JPH1098503A - インターフェース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローコストでメンテナンス容易なインターフ
ェース装置を提供する。 【解決手段】 インターフェース装置２では、定電圧手
段２０の電源端子２０ｂに正論理の送受信許可信号DTR
(+5V〜+15V)が供給されると、定電圧手段２０は一定の
電圧を電源電圧Vdd=3Vとして出力する。この電源電圧Vd
dによって、プロトコルコンバータ２３等は給電され
る。また、データ信号TXD(H:+5V〜+15V,L:-5V〜-15V)が
第１のレベルシフト手段２１に供給されると、第１のレ
ベルシフト手段２１はその信号レベルがハイレベルで3
V、ローレベルで0Vとなるようにレベルシフトしたデー
タ信号TXDをプロトコルコンバータ２３に出力する。こ
の後、プロトコルコンバータ２３は通信プロトコルをク
ロック同期式に変換した送信信号を生成すると、送信信
号は携帯機器側入出力手段２４を介して、携帯用脈拍計
１に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストップウォッチ
や携帯用脈拍計などといった携帯用電子機器と、パーソ
ナルコンピュータなどの外部装置との間でデータ通信を
行うためのインターフェース装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ストップウォッチや携帯用脈拍計などの
携帯用電子機器においては、高機能化が進んでおり、例
えば、ラップタイムやスプリットタイムを記憶できるス
トップウォッチや、脈拍数を記憶できる携帯用脈拍計が
開発されている。こうした携帯用電子機器に記憶された
データを、パーソナルコンピュータを用いて解析できれ
ば便利である。

【０００３】ところで、前記携帯機器にあっては、３２
７６８Ｈｚのように２のべき乗の周波数が基準周波数と
して用いられることが多い。これに対して汎用的な通信
に使われる基準周波数は１０の倍数である。このため、
ストップウォッチ等の携帯機器に通信機能を持たせよう
ようとすると、時計用の基準周波数を発振する手段の他
に、通信用の基準周波数を発信する手段を備える必要が
ある。また、携帯機器の出力データを、パーソナルコン
ピュータとの間の通信に用いられる通信プロトコルに変
換して出力する必要がある。しかし、携帯機器は、その
性質上、小型軽量であることが求められるため、通信用
の基準周波数を発振する手段や通信プロトコルを変換す
る手段を持たないことが多い。このため、携帯機器とパ
ーソナルコンピュータとの間にインターフェース装置を
設け、そこで通信プロトコルを変換することが行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インターフ
ェース装置を構成する電子回路は、直流電圧よって動作
する。このため、インタフェース装置は、電池を備える
か、あるいは商用電源から直流電圧を生成する電源回路
を備える必要がある。

【０００５】しかしながら、電池を用いる場合には、電
池交換が不便であり、また、電源回路を用いる場合に
は、装置が複雑となりコストアップの要因となり、さら
に電源のＯＮ，ＯＦＦを制御するスイッチを設けこれを
操作する必要があるといった不都合がある。

【０００６】本発明は係る事情に鑑みてなされたもので
あり、インタフェース装置を簡易に構成で実現するとと
もに、操作を不要とし、ローコストでメンテナンス容易
なインターフェース装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、第１の外部機器と第２の
外部機器との間に接続され、信号伝送を行うインターフ
ェース装置において、前記第１の外部機器のグランドに
接続されるアース線と前記第１の外部機器からの信号線
との間で電源供給を受け、一定の電源電圧を出力する定
電圧手段と、前記電源電圧によって給電され、前記第１
の外部機器から供給されるデータ信号の論理レベルを前
記インターフェース装置の論理レベルにレベルシフトさ
せる第１のレベルシフト手段と、前記電源電圧によって
給電され、前記第２の外部機器との間でデータ信号の授
受を行う入出力手段と、前記電源電圧によって給電さ
れ、前記第１のレベルシフト手段および前記入出力手段
との間で通信プロトコルの変換を行う通信プロトコル変
換手段と、前記第１の外部機器からの信号線によって電
源供給を受け、前記通信プロトコル変換手段からデータ
信号が供給されると、このデータ信号の論理レベルを前
記第１の外部機器の論理レベルにレベルシフトして、前
記第１の外部機器に出力する第２のレベルシフト手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、送受信可
能なときにハイレベルとなる第１の信号、送信を要求す
るときにローレベルとなる第２の信号、および伝送すべ
き情報を示す第３の信号を出力する第１の外部機器と、
第２の外部機器との間に接続され、それらの機器間のイ
ンターフェースを行うインターフェース装置において、
前記第１の外部機器のグランドに接続されるアース線と
前記第１の信号によって電源供給を受け、一定の電源電
圧を出力する定電圧手段と、前記電源電圧によって給電
され、前記第３の信号の論理レベルを前記インターフェ
ース装置の論理レベルにレベルシフトさせる第１のレベ
ルシフト手段と、前記電源電圧によって給電され、前記
第２の外部機器との間で信号の授受を行う入出力手段
と、前記電源電圧によって給電され、前記第１のレベル
シフト手段および前記入出力手段との間で通信プロトコ
ルの変換を行う通信プロトコル変換手段と、前記第１の
信号と前記第２の信号によって電源供給を受け、前記通
信プロトコル変換手段から送信信号が供給されると、こ
の送信信号の論理レベルを前記第１の外部機器の論理レ
ベルに変換して、前記第１の外部機器に出力する第２の
レベルシフト手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、前記第２
の外部機器が接続されたか否かを検出する検出手段を備
え、前記通信プロトコル変換手段は、前記検出手段の検
出結果が前記第２の外部機器が接続されていないことを
示す場合には、パワーセーブ状態になることを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、前記通信
プロトコル変換手段は、前記第１の外部機器との間で通
信を行うための周波数を発振する第１の発振器と当該通
信プロトコル通信手段の動作のための基準発振器である
第２の発振器とを有し、前記第２の外部機器と通信を行
う場合は、前記第１の発振器の発振を停止させることを
特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、前記通信
プロトコル変換手段は、前記第１の外部機器から電源供
給を受けた直後に、前記第１のレベルシフト手段からの
信号待ち状態となることを特徴とする。

