JP5898786B2 - Optical communication device - Google Patents

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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems

Description

本発明は、光通信装置に係り、例えば、光通信を使用してセンサデータや場所情報を送信する通信装置に関する。   The present invention relates to an optical communication device, for example, a communication device that transmits sensor data and location information using optical communication.

研究、開発などの知的生産現場では、メンバー間のコミュニケーションがその生産性に深くかかわっている。職場におけるチームワークにおいて、各人の専門的な活動により得た暗黙知を、メンバー同士のコミュニケーションによって咀嚼して形式知化し、共通の知識として活用することで、より高度な知識生産サイクルが実現される。   In the intelligent production field such as research and development, communication among members is deeply related to productivity. In teamwork at the workplace, tacit knowledge gained from each person's professional activities is masticated through formal communication and utilized as common knowledge, realizing a more advanced knowledge production cycle. The

この組織内コミュニケーションを検出する手段として、人が身につけるセンサデバイスによって、この組織内コミュニケーションを検出し、可視化し、組織改善に役立てる技術が開発されている。   As a means for detecting this intra-organizational communication, a technology has been developed that uses a sensor device worn by a person to detect and visualize the intra-organizational communication and to help improve the organization.

コミュニケーションの検出には赤外線通信が用いられているが、赤外線通信は、一般的な無線通信と比較して反射や透過の影響を受けにくく、端末同士が対向して配置していることを検出することに適している。   Infrared communication is used for communication detection. Infrared communication is less affected by reflection and transmission compared to general wireless communication, and detects that terminals are placed facing each other. Suitable for that.

人が身につけている端末を使用してコミュニケーションを検出する場合、据え置き型の通信装置、例えば、天井に備えた赤外線送信機が発射するIDを人が身に付けた端末で受信し、端末装着者の位置を取得する技術がある。このような据え置き型の通信装置を、以降は赤外線ビーコンと呼ぶ。   When detecting communication using a terminal worn by a person, a stationary communication device, for example, an ID sent by an infrared transmitter installed on the ceiling is received by the terminal worn by the person, and the terminal is mounted There is a technique to acquire the position of a person. Such a stationary communication device is hereinafter referred to as an infrared beacon.

一方で、上述した職場の生産性がコミュニケーションに依存するという考え方は、知的生産現場のみならず、店舗での接客や病院の医療行為等、スタッフと客、医者・看護師といった、いわゆるオフィスワーク以外の職場でも共通する。こういった現業分野の職場では、コミュニケーション時の姿勢や体格は様々である。また、店舗顧客や病院患者は、施設内を頻繁に動きまわるため、より緻密な位置検出精度が求められる。   On the other hand, the above-mentioned concept that workplace productivity depends on communication is not only for intelligent production sites, but also so-called office work such as customer service at stores and hospital medical practices such as staff and customers, doctors and nurses. It is common in other workplaces. At these workplaces in the field, there are various attitudes and physiques when communicating. In addition, since store customers and hospital patients frequently move in the facility, more precise position detection accuracy is required.

つまり、装着者の位置を検出するために設置する赤外線ビーコンは、要求される検出精度や、対象の体格や姿勢により、照射範囲を制御する必要がある。更に、より詳細な位置検出分解能を得るために、多数設置する必要があり、小型化が求められる。   In other words, the infrared beacon installed to detect the position of the wearer needs to control the irradiation range according to the required detection accuracy and the physique and posture of the target. Furthermore, in order to obtain a more detailed position detection resolution, it is necessary to install a large number, and downsizing is required.

多くの場合、赤外線ビーコンからの光線は基板鉛直上方に発射される。横方向に照射される場合、発射される赤外線の光軸と隣の部品が干渉しないよう、基板上での部品配置に制約が生まれるからである。   In many cases, light rays from infrared beacons are emitted vertically above the substrate. This is because, in the case of irradiation in the horizontal direction, there is a restriction on the arrangement of parts on the substrate so that the optical axis of the emitted infrared rays does not interfere with the adjacent parts.

基板鉛直上方に光線が発射される赤外線発光器を使用しながら、基板側面方向に光線を発射する赤外線ビーコンを構成する場合、何らかの光学系で、光軸を変化させる必要がある。   When configuring an infrared beacon that emits light in the direction of the side of the substrate while using an infrared light emitter that emits light in the vertical direction of the substrate, it is necessary to change the optical axis with some optical system.

