JP2007516491A - 電磁送信によって個別にアドレス指定できるマイクロシステム・アレイを備える装置、およびかかる装置の１つにアドレス指定する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電磁送信手段によって個別にアドレス指定できるマイクロシステム・アレイを備える装置、およびかかる装置の１つにアドレス指定する方法に関する。本発明によれば、マイクロシステム（２）は、電磁送信手段（４、５、８）によって、好ましくは無線周波で制御回路（３）と通信する。このアドレス指定方法の初期設定段階は、以下の連続的ステップを含む。制御回路（３）が各マイクロシステム（２）をそれに固有の識別コードでアドレス指定し、制御回路（３）によって提供される短縮アドレス指定コード（Ｃ）がマイクロシステムのレジスタに格納される。さらに、それに続いてアドレス指定段階が行われ、制御回路（３）が全てのマイクロシステム（２）にリセット信号およびインクリメント信号を送信する。各マイクロシステム（２）は、リセット信号を受信したときに少なくとも１つのカウンタのリセットを制御し、インクリメント信号を受信したときにこのカウンタの内容のインクリメントを制御する。さらに、各マイクロシステム（２）は、そのカウンタとレジスタの内容を比較し、その結果、かかる内容が一致したときに、所定のコマンドの実行をトリガする。

Description

本発明は、制御回路によって個別にアドレス指定できるマイクロシステム・アレイを備える装置に関する。

マイクロシステム・アレイは一般に、各マイクロシステムを個別にアドレス指定することを可能にする、通常はマルチプレクサを備える制御回路に、配線によって接続されている。マイクロシステムをアドレス指定し、続いてこのマイクロシステムと制御回路との間で信号を送受信し、ある場合はマイクロシステムの電源に電磁電力も転送する。例として、アクチュエータ網、メモリ、キーボード、読出し、フラットパネル・ディスプレイなどを挙げることができる。

アレイ当りのマイクロシステムの数は、多くすることができるが、それによって、配線が煩雑になり実装が困難になる。接続電線は非常に大きな束を形成し、このため制御回路に対してアレイが移動できる範囲は限定される。

本発明の一目的は、これらの欠点を是正することであり、特に、これらの装置をコストおよびサイズを低減しながら単純化することである。

本発明によれば、この目的は、各マイクロシステムの制御回路が電磁送信手段を備えることによって実現される。

マイクロシステムは、アクチュエータ、センサおよび表示手段からなる群から選択される構成要素を含むことができ、電磁送信手段は、無線周波送信手段および／または受信手段を備え、好都合にはアンテナを備えることができる。

本発明の一発展形態によれば、制御回路は、マイクロシステムのそれぞれの送信手段によってマイクロシステムの供給を可能にする、制御回路の送信手段に接続される供給手段を備え、各マイクロシステムが、対応する送信手段に接続される、および好都合にはエネルギー蓄積手段によって完全なものとなるエネルギー回生手段を備える。

本発明の他の特徴によれば、各マイクロシステムは、少なくとも１つのレジスタと、１つのカウンタと、関連するマイクロシステムの識別コードを含んでいる１つの読取り専用メモリとを備える。

本発明の他の目的は、各マイクロシステムに対して、マイクロシステムの制御回路によってマイクロシステムの識別コードでアドレス指定すること、およびこの制御回路によって提供される短縮アドレス指定コードをマイクロシステムのレジスタに格納することを連続的に含む初期設定段階を有し、それに続くマイクロシステムの各アドレス指定段階が、
制御回路によるリセット信号の送信、および
制御回路による連続するインクリメント信号の送信を含み、
各マイクロシステムが、リセット信号を受信したときにそのカウンタをリセットするのをおよびインクリメント信号を受信したときにそのカウンタの内容をインクリメントするのを監視して、そのカウンタの内容とそのレジスタの内容とを比較し、それらの内容が一致したときに所定のコマンドの実行をトリガする、本発明による装置のマイクロシステムをアドレス指定する方法を提供することである。

