JP5957009B2 - 多重化通信システム、送信装置、および受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、多重化通信システム、送信装置、および受信装置に関するものであり、特に、データ伝送時の消費電力の低減を図る多重化通信システム、送信装置、および受信装置に関するものである。

従来より、データ通信を行なう技術が開示されている。例えば、デジタルデータを任意のビット数をまとめて１シンボルとして伝送する際、あるシンボル伝送タイミングにおける該シンボルを表す信号レベルを、直前のシンボル伝送タイミングにおける信号レベル以外の信号レベルに割り当てて符号化するものが開示されている（特許文献１など）。

また、デジタル信号の受信装置において、検出された信号レベルの今回値と前回値との差の絶対値と所定値との大小、および今回値と前回値との信号レベルの大小に基づいて、受信したデジタル信号の立ち上り、立ち下りを判定するものが開示されている（特許文献２など）。

特開２００４−８０８２７号公報 特開平６−３２６５６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に例示される技術は、連続して同じ信号レベルをとらない伝送路符号化方法および復号方法を提供するために、隣接するシンボル伝送タイミングで常に信号レベルが変化する信号を伝送するものである。伝送ごとに信号レベルを変化させるため異なる信号レベルで伝送路を駆動する必要があり消費電流の低減を図ることはできない。

また、上記特許文献２に例示される技術は、伝送経路を伝搬してきた鈍った信号の波形整形に係るものであり、受信した信号の信号レベルの遷移方向をとらえて波形整形するものである。鈍った信号波形の整形に係るものであり、信号伝送の際の伝送線路の駆動に係る消費電力を低減することに関しては何ら開示・示唆はなく、信号伝送の際の消費電力の低減という課題に対して何ら解決を提供するものではない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、伝送する際のデータの伝送方式により信号伝送における消費電力の低減を図ることを可能とする多重化通信システム、送信装置、および受信装置を提供することを目的とする。

上記課題を鑑みてなされた本願の請求項１に記載の多重化通信システムは、複数のデータを多重化して光通信を行なうシステムである。送信側において、複数のデータの各々について、同期サイクルごとに論理レベルを保持する送信側状態保持部と、複数のデータの各々について、論理レベルが送信側状態保持部に保持されている論理レベルから反転することを検出する状態遷移検出部と、状態遷移検出部による検出信号を多重化する多重化部とを備えている。受信側では、複数のデータの各々について、論理レベルを保持する受信側状態保持部と、多重化された信号を復元する復元部と、復元された検出信号に対応する複数のデータについて、受信側状態保持部に保持されている論理レベルを反転する制御部とを備えている。更に、同期サイクルの所定サイクル数を計時する計時部と、送信側状態保持部と状態遷移検出部との何れか一方を選択する選択部とを備えている。計時部が所定サイクル数を計時するごとに、選択部は送信側状態保持部を選択する。制御部は復元部により復元された複数のデータを受信側状態保持部に保持する。

また、請求項２に記載の多重化通信システムは、請求項１に記載の多重化通信システムにおいて、多重化された論理レベルが反転することの検出信号の送信時には、光通信の光源は発光状態とされる。

また、請求項３に記載の送信装置は、複数のデータを多重化して光通信を行なう多重化通信システムに備えられる。複数のデータの各々について、同期サイクルごとに論理レベルを保持する送信側状態保持部と、複数のデータの各々について、論理レベルが送信側状態保持部に保持されている論理レベルから反転することを検出する状態遷移検出部と、状態遷移検出部による検出信号を多重化する多重化部と、同期サイクルの所定サイクル数を計時する計時部と、送信側において、送信側状態保持部と状態遷移検出部との何れか一方を選択する選択部とを備え、計時部が所定サイクル数を計時するごとに、選択部は前記送信側状態保持部を選択する。受信側では、所定サイクル数を計時するごとに選択される送信側状態保持部から送信される複数のデータを保持すると共に、復元された検出信号に対応する複数のデータの各々について、保持されている論理レベルを反転する。

また、請求項４に記載の受信装置は、複数のデータを多重化して光通信を行なう多重化通信システムに備えられる。複数のデータの各々について、論理レベルを保持する受信側状態保持部と、複数のデータの各々についての論理レベルの反転を検出した検出信号であって、多重化されて送信された信号を復元する復元部と、所定サイクル数を計時するごとに送信側から送信される複数のデータを受信側状態保持部に保持すると共に、復元された検出信号に対応する複数のデータの各々について、受信側状態保持部に保持されている論理レベルを反転する制御部とを備えている。

請求項１に記載の多重化通信システムでは、送信側にある状態遷移検出部により、複数のデータの各々について、論理レベルが送信側状態保持部に保持されている論理レベルから反転することが検出されると、その検出結果が多重化されて送信される。受信側では、受信された検出結果により受信側状態保持部に保持されている論理レベルを反転する。更に、計時部を備えて同期サイクルの所定サイクル数を計時している。所定サイクル数が計時されると、送信側にある選択部は状態遷移検出部に代えて送信側状態保持部を選択して各データの論理レベルを送信して、受信側の受信側状態保持部に保持される。

