JPH04213929A - データ転送のシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物理的に離れた２つの位
置間のデータ転送システムに関し、特に、磁気的に接続
された巻線の対応して符号化された電流を誘導する変圧
巻線の電流を符号化することによってデータを転送する
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の好ましい実施態様は、音楽オル
ガンに付随する足ペダルのパネルと、選択された足ペダ
ルによって音声信号を発生するメイン又はホスト処理ユ
ニットとの間の信号を結合しようとするものである。し
かしながら、本発明は、機器に対して周辺ユニットから
受け取ったいくらかの機能を行うメイン又は中央ユニッ
トにいずれかの周辺機器を結合するために有用であるよ
うな、物理的に離れた位置間でのデータ転送のためのも
のである。

【０００３】従来、オルガンの足ペダルのパネルは、ケ
ーブル又は他の物理的接続によってオルガン本体と接続
されている。さらに最近では、リードスイッチがオルガ
ンのキャビネット中に、足ペダル中に配置された磁石と
共に取り付けられている。ペダルが押されると、付随す
る磁石がリードスイッチを作動させることによって、対
応する信号がメイン処理ユニットに発生する。磁石及び
リードスイッチを使用する場合、磁石がリードスイッチ
を確実に作動させるように、ペダルのパネルがオルガン
本体のすぐ近くに配置される必要がある。この両者間の
調整不良に対する許容差はほとんどない。

【０００４】変圧器コイル及び光電装置を使用するなど
、ケーブル又は他の物理的接続を用いずに物理的に離れ
た位置を結合するための各種技術が発達してきた。変圧
器コイルは１つの回路から他の回路へ電力を転送するた
めに使用され、その後、光電装置がデータを転送するた
めに使用される。そのようなシステムの例は、１９６１
年１月３日にスタインマンら（Ｓｔｅｉｎｍａｎ　　ｅ
ｔ　　ａｌ．）の「モジュールユニットの反応性相互結
合」に対して出された米国特許第２，９６７，２６７号
、１９７３年１０月９日にブローベック（Ｂｒｏｂｅｃ
ｋ）の「電気アラーム装置」に対して出された米国特許
第３，７６４，９７１号、１９７６年２月１７日にウィ
ナッカー（Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ）の「密封された電気エ
ネルギー源の充電装置」に対して出された米国特許第３
，９３９，３９１号、１９８８年４月１２日にバンファ
ルビ（Ｂａｎｆａｌｖｉ）の「調整及び阻止制御を備え
たシングルエンドの自励発振ＤＣ−ＤＣ変換器」に対し
て出された米国特許第４，７３７，８９８号、１９８８
年８月２日にブラウンら（Ｂｒｏｗｎ　　ｅｔａｌ．）
の「障壁を通して直流電流を伝送するための変圧結合」
に対して出された米国特許第４，７６１，７２４号、及
びＮＡＳＡ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｂｒｉｅｆｓ、
１９８８年９月、第２２頁及び第２４頁の記事「電力及
びデータのための非接触結合」に示されている。これら
の引例は、変圧器が電力を転送するために使用される様
々な方法を概略的に開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、典型的
には、隔たりのある位置間で、さらには物理的な障壁を
通してさえデータを転送する必要もある。ＮＡＳＡの記
事は赤外線データ伝送及び電力伝送のために結合される
変圧器を使用するシステムに言及している。そのような
システムでは、赤外線又は同等の光結合が起こり得るよ
うに隔たりのある位置間に光路が存在する必要がある。

【０００６】光路が不要であり、また基本ユニットと周
辺ユニットの間の正確な調整も不要であるデータ及び電
力の接続を有することが望ましい。さらに、周辺ユニッ
トから伝送されたデータは基本ユニットのデータ処理と
同期していることが望ましい。また、そのようなユニッ
トにおいて、データストリームのクロック周波数は、電
波干渉を起こす周波数よりも低いことが望ましい。この
ためには、周辺ユニットと基本ユニットとの間のデータ
伝送速度がコンピュータ又は中央処理ユニットの典型的
な周波数よりも低いことが必要である。さらに、電波周
波数干渉放射をさらに低減するために、矩形波よりも正
弦波を用いてデータを転送することが望ましい。従って
、データがＣＰＵのクロック周波数とは独立した速度で
ＣＰＵに送られるデータ転送システムを有することが望
ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、第
１位置から物理的に離れている第２位置へ、第１位置か
らデータを転送するシステムであって、一次巻線手段と
、一次巻線手段に接続され、所定データを用いて符号化
された交流電流を一次巻線手段に印加する手段と、一次
巻線手段に対して配置し得、一次巻線手段が所定データ
を用いて符号化された対応する交流電流を磁気的に誘導
するために一次巻線手段から物理的に適当に離れている
二次巻線手段と、二次巻線手段に接続され、誘導された
交流電流からデータを復号する手段と、を備えている。

【０００８】上記構成に於いて、交流電流は所定の周波
数を有し、所定データは交流電流の周波数に比例する周
波数を有する第１データ信号として形成され、復号手段
は誘導された交流電流を第１データ信号の周波数を有す
る第２データ信号に変換することもできる。

【０００９】第１データ信号は、交流電流周波数と同一
の周波数で発生するパルスを有する第１クロック信号で
あり、復号手段は誘導された交流電流を第２クロック信
号に変換することもできる。

【００１０】上記構成に於いて、印加手段及び一次巻線
手段は組み合わせて、第１クロック信号の周波数と同一
の周波数を有する交流電流を生じるように調整された発
振手段を備えているようにしてもよい。

