JP2007312253A - 半二重通信デバイス、半二重通信システム、電子機器、通信プログラム、および通信プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の通信プロトコルを必要とせずに、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信および受信動作を切り替えて通信を行うことができる半二重通信デバイスを提供する。
【解決手段】入出力端子１０１、送信部から信号を送信する送信モードと、受信部で信号を受信する受信モードとを交互に切り替える送信入力回路１０４および３ステートバッファ１０８、並びに、送信モード時に送信部による信号送信が完了した後、該送信モードから受信モードに切り替える送受信識別信号を送信入力回路１０４および３ステートバッファ１０８に出力する一方、受信モード時に受信部による信号の受信が完了した後、該受信モードから送信モードに切り替える送受信識別信号を送信入力回路１０４および３ステートバッファ１０８に出力する送信／受信切替回路１１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信などの半二重通信システムにおいて用いられる半二重通信デバイス、
それを搭載する電子機器、通信プログラム、および通信プログラムを記録した記録媒体に関するものである。

携帯情報機器などの発達、普及に伴い、機器間でのデータ通信は必須となりつつある。特に、携帯情報機器、例えば、携帯電話などは、持ち歩くことを前提としているために、データ通信のために有線ケーブルを使用することが現実的ではない。よって、データ通信には、光や電波などの伝送媒体を用いた無線通信技術の採用が増えてきている。

また、送信および受信が可能な双方向通信では、送信と受信とを同時に行う全二重通信と、送信と受信とを交互に行う半二重通信とがある。

全二重通信は、送信と受信とを同時に行うことが可能な通信方式である。全二重通信を、光や電波などの無線通信で行う場合、送信側のデータと受信側のデータとが干渉しないようにするために、波長や搬送波周波数を２種類用意する必要がある。よって、コストやリソースの面で不利がある。

一方、半二重通信は、送信と受信とを交互に行う通信方式である。通信速度では全二重通信に劣るものの、コストやリソースの消費が少ない。また、２つの携帯情報機器間での通信(ポイント、ツー、ポイント通信)では、通信の多くが単方向のデータ移動であることから、全二重通信である必要性が低いため、半二重通信が多く採用されている。

ここで、従来の半二重通信に用いられている半二重通信デバイスについて、図１１を参照しながら、説明する。図１１は、従来の半二重通信デバイスの一例として、赤外線通信デバイス１０００の構成を示す回路図である。

赤外線通信デバイス１０００は、半二重通信において送信／受信を交互に行うものであり、制御装置（図示せず）から送信／受信動作を制御されている。送信時には、制御装置から送信を指示されるデータ信号が、送信信号入力用の入力端子（ＴＸＤ）１００１から入力され、入力レベル識別回路１００４にて入力レベルを識別した後、送信ドライバ回路１００５に出力される。そして、送信ドライバ回路１００５が送信用発光ダイオード１００６を駆動させることによって、送信データが相手側に送信される。

一方、受信時には、受信用フォトダイオード１０１０によって受信された受信データが、受信アンプ回路１００９によって増幅され、受信出力バッファ１００８に出力される。そして、受信データは、受信出力バッファから、受信信号出力用の出力端子（ＲＸＤ）１００２に出力され、コントローラＩＣに出力される。

また、赤外線通信デバイス１０００では、非通信時であっても受信待機状態のため電力を消費してしまうので、非通信時は意図的に赤外線通信デバイス１０００を停止させるために、別途端子（ＳＤ；シャットダウン）１００３が備えられている。制御装置からシャットダウンを指示される信号がＳＤ１００３から入力され、シャットダウン制御回路１０１２は、入力される信号に応じて、送信部電源１００７、または、受信部電源１０１１を制御して、送信ドライバ回路１００５、または、受信アンプ回路１００９を停止させる。

以上のように、赤外線通信デバイス１０００では、送信と受信とを交互に行うにもかかわらず、ＴＸＤ１００１およびＲＸＤ１００２の２つの端子を設けており、また、電力消費のためＳＤ１００３の端子を設けているので、合計３つの端子を独立して設けている。

よって、上記３つの端子と接続するために、制御装置も３つの入出力ポートを確保する必要がある。そのため、限られた制御装置のポートリソースを浪費し、また、赤外線通信デバイス１０００や、それを搭載する電子機器のコスト上昇、およびサイズ肥大の要因の一因ともなっている。

そこで、例えば、特許文献１には、１つの端子で送信信号入力および受信信号出力を行い、省線化している半二重通信の技術が開示されている。

また、特許文献２には、データ通信機器の切替信号に応じて、通信部である無線機の送信可能状態と受信可能状態とを自動的に切り替え、１つのアンテナによって送受信に対応する技術が開示されている。
特開平５−２２２６１号公報（１９９３年１月２９日公開） 特開平８−１３９６３３号公報（１９９６年５月３１日公開）

しかしながら、上記特許文献１では、通信装置にマスタモードとスレーブモードとを設定し、１つの端子で通信装置間の送信および受信を行う場合、片方がマスタモードで、もう片方がスレーブモードの設定でしか、動作させることはできない。

つまりは、予め片方がマスタモード、もう片方がスレーブモードとなるようにモード設定させた上で、必ずマスタ側からの信号に同期して通信することで、通信衝突を回避させているため、マスタモード同士、スレーブモード同士の通信を行うことができない。また、特定または専用の通信プロトコルを必要とするため、不特定の相手との通信を必須とする携帯情報機器には不向きであるという問題点を有している。

また、上記特許文献２では、信号に含まれる情報から送信要求なのか受信許可なのかを判別して切替信号を生成するために、ソフトウェアまたはハードウェアにて信号を解析する必要が生じる。しかも、ソフトウェアで解析する場合には、切替用の端子を別途デバイスに設けなければならず、また、ハードウェアで解析する場合には、莫大な規模の回路追加が必要となり、現実的ではないという問題点を有している。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、特定の通信プロトコルを必要とせずに、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信および受信動作を切り替えて通信を行うことができる半二重通信デバイスを提供することにある。

本発明の半二重通信デバイスは、上記課題を解決するために、信号の入出力端子から入力された送信信号を相対する通信デバイスへ送信する送信部と、相対する通信デバイスから受信信号を受信し、上記入出力端子へ出力する受信部と、上記送信部の信号送信可能な状態を維持する送信モードと、上記受信部の信号受信可能な状態を維持する受信モードとを交互に切り替えるモード切替手段と、送信モード時に送信部による信号送信が完了した後、該送信モードから受信モードに切り替えるための第１信号を上記モード切替手段に出力する一方、受信モード時に受信部による信号の受信が完了した後、該受信モードから送信モードに切り替えるための第２信号を上記モード切替手段に出力する信号出力手段とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、半二重通信デバイスは、信号出力手段が、送信モード時に送信部による信号送信が完了した後、該送信モードから受信モードに切り替えるための第１信号を上記モード切替手段に出力する一方、受信モード時に受信部による信号の受信が完了した後、該受信モードから送信モードに切り替えるための第２信号をモード切替手段に出力することによって、モード切替手段が、送信モードと受信モードとを交互に切り替えることにより、入出力端子に入出力される送信信号および受信信号のみで自動的に送信モードと受信モードとを切り替えることが可能となる。

したがって、半二重通信デバイスは、外部からの送信モードと受信モードとの切替用の専用信号を必要とせず、特別にソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号を解析する解析部も必要としない。また、特別な通信規制を設けていないので、特定または専用の通信プロトコルを必要とせずに、入出力端子の使用で、双方向通信が可能となる。

以上により、本実施の形態の半二重通信デバイスは、特定の通信プロトコルを必要とせずに、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信モードと受信モードとを切り替えて通信を行うことが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記信号出力手段は、送信モード時に送信部からの信号の送信が完了してから、予め設定される第１の待ち時間の経過後に、上記第１信号を出力することが好ましい。

上記の構成によれば、信号出力手段は、送信モード時に送信部からの信号の送信が完了してから予め設定される第１の待ち時間の経過後に、第１信号を出力するので、第１の待ち時間の経過後に、自動的に送信モードから受信モードに切り替えることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記信号出力手段は、受信モード時に受信部による信号の受信が完了してから、予め設定される第２の待ち時間の経過後に、上記第２信号を出力することが好ましい。

上記の構成によれば、信号出力手段は、受信モード時に受信部による信号の受信が完了してから予め設定される第２の待ち時間の経過後に、第２信号を出力するので、第２の待ち時間の経過後に、自動的に受信モードから送信モードに切り替えることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記第１の待ち時間は、使用する半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、該半二重通信プロトコルにて定められている、受信信号受信終了後から次の送信を許可されるまでの最小待ち時間よりも短いことが好ましい。

上記の構成によれば、第１の待ち時間は、使用する半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、半二重通信プロトコルにて定められている、受信信号受信終了後から次の送信を許可されるまでの最小待ち時間よりも短いので、信号伝送中にモードの切り替わりが起こってしまうことを防止しつつ、相手側からの次の送信信号を受信し損なわないようにすることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記第２の待ち時間は、上記半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、上記第１の待ち時間よりも長いことが好ましい。