【００１２】また、請求項６に記載の発明は、前記第１
の外部機器はパーソナルコンピュータであり、前記第２
の外部機器は携帯用電子機器であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】

１．実施形態の構成 本実施形態では、インターフェース装置に接続される携
帯用電子機器の一例として、携帯用脈拍計を取りあげ説
明する。

【００１４】１−１：全体構成 図１は、本発明に係わるインターフェース装置を用いた
脈拍測定システムの全体構成を示す図である。図におい
て、１は携帯用脈拍計であり、後述するように光学的に
脈波信号を検出し記憶する。この携帯用脈拍計１は、記
憶した脈波信号をデータ信号として読み出し、これと同
期したクロック信号とともに出力するように構成されて
いる。また、３はパーソナルコンピュータであって、こ
こで、システム全体の制御や脈波信号の解析が行われ
る。また、２はインターフェース装置であって、ケーブ
ル１００，３００を介して携帯用脈拍計１およびパーソ
ナルコンピュータ３に接続され、ここで通信プロトコル
の変換が行われる。この例にあっては、インターフェー
ス装置２とパーソナルコンピュータ３との間では調歩同
期式で通信を行い、一方、インターフェース装置２と携
帯用脈拍計１との間ではクロック同期式で通信を行うも
のとする。なお、インターフェース装置２には、携帯用
電子機器として、携帯用脈拍計１の他、パラレル形式で
通信を行うストップウォッチや、非同期形式で通信を行
う携帯機器を接続することができ、これらが接続された
場合にも、パーソナルコンピュータ３でデータ処理を行
えるようになっている。

【００１５】また、インターフェース装置２とパーソナ
ルコンピュータ３との通信には、周知のＲＳ−２３２Ｃ
インターフェースが用いられる。ＲＳ−２３２Ｃにおけ
る送信側の電圧レベルは論理１（マーク）で−５Ｖ〜−
１５Ｖ，論理０（スペース）で＋５Ｖ〜＋１５Ｖという
負論理が用いられる。パーソナルコンピュータ３にはＲ
Ｓ−２３２Ｃ用のコネクタ３Ｃが設けられており、コネ
クタ３Ｃは、図２に示すように２５ピンで構成される。
２番ピン２ｐからはデータ信号ＴＸＤがインターフェー
ス装置２へ出力され、３番ピン３ｐにはデータ信号ＲＸ
Ｄがインターフェース装置２から入力される。また、４
番ピン４ｐからはインターフェース装置２に対してデー
タ信号ＲＸＤを送信するように要求する送信要求信号Ｒ
ＴＳが出力され、５番ピン５ｐには送信要求信号ＲＴＳ
を受けて受信可能であることを示す受信可能信号ＣＴＳ
が供給される。また、７番ピン７ｐは信号線のグランド
と接続され、２０番ピン２０ｐからはパーソナルコンピ
ュータ３が送受信可能であることを示す送受信許可信号
ＤＴＲが出力される。上述したようにＲＳ−２３２Ｃで
は負論理が用いられるため、本来、送受信許可信号ＤＴ
Ｒは送受信可能な場合に−５Ｖ〜−１５Ｖとなり、送受
信不可能な場合に＋５Ｖ〜＋１５Ｖとなる。しかし、こ
の例にあっては、後述するように送受信許可信号ＤＴＲ
によってインターフェース装置２に電源を供給するた
め、パーソナルコンピュータ３のソフトを変更して、送
受信許可信号ＤＴＲを正論理で出力するようにしてい
る。すなわち、送受信許可信号ＤＴＲは、送受信可能な
場合に＋５Ｖ〜＋１５Ｖとなり、送受信不可能な場合に
−５Ｖ〜−１５Ｖとなる。

【００１６】１−２：携帯用脈拍計の構成 次に、携帯用脈拍計１の構成について、図３を参照しつ
つ、説明する。図３は携帯用脈拍計１の外観および使用
状態を示す図である。図において、携帯用脈拍計１は、
腕時計構造を有する機器本体１０と、この機器本体１０
に接続されるケーブル１２０を備えるセンサユニット１
３０とから大略構成される。機器本体１０には腕時計に
おける１２時方向から腕に巻きついてその６時方向に固
定されるリストバンド１２が設けられ、このリストバン
ド１２によって、機器本体１０は腕に着脱可能である。
センサユニット１３０は、センサ固定用バンド１４０に
よって人差し指根本付近に固定されている。センサ固定
用バンド１４０としては、伸縮性および遮光性を備えた
発泡ウレタンゴム等を用いたサポータ状のバンドなどを
用いることができる。