光軸を変化させる方法として、筺体から発射される光線の向きや照射範囲を円錐型ミラーを使用して制御する構造が、特許文献1に開示されている。特許文献1では、灯火は上向きに照射され、筺体上部に設置した円錐型ミラーで分光される。この円錐型ミラーが有する円錐の角度により、光線の向きが制御される。ただし、動作時に動的にその角度の変更はできない。   As a method of changing the optical axis, Patent Document 1 discloses a structure in which the direction and irradiation range of light emitted from a housing are controlled using a conical mirror. In Patent Document 1, the lamp is irradiated upward and is split by a conical mirror installed on the top of the housing. The direction of the light beam is controlled by the angle of the cone of the conical mirror. However, the angle cannot be changed dynamically during operation.

特開2009−302063号公報JP 2009-302063 A

従来技術では、赤外線ビーコンの光線の照射角度は機器に固定であり、簡便な現場作業により、設置条件に応じた所望の照射範囲に変更することができなかった。更に、円錐型ミラーを使用して光軸を制御して照射範囲を制御する照明機器の技術は存在するが、一方で筺体の中に角度がついた光学系を実装する必要性から、筺体の厚みを増し、大型化してしまう副作用があった。   In the prior art, the irradiation angle of the light beam of the infrared beacon is fixed to the device, and cannot be changed to a desired irradiation range according to installation conditions by simple field work. Furthermore, although there is a lighting equipment technology that uses a conical mirror to control the optical axis to control the irradiation range, on the other hand, because of the need to mount an angled optical system in the housing, There was a side effect of increasing the thickness and increasing the size.

また、オフィスワーク以外の職場におけるコミュニケーション検出の適用拡大に伴って、従来のような知的生産現場に対応していた赤外線ビーコンの光線の到達距離では不十分であるという課題も同時に有している。   In addition, with the expansion of the application of communication detection in workplaces other than office work, there is also a problem that the reach of the rays of infrared beacons that are compatible with conventional intelligent production sites is insufficient. .

そこで、本発明の目的は、電池で動作し光通信を介して場所情報を送信する光通信装置において、光通信装置の小型化、薄型化を図りながら、赤外線ビーコンの照射範囲を簡便な現場作業により容易に変更せしめる構造と、赤外線ビーコンの到達距離を延伸する技術を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an on-site work in which the irradiation range of an infrared beacon is simplified while reducing the size and thickness of an optical communication device in an optical communication device that operates on a battery and transmits location information via optical communication. And a technology for extending the reach of the infrared beacon.

上記目的を達成するために、本願で開示する代表的な発明は、以下の通りである。   In order to achieve the above object, typical inventions disclosed in the present application are as follows.

電池で動作し、赤外線によって場所情報を送信する光通信装置であって、発光部から照射される光線の照射範囲を調整する光学調整部を持ち、該光学調整部と電池とが、回路基板の同じ面に実装され、光学調整部が、筺体、回路基板、発光部と電池により作られる空間に実装されること、および光通信の発光時間及び、変調の有無を選択し、光通信の到達距離を制御することを特徴とする。   An optical communication device that operates on a battery and transmits location information by infrared rays, and has an optical adjustment unit that adjusts an irradiation range of a light beam emitted from a light emitting unit, and the optical adjustment unit and the battery are connected to a circuit board. Mounted on the same surface, the optical adjustment unit is mounted in the space made by the housing, circuit board, light emitting unit and battery, and the light emitting time of optical communication and the presence or absence of modulation are selected, the optical communication reach It is characterized by controlling.

本発明によれば、電池で動作し光通信を介して場所情報を送信する光通信装置において、光通信装置の小型化、薄型化を図りながら、赤外線ビーコンの照射範囲を簡便な現場作業により容易に変更せしめる構造と、赤外線ビーコンの到達距離を延伸する技術を提供できる。   According to the present invention, in an optical communication device that operates on a battery and transmits location information via optical communication, the irradiation range of the infrared beacon can be easily achieved by simple field work while reducing the size and thickness of the optical communication device. And a technology for extending the reach of the infrared beacon.

