(57)【要約】  電力線通信を行う場合において電源効率を向上させること。  電子機器は、所定負荷に繋がる定電流回路網の少なくとも一部を含む電子機器において、前記所定負荷に関する状態に基づいて、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する回路部Ｋを有する。回路部Ｋは、前記定電流回路網を流れる定電流が流れると、前記所定負荷に印加される電圧の少なくとも一部が発生する経路（端Ｋ１から定電圧ダイオードＤ１を介して端Ｋ３までの経路）と、前記経路のショートと、当該経路のショートの解除とを切替えるスイッチ部としての電界効果トランジスタＱ１とを有している。制御部ＣＴは、前記スイッチ部の状態を切替えることで、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する。
2019244886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定負荷に繋がる定電流回路網の少なくとも一部を含む電子機器において、
前記所定負荷に関する状態に基づいて、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する制御部
を有する電子機器。
【請求項２】
前記定電流回路網を流れる定電流が流れると、前記所定負荷に印加される電圧の少なくとも一部が発生する経路と、
前記経路のショートと、当該経路のショートの解除とを切替えるスイッチ部と、
を有し、
前記制御部は、前記スイッチ部の状態を切替えることで、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記所定負荷及び前記電子機器を有するモジュールが、前記定電流回路網に含まれており、
前記定電流回路網において、通信用の情報が、電圧の高低を第１周波数で繰り返す第１パルスとして伝送される場合、
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、第１周波数より高い第２周波数で前記スイッチ部の状態を切替え、前記第２周波数で電圧の高低を繰り返す第２パルスの形態で当該所定負荷に対する印加電圧を制御する、
請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２パルスにおけるデューティ比を、前記所定負荷に必要な電力に基づいて決定する制御を実行する、
請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記所定負荷及び前記電子機器を有するモジュールが、前記定電流回路網に含まれており、
前記定電流回路網において通信用の情報が伝送される場合、
前記情報の前記モジュールにおける伝送の開始を検出する第１検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、
前記第１検出部により前記情報の伝送の開始が検出されたときに、
前記スイッチ部の状態を、
前記経路のショートの状態から、前記経路のショートの解除の状態に、
切り替える、
請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、
前記情報の伝送の終了を認識したときに、
前記スイッチ部の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える、
請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出する第２検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、
前記第２検出部により前記情報の伝送の終了が検出されたときに、
前記スイッチ部の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える、
請求項５に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定電流による電力供給での抑制技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
例えば特許文献１に記載された技術によれば、発光状態をフォトダイオードで検出し、フォトダイオードの検出値に応じて定電流回路を制御して発光ダイオードに流れる電流を制御するＬＥＤ照明装置の提供がなされている。
ところで、本願出願人は、電力線通信を用いて通信すると共に電力の供給を受ける電子機器を開発して、特願２０１７−１５６８２７として特許出願をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６３０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力線通信を用いる場合において、電源効率の向上が要求されているが、上述の特許文献１を含め従来の技術を単に適用しただけでは、このような要求に十分に応えることができない状況である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電力線通信を行う場合において電源効率を向上させることを目的とする。【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の電子機器は、
所定負荷に繋がる定電流回路網の少なくとも一部を含む電子機器において、
前記所定負荷に関する状態に基づいて、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する制御部
を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力線通信を行う場合において電源効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るベーシックコア及び機能モジュールが接続された状態の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る２線式定電流通信回路の一例を示す回路図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの図１とは異なる接続態様を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの図１及び図４とは異なる接続態様を示すブロックの一例を示す図である。
【図６】機能モジュールからコアモジュールに情報を送信する場合の通信波形の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る２線式定電流通信回路によるスイッチ部の状態の切替えの連続に伴い発生する波形の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路の一例を示す回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路により実行される低消費電力モード制御処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路による波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す情報処理システムは、ユーザにより使用されるユーザ端末１と、ベーシックコア２と、多数の機能モジュール３−１乃至３−ｎ（ｎは１以上の任意の整数値）とを含む。
なお、ユーザ端末１とベーシックコア２との夫々は、図１の例では説明の便宜上１台のみ図示されているが、特にこれに限定されず、後述するペアリングが可能であれば任意の台数でよい。
また、ベーシックコア２に接続される機能モジュール３−１乃至３−ｎの台数ｎは、特に限定されない。図１の例のようにｎ＝２であってもよいし、図４や図５の例のようにｎ＝３であってもよいし、ｎはその他の整数値であってもよい。
【００１１】
ユーザ端末１は、ベーシックコア２と、各種方式、例えばＮＦＣ（登録商標）（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の各種方式で通信を行う。
なお、以下、機能モジュール３−１乃至３−ｎを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「機能モジュール３」と呼ぶ。
【００１２】
図１において、ベーシックコア２と機能モジュール３の接続態様の例として、ディジーチェーン型が例示されている。
図１に示すディジーチェーン型は、ベーシックコア２が一端となって、当該一端に１台の機能モジュール３−１が接続され、当該機能モジュール３−１に更に機能モジュール３−２が接続され、さらには当該機能モジュール３−２に図示せぬ別の機能モジュール３が接続されてゆく、いわゆる芋づる式の接続態様である。
【００１３】
ここで、本実施形態で用いられる、ベーシックコア２及び機能モジュール３について簡単に説明する。
ベーシックコア２とは、１以上の機能モジュール３と接続して使用するハードウェアデバイスであり、近距離無線通信（例えば、ＮＦＣ（登録商標）の規格に準拠した通信）でユーザ端末１とのペアリングを行う。
【００１４】
ユーザ端末１は、所定のベーシックコア２−Ｋ（Ｋは、１乃至ｍのうち任意の整数値）とペアリングを行うことで、ベーシックコア２−Ｋと、ベーシックコア２−Ｋと接続されたＬ個（Ｌは、任意の整数値）の機能モジュール３−Ｋ１乃至３−ＫＬとを認識する。
つまり、ベーシックコア２−Ｋと接続される対象は、Ｌ個の機能モジュール３の直列接続で良い。ユーザ端末１は、これらをＬ個のそれぞれの機能モジュール３を個別に認識することができる。