【００１７】機器本体１０は、樹脂製の時計ケース１１
を備えており、この時計ケース１１の表面側には、現在
時刻や日付に加えて、脈拍数などの脈波情報などをデジ
タル表示する液晶表示装置１３が設けられている。時計
ケース１１の内部には、センサユニット１３０による検
出結果（脈波信号）に基づいて脈拍数などを求めるデー
タ処理部（図示せず）が設けられている。このデータ処
理部には時計部も構成されている。このため、通常時
刻、ラップタイム、スプリットタイム等も液晶表示部１
３に表示可能である。時計ケース１１の外周部部には、
時刻合わせモード、表示モード、脈波計測モード、スト
ップウォッチモード、データ通信モードといった各種モ
ードの切り換え等を行うためのボタンスイッチ１１１〜
１１５が設けられている。携帯用脈拍計１の電源は、機
器本体に内蔵されているボタン型の電池（図示せず）で
あり、ケーブル１２０は電池からセンサユニット１３０
に電力を供給するとともに、そこでの検出結果をデータ
処理部に出力している。センサユニット１３０では、ケ
ーブル１２０の先端部にコネクタピース８０が設けられ
ており、このコネクタピース８０は、機器本体１０のコ
ネクタ部７０に着脱自在である。また、携帯用脈拍計１
とインターフェース装置２とを接続する際には、ケーブ
ル１２０をコネクタ部７０からはずし、コネクタ部７０
に図１に示すケーブル１００を接続する。

【００１８】１−３：インターフェース装置の機能構成 次に、インタフェース装置２の機能構成について、図４
を参照しつつ説明する。図４はインターフェース装置２
の機能ブロック図である。図において、２０は定電圧手
段であり、入力端子２０ａとグランド端子２０ｂとの間
に印可された電圧Ｖｃｃから一定の電圧を生成し、これ
を電源電圧Ｖｄｄとして出力する。電源電圧Ｖｄｄの値
は＋３Ｖであり、これが電源として各構成部分に給電さ
れる。また、定電圧手段２０の入力端子２０ａには、コ
ネクタ３Ｃの２０番ピン２０ｐを介して送受信許可信号
ＤＴＲが供給され、そのグランド端子２０ｂは７番ピン
７ｐを介してパーソナルコンピュータ３のグランドと接
続される。ところで、送受信許可信号ＤＴＲは、上述し
たようにパーソナルコンピュータ３が送受信可能な場合
に＋５Ｖ〜＋１５Ｖとなり、送受信不可能な場合に−５
Ｖ〜−１５Ｖとなる。したがって、パーソナルコンピュ
ータ３が送受信可能な場合、Ｖｃｃは＋５Ｖ〜＋１５Ｖ
となり、定電圧手段２０から電源電圧Ｖｄｄ＝＋３Ｖが
出力される。一方、パーソナルコンピュータ３が送受信
不可能な場合のＶｃｃは、−５Ｖ〜−１５Ｖとなり、電
源電圧Ｖｄｄの値は０Ｖとなる。この結果、パーソナル
コンピュータ３がデータの送受信を許可する場合には、
送受信許可信号ＤＴＲによってインターフェース装置２
に電源が供給されることとなる。

【００１９】また、２１は電源電圧Ｖｄｄによって給電
される第１のレベルシフト手段であり、その入力端子２
１ａにはコネクタ３Ｃの２番ピン２ｐを介してデータ信
号ＴＸＤが供給され、ここでデータ信号ＴＸＤの信号レ
ベルがハイレベルで＋３Ｖ、ローレベルで０Ｖとなるよ
うにレベルシフトされる。第１のレベルシフト手段２１
でレベルシフトを行うのは、以下の理由による。すなわ
ち、データ信号ＴＸＤの信号レベルが、ハイレベルで＋
５Ｖ〜＋１５Ｖ、ローレベルで−５Ｖ〜−１５Ｖである
のに対し、インターフェース装置２の各構成部分は電源
電圧Ｖｄｄ＝３Ｖで動作するため、直接、データ信号Ｔ
ＸＤを各構成部分に入力したのでは、各構成部分の耐圧
を越えてしまうからである。

【００２０】また、２４は電源電圧Ｖｄｄによって給電
される携帯機器側入出力手段であり、そこでは携帯用脈
拍計１との間でクロック同期方式を用いて通信が行われ
る。また、２３は電源電圧Ｖｄｄによって給電されるプ
ロトコルコンバータであり、通信プロトコルの変換が行
われる。例えば、パーソナルコンピュータ３からのデー
タ信号ＴＸＤを携帯用脈拍計１に伝送する場合には、プ
ロトコルコンバータ２３によって、調歩同期式の通信プ
ロトコルがクロック同期式に変換される。なお、プロト
コルコンバータ２３の入出力レベルは、ハイレベルで３
Ｖ，ローレベルで０Ｖである。

【００２１】また、２２は第２のレベルシフト手段であ
って、パーソナルコンピュータ３に送信を行う場合に信
号レベルを変換する。第２のレベルシフト手段２２の正
電源端子２２ａには２０番ピン２０ｐを介して送受信許
可信号ＤＴＲが供給され、一方、その負電源端子２２ｂ
には４番ピン４ｐを介して送信要求信号ＲＴＳが供給さ
れる。ところで、上述したように送受信許可信号ＤＴＲ
は正論理、送信要求信号ＲＴＳは負論理で構成される。
このため、パーソナルコンピュータ３が送受信可能であ
り、かつ送信を要求する場合に、正電源端子２２ａに＋
５Ｖ〜＋１５Ｖが供給され、負電源端子２２ｂに−５Ｖ
〜−１５Ｖが供給される。したがって、パーソナルコン
ピュータ３と通信を行う際、第２のレベルシフト手段２
２には正負両電源が供給され動作状態となる。この場
合、第２のレベルシフト手段２２にハイレベルで３Ｖ，
ローレベルで０Ｖとなるデータ信号が供給されると、第
２のレベルシフト手段２２は信号レベルをシフトさせ、
ハイレベルで＋５Ｖ〜＋１５Ｖ、ローレベルで−５Ｖ〜
−１５Ｖとなるデータ信号ＲＸＤを３番ピン３ｐを介し
てパーソナルコンピュータ３に出力する。

