JP2006072983A - 二線式信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子の使用数量をより増加させて全体の明るさを高めたり大型表示部の明るさを十分に確保するとともに、伝送装置の性能低下を回避し、また、明るさの均一化を図る。
【解決手段】 受信部２と送信部３を二本の伝送線４ｐ，４ｎにより接続し、受信部２側に接続した電源部５から送信部３に対して給電を行うとともに、送信部３側のデータを直流電流信号Ｉｓにより受信部２に伝送する二線式信号伝送装置１を構成するに際して、送信部３に、表示部６と、この表示部６に付設し、かつ直流電流信号Ｉｓを流して点灯させる発光部７と、少なくとも発光部７に流れる直流電流信号Ｉｓを所定の周波数によりスイッチング制御する制御部８を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受信部側に接続した電源部から送信部に対して給電を行うとともに、送信部側のデータを直流電流信号により受信部に伝送する二線式信号伝送装置に関する。

従来、受信部と送信部を二本の伝送線により接続し、受信部側に接続した電源部から送信部に対して給電を行うとともに、送信部側のデータを直流電流信号により受信部に伝送する二線式信号伝送装置は知られている。

例えば、特開平５−２２５４８４号公報には、負荷側から二本の伝送線を介して電源の供給を受けて測定すべき物理量を電気信号に変換し、これをマイクロプロセッサにより信号処理して前記伝送線を介して前記負荷側に電流信号として伝送する二線式伝送器であって、前記伝送線に直列に接続され、所定の電圧降下を発生させる電圧降下素子と、この電圧降下素子の両端にバックライト用の発光素子を接続するために設けられた接続端子と、前記マイクロプセッサにより表示素子が駆動され前記発光素子によりバックライトが与えられる液晶表示素子とを具備する二線式伝送器が開示されている。
特開平５−２２５４８４号

しかし、上述した従来の二線式伝送器は、次のような問題点があった。

第一に、発光素子の明るさは、伝送路に流れる最低電流により設定し、この最低電流よりも増えた電流分をツェナーダイオード側に流して、発光素子の明るさを一定にするため、ツェナーダイオードの存在が伝送路に直接影響を及ぼしやすい。したがって、伝送路に対して悪影響を回避する観点から発光素子を増やすにも限界があり、特に、大型表示部に用いる場合には十分な明るさを確保できない。

第二に、発光素子及びツェナーダイオードにおける特性のバラツキ、即ち、発光素子の順電圧及びツェナーダイオードのツェナー電圧のバラツキがそのまま明るさのバラツキとして現れるため、通常、複数の発光素子の配列により構成する発光部における発光部位に明るさのムラを生じやすい。

第三に、ツェナーダイオードの存在は、伝送器に直接影響を及ぼしやすいことに加え、動作初期における動作抵抗値が大きくなるため、特に、この電圧降下の影響により、伝送器の性能低下を招く。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した二線式信号伝送装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、受信部２と送信部３を二本の伝送線４ｐ，４ｎにより接続し、受信部２側に接続した電源部５から送信部３に対して給電を行うとともに、送信部３側のデータを直流電流信号Ｉｓにより受信部２に伝送する二線式信号伝送装置１を構成するに際して、送信部３に、表示部６と、この表示部６に付設し、かつ直流電流信号Ｉｓを流して点灯させる発光部７と、少なくとも発光部７に流れる直流電流信号Ｉｓを所定の周波数によりスイッチング制御する制御部８を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、発光部７は、一又は直列接続した二以上の発光素子Ｄａａ…，Ｄｘａ…を有する複数の発光回路Ｌａ…，Ｌｘを並列接続して構成することができるとともに、発光回路Ｌａ…には、一つの発光回路Ｌａ…に代わる一つのダミー回路Ｌｘを含ませることができる。一方、制御部８は、ダミー回路Ｌｘを含む発光回路Ｌａ…にそれぞれ直列接続したスイッチング回路Ｃａ…，Ｃｘと、このスイッチング回路Ｃａ…，Ｃｘにパルス制御信号Ｐａ…，Ｐｘを付与して、各スイッチング回路Ｃａ…，Ｃｘを時分割方式により順次通電制御する制御回路１１により構成できる。なお、制御部８は、発光回路Ｌａ…にそれぞれ直列接続したスイッチング回路Ｃａ…と、ダミー回路Ｌｘに直列接続し、かつスイッチング回路Ｃａにおける通電時の電圧降下よりも大きい電圧降下を生じる回路素子（Ｄｘｘ）と、スイッチング回路Ｃａ…にパルス制御信号Ｐａ…を付与して、各スイッチング回路Ｃａ…を時分割方式により順次通電制御する制御回路１１により構成することもでき、回路素子としては、一又は二以上のダイオードＤｘｘを用いることができる。制御回路１１には、各スイッチング回路Ｃａ…を順次通電制御するための相前後するパルス制御信号Ｐａ…のパルス時間Ｔａ…を相互にオーバラップさせる機能を設けることが望ましい。また、制御回路１１は、発光回路Ｌａ…の明るさが均一になるように、直流電流信号Ｉｓの大きさに対応してパルス制御信号Ｐａ…のデューティ比を可変制御するデューティ比制御機能を備えることができるとともに、このデューティ比制御機能は、発光回路Ｌａ…に付与するパルス制御信号Ｐａ…のパルス時間Ｔａ…を変更することなく可変制御することができる。

