(57)【要約】【課題】起動と終了とを繰り返すＵＳＢ機器において、接続された機器との間での実データの転送を早めることができるＵＳＢ装置を提供する。【解決手段】ＵＳＢ装置は、信号を受信して出力するＵＳＢ端子と、信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、ＵＳＢコントローラから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、起動と終了とを繰り返し、起動時にＵＳＢコントローラから出力されたデジタル信号または変換部から出力されたデジタル信号を処理する処理部と、を備える。【選択図】図１
2019056968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を受信して出力するＵＳＢ端子と、
前記信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、前記信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、前記信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、
前記ＵＳＢコントローラから出力された前記アナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
起動と終了とを繰り返し、起動時に前記ＵＳＢコントローラから出力された前記デジタル信号または前記変換部から出力された前記デジタル信号を処理する処理部と、を備えるＵＳＢ装置。
【請求項２】
前記ＵＳＢ端子は、データ信号を伝達するためのＤ＋端子と、Ｄ−端子とを含み、
前記ＵＳＢコントローラは、前記Ｄ＋端子と前記Ｄ−端子とに印加されている信号が同位相の信号である場合に、アナログ信号を受信していると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢ装置。
【請求項３】
前記ＵＳＢコントローラは、前記Ｄ＋端子と前記Ｄ−端子とに印加されている信号が互いに逆位相となっている信号である場合に、デジタル信号を受信していると判断し、
前記Ｄ＋端子及び前記Ｄ−端子とに印加されている信号に基づく差動信号を前記デジタル信号として、前記処理部に出力する
ことを特徴とする請求項２に記載のＵＳＢ装置。
【請求項４】
前記処理部は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）デバイスであり、
前記ＢＬＥデバイスは、起動時に前記デジタル信号を、所定の装置に無線送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＵＳＢ装置。
【請求項５】
前記処理部は、プロセッサであり、
前記プロセッサは、起動時に前記デジタル信号を、所定の記憶装置に記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＵＳＢ装置。
【請求項６】
前記処理部は、プロセッサであり、
前記プロセッサは、起動時に前記デジタル信号に対して所定の演算を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＵＳＢ装置。
【請求項７】
アナログ信号を出力するセンサと、
前記センサから出力された前記アナログ信号を、アナログ信号のまま、外部に出力する第１ＵＳＢ端子と、を備える第１ＵＳＢ装置と、
前記第１ＵＳＢ端子から信号を受信し、出力する第２ＵＳＢ端子と、
前記第２ＵＳＢ端子から入力された信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、前記信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、前記信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、
前記ＵＳＢコントローラから出力された前記アナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
起動と終了とを繰り返し、起動時に前記ＵＳＢコントローラから出力された前記デジタル信号または前記変換部から出力された前記デジタル信号を処理する処理部と、を備える第２ＵＳＢ装置と、を備える計測システム。
【請求項８】
デジタル信号を出力するセンサと、
前記デジタル信号をアナログ信号に変換する第１変換部と、
前記アナログ信号を、アナログ信号のまま、外部に出力する第１ＵＳＢ端子と、を備える第１ＵＳＢ装置と、
前記第１ＵＳＢ端子から信号を受信し、当該アナログ信号をそのまま出力する第２ＵＳＢ端子と、
前記第２ＵＳＢ端子から入力された信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、前記信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、前記信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、
前記ＵＳＢコントローラから出力された前記アナログ信号をデジタル信号に変換する第２変換部と、