【００２２】１−４：インターフェース装置の回路構成 次に、インタフェース装置２について、図５に示すイン
ターフェース装置２の回路図を参照しつつ、より詳細に
説明する。図において、端子２Ａ〜７Ａはパーソナルコ
ンピュータ３と接続されるインターフェース装置２の入
出力端子であり、端子５Ａには送受信許可信号ＤＴＲ
が、端子７ＡにはＧＮＤが、端子４Ａには受信可能信号
ＣＴＳが、また端子２Ａにはデータ信号ＴＸＤが供給さ
れる。また、端子７Ａはパーソナルコンピュータ３のグ
ランド（ＧＮＤ）と接続される。一方、端子３Ａからは
データ信号ＲＸＤが出力される。

【００２３】２００は定電圧レギュレータであり、その
入力はダイオードＤ２０とヒューズＦ２０を介して端子
５Ａに接続される。ダイオードＤ２０とヒューズＦ２０
を設けたのは、定電圧レギュレータ２００等の保護のた
めである。すなわち、パーソナルコンピュータ３が送受
信不能の場合には、送受信許可信号ＤＴＲの電圧が−５
Ｖ〜−１５Ｖとなるが、このときダイオードＤ２０が逆
バイアスされるので、定電圧レギュレータ２００の入力
電圧が−１．０Ｖ以下に下がることはない。一方、パー
ソナルコンピュータ３が送受信可能な場合には、端子５
Ａから供給される送受信許可信号ＤＴＲは＋５Ｖ〜＋１
５Ｖとなる。したがって、定電圧レギュレータ２００
は、通信が必要な場合に限って、定電圧動作を行う。こ
の場合、定電圧レギュレータ２００は電源電圧Ｖｄｄ＝
３Ｖを出力し、これにより各構成部分に電源が供給され
る。なお、定電圧レギュレータ２００、ダイオードＤ２
０およびヒューズＦ２０は、上述した定電圧手段２０
（図４参照）に相当する。

【００２４】また、２１０は端子２Ａと接続されるイン
バータであり、上述した第１のレベルシフト手段２１に
相当する。このインバータ２１０は、入力側に保護用の
ダイオードが設けられていないタイプで構成される。こ
のため、端子２ＡにＶｄｄを越える電圧が印可されても
無効電流が流れることがない。このインバータ２１０に
データ信号ＴＸＤが供給されると、所定のスレッシュホ
ールドレベルでデータ信号ＴＸＤを分別し、ハイレベル
が３Ｖ、ローレベルが０Ｖとなるようにデータ信号ＴＸ
Ｄを反転して出力する。

【００２５】また、２２０はＲＳ２３２Ｃドライバであ
って、その正電源端子はダイオードＤ２０のカソード側
と接続され、一方、その負電源端子は、抵抗Ｒ２２、ダ
イオードＤ２２およびヒューズＦ２２を介して端子４Ａ
と接続される。ここで、端子４Ａに供給される送信要求
信号ＲＴＳは、上述したようにパーソナルコンピュータ
３がインターフェース装置２に対して送信を要求すると
きに−５Ｖ〜−１５Ｖとなる。このため、ＲＳ２３２Ｃ
ドライバ２２０には、インターフェース装置２からパー
ソナルコンピュータ３に送信する際に負電源が供給され
る。一方、その正電源は上述したようにパーソナルコン
ピュータ３が通信可能な場合に供給される。したがっ
て、ＲＳ２３２Ｃドライバ２２０には送信が必要となる
場合に正負両電源が供給され、これによりＲＳ２３２Ｃ
ドライバ２２０が動作する。この場合、ＲＳ２３２Ｃド
ライバ２２０の出力は、ハイレベルで＋５Ｖ〜＋１５
Ｖ、ローレベルで−５Ｖ〜−１５Ｖとなり、ＲＳ−２３
２Ｃに準拠したものとなる。また、端子４Ａと端子６Ａ
は接続されているので、送信要求信号ＲＴＳは受信可能
信号ＣＴＳとしてパーソナルコンピュータ３に出力され
る。なお、ＲＳ２３２Ｃドライバ２２０、抵抗Ｒ２２、
ダイオードＤ２２、およびヒューズＦ２２は、上述した
第２のレベルシフト手段２２に相当する。

【００２６】次に、端子２Ｂ〜７Ｂは、携帯用脈拍計１
等の携帯用電子機器と接続される入出力端子である。こ
の例のように、携帯用電子機器として携帯用脈拍計１が
インターフェース装置２に接続される場合には、端子２
Ｂと端子５Ｂは携帯用脈拍計１のグランド（ＧＮＤ）と
接続される。また、端子３Ｂには機種識別信号が、端子
４Ｂにはクロック信号が、端子６Ｂにはデータ信号が、
携帯用電子機器１から各々供給される。一方、端子７Ｂ
からはデータ信号が携帯用脈拍計１へ出力される。