本発明の一実施形態である光通信装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical communication apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、ビジネス顕微鏡システムを示す構成図。The block diagram which shows the business microscope system which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、名札型センサデバイスのブロック図。The block diagram of the name tag type sensor device which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの横置き取り付け例を示す俯瞰図。The overhead view which shows the horizontal installation example of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの横置き取り付け例を示す側面図。The side view which shows the horizontal installation example of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの縦置き取り付け例を示す俯瞰図。The overhead view which shows the vertical installation example of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの縦置き取り付け例を示す側面図。The side view which shows the vertical installation example of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の電池と赤外線送信器の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the battery and infrared transmitter on an infrared beacon circuit board which are one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線送信器の構成図。The block diagram of the infrared transmitter which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の電池と赤外線送信器の配置例の側面図。The side view of the example of arrangement | positioning of the battery on the infrared beacon circuit board and infrared transmitter which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。The figure which shows the example of a shape of the optical system of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。The figure which shows the example of a shape of the optical system of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。The figure which shows the example of a shape of the optical system of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの構造図。The structure figure of the infrared rays beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の赤外線送信器の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the infrared transmitter on the infrared beacon circuit board which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。The figure which shows the example of a shape of the optical system of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す部分図。The fragmentary figure which shows the example of a shape of the optical system of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの赤外線送信器と光学系の位置関係を示す配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning which shows the positional relationship of the infrared transmitter of an infrared beacon, and an optical system which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。The time chart of the communication of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。The time chart of the communication of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。The time chart of the communication of the infrared beacon which is one Embodiment of this invention.

以下に、本発明の実施形態を、図面を用いて詳述する。
<赤外線ビーコンを用いた光通信システム(ビジネス顕微鏡システム)の説明>
図1は、本発明の一実施形態である光通信装置の構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Description of optical communication system (business microscope system) using infrared beacons>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

本発明における赤外線ビーコンの位置づけと機能を明らかにするため、まず赤外線ビーコンを用いた光通信システム(以下に、ビジネス顕微鏡システムと称する。)について説明する。ここで、本ビジネス顕微鏡システムとは、人間に装着した名札型センサ端末で取得される装着者の状況(例えば、装着者の位置、動作、姿勢あるいは声の特徴など)、及び周囲状況と、装着者同志の対面情報を総合して組織アクティビティとして人物間の関係性と現在の組織の評価(パフォーマンス)を図示して組織の改善に役立てるためのシステムである。   In order to clarify the position and function of an infrared beacon in the present invention, an optical communication system using an infrared beacon (hereinafter referred to as a business microscope system) will be described first. Here, this business microscope system refers to the wearer's situation (for example, the wearer's position, movement, posture, or voice characteristics) acquired by a name tag type sensor terminal worn by a human, the surrounding situation, and wearing It is a system for summarizing the face-to-face information of each other and illustrating the relationship between persons and the current evaluation (performance) of the organization as an organization activity to help improve the organization.

更には、研究、開発などの知的生産現場に限らずに、現業分野の店舗、医療現場等、組織内の人と人とのコミュニケーションがパフォーマンスに強く関係する業務分野において、スタッフ間、顧客・患者とスタッフとのコミュニケーション、また動線を可視化・分析することで効率化を目指すものである。   Furthermore, not only in the field of intellectual production such as research and development, but also in business fields where communication between people in the organization is strongly related to performance, such as stores in the field of work, medical sites, etc. It aims to improve efficiency by visualizing and analyzing the flow of communication between patients and staff.

赤外線ビーコン(IRB)は、一つまたは複数の赤外線発光器を持ち、自らのIDを送信することで、場所の情報を他の端末に送信する。図1に示した実施例では、2つの赤外線発光器(BLED1、BLED2)を持つ場合を例示している。   An infrared beacon (IRB) has one or a plurality of infrared light emitters and transmits its own ID to transmit location information to other terminals. In the embodiment shown in FIG. 1, the case where two infrared light emitters (BLED1, BLED2) are provided is illustrated.

本発明に特有の構造は、照射された赤外線の光軸や照射範囲を制御するための光学調整部(BBC)を持つことである。この光学調整部(BBC)を構成する光学系には、ミラーやレンズ、プリズム等が適用される。   The structure peculiar to the present invention is to have an optical adjustment unit (BBC) for controlling the optical axis and irradiation range of the irradiated infrared rays. A mirror, a lens, a prism, or the like is applied to the optical system constituting the optical adjustment unit (BBC).

本実施例では、発光器1つあたり選択可能な3通りのミラー型の光学系(BLED1に対するBM11、BM12、BM13のミラー、及びBLED2に対するBM21、BM22、BM23のミラー)を持つ構造を示している。光学系BM12およびBM22は平面型のミラーであり、照射方向が変化し、照射範囲の広さは変化しない。一方で、BM11及びBM23は凸面型のミラーであるから、光軸方向とともに、照射範囲も広く変化する。また、BM13及びBM21は凹面型のミラーであるから、照射範囲は狭くなる。   In the present embodiment, a structure having three types of mirror-type optical systems (BM11, BM12, and BM13 mirrors for BLED1 and BM21, BM22, and BM23 mirrors for BLED2) that can be selected per light emitter is shown. . The optical systems BM12 and BM22 are planar mirrors, the irradiation direction changes, and the width of the irradiation range does not change. On the other hand, since BM11 and BM23 are convex mirrors, the irradiation range varies widely with the optical axis direction. Moreover, since BM13 and BM21 are concave mirrors, the irradiation range is narrowed.

