JP2019097054A - 制御装置、電子機器、及び制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比較して短い時間でデータの送信を可能にすると共に、ＬＥＤの電力を効率よく利用することが可能な制御装置を提供すること。【解決手段】記憶部１１０と、制御部１００と、発光素子１２０とを備え、記憶部１１０は、工作機械３０及び／またはその周辺機器に係る第１の情報を記憶し、制御部１００は、工作機械及び／またはその周辺機器の動作状態を示す発光素子の点灯、消灯、または点滅状態を含む、人の目に認識可能な第１発光パターンを生成する生成部１０１と、第１の情報を、人の目に認識不可能であり電子機器２０で認識可能な発光素子１２０の点滅に基づく光通信信号に変調する変調部１０２と、光通信信号を第１発光パターンに重畳させることにより、光通信信号を含む第２発光パターンを生成する重畳部１０３と、重畳部１０３が生成した第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を制御する発光素子制御部１０４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、電子機器、及び制御システムに関する。

従来、工作機械は、制御装置のモニタ等の表示器を介して、アラーム情報等を通知するように構成される。しかし、制御装置のモニタとして構成される分散配置可能なＩ／Ｏ機器や大型工作機械に使われるＩ／Ｏ機器等の場合、オペレータの近傍に配置されないことがあり、保守性が悪くなる。また、ライン機等のような、最初から直接的または間接的に表示器が付いていない工作機械は、表示器を介してアラーム情報を通知することがそもそも出来ず、保守性が悪い。このような工作機械に対して、表示器を新たに追加してオペレータの近傍に配置することで、保守性を向上させることはできるが、そうすると追加費用が発生し、工作機械のコストアップにつながる。

工作機械が、モニタ等の表示器の代わりに、例えばチップＬＥＤや７ＳＥＧＬＥＤを用いて人が認識可能な発光パターン（例えば、所定の点滅パターン）によりオペレータに対して簡単なアラーム情報等を通知することはできるが、当該アラームの詳細な内容や復旧方法を伝えることは困難である。

この点、例えば、特許文献１には、機器の動作状態等を人間に対して光を直接視認させるための表示手段に用いられているＬＥＤ等の半導体発光素子を装置間の通信に利用する技術（いわゆる可視光通信）を利用して、例えば計器が担当する機器の状態、計器の示している値、計器が設けられている測定装置や制御装置のマニュアル等様々な詳細情報を他の装置に対して送信することが記載されている。より具体的には、詳細情報を構成するビット情報に基づいて、高速にＬＥＤの点滅あるいは発光量を変調制御することで、人間には連続して点灯しているように視認させて（すなわち、ＬＥＤの点灯状態を保ったまま）可視光通信を行うことが記載されている。

また、特許文献２は、パルス発生装置が、設定された期間内にＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦを制御すると共に、ＬＥＤの点灯時に、ラインバッファに保持されている送信データを参照しながら、高速でＬＥＤのスイッチングを行うことにより、音声データを構成するデータストリームを変調して可視化通信を行うプリンタ制御システムを開示している。なお、図１０は、特許文献２に係る技術における、ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦ信号のパルス信号と、ＬＥＤのＯＮ期間に送信される送信データの関係を示す図である。図１０に示すように、特許文献２に記載の発明においても、ＬＥＤの点灯時に、高速にＬＥＤの発光量を制御することで、人間には連続して点灯しているように視認させて（すなわち、ＬＥＤの点灯状態を保ったまま）可視光通信を行うことが記載されている。

特開２００４−２４８１２８号公報 特開２００７−６００９６号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の技術においては、ＬＥＤが点灯状態時のみに可視光通信が実行され、ＬＥＤの消灯状態時には可視光通信を実行するものではなかった。

本発明は、ＬＥＤが点灯状態時のみならず、ＬＥＤが消灯状態時にも可視光通信の実行を可能にすることで、従来に比較して短い時間でデータの送信を可能にすると共に、ＬＥＤの電力を効率よく利用することが可能な制御装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る制御装置（例えば、後述の制御装置１０）は、工作機械及び／またはその周辺機器を制御する制御装置であって、記憶部（例えば、後述の記憶部１１０）と、制御部（例えば、後述の制御部１００）と、発光素子（例えば、後述の発光素子１２０）とを備え、前記記憶部は、前記工作機械及び／またはその周辺機器に係る第１の情報を記憶し、前記制御部は、前記工作機械及び／またはその周辺機器の動作状態を示す前記発光素子の点灯、消灯、または点滅状態を含む、人の目に認識可能な第１発光パターンを生成する生成部（例えば、後述の生成部１０１）と、前記第１の情報を、人の目に認識不可能であり電子機器で認識可能な前記発光素子の点滅に基づく光通信信号に変換する変調部（例えば、後述の変調部１０２）と、前記光通信信号を前記第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される前記第１発光パターンを保ったまま、前記光通信信号を含む第２発光パターンを生成する重畳部（例えば、後述の重畳部１０３）と、前記重畳部が生成した第２発光パターンに基づいて、前記発光素子を制御する発光素子制御部（例えば、後述の発光素子制御部１０４）と、を備える。

（２） （１）に記載の制御装置において、前記第１発光パターンにおける前記発光素子（例えば、後述の発光素子１２０）の点灯単位及び消灯単位がそれぞれ８以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成され、前記光通信信号は、前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の点灯単位を含む点灯状態の場合、前記点灯単位の最初と最後においてそれぞれ２以上の整数ｍ個の発光パルスをオンにすると共に、残りの発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオンとし、前記１個の発光パルスのみオフとし、前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の消灯単位を含む消灯状態の場合、前記消灯単位の最初と最後において、それぞれ前記整数ｍ個の発光パルスをオフにすると共に、残りの発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオフとし、前記１個の発光パルスのみオンとしてもよい。