【００２７】また、２４０〜２４４はシュミットトリガ
機能を有するインバータである。インバータ２４２，２
４３の入力は、抵抗Ｒ２４２，Ｒ２４３を介して電源Ｖ
ｄｄにプルアップされている。また、インバータ２４０
の入力は抵抗Ｒ２４０，トランジスタＴ２４を介して電
源Ｖｄｄに接続されている。ところで、トランジスタＴ
２４のベースは、インバータ２４５を介してＣＰＵ２３
０の制御出力Ｃ１に接続されている。したがって、制御
出力Ｃ１がハイレベルであるときは、トランジスタＴ２
４がオン状態となり、インバータ２４０の入力は抵抗Ｒ
２４０によってプルアップされ、一方、制御出力Ｃ１が
ローレベルであるときは、トランジスタＴ２４がオフ状
態となり、インバータ２４０の入力はハイインピーダン
ス状態となる。また、インバータ２４１の入力は、抵抗
Ｒ２４１を介して、インバータ２４１の出力と接続され
ている。したがって、インバータ２４１の入力に供給さ
れる制御出力Ｃ２によって、抵抗Ｒ２４１はプルダウン
抵抗としてもプルアップ抵抗としても機能する。また、
インバータ２４６はＳＯＵＴからのデータ信号を反転し
て、携帯用脈拍計１に出力する。

【００２８】なお、インバータ２４０〜２４６、抵抗Ｒ
２４０〜Ｒ２４３およびトランジスタＴ２４は、上述し
た携帯機器側入出力手段２４に相当する。

【００２９】次に、２３０はＣＰＵであって、通信プロ
トコルの変換を行う。ＣＰＵ２３０には、パーソナルコ
ンピュータ３との通信用の水晶振動子Ｘ１と、ＣＰＵ２
３０の動作のための基準クロック発生用としての水晶振
動子Ｘ２が接続される。そして、水晶振動子Ｘ１とＣＰ
Ｕ２３０の内部回路によって第１の発振回路が構成さ
れ、水晶振動子Ｘ２とＣＰＵ２３０の内部回路によって
第２の発振回路が構成される。第１の発振回路の発振周
波数は、例えば、６００ｋＨｚであり、一方、第２の発
振回路の発振周波数は、例えば、３２７６８Ｈｚであ
る。また、２５０はパワーオンクリヤー回路であり、電
源Ｖｄｄとグランド間に接続されたコンデンサ２５１と
抵抗２５２によって構成される。この回路に電源Ｖｄｄ
＝３Ｖが供給されると、コンデンサ２５１と抵抗２５２
の接続点に正方向のヒゲ状のトリガパルスが発生し、こ
れによりＣＰＵ２３０がリセットされる。また、２３１
はＤＲＡＭであって、ＣＰＵ２３０の作業領域として機
能し、そこには、通信プロトコルの変換を行うため、デ
ータがパラレル形式で格納される。なお、ＣＰＵ２３０
とＤＲＡＭ２３１は上述したプロトコルコンバータ２３
に相当する。

【００３０】２．実施形態の動作 次に本実施形態の動作を、図５を参照しつつ、説明す
る。

【００３１】２−１：イニシャルリセットまず、パーソ
ナルコンピュータ３とインターフェース装置２とが接続
され、パーソナルコンピュータ３が通信可能になると、
送受信許可信号ＤＴＲは＋５Ｖ〜＋１５Ｖとなる。この
時点で、ＣＰＵ２３０には電源Ｖｄｄ＝３Ｖが供給され
る。すると、ＣＰＵ１は、イニシャルリセットを行い、
パーソナルコンピュータ３との間で通信を行うモードと
なる。これは、パーソナルコンピュータ３から、インタ
ーフェース装置２を制御して、携帯用脈拍計１へのデー
タ転送や、携帯用脈拍計１からのデータ読出を可能にす
るためである。

【００３２】また、初期状態でのボーレイトは、インタ
ーフェース装置２と接続されることが想定される各種の
パーソナルコンピュータ３が通信可能なボーレイトのう
ち、最も低い値に設定される。例えば、４８００ｂｐｓ
で通信可能なパーソナルコンピュータと、４８００ｂｐ
ｓおよび１４４００ｂｐｓで通信可能なパーソナルコン
ピュータがインターフェース装置２に接続される場合に
は、初期状態のボーレイトは４８００ｂｐｓに設定され
る。なお、ボーレイトは、パーソナルコンピュータ３と
の間の通信によって、変更できるようになっている。こ
のため、１４４００ｂｐｓで通信できるパーソナルコン
ピュータ３が接続された場合には、ボーレイトをパーソ
ナルコンピュータ３側から変更して、高速通信を行うこ
とが可能である。

【００３３】２−２：携帯用電子機器の接続状態の確認
と機種の認識 上述したように、インターフェース装置２には、携帯用
電子機器として、クロック同期式で通信を行う携帯用脈
拍計１の他、パラレル形式で通信を行うストップウォッ
チや、非同期形式で通信を行う携帯機器が接続されるこ
とがある。また、ＣＰＵ２３０で行う通信プロトコルの
変換処理は、インターフェース装置２に接続される携帯
用電子機器の通信プロトコルによって相違する。したが
って、ＣＰＵ２３０はどのような機器が接続されたのか
を認識する必要がある。このため、イニシャルリセット
が終了すると、携帯用電子機器が接続されている否かの
確認と、接続されている機種の認識を同時に行う。この
場合、端子２Ｂ，３Ｂの状態が検出される。すなわち、
上記確認および認識のため、情報ビットとして２ビット
が使用される。まず、ＣＰＵ２３０の制御出力Ｃ１，Ｃ
２はハイレベルとなるように設定される。このため、端
子２Ｂはプルアップされ、端子３Ｂはプルダウンされ
る。したがって、携帯用電子機器が未接続の場合には、
インバータ２４０の入力はハイレベル、インバータ２４
１の入力はローレベルとなる。このため、ＣＰＵ２３０
は、入力Ｉ１がローレベル、入力Ｉ２がハイレベルであ
れば、携帯用電子機器が接続されていないと判別する。