機能モジュール３とは、例えば、温度センサ等の各種センサ、プッシュボタン等の操作器具、モーター等の駆動器具等により構成されるハードウェアデバイスである。
【００１５】
ここで、上述のユーザ端末１とベーシックコア２−Ｋとのペアリングについて説明する。
本実施形態では、ベーシックコア２−Ｋに接続された機能モジュール３の動作を少なくとも伴うプログラムの作製に際して、ユーザ端末１とベーシックコア２−Ｋとについて近距離無線通信を利用したペアリングを行う必要がある。
【００１６】
ペアリングとは、端的に言えば、近距離無線通信を用いて、ユーザ端末１に、ベーシックコア２−Ｋ及びそれに接続されている機能モジュール３の種別や接続状態等を認識させることをいう。
なお、ユーザ端末１では、機能モジュール３の種別や接続の状態等を認識すると、接続された機能モジュール３に対応するＨパーツがプログラム作製画面に表示される。
ユーザ端末１は、タブレット端末等で構成される。
【００１７】
次に、図２を用いて、ベーシックコア２−Ｅ（Ｅは、１乃至ｍのうち任意の整数値）、機能モジュール３−Ｅ１及び機能モジュール３−Ｅ２（Ｅ１、Ｅ２は、１乃至ｎのうち任意の整数値）の接続形態の詳細について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係るベーシックコア及び機能モジュールが接続された状態の構成の一例を示す図である。
【００１８】
図２には、ベーシックコア２−Ｅ、機能モジュール３−Ｅ１、機能モジュール３−Ｅ２及びバッテリーユニットＰＰが例示されている。
ベーシックコア２−Ｅには、バッテリーユニットＢＵ、シリアルポートＳＰ１及びＳＰ２並びに近距離無線通信部ＢＴが備えられている。
【００１９】
バッテリーユニットＢＵは、例えば、直流安定化電源であり、ベーシックコア２−Ｅや機能モジュール３−Ｅ１及び機能モジュール３−Ｅ２に電流で電力を供給する。
シリアルポートＳＰ１、ＳＰ２は、ベーシックコア２−Ｅと他のハードウェア等とを接続するための接続口（接続コネクタ）である。
【００２０】
図２の例では、ベーシックコア２−Ｅには、シリアルポートＳＰ１、ＳＰ２が備えられ、機能モジュール３−Ｅ１には、シリアルポートＰＳ１が備えられている。
そして、ベーシックコア２−Ｅと機能モジュール３−Ｅ１は、この２つのシリアルポートＳＰ１、ＰＳ１を介して接続されている。
【００２１】
更に、機能モジュール３−Ｅ１にはシリアルポートＰＳ２が、機能モジュール３−Ｅ２にはシリアルポートＰＳ３が、夫々備えられ、機能モジュール３−Ｅ１と機能モジュール３−Ｅ２は、この２つのシリアルポートＰＳ２、ＰＳ３を介して接続されている。
ベーシックコア２−ＥのシリアルポートＳＰ２には、シリアルポートＳＰ１から直列に接続された終端に位置する機能モジュール３と、そのシリアルポートを介して、複数のモジュールを、ループ状に接続させて良い。
近距離無線通信部ＢＴは、他のハードウェア等と所定の規格（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に従った方式で近距離無線通信を行うためのＩＣカード等が搭載されている。
【００２２】
図２の例では、（図２においては、図示せぬ）ユーザ端末１と、近距離無線通信部ＢＴを備えたベーシックコア２−Ｅとは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に従った方式で近距離無線通信を行う。
具体的に例えば、ユーザ端末１で作製されたプログラムの実行結果（コマンド等）は、ベーシックコア２−Ｅにも送信される。
【００２３】
さらに言えば、ベーシックコア２−Ｅは、ユーザ端末１から送信されてきた当該プログラムの実行結果（コマンド等）を取得し、さらに、その結果を送信情報として電流信号（電力供給用）に重畳して、機能モジュール３−Ｅ１、３−Ｅ２のうち、コマンド等の対象となる機能モジュール３へと送信する。
また、機能モジュール３−Ｅ１は、タイヤＴを、機能モジュール３−Ｅ２は、ブザーを備えている。
【００２４】
そして、上述の通り、機能モジュール３−Ｅ１、３−Ｅ２は、ベーシックコア２−Ｅから送信されてきた送信情報のうち、自機に対するプログラムの実行結果（コマンド等）のみを取得する。
図２の例の機能モジュール３−Ｅ１は、ユーザ端末１で作製されたプログラムの実行結果（コマンド等）のうち、タイヤを駆動させるコマンド等に従って、タイヤＴを駆動する。機能モジュール３−Ｅ２は、ユーザ端末１で作製されたプログラムの実行結果（コマンド等）のうち、ブザーを鳴動させるコマンド等に従って、ブザーを鳴動させる。
【００２５】
ここで、図２の例では、機能モジュール３−Ｅ１には、バッテリーユニットＰＰが接続されている。
このバッテリーユニットＰＰは、外部電源として機能モジュール３−Ｅ１に電力を供給し、更には機能モジュール３−Ｅ１に接続された機能モジュール３−Ｅ２等にも電力を供給する。
なお、上述したように、ベーシックコア２から、機能モジュール３−Ｅ１等に必要分の電力の供給が可能であるならば、バッテリーユニットＰＰは必須な構成要素ではない。
【００２６】
このようなユーザ端末１、ベーシックコア２及び機能モジュール３の各種ハードウェアと各種ソフトウェアの協働によりプログラム作製処理の実行が可能となる。
ここで、プログラム作製処理とは、ベーシックコア２に接続された機能モジュール３を１以上機能させるためのプログラムを作成するための処理をいう。
【００２７】
ここで、図１及び図２に示すベーシックコア２及び機能モジュール３においては、２線式定電流通信回路が形成されている。
２線式定電流通信回路とは、電力供給用定電流に信号電流を重畳することにより、通信専用の配線を省略し、電力供給に用いる２本の配線のみで接続して、電流通信を行う回路をいう。
この方式は、電力供給線と通信線を別個に配線する場合と比較して配線数が少なく、１本に纏める等した場合にケーブルを細くすることができ、配線のとり回しが良く、また、必要になる接続コネクタも少なく済む。
また、電流型通信方式は、電圧型通信方式とは異なり、長距離での安定した通信を実現する場合であっても回路が複雑化せず、コストや基板サイズが肥大化しない。つまり、この方式であれば、簡単な構成で安定してデータ通信ができる組み立てブロックを実現することができる。
【００２８】
しかしながら、２線式定電流通信回路には、電源効率が悪いという問題点がある。
図１に示すように、ベーシックコア２と機能モジュール３の接続態様では、外見上配線が閉ループを構成していないが、端部に位置するベーシックコア２又は機能モジュール３において配線が折り返されているため、電気的には閉ループ配線となる構成をとっている。かかる配線構成において、機能モジュール３同士は電気的に数珠繋ぎのため、全ての機能モジュール３に流す電流が同一である。このため、電流を最も多く用いる機能モジュール３（例えば機能モジュール３−１）にあわせて、ベーシックコア２と機能モジュール３とのシステムを設計する必要がある。
このため、電流を使わない機能モジュール３（例えば機能モジュール３−２）は、使わない電流を熱に変えてしまい、電源効率が悪くなる。
したがって、電源効率を上げるという要望、即ち、機能モジュール３の省電力化を図るという要望が存在する。
【００２９】
このような要望に応えるべく、本実施形態の機能モジュールには、図３に示すような回路が設けられている。
図３は、図１に示す２線式定電流回路網に接続される回路であって、例えば所定の１の機能モジュールに設けられる回路の一例を示す回路図である。
図３の回路は、コアモジュール２に設けられる図示せぬ定電流源を用いる二線式定電流回路網に接続されている。この図３の回路は、機能モジュール３に設けている。
【００３０】
図３の回路において、入力回路正極端子ＶＰ及び入力回路負極端子ＶＭは、２線接続端子であり、コアモジュール２が備える定電流源に接続されている。ここで、接続とは、直接的に接続するのみならず、他の要素（例えば他の機能モジュール３）を介在する接続も含む広義な概念である。
【００３１】
図３の回路は、端Ｋ１乃至端Ｋ４を有する回路部Ｋと、電流計測用抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１を含むように構成されている。
回路部Ｋのうち、端Ｋ１は入力回路正極端子ＶＰに接続されており、端Ｋ３は電流計測用抵抗Ｒ１の一端に接続されている。電流計測用抵抗Ｒ１の他端は、入力回路負極端子ＶＭ及びコンデンサＣ１の一端に接続されており、コンデンサＣ１の他端は回路部Ｋ内の制御部ＣＴに接続されている。
回路部Ｋのうち、電位Ｖｃｃの端Ｋ２と、端Ｋ４とには図示せぬ負荷が接続されている。
【００３２】
回路部Ｋは、定電圧ダイオードＤ１と、電界効果トランジスタＱ１と、ショットキーバリアダイオードＤ２と、コンデンサＣ２と、制御部ＣＴとを有している。
回路部Ｋにおいて、端Ｋ１と端Ｋ４との間において、定電圧ダイオードＤ１と、電界効果トランジスタＱ１と、ショットキーバリアダイオードＤ２及びコンデンサＣ２の直列接続とが並列に接続されている。ショットキーバリアダイオードＤ２及びコンデンサＣ２の接続端として、端Ｋ２が設けられており、端Ｋ３と端Ｋ４は同電位で接続されている。
【００３３】
制御部ＣＴは、その出力が、電界効果トランジスタＱ１のゲートＧＴに接続されており、その入力が、電位Ｖｃｃの端Ｋ２に接続されている。制御部ＣＴはまた、上述のようにコンデンサＣ１に接続されると共に、端Ｋ４（端Ｋ３）に接続されている。電界効果トランジスタＱ１のソースＳＣは端Ｋ３に接続されており、電界効果トランジスタＱ１のドレインＤＲは端Ｋ１に接続されている。