（３） （１）に記載の制御装置において、前記第１発光パターンにおける前記発光素子（例えば、後述の発光素子１２０）の点灯単位及び消灯単位がそれぞれ３以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成され、前記光通信信号は、前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の点灯単位を含む点灯状態の場合、前記点灯単位を構成する前記発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオンとし、前記１個の発光パルスのみオフまたはオンとし、前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の消灯単位を含む消灯状態の場合、前記消灯単位を構成する前記発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオフとし、前記１個の発光パルスのみオンまたはオフとしてもよい。

（４） （１）〜（３）に記載の制御装置において、外部インタフェース（例えば、後述のインタフェース部１３０）を備え、前記制御部（例えば、後述の制御部１００）は、さらに、前記外部インタフェースを介して受信した情報に基づいて、前記記憶部（例えば、後述の記憶部１１０）に格納された第１の情報を追加及び／または更新する更新部（例えば、後述の更新部１０５）を備えてもよい。

（５） （４）に記載の制御装置において、前記外部インタフェースは、クラウドまたはフォグ上に存在する外部の記憶装置（例えば、後述の記憶装置５０）から、前記情報を受信してもよい。

（６） （１）〜（５）に記載の制御装置において、前記第１の情報は、前記工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報であって、アラーム情報、対処方法、及び／またはマニュアルを含んでもよい。

（７） 本発明に係る電子機器（例えば、後述の電子機器２０）は、光感知部（例えば、後述の光感知部２００）と制御部（例えば、後述の制御部２１０）を備え、前記制御部は、前記光感知部を介して、（１）〜（６）の制御装置が発する前記第２発光パターンを取得する発光パターン取得部（例えば、後述の発光パターン取得部２１１）と、前記発光パターン取得部が取得した前記第２発光パターンから、前記光通信信号を分離する信号分離部（例えば、後述の信号分離部２１２）と、前記光通信信号を復調することにより、前記第１の情報を生成する信号復調部（例えば、後述の信号復調部２１３）と、前記第１の情報をユーザに通知する通知部（例えば、後述の通知部２１４）とを備える。

（８） 本発明に係る制御システム（例えば、後述の制御システム１）は、（１）〜（６）に記載の制御装置と、（７）に記載の電子機器とを備える。

（９） （８）に記載の制御システムにおいて、前記制御装置が備える前記変調部（例えば、後述の変調部１０２）は、前記電子機器が備える前記通知部（例えば、後述の通知部２１４）の通知方法に応じて、前記第１の情報を前記光通信信号に変換してもよい。

（１０） （１）〜（５）に記載の制御装置において、前記第１の情報はタグであって、前記タグは、前記工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報に対応する識別データであって、前記詳細情報は、アラーム情報、対処方法、及び／またはマニュアルを含んでもよい。

（１１） 本発明に係る電子機器は、光感知部（例えば、後述の光感知部２００）と制御部（例えば、後述の制御部２１０）と記憶部（例えば、後述の記憶部２４０）とを備え、前記記憶部は、工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報と、前記詳細情報に対応するタグとの対応関係を記憶し、前記制御部は、前記光感知部を介して、（１０）に記載の制御装置が発する前記第２発光パターンを取得する発光パターン取得部（例えば、後述の発光パターン取得部２１１）と、前記発光パターン取得部が取得した前記第２発光パターンから、前記光通信信号を分離する信号分離部（例えば、後述の信号分離部２１２）と、前記光通信信号を復調することにより、前記第１の情報を生成する信号復調部（例えば、後述の信号復調部２１３）と、前記第１の情報である前記タグに対し、前記対応関係を用いて、前記詳細情報を生成する詳細情報生成部（例えば、後述の詳細情報生成部２１５）と、前記詳細情報をユーザに通知する通知部（例えば、後述の通知部２１４）とを備える。

（１２） 本発明に係る制御システムは、（１０）に記載の制御装置と、（１１）に記載の電子機器とを備える。

本発明によれば、ＬＥＤが点灯状態時のみならず、ＬＥＤが消灯状態時にも可視光通信の実行を可能にすることで、従来に比較して短い時間でデータの送信を可能にすると共に、ＬＥＤの電力を効率よく利用することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る制御システムの全体構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光パターンを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置と記憶装置の機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置と記憶装置の機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。 従来例におけるＬＥＤの発光パターンを示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照しながら、詳述する。
＜制御システム＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御システム１の全体構成を示す。図１に示すように、制御システム１は、制御装置１０と、電子機器２０と、工作機械３０とを備える。

制御装置１０は、工作機械３０を制御するための装置であり、工作機械３０に対して制御信号を送出することにより、工作機械３０が所定の加工を行うように制御する。制御装置１０は、例えば数値制御装置（ＣＮＣ）である。
また、制御装置１０は、工作機械３０から、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報を取得して、取得した情報に基づいてオペレータに通知すべき詳細情報を選択する。ここで、詳細情報は例えばアラーム情報、アラーム発生時の対処方法やマニュアル等を含む。制御装置１０は、発光素子１２０を有し、オペレータに通知すべき詳細情報に基づいて、人の目では認識不可能かつ電子機器２０で認識可能なＬＥＤの点滅パターンからなる光通信信号を生成し、当該光通信信号を、工作機械３０及び／または周辺機器の動作状態を表示する人の目で認識可能なＬＥＤの点滅パターンである第１発光パターンに重畳した第２発光パターンを生成し、第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を変調制御する。
なお、制御装置１０は、オペレータに通知すべき詳細情報に基づいて、発光素子１２０を変調制御するとしたが、これはあくまで一例であって、その他の詳細情報に基づいて、発光素子１２０を変調制御してもよい。
制御装置１０による、発光素子１２０の変調制御方法の詳細については、後述する。