マイクロシステムの短縮アドレス指定コードは、アレイ内のマイクロシステムの位置の関数とすることができ、マイクロシステムの短縮アドレスコードは、１番目のマイクロシステムから始まる増加する番号に対応することができる。

特定の実施形態によれば、マイクロシステムは行列状に配列され、各マイクロシステムの短縮アドレス指定コードが、そのマイクロシステムの行レジスタおよび列レジスタにそれぞれ格納される行番号および列番号を含み、行レジスタおよび列レジスタの内容が、それぞれそのマイクロシステムの行カウンタおよび列カウンタの内容と比較される。

本発明の一発展形態によれば、制御回路が、行インクリメント信号および列インクリメント信号を連続的に送信すると、この行インクリメント信号によって行カウンタの内容がインクリメントされ、この列インクリメント信号によって列カウンタの内容がインクリメントされるとともに全てのマイクロシステムの行カウンタがリセットされる。

本発明の一発展形態によれば、マイクロシステムは行列状に高さに応じて配列され、短縮アドレス指定コードが高さに関連する追加レジスタに格納される高さに関連する追加番号を含み、各マイクロシステムが高さに関連する追加カウンタを備え、高さに関連するレジスタの内容が高さに関連するカウンタの内容と比較される。

制御回路が高さインクリメント信号を送信すると、高さに関連する追加カウンタがインクリメントされ、全てのマイクロシステムの行カウンタおよび列カウンタがリセットされることができる。

マイクロシステムは、そのコマンドを実行した後に解除（ａｃｑｕｉｔ）信号を送信することができる。

制御回路は、リセット信号の送信に関連するまたはインクリメント信号の送信に関連するマイクロシステムによって実行されるコマンドのタイプを表すデータを送信することができる。

その他の利点および特徴は、非限定的な例のみとして与えられ、添付図面で表される本発明の特定の実施形態の以下の説明からより一層明らかになるであろう。

図１では、装置が、制御回路３によって非接触で個別にアドレス指定できる、３行×３列に配列されたマイクロシステム２のアレイ１を備えている。マイクロシステム２は、たとえばアクチュエータ、センサおよび／または表示素子を備える。制御回路３は、処理回路６たとえばマイクロプロセッサ・ベースの回路によって制御される無線周波トランシーバ５に接続されたアンテナ４を備える。トランシーバ５および処理回路６は、電源７に接続されている。各マイクロシステム２は、たとえば、たとえば短縮アドレス指定コードＣ（図１のＣ＝０からＣ＝８）によって識別されたマイクロシステム２による測定結果を表す信号Ｓｍが例えば制御回路に送信されることを可能にするアンテナ８を備える。

図２では、マイクロシステム２は、測定信号Ｓｍをマイクロシステム２の処理回路１０、たとえばマイクロプロセッサ・ベースの回路に送るセンサ９を備える。測定信号Ｓｍは、マイクロシステム２の処理回路１０およびアンテナ８に接続されたトランシーバ１１によって、制御回路３に送信することができる。マイクロシステム２は、トランシーバ１１に接続された、およびエネルギー回生回路たとえば整流器とそれに続くコンデンサを備えた電源回路１２も備える。したがって、マイクロシステム２の電力供給は、制御回路３のトランシーバ５およびアンテナ４とマイクロシステム２のトランシーバ１１およびアンテナ８によって電源７から電磁電力を送信することによって行うことができる。電源回路１２は、エネルギー蓄積手段をさらに備えることができる。

図２に示したマイクロシステム２の処理回路１０は、マイクロシステムの短縮アドレス指定コードＣを含むように設計されたレジスタ１３、カウンタ１４、および各マイクロシステム２用の固有の識別コードＩＤを含んでいる読取り専用メモリ１５（たとえばＲＯＭ型、ＥＥＰＲＯＭ型など）に接続され、それによって、関連するマイクロシステム２の個別のアドレス指定が可能になる。カウンタ１４は、インクリメント信号Ｓ１を受け取るように設計されたインクリメント入力、リセット信号ＲＡＺを受け取るように設計されたリセット入力、およびカウンタ１４の内容を表す信号Ｓｃが処理回路１０に送られることを可能にする出力を含んでいる。