【００３４】
次に、このような構成を有する図３の回路の動作について説明する。
制御部ＣＴは、上述の如く、入力される電位Ｖｃｃの値に応じて、スイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ１の状態を、オン状態とオフ状態のうち一方から他方へ切り替える。
即ち、負荷を作動させない待機状態の図３の回路において、電位Ｖｃｃが規定電圧より高くなっている場合、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオン状態とするように制御する。これにより、ドレインＤＲ−ソースＳＣ間の抵抗値が略ゼロとなって回路Ｋをショートさせ、定電圧ダイオードＤ１は通電しなくなる。
これにより、定電圧ダイオードＤ１からの発熱は回避され、図３の回路を含む機能モジュール３の消費電力は非常に低下することになる。
【００３５】
一方、負荷を作動させる作動状態の図３の回路において、電位Ｖｃｃが規定電圧より低くなった場合は、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態にするように制御する。これにより、ドレインＤＲ−ソースＳＣ間は略絶縁状態となって、外部から定電圧ダイオードＤ１に定電流が供給され、負荷の作動に要する十分な電圧が得られる。
従って、この場合の電力消費量は、図３の回路を用いない従来の場合と同等になる。
【００３６】
この様にすることにより、図３の回路は、作動状態においては負荷に必要な電力が外部から十分に供給される一方、待機状態においては電力の消費が大幅に抑制される。
【００３７】
ここで、電界効果トランジスタＱ１にはオン抵抗が低いものを採用する程、省消費電力効果が発揮される。この様なロードスイッチ用電界効果トランジスタの具体例としては、シリコンＮチャネルＭＯＳ形電界効果トランジスタを採用することができる。
【００３８】
以下、図３の回路を適用した場合の効果について、更に具体的に例示する。
入力回路正極端子ＶＰ及び入力回路負極端子ＶＭの間には、定電流として２０ｍＡの電流が流れているものとする。
この状況において、定電圧ダイオードＤ１には３．５Ｖの電圧が掛かり、電流計測用抵抗Ｒ１には、０．２Ｖの電圧が掛かっているものとする。
つまり、この状況において、当該回路は、
（３．５＋０．２）［Ｖ］×２０［ｍＡ］＝７４［ｍＷ］を消費する。
【００３９】
この状況において、制御部ＣＴの制御により電界効果トランジスタＱ１がオン状態になると、この回路の消費電力は電流計測用抵抗Ｒ１だけとなるので、０．２［Ｖ］×２０［ｍＡ］＝４［ｍＷ］となる。つまり、電力の消費が大幅に抑制される。
【００４０】
しかしながら、上述した２線式定電流通信回路での、電界効果トランジスタＱ１によるオン状態／オフ状態の切り替えには、通信時の波形と近いノイズが発生して自機能モジュール３又は別の機能モジュール３と通信が干渉するという問題がある。
この干渉は、通信を行っている機能モジュール３と、電界効果トランジスタＱ１によるオン状態／オフ状態の切り替えを行っている機能モジュール３とが、異なっている場合においても閉ループを構成して、直列で配線されている為、問題となる。
【００４１】
このような問題を解消するべく、上述した図３の回路の制御部ＣＴには、更に以下に図を用いて説明する制御を行わせることができる。
図６は、機能モジュール３−１からコアモジュール２に通信用の情報を送信する場合の通信波形の一例を示す図である。
図６の例においては、コアモジュール２と、機能モジュール３−１と、機能モジュール３−２と、が閉ループを構成して、直列で配線されているものとする。
図６の上段において、横軸は、時間を示し、縦軸は、機能モジュール３−１において印加される入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧を示している。
機能モジュール３−１からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合において、機能モジュール３−１において印加される電圧の波形が、通信波形として図６の上段に示されている。
図６の下段において、横軸は、時間を示し、縦軸は、機能モジュール３−２において印加される入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧を示している。
機能モジュール３−２は、後述する別段の対策を講じない機能モジュール３であって、電位Ｖｃｃの変化に応じて、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えが連続して生じた場合において、機能モジュール３−２において印加される電圧の波形が、図６の下段に示されている。
ここで上下の２つの図の横軸は、上下において各時刻が対応しているものとし、同じタイミングでの電圧を、上下で対比できるものとなっている。
ただし、コアモジュール２と、機能モジュール３−１と、機能モジュール３−２と、は閉ループを構成して直列で配線されている。
この為、実際の各モジュールの入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電流は同じものとなり、図６の上段に示された電圧と、図６の下段に示された電圧と、を足し合わせた電圧が、コアモジュール２に印加される。
【００４２】
ここで、通信用の情報は、「１」又は「０」のビットの組み合わせからなる情報である。この通信用の情報は、「０」を示すハイレベルの電圧と「１」を示すローレベルの電圧とを有する図６に示すパルス波形の信号として、機能モジュール３からコアモジュール２へ送信される。
図６の上段の例においては、通信用の情報に対応するパルス（「１」を示すローレベルの電圧となっている部分）の幅は、５０マイクロ秒程度である。
ここで、５０マイクロ秒程度電圧がローレベルであれば、その前後の任意の長さのハイレベルの部分のうちの５０マイクロ秒程度の部分と合わせて、１００マイクロ秒程度が１個のパルスの１周期であるといえる。
即ち、図６の上段に示す通信波形（パルス波形）の周波数は１０ＫＨｚ程度である。
【００４３】
一方、別段の対策を講じない場合は、図６の上段に示す通信波形（パルス波形）の信号が機能モジュール３からコアモジュール２に送信されることとは無関係に、電位Ｖｃｃの変化に応じて、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えが連続して生じてしまう。
この、機能モジュール３からコアモジュール２への通信とは無関係な電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えは、図６の下段に示す様に、１０ＫＨｚ程度の周波数で連続して起こる場合がある。
この場合は、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えの連続によって、入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧の波形は、図６の上段に示す通信波形（パルス波形）が重畳された場合の電圧の波形と同様になる。
したがって、このような電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えの連続の結果、図６の下段に示す様に、通信用の情報の送信先であるコアモジュール２において当該通信用の情報のパルス波と取り違え易いノイズが、機能モジュール３−２で発生してしまう。
【００４４】
そこで、このようなノイズの発生の対策として、図７の下段に示すように、ハイレベルの電圧となる時間については、電界効果トランジスタＱ１の状態を高周波数で連続して切り替えるように制御する。
図７は、本発明の第１実施形態に係る２線式定電流通信回路によるスイッチ部の状態の切替えの連続に伴い発生する波形の一例を示す図である。
図７の例においても、図６と同様に、コアモジュール２と、機能モジュール３−１と、機能モジュール３−２と、が閉ループを構成して、直列で配線されているものとする。
図７の上段は、図６の上段と同様である。
即ち、図７の上段において、横軸は、時間を示し、縦軸は、機能モジュール３−１において印加される入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧を示している。
機能モジュール３−１からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合において、機能モジュール３−１において印加される電圧の波形が、通信波形として図７の上段に示されている。
図７の下段において、横軸は時間を示し、縦軸は、機能モジュール３−２において印加される入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧を示している。
ここで、図６と同様に、上下の２つの図の横軸は、上下において各時刻が対応しているものとし、同じタイミングでの電圧を、上下で対比できるものとなっている。
ただし、図６と同様に、コアモジュール２と、機能モジュール３−１と、機能モジュール３−２と、は閉ループを構成して直列で配線されている。
この為、図６と同様に、実際の各モジュールの入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電流は同じものとなり、図７の上段に示された電圧と、図７の下段に示された電圧と、を足し合わせた電圧が、コアモジュール２に印加される。
図７の下段の例においては、図７の上段に示す通信波形（パルス波形）とは異なり、ハイレベルの電圧となる時間については、電圧はハイレベルのまま持続していない。