電子機器２０は、制御装置１０により制御される発光素子１２０の第２発光パターンを取得し、第２発光パターンから第１発光パターンに重畳された光通信信号を分離・復調することにより、制御装置１０から送信された詳細情報を取得しユーザに通知する。

工作機械３０は、制御装置１０の制御に基づいて、切削加工等の所定の機械加工を行う装置である。工作機械３０は、ワークを加工するために駆動するモータや、このモータに取り付けられた主軸や送り軸や、これら各軸に対応する治具や工具等を備える。そして、工作機械３０は、制御装置１０から出力される動作指令に基づいてモータを駆動させることにより所定の機械加工を行う。ここで、所定の機械加工の内容に特に限定はなく、切削加工以外にも、例えば研削加工、研磨加工、圧延加工、あるいは鍛造加工といった他の加工であってもよい。

＜制御装置＞
図２は、制御装置１０の機能ブロック図である。制御装置１０は、制御部１００と、記憶部１１０と、発光素子１２０と、インタフェース部１３０とを備える。
制御部１００は、制御装置１０の全体を制御する部分であり、各種プログラム（「制御装置＿可視光通信制御プログラム」と総称する）を、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリまたはハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶領域から適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各種機能を実現している。制御部１００は、ＣＰＵであってよい。制御部１００は、生成部１０１と、変調部１０２と、重畳部１０３と、発光素子制御部１０４と、更新部１０５とを備える。生成部１０１、変調部１０２、重畳部１０３、発光素子制御部１０４、更新部１０５の機能の詳細については、後述する。
また、制御部１００は、上記の機能部以外に、工作機械３０及び／またはその周辺機器を数値制御するために、通常の数値制御装置が備えるその他の構成要素も備えるが、当業者によく知られているので図示及び説明を省略する。

記憶部１１０は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の状態または異常時の状態に関してオペレータに通知すべき各種詳細情報を記憶する。図２に示す例においては、記憶部１１０は、各種詳細情報として、詳細情報１１１ａ、詳細情報１１１ｂ・・・詳細情報１１１ｎを記憶する。詳細情報１１１ａ〜１１１ｎは、例えば、工作機械３０及び／またはその周辺機器の異常時の状態に関してオペレータに通知すべきアラーム情報、アラームへの対処方法、及び／またはマニュアルを含んでもよい。また、詳細情報１１１ａ〜１１１ｎは、例えばテキストによるメッセージでも良く、音声情報であってもよく、画像情報であってもよい。
なお、詳細情報１１１ａ〜１１１ｎとして、工作機械３０及び／またはその周辺機器の各種詳細情報を記憶するとしたが、これはあくまで一例であって、これには限られず、その他の情報を記憶してもよい。

発光素子１２０は、制御部１００により変調制御されることにより、点灯、消灯、または点滅状態となる例えばＬＥＤである。なお、ここで、「点灯」とは、所定の期間、発光素子１２０がオン状態を継続することであり、「消灯」とは、所定の期間、発光素子１２０がオフ状態を継続することであり、「点滅」とは、少なくとも１回以上、「点灯」と「消灯」の切り替えが発生する状態を意味する。

インタフェース部１３０は、制御部１００が、工作機械３０から、工作機械３０及び／またはその周辺機器の動作状態に係る情報、及び異常に係る情報を取得するインタフェースである。なお、インタフェース部１３０は、ネットワークを介してまたは直接、工作機械３０及び／またはその周辺機器とデータの送受信を行う。

制御部１００の備える機能部を説明する前に、本願発明の特徴である光通信信号について説明する。

＜光通信信号＞
ＬＥＤの発光パルスの点滅周期は、当該点滅が人間の目に対し、点灯時においては、発光素子１２０が連続点灯しているように見え、消灯時においては、発光素子１２０が連続消灯しているように見えるか、あるいは、低い明度でしか点灯していないように見える、点滅周期以下（例えば、０．０３秒以下、１秒間に約３０回点滅）に設定される。なお、本発明では、人間の目に対して、発光素子１２０が連続消灯しているように見える場合のみならず、低い明度でしか点灯していないように見える場合も含め、「消灯状態」と呼称する。
逆に、発光パルスの点滅周期は、当該点滅を電子機器２０の受光素子（例えば、イメージセンサー、フォトダイオード等）が検出可能な点滅周期（例えば、１６マイクロ秒以上、１秒間に約６２,５００回点滅）に設定される。このように、一例として、発光パルスの点滅周期を、１６マイクロ秒（１秒間に約６２,５００回点滅）から０．０３秒（１秒に約３０回点滅）の間の値に設定してもよいが、これに限定されない。受光素子の性能に応じて設定してもよい。

［第１光信号］
図３Ａ〜図３Ｃに、発光素子１２０による発光パルスを用いた光通信信号の一例（以下、「第１光信号」という）を示す。
第１光信号は、８個の発光パルスを１セットとして、第１発光パターンにおける最小の点灯単位または消灯単位とし、かつ光通信信号としてのデータ（ビット信号）を表す最小の単位である。