起動と終了とを繰り返し、起動時に前記ＵＳＢコントローラから出力された前記デジタル信号または前記変換部から出力された前記デジタル信号を処理する処理部と、を備える第２ＵＳＢ装置と、を備える計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ接続でデータを受信するＵＳＢ装置及び計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＵＳＢ接続の機器は、デジタル信号での通信を行う。そのようなＵＳＢ接続機器としては、特定の状態を検知するセンサがあり、センシングしたデータをＵＳＢでデータを伝送するものがある。特許文献１には、センサから出力された計測信号を、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータのＵＳＢ端子に伝送するＵＳＢ変換器を備えた計測システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＵＳＢ接続機器は、接続された機器との間で通信に係る通信設定を行う。当該通信設定には、通信を行う際の通信速度（ＨＳ（High Speed）、ＬＳ（Low Speed）、ＦＳ(Full Speed)）の決定などが含まれる。しかしながら、当該ＵＳＢ機器の接続先機器が省電力等を目的として起動と終了とを繰り返すような機器である場合には、機器が起動する度に通信設定を行うことになるため、実際のデータの伝達に遅延が発生するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、データの伝達の遅延を抑制することができる、接続先機器としてのＵＳＢ装置、計測システム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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るＵＳＢ装置は、ＵＳＢ装置は、信号を受信して出力するＵＳＢ端子と、信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、ＵＳＢコントローラから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、起動と終了とを繰り返し、起動時にＵＳＢコントローラから出力されたデジタル信号または変換部から出力されたデジタル信号を処理する処理部と、を備える。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る計測システムは、アナログ信号を出力するセンサと、センサから出力されたアナログ信号を、アナログ信号のまま、外部に出力する第１ＵＳＢ端子と、を備える第１ＵＳＢ装置と、第１ＵＳＢ端子から信号を受信し、出力する第２ＵＳＢ端子と、第２ＵＳＢ端子から入力された信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、ＵＳＢコントローラから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、起動と終了とを繰り返し、起動時にＵＳＢコントローラから出力されたデジタル信号または変換部から出力されたデジタル信号を処理する処理部と、を備える第２ＵＳＢ装置と、を備える。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様にかかる計測システムは、デジタル信号を出力するセンサと、デジタル信号をアナログ信号に変換する第１変換部と、アナログ信号を、アナログ信号のまま、外部に出力する第１ＵＳＢ端子と、を備える第１ＵＳＢ装置と、第１ＵＳＢ端子から信号を受信し、当該アナログ信号をそのまま出力する第２ＵＳＢ端子と、第２ＵＳＢ端子から入力された信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラと、ＵＳＢコントローラから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する第２変換部と、起動と終了とを繰り返し、起動時にＵＳＢコントローラから出力されたデジタル信号または変換部から出力されたデジタル信号を処理する処理部と、を備える第２ＵＳＢ装置と、を備える。
【０００９】
また、上記ＵＳＢ装置において、ＵＳＢ端子は、データ信号を伝達するためのＤ＋端子と、Ｄ−端子とを含み、ＵＳＢコントローラは、Ｄ＋端子とＤ−端子とに印加されている信号が同位相の信号である場合に、アナログ信号を受信していると判断することとしてもよい。
【００１０】
また、上記ＵＳＢ装置において、ＵＳＢコントローラは、Ｄ＋端子とＤ−端子とに印加されている信号が互いに逆位相となっている信号である場合に、デジタル信号を受信していると判断し、Ｄ＋端子及びＤ−端子とに印加されている信号に基づく差動信号をデジタル信号として、処理部に出力することとしてもよい。
【００１１】
また、上記ＵＳＢ装置において、処理部は、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）デバイスであり、ＢＬＥデバイスは、起動時にデジタル信号を、所定の装置に無線送信することとしてもよい。
【００１２】
また、上記ＵＳＢ装置において、処理部は、プロセッサであり、プロセッサは、起動時にデジタル信号を、所定の記憶装置に記憶することとしてもよい。
【００１３】
また、上記ＵＳＢ装置において、処理部は、プロセッサであり、プロセッサは、起動時にデジタル信号に対して所定の演算を実行することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施態様に係るＵＳＢ装置によれば、外部の装置とアナログ信号によるデータの送受信を行うことにより、起動の度に、デジタル通信のための通信設定を行うことがないので、実データのデータ転送の開始時刻をデジタル通信で行う場合よりも早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】計測システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、計測システムの外観の一例を示す外観図である。
【図３】（ａ）は、デジタル信号での通信を行う場合の信号の遷移例を示す図であり、（ｂ）は、アナログ信号での通信を行う場合の信号の遷移例を示す図である。
【図４】通信装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】他の計測システムの構成例を示すブロック図である。
【図６】他の計測システムの構成例を示すブロック図である。
【図７】他の計測システムの構成例を示すブロック図である。