このような構成を有する本発明に係る二線式信号伝送装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 従来のようなツェナーダイオードを使用しないため、ツェナーダイオードの存在が伝送装置１に直接影響を及ぼす不具合を回避できる。したがって、発光素子Ｄａａ…の使用数量もより増加させることができ、全体の明るさを高めたり大型表示部の明るさを十分に確保できる。

（２） ツェナーダイオードによる伝送装置１への影響を防止できることに加え、動作初期における動作抵抗値に基づく電圧降下の影響を解消できるため、伝送装置１の性能低下を回避できる。

（３） 発光部７に流れる直流電流信号Ｉｓを所定の周波数によりスイッチング制御するようにしたため、例えば、好適な態様のように、直流電流信号Ｉｓの大きさに対応してパルス制御信号Ｐａ…のデューティ比を可変するようにすれば、複数の発光素子Ｄａａ…を配列させて構成する発光部７の発光部位に生じる明るさのムラを解消、即ち、明るさの均一化を図ることができる。

（４） 好適な態様により、発光回路Ｌａ…に、一つの発光回路Ｌａ…に代わる一つのダミー回路Ｌｘを含ませれば、発光部７の明るさを一定にするとともに、電圧降下の変動を回避してスイッチングノイズの発生を防止することができる。

（５） 好適な態様により、制御部８を、発光回路Ｌａ…にそれぞれ直列接続したスイッチング回路Ｃａ…と、ダミー回路Ｌｘに直列接続し、かつスイッチング回路Ｃａにおける通電時の電圧降下よりも大きい電圧降下を生じるダイオードＤｘｘ等を用いた回路素子と、スイッチング回路Ｃａ…にパルス制御信号Ｐａ…を付与して、各スイッチング回路Ｃａ…を時分割方式により順次通電制御する制御回路１１により構成すれば、部品点数の削減と省配線化を実現できるとともに、制御回路１１の負荷を低減することができる。

（６） 好適な態様により、ダミー回路Ｌｘを含む発光回路Ｌａ…を時分割方式により順次通電制御するとともに、順次通電制御する相前後するパルス制御信号Ｐａ…のパルス時間Ｔａ…を相互にオーバラップさせれば、直流電流信号Ｉｓの遮断を回避できるため、ノイズ発生防止及び安定性向上に寄与できる。

（７） 好適な態様により、デューティ比制御機能により、パルス制御信号Ｐａ…のデューティ比を可変制御する際に、発光回路Ｌａ…に付与するパルス制御信号Ｐａ…のパルス時間Ｔａ…を変更することなく可変制御すれば、制御の煩雑化を回避できるとともと制御の安定化に寄与できる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る二線式信号伝送装置１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。

図１は、二線式信号伝送装置１全体のブロック回路構成を示す。二線式信号伝送装置１は、離間して設置した受信部２と送信部３を備え、この受信部２と送信部３は、正側と負側となる二本（二線）の伝送線４ｐ，４ｎにより接続する。