マイクロプロセッサ(BMCU)は、赤外線ビーコン全体の制御を行う半導体回路である。プログラムにより、設定値に応じたシーケンスで、赤外線発光器を制御する。   The microprocessor (BMCU) is a semiconductor circuit that controls the entire infrared beacon. The infrared light emitter is controlled in a sequence according to the set value by the program.

赤外線のIDはID設定スイッチ(BID)で設定する。送信回路(BTR)により送信信号化され、赤外線発光器ドライバ(BDR)により電流増幅され、赤外線発光器(BLED1、BLED2)が駆動される。発光強度は、電流制限抵抗(BRES1、BRES2)により調整される。   The infrared ID is set by an ID setting switch (BID). A transmission signal is converted into a transmission signal by a transmission circuit (BTR), current is amplified by an infrared light emitter driver (BDR), and the infrared light emitters (BLED1, BLED2) are driven. The emission intensity is adjusted by current limiting resistors (BRES1, BRES2).

本発明に特有の構造として、変調器(BMOD)を持ち、送信信号をそのまま駆動するか、変調をかけて送信するかをBMSELにより選択することがある。また、タイミング生成部(TDIV)で生成した複数の信号をBTSELにより選択する。   As a structure peculiar to the present invention, there is a case in which a modulator (BMOD) is provided and whether a transmission signal is directly driven or modulated and transmitted is selected by BMSEL. A plurality of signals generated by the timing generator (TDIV) are selected by BTSEL.

一般的に、赤外光に変調をかけることにより、外乱に対し強くなり、通信距離を延長することができる。また、発光長や発光間隔などの時間を変化させることで、通信距離は変化する。それぞれのタイミングは、タイムベース(BTB)を基準としてタイミング生成部(TDIV)で生成される。BTSEL、BMSELの選択は動作制御部で(BCTR)制御され、動作制御部の動作は、変調器(BMOD)によって設定できる。   In general, by modulating infrared light, it becomes strong against disturbance and can extend the communication distance. Further, the communication distance changes by changing the time such as the light emission length and the light emission interval. Each timing is generated by a timing generation unit (TDIV) based on the time base (BTB). Selection of BTSEL and BMSEL is controlled by an operation control unit (BCTR), and the operation of the operation control unit can be set by a modulator (BMOD).

本発明は、変調の有無、発光時間、発光間隔を用途に応じて変化させ、赤外線通信距離を制御することで、一つの赤外線ビーコンでありながら、設定値を変えるだけで様々な用途に応用することを可能にしている。   The present invention changes the presence / absence of modulation, the light emission time, and the light emission interval according to the application, and controls the infrared communication distance, so that it can be applied to various applications just by changing the set value even though it is a single infrared beacon. Making it possible.

赤外線ビーコンは、電池(BBAT)で動作するが、本実施例に図示したとおり外部電源端子(EXT)を備え、外部電源でも動作できる設計としてもよい。   The infrared beacon operates on a battery (BBAT). However, as shown in the present embodiment, the infrared beacon may include an external power supply terminal (EXT) and may be designed to operate with an external power supply.

図2に、ビジネス顕微鏡システムの代表的なシステム構成の実施例を示す。
ビジネス顕微鏡システムでは、人が名札型センサデバイス(NN1、NN2)を装着することが特徴である。一般的には、2以上の複数の人が身につける。名札型センサデバイスでは、人と人との対面、行動、置かれた環境などをセンサによって取得・蓄積され、ビジネス顕微鏡システム基地局(BS1)を介してデータを収集する。名札型センサデバイスとビジネス顕微鏡システム基地局との通信は、無線通信を用いる場合や、有線通信によって行う場合がある。
FIG. 2 shows an example of a typical system configuration of a business microscope system.
The business microscope system is characterized in that a person wears name tag type sensor devices (NN1, NN2). Generally, two or more people wear it. In the name-tag type sensor device, the person-to-person face-to-face, behavior, environment in which the person is placed, and the like are acquired and accumulated by the sensor, and data is collected via the business microscope system base station (BS1). Communication between the name tag type sensor device and the business microscope system base station may be performed using wireless communication or wired communication.