【図８】他の計測システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施態様に係るＵＳＢ装置を含む計測システムについて図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１に示すように、ＵＳＢ装置の一種として機能するＢＬＥデバイス１００は、信号を受信して出力するＵＳＢ端子１１０と、信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判断し、信号がアナログ信号であると判断した場合に当該信号をアナログ信号のまま出力し、信号がデジタル信号であると判断した場合にデジタル信号の通信設定を実行した後にデジタル信号を出力するＵＳＢコントローラ１２０と、ＵＳＢコントローラ１２０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部として機能するＡ／Ｄ変換器１３０と、起動と終了とを繰り返し、起動時にＵＳＢコントローラ１２０から出力されたデジタル信号または変換部（Ａ／Ｄ変換器１３０）から出力されたデジタル信号を処理する処理部として機能するＢＬＥモジュール１４０と、を備える
ＵＳＢ端子１１０は、接続されている機器（図１の例では、センサデバイス２００）から信号を受信して後段の機器（ＵＳＢコントローラ１２０）に出力する機能を有する。また、ＵＳＢ端子１１０は、接続されている機器に対してＵＳＢコントローラ１２０から伝達された信号を送信する機能を有する。即ち、ＵＳＢ端子１１０は、ＵＳＢ規格に沿って通信を実行するための端子である。ＵＳＢ端子１１０は、ＧＮＤ端子１１１と、Ｄ−端子１１２と、Ｄ＋端子１１３と、ＶＢＵＳ端子１１４とを含む。
【００１８】
ＧＮＤ端子１１１は、接地（アース）のための端子である。
【００１９】
Ｄ−端子１１２は、データを伝達するための端子である。
【００２０】
Ｄ＋端子１１３は、データを伝達するための端子である。
【００２１】
Ｄ−端子１１２と、Ｄ＋端子１１３とには、デジタル信号でデータを伝達する場合には、差動信号が印加される。即ち、Ｄ−端子１１２には、Ｄ＋端子１１３とは、逆位相の信号が印加される。また、Ｄ−端子１１２とＤ＋端子１１３とには、アナログ信号でデータを伝達する場合には、共にアナログ信号であって、同位相の信号が印加される。
【００２２】
ＶＢＵＳ端子１１４は、電源端子であり、ＢＬＥデバイス１００に接続された機器に対して電力を供給するための端子である。ここでは、ＶＢＵＳ端子１１４には、５Ｖの電圧が印加される。
【００２３】
ＵＳＢ端子１１０は、ＵＳＢコントローラ１２０と、ＧＮＤ線１２１と、データ線１２２と、データ線１２３と、電源線１２４と、を介して接続される。
【００２４】
ＧＮＤ線１２１は、接地のための信号線である。
【００２５】
データ線１２２及びデータ線１２３は、データを伝達するための信号線である。データ線１２２と、データ線１２３とには、デジタル信号でデータを伝達する場合には、差動信号が印加される。即ち、データ線１２２には、データ線１２３とは、逆位相の信号が印加される。また、データ線１２２とデータ線１２３とには、アナログ信号でデータを伝達する場合には、共にアナログ信号であって、同位相の信号が印加される。
【００２６】
電源線１２４は、電力を伝達するための信号線である。
【００２７】
ＵＳＢコントローラ１２０は、ＵＳＢ端子１１０を介して送受信を制御する機能を有するプロセッサである。ＵＳＢコントローラ１２０は、ＧＮＤ線と、データ線１２２と、データ線１２３と、電源線１２４とを介してＵＳＢ端子１１０と接続している。また、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１４１を介してＢＬＥモジュール１４０と接続し、ＧＮＤ線１３１と、データ線１３２と、データ線１３３と、電源線１３４とを介して、Ａ／Ｄ変換器１３０と接続している。ＵＳＢコントローラ１２０は、ＢＬＥモジュール１４０から伝達された信号を、ＢＬＥデバイス１００に接続されている機器に対して送信したり、ＢＬＥデバイス１００に接続されている機器から送信された信号をＡ／Ｄ変換器１３０あるいはＢＬＥモジュール１４０に送信したりする。
【００２８】
より具体的に説明する。ＵＳＢコントローラ１２０は、ＵＳＢ端子１１０のＤ−端子１１２に接続するデータ線１２２と、Ｄ＋端子１１３に接続するデータ線１２３とを常時モニターしている。ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１２２とＧＮＤ線１２１との差分と、データ線１２３とＧＮＤ線１２１との差分が所定時間以上同じ値であるか否かに応じて、データ線１２２とデータ線１２３とに印加されている信号が同位相の信号であるか逆位相の信号であるかを判断する。そして、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１２２とデータ線１２３とに同位相の信号が印加されている場合には、アナログ信号を受信していると判断して、データ線１３２とデータ線１３３とに当該アナログ信号を印加して、Ａ／Ｄ変換器１３０に伝達する。このとき、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１３２とデータ線１３３のうちいずれか一方にのみアナログ信号を印加することとしてもよい。一方、データ線１２２とデータ線１２３とに互いに逆位相の信号が印加されている場合には、ＵＳＢコントローラ１２０は、デジタル信号を受信していると判断して、差動信号に基づくデジタル信号を生成し、データ線１４１を介してＢＬＥモジュール１４０に伝達する。
【００２９】