受信部２は、直流電源（２４〔Ｖ〕）により構成する電源部５を備え、この電源部５の正極は、正側の伝送線４ｐに接続するとともに、電源部５の負極は、負側の伝送線４ｎに接続する。これにより、送信部３には、電源部５から伝送線４ｐ，４ｎを通して給電が行われる。また、受信部２は、伝送線４ｎに直列に接続した受信抵抗２１を備えるとともに、この受信抵抗２１の両端電圧を検出し、送信部３側から伝送されるデータを直流電流信号Ｉｓの大きさにより検出する受信回路２２を備える。

一方、送信部３は、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）を利用した制御回路１１を備える。マイコンには、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等のコンピュータ処理を実行するための各種ハードウェアを含む。また、制御回路１１の入力ポートｐｓには、圧力センサや温度センサ等のセンサ３１を接続する。この場合、センサ３１から得る検出信号は、通常、アナログ信号のため、制御回路１１には、このアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコンに付与するＡ／Ｄ変換部を内蔵する。さらに、制御回路１１は、伝送線４ｐ，４ｎに接続する接続ポートｐｐ，ｐｎを有しており、一方の接続ポートｐｎは、負側の伝送線４ｎに接続するとともに、他方の接続ポートｐｐは、バックライトとなる発光部７を介して正側の伝送線４ｐに接続する。この接続ポートｐｐからは受信部２に伝送するデータが直流電流信号Ｉｓとして出力するため、制御回路１１には、ディジタルデータをアナログ信号である直流電流信号Ｉｓに変換して接続ポートｐｐから出力させるＤ／Ａ変換部を内蔵する。したがって、制御回路１１は、少なくともセンサ３１から得る検出信号を直流電流信号Ｉｓに変換する機能を備えている。

また、制御回路１１は、表示出力ポートｐｄを有しており、この表示出力ポートｐｄにはＬＣＤ（液晶表示器）３２を利用した表示部６を接続する。上述した発光部７は、この表示部６に付設することによりバックライトとして機能する。このＬＣＤ３２は、図４に示すように、６桁の７セグメント数値表示部Ｅａと上下に配した四つの１セグメント単位表示部Ｅｕ，Ｅｄを有し、セグメントがＯＮ状態において、発光部７からの光を透過させるいわゆるネガタイプを用いる。なお、ＬＣＤ３２は、セグメントがＯＮ状態において、発光部７からの光を遮断するいわゆるポジタイプであってもよい。

図２には、発光部７の具体的回路構成を示す。発光部７は、直列接続した二つの発光素子（ＬＥＤ）ＤａａとＤａｂ，ＤｂａとＤｂｂ，ＤｘａとＤｘｂをそれぞれ有する三つの発光回路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｘを備える。この三つの発光回路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｘのうち、一つの発光回路はダミー回路Ｌｘとなる。ダミー回路Ｌｘを用いる理由は、直流電流信号Ｉｓの一部を分流して発光部７の明るさを一定にすることと、複数の発光回路Ｌａ…を順次切換えた際における電圧降下の変動を回避してスイッチングノイズの発生を防止するためである。したがって、ダミー回路Ｌｘとしては、一つの発光回路Ｌａと同一構成となる発光素子Ｄｘａ，Ｄｘｂを用いることが同一特性を確保できることから最も望ましい。ダミー回路Ｌｘは、その他、シリコンダイオード等を用いて構成してもよいし、短絡接続（導線のみによる接続）することも可能である。なお、短絡接続の場合は、スイッチングノイズをバイパスする比較的容量の大きいコンデンサを別途接続するなどの対策を施すことが望ましい。

さらに、各発光回路Ｌａ…及びダミー回路Ｌｘには、発光素子Ｄａｂ，Ｄｂｂ，Ｄｘｂに対してそれぞれ直列接続したスイッチング回路Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｘを有する。スイッチング回路Ｃａには、スイッチング素子としてＰＮＰトランジスタＱａを用いる。なお、スイッチング回路ＣａにおけるＲａｂ，Ｒａｅは、トランジスタＱａに接続したバイアス抵抗である。この場合、使用するトランジスタとして、バイアス電流が小さくかつ電流増幅率の大きいダーリントントランジスタ或いはＦＥＴを使用することにより、スイッチング回路Ｃａ…を追加したことに伴う消費電流の増加を無視できる。他のスイッチング回路Ｃｂ，Ｃｘもそれぞれ同様に構成し、Ｑｂ，ＱｘはＰＮＰトランジスタ、Ｒｂｂ，Ｒｂｅ，Ｒｘｂ，Ｒｘｅはバイアス抵抗を示す。