【００１１】上記構成に於いて、第２クロック信号に反
応して、第２クロック信号の周波数に等しい周波数を有
する第２データ信号を伝送する手段と、発振手段に接続
され、第１クロック信号と第２クロック信号とが同期と
なるように交流電流の周波数と同一の周波数を有する第
１クロック信号を発する手段と、第１クロック信号に反
応して、第１クロック信号に対応する間隔で、伝送され
た第２データ信号を検出する手段と、をさらに備えてい
るようにしてもよい。

【００１２】上記構成に於いて、少なくとも２つの状態
を有する要素と、要素及び伝送手段と接続され、要素の
状態を周期的に判断して要素の現在の状態を表すべき第
２データ信号を発生する手段と、伝送された第２データ
信号を検出する手段に接続され、要素の現在の状態を表
すデータを要素の以前の状態と比較する手段と、比較手
段に接続され、要素の状態を表すデータを記憶するため
のメモリ手段と、をさらに備え、比較手段は以前の要素
状態から変化した要素の現在の状態を表すデータのみを
メモリ手段に書き込むようにすることができる。

【００１３】上記構成に於いて、メモリ手段に接続され
、メモリ手段内に記憶されたデータの値を第１クロック
信号の周波数とは異なる周波数でサンプリングするため
のデータ処理手段をさらに備えているようにすることが
できる。

【００１４】上記構成に於いて、比較手段は、メモリ手
段に記憶された要素の状態を表すデータが要素の現在の
状態を表しているかどうかを示す状態データを伝送し、
データ処理手段はメモリ手段に記憶された状態データに
反応し、メモリ手段に記憶された要素の状態を表すデー
タを受け取るべきかどうかを決定するようにすることが
できる。

【００１５】第２データ信号を伝送する手段は、第２デ
ータ信号に従って誘導された交流電流の大きさを変化さ
せ、それによって一次巻線手段に伝導された交流電流の
対応する大きさの変化を誘導し、第２データ信号を検出
する手段は、一次巻線手段に伝導された交流電流の大き
さの変化を検出することによって伝送された第２データ
信号を検出するための発振手段にさらに接続されている
ようにしてもよい。

【００１６】また、本発明のシステムは、第１位置から
物理的に離れた第２位置へ、第１位置からデータを転送
するシステムであって、一次巻線手段と、一次巻線手段
と接続され、一次巻線手段に交流電流を印加するための
手段と、一次巻線手段に対して配置し得、一次巻線手段
が対応する交流電流を磁気的に誘導するために一次巻線
手段から物理的に適当に離れている二次巻線手段と、デ
ータ信号を表すべき一次巻線手段及び二次巻線手段のう
ち一方の交流電流を変えることによってデータ信号を伝
送し、それによって一次巻線手段及び二次巻線手段のう
ち他方を流れる交流電流の対応する変化を誘導する手段
と、他方の巻線手段の交流電流の変化に反応して、他方
の巻線手段の交流電流の変化を表すデータ信号を発生す
るための手段と、を備えている。

【００１７】上記構成に於いて、印加手段は所定の周波
数を有する交流電流を印加することによって、二次巻線
手段に、同一周波数の誘導された交流電流を誘導し、伝
送手段は交流電流に反応し、交流電流の周波数に等しい
周波数で交流電流の大きさを変え、発生手段は発生した
データ信号が伝送されたデータ信号と同期するように交
流電流の周波数に対応する間隔で交流電流の大きさの変
化を検出するようにすることができる。

【００１８】また、本発明のシステムは、少なくとも２
つの状態を有する要素からデータ処理手段にデータを転
送するためのシステムであって、要素の現在の状態を検
出する手段と、検出手段に接続され、第１周波数で、検
出された要素の現在の状態を表す要素データを発生する
ための手段と、発生手段に接続され、要素の以前の状態
を表す要素データを記憶するための第１メモリ手段と、
発生手段及び第１メモリ手段に接続され、要素の現在の
状態を表す要素データを要素の以前の状態を表す要素デ
ータと比較するための手段と、比較手段及びデータ処理
手段に接続され、要素の状態を表す要素データを記憶す
るための第２メモリ手段と、を備え、比較手段は、要素
の以前の状態から変化した要素の現在の状態を表す要素
データのみを第２メモリ手段に書き込むものである。

【００１９】上記構成に於いて、第２メモリ手段に接続
され、第１周波数とは異なる周波数で、第２メモリ手段
に記憶された要素データをサンプリングするためのデー
タ処理手段をさらに備えているようにすることもできる
。

【００２０】比較手段は第２メモリ手段に記憶された要
素データが現在の要素状態を表しているかどうかを示す
状態データを第２メモリ手段にさらに書き込み、データ
処理手段は第２メモリ手段に記憶された状態データに反
応し、第２メモリ手段に記憶された要素データをサンプ
ルすべきかどうかを決定するようにしてもよい。

【００２１】上記構成に於いて、データ処理手段は、デ
ータ処理手段が第２メモリ手段に記憶された要素データ
をサンプルしたかどうかを示す応答データを第２メモリ
手段に書き込み、比較手段はデータ処理手段が第２メモ
リ手段の要素データをサンプルした後のみ第２メモリ手
段に要素データを書き込むようにしてもよい。

【００２２】上記構成に於いて、応答データに反応して
、比較手段は、データ処理手段が第２メモリ手段に記憶
された要素データをサンプルしたことを示す状態データ
を第２メモリ手段に書き込むようにすることもできる。

【００２３】本発明の方法は、少なくとも２つの状態を
有する要素からデータ処理手段にデータを転送するため
の方法であって、要素の現在の状態を検出すること、検
出された要素の現在の状態を表す要素データを第１周波
数で発生すること、第１メモリに要素の以前の状態を表
す要素データを記憶すること、要素の現在の状態を表す
要素データを要素の以前の状態を表す記憶された要素デ
ータと比較すること、及び要素の以前の状態から変化し
た要素の現在の状態を表す要素データのみを第２メモリ
手段に記憶すること、を包含している。