また、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１４１を介してＢＬＥモジュール１４０からデジタル信号を受信した場合には、ＵＳＢ端子１１０のＤ−端子１１２とＤ＋端子１１３とに逆位相の差動信号として印加して出力させ、データ線１３２とデータ線１３３とを介してアナログ信号を受信した場合には、ＵＳＢ端子１１０のＤ−端子１１２とＤ＋端子１１３とに同位相の信号として印加して出力させる。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１３０は、データ線１３２とデータ線１３３とのうち、少なくともいずれか一方を介してアナログ信号を受け付けた場合に、受け付けたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。Ａ／Ｄ変換器１３０は、変換により得られたデジタル信号を、データ線１４２を介してＢＬＥモジュール１４０に伝達する。なお、Ａ／Ｄ変換器１３０は、ＧＮＤ線１５３と、電源線１５４とを介して電源１５０と接続しており、電源１５０から供給される電力によって駆動する。また、Ａ／Ｄ変換器１３０は、受け付けた電力を、ＧＮＤ線１３１と電源線１３４を介してＵＳＢコントローラ１２０にも供給する。
【００３１】
ＢＬＥモジュール１４０は、起動と終了とを繰り返し、起動時に所定の処理を実行する機能を有する。本実施の形態においては、ＢＬＥモジュール１４０は、所定の処理として、データ線１４１又はデータ線１４２を介して伝達されたデジタル信号を所定の外部装置に送信する。ＢＬＥモジュール１４０は、所定の周期で自動的に起動することとしてもよいし、ＵＳＢコントローラ１２０からの指示に従って起動することとしてもよい。また、ＢＬＥモジュール１４０は、所定の処理を実行した後に終了することとしてもよいし、所定の処理を実行した後に所定時間が経過してから終了することとしてもよいし、ＵＳＢコントローラ１２０等の他の機能部からの指示に従って終了することとしてもよい。なお、ここでいう終了とは、ＢＬＥモジュール１４０が実行可能な機能のうちの一部または全部を停止することをいう。また、ＢＬＥモジュール１４０は、ＢＬＥデバイス１００に接続された機器に対して送信するデータを、データ線１４１を介してＵＳＢコントローラ１２０に伝達する。ＢＬＥモジュール１４０は、ＧＮＤ線１５１と電源線１５２とを介して電源１５０と接続しており、電源１５０から供給される電力によって駆動する。また、ＢＬＥモジュール１４０は、ＵＳＢコントローラ１２０を介して、接続された機器との間でデジタル信号による通信を行う場合には、実データの送受信に先立ってＵＳＢ規格において定める通信設定を実行する。当該通信設定においては、通信速度の設定（ＬＳ、ＨＳ、ＦＳ）などを含み、一定の時間を要する。
【００３２】
電源１５０は、電力を接続されている他の回路に供給する機能を有する。電源１５０は、内部に電池セルを有し、ＧＮＤ線１５１と電源線１５２とを介してＢＬＥモジュール１４０に電力を供給し、ＧＮＤ線１５３と電源線１５４とを介してＡ／Ｄ変換器１３０に電力を供給する。図示はしていないが、電源１５０は、商用電源と接続して電力の供給を受けて蓄電する蓄電池であってもよい。
【００３３】
以上がＢＬＥデバイス１００の説明である。次に、センサデバイス２００について説明する。
【００３４】
図１に示すように、センサデバイス２００は、ＵＳＢ端子２１０と、アンプ２３０と、センサ２４０とを備える。
【００３５】
ＵＳＢ端子２１０は、接続されている機器（ここでは、ＢＬＥデバイス１００）に対してＵＳＢコントローラ２２０から伝達された信号を送信する機能を有する。ＵＳＢ端子２１０は、ＵＳＢ規格に沿って通信を実行するための端子である。また、ＵＳＢ端子２１０は、接続されている機器（ここでは、ＢＬＥデバイス１００）から信号を受信して後段の機器（ＵＳＢコントローラ２２０）に出力する機能も有する。ＵＳＢ端子２１０は、ＧＮＤ端子２１１と、Ｄ−端子２１２と、Ｄ＋端子２１３と、ＶＢＵＳ端子２１４とを含む。
【００３６】
ＧＮＤ端子２１１は、接地（アース）のための端子である。
【００３７】
Ｄ−端子２１２は、データを伝達するための端子である。
【００３８】
Ｄ＋端子２１３は、データを伝達するための端子である。
【００３９】
Ｄ−端子２１２と、Ｄ＋端子２１３とには、デジタル信号でデータを伝達する場合には、差動信号が印加される。即ち、Ｄ−端子２１２には、Ｄ＋端子２１３とは、逆位相の信号が印加される。また、Ｄ−端子２１２とＤ＋端子２１３とには、アナログ信号でデータを伝達する場合には、共にアナログ信号であって、同位相の信号が印加される。
【００４０】
ＶＢＵＳ端子２１４は、電源端子であり、ＢＬＥデバイス１００に接続された機器に対して電力を供給するための端子である。ここでは、ＶＢＵＳ端子２１４には、５Ｖの電圧が印加される。
【００４１】
ＵＳＢ端子２１０は、アンプ２３０と、ＧＮＤ線２３１と、データ線２３２と、データ線２３３と、電源線２３４とを介して接続される。ＧＮＤ線２３１は、接地のための配線であり、データ線２３２と、データ線２３３とは、実データを伝達するための配線であり、電源線２２４は、駆動電源を伝達するための配線である。電源線２３４には、５Ｖの電圧が印加される。
【００４２】
アンプ２３０は、センサ２４０から出力された信号を増幅する機能を有する。アンプ２３０は、電源線２３４を介して印加される５Ｖ電源により駆動する。アンプ２３０は、データ線２４２とデータ線２４３とを介して、センサ２４０から出力されたアナログ信号を受け取り、当該アナログ信号を増幅してＵＳＢコントローラ２２０にデータ線２３２とデータ線２３３とを介して伝達する。
【００４３】
アンプ２３０は、センサ２４０と、ＧＮＤ線２４１と、データ線２４２と、データ線２４３と、電源線２４４とを介して接続される。ＧＮＤ線２４１は、接地のための配線であり、データ線２４２と、データ線２４３とは、実データを伝達するための配線であり、電源線２４４は、駆動電源を伝達するための配線である。電源線２４４には、５Ｖの電圧が印加される。
【００４４】