図３Ａは、発光素子１２０が点灯状態となっている際の第１発光パターンにおける第１光信号の例を示す。第１発光パターンにおいては、発光素子１２０の１つの点灯単位は、８個の発光パルスから構成され、これら８個の発光パルスは全てオンとなっている。この点灯単位に対して、第１光信号が重畳された結果、８個の発光パルスのうち、点灯単位の最初と最後の２個ずつの発光パルスがオンとなり、残りの発光パルスのうち、１個の発光パルスを除いて全てオンとなり、この１個の発光パルスのみオフとする。これにより、少なくとも、４つのビットデータを表現することができる。ここで、最初と最後の２個ずつの発光パルスをオンにすることで、点灯状態において、第１光信号を検出することができる。

すなわち、８個の発光パルスがオンとなった、第１発光パターンにおける最小の点灯単位に対して、先頭から３個目〜６個目の発光パルスのうちいずれかの箇所がオフとなった光通信信号（「第１光信号」）が重畳されることにより、第２発光パターンが生成される。

図３Ｂは、発光素子１２０が消灯状態となっている際の第１発光パターンにおける第１光信号の例を示す。第１発光パターンにおいては、発光素子１２０の１つの消灯単位は、８個の発光パルスから構成され、これら８個の発光パルスは全てオフとなっている。この消灯単位に対して、第１光信号が重畳された結果、８個の発光パルスのうち、消灯単位の最初と最後の２個ずつの発光パルスがオフとなり、残りの発光パルスのうち、１個の発光パルスを除いて全てオフとなり、この１個の発光パルスのみオンとする。これにより、少なくとも、４つのビットデータを表現することができる。なお、最初と最後の２個ずつの発光パルスをオフにすることで、消灯状態において、第１光信号を検出することができる。

すなわち、８個の発光パルスがオフとなった、第１発光パターンにおける最小の消灯単位に対して、先頭から３個目〜６個目の発光パルスのうちいずれかの箇所がオンとなった光通信信号（「第１光信号」）が重畳されることにより、第２発光パターンが生成される。
以上のように、８個の発光パルスを１セットとして光通信信号（「第１光信号」）を構成する際に、第１発光パターンの点灯または消灯に応じて、発光パルスのオンまたはオフの構成を変えている。そうすることで、光通信信号を第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される第１発光パターンを保ったまま、光通信信号を含む第２発光パターンを生成することを可能としている。

図３Ｃは、第１光信号のうち、第１発光パターンにおいて点灯単位と消灯単位が繰り返される例を示す。

第１光信号は、８個の発光パルスを１セットとして、第１発光パターンにおける最小の点灯単位または消灯単位とし、かつ、点灯単位毎の最初と最後において、それぞれ２個の発光パルスをオンとすると共に、消灯単位毎の最初と最後において、それぞれ２個の発光パルスをオフとするとしたが、これには限られない。
点灯単位及び消灯単位は、８個以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成してもよい。また、点灯単位毎の最初と最後においてそれぞれ２以上の整数ｍ個の発光パルスをオンとすると共に、消灯単位の最初と最後において、それぞれ２以上の整数ｍ個の発光パルスをオフとしてもよい。この際、ユーザに違和感を覚えさせないため、ｍの値をｎの値の例えば２０％未満の数としてもよい。

［第２光信号］
図４Ａ〜図４Ｃに、発光素子１２０による発光パルスを用いた光通信信号の一例（以下、「第２光信号」という）を示す。
第２光信号は、３個の発光パルスを１セットとして、第１発光パターンにおける最小の点灯単位または消灯単位とし、かつ光通信信号としてのデータ（ビット信号）を表す最小の単位である。

図４Ａは、発光素子１２０が点灯状態となっている際の第１発光パターンにおける第２光信号の例を示す。第１発光パターンにおいては、発光素子１２０の１つの点灯単位は、３個の発光パルスから構成され、これら３個の発光パルスは全てオンとなっている。この点灯単位に対して、第２光信号が重畳された結果、３個の発光パルスのうち、点灯単位の最後の発光パルスがオンまたはオフとなり、残りの発光パルスは全てオンとなる。これにより、少なくとも、２つのビットデータを表現することができる。

すなわち、３個の発光パルスがオンとなった、第１発光パターンにおける最小の点灯単位に対して、先頭から３個目の発光パルスがオンまたはオフとなった光通信信号（「第２光信号」）が重畳されることにより、第２発光パターンが生成される。第１発光パターンにおける最小の点灯単位が点灯状態において、先頭から３個目の発光パルスがオンとなった光通信信号が重畳される場合には、第２発光パターンは、１個目〜３個目の全ての発光パルスがオンとなった発光パターンとなる。また、第１発光パターンにおける最小の点灯単位が点灯状態において、先頭から３個目の発光パルスがオフとなった光通信信号が重畳される場合には、第２発光パターンは、１個目〜２個目の発光パルスがオンとなり、３個目の発光パルスがオフとなった発光パターンとなる。

図４Ｂは、発光素子１２０が消灯状態となっている際の第１発光パターンにおける第２光信号の例を示す。第１発光パターンにおいては、発光素子１２０の１つの消灯単位は、３個の発光パルスから構成され、これら３個の発光パルスは全てオフとなっている。この消灯単位に対して、第２光信号が重畳された結果、３個の発光パルスのうち、消灯単位の最後の発光パルスがオンまたはオフとなり、残りの発光パルスは全てオフとなる。これにより、少なくとも、２つのビットデータを表現することができる。

すなわち、３個の発光パルスがオフとなった、第１発光パターンにおける最小の消灯単位に対して、先頭から３個目の発光パルスがオンまたはオフとなった光通信信号（「第２光信号」）が重畳されることにより、第２発光パターンが生成される。第１発光パターンにおける最小の消灯単位が消灯状態において、先頭から３個目の発光パルスがオンとなった光通信信号が重畳される場合には、第２発光パターンは、１個目〜２個目の発光パルスがオフとなり、３個目の発光パルスがオンとなった発光パターンとなる。また、第１発光パターンにおける最小の消灯単位が消灯状態において、先頭から３個目の発光パルスがオフとなった光通信信号が重畳される場合には、第２発光パターンは、１個目〜３個目の全ての発光パルスがオフとなった発光パターンとなる。