【００３４】また、上述したように情報ビットとして２
ビットを用いるので、これにより、携帯用電子機器の接
続状態の他、その機種を３種類判別することができる。
この例にあっては、携帯用電子機器の種類として、クロ
ック同期式、パラレル形式および非同期形式の別を判別
する。例えば、クロック同期式の携帯用脈拍計１は、そ
の内部回路において、端子２Ｂからのラインをグランド
に接続し、端子３Ｂからのラインを電源Ｖｄｄに接続す
るように構成されている。このため、クロック同期式の
携帯用脈拍計１がインターフェース装置２に接続される
と、端子２Ｂの電位（インバータ２４０の入力）はロー
レベルとなり、端子３Ｂの電位（インバータ２４１の入
力）はハイレベルとなる。したがって、入力Ｉ１がハイ
レベルで、かつ入力Ｉ２がローレベルであれば、接続さ
れた携帯用電子機器の種類はクロック同期式の携帯用脈
拍計１であると判別される。このクロック同期式の判別
と同様に、端子２Ｂ，３Ｂの電位に基づいて、パラレル
形式、非同期形式の判別が行われる。

【００３５】こうして携帯用電子機器の接続状態の確認
と機種の認識が行われるが、上述したクロック同期式の
携帯用電子機器が接続された場合、インターフェース装
置２の電源Ｖｄｄから抵抗Ｒ２４０と端子２Ｂを介して
携帯用電子機器のグランドに電流が流れ、また、携帯用
電子機器の電源Ｖｄｄから端子３Ｂと抵抗Ｒ２４１を介
してインターフェース装置２に電流が流れる。ところ
で、携帯用電子機器の機種が判別された後、抵抗Ｒ２４
０と抵抗Ｒ２４１に電流を流す必要はない。また、イン
タフェース装置２や携帯用電子機器には、消費電力の低
減が求められる。このため、本実施形態にあっては、機
種が判別されると、ＣＰＵ２３０は制御出力Ｃ１をロー
レベルからハイレベルに切り換え、制御出力Ｃ２をハイ
レベルからローレベルに切り換える。この場合、端子２
Ｂはハイインピーダンス状態となり、また、端子３Ｂの
電位はハイレベルとなる。これにより、上述した無効電
流による電力消費を防止することができる。

【００３６】２−３：発振回路の停止制御 次に、インターフェース装置２に携帯用脈拍計１等の携
帯用電子機器が接続されていないと判別された場合に
は、パーソナルコンピュータ３と携帯用電子機器との間
で通信は行われない。このため、ＣＰＵ２３０は、パー
ソナルコンピュータ３との間で通信を行うために設けら
れた第１の発振回路の動作を停止するように制御を行
う。また、インターフェース装置２とパーソナルコンピ
ュータ３との間で通信を行っていない場合にも、第１の
発振回路の動作させる必要はない。このため、ＣＰＵ２
３０は、パーソナルコンピュータ３との間で通信を行わ
ないときには、第１の発振回路器を停止させるように制
御する。

【００３７】これらにより、不要な発振動作による電力
消費を低減することができ、かつ、２種類の発振周波数
間の干渉をなくし誤動作を防止できる。ところで、ＣＭ
ＯＳで構成される論理回路では、論理レベルがハイレベ
ルとローレベルの間で切り替わる際に大半の電力が消費
される。したがって、上述した第１の発振回路の停止動
作は、ＣＰＵ２３０をＣＭＯＳで構成した場合に、特に
有効である。

【００３８】２−４：データ通信の動作 次にデータ通信の動作について、図６，７を参照しつ
つ、携帯用電子機器がクロック同期式の通信プロトコル
を有する携帯用脈拍計１である場合を一例として説明す
る。このデータ通信のための動作は、ＲＯＭなどに予め
格納されたプログラムに基づいて行われる。図６は携帯
用脈拍計１とパーソナルコンピュータ３との間において
データ通信を行うための動作を示すフローチャートであ
る。また、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、このデータ通信を行
うために用いられる信号の波形図である。

【００３９】まず、ステップＳ０から処理が開始する
と、インターフェース装置２では上述したイニシャルリ
セットが行われ（ステップＳ１）、これに続いて上述し
た接続状態と機種の認識が行われる（ステップＳ２）。
この後、パーソナルコンピュータ３から、図７（Ａ）に
示す８ビットの識別コード信号が送信される。この識別
コード信号は、パーソナルコンピュータ３がこれからデ
ータ転送を行うことを示す。このため、携帯用脈拍計１
は、識別コード信号を受信したと判断すると、データ通
信モードに移行する。このとき、パーソナルコンピュー
タ３から出力される調歩同期式信号は、インターフェー
ス装置２のＣＰＵ２３０によって通信プロトコルが変換
され、クロック同期式信号として携帯用脈拍計１に出力
される。