センサ２４０は、予め定められた所定の事象を検出し、検出した事象を信号として出力する機能を有する。センサ２４０としては、例えば、光センサ、赤外線センサ、圧力センサ、超音波センサなど、各種のセンサにより実現することができる。光センサであれば、検出方向の光を検出し、周波数信号として出力したり、赤外線センサであれば、所定の周波数（赤外領域）の光を検出して電気信号として出力したり、圧力センサであれば、検出している圧力を示す電気信号を出力したり、超音波センサであれば、所定範囲内に何らかの物体があるか否かを検出して、その有無を示す電気信号を出力したりすることができる。なお、ここに示すセンサの具体例は一例に過ぎず、他のセンサを用いてもよいことは言うまでもない。センサ２４０は、検出して得られたセンシングデータを、データ線２４２とデータ線２４３とにアナログ信号として出力する。
【００４５】
以上が、センサデバイス２００の構成である。
【００４６】
図２は、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００とを模式的な外観を示す斜視図である。図２（ａ）は、本実施の形態１におけるＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との態様を示している。図２（ｂ）は、後述する実施の形態３における態様を示している。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、ＢＬＥデバイス１００は、センサデバイス２００を受け入れるための挿入口を有する。挿入口内部においては、ＧＮＤ端子１１１と、Ｄ−端子１１２と、Ｄ＋端子１１３と、ＶＢＵＳ端子１１４とが露出しており、センサデバイス２００の挿入部が挿入された際に、センサデバイス２００のＧＮＤ端子２１１と、Ｄ−端子２１２と、Ｄ＋端子２１３と、ＶＢＵＳ端子２１４と接触するように構成されている。また、センサデバイス２００は、挿入部を有し、挿入部内部においてＧＮＤ端子２１１と、Ｄ−端子２１２と、Ｄ＋端子２１３と、ＶＢＵＳ端子２１４とが露出するように構成されている。
【００４８】
以上が、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との構成である。
【００４９】
＜データ＞
図３は、デジタル信号とアナログ信号とを、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との間で送受信する場合の例を示す信号の遷移例を示す図である。図３（ａ）は、デジタル信号を伝達する場合の例を示し、図３（ｂ）は、アナログ信号を伝達する場合の例を示している。
【００５０】
図３（ａ）において、上段は、Ｄ−端子に印加される信号の例を示し、下段は、Ｄ＋端子に印加される信号の例を示している。なお、デジタル信号は、ＵＳＢ規格の場合、差動信号で伝達するので、互いに逆の信号が印加されたとしても問題はない。図３（ａ）に示されるように、差動信号の場合、両端子（信号線）には、信号３５０と信号３５１とに示されるように、互いに逆位相となる信号が印加される。また、仮に、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との間でＵＳＢ規格に則った通信のための通信設定を行っていなかった場合には、通信設定のための時間を要する。例えば、図３（ａ）に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１にかけてＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との間で通信設定を行い、その後、即ち、通信設定が終了した時刻Ｔ１以降において実データのやり取りが行われる。
【００５１】
一方、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との間でアナログ信号を送受信する場合には、Ｄ−端子とＤ＋端子には同位相の信号を印加する。図３（ｂ）を見ればわかるように、信号３５２と信号３５３は、それぞれ、Ｄ−端子とＤ＋端子に印加される信号の一例を示しているが、互いに同位相となっている。また、アナログ信号を伝達する場合には、通信設定を行う必要がないため、図３（ｂ）に示す時刻Ｔ０からすぐに実データの送受信を行うことができる。即ち、データの送受信において、時刻Ｔ０〜Ｔ１の間の時間分だけ実データの転送を早めることができる。
【００５２】
なお、図３（ａ）と図３（ｂ）は共に横軸に時間軸をとっているが、図３（ａ）と図３（ｂ）とでは、タイムスケールが異なることに留意されたい。即ち、例えば、図３（ａ）に示すグラフは、時間軸がｍｓ（ｍｉｌｌｉ  ｓｅｃｏｎｄ）オーダーであるのに対し、図３（ｂ）に示すグラフは、時間軸がｈ（ｈｏｕｒ）オーダーである。
【００５３】
＜動作＞
図４は、ＢＬＥデバイス１００の動作を示すフローチャートである。図４に示す動作は、ＢＬＥデバイス１００が接続されている機器から、信号を受信した場合の動作である。
【００５４】
（ステップＳ４０１）  図４に示すように、ステップＳ４０１において、ＢＬＥデバイス１００のＵＳＢ端子１１０は、信号を受信する。ＢＬＥデバイス１００は、その後に、ステップＳ４０２の処理に移行する。
【００５５】
（ステップＳ４０２）  ステップＳ４０２において、ＢＬＥデバイス１００のＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１２２とデータ線１２３とに印加されている信号をモニターする。そして、データ線１２２とＧＮＤ線１２１との差分と、データ線１２３とＧＮＤ線１２１との差分とが同じか否かに基づいて、それぞれに印加されている信号が同位相であるか否かを判定する。即ち、印加されている信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを判定する。データ線１２２に印加されている信号と、データ線１２３に印加されている信号が同位相であると判定した場合には、ＵＳＢコントローラ１２０は、ステップＳ４０３の処理に移行する。データ線１２２に印加されている信号と、データ線１２３に印加されている信号が逆位相であると判定した場合には、ＵＳＢコントローラ１２０は、ステップＳ４０６の処理に移行する。
【００５６】