本発明による装置のマイクロシステム２をアドレス指定する方法は、初期設定段階（図３）とそれに続くマイクロシステム２のアドレス指定段階（図５）とを含む。初期設定段階は、各マイクロシステム２に対して、制御回路３によってマイクロシステム２の識別コードＩＤでマイクロシステム２をアドレス指定すること、および制御回路３によって提供される短縮アドレス指定コードＣをマイクロシステム２のレジスタ１３に格納することを連続的に含む。識別コードＩＤの短縮アドレス指定コードＣへの転写は、全単射である。したがって、各マイクロシステム２は、それに関連する固有の短縮アドレス指定コードＣを有し、次いで、前記コードによってマイクロシステム２が識別されることが可能になる。初期設定段階は、短縮アドレス指定コードＣが異なる転写表に従ってまたは不良マイクロシステム２を更新した場合に再構成されることを可能にすることもできる。

図３では、識別コードＩＤｉｊおよび短縮アドレス指定コードＣｉｊをそれぞれ表す２つの無線周波信号が制御回路３によって送信され、インデックスｉおよびｊは、０〜２であり、それぞれ図３に示すマイクロシステム２のアレイ１の行ｉおよび列ｊに対応している。行ｉおよび列ｊに位置する、すなわち識別コードＩＤｉｊで識別されたマイクロシステム２だけが、そのレジスタ１３に短縮アドレス指定コードＣｉｊを格納する。次いで、制御回路３が他の２つの信号たとえばＩＤｉｊ＋１およびＣｉｊ＋１を送信することにより、短縮アドレス指定コードＣｉｊ＋１が、行ｉおよび次の列ｊ＋１に位置するマイクロシステム２のレジスタに格納されることが可能になる。このようにして、各マイクロシステムは、それに対応する短縮アドレス指定コードＣを受信する。

この短縮アドレス指定コードＣは、たとえばアレイ１内の関連するマイクロシステム２の位置に応じて、できるだけ単純で短いものが選択されることが好ましい。たとえば、図１に示したようにマイクロシステム２の総数が９であると、短縮アドレス指定コードＣは、マイクロシステム２を線形順次インクリメンタル・アドレス指定するように、短縮アドレス指定コードＣ＝０に関連する最初のマイクロシステム２から短縮アドレス指定コードＣ＝８に関連する最後のマイクロシステム２までの０から８までの増加する番号に対応することができる。

ランダム・アドレス指定モードでは、短縮アドレス指定コードＣは、アレイ内のランダムな位置にあるマイクロシステム２に関連付けることができる。

これらの短縮コードが増加する番号と一致する場合、それぞれの後続するマイクロシステム２のアドレス指定段階は、制御回路３によるリセット信号ＲＡＺの送信、および制御回路３による連続するインクリメント信号Ｓ１の送信を含む。これらの信号は、全てのマイクロシステム２によって受信される。図５に示すように、各マイクロシステム２は、リセット信号ＲＡＺを受信したときに（Ｆ１のＹＥＳ出力）、ステップＦ２でそのカウンタ１４がリセットするのを監視し、次いでステップＦ３でそのカウンタ１４の内容Ｓｃをそのレジスタ１３の内容Ｃと比較し、その結果、それらの内容ＳｃおよびＣが一致したときに、ステップＦ４で所定のコマンドの実行をトリガする（Ｆ３のＹＥＳ出力）。ステップＦ４の後、またはカウンタ１４の内容Ｓｃがレジスタ１３の内容Ｃと異なるとき（Ｆ３のＮＯ出力）、各マイクロシステム２は、インクリメント信号Ｓ１を受信したときに（Ｆ５のＹＥＳ出力）、ステップＦ６でそのカウンタ１４の内容がインクリメントするのを監視する。２つのインクリメント信号Ｓ１の間隔は、対応するコマンドが実行可能なように十分長い。カウンタがインクリメントされた後、マイクロシステムは、ステップＦ７でリセット信号ＲＡＺを受信したかどうかをチェックして、そうでない場合（Ｆ７のＮＯ出力）はステップＦ３の入力に戻り、またはそうである場合（Ｆ７のＹＥＳ出力）はステップＦ２の入力に戻る。