名札型センサデバイスは、赤外線送受信機を備える。赤外線送受信機には二つの役割があり、ひとつは、装着者同士の対面を検出する機能であり、もうひとつは、それぞれの場所に設置された赤外線ビーコン(IRB1、IRB2)からの信号を受信し、装着者がいつどこにいたか検出する機能である。
赤外線通信は、無線通信と比較して直進性が高く、通信が分散、反射しにくい特性があり、端末同士が向き合っていることを検出するのに適している。
The name tag type sensor device includes an infrared transceiver. The infrared transmitter / receiver has two roles, one is the function to detect the face-to-face between the wearers, and the other is to receive signals from the infrared beacons (IRB1, IRB2) installed at each location. This is a function for detecting when and where the wearer was.
Infrared communication has higher straightness than wireless communication, has a characteristic that communication is difficult to be dispersed and reflected, and is suitable for detecting that terminals are facing each other.

ビジネス顕微鏡システム基地局(BS1)で収集されたデータは、まずPC等に代表される情報機器(BSPC)に組み込まれた基地局ホストプログラム(BSH)の動作により、情報機器(BSPC)内部に備えられた基地局DB(BSDB)に格納される。   Data collected by the business microscope system base station (BS1) is first prepared inside the information equipment (BSPC) by the operation of the base station host program (BSH) incorporated in the information equipment (BSPC) represented by a PC or the like. Stored in the base station DB (BSDB).

その後、基地局ミドルプログラム(BSM)と、信号サーバに備えられたサーバミドルプログラム(SVM)とのプロトコル通信により、信号サーバ(SV)に備えられたサーバDB(SVDB)にデータが集約される。信号サーバは、複数の名札型センサデバイスの取得したセンサデータを、一括して格納する機能を持つ。   Thereafter, data is collected in the server DB (SVDB) provided in the signal server (SV) by protocol communication between the base station middle program (BSM) and the server middle program (SVM) provided in the signal server. The signal server has a function of collectively storing sensor data acquired by a plurality of name tag type sensor devices.

解析サーバ(FV)の特徴量解析プログラム(FTR)は、ネットワーク通信を介して信号サーバ(SV)のサーバDB(SVDB)にアクセスし、センサデータを取得して解析し、解析DB(FDB)に格納する。
解析結果は、PCに代表される情報端末(HTPC)内に格納された表示プログラム(HTP)によりネットワーク通信を介して解析DB(FDB)にアクセスされ、表示装置(DSP)により表示される。
The feature value analysis program (FTR) of the analysis server (FV) accesses the server DB (SVDB) of the signal server (SV) via network communication, acquires and analyzes the sensor data, and stores it in the analysis DB (FDB). Store.
The analysis result is accessed by the display program (HTP) stored in the information terminal (HTPC) typified by the PC via the network communication to the analysis DB (FDB) and displayed by the display device (DSP).

上記の情報機器、信号サーバ、解析サーバ、表示装置は、独立した装置である必要はなく、適宜統合された機器上に実装されることもある。   The information device, the signal server, the analysis server, and the display device do not need to be independent devices, and may be mounted on an appropriately integrated device.

次に、名札型センサデバイス(NN)の機能について図3を用いて説明する。名札型センサデバイスは、赤外線通信機により送受信されたデータや、装着者の動き(加速度により算出)、音声、装着者を取り巻く環境のデータである照度、温度などをセンサにより取得し、記録する携帯型端末である。記録されたデータは、通信回路により前述のビジネス顕微鏡システム基地局に送信される。   Next, functions of the name tag type sensor device (NN) will be described with reference to FIG. A name tag type sensor device acquires and records data transmitted and received by an infrared communication device, movement (calculated by acceleration), voice, and illuminance, temperature, etc. of the environment surrounding the wearer, and records them. Type terminal. The recorded data is transmitted to the business microscope system base station by the communication circuit.

図3に示す実施例では、名札型センサデバイス(NN)は4組の赤外線送受信機(IRTR1、IRTR2、IRTR3、IRTR4)を持ち、他の人が身に付けた名札型センサデバイスと通信を行い、IDを交換することで、対面を検出する。また、場所に置かれた赤外線ビーコンのIDを受信することで、装着者がどこにいたか検出する。加速度センサ(ACC)、マイク(MIC)、照度センサ(LUM)、温度センサ(THM)により、それぞれ装着者の動き、発話や環境音、取り巻く明るさ、取り巻く温度を取得する。   In the embodiment shown in FIG. 3, the name tag type sensor device (NN) has four sets of infrared transceivers (IRTR1, IRTR2, IRTR3, IRTR4), and communicates with name tag type sensor devices worn by other people. The meeting is detected by exchanging the ID. Further, by receiving the ID of the infrared beacon placed at the place, it is detected where the wearer was. The wearer's movement, speech and environmental sound, surrounding brightness, and surrounding temperature are acquired by the acceleration sensor (ACC), microphone (MIC), illuminance sensor (LUM), and temperature sensor (THM), respectively.