そして、各トランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｘのコレクタは、共通接続して制御回路１１の接続ポートｐｐに接続するとともに、各発光素子Ｄａａ，Ｄｂａ，Ｄｘａにおける受信部２側は、共通接続して正側の伝送線４ｐに接続する。これにより、各発光回路Ｌａ，Ｌｂ及びダミー回路Ｌｘは、並列接続される。また、各トランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｘのベースには、制御回路１１からパルス制御信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｘがそれぞれ付与される。この場合、制御回路１１と各スイッチング回路Ｃａ…は制御部８を構成する。この制御部８の機能は、後述する伝送装置１の動作において具体的に説明する。

一方、３３は、定電圧レギュレータであり、この定電圧レギュレータ３３の入力部は、受信部２側に接続される伝送線４ｐに対して、発光部７を介することなく直接接続するとともに、定電圧レギュレータ３３の出力部は、制御回路１１の電源ポートｐｃに接続する。これにより、電源部５からの給電によって直ちに制御回路１１を動作させることができ、送信部３全体を初期段階から確実に動作させることができる。

他方、図３及び図４は、送信部３のメカニカル構成を示す。４１は、円盤状に形成した制御回路基板であり、この制御回路基板４１の表面（おもて面）には、前述したＬＣＤ３２を実装する。ＬＣＤ３２は、左右両端から突出したピンコネクタ３２ｃ，３２ｃを有しており、このピンコネクタ３２ｃ，３２ｃを制御回路基板４１の表面にハンダ付等により固定接続する。これにより、制御回路基板４１の表面とＬＣＤ３２の裏面間に、空間Ｆを設けることができるため、この空間Ｆを利用して、発光回路Ｌａ，Ｌｂを構成する四つの発光素子Ｄａａ，Ｄａｂ、Ｄｂａ，Ｄｂｂを制御回路基板４１上に実装する。この場合、ＬＣＤ３２の裏面が均一に照射されるように、各発光素子Ｄａａ…の配列を考慮するとともに、発光素子Ｄａａ…の周りを覆う遮光ホルダ４２及び発光素子Ｄａａ…の光を拡散させる光拡散シート４３を付設する。また、制御回路基板４１の裏面には、マイコンを構成するＩＣチップ４４を実装するとともに、ダミー回路Ｌｘを構成する二つの発光素子Ｄｘａ，Ｄｘｂを実装する。これにより、発光素子Ｄｘａ，Ｄｘｂからの光は、制御回路基板４１により遮断される。

次に、本実施形態に係る二線式信号伝送装置１の動作について、図５に示す信号のタイミングチャート及び図１，図２を参照して説明する。

まず、電源部５から送信部３に給電されれば、定電圧レギュレータ３３が作動し、定電圧が制御回路１１に付与されることにより、制御回路１１が作動する。この場合、定電圧レギュレータ３３の入力部は、伝送線４ｐに直接接続するため、前述したように、電源部５からの給電によって直ちに制御回路１１を動作させることができ、送信部３全体を初期段階から確実に動作させることができる。

そして、制御回路１１の初期動作では、数秒間、ＬＣＤ３２に、モデル番号やプログラムバージョン等のイニシャル表示が行われる。イニシャル表示が終了すれば、計測モードに移行する。計測モードでは、センサ３１から得る検出信号が入力ポートｐｓから制御回路１１に入力し、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換されてマイコンに付与される。マイコンでは必要なデータ処理が行われ、得られた計測値（検出値）は、ＬＣＤ３２によりデジタル表示されるとともに、Ｄ／Ａ変換部によりアナログ信号（直流電流信号Ｉｓ）に変換されて、接続ポートｐｐ，ｐｎから伝送線４ｐ，４ｎに出力する。この際、計測値（検出値）の大きさに対応したＩｍｉｎ（最小電流）〜Ｉｍａｘ（最大電流）の直流電流信号Ｉｓが得られる。