【００４０】ところで、携帯用脈拍計１は、上述したよ
うに図３に示すセンサユニット１３０のケーブル１２０
と、図１に示すインタフェース装置２とのケーブル１０
０を差し替えて使用するように構成されている。したが
って、携帯用脈拍計１には、インターフェース装置２か
らの信号の他、センサユニット１３０からの信号が供給
される。このため、上記識別コード信号は、センサユニ
ット１３０からの信号と区別できるように、センサユニ
ット１３０からの信号が取り得ない値に設定される。例
えば、データ「５Ａｈ」が脈波を検出している場合に取
り得ない値であるとすれば、識別コード信号のデータを
「５Ａｈ」に設定することができる。

【００４１】ここで、携帯用脈拍計１は、識別コード信
号を受信していないと判断すると、ステップＳ７に進
み、脈波の計測を開始する。一方、携帯用脈拍計１は、
識別コード信号を受信したと判断すると、ステップＳ４
に進み、識別コード信号に続いて受信する信号が入力識
別コード信号であるか、出力識別コード信号であるかを
判別する。入力識別コード信号は携帯用脈拍計１へデー
タ信号を入力することを示し、一方、出力識別コード信
号は携帯用脈拍計１からデータ信号を出力することを示
す。この例では、入力識別コード信号のデータは「００
ｈ」、出力識別コード信号のデータは「ＦＦｈ」とす
る。「００ｈ」を受信した場合は、入力識別コード信号
を受信したと判断され、ステップＳ５に進んで、携帯用
脈拍計１は、パーソナルコンピュータ３からの信号を受
信する。例えば、パーソナルコンピュータ３が携帯用脈
拍計１に対して現在の時刻を設定する場合にあっては、
図６（Ｂ）に示す信号が携帯用脈拍計１に供給される。
この場合には、入力識別コード信号（「００ｈ」）に続
いて、秒，分，時，年を指示するデータが順次供給され
る。これにより、携帯用脈拍計１の時刻合わせを人の手
によらず自動的に行うことができる。

【００４２】一方、「ＦＦｈ」を受信した場合は、出力
識別コード信号を受信したと判断され（ステップＳ
４）、ステップＳ６に進んで、携帯用脈拍計１は、パー
ソナルコンピュータ３への信号とクロックを送信する。
この場合、送信される信号は脈拍数等を示し、例えば、
図６（Ｃ），（Ｄ）に示すようにクロックと同期してい
る。こうして、携帯用脈拍計１から図５に示すインター
フェース装置２にクロック同期式で信号が伝送される。
この場合、インターフェース装置２の端子４Ｂ，６Ｂに
クロックと信号が各々供給されると、ＣＰＵ２３０はこ
の信号をクロックでラッチし、ラッチされた信号をパラ
レル形式でＤＲＡＭ２３１に一旦格納する。この後、携
帯用脈拍計１との通信を終了し、パーソナルコンピュー
タ３との間で通信を開始する。

【００４３】この際、ＣＰＵ２３０は、ＤＲＡＭ２３１
に格納されている信号を読み出すとともに、スタートビ
ットや終了ビットを付加して調歩同期信号を生成し、こ
れをＲＳ２３２Ｃドライバ２２０，端子３Ａを介してパ
ーソナルコンピュータ３に出力する。

【００４４】３．まとめ 上述したように本実施形態によれば、インターフェース
装置２は、パーソナルコンピュータ３が送受信可能であ
る場合にハイレベルとなる送受信許可信号ＤＴＲとパー
ソナルコンピュータ３のアース線との間で電源供給を受
け、これからインターフェース装置２の電源Ｖｄｄを定
電圧レギュレータ２００で生成した。このため、インタ
ーフェース装置２には、電池や商用電源から直流電圧を
生成する電源回路を設ける必要がなくなる。また、これ
に伴い、電源スイッチを不要にすることができる。

【００４５】また、携帯用脈拍計１等の携帯用電子機器
が接続されいるか否かを端子２Ｂ，３Ｂの電圧によって
検出することができ、携帯用電子機器が未接続であると
判別した場合には、第１の発振回路を停止させるように
制御するので、消費電力の低減を図ることができる。

【００４６】また、パーソナルコンピュータ３と通信を
行っていない場合にも第１の発振回路を停止させるよう
に制御するので、消費電力の低減を図ることができる。

【００４７】さらに、携帯用電子機器の接続状態と機種
認識の終了後には、抵抗Ｒ２４０，Ｒ２４１に無効電流
が流れないように制御出力Ｃ１，Ｃ２のレベルを設定し
たので、これによっても消費電力の低減を図ることがで
きる。

【００４８】また、ＣＰＵ２３０に電源が供給される
と、その直後にイニシャルリセットを行い、パーソナル
コンピュータ３からの信号待ち状態となるように、ＣＰ
Ｕ２３０は動作するので、インターフェース装置２を操
作レスとすることができる。

【００４９】４．変形例 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、
以下に述べる種々の変形が可能である。

【００５０】上述した実施形態においては、インター
フェース装置２に接続される外部機器の一例として、パ
ーソナルコンピュータ３と携帯用電子機器１を取りあげ
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
異なる通信プロトコルで通信を行う外部機器であれば、
適用することができる。

【００５１】上述した実施形態において、ＣＰＵ２３
０は、パラレル形式の通信プロトコルを有するストップ
ウォッチが接続されたことを、端子４Ｂ，６Ｂがともに
ローレベルとなっていることを検出して判別してもよ
い。また、端子２Ｂ，３Ｂがともにローレベルとなって
いることを検出して、ストップウォッチが接続されたと
判別してもよい。また、非同期形式の携帯機器が接続さ
れたことを、端子２Ｂ，３Ｂがともにハイレベルとなっ
ていることを検出して判別してもよい。