【００２４】データ処理手段によって、第１周波数とは
異なる周波数で第２メモリ手段に記憶された要素データ
をサンプリングすることをさらに包含していてもよい。

【００２５】第２メモリ手段に、第２メモリ手段に記憶
された要素データが要素の現在の状態を表しているかど
うかを示す状態データを記憶すること、及び伝送するス
テップの前に第２メモリ手段に記憶された状態データを
測定することをさらに包含していてもよい。

【００２６】第２メモリ手段に、要素データがデータ処
理手段に伝送されたかどうかを示す応答データを記憶す
ることをさらに包含し、要素データを第２メモリ手段に
転送するステップは、要素データがデータ処理手段に伝
送されたことを応答データが示した後のみ起こるように
することもできる。

【００２７】第２メモリ手段に、要素データがデータ処
理手段へ転送されたことを示す状態データを記憶するス
テップをさらに包含するようにしてもよい。

【００２８】

【作用】本発明は上述の目的を達成するものであり、公
知の従来技術に付随する制限を克服するものである。特
に、本発明は一方のコイルに送られ他方のコイルに誘導
される交流電流信号に符号化されたデータを用いて物理
的に離れた一対の誘導巻線を介してデータ転送するため
のシステムを提供する。符号化されたデータはいずれの
巻線でも交流電流を変更することができるので、一方ま
たは両方の方向へデータを転送することができる。

【００２９】本発明の一つの局面において、システムは
第１位置から物理的に離れている第２位置へ第１位置か
らデータを転送するために提供される。変圧器一次巻線
、及び所定データを用いて符号化された交流電流を巻線
に送る手段を備えている。二次巻線は一次巻線に対応し
て配置され得、一次巻線から物理的に適当に離れており
、一次巻線は所定データを用いて符号化された対応する
交流電流を二次巻線に磁気的に誘導する。二次巻線と接
続された手段は誘導された交流電流からデータを復号す
る。

【００３０】本発明はさらに、一次巻線、及び一次巻線
に交流電流を送るために一次巻線に接続された手段を有
する類似したシステムを提供する。同様に、二次巻線は
、一次巻線に対応して配置され得、一次巻線から物理的
に適当に離れており、対応する交流電流を二次巻線に磁
気的に誘導する。しかしながら、このシステムは、デー
タ信号を表す一次巻線及び二次巻線のうち一方の交流電
流を変化させることによって、データ信号を伝送するた
めの手段をさらに包含する。この変化は、一次巻線及び
二次巻線のうち他方を流れる交流電流の対応する変化を
誘導する。また、他方の巻線の交流電流の変化に反応す
る手段は他方の巻線の交流電流の変化を表すデータ信号
を発生する。

【００３１】本発明のさらに他の局面において、システ
ム及びそれに関連する方法は、少なくとも２つの状態を
有する要素からデータ処理ユニットへデータを転送する
ために提供される。このシステムは要素の現在の状態を
検出するための検出器を備えている。検出器に接続され
た手段は、検出された要素の現在の状態を表す要素デー
タを第１周波数で発生する。メモリは要素の以前の状態
を表す要素データを記憶する。比較器は要素の現在の状
態データを要素の以前の状態データと比較する。ラッチ
は要素の以前の状態から変化した要素の現在の状態を表
す要素データのみを記憶する。

【００３２】より具体的には、本発明の好ましい実施態
様は、オルガンの足ペダルに付随する１セットのデータ
発生用スイッチを設け、スイッチは同期パルスを有する
符号化されたデータストリームを発生するデータエンコ
ーダによって周辺ユニットで順次感知される。データエ
ンコーダのための電力及びクロックは、物理的に離れた
変圧器一次巻線と変圧器二次巻線とを通して送られる。 二次巻線は周辺ユニットにあり、一次巻線はホストユニ
ット中に配置され電力発振器のタンクコイル（ｔａｎｋ
　　ｃｏｉｌ）として働く。巻線を伝導する交流電流信
号はデータ処理のためのクロック信号を得るために使用
される。

【００３３】データは周辺ユニットからホストユニット
へ光学装置によって伝送される。データストリームは検
出され、データストリームの開始を判断する同期検出器
へ伝送される。ビットカウンタはビットシーケンスを記
憶し、データ比較器は各データのビットがビットの以前
対応していた値とは異なるかどうかを判断する。その後
、ビット数及びビット値を記憶するラッチを介してデー
タの変化のみが、ＣＰＵに送られる。ラッチに記憶され
たデータをいつ読み取るべきかをＣＰＵが決定すること
ができるように制御信号が用いられる。これによってＣ
ＰＵは、周辺ユニット及びホストユニットのデータ発生
及び操作の周波数とは独立した周波数で動作する。

【００３４】他の実施態様において、データは磁気的に
結合された巻線を介しても伝送される。この実施態様に
おいて、データパルスの発生は二次巻線の電流をロード
する。このロードは電力発振器ドライバによって生ずる
電流に反映される。この変化する電流の大きさはホスト
ユニットでデコードされて、他の実施態様を参照して説
明されるように処理のためのデータストリームを再設定
する。従って、クロック信号及び状態データの形態のデ
ータは磁気的に結合された巻線を介して両方向に転送さ
れるように示される。