これにより、同期サイクルごとにデータを送信することに代えて、論理レベルが反転したデータについて反転の検出結果を報知する信号を送信する。論理レベルの反転がない場合にはデータは送信されず、送信されるデータは論理レベルの反転の検出結果のみに限定される。このため、送信するデータ量を制限することができ、送信時の消費電力の低減を図ることができる。更に、定期的に、受信側の受信側状態保持部に保持されている各データの論理レベルを更新することがきる。送信側で論理レベルの反転を検出して受信側状態保持部に保持されている論理レベルの反転を行なう場合には、論理レベルが逆であっても検出できないところ、所定サイクル数毎に論理レベルを更新することにより、受信側状態保持部において正しい論理レベルを保持することができる。

この場合、論理レベル反転の検出結果を示す信号の送信を、光通信における光源の発光状態とする。これにより、論理レベルの反転があった場合のみ光源が発光状態となる。光源は発光状態において電流が流れ電力が消費されるので、光源における電力消費の低減を図ることができる。電力消費の低減により光源の発熱が抑制され、発光特性や製品寿命等の改善を図ることができる。

また、請求項３に記載の送信装置、および請求項４に記載の受信装置では、本願に記載の多重化通信システムを構成することができる。論理レベルの反転がないデータは送信せず、論理レベルの反転の検出結果のみを送信することで送信するデータ量を制限することができ、伝送時の消費電力の低減を図ることができる。

電子部品供給装置が取り付けられた電子部品装着機が２台並べられて構成されている電子部品装着装置を示す斜視図であり、本発明の多重化通信システムを適用することが可能な装置である。 図１に示す電子部品供給装置のテープフィーダの一部および、そのテープフィーダによって送り出されるテープ化部品を示す平面図である。 図１に示す電子部品供給装置を示す斜視図である。 図３に示すテープフィーダを示す断面図である。 図１に示す電子部品装着機の備える制御装置を示すブロック図である。 光通信に使用される発光素子の特性を示す図である。 送信側に備えられる装置を示すブロック図である。 受信側に備えられる装置を示すブロック図である。 カウンタＢ３の具体例を示す回路図である。 図９のカウンタの動作を示すタイミングチャートである。 送信側に備えられる状態保持＆遷移抽出回路Ｂ１の具体例を示す回路図である。 モード信号ＭＯＤＥに応じたセレクタＢ５の選択結果を示す図である。 モード信号ＭＯＤＥおよび送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎに応じてパケット生成回路Ｂ７により生成されるパケットの内容を示す図である。 受信側に備えられるフレーム同期回路Ｂ２３の具体例を示す回路図である。 モード信号ＭＯＤＥおよび送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎに応じて状態保持回路Ｂ２７に保持される受信データＤＲ１、ＤＲ２、・・・、ＤＲｎの内容を示す図である。 本実施形態により伝送される多重化データ列の構成を例示する図である。

以下、本発明の実施形態として、図を参照しつつ詳しく説明する。初めに、本願の多重化通信システムを適用することが可能な例として、図１ないし図５を参照して、電子部品装着装置の構成について説明する。

図１に、電子部品装着装置（以下、「装着装置」と略す場合がある）１０を示す。その図は、装着装置１０の外装部品の一部を取り除いた斜視図である。装着装置１０は、１つのシステムベース１２と、そのシステムベース１２の上に互いに隣接されて並んで配列された２つの電子部品装着機（以下、「装着機」と略す場合がある）１６とを含んで構成されており、回路基板に電子部品を装着する作業を行うものとされている。なお、以下の説明において、装着機１６の並ぶ方向をＸ軸方向とし、その方向に直角な水平の方向をＹ軸方向と称する。

装着装置１０の備える装着機１６の各々は、主に、フレーム部２０とそのフレーム部２０に上架されたビーム部２２とを含んで構成された装着機本体２４と、回路基板をＸ軸方向に搬送するとともに設定された位置に固定する搬送装置２６と、その搬送装置２６によって固定された回路基板に電子部品を装着する装着ヘッド２８と、ビーム部２２に配設されて装着ヘッド２８をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる移動装置３０と、フレーム部２０の前方に配設され装着ヘッド２８に電子部品を供給する電子部品供給装置（以下、「供給装置」と略す場合がある）３２とを備えている。

搬送装置２６は、２つのコンベア装置４０，４２を備えており、それら２つのコンベア装置４０，４２は、互いに平行、かつ、Ｘ軸方向に延びるようにフレーム部２０のＹ軸方向での中央部に配設されている。２つのコンベア装置４０，４２の各々は、電磁モータ４４（図５参照）によって各コンベア装置４０，４２に支持される回路基板をＸ軸方向に搬送する構造とされている。さらに、コンベア装置４０，４２の各々は、基板保持装置４６（図５参照）を有しており、所定の位置において回路基板を固定的に保持する構造とされている。