したがって、図１を参照すると、短縮アドレス指定コードＣ＝０に対応するマイクロシステム２は、リセット信号ＲＡＺを受信するとすぐにそのコマンドを実行し、その結果、マイクロシステム２のカウンタ１４の内容（Ｓｃ＝０）がマイクロシステム２のレジスタ１３の内容（Ｃ＝Ｏ）と同じになる。次いで、最初のインクリメント信号Ｓ１の後に、短縮アドレス指定コードＣ＝１に対応するマイクロシステム２のカウンタの内容（Ｓｃ＝１）がマイクロシステム２のレジスタ１３の内容と同じになり、このマイクロシステムだけがそのコマンドを実行する。したがって、マイクロシステム２は、それらの短縮アドレス指定コードに対応するインクリメント信号Ｓ１の番号を受信した後、それらのコマンドを連続的に実行する。したがって、マイクロシステムの組の連続的選択的アドレス指定は、制御回路３によってインクリメント信号Ｓ１を用いて制御される。このアドレス指定方法の利点は、長い送信時間を必要とするおよび時間単位当りの個々のアドレス指定動作回数を限定する、長さが通常３２〜１２８ビットからなる最初の識別コードＩＤの複雑さに比べて、インクリメント信号が単純であるということである。

図３に示した特定の実施形態では、マイクロシステム２は行列状に配列され、短縮アドレス指定コードＣは、初期設定段階中に、行レジスタ１３および列レジスタ１３にそれぞれ格納される、図３の０から２までの行番号ｉおよび列番号ｊを含んでいる。アドレス指定段階中に、行レジスタ１３および列レジスタ１３の内容は、それぞれ行カウンタ１４および列カウンタ１４の内容と比較される。次いで、制御回路３は、行インクリメント信号Ｓ１および列インクリメント信号Ｓ２を全てのマイクロシステム２に連続的に送信する。図４に示すように、行インクリメント信号Ｓ１で、全てのマイクロシステム２の行カウンタがインクリメントされるだけだが、列インクリメント信号Ｓ２では、列カウンタがインクリメントされるだけでなく、行カウンタがリセットされる。したがって、１列目に配列されたマイクロシステム２のアドレス指定は、連続する行インクリメント信号Ｓ１によって行うことができる。次いで、列インクリメント信号Ｓ２で行カウンタがリセットされ列カウンタがインクリメントされると、２列目のマイクロシステム２が、新たな連続する行インクリメント信号Ｓ１によってアドレス指定することが可能になる。行および列の役割を逆にできることは明らかである。

マイクロシステム２は、３次元アレイ状に、すなわち行列状に高さに応じて配列することもできる。その場合、特定の実施形態では、短縮アドレス指定コードＣは、高さに関連する追加番号を含んでおり、高さに関連する追加レジスタ１３に格納される。各マイクロシステムは、高さに関連する追加カウンタ１４を備え、高さに関連するレジスタ１３の内容が、次いで高さに関連する追加カウンタ１４の内容と比較される。次いで、図４に示したように、制御回路３が高さインクリメント信号Ｓ３を送信すると、行カウンタ１４および列カウンタ１４がリセットされ、追加の高さカウンタがインクリメントされることが好ましい。したがって、図４に示した命令の組を用いることで、マイクロシステム２のアドレス指定は、前述のように、さらには、所与の高さの全てのマイクロシステム２が信号Ｓ３で高さをインクリメントすることによって、異なる高さに対してアドレス指定された後に列単位で行うことができる。この場合も、行、列および高さの役割を逆にすることができる。

