JP7137380B2

JP7137380B2 - 信号処理装置

Info

Publication number: JP7137380B2
Application number: JP2018130166A
Authority: JP
Inventors: 圭佑椿野
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2038-07-09
Also published as: JP2020010201A

Description

本発明は、信号処理装置に関する。

従来の技術として、ハイアクティブ型のスイッチとローアクティブ型のスイッチとを付け替え可能な入力端子と、入力端子に接続されたスイッチのオン／オフ状態を入力端子から入力される信号レベルに基づいて判定する判定手段と、判定手段に設けられたアクティブ判定ポートの出力レベルが反転されたときに信号入力ポートに印加するバイアス電位を判定させるアクティブ判定回路と、を備えた信号処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

判定手段は、アクティブ判定ポートの出力レベルを判定させたときに信号入力ポートの入力レベルが変化すれば信号入力手段がオフ状態と判定し、信号入力ポートの入力レベルが変化しなければスイッチがオン状態と判定する。

この信号処理装置によれば、ハイアクティブ型及びローアクティブ型の何れのタイプの信号入力手段に対しても回路を共通化でき、低コスト化できるとされている。

特開平９－４６１９９号公報

しかし、特許文献１に記載の信号処理装置では、入力信号に対する外部装置の出力パターンを切り替えたい場合に、その出力パターンごとの回路装置が必要となるためコストの増加が問題となる。

そこで、本発明の目的は、１つの回路装置で出力パターンを切り替えることが可能な信号処理装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、入力信号が入力される入力端子と、電源又はグランドと接続可能な第１及び第２切替端子と、前記第１切替端子に接続される第１接続端子の電位と、前記第２切替端子に接続される第２接続端子の電位とに基づいて、前記入力信号に対する外部装置への出力信号の出力パターンを切替可能な切替回路と、を備えている、信号処理装置を提供する。

本発明の信号処理装置によれば、１つの回路装置で出力パターンを切り替えることが可能である。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る信号処理装置の構成例を示した回路図であり、図１（ｂ）は、信号処理装置を用いたＩＣパッケージの構成を示した平面図である。図２（ａ）～（ｃ）は、出力パターン別の信号処理装置の構成例を示す回路図である。図３は、制御部の処理内容の一例を示すフローチャートである。図４は、第２の実施の形態に係る信号処理装置の構成例を示した回路図である。図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る信号処理装置の詳細の構成を示した論理回路図であり、図５（ｂ）は、第１及び第２切替端子の組み合わせと出力パターンとの関係を示した表である。

（実施の形態の要約）
本実施の形態に係る信号処理装置（１）は、入力信号が入力される第１乃至第５入力端子（１１ａ～１１ｅ）と、電源（４）又はグランド（ＧＮＤ）と接続可能な第１及び第２切替端子（２１，２２）と、前記第１切替端子２１に接続される第１接続端子（２１ａ）の電位と、前記第２切替端子（２２）に接続される第２接続端子（２２ａ）の電位とに基づいて、前記入力信号に対する外部装置（５１～５５）への出力信号の出力パターンを切替可能な切替回路（３）と、を備えている。

本実施の形態に係る信号処理装置（１）によれば、電源（４）又はグランド（ＧＮＤ）と第１及び第２切替端子（２１，２２）との接続を切り替えることにより、出力装置（５）の出力パターンを切り替えることが可能である。すなわち、１つの回路装置で出力パターンを切り替えることが可能である。

［第１実施の形態］
本発明における第１の実施の形態に係る信号処理装置について図１乃至図３を参照して説明する。この信号処理装置は、ハイレベル電圧（５Ｖ）の入力信号を「１」とし、ローレベル電圧（０Ｖ）の入力信号を「０」とする正論理で動作する電子装置である。

（信号処理装置の概要）
図１及び図２に示すように、信号処理装置１は、第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅと、第１及び第２切替端子２１，２２と、第１乃至第５の出力端子１３ａ～１３ｅと、第１乃至第５外部装置５１～５５と、第１乃至第５外部装置５１～５５の出力を制御する制御部３と、定電圧を生成する電源部４と、を備えている。