また、装着ヘッド２８は、搬送装置２６によって保持された回路基板に対して電子部品を装着するものであり、下面に電子部品を吸着する吸着ノズル５０を有している。吸着ノズル５０は、正負圧供給装置５２（図５参照）を介して負圧エア，正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する構造とされている。さらに、装着ヘッド２８は、吸着ノズル５０を昇降させるノズル昇降装置（図５参照）５４および吸着ノズル５０をそれの軸心回りに自転させるノズル自転装置（図５参照）５６を有しており、保持する電子部品の上下方向の位置および電子部品の保持姿勢を変更することが可能とされている。なお、吸着ノズル５０は、装着ヘッド２８に着脱可能とされており、電子部品のサイズ，形状等に応じて変更することが可能とされている。

移動装置３０は、その装着ヘッド２８をフレーム部２０上の任意の位置に移動させるものであり、装着ヘッド２８をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向スライド機構（図示省略）と、装着ヘッド２８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向スライド機構（図示省略）とを備えている。Ｙ軸方向スライド機構は、Ｙ軸方向に移動可能にビーム部２２に設けられたＹ軸スライダ（図示省略）と、駆動源としての電磁モータ（図５参照）６４とを有しており、その電磁モータ６４によって、Ｙ軸スライダがＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。また、Ｘ軸方向スライド機構は、Ｘ軸方向に移動可能にＹ軸スライダに設けられたＸ軸スライダ６６と、駆動源としての電磁モータ（図５参照）６８とを有しており、その電磁モータ６８によって、Ｘ軸スライダ６６がＸ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。そして、そのＸ軸スライダ６６に装着ヘッド２８が取り付けられることで、装着ヘッド２８は、移動装置３０によって、フレーム部２０上の任意の位置に移動可能とされている。なお、装着ヘッド２８は、Ｘ軸スライダ６６にワンタッチで着脱可能とされており、種類の異なる作業ヘッド、例えば、ディスペンサヘッド等に変更することが可能とされている。

また、供給装置３２は、ベースとしてのフレーム部２０の前方側の端部に配設されており、フィーダ型の供給装置とされている。供給装置３２は、電子部品がテーピング化されたテープ化部品（図２参照）７０をリール７２に巻回させた状態で収容する複数のテープフィーダ７４と、それら複数のテープフィーダ７４の各々に収容されているテープ化部品７０を送り出す複数の送出装置（図５参照）７５とを有しており、テープ化部品７０から電子部品を装着ヘッド２８への供給位置に順次供給する構造とされている。

テープ化部品７０は、図２に示すように、多数の収容凹部７８および送り穴８０が等ピッチで形成されたキャリアテープ８２と、収容凹部７８に収容される電子部品８４と、キャリアテープ８２の電子部品８４が収容された収容凹部７８を覆うトップカバーテープ８６とから構成されている。一方、テープフィーダ７４は、図３に示すように、そのテープ化部品７０が巻回されるリール７２を保持するリール保持部８８と、そのリール７２から引き出されたテープ化部品７０が上端面に延在させられるフィーダ本体９０とから構成されている。

フィーダ本体９０内部には、図４に示すように、テープ化部品７０のキャリアテープ８２に形成された送り穴８０に係合するスプロケット９２が内蔵されており、そのスプロケット９２が回転させられることで、キャリアテープ８２にトップカバーテープ８６が貼着された状態のテープ化部品７０が、フィーダ本体９０の上端面において、リール７２から離間する方向に送り出される。そして、剥離装置（図示省略）によって、キャリアテープ８２からトップカバーテープ８６が剥ぎ取られることで、フィーダ本体９０の上端面の先端部において、電子部品８４が収容された収容凹部７８が順次解放され、その解放された収容凹部７８から電子部品８４が吸着ノズル５０によって取り出される。

また、テープフィーダ７４は、フレーム部２０の前方側の端部に固定的に設けられたテープフィーダ装着台（以下、「装着台」と略す場合がある）１００に着脱可能とされている。装着台１００は、フレーム部２０の上面に設けられたスライド部１０２と、そのスライド部１０２の搬送装置２６に近い側の端部に立設された立設面部１０６とから構成されている。スライド部１０２には、Ｙ軸方向に延びるように複数のスライド溝１０８が形成されており、それら複数のスライド溝１０８の各々に、テープフィーダ７４のフィーダ本体９０の下縁部を嵌合させた状態でスライドさせることが可能とされている。そして、フィーダ本体９０の下縁部を嵌合させた状態で立設面部１０６に接近させる方向にスライドさせることで、フィーダ本体９０のテープ化部品７０の送り出し方向である送出方向の側の側壁面１１０が立設面部１０６に取り付けられる。これにより、テープフィーダ７４が装着台１００に装着される。