特定の実施形態では、マイクロシステム２が、そのコマンドを実行（ステップＦ４）した後に解除信号を送信すると、次のインクリメント信号Ｓ１、Ｓ２またはＳ３が制御回路３によって送信される。この実施形態は、マイクロシステム２のコマンドの実行に必要な時間が変わりやすい場合に特に望ましい。

マイクロシステムは、読取り、書込み、移動、システム構成などのコマンドの組を実行するように設計されている。このコマンドの組は、マイクロシステムが実行しなければならなくなるアクションの記述を含むことができる。これによって、実行をトリガする別のコマンドが、やがては送信されなければならなくなる。

マイクロシステム２が、それぞれが単一タイプのコマンドを実行するように設計されている場合、マイクロシステム２によって実行されるコマンドのタイプを表すデータの制御回路３による送信は、リセット信号ＲＡＺの送信に関連付けられることができる。各マイクロシステム２のコマンドが制御回路によって個別に制御される場合、マイクロシステムによって実行されるコマンドのタイプを表すデータを送信することによって、インクリメント信号Ｓ１、Ｓ２またはＳ３の送信に関連付けることができる。マイクロシステムによって実行される様々なコマンドにより、マイクロシステムのセンサによる測定結果、マイクロシステム２に組み込まれたアクチュエータの作動、表示素子の駆動などを表す信号Ｓｍを送信することができる。各マイクロシステム２によって実行されるコマンドのタイプを表すデータの送信は、アドレス指定段階前に追加の構成段階で行うことも可能であり、それによってアドレス指定段階中の信号の送信時間の短縮が可能となり、したがってアドレス指定速度の上昇が可能となる。

本発明は、示した実施形態には限定されない。特に、アンテナ８は、とりわけ使用される周波数に応じて、任意の幾何形状、たとえば円形、直線または正方形を有することができる。

さらに、全てのマイクロシステム２によって同時に実行されるコマンドを想定することができる。

本発明による装置の特定の実施形態を概略的に示す図である。 図１による装置のマイクロシステムを概略的に示す図である。 本発明による方法の初期設定段階の特定の実施形態を示す図である。 リセット信号とインクリメント信号との間の対応関係の特定の実施形態および３次元アレイ状に配列されたマイクロシステムのカウンタの内容の対応する変形形態を示す表である。 本発明による方法のアドレス設定段階の特定の実施形態の流れ図である。

Claims (17)