上記の構成によれば、第２の待ち時間は、半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、第１の待ち時間よりも長いので、信号伝送中にモードの切り替わりが起こってしまうこと、および、相手側が受信モードになっていないのに送信を開始してしまうことを防止することが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記送信モード時に、上記受信部の駆動を停止させる駆動停止手段が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、送信モード時には、駆動停止手段が受信部の駆動を停止させるので、受信信号を受信し損なわないように監視することによる消費電力を低減し、送信信号が入力されるまで、消費電力をほぼ０にすることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、デバイス自体の電源投入時の初期状態は、送信モードに設定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、デバイス自体の電源投入時の初期状態は、送信モードに設定されているので、送信モードは受信信号を受信しないことにより、受信信号を受信し損なわないように監視することによる消費電力を低減し、送信信号が入力されるまで、消費電力をほぼ０にすることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記信号出力手段は、上記受信モード時に、上記入出力端子に信号が入力されると、上記第２信号を上記モード切替手段に出力することが好ましい。

上記の構成によれば、信号出力手段は、受信モード時に、入出力端子に信号が入力されると、第２信号をモード切替手段に出力することにより、受信モードから送信モードに切り替わるので、受信信号がない非通信時には、入出力端子に信号を入力させることにより、送信モードに切り替えて、消費電力を低減させることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記入出力端子に入力される信号は、上記受信モードから上記送信モードに切り替えるための信号であることが好ましい。

上記の構成によれば、入出力端子に入力される信号は、受信モードから送信モードに切り替えるための信号であることにより、通信のための信号を出力しないので、通信信号送出のための送信部を駆動させるような無駄な電力を抑制することが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記モード切替手段は、上記第２信号が入力されると、上記受信モードから上記送信モードに切り替えた後は、該送信モードを維持することが好ましい。

上記の構成によれば、第２信号が入力されると、受信モードから送信モードに切り替えた後は、該送信モードを維持するので、送信信号が入力されるまで、消費電力をほぼ０にすることが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記入出力端子に接続され、該入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知するレベル検知手段を備え、上記信号出力手段は、上記レベル検知手段によって入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在していることが検知されたときに、上記第２信号を上記モード切替手段に出力することが好ましい。

上記の構成によれば、入出力端子に接続され、該入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知するレベル検知手段を備えることにより、信号出力手段が、レベル検知手段によって入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在していることが検知されたときに、受信モードから送信モードに切り替えるので、受信部から入出力端子へ出力される受信信号が流れなくなり、入出力端子での入出力衝突状態による半二重通信デバイス内の素子に流れる過電流を、最小限に抑制することが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記レベル検知手段は、上記２つの閾値の一方の閾値と、上記入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第１比較器と、他方の閾値と、上記入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第２比較器とを備え、第１比較器および第２比較器の比較結果から、入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知することが好ましい。

上記の構成によれば、レベル検知手段が、２つの閾値の一方の閾値と、入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第１比較器と、他方の閾値と、入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第２比較器とを備えることにより、第１比較器および第２比較器の比較結果から、入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知するので、異なる２つの閾値の間に存在している信号のレベルを確実に検知することが可能となる。

また、本発明の半二重通信デバイスでは、上記入出力端子に接続され、上記受信部から該入出力端子へ上記受信信号が出力される回路を構成する受信出力回路の出力インピーダンスは、上記入出力端子の外部に接続される装置の出力インピーダンスと一致するように設定されることが好ましい。

上記の構成によれば、入出力端子に接続され、受信部から該入出力端子へ受信信号が出力される回路を構成する受信出力回路の出力インピーダンスは、入出力端子の外部に接続される装置の出力インピーダンスと一致するように設定されることにより、信号衝突時のレベル検知手段の入力レベルを電源電圧の１／２近くにすることが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムは、上記課題を解決するために、上記半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスの動作を制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、上記制御装置は、上記半二重通信デバイスを信号の受信可能な受信モードにするための起動信号を上記入出力端子に出力することを特徴としている。

上記の構成によれば、制御装置が、半二重通信デバイスを上記受信モードにするための起動信号を入出力端子に出力することで、半二重通信デバイスを受信モードに切り替えることが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムは、上記課題を解決するために、上記半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、上記制御装置は、上記半二重通信デバイスが送信モードの場合、上記入出力端子への送信信号の出力終了後、上記半二重通信デバイスで設定された第１の待ち時間の間に、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードから、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードに切り替えることを特徴としている。

上記の構成によれば、制御装置は、半二重通信デバイスが送信モードの場合、入出力端子への送信信号の出力終了後、半二重通信デバイスで設定された第１の待ち時間の間に、出力モードから入力モードに切り替えるので、先に半二重通信デバイスが受信モードとなって、制御装置に受信信号を出力することによる入出力端子での信号衝突を回避することが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムは、上記課題を解決するために、上記半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、上記制御装置は、上記半二重通信デバイスが受信モードの場合、上記入出力端子からの受信信号の入力終了後、上記半二重通信デバイスで設定された第２の待ち時間の経過後に、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードから、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードに切り替えることを特徴としている。

上記の構成によれば、制御装置は、半二重通信デバイスが受信モードの場合、入出力端子からの受信信号の入力終了後、半二重通信デバイスで設定された第２の待ち時間の経過後に、入力モードから出力モードに切り替えるので、先に半二重通信デバイスが送信入力モードとなって、入出力端子での信号衝突を回避することが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムは、上記課題を解決するために、上記半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、上記制御装置は、上記半二重通信デバイスが受信モードであっても受信信号が受信されない場合、予め設定される第３の待ち時間の経過後に、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードから、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードに切り替えて、該入出力端子に信号を出力することを特徴としている。

上記の構成によれば、制御装置は、半二重通信デバイスが受信モードであっても受信信号が受信されない場合、予め設定される第３の待ち時間の経過後に、入力モードから出力モードに切り替えて、該入出力端子に信号を出力するので、半二重通信デバイスを、強制的に受信モードから送信モードに切り替えることが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムでは、上記第３の時間は、上記第２の待ち時間から上記第１の待ち時間を差し引いた時間よりも長いことが好ましい。

上記の構成によれば、第３の時間は、第２の待ち時間から第１の待ち時間を差し引いた時間よりも長いので、自局が確実に受信モードになってから、相手局が送信開始となるための待ち時間の間は、制御装置が、半二重通信デバイスを強制的に送信モードへ切り替えることを防止することが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムでは、上記制御装置は、単一の入出力ポートを備え、上記入出力ポートを使用して信号の入出力を行うことが好ましい。

上記の構成によれば、制御装置は単一の入出力ポートのみを使用して、信号の入出力を行うので、ポートリソースを有効に活用することが可能となる。

また、本発明の半二重通信システムでは、相対する通信デバイスとの通信が行われていない時は、上記制御装置は上記出力モードであり、且つ、上記半二重通信デバイスは上記送信モードであることが好ましい。

上記の構成によれば、相対する通信デバイスとの通信が行われていない時は、制御装置は出力モードであり、且つ、半二重通信デバイスは送信モードであるので、通信デバイスを停止させるための特別な端子を有さなくとも、アイドル電流をほぼ０にすることが可能となる。

また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記半二重通信システムを搭載した電子機器である。

上記の構成によれば、電子機器は、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信／受信モードを切り替えて通信を行うことが可能な半二重通信システムを搭載しているので、構成の縮小や、消費電流の低減が可能となる。

また、本発明の通信プログラムは、上記課題を解決するために、上記半二重通信システムにおける制御装置を動作させる通信プログラムであって、上記制御装置で実行される各手順をコンピュータに実行させるための通信プログラムである。

上記の構成によれば、送受信のタイミングの管理をソフトウェアで行うことが可能となるので、送信および受信を切り替えるための特別な信号や、通信信号内に含まれるコマンドでの制御を必要とせずに通信することが可能であるため、汎用的な半二重通信プロトコルを採用することが可能となる。

また、本発明の記録媒体は、上記課題を解決するために、上記制御装置で実行される各手順をコンピュータ読み取り可能なプログラムとして格納したことを特徴としている。

上記の構成によれば、通信プログラムが一般のコンピュータで実行されることを前提に供給されるので、汎用性の高いものとなる。

本発明の半二重通信デバイスは、以上のように、信号の入出力端子から入力された送信信号を相対する通信デバイスへ送信する送信部と、相対する通信デバイスから受信信号を受信し、上記入出力端子へ出力する受信部と、上記送信部の信号送信可能な状態を維持する送信モードと、上記受信部の信号受信可能な状態を維持する受信モードとを交互に切り替えるモード切替手段と、送信モード時に送信部による信号送信が完了した後、該送信モードから受信モードに切り替えるための第１信号を上記モード切替手段に出力する一方、受信モード時に受信部による信号の受信が完了した後、該受信モードから送信モードに切り替えるための第２信号を上記モード切替手段に出力する信号出力手段とを備えるので、送信信号および受信信号のみで送信モードと受信モードとを切り替えることが可能となり、入出力端子の使用で双方向通信を可能にし、特定の通信プロトコルを必要とせずに、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信および受信動作を切り替えて通信を行うことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施の形態の半二重通信デバイス１００の構成を示す回路図である。図２は、本実施の形態の半二重通信デバイス１００を用いた半二重通信システムの概略を示す模式図である。