この場合、図５に示すように、電源部５から送信部３に給電された最初の時点をｔｏとすれば、この時点ｔｏから、制御回路１１の動作によりスイッチング回路ＣｘがＯＮし、ダミー回路Ｌｘに最小電流Ｉｍｉｎが流れるように設定されている（図５（ｃ））。そして、イニシャル表示の開始により、１サイクルの周期Ｔｃｓが約２．５〔ｍｓ〕に設定された図５（ａ）に示すパルス制御信号Ｐａがスイッチング回路Ｃａに付与される。パルス制御信号Ｐａのパルス期間Ｔａは、１〔ｍｓ〕に設定されており、最初に、スイッチング回路Ｃａが１〔ｍｓ〕だけＯＮし、発光回路Ｌａに最小電流Ｉｍｉｎが流れる。次いで、パルス制御信号Ｐａと同一周期に設定された図５（ｂ）に示すパルス制御信号Ｐｂがスイッチング回路Ｃｂに付与される。パルス制御信号Ｐｂのパルス期間Ｔｂも、１〔ｍｓ〕に設定されており、スイッチング回路Ｃｂは、１〔ｍｓ〕だけＯＮし、発光回路Ｌｂに最小電流Ｉｍｉｎが流れる。次いで、パルス制御信号Ｐａと同一周期に設定された図５（ｃ）に示すパルス制御信号Ｐｘがスイッチング回路Ｃｘに付与される。パルス制御信号Ｐｘのパルス期間Ｔｘは、１サイクルの周期Ｔｃｓにおけるパルス制御信号Ｐａのパルス期間Ｔａが終了し、続くパルス制御信号Ｐｂのパルス期間Ｔｂが終了した後、次の１サイクルのパルス期間Ｔａが開始するまでの無パルス期間が設定され、例示の場合は、０．５〔ｍｓ〕に設定されている。したがって、スイッチング回路Ｃｘは、０．５〔ｍｓ〕だけＯＮし、ダミー回路Ｌｘに最小電流Ｉｍｉｎが流れる。以後、同様の動作が繰り返され、各スイッチング回路Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｘは時分割方式により順次通電制御（スイッチング制御）され、最小電流Ｉｍｉｎが流れる動作が繰り返される。１サイクルの周期Ｔｃｓが約２．５〔ｍｓ〕に設定されるため、各パルス制御信号Ｐａ…の周波数は、約４００〔Ｈｚ〕となる。また、この基本的動作は、以後、計測モードにおいても同様に繰り返される。

ところで、制御回路１１は、各パルス制御信号Ｐａ…を設定するに際し、各スイッチング回路Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｘを順次通電制御するための相前後するパルス制御信号Ｐａ…，Ｐｘのパルス時間Ｔａ…，Ｔｘを相互にオーバラップさせる機能を備える。即ち、図５（ａ），（ｂ）に示すように、パルス制御信号Ｐａのパルス期間Ｔａが終了する時点よりもオーバラップ時間Ｔｏだけ手前の時点で、パルス制御信号Ｐｂのパルス期間Ｔｂを開始する。パルス期間Ｔｂとパルス期間Ｔｘ、パルス期間Ｔｘとパルス期間Ｔａの場合も同様である。これにより、直流電流信号Ｉｓの遮断を回避できるため、ノイズ発生防止及び安定性向上に寄与できる。

なお、計測モードが開始するまでは、直流電流信号Ｉｓの大きさが不定になるため、上述したように、給電時から計測モードが開始するまでは、疑似的にＩｍｉｎの直流電流信号Ｉｓを出力して電流不足を回避している。

一方、計測モードでは、センサ３１から得る検出信号の大きさに対応して直流電流信号Ｉｓの大きさがＩｍｉｎ〜Ｉｍａｘの間で変化するため、制御回路１１におけるデューティ比制御機能により、直流電流信号Ｉｓの大きさに対応してパルス制御信号Ｐａ…，Ｐｘのデューティ比が可変され、各発光回路Ｌａ…の明るさが均一になるように制御される。この場合、デューティ比制御機能は、ダミー回路Ｌｘを除く発光回路Ｌａ…に付与するパルス制御信号Ｐａ…のパルス時間Ｔａ…を変更することなく、ダミー回路Ｌｘに付与するパルス制御信号Ｐｘのパルス時間Ｔｘを可変する。即ち、図５（ｄ），（ｅ）に示すように、発光回路Ｌａ，Ｌｂに対するパルス制御信号Ｐａ，Ｐｂのパルス期間Ｔａ，Ｔｂは、１〔ｍｓ〕のまま変更せず、ダミー回路Ｌｘに対するパルス制御信号Ｐｘのパルス期間Ｔｘを可変する。具体的には、直流電流信号Ｉｓが大きくなった場合、図５（ｆ）に示すように、パルス制御信号Ｐｘのパルス期間Ｔｘを長くする。このような制御を行うことにより、制御の煩雑化が回避されるとともと制御の安定化にも寄与できる。

