(57)【要約】【課題】  一つの信号線でアナログ信号とデジタル信号との伝送を共用することにより、部品点数を削減して電子機器のコンパクト化及び簡素な制御回路としつつ、アナログ信号とデジタル信号とが双方向から衝突することを防止する。【解決手段】  信号制御回路１０は、アナログ信号とデジタル信号とを共用伝送する信号線１と、アナログ信号を入力させる入力端子１１とデジタル信号を出力させる出力端子１２との信号入出力を切り換える制御部１５とを備えている。制御部１５は、アナログ信号伝送時にはデジタル信号の出力端子１２を入力高インピーダンスにし、かつ、デジタル信号伝送時には、アナログ信号の入力端子１１を入力高インピーダンスにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号とデジタル信号とを共用伝送する信号線と、前記アナログ信号を入力させる入力端子と前記デジタル信号を出力させる出力端子との信号入出力を切り換える制御部と、を備えることを特徴とする信号制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載された信号制御回路であって、前記制御部は、前記アナログ信号の入力端子と前記デジタル信号の出力端子との間に設けられたスイッチから成っていることを特徴とする信号制御回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された信号制御回路であって、前記制御部は、前記アナログ信号の入力時には前記デジタル信号の出力端子を入力高インピーダンスにし、かつ、前記デジタル信号の出力時には、前記アナログ信号の入力端子を入力高インピーダンスにすることを特徴とする信号制御回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された信号制御回路であって、前記アナログ信号又は前記デジタル信号をタイマーを用いて時分割制御することを特徴とする信号制御回路。
【請求項５】
請求項４に記載された信号制御回路であって、前記信号制御回路が１つのパッケージとして構成されることを特徴とする信号制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電気掃除機等の電子機器において用いられるアナログ信号とデジタル信号との伝送を共用する制御線を用いて異なる機器や回路を制御する信号制御回路の改良に関し、特に時分割によって制御する信号制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の制御は多岐にわたることから、制御回路としてアナログ信号及びデジタル信号のいずれも使用されており、制御回路が複雑になってしまう。また、電子機器の信号制御においては、高速処理が要求されるため、多くの信号が短時間にやり取りされるが、各信号のぶつかり合いを抑えて、効率的に制御を実行するために、複数の信号線や端子を用いることが正確かつ安全である。
【０００３】
ところが、最近の電子機器は小型化も要求され、信号制御回路においても配線や端子などを共通化することなどによりコンパクト化を図っている。その方法の一つとして、同期式の信号送受信装置が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載された技術は、基準となるインターフェースユニット（ＩＦＵ）の基準クロック周期より短いパルス周期で複数のＩＦＵを計数し、その計数値に基づいて共用バスラインを用いて周期をとりながらデータの送受信を行うもので、発信周波数の周波数偏差が一定以下であれば、設定周波数に対して実際の発信周波数の値がずれている場合であっても確実に同期をとることができるものであり、デジタル信号の制御に対するものである。
【０００５】
しかしながら、実際の電子機器回路ではアナログ信号も同様に制御されており、このようなアナログ信号及びデジタル信号のいずれの伝送をも必要な電子機器においては、この特許文献１に記載された従来技術をそのまま適用することはできず、デジタル信号とアナログ信号との入出力を別々の異なる信号線を用いて行うことが必要となり、これでは、コンパクト化の要求に応えることができない問題がある。従って、アナログ信号とデジタル信号とを一つの信号線で共用することが望ましいが、一方で、共用する場合にはアナログ信号とデジタル信号とが双方向から衝突して電圧が変化し変形するおそれが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２４５１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、一つの信号線でアナログ信号とデジタル信号との伝送を共用することにより、部品点数を削減して電子機器のコンパクト化及び簡素な制御回路としつつ、アナログ信号とデジタル信号とが双方向から衝突することがない信号制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するための第１の手段として、アナログ信号とデジタル信号とを共用伝送する信号線と、アナログ信号を入力させる入力端子とデジタル信号を出力させる出力端子との信号入出力を切り換える制御部と、を備えることを特徴とする信号制御回路を提供するものである。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、上記第１の解決手段において、制御部は、アナログ信号の入力端子とデジタル信号の出力端子との間に設けられたスイッチから成っていることを特徴とする信号制御回路を提供するものである。