即ち、ハイレベルの電圧となる時間については、２００ＫＨｚ程度の高周波数でハイレベルとローレベルとを繰り返し、時間軸上の幅に対して電圧が高いパルス、即ち細いパルスが出続けていることが示されている。
【００４５】
機能モジュール３−２において、入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧がこの様な変化をするのであれば、例えば、１００ＫＨｚ以下の周波数の信号しか通過させないローパスフィルタをノイズ除去手段として適用すること等により、ノイズの発生の対策をすることができる。
即ち、例えば、２００ＫＨｚ程度の周波数の細いパルスは当該ローパスフィルタを通過しないので、図７の下段に示す波形は、ローパスフィルタを通過した後は、ローレベルの電圧のまま、ほぼ変化しないものとなる。
【００４６】
これに対し、１０ＫＨｚ程度の周波数である図７の上段に示す通信波形（パルス波形）はローパスフィルタを通過する。
従って、図７の下段に示す細いパルスと図７の上段に示す通信波形（パルス波形）とが混在していても、図７の上段に示す通信波形（パルス波形）のみを抽出することができる。
【００４７】
つまり、電位Ｖｃｃの変化に応じて電界効果トランジスタＱ１の状態が連続して切り替わっても、制御部ＣＴの制御により、ハイレベルの電圧の供給を、多数の図７の下段に示す細いパルスに分けて行えば、これらはローパスフィルタで遮断することができる。
これにより、コアモジュール２への通信に対する悪影響が無くなり、当該通信の信頼性が向上するので、コアモジュール２は、通信に基づいて機能モジュール３を確実に制御することができることとなる。
【００４８】
一方、ハイレベルの電圧は、規定電圧より低くなった電位Ｖｃｃを回復させる為に、制御部ＣＴが、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態にするように制御することにより発生する。
従って、上述したように、電圧をハイレベルのまま持続させなければ、電位Ｖｃｃの回復に必要となる時間は長引くこととなる。
【００４９】
この点に対処する為、制御部ＣＴは、負荷の作動に必要となる電力に基づいて、図７の下段に示す細いパルスについてのデューティ比を決定して良い。
即ち、負荷の作動に必要となる電力が大きければ、１周期におけるハイレベルの電圧が占める時間を長くし、ローレベルの電圧が占める時間を短くする決定をする。
逆に、負荷の作動に必要となる電力が小さければ、１周期におけるハイレベルの電圧が占める時間を短くし、ローレベルの電圧が占める時間を長くする決定をする。
そして、制御部ＣＴは、決定したデューティ比を、例えば、２００ＫＨｚ程度の周波数に適用したタイミングに従って、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替える制御をする。
具体的には、例えば、制御部ＣＴによりデューティ比が０．４と決定され、２００ＫＨｚの周波数に適用された場合、１周期である５マイクロ秒のうち、ハイレベルの電圧が占める時間は２マイクロ秒となり、ローレベルの電圧が占める時間は３マイクロ秒となる。
【００５０】
［第２実施形態］
上述の第１実施形態では、ハイレベルの電圧の供給を、多数の図７の下段に示す細いパルスに分けることにより、コアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことを実現した。
しかし、コアモジュール２への通信に対する悪影響を無くするにあたり、必ずしもハイレベルの電圧の供給を、多数の図７の下段に示す細いパルスに分ける必要はない。
例えば、可能な限り電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えないことによりコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことも可能である。
即ち、可能な限り電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えない第２実施形態を採用してもよい。
この第２実施形態を採用することで、制御がより単純なものとなり、また、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えに伴う消費電力を抑えることができる。
【００５１】
第２実施形態のシステム構成は、図１の第１実施形態のシステム構成と同様である。即ち、第２実施形態の情報処理システムも、ユーザにより使用されるユーザ端末１と、コアモジュール２と、多数の機能モジュール３とを含む。第２実施形態におけるコアモジュール２及び機能モジュール３が接続された状態の構成は、図２に示す第１実施形態のものと同様なので、ここではその説明は省略する。
【００５２】
図８は、本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路網に接続される回路であって、例えば所定の１の機能モジュールに設けられる回路の一例を示す回路図である。
図８の回路は、コアモジュール２に設けられる図示せぬ定電流源を用いる２線式定電流回路網に接続されている。この図８の回路は、機能モジュール３に夫々設けられている。
【００５３】
図８の回路において、入力回路正極端子ＶＰ及び入力回路負極端子ＶＭは、２線接続端子であり、コアモジュール２が備える定電流源に接続されている。
【００５４】
図８の回路は、端Ｌ１乃至端Ｌ４を有する回路部Ｌと、電流計測用抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１を含むように構成されている。
回路部Ｌのうち、端Ｌ１は入力回路正極端子ＶＰに接続されており、端Ｌ３は電流計測用抵抗Ｒ１の一端に接続されている。
電流計測用抵抗Ｒ１の他端は、入力回路負極端子ＶＭ及びコンデンサＣ１の一端に接続されており、コンデンサＣ１の他端は回路部Ｌ内のコンパレータＣＭ１の負極端子、コンパレータＣＭ２の負極端子及び電流レベル比較用抵抗Ｒ２の一端に接続されている。
回路部Ｌのうち、電位Ｖｃｃの端Ｌ２と、端Ｌ４とには図示せぬ負荷が接続されている。
【００５５】
回路部Ｌは、定電圧ダイオードＤ１と、電界効果トランジスタＱ１と、ショットキーバリアダイオードＤ２と、コンデンサＣ２と、制御部ＣＴと、基準電圧回路ＶＲと、電流レベル比較用抵抗Ｒ２と、コンパレータＣＭ１と、コンパレータＣＭ２とを有している。
回路部Ｌにおいて、端Ｌ１と端Ｌ４との間において、定電圧ダイオードＤ１と、電界効果トランジスタＱ１と、直列に接続されたショットキーバリアダイオードＤ２及びコンデンサＣ２とが並列に接続されている。
ショットキーバリアダイオードＤ２及びコンデンサＣ２の接続端として、端Ｌ２が設けられており、端Ｌ３と端Ｌ４は同電位で接続されている。
また、端Ｌ２には、基準電圧回路ＶＲも接続されている。
基準電圧回路ＶＲの他の三端は、電流レベル比較用抵抗Ｒ２、コンパレータＣＭ１の正極端子及びコンパレータＣＭ２の正極端子に夫々接続されており、コンパレータＣＭ１の出力端子ＣＯ１は、制御部ＣＴのＲＸ端子に、コンパレータＣＭ２の出力端子ＣＯ２は制御部ＣＴのＩＮＴ端子に接続されている。
【００５６】
制御部ＣＴは、そのＤｒｖ端子からの出力が、電界効果トランジスタＱ１のゲートＧＴに接続されており、その入力が、電位Ｖｃｃの端Ｌ２に接続されている。制御部ＣＴはまた、上述のようにＲＸ端子がコンパレータＣＭ１の出力端子ＣＯ１に接続され、ＩＮＴ端子がコンパレータＣＭ２の出力端子ＣＯ２に接続されると共に、端Ｌ４（端Ｌ３）に接続されている。電界効果トランジスタＱ１のソースＳＣは端Ｌ３に接続されており、電界効果トランジスタＱ１のドレインＤＲは端Ｌ１に接続されている。
【００５７】
ここで、定電圧ダイオードＤ１、電界効果トランジスタＱ１、ショットキーバリアダイオードＤ２、及びコンデンサＣ２については、第１実施形態と同様なので、ここではその説明は省略する。
【００５８】
基準電圧回路ＶＲは、その入力が、電位Ｖｃｃの端Ｌ２に接続され、出力側の三端は電流レベル比較用抵抗Ｒ２、コンパレータＣＭ１の正極端子及びコンパレータＣＭ２の正極端子に接続されている。
電流レベル比較用抵抗Ｒ２は、その他端が、コンデンサＣ１、コンパレータＣＭ１の負極端子及びコンパレータＣＭ２の負極端子に接続されている。
コンパレータＣＭ１は、正極端子が、電流レベル比較用抵抗Ｒ２の一端に接続され、負極端子が、基準電圧回路ＶＲの入力側の一端と、コンデンサＣ１と、コンパレータＣＭ２の負極端子とに接続され、出力端子ＣＯ１が、制御部ＣＴのＲＸ端子に接続されている。
コンパレータＣＭ２は、正極端子が、電流レベル比較用抵抗Ｒ２に接続され、負極端子が、基準電圧回路ＶＲの入力側の一端と、コンデンサＣ１と、コンパレータＣＭ２の負極端子とに接続され、出力端子ＣＯ２が、制御部ＣＴのＩＮＴ端子に接続されている。
【００５９】
次に、このような構成を有する図８の回路の動作について説明する。なお、図３の回路の動作と重複する点については適宜説明を省略する。
基準電圧回路ＶＲは、電流レベル比較用抵抗Ｒ２と、コンパレータＣＭ１及びコンパレータＣＭ２に、電流のレベルを比較する為の基準となる電圧を供給する。
即ち、基準電圧回路ＶＲは、コンパレータＣＭ１には電流のレベルと第１閾値との比較の為の基準となる電圧を供給し、電流のレベルに応じて電流計測用抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧との比較を可能にする。
ここで、第１閾値は、電流のレベルに対する閾値であって、電流から１又は０のビット情報を得る為の閾値である。