本実施の形態の半二重通信デバイス１００は、一例として赤外線通信デバイスを適用しており、以下では、図２に示すように、半二重通信システム１Ａおよび１Ｂとの間で、赤外線通信が行われる場合として説明する。但し、これに限らず、通信装置が複数存在する場合であってもよいし、赤外線以外の光、または無線などの全ての媒体を介した通信にも適用される。また、半二重通信システム１Ａおよび１Ｂは、通信機能を備える電子機器などに搭載されている（図示せず）。

また、図２に示すように、半二重通信デバイス１００には、制御装置としてのコントローラＩＣ１０から、電源が供給される配線、ＧＮＤが接続される配線、および、送信／受信データが入出力される配線が備えられている。コントローラＩＣ１０は、上記配線を介して、半二重通信デバイス１００の起動、停止、および動作を制御している。

さらに、本実施の形態の半二重通信システムでは、コントローラＩＣ１０が有している入出力ポートのうち単一の入出力ポート１１のみを使用するだけで、半二重通信デバイス１００を制御し、双方向通信を可能にしている。これについては、具体的に後述する。

半二重通信デバイス１００は、図１に示すように、入出力端子１０１、送信用発光ダイオード１０２、受信用フォトダイオード１０３を備え、さらに内部回路として、モード切替手段としての送信入力回路１０４、送信ドライバ回路１０５、受信アンプ回路１０６、駆動停止手段としての受信部電源１０７、モード切替手段としての３ステートバッファ１０８、信号ゲート１０９、タイマａ１１０、タイマｂ１１１、信号出力手段としての送信／受信切替回路１１２、抵抗１１３、および、レベル検知手段としての衝突検知回路１１４を備えている。

なお、信号ゲート１０９、送信ドライバ回路１０５、および、送信用発光ダイオード１０２は送信部を構成しており、受信用フォトダイオード１０３、受信アンプ回路１０６、および、受信部電源１０７は受信部を構成している。

また、半二重通信デバイス１００は、送信と受信とを交互に行う半二重通信を行い、入出力端子１０１から入力される送信信号を送信するときを送信モード（言い換えると、入出力端子１０１から送信信号が入力されるのを待機する状態である入力待機モード）と、相対する半二重通信デバイスからの受信信号を受信するときを受信モード（言い換えると、相対する通信デバイスからの受信信号が入力されるのを待機する状態である受信待機モード）との通信モードを有している。

入出力端子１０１は、半二重通信デバイス１００の外部にある制御装置、つまり本実施の形態ではコントローラＩＣ１０との信号の入出力が行なわれる端子であり、送信信号も受信信号も共通して入出力される端子である。よって、省線化している。入出力端子１０１は、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１と配線（図示せず）を介して接続されている。

送信用発光ダイオード１０２は、自身に電流が流れると発光するダイオードであり、本実施の形態では、通信する相手側に通信信号を送信するための送信用として用いられている。送信用発光ダイオード１０２は、送信ドライバ回路１０５の出力側に接続されている。送信ドライバ回路１０５は、入力側が信号ゲート１０９に接続されており、信号ゲート１０９から出力される信号が入力されると、電圧を出力して送信用発光ダイオード１０２を駆動させる。

受信用フォトダイオード１０３は、光を検出すると電流が流れるダイオードであり、本実施の形態では、送信通信側から送られてくる赤外線の光を検出し、通信信号を受信するための受信用として用いられている。受信用フォトダイオード１０３は、受信アンプ回路１０６の入力側に接続されている。受信アンプ回路１０６は、出力側が３ステートバッファ１０８に接続されており、受信用フォトダイオード１０３からの信号を増幅して、２値出力化して３ステートバッファ１０８に出力する。

送信入力回路１０４は、入出力端子１０１に入力される信号が送信信号としての入力か否かを識別する回路である。送信／受信切替回路１１２から出力される信号レベルに応じて、送信信号としての入力か否かを識別し、送信信号と識別される入力信号のみが出力され、送信信号ではないと識別されると信号は出力されない。入力側が入出力端子１０１と送信／受信切替回路１１２とに接続されており、出力側が信号ゲート１０９とタイマａ１１０とに接続されている。

受信部電源１０７は、受信アンプ回路１０６に電源、およびバイアスを与える電源回路である。送信／受信切替回路１１２から出力される信号レベルに応じて、受信アンプ回路１０６に電源、およびバイアスを与えるかが決定されるようになっている。入力側が送信／受信切替回路１１２に接続されており、出力側が受信アンプ回路１０６に接続されている。

３ステートバッファ１０８は、受信アンプ回路１０６の出力信号をバッファして入出力端子１０１に信号を出力するバッファである。送信／受信切替回路１１２から出力される信号レベルに応じて、信号を通すか否かが決められ、信号を通すことが禁止されると、信号は出力されない。入力側が受信アンプ回路１０６に接続されており、出力側が３ステートバッファ１０８の出力インピーダンスを調整する抵抗１１３を介して、入出力端子１０１に接続されている。

信号ゲート１０９は、送信入力回路１０４からの出力信号を送信ドライバ回路１０５に通すかどうかを決めるゲートである。送信／受信切替回路１１２から出力される信号レベルに応じて、信号を通すか否かが決められ、信号を通すことが禁止されると、信号は出力されない。入力側が送信入力回路１０４に接続されており、出力側が送信ドライバ回路１０５に接続されている。

タイマａ１１０は、信号が入力され、入力が終了した直後から、ｔ１時間経過後に信号を出力するように設定されているタイマである。詳細には、入力信号の終了を検出した直後から、タイマはスタートする。入力側が送信入力回路１０４に接続されており、出力側が送信／受信切替回路１１２に接続されている。

タイマｂ１１１は、信号が入力され、入力が終了した直後から、ｔ２時間待った後に信号を出力するように設定されているタイマである。詳細には、入力信号の終了を検出した直後から、タイマはスタートする。入力側が受信アンプ回路１０６に接続されており、出力側が送信／受信切替回路１１２に接続されている。

送信／受信切替回路１１２は、自身に入力される信号から、半二重通信デバイス１００の送信モードまたは受信モードを判定して、送信モードまたは受信モードの切り替えを制御する回路であり、ここで設定される通信モードが半二重通信デバイス１００において保持される。送信／受信切替回路１１２は、詳細には後述するが、２値化された、第１信号としてのＨｉｇｈの信号と第２信号としてのＬｏｗの信号とのうち、どちらかの信号を出力する。入力側が、タイマａ１１０、タイマｂ１１１、および衝突検知回路１１４に接続されており、出力側が、送信入力回路１０４、受信部電源１０７、３ステートバッファ１０８、および信号ゲート１０９に接続されている。

衝突検知回路１１４は、入出力端子１０１において、半二重通信デバイス１００からの出力信号と、半二重通信デバイス１００への入力信号とが衝突しているか否かを検知する回路である。つまりは、信号衝突していることを検知すると信号が出力され、信号衝突を検知しないと信号は出力されない。入力側が入出力端子１０１と、抵抗１１３を介して３ステートバッファ１０８とに接続されており、出力側が送信／受信切替回路１１２に接続されている。

ここで、信号ゲート１０９、送信／受信切替回路１１２、および、衝突検知回路１１４の一例を、図３を参照しながら説明する。図３は、半二重通信デバイス１００の内部回路の一構成例を示す回路図である。

まず、送信／受信切替回路１１２の構成について説明する。

送信／受信切替回路１１２は、ゲート２０１および２０２、フリップフロップ２０３、並びに、スタート回路２０４を備えている。

ゲート２０１は、入力側が、フリップフロップ２０３と衝突検知回路１１４のゲート２０７とに接続されており、出力側が、ゲート２０２と信号ゲート１０９のフリップフロップ２１０とに接続されている。入力側の２つの信号が、２つともＨｉｇｈで入力されるときのみ信号を通過させるゲートである。ゲート２０１からフリップフロップ２１０に出力される信号は、本実施の形態では、送信許可／禁止信号として用いられ、送信許可／禁止信号がＨｉｇｈの場合、送信が禁止される送信禁止モードであると設定し、送信許可／禁止信号がＬｏｗの場合、送信が許可される送信許可モードであると設定している。

ゲート２０２は、入力側が、スタート回路２０４、タイマｂ１１１、およびゲート２０１に接続されており、出力側がフリップフロップ２０３に接続されている。入力側の３つの信号が、１つでもＨｉｇｈで入力されると信号を通過させるゲートである。