検出、取得された対面データ、場所データ、センサデータは、不揮発記憶装置、一般的にはフラッシュメモリ(FLM)に記録される。記録されたデータは、適宜通信回路(COM)により、前日のビジネス顕微鏡システム基地局との間の通信により、信号サーバに送られる。   The detected and acquired face-to-face data, location data, and sensor data are recorded in a nonvolatile storage device, generally a flash memory (FLM). The recorded data is sent to the signal server by communication with the business microscope system base station of the previous day through a communication circuit (COM) as appropriate.

これら赤外線送受信機、センサ、不揮発メモリ、通信回路は、マイクロプロセッサ(MPU)によって制御される。
<赤外線ビーコン機能の説明>
赤外線ビーコンは場所に設置し、自らのIDを赤外線通信により発射し、名札型センサデバイス等で受信することで、場所の検出を行うものである。名札型センサデバイス(NN)は、概ね装着者の胸の高さにあるから、赤外線ビーコンは、その高さに設置することが望ましい。赤外線ビーコンの形状と、設置例を図4A、図4B、図5A、図5Bに示す。
These infrared transceivers, sensors, nonvolatile memories, and communication circuits are controlled by a microprocessor (MPU).
<Description of infrared beacon function>
An infrared beacon is installed at a place, emits its own ID by infrared communication, and receives the name tag type sensor device or the like to detect the place. Since the name tag type sensor device (NN) is generally at the height of the chest of the wearer, it is desirable to install the infrared beacon at that height. The shape of an infrared beacon and installation examples are shown in FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B.

図4A、図4Bは、赤外線ビーコン(IRBH)を水平方向に設置する例を示している。図4Aは、赤外線ビーコン(IRBH)の設置状態を示す俯瞰図であり、図4Bは、その赤外線ビーコンと設置位置を示す側面図である。本実施例の赤外線ビーコンは、短い円柱型をしており、水平360°方向に光線を発射する。会議室の机(TBLA)などに設置する場合、水平方向で高さ15°範囲で赤外線を発射することで、会議出席者の情報を把握できる。   4A and 4B show an example in which an infrared beacon (IRBH) is installed in the horizontal direction. FIG. 4A is an overhead view showing an installation state of an infrared beacon (IRBH), and FIG. 4B is a side view showing the infrared beacon and the installation position. The infrared beacon of the present embodiment has a short cylindrical shape and emits light rays in a horizontal 360 ° direction. When installed on a desk (TBLA) or the like in a conference room, information on the attendees of the conference can be grasped by emitting infrared rays in a range of 15 ° in the horizontal direction.

図5A、図5Bは、赤外線ビーコン(IRV)を垂直方向に設置する例を示している。図5Aは、赤外線ビーコン(IRBH)の設置状態を示す俯瞰図であり、図5Bは、その赤外線ビーコンと設置位置を示す側面図である。対象とする名札型センサデバイスの高さに、水平な台が無い場合などは、機器(TBLB)の側面に設置する。赤外線ビーコンを水平方向に設置する場合と比較し、赤外線の光線を機器上方に向かって照射する必要がある。   5A and 5B show an example in which an infrared beacon (IRV) is installed in the vertical direction. FIG. 5A is an overhead view showing an installation state of an infrared beacon (IRBH), and FIG. 5B is a side view showing the infrared beacon and an installation position. When there is no horizontal base at the height of the target name tag type sensor device, it is installed on the side of the device (TBLB). Compared with the case where an infrared beacon is installed in the horizontal direction, it is necessary to irradiate an infrared ray toward the upper part of the device.

本発明による赤外線ビーコンの構成は、図1を用いて上述した通りである。   The configuration of the infrared beacon according to the present invention is as described above with reference to FIG.

次に、図6、図7、図8を使用して、赤外線発光器と、電池の配置実施例を説明する。図1では、赤外線発光器が2つの場合を示したが、本実施例では、6個の赤外線発光器(LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6)を備える例を示している。   Next, an arrangement example of the infrared light emitter and the battery will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. Although FIG. 1 shows a case where there are two infrared light emitters, in this embodiment, an example including six infrared light emitters (LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, LED6) is shown.