即ち、電流のレベルに対応する電圧が第１閾値に対応する電圧よりも低ければビット情報は１の値を取り、電流のレベルに対応する電圧が第１閾値に対応する電圧よりも高ければビット情報は０の値を取る。
また、基準電圧回路ＶＲは、コンパレータＣＭ２には電流のレベルと第２閾値との比較の為の基準となる電圧を供給し、電流のレベルに応じて電流計測用抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧との比較を可能にする。
即ち、第２閾値は、電流から、通信を開始する旨の報知をする信号を検出する為の閾値である。
例えば、端Ｌ３との電圧として、例えば１．５〜１．８Ｖの電圧がコンデンサＣ１の出力に現れる場合は、基準電圧回路ＶＲは、電流レベル比較用抵抗Ｒ２には１．５Ｖ、コンパレータＣＭ１の正極には１．６Ｖ、コンパレータＣＭ２の正極には１．７Ｖの電圧を、それぞれ供給する。
【００６０】
コンパレータＣＭ１は、コンデンサＣ１からの電流のレベルと第１閾値とを夫々に対応する電圧により比較して、コンデンサＣ１からの電流のレベルが第１閾値を超えている場合は、出力端子ＣＯ１から制御部ＣＴのＲＸ端子に、０の信号を出力する。当該信号は０のビット値を意味する。
また、コンパレータＣＭ１は、コンデンサＣ１からの電流のレベルと第１閾値とを夫々に対応する電圧により比較して、コンデンサＣ１からの電流のレベルが第１閾値を超えていない場合は、出力端子ＣＯ１から制御部ＣＴのＲＸ端子に、１の信号を出力する。当該信号は１のビット値を意味する。
即ち、コンパレータＣＭ１は、電流から通信用の情報を復号する為のコンパレータである。
なお、コアモジュール２からの情報の伝送が終了すると、出力端子ＣＯ１から制御部ＣＴのＲＸ端子に、１の信号が連続して出力される。
よって、制御部ＣＴは、ＲＸ端子への０の信号の入力が無くなった後、例えば所定時間その状態が継続したことにより、情報の伝送が終了したことを認識して良い。
【００６１】
コンパレータＣＭ２は、コンデンサＣ１からの電流のレベルと第２閾値とを比較して、コンデンサＣ１からの電流のレベルが第２閾値を超えている場合は、出力端子ＣＯ２から制御部ＣＴのＩＮＴ端子に、０の信号を出力する。当該信号は通信が開始される旨を意味する。
また、コンパレータＣＭ２は、コンデンサＣ１からの電流のレベルと第２閾値とを比較して、コンデンサＣ１からの電流のレベルが第２閾値を超えていない場合は、出力端子ＣＯ２から制御部ＣＴのＩＮＴ端子に、１の信号を出力する。当該信号は特に意味を持たない信号である。
即ち、コンパレータＣＭ２は、コアモジュール２から機能モジュール３への通信用の情報の送信の開始を報知する旨の信号を、電流から、対応する電圧によって検出する為のコンパレータである。
【００６２】
制御部ＣＴは、上述の如く、入力される電位Ｖｃｃの値、コンパレータＣＭ１からの１又は０の信号及びコンパレータＣＭ２からの１又は０の信号に応じて、スイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ１の状態を、オン状態とオフ状態のうち一方から他方へ切り替える。
即ち、第１実施形態と同様に、負荷を作動させない待機状態の図８の回路において、電位Ｖｃｃが規定電圧より高くなっている場合、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオン状態とするように制御する。これにより、ドレインＤＲ−ソースＳＣ間の抵抗値が略ゼロとなって回路Ｌをショートさせ、定電圧ダイオードＤ１は通電しなくなる。
これにより、定電圧ダイオードＤ１からの発熱は回避され、図８の回路を含む機能モジュール３の消費電力は非常に低下することになる。
【００６３】
また、第１実施形態と同様に、負荷を作動させる作動状態の図８の回路において、電位Ｖｃｃが規定電圧より低くなった場合は、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態にするように制御する。これにより、ドレインＤＲ−ソースＳＣ間は略絶縁状態となって、外部から定電圧ダイオードＤ１に定電流が供給され、負荷の作動に要する十分な電圧が得られる。
従って、この場合の電力消費量は、図８の回路を用いない従来の場合と同等になる。
【００６４】
また、制御部ＣＴは、コンパレータＣＭ１からの１又は０の信号に基づき、コアモジュール２から伝送された、通信用の情報の少なくとも一部を認識する。
例えば、制御部ＣＴは、通信用の情報から、宛先となる機能モジュール３を特定できる情報や、当該通信用の情報のビット長の情報等を認識できて良い。
これにより、制御部ＣＴは、通信用の情報が自機能モジュール３に対して伝送されたかを認識することができる。
また、これにより、制御部ＣＴは、通信用の情報のビット長分の伝送がなされた時点で、通信が終了したことを認識することができる。
なお、通信用の情報のビット長は固定長であって良い。この場合は、通信用の情報のビット長の情報が含まれていなくても、固定長分の伝送がなされた時点で、通信が終了したことを認識することができる。
【００６５】
続いて第２実施形態において、導入するスリープ状態について、説明する。
スリープ状態とは、制御部ＣＴによる、電位Ｖｃｃを規定電圧に回復させる制御を、コアモジュール２から自機能モジュール３又は別の機能モジュール３への通信が開始されるまで休眠（スリープ）させ、その間の電界効果トランジスタＱ１のオン状態とオフ状態の切り替えを起こさせない状態である。
即ち、機能モジュール３は負荷を作動させない待機状態であっても、電位Ｖｃｃは徐々に低下する為、規定電圧より低い状態に達すると、図３の回路においては、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態にするように制御していた。
この為、機能モジュール３は負荷を作動させない待機状態であっても、制御部ＣＴは、電界効果トランジスタＱ１をオン状態とオフ状態を繰り返す制御をし、そのたびに図６に示す通信波形（パルス波形）と同様の波形が発生し、誤動作の原因となってしまう。
しかし、電位Ｖｃｃが規定電圧より低い状態に達しても、制御部ＣＴは、直ちには電界効果トランジスタＱ１をオフ状態とはせず、コアモジュール２から自機能モジュール３又は別の機能モジュール３への通信が開始されるタイミングとなってからオフ状態としても、負荷への電力の供給は間に合うので、機能モジュール３としては足りる。
【００６６】
そこで、制御部ＣＴによる、電位Ｖｃｃを規定電圧に回復させる制御を、コアモジュール２から自機能モジュール３又は別の機能モジュール３への通信が開始されるまで休眠（スリープ）させ、その間の電界効果トランジスタＱ１をオン状態とオフ状態の切り替えを起こさせないことが考えられる。
更に、コアモジュール２と、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３との通信が終了するまでの間、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態のままとし、当該通信の終了後に、オン状態への切り替えを可能にすることが考えられる。
この様にすれば、別の機能モジュール３からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合にノイズとなる、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えによる電圧の変化の発生が回避される。
これにより、コアモジュール２への通信に対する悪影響が無くなり、当該通信の信頼性が向上するので、コアモジュール２は通信に基づいて、図８の回路を含む別の機能モジュール３を確実に制御することができることとなる。
【００６７】
制御部ＣＴは、機能モジュール３において、コンパレータＣＭ２によりコアモジュール２から通信用の情報の送信の開始を報知する旨の信号が検出されたときに、電界効果トランジスタＱ１をオン状態からオフ状態に、切り替えることが可能である。
従って、この場合の別の機能モジュール３からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合にノイズとなる、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えによる電圧の変化の発生量は、図３の回路の場合と同等になる。
また、制御部ＣＴは、機能モジュール３において、別の機能モジュール３に対する情報の伝送の終了を認識したとき又はコンパレータＣＭ１による情報の伝送の検出が終了したことを認識したときに、電界効果トランジスタＱ１をオフ状態からオン状態に、切り替える。
そして、制御部ＣＴは、制御部ＣＴによる、電位Ｖｃｃを規定電圧に回復させる制御を、コアモジュール２から自機能モジュール３又は別の機能モジュール３への通信が開始されるまで休眠（スリープ）させる。
更に、コアモジュール２と、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３との通信が終了するまでの間、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えを制限してオフ状態のままとし、当該通信の終了後に、オン状態への切り替えを可能にする。
この様にすれば、別の機能モジュール３からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合にノイズとなる、電界効果トランジスタＱ１の状態の切り替えによる電圧の変化の発生が通信中は回避される。
これにより、コアモジュール２への通信に対する悪影響が無くなり、当該通信の信頼性が向上するので、コアモジュール２は通信に基づいて、図８の回路を含む別の機能モジュール３を確実に制御することができることになる。