フリップフロップ２０３は、入力信号を記憶し、次の信号が加えられるまでは現状の入力信号に応じた状態を保持する回路である。リセット入力がゲート２０２に接続され、セット入力がタイマａ１１０に接続されており、出力側が、送信入力回路１０４、受信部電源１０７、３ステートバッファ１０８、およびゲート２０１に接続されている。リセット入力に信号が入力されると、第２信号としてのＬｏｗの信号が出力され、セット入力に信号が入力されると、第１信号としてのＨｉｇｈの信号が出力される。この出力される信号は、本実施の形態では、送受信識別信号として用いられ、送受信識別信号がＨｉｇｈの場合、半二重通信デバイス１００が受信モードであると設定し、送受信識別信号がＬｏｗの場合、半二重通信デバイス１００が送信モードであると設定している。

スタート回路２０４は、半二重通信デバイス１００の電源投入時、すなわちコントローラＩＣ１０から電源が供給されると、パルス電圧を出力する回路であり、図４（ａ）に構成の一例を示す。図４（ａ）は、スタート回路２０４の一構成例を示す回路図である。図４（ｂ）は、電源投入後の、時間経過とスタートパルス電圧との関係を示すグラフであり、縦軸は電圧、横軸は時間を示す。

スタート回路２０４は、図４（ａ）に示すような回路で簡単に構成することが可能である。また、図４（ｂ）に示すように、電源投入時のみスタートパルス電圧が出力され、時間の経過とともに減少するので、電源投入時以外、パルス電圧が内部回路に影響を及ぼすことはない。

信号ゲート１０９は、ゲート２０８および２０９、並びに、フリップフロップ２１０を備えている。ゲート２０８は、入力側が送信入力回路１０４に接続されており、出力側がフリップフロップ２１０に接続されている。Ｈｉｇｈの信号が入力されるとＬｏｗの信号が出力され、Ｌｏｗの信号が入力されるとＨｉｇｈの信号が出力されるゲートである。

フリップフロップ２１０は、機能は上述したフリップフロップ２０３と同様であり、リセット入力がゲート２０８に接続されており、セット入力がゲート２０１に接続されており、出力側がゲート２０９に接続されている。リセット入力に信号が入力されると、Ｈｉｇｈの信号が出力され、セット入力に信号が入力されると、Ｌｏｗの信号が出力される。詳細には、セット入力に入力される信号は、ゲート２０１から出力される送信許可／禁止信号であり、送信許可／禁止信号がＨｉｇｈすなわち送信禁止モードであると識別される場合には、Ｌｏｗの信号がゲート２０９に出力される。

ゲート２０９は、入力側が送信入力回路１０４とフリップフロップ２１０とに接続されており、出力側が送信ドライバ回路１０５に接続されている。入力側の２つの信号が、２つともＨｉｇｈで入力されるときのみ信号を通過させるゲートである。よって、送信禁止モードであると識別される場合では、フリップフロップ２１０から出力される信号はＬｏｗであるので、送信入力回路１０４から信号が出力されている状態であっても、信号は通過することができない。

衝突検知回路１１４は、第１比較器としての比較器２０５、第２比較器としての比較器２０６、および、ゲート２０７を備えている。比較器２０５および２０６は、入力側が入出力端子１０１と３ステートバッファ１０８とに接続されており、出力側がゲート２０７に接続されている。

比較器２０５および２０６は、２つの閾値レベルが設定された比較器である。本実施の形態では、一例として、比較器２０５には、電源電圧の１／２よりも高く、且つ、電源電圧よりも低い第１の閾値レベルが設定され、比較器２０６には、０電位よりも高く、且つ、電源電圧の１／２よりも低い第２の閾値レベルが設定されている。

ここで、比較器２０５および２０６の一例を、図５を参照しながら説明する。図５は、比較器２０５および２０６の一構成例を示す回路図である。

比較器２０５および２０６は、図５に示すように、ＣＭＯＳ素子でインバータを構成している。この構成の場合、ＰチャンネルＭＯＳおよびＮチャンネルＭＯＳの、ゲート長とゲート幅の比とを調節すれば、容易に閾値を設定することが可能となる。例えば、比較器２０５を高い閾値に、比較器２０６を低い閾値に設定するとき、この２つの閾値間の入力レベルの信号が入ったときのみ、２値化した信号が比較器２０５および２０６からそれぞれ出力される。

ゲート２０７は、入力側が比較器２０５および２０６に接続されており、出力側がゲート２０１に接続されている。入力側の２つの信号が、２つともＨｉｇｈで入力されるときのみ信号を通過させるゲートである。ゲート２０７から出力される信号は、衝突検知信号として用いられる。

よって、衝突検知回路１１４は、２つの閾値間の入力レベルの信号が入ったとき、入出力端子１０１において、半二重通信デバイス１００からの出力信号と、半二重通信デバイス１００への入力信号とが衝突していると検知し、衝突検知信号を出力する回路である。なお、衝突検知信号を出力する詳細な動作については、後述する。

次に、本実施の形態の半二重通信デバイス１００の動作を、図１〜３，６，および７を参照しながら説明する。本実施の形態では、一例として、図２に示す半二重通信システム１Ａおよび１Ｂ間で通信が行なわれる場合を説明し、半二重通信システム１Ａ側をＡ局、半二重通信システム１Ｂ側をＢ局とする。

図６は、Ａ局およびＢ局の間で、通信が行われる場合の通信状態遷移を示す図である。図７は、図６のときのコントローラＩＣ１０の動作を示すフローチャートである。

最初に、半二重通信デバイス１００の入出力端子１０１に信号を入出力するコントローラＩＣ１０の動作について、図７を参照しながら説明する。

まず、コントローラＩＣ１０は、半二重通信デバイス１００に電源が投入された時点で、入出力ポート１１を、信号を出力する出力モードに変更して（ステップＳ１）、半二重通信デバイス１００に信号を送出することができるようにしておく。

次いで、コントローラＩＣ１０は、送信すべきデータ、すなわち送信信号があるか否かを判別する（ステップＳ２）。送信信号があれば、送信信号を入出力ポート１１から入出力端子１０１に送信する（ステップＳ３）。そして、コントローラＩＣ１０は、続けて送信信号があるか否かを判別する（ステップＳ４）。

ここで、送信信号があれば、再度送信信号を入出力ポート１１から入出力端子１０１に送信し（ステップＳ３）、送信信号がある限り、ステップＳ４およびＳ３を繰り返す。一方、送信信号がなくなれば、コントローラＩＣ１０は、ｔ１時間以内に、入出力ポート１１を入力モードに変更する（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ２において、送信信号がなければ、コントローラＩＣ１０は、起動信号を入出力ポート１１から入出力端子１０１に出力する（ステップＳ５）。次いで、コントローラＩＣ１０は、ｔ１時間以内に、入出力ポート１１を入力モードに変更する（ステップＳ６）。

その後、コントローラＩＣ１０は、ｔ３時間内に、入出力ポート１１に受信するデータ、すなわち受信信号が入力されたか否かを判別する（ステップＳ７）。受信信号が入力されていれば、その都度、コントローラＩＣ１０は、入出力端子１０１から出力される受信信号を入出力ポート１１から入力する（ステップＳ８）。そして、コントローラＩＣ１０は、続けて受信信号が入力されたか否かを判別する（ステップＳ９）。

ここで、受信信号が入力されていれば、再度、入出力端子１０１からの受信信号を入出力ポート１１から入力し（ステップＳ８）、受信信号がある限り、ステップＳ９およびＳ８を繰り返す。一方、受信信号が入力されなくなれば、コントローラＩＣ１０は、ｔ２時間待った後に、入出力ポート１１を出力モードに変更する（ステップＳ１０）。

そして、コントローラＩＣ１０は、送信信号があるか否かを判別する（ステップＳ１１）。送信信号があれば、送信信号を入出力ポート１１から入出力端子１０１に送信する（ステップＳ３）。一方、送信信号がなければ、コントローラＩＣ１０は、動作を終了する。

一方、ステップＳ７において、ｔ３時間の間に、受信信号が入力されない場合、コントローラＩＣ１０は入出力ポート１１を出力モードに変更して（ステップＳ１２）、パルス信号を入出力ポート１１から入出力端子１０１に出力する（ステップＳ１３）。その後、コントローラＩＣ１０は、動作を終了する。

以上のように、コントローラＩＣ１０は、入出力ポート１１の出力／入力モードの切り替えと、信号の入出力を行っている。これにより、半二重通信デバイス１００では、コントローラＩＣ１０から送信信号が入力され、コントローラＩＣ１０に受信信号が出力されている。

次に、Ａ局およびＢ局の間で通信が行われる場合の、半二重通信デバイス１００の動作について説明する。図６に示すように、動作説明の便宜上、仮に、最初に送信側となる局をＡ局、最初に受信側となる局をＢ局とする。もちろん、どちらの局に使用する通信用デバイスも同じ半二重通信デバイス１００であり、最初に送信側や受信側になるかは、コントローラＩＣ１０側が一意に決める。

また、コントローラＩＣ１０は、両局共に、上述した図７を参照して説明した動作を行う。さらに、本実施の形態では、特定または専用の通信プロトコルではなく、基本的なデータ転送手順を有している通信プロトコルであればよく、限定しない。