第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅの何れかの入力端子に入力された信号は、信号処理装置１内で処理されて、第１乃至第５の出力端子１３ａ～１３ｅのそれぞれに対応して接続された第１乃至第５外部装置５１～５５に出力される。

第１乃至第５外部装置５１～５５としては、例えばＬＥＤ表示装置であり、制御部３によって点灯と消灯が制御される。以下では、入力信号は第１入力端子１１ａにのみ入力される場合を例に説明する。なお、本実施の形態に係る信号処理装置１は入力端子を５つ備えているが、入力端子は１つであってもよい。

（入力端子）
第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅには、デジタル系のスイッチ信号を発信するスイッチ手段が接続されている。スイッチ手段としては、イグニッションスイッチやキースイッチのような接点を有しているものでもよく、ＥＣＵ等に設けられているトランジスタ等の接点を有さないスイッチでもよい。第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅには、上述したスイッチ手段からハイレベル電圧の入力信号（２値信号の「１」信号）又はローレベル電圧の入力信号（２値信号の「０」信号）が入力される。

（切替端子）
第１及び第２切替端子２１，２２は、それぞれ、その一端が電源部４の電源端子４ａ又はグランド端子１４に接続可能である。第１切替端子２１の他端は、第１接続端子２１を介して制御部３と接続されている。同様に、第２切替端子２２の他端は、第２接続端子２２ａを介して制御部３に接続されている。なお、図１では、第１及び第２切替端子２１，２２が共に電源部４の電源端子４ａに接続された状態の信号処理装置１を示している。

（電源部）
電源部４は、ＩＣパッケージ１０内に、例えば、５Ｖレギュレータを内蔵して電源電位が用意され、ＩＣパッケージ１０の動作を実行すると共に、上記した第１及び第２切替端子２１，２２を５Ｖにするためにも使用される。

（制御部）
制御部３は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。制御部３は、本発明における「切替回路」の一例である。

制御部３は、第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅに入力された入力信号と、第１及び第２接続端子２１ａ，２２ａの電位とに基づいて第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを制御する。ここで、「出力パターン」とは、１又は２以上の出力のオンオフの組み合わせをいう。

（ＩＣパッケージ）
図１（ｂ）に示すように、ＩＣパッケージ１０は、フレキシブル基板２００上に実装されている。なお、図１（ｂ）では、第１乃至第５外部装置５１～５５の図示は省略している。

ＩＣパッケージ１０には、例えば、第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅの一部がそれぞれ対応している１番ピン１０１～５番ピン１０５と、第１乃至第５の出力端子１３ａ～１３ｅの一部がそれぞれ対応している６番ピン１０６～１０番ピン１１０と、第１切替端子２１の一部である１１番ピン１１１と、第２切替端子２２の一部である１２番ピン１１２と、電源端子４ａの一部である１３番ピン１１３と、がＩＣ１０パッケージの外部に露出して設けられている。

制御部３は、第１切替端子２１の第１接続端子２１ａの電位、及び第２切替端子２２の第２接続端子２２ａの電位の組み合わせに応じて第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを制御する。

例えば、図１（ａ）に示すように、第１及び第２切替端子２１，２２が共に電源部４に接続されている場合には、第１及び第２接続端子２１ａ，２２ａが電源電位（電源部４の電圧）となる。これにより、制御部３に第１接続端子２１ａを介してハイレベル信号「１」と、第２接続端子２２ａを介してハイレベル信号「１」とが信号が入力される。制御部３は、第１接続端子２１ａから入力される信号が「１」で、かつ、第２接続端子２２ａから入力される信号が「１」の場合には、第４外部装置５４を点灯（オン）させるように制御するように構成されている（出力パターン１）。つまり、制御部３は、第１切替端子２１及び第２切替端子２２から送られてくる信号の組み合わせを判定して、第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを決定する。

図２（ａ）に示すように、第１切替端子２１がグランド端子１４に接続され、かつ、第２切替端子２２が電源端子４ａに接続されている場合には、第１接続端子２１ａの電位がグランド電位になり、第２接続端子２２ａの電位が電源電位となる。これにより、制御部３には、第１接続端子２１ａを介してローレベル信号「０」と、第２接続端子２２ａを介してハイレベル信号「１」とが信号が入力される。制御部３は、第１接続端子２１ａから入力される信号が「０」で、かつ、第２接続端子２２ａから入力される信号が「１」の場合には、第２外部装置５２及び第５外部装置５５をオンさせるように制御するように構成されている（出力パターン２）。