（ステップＳ４０３）  ステップＳ４０３において、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１２２とデータ線１２３とに印加されている信号が同位相であった場合には、受信した信号がアナログ信号であると判断し、当該アナログ信号をそのまま、データ線１３２とデータ線１３３とに印加することにより、Ａ／Ｄ変換器１３０に伝達する。その後に、ＢＬＥデバイス１００は、ステップＳ４０４の処理に移行する。
【００５７】
（ステップＳ４０４）  ステップＳ４０４において、Ａ／Ｄ変換器１３０は、ＵＳＢコントローラ１２０から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号を、ＢＬＥモジュール１４０に伝達する。その後に、ＢＬＥデバイス１００は、ステップＳ４０６の処理に移行する。
【００５８】
（ステップＳ４０５）  ステップＳ４０５において、ＵＳＢコントローラ１２０は、データ線１２２とデータ線１２３とに印加されている信号が逆位相であった場合には、受信した信号がデジタル信号であると判断し、伝達された差動信号に基づいてデジタル信号を生成して、データ線１４１を介して、ＢＬＥモジュール１４０に伝達する。その後に、ＢＬＥデバイス１００は、ステップＳ４０６の処理に移行する。
【００５９】
（ステップＳ４０６）  ステップＳ４０６において、ＢＬＥモジュール１４０は、予め定められた所定のタイミングにおいて起動し、Ａ／Ｄ変換器１３０又はＵＳＢコントローラ１２０から伝達されたデジタル信号を、予め定められている所定の送信先に送信して終了する。
【００６０】
以上が、ＢＬＥデバイス１００の信号を受信した場合の処理である。
【００６１】
＜まとめ＞
ＢＬＥデバイス１００は、アナログ信号をＤ＋信号線とＤ−信号線とを介して受信することができる。特に、ＢＬＥデバイス１００は、起動と終了とを繰り返す機器であるＢＬＥモジュール１４０を含むものの、接続された機器との間でのデータ通信を行うために都度ＵＳＢ規格に則った通信設定を起動のたびに実行することがなくなるので、実データの通信に要する時間を短縮することができる。別の言い方をすれば、起動と終了を繰り返す機器に対しては、アナログ信号による実データの転送は、デジタル信号による転送よりも、その開始時間を早めることができる。
【００６２】
また、上述した通り、ＢＬＥデバイス１００は、Ｄ＋端子とＤ−端子に印加されている信号が同位相である場合に、アナログ信号を受信していると判断する構成を備えている。これにより、アナログ信号を伝達するために、電源を供給するためのＶＢＵＳ端子を使用しなくてもよくなるので、電力の安定的な供給と、アナログ信号の受信の共存を図ることができる。
【００６３】
また、上述した通り、ＢＬＥデバイス１００は、Ｄ＋端子とＤ−端子に印加されている信号が同位相である場合にアナログ信号であると判断し、逆位相である場合にデジタル信号であると判断する構成を備えている。これにより、Ｄ＋端子とＤ−端子によって、デジタル信号とアナログ信号との双方の伝達を行うので、既存のＵＳＢの端子形状を維持したまま、アナログ信号とデジタル信号の双方を受信できる。
【００６４】
また、本実施の形態１に係る計測システムにおいては、センサデバイス２００はＵＳＢコントローラを備えていないので、センサに電源が供給されている間はセンサからは断続的に該同位相のアナログ信号が出力されるため、センサデバイス２００とＢＬＥデバイス１００との間では、デジタル通信開始時の通信設定に基づく遅延を解消できる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１においては、センサデバイス２００がＵＳＢコントローラを備えていない例を説明したが、センサデバイス２００は、ＵＳＢコントローラを備えていてもよい。以下、本実施の形態２においては、センサデバイス２００がＵＳＢコントローラを備えている場合の態様を説明する。なお、本実施の形態２においては、実施の形態１と異なる内容について説明し、実施の形態１に共通する内容については、説明を割愛する。
【００６６】
＜構成＞
以下、上記実施の形態１とは異なる構成について説明する。図５は、実施の形態２に係る計測システムの構成を示す。
【００６７】
実施の形態２に係る計測システムにおいて実施の形態１と異なる構成は、ＵＳＢ端子２１０とアンプ２３０との間にＵＳＢコントローラ２２０が挿入されている点にある。
【００６８】
ＵＳＢ端子２１０は、ＵＳＢコントローラ２２０と、ＧＮＤ線２２１と、データ線２２２と、データ線２２３と、電源線２２４と、を介して接続される。
【００６９】
ＧＮＤ線２２１は、接地のための信号線である。
【００７０】
データ線２２２及びデータ線２２３は、データを伝達するための信号線である。データ線２２２と、データ線２２３とには、デジタル信号でデータを伝達する場合には、差動信号が印加される。即ち、データ線２２２には、データ線２２３とは、逆位相の信号が印加される。また、データ線２２２とデータ線２２３とには、アナログ信号でデータを伝達する場合には、共にアナログ信号であって、同位相の信号が印加される。
【００７１】
電源線２２４は、電力を伝達するための信号線である。
【００７２】
ＵＳＢコントローラ２２０は、アンプ２３０と、ＧＮＤ線２３１と、データ線２３２と、データ線２３３と、電源線２３４とを介して接続される。ＧＮＤ線２３１は、接地のための配線であり、データ線２３２と、データ線２３３とは、実データを伝達するための配線であり、電源線２３４は、駆動電源を伝達するための配線である。電源線２３４には、５Ｖの電圧が印加される。
【００７３】
アンプ２３０は、センサ２４０から出力されたアナログ信号を受け取り、当該アナログ信号を増幅してＵＳＢコントローラ２２０にデータ線２３２とデータ線２３３とを介して伝達する。
【００７４】
センサデバイス２００におけるＵＳＢコントローラ２２０は、センサデバイス２００側として、センサデバイス２００が接続された機器との通信に係る処理を実行する。例えば、ＵＳＢコントローラ２２０は、接続先のＢＬＥデバイス１００のＵＳＢコントローラ１２０と、通信に係る設定を実行することができる。