まず、両局とも、コントローラＩＣ１０が、半二重通信デバイス１００に電源を供給する。

半二重通信デバイス１００では、コントローラＩＣ１０から電源が投入されると、スタート回路２０４によって、スタートパルス電圧が出力される。このスタートパルス電圧が、ゲート２０２に入力され、ゲート２０２からフリップフロップ２０３のリセット入力に信号が出力される。

信号がフリップフロップ２０３のリセット入力に入力されると、フリップフロップ２０３はリセットされ、Ｌｏｗの信号すなわち送受信識別信号が出力される。フリップフロップ２０３の送受信識別信号がＬｏｗの場合、半二重通信デバイス１００が送信モードであると識別される。

このとき、３ステートバッファ１０８は、Ｌｏｗの送受信識別信号が入力されて、ハイインピーダンス状態となり、信号が出力不可能な状態になるので、入出力端子１０１から信号が出力されることはない。

また、Ｌｏｗの送受信識別信号は、受信部電源１０７にも入力される。Ｌｏｗの送受信識別信号が入力された受信部電源１０７は、受信アンプ回路１０６の駆動を停止させる。

さらに、Ｌｏｗの送受信識別信号は、送信入力回路１０４にも入力される。Ｌｏｗの送受信識別信号が入力された送信入力回路１０４は送信許可状態となり、信号が出力可能な状態になる。よって、内部回路の送信許可状態と、半二重通信デバイス１００の送信モードとが一致する。

以上のように、半二重通信デバイス１００に電源投入後の、送受信が行なわれる前の初期状態では、半二重通信デバイス１００は、送信モード、言い換えれば、コントローラＩＣ１０からの出力信号が入力されるのを待機する入力待機モードとなる。

したがって、半二重通信デバイス１００が、受信モード、言い換えれば、相対する局からの受信信号が入力されるのを待機する状態である受信待機モードとなって、常時相手側からの送信信号を受信し損なわないように監視することにより、電力が消費するのを抑制することが可能となる。

また、この段階では、両局とも、コントローラＩＣ１０は入出力ポート１１を、信号を出力する出力モードに変更して（ステップＳ１）、半二重通信デバイス１００に信号を送出できるようにしておく。

次に、最初にＡ局が送信側と、Ｂ局が受信側と設定しているので、Ａ局からの通信信号を受信させるために、Ｂ局を受信待機モードにさせる。

Ｂ局では、コントローラＩＣ１０は、送信するデータがないので（送信するデータがある場合は、送信側に設定される）（ステップＳ２）、起動信号を半二重通信デバイス１００に出力する（ステップＳ５）。この起動信号は、送信信号と同等レベルの信号であるが、半二重通信デバイス１００の入力待機／受信待機モードを切り替えるためのみに使用される信号である。よって、起動信号は、できる限り短いパルスであることが好ましい。

なお、半二重通信デバイス１００では、起動信号が送信信号と同等レベルの信号であるので、入出力端子１０１、送信入力回路１０４、および信号ゲート１０９を介して、送信ドライバ回路１０５に信号が入力されることによって、送信ドライバ回路１０５が送信用発光ダイオード１０２を駆動させてしまい、Ｂ局から通信信号（本例では光信号）が出てしまう。しかしながら、相対するＡ局は、受信モードではなく送信モードのため、通信信号は無視される。

また、Ｂ局の半二重通信デバイス１００では、入出力端子１０１、および送信入力回路１０４を介して、タイマａ１１０にも起動信号が入力されることによって、起動信号の入力終了直後からタイマがスタートする。

詳細には、入出力端子１０１に入力された起動信号が送信入力回路１０４に入力され、送信入力回路１０４からの出力信号が信号ゲート１０９に出力されるとともに、タイマａ１１０にも出力されており、タイマａ１１０は信号が入力終了した直後からタイマをスタートさせる。

タイマａ１１０は、タイマがスタートしてからｔ１時間経過後に信号を出力するように設定されているので、ｔ１時間経過後に、信号が送信／受信切替回路１１２のフリップフロップ２０３のセット入力に出力される。セット入力に信号が入力されることによって、フリップフロップ２０３がセットされて、送受信識別信号がＨｉｇｈとなり、半二重通信デバイス１００が受信モードに遷移する。

このとき、送信入力回路１０４は、Ｈｉｇｈの送受信識別信号が入力されて、送信禁止状態となり、信号が出力不可能な状態になる。

また、Ｈｉｇｈの送受信識別信号は、受信部電源１０７にも入力される。Ｈｉｇｈの送受信識別信号が入力された受信部電源１０７は、受信アンプ回路１０６に電源、およびバイアスを与え、駆動させる。

さらに、Ｈｉｇｈの送受信識別信号は、３ステートバッファ１０８にも入力される。Ｈｉｇｈの送受信識別信号が入力された３ステートバッファ１０８は、ハイインピーダンス状態から、受信許可状態に変わり、信号が出力可能な状態になる。よって、内部回路の受信許可状態と、半二重通信デバイス１００の受信モードとが一致する。

以上のように、半二重通信デバイス１００では、ｔ１時間経過後に信号を出力するように設定されているタイマａ１１０からの出力信号が、フリップフロップ２０３のセット入力に入力されることによって、フリップフロップ２０３がＨｉｇｈの送受信識別信号を出力するので、ｔ１時間経過後に、送信モードから受信モードに自動的に切り替えることが可能となる。

このとき、半二重通信デバイス１００が受信モードとなっても、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１が出力モードのままであると、コントローラＩＣ１０から半二重通信デバイス１００に出力される信号と、半二重通信デバイス１００からコントローラＩＣ１０に出力される信号との信号衝突の虞がでてくるので、信号衝突を避ける必要がある。

そこで、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００が送信モードから受信モードに遷移するｔ１時間以内に、コントローラＩＣ１０は、入出力ポート１１を入力モードに変更する（ステップＳ６）。次に、信号衝突が発生する虞のあるｔ１時間の設定方法について説明する。

タイマａ１１０で設定されるｔ１時間は、図８に示すように、半二重通信システムで使用する半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔Ｔｍａｘよりも長く設定させる（ｔ１＞Ｔｍａｘ）。図８は、半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔Ｔｍａｘを示す図である。

ｔ１＞Ｔｍａｘとすることにより、送信信号伝送中にｔ１時間が経過して、通信モードが切り替わってしまうことを防止することが可能となる。また、ｔ１時間は、半二重通信システムで使用する半二重通信プロトコルにて定められる、受信終了から次の送信を許可されるまでの最小待ち時間Ｔｍｉｎよりも短く設定させる（Ｔｍｉｎ＞ｔ１）。次に、最小待ち時間Ｔｍｉｎについて説明する。

一般的に、無線を媒体にする通信デバイスでは、自機からの送信出力に比べて、受信入力が圧倒的に小さい信号となってしまう。これに対して、図９に示すように、送信中の自機からの信号が受信部に入り込み、受信部のアンプを飽和させてしまう（エコーバック現象）ことが知られている。図９は、通信デバイスのエコーバック現象を示す模式図である。

よって、エコーバック現象が発生するような通信デバイスを使用する半二重通信プロトコルでは、全ての局に対して、受信終了から次の送信を行うまでの間に、一定以上の待ち時間を設けることが義務付けられている。この一定以上の待ち時間は最小値Ｔｍｉｎで定義され、最小ターンアラウンドタイムなどと呼ばれる。それゆえ、通信デバイスでは、自機の送信直後から一定時間待ってからでないと、受信可能状態にならない。

したがって、ｔ１時間を最小待ち時間Ｔｍｉｎよりも小さく設定させることで、相手局の受信終了（すなわち自局の送信終了）後、相手局の送信開始よりも前に、自局を受信モードにすることが可能となり、相手局からの送信信号を受信し損なわないようにすることが可能となる。

一方、Ａ局では、コントローラＩＣ１０は、送信信号があるので（ステップＳ２）、半二重通信デバイス１００に送信信号を送信し（ステップＳ３）、Ｂ局に通信信号が送信される。そして、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００がＡ局から送信された通信信号を受信して、コントローラＩＣ１０に送出し、コントローラＩＣ１０がこの信号を受信する（ステップＳ８）。

以上のように、Ｂ局の半二重通信デバイス１００が、Ｔｍｉｎ＞ｔ１＞Ｔｍａｘが設定されている状態で、ｔ１時間経過後に、送信モードから受信モードに自動的に切り替えられるので、信号衝突を避けながら、Ａ局からＢ局への通信を成立させることが可能となる。

次に、Ａ局では、コントローラＩＣ１０は、続けて送信信号があれば（ステップＳ４）、再度データ信号を半二重通信デバイス１００に送信する（ステップＳ３）。

その後、Ａ局では、コントローラＩＣ１０からの送信信号の出力が終了する（ステップＳ４）とともに、半二重通信デバイス１００では、送信信号は入出力端子１０１、および送信入力回路１０４を介して、タイマａ１１０にも入力されているので、送信信号入力終了直後からタイマがスタートする。

詳細には、入出力端子１０１に入力された送信信号が送信入力回路１０４に入力され、送信入力回路１０４からの出力信号が信号ゲート１０９に出力されるとともに、タイマａ１１０にも出力されており、タイマａ１１０は信号が入力され、入力が終了した直後からタイマをスタートさせる。