図４Ｃは、第２光信号のうち、第１発光パターンにおいて点灯単位が続いた後、消灯単位が続く例を示す。

第２光信号は、３個の発光パルスを１セットとして、第１発光パターンにおける最小の点灯単位または消灯単位とし、かつ、点灯単位毎の１個目と２個目の発光パルスをオンとし、最後の発光パルスをオンまたはオフとすると共に、消灯単位毎の１個目と２個目の発光パルスをオフとし、最後の発光パルスをオンまたはオフとするとしたが、これには限られない。
点灯単位及び消灯単位は、３個以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成してもよい。また、点灯単位を構成する発光パルスのうち任意の１個の発光パルスを除いて全てオンとし、当該任意の１個の発光パルスのみオフまたはオンとしてもよい。また、消灯単位を構成する発光パルスのうち任意の１個の発光パルスを除いて全てオフとし、当該任意の１個の発光パルスのみオフまたはオンとしてもよい。

以上のように、第１光信号及び第２光信号で示したとおり、光通信信号により、制御装置１０から電子機器２０に対して、ビットデータから構成される任意のデータを送信することが可能となる。

例えば、送信データを開始フラグ、データ種別情報（例えば、テキストデータ、音声データ、画像データ、または動画データ等）、データ、送信データの終了フラグ等から構成し、光通信信号により送信することで、制御装置１０は、任意のデータを電子機器２０に対して送信することができる。

次に、制御部１００の備える機能部について説明する。前述したとおり、制御部１００は、生成部１０１と、変調部１０２と、重畳部１０３と、発光素子制御部１０４と、更新部１０５とを備える。

生成部１０１は、工作機械３０からインタフェース部１３０を介して、取得した工作機械３０及び／またはその周辺機器の動作状態に応じて、この動作状態を示す発光素子１２０の、点灯、消灯、または点滅状態を含む、人の目に認識可能な第１発光パターンを生成する。ここで、第１発光パターンは、継続して点灯させる点灯単位の個数及び継続して消灯させる消灯単位の個数の組み合わせにより指定するようにしてもよい。なお、工作機械３０及び／またはその周辺機器の動作状態に対応する第１発光パターンとの対応関係については、記憶部１１０に記憶するようにしてもよい。また、生成部１０１が記憶するようにしてもよい。例えば、制御装置＿可視光通信制御プログラムのうち、制御部１００を生成部１０１として機能させるプログラム内に記憶するようにしてもよい。

変調部１０２は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいて、オペレータに通知すべき詳細情報１１１ａ〜１１１ｎを選択し、選択された詳細情報に基づいて人の目に認識不可能であり、電子機器２０で認識可能な、発光素子１２０の点滅に基づく発光パルスを用いた光通信信号に変調する。ここで、光通信信号としては、前述した第１光信号または第２光信号を適用してもよい。
変調部１０２は、第１発光パターンの点灯状態または消灯状態に応じた、光通信信号に変調する。すなわち、第１発光パターンにおいて発光素子１２０が点灯状態の場合には、点灯単位に対応する光通信信号に変調し、第１発光パターンにおいて発光素子１２０が消灯状態の場合には、消灯単位に対応する光通信信号に変調する。こうすることで、光通信信号を前記第１発光パターンに重畳させた場合に、人の目に認識される第１発光パターンを保つことができる。

重畳部１０３は、変調部１０２により詳細情報に基づいて変調された光通信信号を、第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される第１発光パターンを保ったまま、光通信信号を含む第２発光パターンを生成する。

発光素子制御部１０４は、重畳部１０３が生成した第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を変調制御する。具体的には、発光素子制御部１０４は、第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を、点灯、消灯、または点滅させる。

更新部１０５は、インタフェース部１３０を介して取得した情報に基づいて、記憶部１１０にさらに新たな詳細情報１１１の追加、または記憶部１１０に格納された詳細情報１１１ａ〜１１１ｎの更新を行う。
以上、制御装置１０の構成について説明した。次に電子機器２０の構成について説明する。

＜電子機器＞
電子機器２０は、例えば、スマートフォン、携帯電話等の携帯端末、タブレット端末、ＰＣ等の電子機器である。図５は、電子機器２０の機能ブロック図である。電子機器２０は、光感知部２００と、制御部２１０と、表示器２２０と、報知器２３０とを備える。

光感知部２００は、制御装置１０が備える発光素子１２０の発光を感知する装置であり、例えばイメージセンサー、フォトダイオード等によって実現される。

制御部２１０は、電子機器２０の全体を制御する部分であり、各種プログラム（「電子機器＿可視光通信制御プログラム」と総称する）を、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリまたはハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶領域から適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各種機能を実現している。制御部２１０は、ＣＰＵであってよい。制御部２１０は、発光パターン取得部２１１と、信号分離部２１２と、信号復調部２１３と、通知部２１４とを備える。

発光パターン取得部２１１は、光感知部２００を介して、制御装置１０が発する第２発光パターンを取得する。

信号分離部２１２は、発光パターン取得部２１１が取得した第２発光パターンから、光通信信号を分離する。
例えば、光通信信号が、図３Ａ〜図３Ｃによって示される第１光信号であった場合、信号分離部２１２は、第２発光パターンを構成する点灯単位から第１光信号を分離する。あるいは、信号分離部２１２は、第２発光パターンを構成する消灯単位から第１光信号を分離する。
あるいは、光通信信号が、図４Ａ〜図４Ｃによって示される第２光信号であった場合、信号分離部２１２は、第２発光パターンを構成する点灯単位から、第１光信号を分離する。あるいは、第２発光パターンを構成する消灯単位から、第２光信号を分離する。