図6に、それぞれの赤外線発光器の配列例を示す。6個の赤外線発光器(LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6)は、円形基板の外周縁近傍に一定の間隔を保って配列されている。電池(BAT)は、赤外線発光器に挟まれるように同一基板上に配置されている。   FIG. 6 shows an arrangement example of each infrared light emitter. Six infrared light emitters (LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, LED6) are arranged in the vicinity of the outer peripheral edge of the circular substrate at a constant interval. The battery (BAT) is arranged on the same substrate so as to be sandwiched between infrared light emitters.

図7は、図6で示す赤外線発光器の一つを拡大して図示した俯瞰図である。機器を小型化する際によく用いられる表面実装型のLEDの一般的な形状を示している。すなわち、半導体である発光部(LEDS)の上部に、レンズ構造(LEDL)を持ち、要求スペックに応じた照射角を実現可能としている。   FIG. 7 is an overhead view showing an enlarged view of one of the infrared light emitters shown in FIG. 2 shows a general shape of a surface mount type LED often used for downsizing an apparatus. That is, the lens structure (LEDL) is provided on the top of the light emitting unit (LEDS), which is a semiconductor, and an irradiation angle according to the required specifications can be realized.

半導体に電力を供給するための電極を2本、それぞれLEDA、LEDKを持ち、基板表面にはんだ付けにより実装される。本構造では、回路基板上に穴をあけて実装する必要がなく、高密度に実装することに適している。本例では、赤外線の光線は基板鉛直上方に発射される。横方向に照射される場合、発射される赤外線の光軸と隣の部品が干渉しないよう、基板上での部品配置に制約が生まれるからである。   Two electrodes for supplying power to the semiconductor, each having LEDA and LEDK, are mounted on the substrate surface by soldering. In this structure, it is not necessary to make holes on the circuit board for mounting, and it is suitable for high-density mounting. In this example, infrared rays are emitted vertically above the substrate. This is because, in the case of irradiation in the horizontal direction, there is a restriction on the arrangement of parts on the substrate so that the optical axis of the emitted infrared rays does not interfere with the adjacent parts.

基板鉛直上方に光線が照射される赤外線発光器を使いながら、基板側面に光線を発射する場合、光線を側面に向けるための光学系が赤外線発光器上部に必要になる。   When a light beam is emitted to the side surface of the substrate while using an infrared light emitter that is irradiated with light rays vertically above the substrate, an optical system for directing the light beam to the side surface is required above the infrared light emitter.

図8に、本実施例における赤外線ビーコンを側面(図6の下方向)から見た図を示す。赤外線発光器についてはLED1、LED6、LED5、LED4を図示しているが、LED2、LED3については背後に重なって位置するために省略している。回路基板(PCB)の上面に、赤外線発光器(LED1、LED6、LED5,LED4)、電池(BAT)を実装することで、基板、赤外線発光器、電池、に挟まれた空間に、光学系を実装するための空間、光学調整部LR1、LR2を構成する。
本発明に特有の本構成にすることで、電池の厚みと光学系のスペースが相殺され、小型化に寄与する。
<光学系に関する説明(1)>
図9を用いて、前述した図8の光学調整部LR1、LR2に実装する光学系実装空間の具体例について説明する。
In FIG. 8, the figure which looked at the infrared beacon in a present Example from the side surface (downward direction of FIG. 6) is shown. As for the infrared light emitter, LED1, LED6, LED5, and LED4 are illustrated, but LED2 and LED3 are omitted because they are positioned behind each other. By mounting an infrared emitter (LED1, LED6, LED5, LED4) and battery (BAT) on the upper surface of the circuit board (PCB), an optical system is installed in the space between the substrate, infrared emitter and battery. A space for mounting and the optical adjustment units LR1 and LR2 are configured.
By adopting this configuration peculiar to the present invention, the thickness of the battery and the space of the optical system are offset, which contributes to downsizing.
<Description of optical system (1)>
A specific example of the optical system mounting space mounted on the optical adjustment units LR1 and LR2 of FIG. 8 described above will be described with reference to FIG.

筺体上方に向かって光線を照射する場合、赤外線発光器は基板鉛直方向に光線を照射するため、筺体上部を透過構造にすれば、光軸を変化させる必要はない。つまり、光学系実装空間に、光学系を実装せずに筺体を封止する。一方で、筺体側面に向けて光線を照射したい場合、鉛直方向に照射される光軸を側面へ向ける必要がある。   In the case of irradiating a light beam toward the upper side of the housing, the infrared light emitter emits the light beam in the vertical direction of the substrate. That is, the casing is sealed in the optical system mounting space without mounting the optical system. On the other hand, when it is desired to irradiate light toward the side surface of the housing, it is necessary to direct the optical axis irradiated in the vertical direction to the side surface.