次いで、上述したＢ局のときと同様に、ｔ１時間経過後に、タイマａ１１０から信号がフリップフロップ２０３に出力され、フリップフロップ２０３から出力される送受信識別信号がＨｉｇｈとなり、半二重通信デバイス１００は受信モードに遷移するので、送信モードから受信モードに切り替えられる。

また、同様に、送信入力回路１０４は送信禁止状態となり、受信部電源１０７は受信アンプ回路１０６を駆動させ、３ステートバッファ１０８は受信許可状態となるので、内部回路の受信許可状態と、半二重通信デバイス１００の受信モードとが一致する。

また、同様に、Ａ局では、半二重通信デバイス１００が送信モードから受信モードに遷移するｔ１時間以内に、コントローラＩＣ１０は、入出力ポート１１を入力モードに変更する（ステップＳ６）。

一方、Ｂ局では、コントローラＩＣ１０は、続けて受信信号があれば（ステップＳ９）、再度データ信号を受信する（ステップＳ８）。

その後、Ｂ局では、コントローラＩＣ１０への受信信号の出力が終了する（ステップＳ９）とともに、半二重通信デバイス１００では、通信信号を受信した受信用フォトダイオード１０３からの信号が、受信アンプ回路１０６を介して、３ステートバッファ１０８に出力されるとともに、タイマｂ１１１にも出力されているので、受信信号受信終了直後からタイマがスタートする。

タイマｂ１１１は、スタートしてからｔ２時間経過後に信号を出力するように設定されているので、ｔ２時間経過後に、信号が送信／受信切替回路１１２のゲート２０２に出力される。そして、ゲート２０２からの出力信号がフリップフロップ２０３のリセット入力に入力されることによって、フリップフロップ２０３がリセットされて、送受信識別信号がＬｏｗとなり、半二重通信デバイス１００が送信モードに遷移する。

このとき、３ステートバッファ１０８は、受信許可状態から、Ｌｏｗの送受信識別信号が入力されて、ハイインピーダンス状態となり、信号が出力不可能な状態になる。

また、Ｌｏｗの送受信識別信号は、受信部電源１０７にも入力される。Ｌｏｗの送受信識別信号が入力された受信部電源１０７は、受信アンプ回路１０６の駆動を停止させる。

さらに、Ｌｏｗの送受信識別信号は、送信入力回路１０４にも入力される。この場合、Ｌｏｗの送受信識別信号が入力された送信入力回路１０４は、送信禁止状態から、送信許可状態となり、信号が出力可能な状態になる。よって、内部回路の送信許可状態と、半二重通信デバイス１００の送信モードとが一致する。

以上のように、半二重通信デバイス１００では、ｔ２時間経過後に信号を出力するように設定されているタイマｂ１１１からの出力信号が、フリップフロップ２０３のリセット入力に入力されることによって、フリップフロップ２０３がＬｏｗの送受信識別信号を出力するので、ｔ２時間経過後に、受信モードから送信モードに自動的に切り替えることが可能となる。

このとき、半二重通信デバイス１００が送信モードとなる前に、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１が出力モードに変更されると、コントローラＩＣ１０から半二重通信デバイス１００に出力される信号と、半二重通信デバイス１００からコントローラＩＣ１０に出力される信号との信号衝突の虞がでてくるので、信号衝突を避ける必要がある。

そこで、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００が受信モードから送信モードに遷移するｔ２時間経過後に、コントローラＩＣ１０は、入出力ポート１１を出力モードに変更する（ステップＳ１０）。次に、信号衝突が発生する虞のあるｔ２時間の設定方法について説明する。

タイマｂ１１１で設定されるｔ２時間は、上記ｔ１時間と同様に、図８に示すように、半二重通信システムで使用する半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔Ｔｍａｘよりも長く設定させる（ｔ２＞Ｔｍａｘ）。ｔ２＞Ｔｍａｘとすることにより、受信信号伝送中にｔ２時間が経過して、通信モードが切り替わってしまうことを防止することが可能となる。

また、ｔ２時間は、ｔ１時間よりも長く設定させる（ｔ２＞ｔ１）。ｔ２＞ｔ１とすることにより、相手局の送信終了（すなわち自局の受信終了）後、相手局の受信待機モード遷移よりも後に、自局が送信可能となるため、相手局が受信待機モードになっていないのに送信を開始してしまうことを防止することが可能となる。

次いで、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００の入力待機モード設定後、コントローラＩＣ１０は送信信号があれば（ステップＳ１１）、半二重通信デバイス１００に送信信号を送出し（ステップＳ３）、Ａ局に通信信号が送信される。そして、Ａ局では、半二重通信デバイス１００がＢ局から送信された通信信号を受信して、コントローラＩＣ１０に送出し、コントローラＩＣ１０がこの信号を受信する（ステップＳ８）。

以上のように、Ａ局の半二重通信デバイス１００が、ｔ２＞ｔ１＞Ｔｍａｘが設定されている状態で、ｔ２時間経過後に、受信待機モードから入力待機モードに自動的に切り替えられるので、信号衝突を回避しながら、Ｂ局からＡ局への通信を成立させることが可能となる。なお、Ｂ局のコントローラＩＣ１０に送信信号がなければ（ステップＳ１１）、通信動作は終了される。

以上に示すように、上記の送信／受信モードを交互に繰り返すことによって、Ａ局からＢ局への通信、および、Ｂ局からＡ局への通信が成立するので、Ａ局およびＢ局間で、半二重双方向通信を実現することが可能となる。

したがって、本実施の形態の半二重通信デバイス１００は、送信／受信切替回路１１２が、送信信号入力終了のｔ１時間後に信号を出力するタイマａ１１０からの出力信号と、受信信号入力終了のｔ２時間後に信号を出力するタイマｂ１１１からの出力信号とに応じて、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの送受信識別信号を出力するフリップフロップ２０３を備えるので、送信／受信切替回路１１２が出力する送受信識別信号によって、半二重通信デバイス１００の送信モードと受信モードとを自動的に切り替えることが可能となる。

また、相手局へ送信する送信信号、および、相手局から受信する受信信号のみで通信モードを切り替えることが可能となり、通信モード切替用の専用信号を必要とせず、特別にソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号を解析する解析部も必要としない。さらに、特別な通信規制を設けていないので、特定または専用の通信プロトコルを必要とせずに、１つの入出力端子１０１と単一の入出力ポート１１のみとの使用で半二重通信デバイス１００が制御され、双方向通信が可能となっている。

以上により、本実施の形態の半二重通信デバイス１００は、特定の通信プロトコルを必要とせずに、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部を追加することなく、自動的に送信／受信モードを切り替えて通信を行うことが可能となる。

ところで、上記通信シーケンスでは、半二重通信デバイス１００はデータ送信してから、ｔ１時間経過後に、必ず受信モードになってしまう。このため、通信が完了した場合や、何らかの都合で通信を中断させたい場合であっても、最後に送信した局側の半二重通信デバイス１００およびコントローラＩＣ１０は受信モードになっている。受信モードでは、常時相手局側からの送信信号を受信し損なわないように監視するので、ずっと電力を消費し続けてしまう。これに対応すべく、本実施の形態の半二重通信デバイス１００では、受信待機モードの半二重通信デバイス１００を強制的に送信モードに遷移させる。この方法を、図１〜３，６，および７を参照しながら、説明する。

図３に示すように、Ｂ局では、コントローラＩＣ１０がデータ送信終了後（ステップＳ４）、半二重通信デバイス１００は、ｔ１時間経過後に受信モードになっている。このとき、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００の送受信識別信号はＨｉｇｈであり、３ステートバッファ１０８は受信許可状態となっている。また、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１は、入力モードに切り替えてある（ステップＳ６）。

ここで、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００が受信モードになってから、ｔ３時間の間、受信信号が入ってこない場合（ステップＳ７）、コントローラＩＣ１０は入出力ポート１１を出力モードに切り替えて（ステップＳ１２）、パルス信号を半二重通信デバイス１００に送出する（ステップＳ１３）。

ｔ３時間は、一方の局が受信モードに入ってから、他方の局で送信を開始するまでの時間マージンとなるものであり、受信モード時の許容電力消費量が許すかぎり、長くしておくことが好ましい。時間マージンは、ｔ２時間の設定時において、ｔ１時間よりも長くすることで、すでに最小限の確保をしているため、ｔ３時間はｔ２時間とｔ１時間との差以上は確保する必要がある。

コントローラＩＣ１０からパルス信号が出力された半二重通信デバイス１００では、３ステートバッファ１０８は受信許可状態となっているにもかかわらず、コントローラＩＣ１０からの信号が入ってくるため、入出力端子１０１で信号衝突が発生する。

この信号衝突によるコントローラＩＣ１０、または、半二重通信デバイス１００への過電流を最小限に抑えるために、衝突検知回路１１４が信号衝突を検出して、信号衝突を回避させる。以下に、衝突検知回路１１４での信号衝突の検出動作について詳細に説明する。