信号復調部２１３は、信号分離部２１２により分離された光通信信号を復調することにより、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいた、オペレータに通知すべき詳細情報を取得する。

通知部２１４は、信号復調部２１３により取得された詳細情報をユーザに通知する。より具体的には、通知部２１４は、後述の表示器２２０を介して詳細情報を表示することにより、詳細情報を視覚的にユーザに通知する。あるいは、通知部２１４は、後述の報知器２３０を介して詳細情報の音声を出力することにより、詳細情報を聴覚的にユーザに通知する。

なお、信号復調部２１３により取得される詳細情報のデータが、前述したように、先頭にデータ種別情報を含み、データ種別情報の後に詳細情報自体のデータシーケンスが続くビットストリームとなっている場合、通知部２１４は、信号復調部２１３により取得された詳細情報の先頭に位置するデータ種別情報に基づいて、その後に続く詳細情報が、視覚情報か、聴覚情報かを判定し、視覚情報である場合には、表示器２２０を介して詳細情報を表示する。一方で、詳細情報が聴覚情報である場合には、通知部２１４は、報知器２３０を介して詳細情報の音声を出力する。

表示器２２０は、通知部２１４から受信した詳細情報を、ユーザに対して視覚的に表示する。また、報知器２３０は、通知部２１４から受信した詳細情報を、ユーザに対して聴覚的に表示する。
以上、電子機器２０の構成について説明した。次に制御システム１の動作について説明する。図６は、制御システム１の動作を示すフローチャートである。

＜動作フロー＞
制御システム１は、図６に示す以下のステップＳ１〜Ｓ８を実行することにより、工作機械３０に係る詳細情報を、電子機器２０を介してユーザに通知する。

図６を参照すると、まずステップＳ１において、制御装置１０（生成部１０１）は、工作機械３０からインタフェース部１３０を介して、取得した工作機械３０及び／またはその周辺機器の動作状態に応じて、この動作状態を示す発光素子１２０の点灯、消灯、または点滅状態を含む、人の目に認識可能な第１発光パターンを生成する。

ステップＳ２において、制御装置１０（変調部１０２）は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいて、オペレータに通知すべき詳細情報１１１ａ〜１１１ｎを選択し、選択された詳細情報に基づいて人の目に認識不可能であり、電子機器２０で認識可能な発光素子１２０の点滅に基づく発光パルスを用いた光通信信号に変調する。

ステップＳ３において、制御装置１０（重畳部１０３）は、変調部１０２により詳細情報に基づいて変調された光通信信号を、第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される第１発光パターンを保ったまま、光通信信号を含む第２発光パターンを生成する。

ステップＳ４において、制御装置１０（発光素子制御部１０４）は、重畳部１０３により生成された第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を変調制御する。具体的には、発光素子制御部１０４は、第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を点灯、消灯、または点滅させる。

ステップＳ５において、電子機器２０（発光パターン取得部２１１）は、光感知部２００を介して、制御装置１０が発する第２発光パターンを取得する。

ステップＳ６において、電子機器２０（信号分離部２１２）は、発光パターン取得部２１１により取得された第２発光パターンから、光通信信号を分離する。

ステップＳ７において、電子機器２０（信号復調部２１３）は、信号分離部２１２により分離された光通信信号を復調することにより、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいた、オペレータに通知すべき詳細情報を生成する。

ステップＳ８において、電子機器２０（通知部２１４）は、信号復調部２１３により取得された詳細情報をユーザに通知する。より具体的には、電子機器２０（通知部２１４）は、信号復調部２１３により取得された詳細情報の先頭に位置するデータ種別情報に基づいて、その後に続く詳細情報が、視覚情報か、聴覚情報かを判定し、視覚情報である場合には、表示器２２０を介して詳細情報を表示する。一方で、詳細情報が聴覚情報である場合には、通知部２１４は、報知器２３０を介して例えば詳細情報の音声を出力する。

＜第１実施形態が奏する効果＞
第１実施形態に係る制御システム１においては、第１発光パターンの点灯時のみならず、消灯時にも詳細情報に対応する光通信信号を重畳することを可能とする。消灯時にも詳細情報に対応する光通信信号を重畳することを可能とすることで、従来に比較してより短い時間でデータの送信を可能にすると共に、ＬＥＤの電力を効率よく利用することが可能となる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら、詳述する。以下の説明では、第２実施形態に係る制御システム１Ａの構成要素のうち、第１実施形態に係る制御システム１と同一の構成要素に対しては、同一の符号を用いると共に、その説明を省略する。また、以下では、主として制御システム１Ａと制御システム１との相違点について説明する。

本発明の第２実施形態に係る制御システム１Ａは、制御システム１の構成要素である制御装置１０と、電子機器２０と、工作機械３０とに加えて、ネットワーク４０と、ネットワーク４０を介して制御装置１０と通信可能に接続される記憶装置５０とを備える。図７は、これらのうち、制御装置１０、ネットワーク４０、及び記憶装置５０を示す。

記憶装置５０は、例えばファイルサーバであり、記憶部５００を備え、記憶部５００は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の状態または異常時の状態に関してオペレータに通知すべき詳細情報５０１ａ〜５０１ｎを記憶する。
なお、記憶装置５０は、クラウドまたはフォグ上に存在してもよい。