図２（ｂ）に示すように、第１切替端子２１が電源部４に接続され、かつ、第２切替端子２２がグランド端子１４に接続されている場合には、第１接続端子２１ａの電位が電源電位になり、第２接続端子２２ａの電位がグランド電位となる。これにより、制御部３には、第１接続端子２１ａを介してハイレベル信号「１」と、第２接続端子２２ａを介してローレベル信号「０」とが信号が入力される。制御部３は、第１接続端子２１ａから入力される信号が「１」で、かつ、第２接続端子２２ａから入力される信号が「０」の場合には、第１外部装置５１、第４外部装置５４、及び第５外部装置５５をオンさせるように制御するように構成されている（出力パターン３）。

図２（ｃ）に示すように、第１及び第２切替端子２１，２２が共にグランド端子１４に接続されている場合には、第１接続端子２１ａ及び第２接続端子２２ａの電位がグランド電位となる。これにより、制御部３には、第１接続端子２１ａを介してローレベル信号「０」と、第２接続端子２２ａを介してローレベル信号「０」とが信号が入力される。制御部３は、第１接続端子２１ａから入力される信号が「０」で、かつ、第２接続端子２２ａから入力される信号が「０」の場合には、第１乃至第３外部装置５１～５３をオンさせるように制御するように構成されている（出力パターン４）。

以上説明したように、信号処理装置１によれば、第１及び第２切替端子２１，２２を電源部４又はグランド端子１４の何れかに接続することにより、４つの出力パターンを切り替えることが可能である。つまり、４つの出力パターンを１つの回路装置で共用することができるので、開発工数の削減が可能である。

次に、制御部３の処理内容の一例を図３に示すフローチャートを参照して説明する。

制御部３は、第１及び第２切替端子２１，２２が電源部４に接続されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。第１接続端子２１ａ及び第２接続端子２２ａからの入力信号がともに「１」である場合には、第１及び第２切替端子２１，２２が電源部４に接続されていると判定し（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御部３は出力パターン１として第４外部装置５４を点灯させるように制御する（ステップＳ３１）。

一方、第１及び第２切替端子２１，２２が電源部４に接続されていない場合には（ステップＳ３０：Ｎｏ）、第１切替端子２１がグランド端子１４に接続され、かつ、第２切替端子２２が電源部４に接続されているか否かを判定する（ステップＳ３２）。

第１接続端子２１ａからの入力信号が「０」、かつ、第２接続端子２２ａからの入力信号が「１」の場合には、第１切替端子２１がグランド端子１４に接続され、かつ、第２切替端子２２が電源部４に接続されていると判定し（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、制御部３は出力パターン２として第２外部装置５２及び第５外部装置５５をオンするように制御する（ステップＳ３３）。

一方、第１切替端子２１がグランド端子１４に接続され、かつ、第２切替端子２２が電源部４に接続されていない場合には（ステップＳ３２：Ｎｏ）、第１切替端子２１が電源部４に接続され、かつ、第２切替端子２２がグランド端子１４に接続されているか否かを判定する（ステップＳ３４）。

第１接続端子２１ａからの入力信号が「１」で、かつ、第２接続端子２２ａからの入力信号が「０」の場合には、第１切替端子２１が電源部４に接続され、かつ、第２切替端子２２がグランド端子１４に接続されていると判定し（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、制御部３は出力パターン３として第１外部装置５１、第４外部装置５４及び第５外部装置５５をオンするように制御する（ステップＳ３５）。

一方、第１切替端子２１が電源部４に接続され、かつ、第２切替端子２２がグランド端子１４に接続されていない場合には（ステップＳ３４：Ｎｏ）、制御部３は出力パターン４として第１乃至第３外部装置５１～５３をオンするように制御して（ステップＳ３６）、処理を終了する。