【００７５】
このように、センサデバイス２００は、ＵＳＢコントローラ２２０を搭載し、センサデバイス２００の接続された機器との通信に係る処理を行う構成を備えてもよい。当該構成により、センサ側がデジタル信号での通信ができるようになる。このため、センサデバイス２００のデータ取得タイミングやレベル等を、外部ＰＣと接続し、当該外部ＰＣから設定したりすることができる。
【００７６】
＜実施の形態３＞
上記実施の形態１及び２においては、センサデバイス２００が直接ＢＬＥデバイス１００と接続している場合の態様について説明したが、これはその限りではない。本実施の形態３においては、ＢＬＥデバイス１００とセンサデバイス２００との間に他のモジュールを介在した場合の構成について説明する。
【００７７】
図６は、実施の形態３に係る計測システムの構成を示すブロック図である。図６及び図２（ｂ）に示すように、実施の形態２に係る計測システムにおいては、ＢＬＥデバイス１００と、センサデバイス２００との間に、バッテリデバイス３００を挿入している。以下、実施の形態１に共通する内容に関しては記載を省略する。
【００７８】
バッテリデバイス３００は、図２（ｂ）に示すように、ＢＬＥデバイス１００に挿入されるとともに、センサデバイス２００がバッテリデバイス３００に挿入され、電気的に接続される。
【００７９】
バッテリデバイス３００は、ＵＳＢ端子３１０と、バッテリ３２０と、ＵＳＢ端子３３０とを備える。
【００８０】
ＵＳＢ端子３１０は、センサデバイス２００のＵＳＢ端子２１０と接続するための端子であり、ＧＮＤ端子３１１と、Ｄ−端子３１２と、Ｄ＋端子３１３と、ＶＢＵＳ端子３１４とを備える。ＧＮＤ端子３１１と、Ｄ−端子３１２と、Ｄ＋端子３１３と、ＶＢＵＳ端子３１４とは、それぞれ、センサデバイス２００のＵＳＢ端子２１０のＧＮＤ端子２１１と、Ｄ−端子２１２と、Ｄ＋端子２１３と、ＶＢＵＳ端子２１４と電気的に接続して、センサデバイス２００からのアナログ信号を受信する。受信したアナログ信号は、そのままデータ線３３５とデータ線３３６とを介して、ＵＳＢ端子３３０に伝達される。
【００８１】
バッテリ３２０は、ＧＮＤ線３２１と電源線３２２とを介してＵＳＢ端子３１０と接続されている。また、バッテリ３２０は、ＧＮＤ線３３７と電源線３３８とを介してＵＳＢ端子３３０と接続されている。バッテリ３２０は、図示していないが電池セルを含み、当該電池セルからの電力をＧＮＤ線３２１と電源線３２２とを介して、ＵＳＢ端子３１０に伝達され、そこに接続されたセンサデバイス２００に対する駆動電力として、電力を供給する。なお、バッテリデバイス３００は、電力供給可能なＵＳＢ端子に接続されてバッテリ３２０が充電する構成を備えていてよい。
【００８２】
本実施の形態３においては、センサデバイス２００がバッテリデバイス３００からの電力の供給を受けて駆動する構成が、実施の形態１と異なる。本実施の形態２に示すように、センサデバイス２００は、ＢＬＥデバイス１００とは異なる機器からの電力の供給を受けて駆動する構成としてもよい。
【００８３】
本実施の形態３に係る計測システムによれば、ＵＳＢを介してバッテリを接続するので、計測システムの仕様要求に応じて適切なバッテリを選択でき、計測システムの設計自由度を高めることができる。また、ＢＬＥデバイス１００やセンサデバイス２００にバッテリを内蔵する構成をとる必要がないので、バッテリの交換が容易になるという利点がある。
【００８４】
＜実施の形態４＞
上記実施の形態１〜３においては、センサデバイス２００内部のセンサ２４０がアナログ信号を出力するものである場合を説明した。本実施の形態４においては、センサ搭載のセンサデバイスがデジタル信号を出力するものである場合の構成例について説明する。以下、本実施の形態４においては、実施の形態２と異なる内容について説明し、共通する内容については、説明を割愛する。
【００８５】
図７は、実施の形態４に係る計測システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態４においては、実施の形態２とは、センサデバイス２００の構成が異なる。本実施の形態４においては、センサデバイス２００ａとして説明する。
【００８６】
図７に示すように、センサデバイス２００ａは、ＵＳＢ端子２１０と、ＵＳＢコントローラ２２０ａと、アンプ２３０ａと、センサ２４０ａと、に加え、Ｄ／Ａ変換器２５０を備える。
【００８７】
ＵＳＢ端子２１０の構成は、実施の形態２に共通するので説明を割愛する。ＵＳＢコントローラ２２０ａは、アンプ２３０ａからではなく、Ｄ／Ａ変換器２５０からアナログ信号を受け付ける点において、ＵＳＢコントローラ２２０と異なり、それ以外の構成については、ＵＳＢコントローラ２２０と共通する。センサ２４０ａは、検出した事象を示す電気信号をアナログ信号としてデータ線２４３ａを介してアンプ２３０ａに出力する点において、センサ２４０と異なり、それ以外の構成については、センサ２４０と共通する。アンプ２３０ａは、センサ２４０ａからデジタル信号をデータ線２３３ａを介して受信し、受信したデジタル信号を増幅し、デジタル信号のままデータ線２３３ａを介してＤ／Ａ変換器２５０に出力する点においてアンプ２３０と異なり、それ以外の構成については、アンプ２３０と共通する。
【００８８】
Ｄ／Ａ変換器２５０は、アンプ２３０ａと、ＧＮＤ線２３１と、データ線２３３ａと、電源線２３４とを介して接続されている。また、Ｄ／Ａ変換器２５０は、ＵＳＢコントローラ２２０ａと、ＧＮＤ線２５１と、データ線２５２と、データ線２５３と、電源線２５４とを介して接続されている。Ｄ／Ａ変換器２５０は、アンプ２３０ａからデータ線２３３ａを介して伝達されたデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有する。Ｄ／Ａ変換器２５０は、変換して得られたアナログ信号をデータ線２５２とデータ線２５３とに同位相で印加して、ＵＳＢコントローラ２２０ａに伝達する。