制御装置１０の更新部１０５は、インタフェース部１３０を介して、記憶装置５０から詳細情報５０１を受信し、この詳細情報５０１を、記憶部１１０に格納された詳細情報１１１に追加する。あるいは、更新部１０５は、この詳細情報５０１を用いて詳細情報１１１を更新する。

なお、制御装置１０の更新部１０５は、制御装置１０に接続する工作機械３０の識別情報を取得し、この識別情報に対応する詳細情報５０１のみを、記憶装置５０から受信してもよい。

また、更新部１０５による詳細情報５０１の受信は、工作機械３０による作業工程よりも前に受信してもよく、工作機械３０による作業中に必要が発生した場合に、作業工程毎に都度受信してもよい。

＜第２実施形態が奏する効果＞
第２実施形態に係る制御システム１Ａにおいては、制御装置１０は、外部の記憶装置５０から、工作機械３０に必要な詳細情報５０１を受信する。これにより、制御装置１０は、常に最新の詳細情報を電子機器２０に示すことが可能となる。また、例えば旋盤等工作機械３０が有するメモリの容量が小さい場合にも対応することが可能となる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について、図８及び図９を参照しながら、詳述する。以下の説明では、第３実施形態に係る制御システム１Ｂの構成要素のうち、第２実施形態に係る制御システム１Ａと同一の構成要素に対しては、同一の符号を用いると共に、その説明を省略する。また、以下では、主として制御システム１Ｂと制御システム１Ａとの相違点について説明する。

本発明の第３実施形態に係る制御システム１Ｂは、制御システム１Ａの構成要素である制御装置１０と、電子機器２０と、工作機械３０と、ネットワーク４０と、記憶装置５０のうち、制御装置１０の代わりに制御装置１０Ｂを、電子機器２０の代わりに電子機器２０Ｂを、記憶装置５０の代わりに記憶装置５０Ｂを備える点で異なる。
図８は、これらのうち、制御装置１０Ｂ、ネットワーク４０、及び記憶装置５０Ｂの機能ブロック図である。

第２実施形態に係る記憶装置５０の記憶部５００は、工作機械３０に係る詳細情報５０１を記憶していた。一方で、第３実施形態に係る記憶装置５０Ｂの記憶部５００は、工作機械３０に係る詳細情報と、各詳細情報に対応するタグとの対応関係情報５０２を記憶する。なお、このタグは、詳細情報を識別する識別コードで表現してもよい。

また、第２実施形態に係る制御装置１０の記憶部１１０は、詳細情報１１１を記憶していた。一方で、第３実施形態に係る制御装置１０Ｂの記憶部１１０は、詳細情報１１１の代わりにタグ１１２を記憶する。

制御装置１０Ｂの更新部１０５は、インタフェース部１３０を介して、記憶装置５０Ｂからタグを受信し、このタグを記憶部１１０に追加する。あるいは、更新部１０５は、このタグを用いて、記憶部１１０に格納されたタグ１１２を更新する。

変調部１０２は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいて、オペレータに通知すべき詳細情報に対応するタグ１１２を選択し、選択されたタグに基づいて人の目に認識不可能であり、電子機器２０Ｂで認識可能な、発光素子１２０の点滅に基づく発光パルスを用いた光通信信号に変調する。

重畳部１０３は、変調部１０２によりタグに基づいて変調された光通信信号を、第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される第１発光パターンを保ったまま、光通信信号を含む第２発光パターンを生成する。

発光素子制御部１０４は、重畳部１０３が生成した第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を変調制御する。具体的には、発光素子制御部１０４は、第２発光パターンに基づいて、発光素子１２０を、点灯、消灯、または点滅させる。

図９は、電子機器２０Ｂの機能ブロック図である。電子機器２０Ｂは、光感知部２００、制御部２１０、表示器２２０、報知器２３０に加えて、記憶部２４０を備える。また、制御部２１０は、発光パターン取得部２１１、信号分離部２１２、信号復調部２１３、通知部２１４に加えて、詳細情報生成部２１５を備える。

記憶部２４０は、工作機械３０に係る詳細情報と、各詳細情報に対応するタグとの対応関係情報２４１を記憶する。

信号復調部２１３は、信号分離部２１２により分離された光通信信号を復調することにより、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいた、オペレータに通知すべき詳細情報に対応するタグを取得する。

詳細情報生成部２１５は、信号復調部２１３により取得されたタグに対し、対応関係情報２４１を用いることにより、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいた、オペレータに通知すべき詳細情報を生成する。

通知部２１４は、詳細情報生成部２１５により生成された詳細情報をユーザに通知する。より具体的には、通知部２１４は、表示器２２０を介して詳細情報を表示することにより、詳細情報を視覚的にユーザに通知する。あるいは、通知部２１４は、報知器２３０を介して詳細情報の音声を出力することにより、詳細情報を聴覚的にユーザに通知する。

＜第３実施形態が奏する効果＞
第３実施形態に係る制御システム１Ｂにおいては、制御装置１０は、外部の記憶装置５０から、工作機械３０に必要な詳細情報に対応するタグを受信し、記憶部１１０に格納する。これにより、制御装置１０Ｂと記憶装置５０Ｂとの間の通信容量や、記憶部１１０への記憶容量が、第１実施形態や第２実施形態に比較して少なくて済むと共に、光通信信号長を短くすることが可能である。