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２のいずれかの解決手段において、制御部は、アナログ信号の入力時にはデジタル信号の出力端子を入力高インピーダンスにし、かつ、デジタル信号の出力時には、アナログ信号の入力端子を入力高インピーダンスにすることを特徴とする信号制御回路を提供するものである。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２のいずれかの解決手段において、アナログ信号又はデジタル信号をタイマーを用いて時分割制御することを特徴とする信号制御回路を提供するものである。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、上記第３の解決手段において、信号制御回路が１つのパッケージで構成されることを特徴とする信号制御回路を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記のように、アナログ信号とデジタル信号との伝送を共用する信号線を用い、両信号の入出力を切り替える制御をすることができるため、信号制御回路の部品点数を少なくして、軽量小型化につなげることができ、その結果コストダウンをも実現しつつ、アナログ信号とデジタル信号とが双方向から衝突することがない実益がある。
【００１４】
本発明によれば、上記のように、アナログ信号又はデジタル信号の一方の信号の入出力時に、他方の信号の入出力端子を高インピーダンスとしているため、高インピーダンス側へ信号が伝送されることがなく、アナログ信号とデジタル信号との双方向での衝突を回避することができ、端子を備える制御回路内でのデジタル制御も可能となり、そのため、回路自体をコンパクトにすることができる実益がある。
【００１５】
本発明によれば、上記のように、アナログ信号又はデジタル信号をタイマーを用いて時分割制御により、時間的に分割して多重化して伝送しているため、異なる複数の信号を正確に制御することができる実益がある。
【００１６】
本発明によれば、上記のように、信号制御回路を一つのパッケージとして構成しているため、複雑な制御を一つの回路で簡単に行なうことができる実益がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号制御回路である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る信号制御回路である。
【図３】第２の実施形態に係るタイムチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る信号制御回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る信号制御回路について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
なお、以下に示す実施形態は本発明の信号制御回路における好適な具体例であり、技術的に好ましい構成要素などを挙げて説明しているが、本発明の技術範囲は、特に本発明に限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。従って、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００２０】
（基本的な実施の形態）
図１は本発明の実施形態を示したものである。本発明の信号制御回路１０は、図１に示すように、信号を伝送する信号線１と、この信号線１により伝送される信号の入出力を制御する制御部１５とを備えている。この信号制御回路１０は、図１に示すように、図示しないアナログ信号出力部からの右方向のアナログ信号Ａと図示しないデジタル信号入力部への左方向のデジタル信号Ｂとの信号伝送を１つの信号線１にて共有させ、制御部１５が入力端子１１と出力端子１２との入出力の切換制御を行うものである。
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第1の実施の形態では、制御部１５は、図１に示すように、アナログ信号を入力させる入力端子１１と、デジタル信号を出力させる出力端子１２との間に設けられたスイッチから成っており、このスイッチが伝送経路を切り換えているため、信号線１の中で右方向のアナログ信号Ａと左方向のデジタル信号Ｂとが衝突することがない。なお、本実施形態では、制御部１５が信号線１と入力端子１１と出力端子１２との間に設けられている。
【００２２】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の他の実施形態を示したもので、この実施の形態では、制御部１５がＩＣチップやマイコンなどの信号制御回路１０の中に組み込まれている。アナログ信号出力部２からのアナログ信号Ａとデジタル信号入力部３へのデジタル信号Ｂとを、制御部１５の命令により、入力端子１１と出力端子１２との信号入出力を切り換えている。
【００２３】
ここで、信号制御回路１０の切換方法について、図３のタイムチャートを用いて説明する。この第２の実施の形態では、図２及び図３に示すように、アナログ信号又はデジタル信号をタイマー１６を用いて時分割制御する。即ち、ＩＣチップやマイコンなどの信号制御回路１０に設けられたタイマー１６にて３．０５６ｍｓ毎のクロック信号を生成し、信号を時間的に配列する。なお、本クロック信号に対応させて、ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３の順に３つのアナログデータ（ＡＤ）の測定を繰り返しており、この測定１サイクルは９．１６８ｍｓ（３．０５６ｍｓ×３）である。