【００６８】
図９は、本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路により実行される低消費電力モード制御処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ１において、制御部ＣＴは初期化処理をおこなう。
初期化処理とは、例えばコアモジュール２と、多数の機能モジュール３との通信の為に必要な、個々のコアモジュール２と、多数の機能モジュール３の初期認識の処理である。
ステップＳ２において、制御部ＣＴは、スリープ状態に移行する。即ち、制御部ＣＴによる、電位Ｖｃｃを規定電圧に回復させる制御を、休眠（スリープ）させる。
ステップＳ３において、制御部ＣＴは、入力回路正極端子ＶＰ及び入力回路負極端子ＶＭ間を流れる電流のレベルが第２閾値以上であるか判定する。入力回路正極端子ＶＰ及び入力回路負極端子ＶＭ間を流れる電流のレベルが第２閾値未満であればステップＳ３においてＮＯであると判断されてステップＳ３の判定処理が繰り返される。
ステップＳ３の判定処理が繰り返されている際に、第２閾値以上の電流が検出されれば、次のステップＳ３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ４に進む。
ステップＳ４において、制御部ＣＴは、スリープ状態を停止して電位Ｖｃｃの規定電圧への回復を作動させる状態に移行させる。
これにより、制御部ＣＴによる通信処理が、実行可能となる。
ステップＳ５において、制御部ＣＴは通信処理を行う。
即ちステップＳ５において、制御部ＣＴは、コンパレータＣＭ１からの信号を読み取って、少なくとも情報の宛先を抽出する。なお、当該通信の長さについて抽出できて良い。
ステップＳ６において、制御部ＣＴは、情報の宛先が自機能モジュール３であるか判定する。
情報の宛先が自モジュールとは別であれば、ステップＳ６においてＮＯであると判断されて処理はステップＳ８に進む。
ステップＳ６において、情報の宛先が自モジュールであれば、ＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ７に進む。
ステップＳ７において、制御部ＣＴは、ステップＳ５における通信処理の結果に基づいて、即ち、コアモジュール２の制御に基づいて、負荷を作動させる。
ステップＳ８において、制御部ＣＴは、コアモジュール２から自機能モジュール３又は別の機能モジュール３への通信が終了したかについて判定する。
当該通信が途中であればステップＳ８においてＮＯであると判断されて処理はステップＳ５の通信処理に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
ステップＳ８において、制御部ＣＴは、通信が終了すれば、ＹＥＳであると判定し、処理はステップＳ９に進む。
ステップＳ９において、制御部ＣＴは、低消費電力モード制御処理の終了指示があったか否かを判断する。
ここで、処理の終了指示は、特に限定されないが、本実施形態ではコアモジュール２からの処理の終了指示が採用されている。つまり、コアモジュール２から処理の終了指示がなされない限り、ステップＳ９においてＮＯであると判断されて処理はステップＳ２に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
これに対して、コアモジュール２から処理の終了指示がなされると、ステップＳ９においてＹＥＳであると判断されて、低消費電力モード制御処理は終了になる。
【００６９】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る２線式定電流通信回路による波形の一例を示す図である。
図１０の上段において、横軸は、時間を示し、縦軸は、入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電流を示している。コアモジュール２から機能モジュール３に通信用の情報が送信される場合において、定電流に重畳される電流の波形が、通信波形として図１０に示されている。
図１０の下段において、横軸は、時間を示し、縦軸は、入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間の電圧を示している。機能モジュール３からコアモジュール２に通信用の情報が送信される場合において、機能モジュール３に印加される電圧の波形が、図１０に示されている。
ここで上下の２つの図の横軸は、上下において各時刻が対応しているものとし、同じタイミングでの電流と電圧を、上下で対比できるものとなっている。
【００７０】
図１０における時刻ｔ０においては、上述した低消費電力モード制御処理が開始され、図９におけるステップ１乃至ステップ３が順次実行され、更にステップ３が繰り返し実行される状態に移行する。
【００７１】
図１０における時刻ｔ１においては、コアモジュール２から通信用の情報の伝送の開始を報知する信号として、第２電流レベル（第２閾値）を超えるレベルのパルス電流が伝送されている。
これにより、図１０における時刻ｔ１においては、図９の低消費電力モード制御処理におけるステップＳ３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ５に進む。
図１０における時刻ｔ１経過後の、図９におけるステップＳ５が実行されるタイミングでは、制御部ＣＴは通信処理を行う。
図１０における時刻ｔ１以降は、コアモジュール２から通信用の情報における「０」を示すビット情報として、第一電流レベル（第１閾値）を超えるレベルのパルス電流が断続的に伝送される。
図１０における時刻ｔ１以降は、コンパレータＣＭ１により第１閾値を超えるレベルのパルス電流が０の情報として、第１閾値を超えないレベルのパルス電流が１として抽出される。
ここで、コアモジュール２からの通信用の情報の宛先は自機能モジュール３であったものと制御部ＣＴは、認識したとする。
即ち、図９におけるステップＳ６が実行されるタイミングでは、ＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ７に進む。
図９におけるステップＳ７が実行されるタイミングでは、制御部ＣＴは、コアモジュール２に通信用の情報を送信しつつ、コアモジュール２からの通信用の情報に従って負荷を作動させる。
これにより、自機能モジュール３において、入力回路正極端子ＶＰ−入力回路負極端子ＶＭ間に、電圧が印加される。
【００７２】
図１０における時刻ｔ１以降の、図９におけるステップＳ８が実行されるタイミングでは、制御部ＣＴは通信が終了したかについて判定する。
時刻ｔ２まで通信が継続中であるものとし、図９におけるステップＳ８が実行されるタイミングでは、ＮＯであると判断されて処理はステップＳ５の通信処理に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
以上の各処理が、時刻ｔ２まで繰り返される。
【００７３】
図１０における時刻ｔ２においては、コアモジュール２との通信が終了し、図９におけるステップＳ８において、ＹＥＳであると判定されて、処理は図９におけるステップＳ９に進む。
図１０における時刻ｔ２においては、図９におけるステップＳ９において、制御部ＣＴは、低消費電力モード制御処理の終了指示は無かったと判断し、処理は図９におけるステップＳ２に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
【００７４】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、安定した直流電流を供給することが可能なバッテリーが採用されて良く、供給する電流は直流には限定されず、インバータ等の様々な手段を採用することにより交流電流を供給しても良い。
【００７５】
また、本発明にかかる電子機器は、電力線通信が導入されて良い。
この様にすることにより、２本の線のみで電力供給と通信が可能となる。
また、この様にすることにより、ノイズに強くシンプルな回路を組むことが可能になる。
つまり、本発明は、簡単な構成でデータ通信を安定させることができる電子機器に、適用することができる。
【００７６】
この場合において、本発明にかかる電子機器を構成する電界効果トランジスタＱ１は、電力線通信の為に備えるスイッチング素子が兼ねて良い。
この様にすることにより、パワー回路の部品点数を抑えることが可能となる。
【００７７】
また、この場合において、本発明にかかる電子機器を構成する電源電圧測定用の部品は、電力線通信の為に備えるマイコンが内蔵する部品が兼ねて良い。
この様にすることにより、コンパレータを別途追加する必要が無くなり、部品点数を抑えることが可能となる。
【００７８】
なお、この場合において、省電力モードの切り替えノイズは、通信時の波形と近い為、通信への干渉ノイズとなる。
そこで、通信時と非通信時を分け、通信時にはＯＮ／ＯＦＦを切り替えない一時無効化手段を追加して良い。
この様にすることにより、通信との干渉を回避することが可能となる。
【００７９】
また、上述の例では、電界効果トランジスタＱ１が採用されたが、上述の回路の動作でわかるように、スイッチング機能を有しているものであれば足り、特にこれに限定されない。
さらにいえば、機能モジュール３において、抵抗値を変化させる素子が設けられれば足りる。抵抗値を変化させて、機能モジュール３の両端間の電圧を抑えることができれば、当該機能モジュール３の電力を抑制することができるからである。
【００８０】