＜変形例＞
制御システム１〜１Ｂにおいて、制御装置１０の変調部１０２は、工作機械３０及び／またはその周辺機器の正常時の動作状態に係る情報及び異常時の状態に係る情報に基づいて、人の目に認識不可能であり、電子機器２０で認識可能な、発光素子１２０の点滅に基づく発光パルスを用いた光通信信号に変調する。この際、変調部１０２は、電子機器２０の通知部２１４が詳細情報をユーザに通知する通知方法に応じて、変調方法を変更してもよい。より具体的には、電子機器２０の通知部２１４が、表示器２２０を介して表示する詳細情報がテキストデータであるか、画像であるか、あるいは、報知器２３０を介して出力する詳細情報が音声であるかに応じて、制御装置１０の変調部１０２は、変調方法を変更してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

制御装置１０、１０Ｂによる制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（制御装置１０、１０Ｂ）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。さらに、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータ（制御装置１０、１０Ｂ）に提供されてもよい。

１ １Ａ １Ｂ 制御システム
１０ １０Ｂ 制御装置
２０ ２０Ｂ 電子機器
３０ 工作機械
５０ ５０Ｂ 記憶装置
１００ 制御部
１０１ 生成部
１０２ 変調部
１０３ 重畳部
１０４ 発光素子制御部
１０５ 更新部
１１０ 記憶部
１２０ 発光素子
１３０ インタフェース部
２００ 光感知部
２１０ 制御部
２１１ 発光パターン取得部
２１２ 信号分離部
２１３ 信号復調部
２１４ 通知部
２１５ 詳細情報生成部
２４０ 記憶部

Claims (12)

1. 工作機械及び／またはその周辺機器を制御する制御装置であって、
   記憶部と、制御部と、発光素子とを備え、
   前記記憶部は、
   前記工作機械及び／またはその周辺機器に係る第１の情報を記憶し、
   前記制御部は、
   前記工作機械及び／またはその周辺機器の動作状態を示す前記発光素子の点灯、消灯、または点滅状態を含む、人の目に認識可能な第１発光パターンを生成する生成部と、
   前記第１の情報を、人の目に認識不可能であり電子機器で認識可能な前記発光素子の点滅に基づく光通信信号に変調する変調部と、
   前記光通信信号を前記第１発光パターンに重畳させることにより、人の目に認識される前記第１発光パターンを保ったまま、前記光通信信号を含む第２発光パターンを生成する重畳部と、
   前記重畳部が生成した第２発光パターンに基づいて、前記発光素子を制御する発光素子制御部と、を備える制御装置。
2. 前記第１発光パターンにおける前記発光素子の点灯単位及び消灯単位がそれぞれ８以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成され、
   前記光通信信号は、
   前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の点灯単位を含む点灯状態の場合、前記点灯単位の最初と最後においてそれぞれ２以上の整数ｍ個の発光パルスをオンにすると共に、残りの発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオンとし、前記１個の発光パルスのみオフし、
   前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の消灯単位を含む消灯状態の場合、前記消灯単位の最初と最後において、それぞれ前記整数ｍ個の発光パルスをオフにすると共に、残りの発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオフとし、前記１個の発光パルスのみオンとする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１発光パターンにおける前記発光素子の点灯単位及び消灯単位がそれぞれ３以上の所定の整数ｎ個の発光パルスから構成され、
   前記光通信信号は、
   前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の点灯単位を含む点灯状態の場合、前記点灯単位を構成する前記発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオンとし、前記１個の発光パルスのみオフまたはオンとし、
   前記第１発光パターンにおいて前記発光素子が１以上の消灯単位を含む消灯状態の場合、前記消灯単位を構成する前記発光パルスのうち１個の発光パルスを除いて全てオフとし、前記１個の発光パルスのみオンまたはオフとする、請求項１に記載の制御装置。
4. 外部インタフェースを備え、
   前記制御部は、さらに、前記外部インタフェースを介して受信した情報に基づいて、前記記憶部に格納された第１の情報を追加及び／または更新する更新部を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記外部インタフェースは、クラウドまたはフォグ上に存在する外部の記憶装置から、前記情報を受信する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記第１の情報は、前記工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報であって、アラーム情報、対処方法、及び／またはマニュアルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 電子機器であって、
   光感知部と制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記光感知部を介して、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置が発する前記第２発光パターンを取得する発光パターン取得部と、
   前記発光パターン取得部が取得した前記第２発光パターンから、前記光通信信号を分離する信号分離部と、
   前記光通信信号を復調することにより、前記第１の情報を生成する信号復調部と、
   前記第１の情報をユーザに通知する通知部とを備える、電子機器。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置と、
   請求項７に記載の電子機器を備える、制御システム。
9. 前記制御装置が備える前記変調部は、前記電子機器が備える前記通知部の通知方法に応じて、前記第１の情報を前記光通信信号に変換する、請求項８に記載の制御システム。
10. 前記第１の情報はタグであって、前記タグは、前記工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報に対応する識別データであって、前記詳細情報は、アラーム情報、対処方法、及び／またはマニュアルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 電子機器であって、
    光感知部と制御部と記憶部とを備え、
    前記記憶部は、工作機械及び／またはその周辺機器の状態に係る詳細情報と、前記詳細情報に対応するタグとの対応関係を記憶し、
    前記制御部は、
    前記光感知部を介して、請求項１０に記載の制御装置が発する前記第２発光パターンを取得する発光パターン取得部と、
    前記発光パターン取得部が取得した前記第２発光パターンから、前記光通信信号を分離する信号分離部と、
    前記光通信信号を復調することにより、前記第１の情報を生成する信号復調部と、
    前記第１の情報である前記タグに対し、前記対応関係を用いて、前記詳細情報を生成する詳細情報生成部と、
    前記詳細情報をユーザに通知する通知部とを備える、電子機器。
12. 請求項１０に記載の制御装置と、
    請求項１１に記載の電子機器を備える、制御システム。
    

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