その立設面部１０６には、上記複数のスライド溝１０８に対応して、複数のコネクタ接続部１１２が設けられている。一方、立設面部１０６に取り付けられるテープフィーダ７４の側壁面１１０には、コネクタ１１４が設けられたおり、テープフィーダ７４の側壁面１１０が立設面部１０６に取り付けられた際に、コネクタ１１４がコネクタ接続部１１２に接続されるようになっている。また、テープフィーダ７４の側壁面１１０には、コネクタ１１４を上下方向に挟むように１対の立設ピン１１６が設けられており、装着台１００の立設面部１０６のコネクタ接続部１１２を上下方向に挟むように形成された１対の嵌合穴１１８に嵌合されるようになっている。

また、装着台１００の上部には、図４に示すように、カバー１２０が開閉可能に設けられている。カバー１２０は、装着機１６のビーム部２２の前方側の端部に、Ｘ軸方向に延びる軸線まわりに回動可能に取り付けられており、装着台１００を覆う閉位置と、装着台１００を開放する開位置との間で回動可能とされている。装着台１００にテープフィーダ７４が装着された状態で、カバー１２０が閉じられると、その装着されているテープフィーダ７４のフィーダ本体９０がカバー１２０によって覆われるようになっている。

そのカバー１２０の下端部には、３個の表示ランプ１２２（図では１個のみ示されている）が設けられた表示部１２４が取り付けられており、装着台１００にテープフィーダ７４が装着された状態で、カバー１２０が閉じられると、その表示部１２４がフィーダ本体９０の上方に位置するようになっている。なお、表示部１２４は、複数のスライド溝１０８に対応して、複数設けられており、それら複数の表示部１２４の表示ランプ１２２は、テープフィーダ７４を装着台１００に装着する際に点灯され、複数のスライド溝１０８のいずれにテープフィーダ７４を装着すべきかを案内するものとして使用される。

また、装着機１６は、マークカメラ（図５参照）１３０およびパーツカメラ（図１，５参照）１３２を備えている。マークカメラ１３０は、下方を向いた状態でＸ軸スライダ６６の下面に固定されており、移動装置３０によって移動させられることで、回路基板の表面を任意の位置において撮像することが可能となっている。一方、パーツカメラ１３２は、上を向いた状態でフレーム部２０の搬送装置２６と供給装置３２との間に設けられており、装着ヘッド２８の吸着ノズル５０によって吸着保持された電子部品を撮像することが可能となっている。マークカメラ１３０によって得られた画像データおよび、パーツカメラ１３２によって得られた画像データは、画像処理装置１３４（図５参照）において処理され、回路基板に関する情報，基板保持装置４６による回路基板の保持位置誤差，吸着ノズル５０による電子部品の保持位置誤差等が取得される。

さらに、装着機１６は、図５に示すように、制御装置１４０を備えている。制御装置１４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ１４２と、上記電磁モータ４４，６４，６８，基板保持装置４６，正負圧供給装置５２，ノズル昇降装置５４，ノズル自転装置５６，送出装置７５の各々に対応する複数の駆動回路１４４と、複数の表示部１２４に設けられた複数の表示ランプ１２２の各々に対応する複数の制御回路１４６とを備えている。コントローラ１４２には、各駆動回路１４４を介して搬送装置，移動装置等の駆動源が接続されており、搬送装置，移動装置等の作動を制御することが可能とされている。また、コントローラ１４２には、各制御回路１４６を介して複数の表示ランプ１２２に接続されており、それら複数の表示ランプ１２２の各々を制御可能に点灯することが可能とされている。また、複数の表示部１２４には図示しない各種のスイッチが設けられる場合もあり、各制御回路１４６に対してスイッチ入力に伴う各種の制御信号が送られる。さらに、コントローラ１４２には、マークカメラ１３０およびパーツカメラ１３２によって得られた画像データを処理する画像処理装置１３４が接続されている。

装着機１６では、上述した構成によって、搬送装置２６に保持された回路基板に対して、装着ヘッド２８によって電子部品の装着作業を行うことが可能とされている。具体的に説明すれば、まず、搬送装置２６によって、回路基板を装着作業位置まで搬送するとともに、その位置において回路基板を固定的に保持する。次に、移動装置３０によって、装着ヘッド２８を回路基板上に移動させ、マークカメラ１３０によって、回路基板を撮像する。その撮像により回路基板の種類，搬送装置２６による回路基板の保持位置誤差が取得される。その取得された回路基板の種類に応じた電子部品を、供給装置３２のテープフィーダ７４によって供給し、その電子部品の供給位置に、装着ヘッド２８を移動装置３０によって移動させる。これにより、装着ヘッド２８の吸着ノズル５０によって電子部品が吸着保持される。

続いて、電子部品を保持した状態の装着ヘッド２８を、移動装置３０によってパーツカメラ１３２上に移動させ、パーツカメラ１３２によって、装着ヘッド２８に保持された電子部品を撮像する。その撮像により電子部品の保持位置誤差が取得される。そして、移動装置３０によって、装着ヘッド２８を回路基板上の装着位置に移動させ、装着ヘッド２８によって、回路基板および電子部品の保持位置誤差に基づいて装着ノズル５０を自転させた後に，電子部品が装着される。