半二重通信デバイス１００では、通常の通信信号受信状態では、受信信号は３ステートバッファ１０８を介して、入出力端子１０１に出力されるとともに、送信入力回路１０４および衝突検知回路１１４にも出力されている。しかし、通常の通信信号受信状態すなわち受信モード時には、送受信識別信号はＨｉｇｈであるので、送信入力回路１０４は送信禁止状態となっており、信号は出力されない。よって、相手側に通信信号を出力しない。

半二重通信デバイス１００が受信待機モードとなってからｔ３時間の間、受信信号が入っていないと判断したコントローラＩＣ１０は、半二重通信デバイス１００にパルス信号を出力する。このとき、コントローラＩＣ１０からのパルス信号が入力された半二重通信デバイス１００では、３ステートバッファ１０８は受信許可状態となっているにもかかわらず、コントローラＩＣ１０からの信号が入ってくるため、入出力端子１０１で信号衝突が起こる。

そこで、衝突検知回路１１４は、自身に入力される信号すなわち入出力端子１０１の信号を所定の２つの閾値レベルで判別して２値化し、信号衝突を識別すると衝突検知信号をゲート２０１に出力する。ゲート２０１には、衝突検知回路１１４から出力される衝突検知信号と、送受信識別信号とが入力される。

そして、送受信識別信号がＨｉｇｈ（受信モード）、且つ、衝突状態（衝突検知信号がＨｉｇｈで出力されている状態）であれば、信号がゲート２０１および２０２を通され、フリップフロップ２０３のリセット入力に入力される。信号が入力されたフリップフロップ２０３は、即座にリセットされて、送受信識別信号がＬｏｗとなり、半二重通信デバイス１００は送信モードに遷移する。

また、Ｌｏｗとなった送受信識別信号は、３ステートバッファ１０８にも入力され、３ステートバッファ１０８は受信許可状態から、ハイインピーダンス状態に変わり、信号を通さなくなる。よって、入出力端子１０１での信号衝突を即座に解消させることが可能となる。

ここで、入出力端子１０１での信号衝突を識別する手法について説明する。

半二重通信デバイス１００が受信信号をコントローラＩＣ１０に送出しているときにも、３ステートバッファ１０８からの出力信号は常時衝突検知回路１１４に入力されており、通常の信号受信中においても衝突検知回路１１４の入力レベルは遷移している。このため、入力信号から通常の信号受信状態を衝突状態と検知しないようにする必要がある。

通常の信号受信状態すなわち受信モードでは、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１は入力モードとなっており、ハイインピーダンス状態である。よって、入出力端子１０１の電圧は、３ステートバッファ１０８の出力電圧そのもの、すなわちほぼ電源電圧かほぼ０電位となっている。また、通常の信号送信状態すなわち送信モードでは、入出力端子１０１の電圧は、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１の出力電圧であり、やはりほぼ電源電圧かほぼ０電位となる。

一方、衝突状態では、半二重通信デバイス１００が受信モードでありながら、コントローラＩＣ１０の入出力ポート１１は出力モードとなっており、入出力ポート１１から信号が出力されているため、入出力端子１０１の電圧は、３ステートバッファ１０８の出力電圧とコントローラＩＣ１０の入出力ポート１１の出力電圧の差を、それぞれの出力インピーダンスの値で分圧した値（コントローラＩＣ１０の出力インピーダンスと抵抗１１３の抵抗値とで分圧した値）となる。

仮に、コントローラＩＣ１０の出力インピーダンスと抵抗１１３の抵抗値とが等しいとすると、コントローラＩＣ１０の出力電圧が電源電圧、３ステートバッファ１０８の出力電圧が０電位のときには、入出力端子１０１の電圧は電源電位の１／２となる。

よって、入出力端子１０１には、ほぼ電源電圧かほぼ０電位、そして、電源電位の１／２の３つの状態しか存在しないことになり、つまりは、衝突検知回路１１４に入力される信号の入力レベルはほぼ電源電圧、ほぼ０電位、および、電源電位の１／２の３つの状態しか存在しないことになる。それゆえ、衝突検知回路１１４は、入出力端子１０１の３つの状態の電圧のうち、入出力端子１０１の電圧が電源電位の１／２の状態を検出すれば、信号衝突を検知することが可能となる。

以上により、衝突検知回路１１４は、電源電圧の１／２よりも高く、且つ、電源電圧よりも低い第１の閾値レベルが設定される比較器２０５と、０電位よりも高く、且つ、電源電圧の１／２よりも低い第２の閾値レベルが設定される比較器２０６とを備えることによって、入出力端子１０１の電圧を比較器２０５および２０６にて比較し、第１の閾値レベルより低く、且つ、第２の閾値レベルより高い場合、すなわち２つの閾値の間にある場合の信号のみを検出して、信号を出力するようにすれば、信号衝突を正確に検知することが可能となる。

また、半二重通信デバイス１００が受信モードである場合、送信入力回路１０４は送信禁止状態となっており、信号ゲート１０９は、送信入力回路１０４からの出力信号は入力されない状態となっている。

この状態で入出力端子１０１にコントローラＩＣ１０からのパルス信号が入ると、信号衝突を検知して衝突検知回路１１４から信号が出力され、送信／受信切替回路１１２のゲート２０１を通して、信号ゲート１０９のフリップフロップ２１０のセット入力に入力されることによって、フリップフロップ２１０はセットされ、出力信号はＬｏｗとなる。よって、ゲート２０９は、信号を通さない。

そして、同時に、送信／受信切替回路１１２のゲート２０１の出力信号は、ゲート２０２を介して、フリップフロップ２０３のリセット入力にも入力されることによって、フリップフロップ２０３はリセットされ、送受信識別信号はＬｏｗとなり、半二重通信デバイス１００が送信モードに遷移する。よって、送信入力回路１０４は送信許可状態となる。また、このＬｏｗの送受信識別信号が、再度ゲート２０１に入力されて、ゲート２０１の出力がＬｏｗになるため、フリップフロップ２１０のセット信号はＬｏｗとなってしまう。

しかしながら、次の入出力端子１０１への立下り信号が来ない限り（リセット入力に信号が入力されない限り）、フリップフロップ２１０のセット状態は保持されるので、フリップフロップ２１０の反転出力はＬｏｗのままの状態が続く。

よって、上記ｔ３時間経過後に、コントローラＩＣ１０から半二重通信デバイス１００に出力されるパルス信号は、送信信号と同等レベルの信号であるが、信号ゲート１０９のゲート２０９が信号を通さない。したがって、ゲート２０９は通信信号のための信号を送出しない、すなわち、パルス信号は通信信号として送信させる構成をしていないので、パルス信号は、衝突検知をさせて受信モードから送信モードへ切り替えるための信号であることがわかる。

また、信号ゲート１０９にて信号がくい止められ、送信ドライバ回路１０５へ信号が入力されないので、送信ドライバ回路１０５、および送信用発光ダイオード１０２を駆動させずに済み、無駄な消費電力を抑制することが可能となる。

また、入出力端子１０１での信号衝突は、通常の通信シーケンスではありえないため、この信号を検知した半二重通信デバイス１００は、送信／受信切替回路１１２のフリップフロップ２０３を再度セットしないようにすることで、受信モードに遷移しないようにする。

詳細には、半二重通信デバイス１００が受信モード時に衝突検知回路１１４から信号が出力されると、その出力信号が送信／受信切替回路１１２のゲート２０１、ゲート２０２を介して、フリップフロップ２０３のリセット入力に入力されることによって、フリップフロップ２０３はリセットされ、送受信識別信号はＬｏｗとなり、半二重通信デバイス１００が送信モードに遷移する。

ここで、この受信モードから送信モードへの切り替えは、パルス信号を出力して信号衝突させることによって、強制的になされたものであるので、本来であれば、信号衝突が回避されれば元のモードに戻すべきである。しかしながら、半二重通信デバイス１００は、フリップフロップ２０３を再度セットして、受信モードに遷移しないように構成されることによって、そのまま送信モードを維持する。

これにより、Ｂ局では、半二重通信デバイス１００を受信モードに戻すことなく、強制的に送信モードに遷移させることが可能となることになる。また、Ａ局では、最後の受信動作後、半二重通信デバイス１００はｔ２時間経過後に送信モードになっており、Ａ局およびＢ局ともに送信モードという、半二重通信デバイス１００の電源投入時と同じ状態にすることが可能となる。

以上により、本実施の形態の半二重通信デバイス１００では、受信モードであっても、非通信時は、ｔ３時間経過後に、自動的に送信モードとなるので、受信モード時に要する消費電力を低減させることが可能となる。また、自動的に送信モードとなるので、半二重通信デバイス１００を停止させるための特別な構成（例えば、端子、および停止制御部など）を備える必要はなく、アイドル電流をほぼ０にすることが可能となる。

また、図１０に示すように、送信ドライバ回路１０５は、ＭＯＳのスイッチ回路を構成してもよい。図１０は、送信ドライバ回路１０５がＭＯＳロジック回路１０５’を構成する場合の一例を示す図である。送信ドライバ回路１０５を、ＭＯＳのスイッチ回路にすることにより、非送信時の消費電力をほぼ０にすることが可能となる。

