消費電力の低減効果が弱まってしまう。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、荷重取得部１００が取得する荷重の変化量が小さい場合にはスリープ時間を長く設定し、当該荷重の変化量が大きい場合にはスリープ時間を短く設定する。これにより、ロードセル１１が検出する荷重が安定している際には本電子秤１の消費電力を大きく低減することができるとともに、荷重取得部１００では過渡的な荷重を多くの回数求めることができる。よって、本電子秤１の消費電力を低減しつつ、荷重が変化する様子を自然な形で表示部１６に表示することができる。以下に、このことについて具体的に説明する。
【００４９】
スリープ制御部２０は、制御部１８が通常動作を行うたびに、算出部１９が求める荷重の変化量を求めて、当該変化量としきい値とを比較する。このしきい値は例えば、０．１ｇに設定される。そして、スリープ制御部２０は、求めた荷重の変化量がしきい値よりも小さい場合には、スリープ時間を第１の時間ｔLとする。この第１の期間ｔLは２００〜３００ｍｓｅｃであることが望ましい。一方で、スリープ制御部２０は、求めた荷重の変化量が、当該しきい値よりも大きい場合にはスリープ時間を、第１の時間ｔLよりも短い第２の時間ｔSとする。この第２の時間ｔSは、２０〜３０ｍｓｅｃであることが好ましい。なお、荷重の変化量がしきい値と一致する場合には、スリープ時間を第１の時間ｔL及び第２の時間ｔSのどちらに設定しても良い。本実施の形態では、荷重の変化量がしきい値と一致する場合には、例えばスリープ時間を第１の時間ｔLに設定するものとする。
【００５０】
図７はスリープ制御部２０の動作を説明するための図である。図７では、仮に荷重取得部１００が連続動作した場合において、計量皿に被計量物が搭載される際に算出部１９で求められる荷重（以後、「検出荷重」と呼ぶ）が変化する様子の一例が上側に示されている。また図７の下側においては、計量皿に被計量物が搭載される際にスリープ時間が変化する様子が、検出荷重の変化に対応付けられて示されている。なお、以下の説明では、被計量物が計量皿に搭載される前においては、スリープ時間が第１の時間ｔLに設定されているものとする。
【００５１】
図７に示すように、時刻Ｔ１１において計量皿に被計量物が搭載され、その後、時刻Ｔ１２において、制御部１８が、スリープ制御４１を終了して通常動作４２を開始すると、スリープ制御部２０は、この通常動作４２において、算出部１９で求められる荷重の変化量を求める。そして、スリープ制御部２０は、求めた変化量がしきい値以下の場合には、次のスリープ制御４１におけるスリープ時間を第１の時間ｔLとし、しきい値よりも大きい場合には、次のスリープ制御４１におけるスリープ時間を第２の時間ｔSとする。図７の例では、時刻Ｔ１１においては、検出荷重は過渡的な状態であることから、時刻Ｔ１１で開始する通常動作４２においてスリープ制御部２０で求められる荷重の変化量はしきい値よりも大きくなる。よって、時刻Ｔ１３で開始するスリープ制御４１でのスリープ時間は第２の時間ｔSとなる。
【００５２】
その後、時刻Ｔ１４において、制御部１８が、スリープ制御４１を終了して通常動作４２を開始すると、スリープ制御部２０は、この通常動作４２においても、算出部１９で求められる荷重の変化量を求める。そして、スリープ制御部２０は、求めた変化量がしきい値以下の場合には、次のスリープ制御４１におけるスリープ時間を第１の時間ｔLとし、しきい値よりも大きい場合には、次のスリープ制御４１におけるスリープ時間を第２の時間ｔSとする。図７の例では、時刻Ｔ１４においても、検出荷重は過渡的な状態であることから、時刻Ｔ１４で開始する通常動作４２においてスリープ制御部２０で求められる荷重の変化量はしきい値よりも大きくなる。よって、時刻Ｔ１５で開始するスリープ制御４１でのスリープ時間は第２の時間ｔSとなる。以後、スリープ制御部２０は、制御部１８が通常動作を行うたびに、同様にしてスリープ時間を決定する。
【００５３】
図７に示すように、時刻Ｔ１６においては、検出荷重は安定している。したがって、時刻Ｔ１６で開始する通常動作４２においてスリープ制御部２０で求められた荷重の変化量はしきい値以下となる。よって、時刻Ｔ１７で開始するスリープ制御４１でのスリープ時間は第１の時間ｔLとなる。以後、検出荷重は安定していることから、スリープ制御４１でのスリープ時間は第１の時間ｔLとなる。
【００５４】