さて、本願の多重化通信システムは、上記の電子部品装着装置１０に例示される電子部品装着装置や電子部品の実装装置、あるいはその他の様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに適用することが可能なシステムである。上述したように、電子部品装着装置１０では、制御装置１４０から、各種の電磁モータ４４、６４、６８（図５参照）やその他の可動装置および表示ランプ１２２に対して各種のデータが送信され、これらの機器が制御される。また、制御装置１４０は、マークカメラ１３０やパーツカメラ１３２、各種の電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置、および表示部１２４などからの図示しない各種のデータを受信して制御の用に供する。

具体的には、制御装置１４０の各駆動回路１４４から動作指令データが各種の電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置に送られ駆動制御が行われる。また、制御装置１４０の制御回路１４６から点灯制御データが表示ランプ１２２に送られ点灯制御が行われる。一方、制御装置１４０には、マークカメラ１３０やパーツカメラ１３２から画像データが受信され、各種の電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置からトルク情報や位置情報等の機器情報データが受信され、各機器に備えられるセンサやスイッチなど（不図示）から各種の入力データが受信される。

こうした様々なデータ伝送が光通信により行われる多重化通信システム、送信装置、および受信装置では、送信側にレーザーダイオードなどの発光素子が設けられる。図６はこうした発光素子の特性を示す図である。発光素子は、一般的に電流駆動により発光し、電流量が大きなほど光出力が大きくなる特性を有している。論理値がハイレベルの時を発光状態とすれば、ハイレベルの論理値で発光素子の駆動電流が大きくなる。発光素子は駆動電流が流れることにより発熱し、発熱による温度上昇により素子特性が劣化する恐れがある。実使用時の発光素子の温度を低減するために、駆動電流値を下げる、雰囲気温度を下げる、放熱設計を行なう等の対策が考えられるが、駆動電流値の低減は光出力の低下を招来し、雰囲気温度の低下や放熱設計によるコストアップ等も考えられる。

以下の実施形態では、伝送対象の各種データについて、データの論理値が遷移したことを伝送することにより、伝送量を圧縮して伝送時の発光素子における消費電力の低減を図り、発光素子の温度上昇を抑制して素子寿命を向上することに好適な多重化通信システム、送信装置、および受信装置について説明する。

図７は、送信側に備えられる装置を示すブロック図である。各ブロックはクロック信号ＣＬＫに同期して動作する。稼働状態の電子部品装着装置１０において、制御装置１４０から外部に伝送される動作指令データや点灯制御データ、また制御装置１４０に向けて伝送される画像データや機器情報データなどとして例示される入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎは２分される。その一方は状態保持＆遷移抽出回路Ｂ１に入力され、他方は直接にセレクタＢ５に入力される。状態保持＆遷移検出回路Ｂ１では、各データの論理値が遷移して反転したか否かを検出する。論理値が遷移した場合にはハイレベルの遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳをセレクタＢ５に向けて出力する。また、クロック信号ＣＬＫのクロック数を計数するカウンタＢ３を備えている。カウンタＢ３は所定サイクル数の計数ごとにハイレベルのモード信号ＭＯＤＥを出力する。モード信号ＭＯＤＥはセレクタＢ５に入力される。

セレクタＢ５では、モード信号ＭＯＤＥに応じて、遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳ、および入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎの何れか一方を選択する。具体的には、カウンタＢ３が所定サイクル数の計数をするまでのローレベルのモード信号ＭＯＤＥ（ＭＯＤＥ＝０）では遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳが選択され、所定サイクル数の計数を報知するハイレベルのモード信号ＭＯＤＥ（ＭＯＤＥ＝１）では入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎを選択する。選択されたデータは送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎとしてパケット生成回路Ｂ７に送られる。なお、以上に説明されるセレクタＢ５による選択結果を図１２に示す。

パケット生成回路Ｂ７には、更に、固定パターンの同期用フレームが入力される。同期用フレームは受信側においてパケットの先頭を認識するためのビット列であり、同期用フレーム発生回路Ｂ９により生成される。

パケット生成回路Ｂ７では、同期用フレーム、モード信号ＭＯＤＥ、および送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎが多重化されて伝送用のパケットが生成される。カウンタＢ３の計数値が所定サイクル数に満たない間はローレベルのモード信号ＭＯＤＥが出力され、送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎとして遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳが選択される。各入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎのうち論理値の遷移があるものについての情報が伝送される。また、カウンタＢ３の計数値が所定サイクル数に達した場合はハイレベルのモード信号ＭＯＤＥが出力され、送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎとして入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎが選択される。各入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎの論理値が伝送される。

また、モード信号ＭＯＤＥおよび送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎが共にローレベルである場合にはパケットは生成されない。ローレベルのモード信号ＭＯＤＥでは、送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎとして遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳが選択されている。この場合、遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳが全てローレベルであるので、全ての入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎは１クロック前と同じ論理値にあり論理値が遷移するデータはないことを示す。この場合、改めてデータ伝送を行なう必要なないためパケットは生成されない。これにより、不要なパケット伝送が抑止され、発光素子における不要な電力消費が低減される。尚、以上に説明されるパケット生成回路Ｂ７での生成パケットの内容については図１３に一覧を示す。