例示の場合、パルス期間Ｔｘは、約１０〔ｍｓ〕であり、Ｉｍａｘを設定している。したがって、この場合、１サイクルの周期Ｔｃｗは、約１２〔ｍｓ〕となり、周波数は約８３〔Ｈｚ〕となる。なお、図５（ｃ）に示したパルス期間Ｔｘは、０．５〔ｍｓ〕であり、Ｉｍｉｎの場合を示している。このような直流電流信号Ｉｓの大きさに対応したパルス期間Ｔｘの関係（変換データ）は、予めマイコンに設定（記憶）しておく。これにより、直流電流信号Ｉｓが大きくなった場合、パルス期間Ｔｘが長くなるため、図５（ｄ），（ｅ）に示すように、発光回路Ｌａ，Ｌｂにおける無パルス期間が長くなり、明るさが抑制されるとともに、直流電流信号Ｉｓが小さくなった場合、パルス期間Ｔｘが短くなるため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、発光回路Ｌａ，Ｌｂにおける無パルス期間が短くなり、明るさが高められる。この結果、発光回路Ｌａ，Ｌｂの明るさは、直流電流信号Ｉｓの大きさに左右されることなく、均一に維持される。即ち、複数の発光素子Ｄａａ…を配列させて構成する発光部７の発光部位に生じる明るさのムラが解消され、明るさの均一化が図られる。

このように、本実施形態に係る二線式信号伝送装置１によれば、従来のようなツェナーダイオードを使用しないため、ツェナーダイオードの存在が伝送装置１に直接影響を及ぼす不具合を回避できる。したがって、発光素子Ｄａａ…の使用数量もより増加させることができ、全体の明るさを高めたり大型表示部の明るさを十分に確保できる。また、ツェナーダイオードによる伝送装置１への影響を防止できることに加え、動作初期における動作抵抗値に基づく電圧降下の影響を解消できるため、伝送装置１の性能低下を回避することができる。

他方、図６には、本発明の変更実施形態に係る二線式信号伝送装置１を示す。図６に示す二線式信号伝送装置１は、図２に示した制御部８におけるダミー回路Ｌｘに直列接続したスイッチング回路Ｃｘの代わりに、スイッチング回路Ｃａ（又はＣｂ）における通電時の電圧降下よりも大きい電圧降下を生じる回路素子、具体的には、シリコンダイオード等のダイオードＤｘｘを接続したものである。したがって、ダイオードＤｘｘは、ダミー回路Ｌｘに対して常時直列接続した状態となり、パルス制御信号Ｐｘによるスイッチング制御は行わない。

これにより、図２に示した制御部８と近似する制御を行うことができる。即ち、発光回路Ｌａ，Ｌｂに対するスイッチング回路Ｃａ，Ｃｂのいずれかが通電状態（ＯＮ）になれば、スイッチング回路Ｃａ（又はＣｂ）における通電時の電圧降下よりも大きい電圧降下を生じるダイオードＤｘｘを直列接続したダミー回路Ｌｘは、実質的に無通電状態（ＯＦＦ）となる。他方、発光回路Ｌａ，Ｌｂに対する全てのスイッチング回路Ｃａ，Ｃｂが無通電状態（ＯＦＦ）になると、ダイオードＤｘｘを直列接続したダミー回路Ｌｘは、実質的に通電状態（ＯＮ）となる。

したがって、図６に示す制御部８を用いれば、部品点数の削減と省配線化を実現できるとともに、制御回路１１の負荷を低減できる利点がある。図６における他の構成は図２と同じであり同様の動作を行う。このため、図６において、図２と同一部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。なお、回路素子として、ダイオードＤｘｘを例示したが、同様の機能を発揮する他の回路素子により置換することができる。また、必要により複数のダイオードＤｘｘ…（回路素子）を直列又は並列に接続することにより電圧降下の大きさを調整することもできる。