【００３５】本発明の上記及び他の特徴及び利点は以下
の好ましい実施態様の詳細な説明及び付随する図面をみ
ればさらに明らかとなるであろう。

【００３６】

【実施例】まず図１では、本発明によるシステムが１０
で概括的に示されている。システム１０は、周辺の足ペ
ダルユニットに収容され、オルガンの足ペダルによって
作動するスイッチなどのデータ供給源１４から状態デー
タを受け取る周辺ユニット１２を備えている。これらの
スイッチは２つの状態を有する要素とも呼ばれる。周辺
ユニット１２は物理的にも電気的にも分離したホストユ
ニット１６に接続されている。ホストユニット１６はマ
イクロプロセッサ又は中央処理ユニット（ＣＰＵ）１８
に接続されている。ホストユニット１６は、配線を相互
接続せずに、電力及びクロックを周辺ユニット１２に転
送し、同期状態データを周辺ユニット１２から受け取る
。さらに、ホストユニット１６はまた、状態データをホ
ストＣＰＵ１８に送られる処理データに翻訳する。

【００３７】周辺ユニット１２は、電力変圧器の二次巻
線であるコイル２０と、クロックレシーバ２２と、電力
レシーバ２４とを備えている。電力及びクロック信号は
どちらもコイル２０に誘導された電流から得られる。デ
ータエンコーダ２６は、データ供給源１４からのスイッ
チつまり要素の状態、電力レシーバ２４からの電力及び
クロックレシーバ２２からのクロック信号を調べる。こ
のデータエンコーダはスイッチの状態を表すデータビッ
トを順番に並べ、連続するデータビット列と同期及び制
御ビットと交互配置する。第２データ信号とも呼ばれる
、順番に並べられたデータストリームは、データ発信器
２８へ出力される。この好ましい実施態様において、デ
ータ伝送は図２を参照して以下に説明されるように赤外
線放射によるものである。

【００３８】ホストユニット１６は、電力発振器ドライ
バ３２を有し、コイル３４に交流電流を送るための手段
である電力発振器３０を備えている。コイル３４は周辺
ユニット１２の電力及びクロックピックアップコイル２
０に対する一次コイルとして働く。コイルは、コイル軸
を好ましくは同軸とし、並行な平面回路板上に形成され
るのが好ましい。この配列によって、コイルは幾分位置
的にはずれても磁気結合が形成される。コイル３４はま
た、発振器３０のタンクコイルである。発振器３０は自
走式（ｆｒｅｅ　　ｒｕｎｎｉｎｇ）であり、２０〜４
０ｋＨｚの範囲で動作する。

【００３９】クロックドライバ３６は発振器３０から生
じた交流電流信号を整流し、クロックレシーバ２２によ
って発生されたクロック信号と同期するクロック信号を
発生する。プリアンプ／検出器３８は、データ発信器２
８からのデータストリームを運んでいる検出された赤外
線放射を中継する。検出器３８は第２データ信号を検出
する手段である。

【００４０】その後、データは同期検出器４０へ伝送さ
れる。同期検出器４０は入来データをモニタし、データ
ストリームの開始を確認して同期が検出されるとビット
カウンタ４２のカウントをリセットする。第１メモリ４
４は入来ビットストリームの最新の既知の状態のイメー
ジを保持する。データは、メモリ４４からの以前のデー
タを入来データと比較するデータ比較器４６に入力され
る。データが異なる場合、メモリ４４のデータは入来デ
ータに置き換えられ、導体４８上のストローブがアクテ
ィブになる。さらに入来データは出力ストローブがアク
ティブの間は無視される。

【００４１】ストローブ４８は第２メモリつまりラッチ
５０として機能するＣＰＵインターフェイスに格納され
る。ストローブがアクティブになるとＣＰＵ１８に割り
込む。その後、ＣＰＵは、図示されるように、ビットカ
ウンタ４２及び検出器３８から出力されラッチ５０に格
納されたデータを読み取る。ＣＰＵが新しいデータ情報
を読み取ると、導体５２を介してデータ比較器４６に接
続された応答ビットがアクティブにされる。応答入力ラ
インがアクティブであることを比較器が感知すると、出
力ストローブをリセットしてインアクティブにする。Ｃ
ＰＵはストローブがインアクティブ状態にある限りはラ
ッチ５０に存在するデータを読み取らない。

【００４２】図２は、周辺ユニット１２の回路をさらに
詳しく示している。コイル２０はクロックレシーバ２２
及び電力レシーバ２４を形成する複合型回路に接続され
る。コイル２０に存在する交流電流は整流器５４によっ
て整流され、フィルタ５６によって濾波され、ツェナー
ダイオードＤ２によって１２ボルトのレベルに維持され
る。エネルギーはコンデンサＣ１に蓄えられる。クロッ
クは、ダイオードＤ４及びＤ１６からなる整流器によっ
て交流電流信号から形成され、その信号は、データエン
コーダ２６の一部を形成するカウンタＵ３に送られる。 発生されコンデンサＣ１に保持された電力はデータエン
コーダ２６及びデータ発信器２８の構成要素に電力を与
えるために使用される。

【００４３】エンコーダ２６は一対のマトリクススイッ
チＵ１及びＵ２を備えている。カウンタＵ３からの下位
３ビットはスイッチＵ１のイネーブル入力に送られる。 カウンタＵ３のより上位の３ビットはスイッチＵ２のイ
ネーブル入力に送られる。これにより、Ｘ端子がＵ１の
ＸＮ端子に接続されている８ｘ８スイッチマトリクスは
、スイッチマトリクスの各行と見なし得るものとなる。 それに対応して、スイッチＵ２の端子Ｘは選択的に８個
のＸＭ端子に接続されており、スイッチマトリクスの列
と見なし得るものが形成される。従って、スイッチへの
イネーブル入力の各入力に対して、スイッチＵ１のＸＮ
端子の１つはペダルスイッチ１４を介してスイッチＵ２
のＸＭ端子の１つに接続される。図３に示されるように
、スイッチＳＷ１の右端はスイッチＵ１に付随する行の
１つに接続され、ダイオードＤ３の陰極はスイッチＵ２
によって規定される列に接続されている。クロックカウ
ントがカウンタＵ３で進行すると、スイッチＵ１の各Ｘ
Ｎ端子が選択的にスイッチＵ２の各ＸＭ端子に接続され
る。