【００２４】
アナログ信号出力部２は制御タイミングに関係なく、いつでも出力される状況にあるが、右方向のアナログ信号Ａの入力端子１１への入力を制御部１５が許可するのは、図３に示すように、クロック信号のＣＨ１測定タイミング以外、すなわちＣＨ２、ＣＨ３の測定タイミングと同期させて、制御部１５は出力端子１２の入力を高インピーダンス（Ｈｉｇｈ  Ｉｍｐ）にする。そうすることにより、信号線１の右方向へのアナログ信号Ａは、出力端子１２へ流れることはなく、全て入力端子１１へ流れることになる。なお、入力端子１１に入力される入力信号はアナログであることから、クロック信号の１つ（１ブロック、３．０５６ｍｓ）では入力後の立ち上がりが遅く不正確な値となるため、二つのクロック信号（２ブロック、ＣＨ２＋ＣＨ３）を使用して信号の測定を行っている。
【００２５】
逆に、出力端子１２からのデジタル信号Ｂは、ＣＨ１のクロック信号の測定タイミングと同期させて、制御部１５が入力端子１１を入力高インピーダンス（Ｈｉｇｈ  Ｉｍｐ）に設定することで、出力端子１２から出た左方向のデジタル信号Ｂが誤って入力端子１１に流れないようにしている。なお、デジタル信号Ｂの出力はクロック信号１つ（１ブロック、ＣＨ１）にて制御している。
【００２６】
また、図２における入出力スイッチの態様として種々の方式は考えられるが、一例としてＭＯＳＦＥＴを上げることができる。具体的には、ｎ型ＭＯＳＦＥＴを使用した場合には、ゲート・ソース間電圧にゲート閾値電圧より大きい電圧を印加すると、ドレイン電流が流れ込み、スイッチがＯＮするような回路構成にすればよい。
【００２７】
なお、信号制御回路１０は、２個以上のチップなどが含まれている場合であっても、共通の基板上に一つのパッケージとして構成することにより、複雑な制御をシンプルな一つの回路で、簡単に行うことができる。
【００２８】
（第３の実施の形態）
図４は、電子機器として電気掃除機を用いた場合の信号制御回路を示したもので、第２の実施形態に加え、環境を検知するセンサ４を備え、アナログ信号出力部２とデジタル信号入力部３とは操作基板２０で一体化されて、信号線１に接続されている。なお、アナログ信号出力部２、デジタル信号入力部３の具体的な回路構成も示している。
【００２９】
センサ４は、周囲のゴミ環境を検知するもので、信号制御回路１０において予め設定された閾値以上のゴミがあると判断すると、制御部１５は、タイマー１６によるクロック信号と同期させてデジタル信号Ｂを出力端子１２から出力する。その際の制御としては、図２と同様に、クロック信号の測定タイミングと同期させ、制御部１５が入力端子１１を入力高インピーダンス（Ｈｉｇｈ  Ｉｍｐ）に設定することで、出力端子１２から出たデジタル信号Ｂが誤って入力端子１１に流れないようにしている。
【００３０】
なお、センサ４は投光部（例えば赤外線ＬＥＤ）及び受光部（例えばフォトダイオード）とから構成され、電気掃除機のヘッド周辺におけるゴミの存在を受光器の出力値の増減にて検知している。
【００３１】
具体的には、出力端子１２から出たデジタル信号Ｂ（ＨｉｇｈからＬｏｗにする信号）は、信号線１を介してデジタル信号入力部３とつながり、ＬＥＤ３１を３．０５６ｍｓの時間だけ点灯させる。実際には、クロック信号の１周期（９．１６８ｍｓ）ごとに、ＬＥＤ３１は３．０５６ｍｓの点灯を繰り返すことになる。なお、出力端子１２からのデジタル信号ＢによるＬＥＤ３１の点灯時間は短いが、人間の目では残像により常時点灯しているように見える。
【００３２】
また、アナログ信号入力部２には、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３があり、押されたスイッチに対応した電圧、具体的には、端子ａからはＡＣ５Ｖが入力され、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に対応した電圧降下分の電圧、が入力端子１１から入力される。
【００３３】
入力された電圧はアナログデジタルコンバータ（不図示）でアナログデジタル変換されたのち、信号制御回路１０内のメモリ（不図示）や制御部１５などにより比較され、どのスイッチが押されたかが判断される。なお、入力される電圧は短時間周期となるため、１回前のＡＤ取得値と今回のＡＤ取得値との平均を取ることを繰り返し行い、その値がどの電圧範囲に相当するかで、どのスイッチが押されたかを判断する。
【００３４】
また、上記実施の形態では、共用する信号線は１つで説明したが、２本以上共用できればさらに軽量小型化を図ることができる。    
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の信号制御回路は、例えば、電気掃除機などのアナログ信号とデジタル信号の両方の制御が必要な電子機器に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１        信号線
２        アナログ信号出力部
３        デジタル信号入力部
４        センサ
１０      信号制御回路
１１      入力端子
１２      出力端子
１５      制御部
１６      タイマー
２０      操作基板
３１      ＬＥＤ
Ａ        アナログ信号
Ｂ        デジタル信号
ａ        アナログ電圧入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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