1. 制御回路（３）によって個別にアドレス指定できるマイクロシステム（２）のアレイ（１）を備える装置であって、前記制御回路（３）および各マイクロシステム（２）が電磁送信手段（４，５，８，１１）を備えることを特徴とする、装置。
2. 前記マイクロシステム（２）が、アクチュエータ、センサ（９）および表示手段からなる群から選択される構成要素を備えることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 前記電磁送信手段が、無線周波送信手段および／または受信手段（５，１１）を備えることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項記載の装置。
4. 前記電磁送信手段がアンテナ（４，８）を備えることを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 前記制御回路（３）が、前記マイクロシステム（２）のそれぞれの送信手段（４，５，８，１１）によって前記マイクロシステム（２）の電力供給を可能にする、前記制御回路（３）の送信手段（４，５）に接続される電力供給手段（７）を備え、各マイクロシステム（２）が、対応する前記送信手段（１１）に接続されるエネルギー回生手段（１２）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項記載の装置。
6. 各マイクロシステム（２）がエネルギー蓄積手段（１２）を備えることを特徴とする、請求項５記載の装置。
7. 各マイクロシステム（２）が、少なくとも１つのレジスタ（１３）と、１つのカウンタ（１４）と、関連する前記マイクロシステム（２）の識別コード（ＩＤ）を含んでいる１つの読取り専用メモリ（１５）とを備える、請求項１から６のいずれか一項記載の装置。
8. 請求項７記載の装置のマイクロシステム（２）をアドレス指定する方法であって、
   各マイクロシステム（２）に対して、前記マイクロシステム（２）を前記制御回路（３）によって前記マイクロシステムの識別コード（ＩＤ）でアドレス指定すること、および前記制御回路（３）によって提供される短縮アドレス指定コード（Ｃ）を前記マイクロシステム（２）のレジスタ（１３）に格納することを連続的に含む初期設定段階を含み、それに続く前記マイクロシステム（２）の各アドレス指定段階が、
   前記制御回路（３）によるリセット信号（ＲＡＺ）の送信、および
   前記制御回路（３）による連続するインクリメント信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の送信を含み、
   各マイクロシステム（２）が、リセット信号（ＲＡＺ）を受信したときに前記マイクロシステムのカウンタ（１４）をリセットするのをおよびインクリメント信号（Ｓ１）を受信したときに前記カウンタ（１４）の内容（Ｓｃ）をインクリメントするのを監視して、前記カウンタ（１４）と前記マイクロシステムのレジスタ（１３）との内容（Ｓｃ、Ｃ）とを比較し、それらの内容（Ｓｃ、Ｃ）が一致したときに所定のコマンドの実行をトリガすることを特徴とする、アドレス指定方法。
9. マイクロシステム（２）の前記短縮アドレス指定コード（Ｃ）が、前記アレイ（１）内の前記マイクロシステムの位置の関数であることを特徴とする、請求項８記載のアドレス指定方法。
10. 前記マイクロシステム（２）の前記短縮アドレス指定コード（Ｃ）が、１番目のマイクロシステムから始まる増加する番号に対応することを特徴とする、請求項８および９のいずれか一項記載のアドレス指定方法。
11. 前記マイクロシステム（２）が行列状に配列され、各マイクロシステム（２）の前記短縮アドレス指定コード（Ｃ）が、前記マイクロシステム（２）の行および列レジスタ（１３）にそれぞれ格納される行番号および列番号を含み、前記行および前記列レジスタ（１３）の内容（Ｃ）が、それぞれ前記マイクロシステムの前記行および列カウンタ（１４）の内容（Ｓｃ）と比較されることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項記載のアドレス指定方法。
12. 前記制御回路（３）が、行インクリメント信号（Ｓ１）および列インクリメント信号（Ｓ２）を連続的に送信すると、前記行インクリメント信号（Ｓ１）によって前記行カウンタ（１４）の内容（Ｓｃ）がインクリメントされ、前記列インクリメント信号（Ｓ２）によって前記列カウンタ（１４）の内容（Ｓｃ）がインクリメントされるとともに全ての前記マイクロシステム（２）の前記行カウンタ（１４）がリセットされることを特徴とする、請求項１１記載のアドレス指定方法。
13. 前記マイクロシステム（２）が、行列状に高さに応じて配列され、前記短縮アドレス指定コード（Ｃ）が、前記高さに関連する追加レジスタ（１３）に格納される前記高さに関連する追加番号を含み、各マイクロシステム（２）が、前記高さに関連する追加カウンタ（１４）を備え、前記高さに関連する前記レジスタ（１３）の内容（Ｃ）が、前記高さに関連する前記カウンタ（１４）の内容（Ｓｃ）と比較されることを特徴とする、請求項１２記載のアドレス指定方法。
14. 前記制御回路（Ｃ）が高さインクリメント信号（Ｓ３）を送信すると、前記高さに関連する前記追加カウンタ（１４）がインクリメントされ、全ての前記マイクロシステム（２）の前記行および列カウンタ（１４）がリセットされることを特徴とする、請求項１３記載のアドレス指定方法。
15. マイクロシステム（２）が、そのコマンドを実行した後、解除信号を送信することを特徴とする、請求項８から１４のいずれか一項記載のアドレス指定方法。
16. 前記制御回路（３）が、リセット信号（ＲＡＺ）の送信に関連する前記マイクロシステム（２）によって実行されるコマンドのタイプを表すデータを送信することを特徴とする、請求項８から１５のいずれか一項記載のアドレス指定方法。
17. 前記制御回路（３）が、インクリメント信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の送信に関連する前記マイクロシステム（２）によって実行されるコマンドのタイプを表すデータを送信することを特徴とする、請求項８から１６のいずれか一項記載のアドレス指定方法。

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