このように、本実施の形態に係る信号処理装置１によれば、第１及び第２切替端子２１，２２からの入力信号の組み合わせに応じて第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを切り替えることが可能である。

以上説明した本実施の形態に係る信号処理装置１によれば、第１及び第２切替端子２１，２２を電源部４又はグランド端子１４の何れかに接続することにより、１つの回路装置で第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを切り替えることが可能である。これにより、４つの動作を１つの回路装置で共用することができるので、生産コストの低減を図ることができる。

また同様に、上述したＩＣパッケージ１０によれば、１つのＩＣで複数の出力パターンを共用できるので、開発工数を低減することができる。また、ＩＣの生産数量の増大に伴う量産効果を得ることができるので、ＩＣの単価を安くすることも可能である。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る信号処理装置１Ａについて図４及び図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）では、電源部４及びグランド端子１４の図示は省略している。

第２の実施の形態に係る信号処理装置１Ａは、第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを切り替える切替回路の構成が第１の実施の形態に係る信号処理装置１と異なる。つまり、第１の実施の形態に係る信号処理装置１では、制御部３のソフトフェア制御によって出力パターンを切り替える制御を実行していたが、第２の実施の形態ではハードウェアの構成によって出力パターンを切り替える。

図４に示すように、信号処理装置１Ａは、第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅと、第１及び第２切替端子２１，２２と、第１乃至第５の出力端子１３ａ～１３ｅと、第１乃至第５外部装置５１～５５と、第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンを切り替える切替回路３Ａ、定電圧を生成する電源部４と、を備えている。

切替回路３Ａは、第１接続端子２１ａの電位、及び第２接続端子２２ａの電位の組み合わせに基づいて選択信号を生成する選択信号生成部３１と、選択信号に基づいて第１乃至第５外部装置５１～５５に対するオン信号又オフ信号を出力信号として選択する選択部３２と、を有している。ここで、オン信号は、例えば第１乃至第５外部装置５１～５５を点灯状態にするための制御信号であり、オフ信号は第１乃至第５外部装置５１～５５を消灯状態にするための制御信号である。

選択部３２は、第１乃至第５の選択部３２１～３２５からなり、各選択部としては例えば、マルチプレクサが使用できる。

選択信号生成部３１は、第１乃至第５の出力端子１３ａ～１３ｅのそれぞれに対応して接続される第１乃至第５の選択部３２１～３２５のそれぞれに第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンに応じた選択信号を生成して出力する。

図５（ａ）に示すように、第１選択部３２１は、選択信号が「０」の場合には、第１入力端子１１ａから入力される入力信号を第１出力端子１３ａに出力し、選択信号が「１」の場合には、第２入力端子１１ｂから入力される入力信号を第１出力端子１３ａに出力する。

第２選択部３２２は、選択信号が「０」の場合には、第２入力端子１１ｂから入力される入力信号を第２出力端子１３ｂに出力し、選択信号が「１」の場合には第１入力端子１１ａから入力される入力信号を第２出力端子１３ｂに出力する。

第３選択部３２３は、選択信号が「０」の場合には、第３入力端子１１ｃから入力される入力信号を第３出力端子１３ｃに出力し、選択信号が「１」の場合には第１入力端子１１ａから入力される入力信号を第３出力端子１３ｃに出力する。

第４選択部３２４は、選択信号が「０」の場合には、第４入力端子１１ｄから入力される入力信号を第４出力端子１３ｄに出力し、選択信号が「１」の場合には第１入力端子１１ａから入力される入力信号を第４出力端子１３ｄに出力する。

第５選択部３２５は、選択信号が「０」の場合には、第５入力端子１１ｅから入力される入力信号を第５出力端子１３ｅに出力し、選択信号が「１」の場合には第１入力端子１１ａから入力される入力信号を第５出力端子１３ｅに出力する。

選択部３２によって出力信号として選択された出力信号は、トランジスタ等で構成される第１乃至第５電流ドライバ１５１～１５５を介して第１乃至第５出力端子１３ａ～１３ｅに出力される。

図５（ｂ）に示す表は、第１及び第２切替端子２１，２２から入力される信号に基づいて選択信号生成部３１が第１乃至第５の選択部３２１～３２５のそれぞれに出力する選択信号と、当該選択信号によって動作させる第１乃至第５外部装置５１～５５の出力パターンとを示している。