また、図１に示す受信アンプ回路１０６と受信部電源１０７以外の回路も、ＣＭＯＳ回路などで構成することにより、静止時の消費電力をほぼ０にすることが可能である。したがって、送信モード時の半二重通信デバイス１００の消費電力をほぼ０にすることが可能なため、消費電力低減のためにデバイスを停止させるような従来から採用されているデバイス停止モードを設けなくとも、デバイス停止モードとほぼ等価の効果を得ることが可能となる。

また、半二重通信システム１Ａ（１Ｂ）は、無線通信機能を備える電子機器に搭載してもよい。このような電子機器としては、例えば、携帯電話などの携帯無線機器などがある。

これにより、電子機器は、消費電流を低減し、ソフトウェアまたはハードウェアで構成される信号解析部などを追加することなく、自動的に送信／受信モードを切り替えて通信を行うことが可能な半二重通信システム１Ａ（１Ｂ）を備えているので、構成の縮小や、消費電流の低減が可能となる。

最後に、コントローラＩＣ１０の図７に示す各ステップＳ１〜Ｓ１３の各機能は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、コントローラＩＣ１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるコントローラＩＣ１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記コントローラＩＣ１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、コントローラＩＣ１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

以上により、図１０に示す送受信のタイミングの管理をソフトウェアで行うだけで、送信／受信を切り替えるための特別な信号や、通信信号内に含まれるコマンドでの制御を必要とせずに通信可能であるため、汎用的な半二重通信プロトコルを採用することが可能となる。また、通信プログラムが一般のコンピュータで実行されることを前提に供給されるので、汎用性の高いものとなる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、光通信などの半二重通信システムに関し、特に携帯情報機器などの、コントローラの入出力ポートの数に制限のある電子機器に好適に用いることができる。

本実施の形態の半二重通信デバイスの構成を示す回路図である。 上記半二重通信デバイスを用いた半二重通信システムの概略を示す模式図である。 上記半二重通信デバイスの内部回路の一構成例を示す回路図である。 （ａ）は、上記半二重通信デバイスにおけるスタート回路の一構成例を示す回路図であり、（ｂ）は、電源投入後の、時間経過とスタートパルス電圧との関係を示すグラフである。 上記半二重通信デバイスにおける比較器の一構成例を示す回路図である。 Ａ局およびＢ局の間での通信状態遷移を示す状態遷移図である。 上記通信状態時のコントローラＩＣの動作を示すフローチャートである。 半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔を示す図である。 通信デバイスのエコーバック現象を示す模式図である。 上記半二重通信デバイスにおける送信ドライバ回路の他の一構成例を示す図である。 従来の赤外線通信デバイスの構成を示す回路図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 半二重通信システム
１０ コントローラＩＣ（制御装置）
１１ 入出力ポート
１００ 半二重通信デバイス
１０１ 入出力端子
１０２ 送信用発光ダイオード（送信部）
１０３ 受信用フォトダイオード（受信部）
１０４ 送信入力回路（モード切替手段）
１０５ 送信ドライバ回路（送信部）
１０６ 受信アンプ回路（受信部）
１０７ 受信部電源（受信部、駆動停止手段）
１０８ ３ステートバッファ（モード切替手段）
１０９ 信号ゲート（送信部）
１１０ タイマａ
１１１ タイマｂ
１１２ 送信／受信切替回路（信号出力手段）
１１３ 抵抗
１１４ 衝突検知回路（レベル検知手段）
２０１，２０２，２０７〜２０９ ゲート
２０３，２１０ フリップフロップ
２０４ スタート回路
２０５ 比較器（第１比較器）
２０６ 比較器（第２比較器）

Claims (23)

1. 信号の入出力端子から入力された送信信号を相対する通信デバイスへ送信する送信部と、
   相対する通信デバイスから受信信号を受信し、上記入出力端子へ出力する受信部と、
   上記送信部の信号送信可能な状態を維持する送信モードと、上記受信部の信号受信可能な状態を維持する受信モードとを交互に切り替えるモード切替手段と、
   送信モード時に送信部による信号送信が完了した後、該送信モードから受信モードに切り替えるための第１信号を上記モード切替手段に出力する一方、受信モード時に受信部による信号の受信が完了した後、該受信モードから送信モードに切り替えるための第２信号を上記モード切替手段に出力する信号出力手段とを備えていることを特徴とする半二重通信デバイス。
2. 上記信号出力手段は、
   送信モード時に送信部からの信号の送信が完了してから、予め設定される第１の待ち時間の経過後に、上記第１信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の半二重通信デバイス。
3. 上記信号出力手段は、
   受信モード時に受信部による信号の受信が完了してから、予め設定される第２の待ち時間の経過後に、上記第２信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の半二重通信デバイス。
4. 上記第１の待ち時間は、
   使用する半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、該半二重通信プロトコルにて定められている、受信信号受信終了後から次の送信を許可されるまでの最小待ち時間よりも短いことを特徴とする請求項２に記載の半二重通信デバイス。
5. 上記第２の待ち時間は、
   上記半二重通信プロトコルにて定められる最大符号間隔よりも長く、且つ、上記第１の待ち時間よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の半二重通信デバイス。
6. 上記送信モード時に、上記受信部の駆動を停止させる駆動停止手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半二重通信デバイス。
7. デバイス自体の電源投入時の初期状態は、送信モードに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半二重通信デバイス。
8. 上記信号出力手段は、
   上記受信モード時に、上記入出力端子に信号が入力されると、上記第２信号を上記モード切替手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の半二重通信デバイス。
9. 上記入出力端子に入力される信号は、上記受信モードから上記送信モードに切り替えるための信号であることを特徴とする請求項８に記載の半二重通信デバイス。
10. 上記モード切替手段は、
    上記第２信号が入力されると、上記受信モードから上記送信モードに切り替えた後は、該送信モードを維持することを特徴とする請求項８に記載の半二重通信デバイス。
11. 上記入出力端子に接続され、該入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知するレベル検知手段を備え、
    上記信号出力手段は、
    上記レベル検知手段によって入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在していることが検知されたときに、上記第２信号を上記モード切替手段に出力することを特徴とする請求項８に記載の半二重通信デバイス。
12. 上記レベル検知手段は、
    上記２つの閾値の一方の閾値と、上記入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第１比較器と、他方の閾値と、上記入出力端子に入力される信号のレベルとを比較する第２比較器とを備え、第１比較器および第２比較器の比較結果から、入出力端子に入力される信号のレベルが、異なる２つの閾値の間に存在しているか否かを検知することを特徴とする請求項１１に記載の半二重デバイス。
13. 上記入出力端子に接続され、上記受信部から該入出力端子へ上記受信信号が出力される回路を構成する受信出力回路の出力インピーダンスは、上記入出力端子の外部に接続される装置の出力インピーダンスと一致するように設定されることを特徴とする請求項１１に記載の半二重デバイス。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスの動作を制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、
    上記制御装置は、
    上記半二重通信デバイスを信号の受信可能な受信モードにするための起動信号を上記入出力端子に出力することを特徴とする半二重通信システム。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、
    上記制御装置は、
    上記半二重通信デバイスが送信モードの場合、上記入出力端子への送信信号の出力終了後、上記半二重通信デバイスで設定された第１の待ち時間の間に、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードから、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードに切り替えることを特徴とする半二重通信システム。
16. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、
    上記制御装置は、
    上記半二重通信デバイスが受信モードの場合、上記入出力端子からの受信信号の入力終了後、上記半二重通信デバイスで設定された第２の待ち時間の経過後に、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードから、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードに切り替えることを特徴とする半二重通信システム。
17. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半二重通信デバイスと、該半二重通信デバイスに設けられた入出力端子への信号の入出力により、該半二重通信デバイスを制御する制御装置とを備える半二重通信システムであって、
    上記制御装置は、
    上記半二重通信デバイスが受信モードであっても受信信号が受信されない場合、予め設定される第３の待ち時間の経過後に、該入出力端子からの受信信号を入力する入力モードから、送信信号を該入出力端子に出力する出力モードに切り替えて、該入出力端子に信号を出力することを特徴とする半二重通信システム。
18. 上記第３の時間は、
    上記第２の待ち時間から上記第１の待ち時間を差し引いた時間よりも長いことを特徴とする請求項１７に記載の半二重通信システム。
19. 上記制御装置は、単一の入出力ポートを備え、
    上記入出力ポートを使用して信号の入出力を行うことを特徴とする請求項１４〜１７に記載の半二重通信システム。
20. 相対する通信デバイスとの通信が行われていない時は、上記制御装置は上記出力モードであり、且つ、上記半二重通信デバイスは上記送信モードであることを特徴とする請求項１４〜１７に記載の半二重通信システム。
21. 請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半二重通信システムを搭載した電子機器。
22. 請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半二重通信システムにおける制御装置を動作させる通信プログラムであって、
    上記制御装置で実行される各手順をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
23. 請求項２２に記載の通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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