【００４４】スイッチＵ１及びＵ２への２つのＸ端子は
データ発信回路２８を通して接続される。データ発信回
路２８は、ホストユニット１６へのデータ伝送のための
駆動トランジスタＱ１及び発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ
１を備えている。

【００４５】スイッチマトリクスは６４ビットのデータ
ストリームを発生するために全体で８ｘ８のマトリクス
である。しかしながら、データエンコーダ２６は足ペダ
ルスイッチに利用可能なデータビットの数を制限する同
期制御パルスを用いてデータを符号化する。図２に示さ
れるように、スイッチＵ２のＸ０端子は接地されている
。この端子がイネーブル入力の適当なセットによって選
択される場合、スイッチＵ１の対応する８個の端子すべ
てはＬｏｗに保持される。これは、８つの連続するＬｏ
ｗパルスから形成された同期パルスと呼ばれるものを形
成する。これはデータストリームの開始を確認するため
に使用される。

【００４６】さらに、スイッチＵ１の端子Ｘ７はダイオ
ードＤ５〜Ｄ１１を介してスイッチＵ２の端子Ｘ１〜Ｘ
７の各々に接続されている。マトリクススイッチによっ
て選択されるとき、これらのダイオードは常に導通であ
る。これらの接続は、他の端子接続が行うように、ペダ
ルスイッチの状態を感知することはしない。従って、デ
ータストリームの各第８ビットは常にＨｉｇｈである。 これは、８個のパルスがＬｏｗである唯一の期間が同期
パルスの期間であることを保証する。従って、６４ビッ
トデータストリームのうち１５ビットは制御のために使
用され、ペダルスイッチの状態データを運ぶためには利
用できない。このような構成では、最大で４９のペダル
スイッチが感知され得る。他のスイッチ構成が使用され
ると感知し得るペダルスイッチがより少なくなるか又は
より多くなり得ることは認識されるであろう。

【００４７】得られたこのデータストリームは図６の上
側の信号によって表される。カウンタＵ３に入力された
クロック信号は下側の信号によって表される。各データ
ストリームは８つのＬｏｗ同期パルスから始まることに
注意されたい。同期パルスの後には７セットの８データ
パルスが続く。８データパルスの各セットの最初の７つ
はペダルスイッチの状態データを示している。８番目の
パルスは常にＨｉｇｈのパルスであり、スイッチデータ
を表していない。各６４−ビットデータストリームが完
了すると、次の同期パルスのセットにより次のデータパ
ルスのストリームが示される。これらの同期パルス及び
Ｈｉｇｈのビットパルスは、周辺ユニット１２からホス
トユニット１６へ伝送されているデータの有効性を示す
ために使用される。

【００４８】図４はホストユニット１６に付随する回路
の構成をさらに詳細に示している。周辺ユニット１２に
おけるデータ発信器２８によって伝送された赤外線デー
タは光学レシーバ３８によって受け取られ感知される。 このレシーバはデータストリームを検出及び増幅して、
同期検出器４０及びデータ比較器４６へ伝送する。同期
検出器へ送られるデータは、まず、論理ブロックＵ５Ａ
及びＵ６Ｃで表されるインバータを通過する。このイン
バータの出力はＬｏｗビットカウンタＵ２のリセットに
接続されている。カウンタＵ２はクロックドライバ３６
からクロック信号を受け取ってもいる。

【００４９】クロック信号は発振器３０のためのタンク
コイルを形成する変圧器一次巻線３４に送られる交流電
流から得られる。発振器ドライバ３２はトランジスタＱ
１及びエミッタ抵抗Ｒ２を備えている。トランジスタに
よって伝導された電流は、コイル３４の負荷によって変
化する。

【００５０】カウンタＵ２が８つの連続するＬｏｗビッ
ト（同期パルス）をカウントすると、ユニットＵ４とし
て示されるビットカウンタ４２はリセットされクロック
パルスの数をカウントする。このカウントは、ラッチ５
０に入力されるラインＤ７上のデータに関連するデータ
ストリームのビット数を示す。そのデータに関連するビ
ットカウントは入力端子Ｄ０〜Ｄ６上に表される。

【００５１】以前のデータストリームの値は６４ビット
シフトレジスタであるメモリＵ１に記憶されている。各
クロックパルスごとに、以前のデータの連続する値はそ
れぞれ、新しいデータも受け取るデータ比較器４６に出
力される。比較器４６は、古いデータと新しいデータと
の間に違いがある場合にのみＨｉｇｈ出力を生じる排他
的ＯＲゲートを備えている。この比較器の出力はフリッ
プフロップＵ３Ａに入力される。このフリップフロップ
は、前述のように、ラッチ５０に格納される導体４８上
にストローブを発生する。このストローブはＣＰＵ１８
への割り込みである。この割り込みは、端子Ｄ０〜Ｄ６
上に記憶された位置の値（ｐｏｓｉｔｉｏｎ　　ｖａｌ
ｕｅ）に対して、端子７に記憶されたデータ値が新しい
ことをＣＰＵに示す。

【００５２】ＣＰＵは、発振器３０によって生じる正弦
波から得られるクロック信号の周波数よりもずっと大き
い周波数で動作することが好ましい。ＣＰＵ１８が値を
読み取るまで、それらの値はラッチ５０に保持される。 値が読み取られると、図４に「獲得」として示された応
答信号がＣＰＵからラッチ５０に入力される。この信号
はフリップフロップＵ３Ａをリセットするために使用さ
れ、続いてストローブ信号がリセットされインアクティ
ブとさせられる。