図８は、受信側に備えられる装置を示すブロック図である。先ず、クロック同期回路Ｂ２１は送信されるビット列についてクロック同期を検出し再生クロック信号ＲＣＬＫを抽出する。各ブロックは再生クロック信号ＲＣＬＫに同期して動作する。

受信したビット列は、フレーム同期回路Ｂ２３に入力され、同期用フレームを検出する。これにより、パケットの先頭が認識される。認識されたパケットからはモード信号ＭＯＤＥおよび送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎが抽出され、レジスタＢ２５に格納される。送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎは、各々、モード信号ＭＯＤＥと共に、データ毎に備えられる状態保持回路Ｂ２７に向けて出力される。状態保持回路Ｂ２７では、モード信号ＭＯＤＥに応じて送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎの内容を判断して状態保持回路Ｂ２７の内容を書き換え制御する。

具体的には、ローレベルのモード信号ＭＯＤＥでは、送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎは遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳである。この場合は、ハイレベルの送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎに対応する状態保持回路Ｂ２７の内容を反転する。また、ハイレベルのモード信号ＭＯＤＥでは、送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎは入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎである。この場合は、全ての状態保持回路Ｂ２７の内容を受信された入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎに書き換える。これにより、状態保持回路Ｂ２７から出力される受信データＤＲ１、ＤＲ２、・・・、ＤＲｎが入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎと一致して、状態保持回路Ｂ２７が正しくセットされる。以上に説明される状態保持回路Ｂ２７に保持される受信データＤＲ１、ＤＲ２、・・・、ＤＲｎの内容を図１５に示す。

ここで、送信側および受信側に備えられる装置を示すブロック図（図７、８）における各ブロックの具体例を例示する。

図９は送信側に備えられるカウンタＢ３の具体的な回路例であり、図１０はカウント動作に係るタイミングチャートである。３段のＤ型フリップフロップＤ−ＦＦ０〜Ｄ−ＦＦ２が、前段のＢＱ端子（ＢＱ）からの出力が後段のクロック端子（ＣＬＫ）に接続される直列接続の構成である。各Ｄ型フリップフロップＤ−ＦＦ０〜Ｄ−ＦＦ２のＱ端子（Ｑ）からの出力信号Ｑ０〜Ｑ２が論理積ゲートＡＮＤ１に入力され、各出力信号Ｑ０〜Ｑ２の論理積としてモード信号ＭＯＤＥが出力される。各段はクロック信号ＣＬＫにより動作し、クロック数を順次カウントする。図９に例示される構成では、ハイレベルのモード信号ＭＯＤＥが出力される所定計数値は８サイクルである。

図１１は送信側に備えられる状態保持＆遷移抽出回路Ｂ１の具体的な回路例である。入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎ（図１１において「ＤＴｘ」と表記）は、論理積ゲートＡＮＤ２、ＡＮＤ３、および排他的論理和ゲートＸＯＲ１の一方の入力端子に入力される。ここで、論理積ゲートＡＮＤ３には論理が反転された上で入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ２、ＡＮＤ３の出力端子は、それぞれ、ＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦのセット端子（Ｓ）、リセット端子（Ｒ）に接続されている。ＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦのＱ出力端子（Ｑ）は排他的論理和ゲートＸＯＲ１の他方の入力端子に接続されている。排他的論理和ゲートＸＯＲ１の出力端子は論理積ゲートＡＮＤ２、ＡＮＤ３の他方の入力端子に接続されている。排他的論理和ゲートＸＯＲの出力端子から遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳ（図１１において「ＤＴｘＳ」と表記）が出力される。論理積ゲートＡＮＤ２、ＡＮＤ３、およびＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦが状態保持を行なう回路であり、排他的論理和ゲートＸＯＲ１が遷移検出を行なう回路である。

ここで、図示はされていないが、クロック信号ＣＬＫに応じて、新たな入力データＤＴｘが取り込まれるものとする。新たな入力データＤＴｘが取り込まれると、排他的論理和ゲートＸＯＲ１において、ＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦに保持されている入力データＤＴｘとの間で一致検出が行われる。不一致であれば、ビット値が遷移したと判断され、排他的論理和ゲートＸＯＲ１からハイレベルの遷移検出信号ＤＴｘＳが出力される。また、ハイレベルの遷移検出信号ＤＴｘＳが論理積ゲートＡＮＤ２、３に入力されるので、新たに入力された入力データＤＴｘの論理値に応じてＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦがセットあるいはリセットされる。ＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦが入力データＤＴｘの論理値に書き換えられて保持される。具体的には、ハイレベルの入力データＤＴｘが入力されると論理積ゲートＡＮＤ２を介してＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦがセットされハイレベルの倫理値が保持される。また、ローレベルの入力データＤＴｘが入力されると論理積ゲートＡＮＤ３を介してＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦがリセットされローレベルの論理値が保持される。