【００５２】上述した実施形態において、携帯用脈拍
計１が未接続の場合や、通信を行っていない場合には、
所定の発振回路を停止するようにしたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、要は通信に不要な回路を停
止させ、パワーセーブ状態に状態にするものであればど
のようなものであってもよい。

【００５３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、インタ
ーフェース装置の電源回路を不要にし、これに伴い電源
スイッチを不要にすることができる。また、消費電力の
低減を図ることができ、さらに操作レスとすることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係わるインターフェー
ス装置を用いた脈拍計測システムの全体構成を示す図で
ある。

【図２】 同実施形態に係わるパーソナルコンピュータ
のコネクタの外観を示す図である。

【図３】 同実施形態に係わる携帯用脈拍計の外観およ
び使用状態を示す図である。

【図４】 同実施形態に係わるインターフェース装置の
機能構成を示すブロック図である。

【図５】 同実施形態に係わるインターフェース装置の
回路構成を示す回路図である。

【図６】 同実施形態に係わる携帯用脈拍計とパーソナ
ルコンピュータとの間においてデータ通信を行うための
動作を示すフローチャートである。

【図７】 同実施形態に係わるデータ通信を行うために
用いられる信号の波形図である。

【符号の説明】 １ 携帯用脈拍計（第２の外部機器、携帯用電子機器） ２ インターフェース装置 ３ パーソナルコンピュータ（第１の外部機器） ２０ 定電圧手段 ２１ 第１のレベルシフト手段 ２２ 第２のレベルシフト手段 ２３ プロトコルコンバータ（通信プロトコル変換手
段） ２４ 携帯機器側入出力手段（入出力手段） ＤＴＲ 送受信許可信号（第１の信号） ＲＴＳ 送信要求信号（第２の信号） ＴＸＤ データ信号（第３の信号）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の外部機器と第２の外部機器との間
   に接続され、信号伝送を行うインターフェース装置にお
   いて、 前記第１の外部機器のグランドに接続されるアース線と
   前記第１の外部機器からの信号線との間で電源供給を受
   け、一定の電源電圧を出力する定電圧手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第１の外部機器か
   ら供給されるデータ信号の論理レベルを前記インターフ
   ェース装置の論理レベルにレベルシフトさせる第１のレ
   ベルシフト手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第２の外部機器と
   の間でデータ信号の授受を行う入出力手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第１のレベルシフ
   ト手段および前記入出力手段との間で通信プロトコルの
   変換を行う通信プロトコル変換手段と、 前記第１の外部機器からの信号線によって電源供給を受
   け、前記通信プロトコル変換手段からデータ信号が供給
   されると、このデータ信号の論理レベルを前記第１の外
   部機器の論理レベルにレベルシフトして、前記第１の外
   部機器に出力する第２のレベルシフト手段とを備えたこ
   とを特徴とするインターフェース装置。
2. 【請求項２】 送受信可能なときにハイレベルとなる第
   １の信号、送信を要求するときにローレベルとなる第２
   の信号、および伝送すべき情報を示す第３の信号を出力
   する第１の外部機器と、第２の外部機器との間に接続さ
   れ、それらの機器間のインターフェースを行うインター
   フェース装置において、 前記第１の外部機器のグランドに接続されるアース線と
   前記第１の信号によって電源供給を受け、一定の電源電
   圧を出力する定電圧手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第３の信号の論理
   レベルを前記インターフェース装置の論理レベルにレベ
   ルシフトさせる第１のレベルシフト手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第２の外部機器と
   の間で信号の授受を行う入出力手段と、 前記電源電圧によって給電され、前記第１のレベルシフ
   ト手段および前記入出力手段との間で通信プロトコルの
   変換を行う通信プロトコル変換手段と、 前記第１の信号と前記第２の信号によって電源供給を受
   け、前記通信プロトコル変換手段から送信信号が供給さ
   れると、この送信信号の論理レベルを前記第１の外部機
   器の論理レベルに変換して、前記第１の外部機器に出力
   する第２のレベルシフト手段とを備えたことを特徴とす
   るインターフェース装置。
3. 【請求項３】 前記第２の外部機器が接続されたか否か
   を検出する検出手段を備え、 前記通信プロトコル変換手段は、前記検出手段の検出結
   果が前記第２の外部機器が接続されていないことを示す
   場合には、パワーセーブ状態になることを特徴とする請
   求項１または２に記載のインターフェース装置。
4. 【請求項４】 前記通信プロトコル変換手段は、前記第
   １の外部機器との間で通信を行うための周波数を発振す
   る第１の発振器と当該通信プロトコル通信手段の動作の
   ための基準発振器である第２の発振器とを有し、前記第
   ２の外部機器と通信を行う場合は、前記第１の発振器の
   発振を停止させることを特徴とする請求項１または２に
   記載のインターフェース装置。
5. 【請求項５】 前記通信プロトコル変換手段は、前記第
   １の外部機器から電源供給を受けた直後に、前記第１の
   レベルシフト手段からの信号待ち状態となることを特徴
   とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のイン
   ターフェース装置。
6. 【請求項６】 前記第１の外部機器はパーソナルコンピ
   ュータであり、前記第２の外部機器は携帯用電子機器で
   あることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１
   項に記載のインターフェース装置。