また、上述の例においては２線式通信の場合について説明したが、これには限られず、電力供給線と通信線を別途設けて良い。
また、有線のみの接続に限られず、無線による給電や通信を組み合わせて良い。
【００８１】
また例えば、ベーシックコア２と機能モジュール３の各個数、特に上述の実施形態に限定されない。即ち、ベーシックコア２の数と機能モジュール３の数は、同一でも構わないし、また、異なっていても構わない。
つまり、１台のベーシックコア２に対して、１台の機能モジュール３を接続してもよい。
【００８２】
具体的には例えば、ベーシックコア２と機能モジュール３の接続態様の別の例として、図４又は図５に示す例を採用してもよい。
図４において、ベーシックコア２と機能モジュール３の接続態様の例として、スター型が例示されている。
図４に示すスター型は、ベーシックコア２と、２台以上の機能モジュール３（図４の例では３台の機能モジュール３−１乃至３−３）がスター型に接続される接続態様である。
【００８３】
図５において、ベーシックコア２と機能モジュール３の接続態様の例として、ループ型が例示されている。
図５に示すループ型は、ベーシックコア２と、１以上の機能モジュール３とが所定順番（図５の例では、ベーシックコア２、機能モジュール３−１乃至３−３の順番）に輪になって接続され、閉ループを構成する接続態様である。
【００８４】
ディジーチェーン型及びスター型は、外見上配線が閉ループを構成していないが、端部に位置するベーシックコア２又は機能モジュール３において配線が折り返されているため、電気的には閉ループ配線となる構成をとっている。
接続態様は、以上の接続態様が基本であるが、電気的に閉ループ配線となる構成を取れば、以上の接続態様を複合させる等して任意の接続形態を採用することができる。
【００８５】
また例えば、電力を１以上の機能モジュール３に供給するためにベーシックコア２から送信される信号は、電流方式で電力を伝達できる形態であれば足り、直流電流であっても、交流電流であってもよい。
【００８６】
上述では、コアモジュール２と、機能モジュール３との組において、２線式定電流通信回路網が設けられていた。しかし、２線式定電流通信回路網は、これに限らず、例えば定電流源を有するモジュール（マスター）とそれ以外のモジュール（スレーブ）で作る任意の組に、２線式定電流通信回路網は設けられてもよい。
【００８７】
上述の説明の例では、通信用の情報は、「０」を示すハイレベルの電圧と「１」を示すローレベルの電圧とを有する図６に示すパルス波形の信号として、機能モジュール３−１からコアモジュール２へ送信されるとしたが、一例であって、これには限られない。
即ち、０又は１の情報は、ハイレベルの電圧と、ローレベルの電圧とについて、逆の組み合わせであって良く、ローレベルの電圧が「０」を示し、ハイレベルの電圧が「１」を示して良い。
【００８８】
また、上述の説明の例では、コンパレータＣＭ１により第１閾値を超えるレベルのパルス電流が１の情報として、第１閾値を超えないレベルのパルス電流が０として抽出されるとしたが、一例であって、これには限られない。
即ち、抽出される０又は１の情報は、第１閾値を超えるか否かについて、逆の組み合わせであって良く、第１閾値を超えるパルス電流が０の情報として、第１閾値を超えないパルス電流が１として抽出されて良い。
【００８９】
また、上述の説明の例では、第２電流レベル（第２閾値）は第１電流レベル（第１閾値）より高い電流レベル（閾値）であるとしたが、一例であって、これには限られない。
即ち、第２電流レベル（第２閾値）は第１電流レベル（第１閾値）と同じ電流レベル（閾値）であって良い。
【００９０】
また、上述の説明の例では、ハイレベルの電圧となる時間については、電界効果トランジスタＱ１の状態を高周波数で連続して切り替えるように制御するとしたが、一例であって、これには限られない。
即ち、ローレベルの電圧となる時間についても、電流計測用抵抗Ｒ１を含めてショートカットできる構成として、電界効果トランジスタＱ１の状態を高周波数で連続して切り替えるように制御して良い。
【００９１】
また例えば、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムに備えられていれば足りる。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
【００９２】
また例えば、一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであっても良い。
また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えばサーバの他汎用のスマートフォンやパーソナルコンピュータであってもよい。
【００９３】
また例えば、このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される図示せぬリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。
【００９４】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
【００９５】
以上を換言すると、本発明が適用される電子機器は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される電子機器（例えば、図１の機能モジュール３）は、
所定負荷に繋がる定電流回路網の少なくとも一部を含む電子機器において、
前記所定負荷に関する状態に基づいて、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する制御部（例えば、図３の制御部ＣＴ）
を有する電子機器であれば足りる。
【００９６】
ここで、前記電子機器は、
前記定電流回路網を流れる定電流が流れると、前記所定負荷に印加される電圧の少なくとも一部が発生する経路（例えば図３の端Ｋ１から定電圧ダイオードＤ１を介して端Ｋ３までの経路）と、
前記経路のショートと、当該経路のショートの解除とを切替えるスイッチ部（例えば図３の電界効果トランジスタＱ１）と、
を有し、
前記制御部は、前記スイッチ部の状態を切替えることで、当該所定負荷に対する印加電圧を制御する。
これにより、２線式で電力を供給する場合において、負荷での消費電力を抑制することができる。また、定電流回路網に接続された回路の低消費電力化を実現することができる。
【００９７】
ここで、前記電子機器は、
前記所定負荷及び前記電子機器を有するモジュール（例えば、図１の機能モジュール３）が、前記定電流回路網（例えば、図３の回路Ｋ）に含まれており、
前記定電流回路網において、通信用の情報が、電圧の高低を第１周波数で繰り返す第１パルスとして伝送される場合、
前記制御部（例えば、図３の制御部ＣＴ）は、
前記モジュールにおいて、第１周波数より高い第２周波数で前記スイッチ部（例えば図３の電界効果トランジスタＱ１）の状態を切替え、前記第２周波数で電圧の高低を繰り返す第２パルスの形態で当該所定負荷に対する印加電圧を制御する。
この様にすることにより、電界効果トランジスタＱ１の状態の切替えに伴うパルス電圧が混じっている状況下において、通信用の情報だけを取得することが可能となり、上述した電源効率を向上させた情報処理システムを、確実に作動させることができる。
【００９８】
ここで、前記電子機器（例えば、図１の機能モジュール３）は、
前記制御部（例えば、図３の制御部ＣＴ）は、前記第２パルスにおけるデューティ比を、前記所定負荷に必要な電力に基づいて決定する制御を実行する。
この様にすることにより、負荷の作動に必要な電力に応じた電力を供給することができる。
【００９９】
ここで、前記電子機器は、
前記所定負荷及び前記電子機器を有するモジュール（例えば、図１の機能モジュール３）が、前記定電流回路網に含まれており、
前記定電流回路網において通信用の情報が伝送される場合、
前記情報の前記モジュールにおける伝送の開始を検出する第１検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ２）をさらに備え、
前記制御部（例えば、図８の制御部ＣＴ）は、
前記モジュールにおいて、
前記第１検出部により前記情報の伝送の開始が検出されたときに、
前記スイッチ部（例えば図８の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの状態から、前記経路のショートの解除の状態に、
切り替える。
この様にすることにより、可能な限り電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えないこととなり自機能モジュール３又は別の機能モジュール３からコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことができる。
ここで、第１検出部は、例えば図８のコンパレータＣＭ２であるとしたが、これは一例であって、コンパレータには限られない。
即ち、定電流回路網において伝送される通信用の情報の前記モジュールにおける伝送の開始を検出できる任意のものを採用することができる。
例えば、Ａ／Ｄコンバータとプログラム判定器を組み合わせたもの等であって良い。
【０１００】
ここで、前記電子機器は、
前記制御部（例えば、図８の制御部ＣＴ）は、
前記モジュール（例えば、図１の機能モジュール３）において、
前記情報の伝送の終了を認識したときに、
前記スイッチ部（例えば図８の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える。