図１４は受信側に備えられるフレーム同期回路Ｂ２３の具体的な回路例である。多段に接続されたＤ型フリップフロップＤＦＦにより構成されるシフトレジスタを備える。シフトレジスタには伝送されてくるパケットが順次格納される。シフトレジスタのうち、同期用フレームが配列されているパケットの先頭に対応するＤ型フリップフロップＤＦＦの一群は同期用フレーム検出回路Ｂ４１に接続されている。パケットの後段にはモード信号ＭＯＤＥと送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎが配列されている。これらのデータに対応するＤ型フリップフロップＤＦＦの一群は、論理積ゲートの一方の入力端子に接続されている。論理積ゲートの他方の入力端子は同期用フレーム検出回路Ｂ４１の出力端子が接続されている。

同期用フレーム検出回路Ｂ４１により同期用フレームが検出されることに応じて、論理積ゲートを介してモード信号ＭＯＤＥおよび送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎが取り込まれる。

図１６には本実施形態により伝送されるデータ列の構成について例示する。図１６では、３つの入力データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃについて１２サイクルでの論理値の変化に応じた処理を例示する。モード信号ＭＯＤＥは第１サイクルでハイレベルになる他、ローレベルが維持されるものとする。

入力データＤＴａは、第５、第８、第１１サイクルで論理値が遷移する。したがって、遷移検出信号ＤＴａＳは、第５、第８、第１１サイクルでハイレベルとなり、その他のサイクルではローレベルに維持される。また、入力データＤＴｂは、第３、第４、第７、第８、第１１サイクルで論理値が遷移する。したがって、遷移検出信号ＤＴｂＳは、第３、第４、第７、第８、第１１サイクルでハイレベルとなり、その他のサイクルではローレベルに維持される。また、入力データＤＴｃは、第４サイクルで論理値が遷移する。したがって、遷移検出信号ＤＴｃＳは、第４サイクルでハイレベルとなり、その他のサイクルではローレベルに維持される。

送信データは、セレクタＢ５により、ハイレベルのモード信号ＭＯＤＥでは入力データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃが選択され、ローレベルのモード信号ＭＯＤＥでは遷移検出信号ＤＴａＳ、ＤＴｂＳ、ＤＴｃＳが選択される。したがって、多重化された送信データは、図示されるように、モード信号ＭＯＤＥがハイレベルである第１サイクルでは、入力データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃの論理値（状態）が多重化される。第２サイクル以降はモード信号ＭＯＤＥがローレベルであるので、遷移検出信号ＤＴａＳ、ＤＴｂＳ、ＤＴｃＳの論理値（遷移情報）が多重化される。この場合、第２、第６、第９、第１０、第１２サイクルでは入力データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃは何れも論理の遷移はなく、遷移検出信号ＤＴａＳ、ＤＴｂＳ、ＤＴｃＳは全てローレベルである。したがって、これらのサイクルではパケットは生成されずデータ伝送は行なわれない。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、送信側にある状態保持＆遷移検出回路Ｂ１により、入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎの各々について、論理レベルが状態保持＆遷移検出回路Ｂ１に保持されている論理レベルから反転することが検出されると、その検出結果として遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳが出力され送信される。受信側では、遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳの内容が伝送される送信データＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎの内容に応じて、状態保持回路Ｂ２７に保持されている論理レベルを反転する。

クロック信号ＣＬＫのサイクルごとにデータを送信することに代えて、論理レベルが反転したデータについて反転の検出結果を報知し、反転がない場合にはデータは送信されない。さらに、全ての入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎのビット値が遷移しなければパケットは生成される送信は行なわれない。送信するデータ量を制限することができ、送信時の消費電力の低減を図ることができる。

光通信において、発光光源が発光状態となる頻度を低減することができ、光源における電力消費の低減を図り、発光素子の温度上昇を抑制して素子特性や素子の製品寿命等の改善を図ることができる。

また、カウンタＢ３によりクロック信号ＣＬＫのサイクル数を計数して、所定サイクルごとにモード信号ＭＯＤＥをハイレベルにする。そして、ハイレベルのモード信号ＭＯＤＥにおいて入力データＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎの論理値を送信して受信側の状態保持回路Ｂ２７を更新する。定期的に状態保持回路Ｂ２７に保持されている各データの論理値を更新することがきるので、保持されているデータの論理値を正しく保持することができる。

ここで、状態保持＆遷移抽出回路Ｂ１において、論理積ゲートＡＮＤ２、ＡＮＤ３、およびＲＳ型フリップフロップ回路ＳＲ−ＦＦは送信側状態保持部の一例であり、排他的論理和ゲートＸＯＲ１は状態遷移検出部の一例である。また、カウンタＢ３は計時部の一例であり、セレクタＢ５は選択部の一例であり、パケット生成回路Ｂ７は多重化部の一例である。また、フレーム同期回路Ｂ２３は復元部の一例であり、状態保持回路Ｂ２７は受信側状態保持部の一例である。また、図１５に記載の処理が制御部による処理の一例である。

尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態では、全ての入力データについて論理値の遷移を検出した上で遷移したことが検出された遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳを伝送する場合について説明したが、本願はこれに限定されるものではない。複数の信号を多重化して伝送する場合、多重化した状態でのハイレベル（光源の発光状態となる論理値）の頻度を低減する態様で伝送する信号を変えることもできる。例えば、頻繁に論理値が遷移する入力データについては、遷移を検出した遷移検出信号を伝送することに代えて、入力データを伝送するように設定することもできる。
また、本実施形態では、論理値の遷移が検出された際に出力される遷移検出信号ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳをハイレベルとしたが、これは、ハイレベルの伝送時に発光素子が発光状態になり電力消費が大きいことを前提としたものである。本発明はこれに限定されるものではなく、伝送時の発光素子の消費電力が抑制されるように設定されるのであればその他の設定とすることもできる。例えば、ローレベルを伝送する際に消費電力が大きくなる伝送システムにあっては、遷移検出信号としてローレベルの信号を出力する設定とすることもできる。

１０：電子部品装着装置 ４４、６４、６８：電磁モータ １２２：表示ランプ １２４：表示部 １３０：マークカメラ １３２：パーツカメラ １４０：制御装置 Ｂ１：状態保持＆遷移抽出回路 Ｂ３：カウンタ Ｂ５：セレクタ Ｂ７：パケット生成回路 Ｂ９：同期用フレーム発生回路 Ｂ２１：クロック同期回路 Ｂ２３：フレーム同期回路 Ｂ２５：レジスタ Ｂ２７：状態保持回路 Ｂ４１：同期用フレーム検出回路 ＣＬＫ：クロック信号 Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎ：送信データ ＤＴ１、ＤＴ２、・・・、ＤＴｎ、ＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃ、ＤＴｘ：入力データ ＤＴ１Ｓ、ＤＴ２Ｓ、・・・、ＤＴｎＳ、ＤＴａＳ、ＤＴｂＳ、ＤＴｃＳ、ＤＴｘＳ：遷移検出信号 ＭＯＤＥ：モード信号 ＲＣＬＫ：再生クロック信号

Claims (4)

1. 複数のデータを多重化して光通信を行なう多重化通信システムであって、
   送信側において、
   前記複数のデータの各々について、同期サイクルごとに論理レベルを保持する送信側状態保持部と、
   前記複数のデータの各々について、論理レベルが前記送信側状態保持部に保持されている論理レベルから反転することを検出する状態遷移検出部と、
   前記状態遷移検出部による検出信号を多重化する多重化部とを備え、
   受信側において、
   前記複数のデータの各々について、論理レベルを保持する受信側状態保持部と、
   多重化された信号を復元する復元部と、
   前記復元された前記検出信号に対応する前記複数のデータについて、前記受信側状態保持部に保持されている論理レベルを反転する制御部とを備え、
   前記同期サイクルの所定サイクル数を計時する計時部と、
   送信側において、前記送信側状態保持部と前記状態遷移検出部との何れか一方を選択する選択部とを備え、
   前記計時部が所定サイクル数を計時するごとに、前記選択部は前記送信側状態保持部を選択し、前記制御部は前記復元部により復元された前記複数のデータを前記受信側状態保持部に保持することを特徴とする多重化通信システム。
2. 多重化された前記検出信号の光通信において、前記検出信号の送信に対応して前記光通信に供される光源が発光状態とされることを特徴とする請求項１に記載の多重化通信システム。
3. 複数のデータを多重化して光通信を行なう多重化通信システムに備えられる送信装置であって、
   前記複数のデータの各々について、同期サイクルごとに論理レベルを保持する送信側状態保持部と、
   前記複数のデータの各々について、論理レベルが前記送信側状態保持部に保持されている論理レベルから反転することを検出する状態遷移検出部と、
   前記状態遷移検出部による検出信号を多重化する多重化部と、
   前記同期サイクルの所定サイクル数を計時する計時部と、
   送信側において、前記送信側状態保持部と前記状態遷移検出部との何れか一方を選択する選択部とを備え、
   前記計時部が所定サイクル数を計時するごとに、前記選択部は前記送信側状態保持部を選択し、
   受信側においては、前記所定サイクル数を計時するごとに選択される前記送信側状態保持部から送信される前記複数のデータを保持すると共に、前記復元された前記検出信号に対応する前記複数のデータの各々について、保持されている論理レベルを反転することを特徴とする送信装置。
4. 複数のデータを多重化して光通信を行なう多重化通信システムに備えられる受信装置であって、
   前記複数のデータの各々について、論理レベルを保持する受信側状態保持部と、
   前記複数のデータの各々についての論理レベルの反転を検出した検出信号であって、多重化されて送信された信号を復元する復元部と、
   所定サイクル数を計時するごとに送信側から送信される前記複数のデータを前記受信側状態保持部に保持すると共に、前記復元された前記検出信号に対応する前記複数のデータの各々について、前記受信側状態保持部に保持されている論理レベルを反転する制御部とを備えることを特徴とする受信装置。

Images