ここで、本実施の形態に係るスリープ制御部２０は、荷重の変化量がしきい値以下の状態が所定時間よりも長く続くと第１の時間ｔLを長くする。具体的には、スリープ制御部２０は、荷重の変化量がしきい値以下となると、その時点から所定時間を計測する。そして、スリープ制御部２０は、次の通常動作においても荷重の変化量がしきい値以下の場合には、所定時間が経過していないかを確認する。スリープ制御部２０は、所定時間が経過していない場合には、第１の時間ｔLを変更せずに、それを次のスリープ制御４１でのスリープ時間とする。一方で、スリープ制御部２０は、所定時間が経過している場合には、第１の時間ｔLを長くして、例えば１．５倍にして、長くした第１の時間ｔLを次のスリープ制御でのスリープ時間とする。以後、スリープ制御部２０は、制御部１８が通常動作を行うたびに、同様の動作を行う。
【００５５】
図７の例では、時刻Ｔ１６で開始する通常動作において荷重の変化量がしきい値以下となる。そして、時刻Ｔ１８で開始する通常動作において、スリープ制御部２０は所定時間が経過したと判定する。したがって、スリープ制御部２０は、第１の時間ｔLを長くして、長くした第１の時間ｔLを時刻Ｔ１９で開始するスリープ制御４１でのスリープ時間とする。よって、時刻Ｔ１９で開始するスリープ制御４１のスリープ時間が長くなっている。
【００５６】
なお、以上では、図７を用いて、計量皿に被計量物が搭載される際のスリープ制御部２０の動作について説明したが、計量皿から被計量物が取り除かれて検出荷重が小さくなる場合においても、スリープ制御部２０は同様にしてスリープ時間を変更する。
【００５７】
以上のような本実施の形態に係る電子秤１によれば、ロードセル１１が検出する荷重の変化が小さく、当該荷重が安定している場合には、スリープ時間が長いため、電子秤１の消費電力を抑えることができる。さらに、ロードセル１１が検出する荷重の変化量が大きい場合には、スリープ時間が短いため、ロードセル１１が検出する荷重の変化に応じて、表示部１６が表示する荷重を変更することができる。よって、電子秤１が荷重を表示する際に人が通常抱いている印象に合致した自然な形で、表示部１６は荷重が変化する様子を表示することができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る電子秤１によれば、スリープ制御部２０は、算出部１９が求める荷重の変化量がしきい値よりも小さい状態が、所定時間よりも長く続くと、スリープ時間である第１の時間ｔLを長くするため、電子秤１の消費電力をさらに低減することができる。
【００５９】
なお、制御部１８の通信部２１は、算出部１９が荷重を求めたときにだけ表示部１６と通信を行って、当該荷重を表示部１６に通知することが望ましい。この場合には、スリープ時間が第１の時間ｔLに設定されて、スリープ時間が長い場合には、通信部２１と表示部１６との通信頻度を抑えることができる。その結果、電子秤１の消費電力がさらに低減する。
【００６０】
また、スイッチ素子１７のオン／オフを交互に切り替える周期が短いと、歪みゲージ３２ｃａ，３２ｃｂ，３２ｔａ，３２ｔｂで発生する熱の変動が抑制される。そうすると、荷重信号が変動することできるため、スイッチ素子１７の切り替える周期を短くすることが望ましい。
【００６１】
また、上記の例では、制御部１８が通常動作を行っている際には、ロードセル１１を間欠動作させていたが、スリープ制御の利点だけを考慮すれば、制御部１８が通常動作を行っている際には、スイッチ素子１７を常にオン状態として、ロードセル１１を常に動作させても良い。
【００６２】
また、図８に示されるように、ロードセル１１の複数の歪みゲージを２つの歪みゲージ３２ｃｂ，３２ｔｂだけで構成しても良い。この場合には、歪みゲージ３２ｃｂ，３２ｔｂの接続点の電圧がロードセル１１からの出力信号となり、差動アンプ１２の代わりに、入力端子が１つであるアンプ２２が使用される。
【符号の説明】
【００６３】
１  電子秤
１１  ロードセル
１２  差動アンプ
１３  サンプルホールド回路
１４  ローパスフィルタ
１５  Ａ／Ｄ変換器
１６  表示部
１９  算出部
２０  スリープ制御部
２１  通信部
４１  スリープ制御
１００  荷重取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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