【００８９】
このように、センサデバイス２００ａに搭載するセンサ２４０ａが、デジタル信号を出力するタイプのものである場合には、デジタル信号を一度アナログ信号に変換してから出力するように構成することとしてもよい。このような構成により、計測システムは、デジタル信号の通信を開始する際に実行される通信設定を実行しないので、データの伝達を抑制することができる。
【００９０】
＜補足＞
上記実施の形態に係る歪み量算出装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他の手法により実現されてもよいことは言うまでもない。以下、各種変形例について説明する。
【００９１】
（１）上記実施の形態においては、起動と終了とを繰り返し、起動時にデジタル信号を処理する処理部の一例としてＢＬＥモジュール１４０を例にあげて説明したが、起動時にデジタル信号を処理する処理部としてはこれに限られない。処理部は、起動と終了とを繰り返す装置や回路であればどのようなものであってもよく、また、処理の内容に関しても、デジタル信号の外部装置への送信以外の処理であってもよい。例えば、処理部は、定期的に起動するプロセッサであってよく、行う処理としては、伝達されたデジタル信号を、ＵＳＢ装置内部のメモリに記録するという処理であったり、伝達されたデジタル信号で示されるデータに対して何らかの処理（例えば、ユーザが視認可能な状態に変換する変換処理）を行うものであったりしてもよい。
【００９２】
（２）本実施の形態においては詳細には説明しないが、センサデバイス２００は、ＢＬＥデバイス１００から所定の信号を受信して、所定の動作を実行することとしてもよい。例えば、ＢＬＥデバイス１００は、センサデバイス２００に対してセンシングを行うタイミングを指示するための信号を送信し、センサデバイス２００は、当該タイミングを自装置に設定して動作するようにしてもよい。
【００９３】
（３）上記実施の形態においては、電源１５０は、ＢＬＥモジュール１４０とＡ／Ｄ変換器１３０とに供給する構成としているが、これはその限りではない。ＢＬＥデバイス１００を構成する各回路が動作できるように電力が行き渡る構成であれば、電力の供給方法はどのような構成であってもよく、例えば、電源１５０とＵＳＢコントローラ１２０とを接続するＧＮＤ線と電源線とを別途設けて、電源１５０から直接ＵＳＢコントローラ１２０に電力を供給することとしてもよい。
【００９４】
（４）上記実施の形態においては、ＵＳＢコントローラ１２０は、Ａ／Ｄ変換器１３０に対して、データ線１３２とデータ線１３３とを介してアナログ信号を伝達することとしているが、これは、一本のデータ線のみを使用して伝達することとしてもよい。同様に、アンプ２３０とＵＳＢコントローラ２２０との間や、アンプ２３０とセンサ２４０との間で実データをやり取りするためのデータ線は、２本ではなく１本であってもよい。
【００９５】
（５）上記実施の形態においては、センサデバイス２００（２００ａ）は、アンプ２３０（２３０ａ）を備えることとしているが、センサ２４０（２４０ａ）が十分な強度を有する信号を出力するのであれば、増幅せずに信号をＵＳＢコントローラ２２０（Ｄ／Ａ変換器２５０）に伝達する構成としてもよい。即ち、センサデバイス２００（２００ａ）は、アンプ２３０（２３０ａ）を備えない構成としてもよい。
【００９６】
（６）上記実施の形態においては、バッテリデバイス３００は、受け付けたアナログ信号をそのまま中継するだけで、その他の機能としては、センサデバイス２００に対して電力を供給するだけの構成であるため、バッテリ３２０のみを備える構成としているが、バッテリデバイス３００は、他のモジュールと同様にＵＳＢコントローラを備えてよく、当該ＵＳＢコントローラに何らかの処理を実行させる構成としてもよい。
【００９７】
（７）上記実施の形態においては、ＢＬＥデバイス１００は、ＢＬＥモジュール１４０を備える構成を示したが、ＢＬＥデバイス１００は、図８に示すように、ＢＬＥモジュール１４０に代えて、プロセッサ８００を備える構成としてもよい。プロセッサ８００は、ＢＬＥデバイス１４０と同様の機能を有したうえで更に以下のような構成を備えてもよい。例えば、プロセッサ８００は、受け付けた信号を接続されている記憶装置８１０に記憶することとしてもよいし、受け付けた信号に何らかの処理、例えば、センサデバイス２００ａが検出したセンシングデータをユーザが理解できる値に変換する変換処理などを実行することとしてもよい。このように、ＢＬＥデバイス１００は、多様な機能を備えて、多機能性を有するように構成してもよい。
【００９８】
（８）上記実施の形態３においては、ＢＬＥデバイス１００は、内蔵の電源１５０からの電力によって駆動することとしているが、ＢＬＥデバイス１００は、接続されているバッテリデバイス３００から電力の供給を受けて駆動するものであってもよく、この場合には、電源１５０は搭載していなくともよい。
【００９９】
（９）上記実施の形態及び各補足に示した構成は、適宜組み合わせることとしてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１００  ＢＬＥデバイス（ＵＳＢ装置）
１１０  ＵＳＢ端子
１１２  Ｄ−端子
１１３  Ｄ＋端子
１２０  ＵＳＢコントローラ
１３０  Ａ／Ｄ変換器（変換部）            
１４０  ＢＬＥモジュール（処理部）
１５０  電源
２００  センサデバイス
２１０  ＵＳＢ端子
２２０  ＵＳＢコントローラ
２３０  アンプ
２４０  センサ
３００  バッテリデバイス
３１０  ＵＳＢ端子
３２０  バッテリ
３３０  ＵＳＢ端子
【図１】
2019056968.tif 000003
【図２】
2019056968.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019056968.tif 000008
【図７】
2019056968.tif 000009
【図８】
2019056968.tif 000010