【００５３】ストローブの値が変えられて、Ｄ７上のデ
ータが新しいデータであることを示すと、ストローブの
反転がフリップフロップから出力され、「獲得」信号（
Ｕ５Ｄ）と論理的にＯＲされ、再び反転にされ（Ｕ６Ｂ
）、Ｕ１のモード制御ピンへ送られる。信号がアクティ
ブにされたときから、「獲得」信号がアクティブになり
再びインアクティブになるまで、新しいデータはメモリ
に入らないようにされる（古いデータはメモリの中へ再
循環する）。

【００５４】従って、比較器４６は新旧のデータを比較
するためにのみ働き、データの再循環には直接作用しな
い。再循環の通路は前述のように発生し、Ｕ１のピン１
０（モード制御ピン）がアクティブとなる（Ｈｉｇｈ）
。古いデータはＵ１のピン６からＵ１のピン１へ戻る（
再循環入力）。レジスタＵ１はＣＰＵ１８中のデータの
イメージであり、従って、ＣＰＵクロックとは独立する
別個のメモリである。従って、ＣＰＵとホストユニット
１６の回路との間にタイミング関係はないことがわかる
。さらに、処理データのみがＣＰＵに伝送されるので、
データ転送は典型的には不規則なタイミングである。

【００５５】図１から図４を参照して説明された実施態
様では、クロック信号の形態のデータが一次巻線３４か
ら二次巻線２０へ転送される。発振器３０は所望のクロ
ックレートで発振されるので、交流電流信号は整流され
、周辺ユニット中の構成要素及びホストユニット中の構
成要素のいずれに対してもクロック信号として使用され
る。これによってデータの伝送及び受け取りが同期とな
る。従って、電力及びクロック信号のいずれも巻線コイ
ルを通って伝送される。

【００５６】効率的なデータ伝送を行うために、赤外線
の発信器及びレシーバはコイルよりも近接して配置され
なくてはならない。この要求は、同様に、周辺ユニット
からホストユニットへ巻線を通してデータを伝送するこ
とによって克服され得る。このようにして、２つのユニ
ット間の光路は必要ではない。これによって、木材など
の不透明材料をユニット間に置くことが可能となり、伝
導体のないデータ及び電力の伝送が可能となる。

【００５７】この構成は、図５に示される回路を変更す
ることによって可能となる。この実施態様において、ダ
イオードＤ１が発光ダイオードでないことを除いては周
辺ユニットは同一である。動作の性質によって、エンコ
ーダ２６は、データストリームに形成されているデータ
ビットのレベルの高低によってロードダウン又は電力を
受け取る。これはデータストリームに従って変化する電
流をコイル２０中に生じる。受け取る電力のこの変化は
一次コイル３４に相応して反映される。発振器によって
送達される電流は発振器に与えられるロードを反映する
。従って、データストリームは、発振器の電流の変化に
よって表される。図５に示されるデータ検出回路５８は
発振器の電流の変化を検出するために使用される。この
場合、データ発信器２８を使用する代わりに、電力レシ
ーバ２４及びコイル２０がデータ発信器となる。

【００５８】図５に示される実施態様において、発振器
の交流電流信号はホストユニット１６に示されたクロッ
クドライバ３６と非常に類似したクロック発生器６０に
入力される。電力発振器ドライバ３２のエミッタ抵抗Ｒ
２の電流を表す前述の信号は、増幅又は利得ブロック６
２に入力される。この増幅された信号は比較器６４に入
力され、データストリームの論理レベルを再設定する。 これらのデータ論理レベルはその後、データ調節回路６
６に送られ、システム１０の実施態様においてプリアン
プ／検出器３８から出力されたデータストリームに等価
なデータストリームを発生する。検出回路５８は、発振
器の電流の変化を表すデータ信号を発生するための手段
を提供するものと考えることができる。従って、クロッ
ク及びデータストリームはいずれも、一次巻線３４に加
えられる交流電流から与えられる。これらの信号はその
後、他は図４によるホストユニット１６に対して説明さ
れたものと同様である実施態様で使用される。データは
同じ方法で処理され、同様の態様でＣＰＵに送られる。 従って、前述の相違を除いてはこれらの実施態様は同一
である。

【００５９】本発明は、図５を参照して説明したように
、どちらの実施態様においても赤外線光学手段を通して
交互に与えられているデータ伝送を用いて、又は巻線を
通して発振器に周辺ユニットによって与えられるロード
によって、変圧巻線を介する電力及びクロック信号伝送
を提供することがわかる。

【００６０】本発明は、移動が容易であり、物理的なコ
ネクタ又はケーブルの存在による欠点を解消する、コネ
クタのない周辺ユニットを提供する。いずれの実施態様
によっても、周辺ユニット及びホストユニット間の電力
及びデータを転送することは、他の方法に於いてしばし
ば生ずる物理的配置の問題を低減する。図５の実施態様
に関連する物理的配置に対する要求は、赤外線伝送結合
を備えていないので、図２及び図３により示される実施
態様に於ける要求よりも厳しいものではない。図５の実
施態様では、電力、クロック及び状態データの情報の転
送を行いながら、２つのユニット間に不透明材料を挿入
することができる。

【００６１】データクロックとしても電力発振器を用い
ることによって、両ユニットは共通のクロックを有する
ことができるので、付加的な通信チャネルを必要としな
い同期データ転送が行われる。従って、電力発振器は２
重の役割を果たす。図５の実施態様において、周辺ユニ
ットから基本ユニット又はホストユニットへのデータ転
送を行うことによって３重の役割を果たす。