以上、最良の実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、送信部３側のデータとして、センサ３１から得る検出信号を例示したが、他の任意のデータを適用することができる。また、発光部７は、表示部６のバックライトとして用いる場合を示したが、広くは一般的な照明をはじめ、他の同様の用途、即ち、直流電流信号Ｉｓを利用し、かつ直流電流信号Ｉｓの大きさに影響を受けないことが要求される用途に応用可能である。さらに、デューティ比制御機能は、ダミー回路Ｌｘに付与するパルス制御信号Ｐｘのパルス時間Ｔｘを可変する場合を示したが、他のパルス制御信号Ｐａ，Ｐｂのパルス時間Ｔａ，Ｔｂを可変する場合を排除するものではない。一方、このようなデューティ比制御機能により、発光部７の明るさを容易に変更できるため、例えば、明るさを０．５〔ｓ〕毎に変えることにより、異常時の警報（アラーム表示）等に利用することも可能である。

本発明の最良の実施形態に係る二線式信号伝送装置のブロック回路図、 同二線式信号伝送装置の発光部及び制御部の具体的回路図、 同二線式信号伝送装置の送信部のメカニカル構成を示す断面側面図、 同送信部のメカニカル構成を示す正面図、 図２における各部の信号のタイミングチャート、 本発明の変更実施形態に係る二線式信号伝送装置の発光部及び制御部の具体的回路図、

符号の説明

１ 二線式信号伝送装置
２ 受信部
３ 送信部
４ｐ 伝送線
４ｎ 伝送線
５ 電源部
６ 表示部
７ 発光部
８ 制御部
１１ 制御回路
Ｉｓ 直流電流信号
Ｄａａ… 発光素子
Ｄｘａ… 発光素子
Ｄｘｘ ダイオード
Ｌａ… 発光回路
Ｌｘ 発光回路
Ｃａ… スイッチング回路
Ｃｘ スイッチング回路
Ｐａ… パルス制御信号
Ｐｘ パルス制御信号
Ｔａ… パルス時間
Ｔｘ パルス時間

Claims (9)

1. 受信部と送信部を二本の伝送線により接続し、前記受信部側に接続した電源部から前記送信部に対して給電を行うとともに、前記送信部側のデータを直流電流信号により前記受信部に伝送する二線式信号伝送装置において、前記送信部に、表示部と、この表示部に付設し、かつ前記直流電流信号を流して点灯させる発光部と、少なくとも前記発光部に流れる前記直流電流信号を所定の周波数によりスイッチング制御する制御部を備えることを特徴とする二線式信号伝送装置。
2. 前記発光部は、一又は直列接続した二以上の発光素子を有する複数の発光回路を並列接続して構成することを特徴とする請求項１記載の二線式信号伝送装置。
3. 前記発光回路には、一つの発光回路に代わる一つのダミー回路を含むことを特徴とする請求項２記載の二線式信号伝送装置。
4. 前記制御部は、前記ダミー回路を含む前記発光回路にそれぞれ直列接続したスイッチング回路と、このスイッチング回路にパルス制御信号を付与して、各スイッチング回路を時分割方式により順次通電制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項３記載の二線式信号伝送装置。
5. 前記制御部は、前記発光回路にそれぞれ直列接続したスイッチング回路と、前記ダミー回路に直列接続し、かつ前記スイッチング回路における通電時の電圧降下よりも大きい電圧降下を生じる回路素子と、前記スイッチング回路にパルス制御信号を付与して、各スイッチング回路を時分割方式により順次通電制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項３記載の二線式信号伝送装置。
6. 前記回路素子は、一又は二以上のダイオードを用いることを特徴とする請求項５記載の二線式信号伝送装置。
7. 前記制御回路は、各スイッチング回路を順次通電制御するための相前後するパルス制御信号のパルス時間を相互にオーバラップさせる機能を有することを特徴とする請求項４又は５記載の二線式信号伝送装置。
8. 前記制御回路は、前記発光回路の明るさが均一になるように、前記直流電流信号の大きさに対応して前記パルス制御信号のデューティ比を可変制御するデューティ比制御機能を備えることを特徴とする請求項４，５又は７記載の二線式信号伝送装置。
9. 前記デューティ比制御機能は、前記発光回路に付与するパルス制御信号のパルス時間を変更することなく可変制御することを特徴とする請求項８記載の二線式信号伝送装置。

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