例えば、第１切替端子２１の第１接続端子２１ａからの入力信号が「０」で、かつ、第２切替端子２２の第２接続端子２２ａからの入力信号が「０」の場合には、第１選択部３２１には「０」、第２選択部３２２には「１」、第３選択部３２３には「１」、第４選択部３２４には「０」、第５選択部３２５には「０」の選択信号をそれぞれ出力する。これにより、第１入力端子１１ａに入力された入力信号「１」が、第１乃至第３の出力端子１３ａ～１３ｃに出力されて、第１乃至第３外部装置５１～５３がオン状態になる。

本実施の形態に係る信号処理装置１Ａによれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、入力信号をハイレベル信号「１」又はローレベル信号「０」にすることで、入力に対する出力箇所の切り替えと、出力パターンの切り替えが可能である。さらに、第１及び第２切替端子２１，２２の接続先を電源部４又はグランド端子１４に変えることで複数の出力パターンを切り替えることが可能である。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。例えば、切替端子は少なくとも２つ以上あればよいので、３つであってもよい。その場合には、８つの出力パターンを切り替えることが可能である。つまり、１つの切替端子を追加する毎に切り替えられる出力パターンを２つ増やすことが可能である。一般化すると、信号処理装置が備える切替端子がＮ個の場合、２^Ｎ個の出力パターンを切り替えることが可能である。

また上記実施の形態では、第１乃至第５外部装置５１～５５の出力仕様は点灯（オン）と消滅（オフ）のみであったが、これに限定されず、例えば、第１乃至第５入力端子１１ａ～１１ｅに入力される入力信号を点滅信号にすることで、第１乃至第５外部装置５１～５５の何れかの外部装置を点滅させることも可能である。

また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１，１Ａ…信号処理装置
３…制御部
３Ａ…切替回路
４…電源部
４ａ…電源端子
１０…パッケージ
１１ａ…第１入力端子
１１ｂ…第２入力端子
１１ｃ…第３入力端子
１１ｄ…第４入力端子
１１ｅ…第５入力端子
１３ａ…第１出力端子
１３ｂ…第２出力端子
１３ｃ…出力端子
１３ｄ…出力端子
１３ｅ…出力端子
１４…グランド端子
２１…切替端子
２１ａ…接続端子
２２…切替端子
２２ａ…接続端子
３１…選択信号生成部
３２…選択部

Claims

入力信号が入力される入力端子と、
電源又はグランドと接続可能な第１及び第２切替端子と、
前記第１切替端子に接続される第１接続端子の電位と、前記第２切替端子に接続される第２接続端子の電位とのハイ又ロー信号の組み合わせに基づいて、ソフトウエアによる制御又論理回路により前記入力信号に対する外部装置をオン又オフする出力信号の出力パターンを切替可能な切替回路と、を備えている、
信号処理装置。
前記切替端子は、第１から第Ｎ切替端子で構成され、
前記出力信号の組み合わせは、２ ^Ｎの出力パターンである、
請求項１に記載の信号処理装置。
前記切替回路は、前記第１接続端子の電位、及び前記第２接続端子の電位の組み合わせに基づいて選択信号を生成する選択信号生成部と、前記選択信号に基づいて前記外部装置に対するオン信号又オフ信号を出力信号として選択する選択部と、を有している、
請求項１に記載の信号処理装置。
前記外部装置に接続される複数の出力端子を備え、
前記選択信号生成部は、前記複数の出力端子のそれぞれに対応して接続される前記選択部に、前記それぞれの出力端子のオン又オフの接続を選択して前記外部装置の前記出力パターンに応じた前記選択信号を出力する、
請求項３に記載の信号処理装置。
前記切替回路を内部に含むＩＣパッケージを有し、
前記入力端子の一部並びに前記第１及び第２切替端子の一部は、前記ＩＣパッケージの外部に露出し、
前記第１及び第２切替端子は、前記ＩＣパッケージの外部において電源又グランドの電位に接続されている、
請求項１から４の何れか１項に記載の信号処理装置。