【００６２】連続する状態データのデータ完全性におけ
る高信頼性は、同期ビットの存在に対するテストによっ
て維持されている。同期が失われることは、周辺機器の
除去または故障を示すことになる。処理データの代わり
に連続する状態データを周辺ユニットからホストユニッ
トへ転送することは、データ符号化及び復号化を簡単に
するという利点をもたらす。さらに、ＣＰＵへの処理デ
ータの転送は、ＣＰＵの処理を必要とするのが状態の変
化のみなので、ＣＰＵの使用時間が低減されることにな
る。

【００６３】ＣＰＵによって発生される発振器の代わり
に自走式発振器を用いることは、正弦波を発生するため
の回路構成をさらに簡単にし、それによってＲＦＩ放射
を低減する。状態情報は自走式発振器によってはＣＰＵ
に転送されていないので、発振器はあらゆる都合のよい
周波数で動作することができる。発振器の周波数は電波
干渉を防止するために充分低く、しかし使用されるコイ
ルのタイプの効率を最大限にするほど高く、入力データ
のタイムリーな使用ができるほど高く選択される。

【００６４】回路構成及び詳細の変形が請求の範囲に規
定される本発明の精神及び範囲から変わることなくなさ
れ得ることがさらに分かるであろう。従って、特定の実
施態様が説明されたが、本発明を実施しながら実施態様
で変形がなされ得ることは当業者には明かであろう。例
えば、論理及びデータ処理の多くは、マイクロプロセッ
サ又は同等のものを用いることによっても容易に提供さ
れることができる。従って、これらの構成要素及び特定
の回路構成は単に例示的なものである。当業者であれば
本発明を実施するために使用され得る他の同等で非常に
明白な回路を認識するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシステムのブロック図である。

【図２】図１のシステムに含まれる周辺ユニットを示す
回路概略図である。

【図３】状態データを発生するために図２の回路を用い
たペダルスイッチの図である。

【図４】図１に概要を示されたホスト回路の概略図であ
る。

【図５】図１の周辺ユニットとホストユニットとの間の
データ伝送のための他の実施態様を示すブロック図であ
る。

【図６】両方の実施態様において、周辺ユニットで発生
され、ホストユニットで同期サンプリングのために受け
取られたデータストリーム及びクロック信号を説明した
図である。

【符号の説明】

１２　　周辺ユニット １４　　オルガンペダルスイッチ １６　　ホストユニット １８　　ＣＰＵ ２０　　二次巻線 ２６　　データエンコーダ ３０　　電力発振器 ３４　　コイル