この様にすることにより、通信が終了するのを待って、電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えることとなるので、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３からコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことができる。
【０１０１】
ここで、前記電子機器は、
前記情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出する第２検出部をさらに備え、
前記制御部（例えば、図８の制御部ＣＴ）は、
前記モジュール（例えば、図１の機能モジュール３）において、
前記第２検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ１）により前記情報の伝送の終了が検出されたときに、
前記スイッチ部（例えば図３の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える。
ここで、第２検出部は、例えば図８のコンパレータＣＭ１であるとしたが、これは一例であって、コンパレータには限られない。
即ち、定電流回路網において伝送される通信用の情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出できる任意のものを採用することができる。
例えば、Ａ／Ｄコンバータとプログラム判定器を組み合わせたもの等であって良い。
また、第２検出部を第１検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ２）が兼ねて良い。
この場合は、第２検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ１）を、別途備える必要はない。
この様にすることにより、通信が終了するのを待って、電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えることとなるので、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３からコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことができる。
【０１０２】
ここで、前記電子機器は、
前記制御部（例えば、図８の制御部ＣＴ）は、
前記モジュール（例えば、図１の機能モジュール３）において、
前記情報の伝送の終了を認識するまで、
前記スイッチ部（例えば図８の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態のまま切り替えず、
前記情報の伝送の終了を認識したときに、
前記スイッチ部（例えば図８の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える。
この様にすることにより、通信が終了するのを待って、電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えることとなるので、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３からコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことができる。
【０１０３】
ここで、前記電子機器は、
前記情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出する第２検出部をさらに備え、
前記制御部（例えば、図８の制御部ＣＴ）は、
前記モジュール（例えば、図１の機能モジュール３）において、
前記第２検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ１）により前記情報の伝送の終了が検出されるまで、
前記スイッチ部（例えば図８の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態のまま切り替えず、
前記第２検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ１）により前記情報の伝送の終了が検出されたときに、
前記スイッチ部（例えば図３の電界効果トランジスタＱ１）の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える。
ここで、第２検出部は、例えば図８のコンパレータＣＭ１であるとしたが、これは一例であって、コンパレータには限られない。
即ち、定電流回路網において伝送される通信用の情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出できる任意のものを採用することができる。
例えば、Ａ／Ｄコンバータとプログラム判定器を組み合わせたもの等であって良い。
また、第２検出部を第１検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ２）が兼ねて良い。
この場合は、第２検出部（例えば図８のコンパレータＣＭ１）を、別途備える必要はない。
この様にすることにより、通信が終了するのを待って、電界効果トランジスタＱ１の状態を切り替えることとなるので、自機能モジュール３又は別の機能モジュール３からコアモジュール２への通信に対する悪影響を無くすことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・・ユーザ端末、２・・・ベーシックコア、３・・・機能モジュール、ＢＴ・・・近距離無線通信部、ＢＵ・・・バッテリーユニット、Ｃ１・・・コンデンサ、Ｃ２・・・コンデンサ、ＣＴ・・・制御部、Ｄ１・・・定電圧ダイオード、Ｄ２・・・ショットキーバリアダイオード、ＤＲ・・・ドレイン、ＧＴ・・・ゲート、Ｋ・・・回路部、Ｋ１・・・端、Ｋ２・・・端、Ｋ３・・・端、Ｋ４・・・端、ＰＰ・・・バッテリーユニット、ＰＳ１・・・シリアルポート、ＰＳ２・・・シリアルポート、ＰＳ３・・・シリアルポート、Ｑ１・・・電界効果トランジスタ、Ｒ１・・・電流計測用抵抗、ＳＣ・・・ソース、ＳＰ１・・・シリアルポート、ＳＰ２・・・シリアルポート、Ｔ・・・タイヤ、ＶＭ・・・入力回路負極端子、ＶＰ・・・入力回路正極端子
【図１】
2019244886.tif 000003
【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】
2019244886.tif 000009
【図８】
2019244886.tif 000010
【図９】
2019244886.tif 000011
【図１０】
2019244886.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月2日(2020.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定負荷及び電子機器を有するモジュールを含む定電流回路網と、
前記定電流回路網を電流が流れると、前記所定負荷に印加される電圧の少なくとも一部が発生する経路と、
前記経路のショートと、当該経路のショートの解除とを切り替えるスイッチ部と、
前記定電流回路網において、通信用の情報が、電圧の高低を第１周波数で繰り返す第１パルスとして伝送される場合、前記モジュールにおいて、前記第１周波数より高い第２周波数で前記スイッチ部の状態を切り替え、前記第２周波数で電圧の高低を繰り返す第２パルスの形態で当該所定負荷に対する印加電圧を制御する制御部と、
を備える電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２パルスにおけるデューティ比を、前記所定負荷に必要な電力に基づいて決定する制御を実行する、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
所定負荷及び電子機器を有するモジュールを含む定電流回路網と、
前記定電流回路網を電流が流れると、前記所定負荷に印加される電圧の少なくとも一部が発生する経路と、
前記経路のショートと、当該経路のショートの解除とを切り替えるスイッチ部と、
前記定電流回路網において通信用の情報が伝送される場合、前記情報の前記モジュールにおける伝送の開始を検出する第１検出部と、
前記モジュールにおいて、前記第１検出部により前記情報の伝送の開始が検出されたときに、前記スイッチ部の状態を、前記経路のショートの状態から前記経路のショートの解除の状態に切り替える制御部と、
を備える電子機器。
【請求項４】
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、
前記情報の伝送の終了を認識したときに、前記スイッチ部の状態を、前記経路のショートの解除の状態から前記経路のショートの状態に切り替える、
請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記情報の前記モジュールにおける伝送の終了を検出する第２検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記モジュールにおいて、
前記第２検出部により前記情報の伝送の終了が検出されたときに、
前記スイッチ部の状態を、
前記経路のショートの解除の状態から、前記経路のショートの状態に、
切り替える、
請求項３に記載の電子機器。
【国際調査報告】
2019244886.tif 000013
2019244886.tif 000014
2019244886.tif 000015
2019244886.tif 000016