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１位置から物理的に離れている第２位置
   へ、第１位置からデータを転送するシステムであって、
   一次巻線手段と、一次巻線手段に接続され、所定データ
   を用いて符号化された交流電流を一次巻線手段に印加す
   る手段と、一次巻線手段に対して配置し得、一次巻線手
   段が所定データを用いて符号化された対応する交流電流
   を磁気的に誘導するために一次巻線手段から物理的に適
   当に離れている二次巻線手段と、二次巻線手段に接続さ
   れ、誘導された交流電流からデータを復号する手段と、
   を備えているデータ転送システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載のシステムであって、交流
   電流は所定の周波数を有し、所定データは交流電流の周
   波数に比例する周波数を有する第１データ信号として形
   成され、復号手段は誘導された交流電流を第１データ信
   号の周波数を有する第２データ信号に変換する、システ
   ム。
3. 【請求項３】請求項１に記載のシステムであって、第１
   データ信号は、交流電流周波数と同一の周波数で発生す
   るパルスを有する第１クロック信号であり、復号手段は
   誘導された交流電流を第２クロック信号に変換する、シ
   ステム。
4. 【請求項４】請求項３に記載のシステムであって、印加
   手段及び一次巻線手段は組み合わせて、第１クロック信
   号の周波数と同一の周波数を有する交流電流を生じるよ
   うに調整された発振手段を備えている、システム。
5. 【請求項５】請求項４に記載のシステムであって、第２
   クロック信号に反応して、第２クロック信号の周波数に
   等しい周波数を有する第２データ信号を伝送する手段と
   、発振手段に接続され、第１クロック信号と第２クロッ
   ク信号とが同期となるように交流電流の周波数と同一の
   周波数を有する第１クロック信号を発する手段と、第１
   クロック信号に反応して、第１クロック信号に対応する
   間隔で、伝送された第２データ信号を検出する手段と、
   をさらに備えているシステム。
6. 【請求項６】請求項５に記載のシステムであって、少な
   くとも２つの状態を有する要素と、要素及び伝送手段と
   接続され、要素の状態を周期的に判断して要素の現在の
   状態を表すべき第２データ信号を発生する手段と、伝送
   された第２データ信号を検出する手段に接続され、要素
   の現在の状態を表すデータを要素の以前の状態と比較す
   る手段と、比較手段に接続され、要素の状態を表すデー
   タを記憶するためのメモリ手段と、をさらに備え、比較
   手段は以前の要素状態から変化した要素の現在の状態を
   表すデータのみをメモリ手段に書き込む、システム。
7. 【請求項７】請求項６に記載のシステムであって、メモ
   リ手段に接続され、メモリ手段内に記憶されたデータの
   値を第１クロック信号の周波数とは異なる周波数でサン
   プリングするためのデータ処理手段を更に備えている、
   システム。
8. 【請求項８】請求項７に記載のシステムであって、比較
   手段は、メモリ手段に記憶された要素の状態を表すデー
   タが要素の現在の状態を表しているかどうかを示す状態
   データを伝送し、データ処理手段はメモリ手段に記憶さ
   れた状態データに反応し、メモリ手段に記憶された要素
   の状態を表すデータを受け取るべきかどうかを決定する
   、システム。
9. 【請求項９】請求項５に記載のシステムであって、第２
   データ信号を伝送する手段は、第２データ信号に従って
   誘導された交流電流の大きさを変化させ、それによって
   一次巻線手段に伝導された交流電流の対応する大きさの
   変化を誘導し、第２データ信号を検出する手段は、一次
   巻線手段に伝導された交流電流の大きさの変化を検出す
   ることによって伝送された第２データ信号を検出するた
   めの発振手段にさらに接続されている、システム。
10. 【請求項１０】第１位置から物理的に離れた第２位置へ
    、第１位置からデータを転送するシステムであって、一
    次巻線手段と、一次巻線手段と接続され一次巻線手段に
    交流電流を印加するための手段と、一次巻線手段に対し
    て配置し得、一次巻線手段が対応する交流電流を磁気的
    に誘導するために一次巻線手段から物理的に適当に離れ
    ている二次巻線手段と、データ信号を表すべき一次巻線
    手段及び二次巻線手段のうち一方の交流電流を変えるこ
    とによってデータ信号を伝送し、それによって一次巻線
    手段及び二次巻線手段のうち他方を流れる交流電流の対
    応する変化を誘導する手段と、他方の巻線手段の交流電
    流の変化に反応して、他方の巻線手段の交流電流の変化
    を表すデータ信号を発生するための手段と、を備えたデ
    ータ転送システム。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載のシステムであって、
    印加手段は所定の周波数を有する交流電流を印加するこ
    とによって、二次巻線手段に、同一周波数の誘導された
    交流電流を誘導し、伝送手段は交流電流に反応し、交流
    電流の周波数に等しい周波数で交流電流の大きさを変え
    、発生手段は発生したデータ信号が伝送されたデータ信
    号と同期するように交流電流の周波数に対応する間隔で
    交流電流の大きさの変化を検出する、システム。
12. 【請求項１２】少なくとも２つの状態を有する要素から
    データ処理手段にデータを転送するためのシステムであ
    って、要素の現在の状態を検出する手段と、検出手段に
    接続され、第１周波数で、検出された要素の現在の状態
    を表す要素データを発生するための手段と、発生手段に
    接続され、要素の以前の状態を表す要素データを記憶す
    るための第１メモリ手段と、発生手段及び第１メモリ手
    段に接続され、要素の現在の状態を表す要素データを要
    素の以前の状態を表す要素データと比較するための手段
    と、比較手段及びデータ処理手段に接続され、要素の状
    態を表す要素データを記憶するための第２メモリ手段と
    、を備え、比較手段は、要素の以前の状態から変化した
    要素の現在の状態を表す要素データのみを第２メモリ手
    段に書き込む、データ転送システム。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載のシステムであって、
    第２メモリ手段に接続され、第１周波数とは異なる周波
    数で、第２メモリ手段に記憶された要素データをサンプ
    リングするためのデータ処理手段をさらに備えている、
    システム。
14. 【請求項１４】請求項１２に記載のシステムであって、
    比較手段は第２メモリ手段に記憶された要素データが現
    在の要素状態を表しているかどうかを示す状態データを
    第２メモリ手段にさらに書き込み、データ処理手段は第
    ２メモリ手段に記憶された状態データに反応し、第２メ
    モリ手段に記憶された要素データをサンプルすべきかど
    うかを決定する、システム。
15. 【請求項１５】請求項１４に記載のシステムであって、
    データ処理手段は、データ処理手段が第２メモリ手段に
    記憶された要素データをサンプルしたかどうかを示す応
    答データを第２メモリ手段に書き込み、比較手段はデー
    タ処理手段が第２メモリ手段の要素データをサンプルし
    た後のみ第２メモリ手段に要素データを書き込む、シス
    テム。
16. 【請求項１６】請求項１５に記載のシステムであって、
    応答データに反応して、比較手段は、データ処理手段が
    第２メモリ手段に記憶された要素データをサンプルした
    ことを示す状態データを第２メモリ手段に書き込む、シ
    ステム。
17. 【請求項１７】少なくとも２つの状態を有する要素から
    データ処理手段にデータを転送するための方法であって
    、要素の現在の状態を検出すること、検出された要素の
    現在の状態を表す要素データを第１周波数によって発生
    すること、第１メモリに要素の以前の状態を表す要素デ
    ータを記憶すること、要素の現在の状態を表す要素デー
    タを要素の以前の状態を表す記憶された要素データと比
    較すること、及び要素の以前の状態から変化した要素の
    現在の状態を表す要素データのみを第２メモリ手段に記
    憶すること、を包含するデータ転送方法。
18. 【請求項１８】請求項１７に記載の方法であって、デー
    タ処理手段によって、第１周波数とは異なる周波数で第
    ２メモリ手段に記憶された要素データをサンプリングす
    ることをさらに包含する方法。
19. 【請求項１９】請求項１７に記載の方法であって、第２
    メモリ手段に、第２メモリ手段に記憶された要素データ
    が要素の現在の状態を表しているかどうかを示す状態デ
    ータを記憶すること、及び伝送するステップの前に第２
    メモリ手段に記憶された状態データを測定することをさ
    らに包含する方法。
20. 【請求項２０】請求項１９に記載の方法であって、第２
    メモリ手段に、要素データがデータ処理手段に伝送され
    たかどうかを示す応答データを記憶することをさらに包
    含しており、要素データを第２メモリ手段に転送するス
    テップは、要素データがデータ処理手段に伝送されたこ
    とを応答データが示した後のみ起こる、方法。
21. 【請求項２１】請求項２０に記載の方法であって、第２
    メモリ手段に、要素データがデータ処理手段へ転送され
    たことを示す状態データを記憶するステップをさらに包
    含する方法。