図9(A)〜(E)に、前述の光学系実装空間に実装する光学系の例を示す。
図9(A)は、ミラーによって90°光軸を側面に向ける例を示している。光学系A(BM−A)は、基板に対して45°の角度のミラーを持つ構造としている。赤外線発光器(LED)から照射される光線の照射範囲が±15°であった場合、ミラーによって90°光軸が変更された後も、照射範囲は±15°である。
9A to 9E show examples of the optical system mounted in the optical system mounting space described above.
FIG. 9A shows an example in which the 90 ° optical axis is directed to the side surface by a mirror. The optical system A (BM-A) has a structure having a mirror having an angle of 45 ° with respect to the substrate. When the irradiation range of the light beam emitted from the infrared light emitter (LED) is ± 15 °, the irradiation range is ± 15 ° even after the 90 ° optical axis is changed by the mirror.

図9(B)は、光学系のミラーを凹面として構成した例を示している。光学系B(BM−B)により、光軸が側面方向に向けられるのと同時に、凹面反射により赤外線発光器の照射範囲より絞られる。つまり、照射範囲が±15°より狭くなる。   FIG. 9B shows an example in which the mirror of the optical system is configured as a concave surface. By the optical system B (BM-B), the optical axis is directed in the lateral direction, and at the same time, it is narrowed from the irradiation range of the infrared light emitter by concave reflection. That is, the irradiation range becomes narrower than ± 15 °.

図9(C)は、光学系のミラーを凸面として構成した例を示している。光学系C(BM−C)により、光軸が側面方向に向けられるのと同時に、凸面反射により赤外線発光器の照射範囲より広がって照射される。つまり、照射範囲が±15°より広がって照射される。   FIG. 9C shows an example in which the mirror of the optical system is configured as a convex surface. By the optical system C (BM-C), the optical axis is directed in the side surface direction, and at the same time, the optical system C (BM-C) irradiates the convex surface with a wider area than the irradiation range of the infrared light emitter. In other words, irradiation is performed with an irradiation range wider than ± 15 °.

光軸の変更角度は90°である必要はなく、用途に応じて角度を調整してもよい。例えば、図9(D)では、光学系D(BM−D)は、基板に対し45°より大きな角度をもったミラーを備え、光軸は90°より小さく変更され、筺体よりやや上向きの照射角となる。   The change angle of the optical axis does not need to be 90 °, and the angle may be adjusted according to the application. For example, in FIG. 9D, the optical system D (BM-D) includes a mirror having an angle larger than 45 ° with respect to the substrate, the optical axis is changed to be smaller than 90 °, and the irradiation is slightly upward from the housing. It becomes a corner.

逆に、図9(E)では、光学系E(BM−E)は、基板に対し45°より小さな角度をもったミラーを備え、光軸は90°より大きく変更され、筺体よりやや下向きの照射角となる。   In contrast, in FIG. 9E, the optical system E (BM-E) includes a mirror having an angle smaller than 45 ° with respect to the substrate, the optical axis is changed to be larger than 90 °, and the optical system E (BM-E) is slightly downward from the housing. It becomes the irradiation angle.

図6に示したような、筺体が円形で赤外線発光器が円周上に配置される場合、本実施例によるミラーの形状は、図10に示すような逆円錐型の曲面となる。逆円錐型の外側面が図9で示したミラーに相当する。従って、例えば、図9(B)に相当する外側面は、凹面を有する。   When the housing is circular and the infrared light emitter is arranged on the circumference as shown in FIG. 6, the shape of the mirror according to the present embodiment is an inverted conical curved surface as shown in FIG. The inverted conical outer surface corresponds to the mirror shown in FIG. Therefore, for example, the outer surface corresponding to FIG. 9B has a concave surface.

図11は、図10に示す逆円錐型の曲面の変形例である。すなわち、赤外線発光器の配置により、光線が当たらない場所は、光学系を連続させる必要はなく、本図のように、一部だけで構成したり、一部欠けた構成であってもよい。本実施例では、電池がLEDの間に配置され、電池が実装される空間を避けて光学系が構成されている例を示す。   FIG. 11 is a modification of the inverted conical curved surface shown in FIG. That is, it is not necessary to make the optical system continuous where the light rays do not hit due to the arrangement of the infrared light emitters, and may be configured with only a part or a part lacking as shown in the figure. In this embodiment, an example is shown in which a battery is disposed between LEDs and an optical system is configured to avoid a space in which the battery is mounted.

以上の構成で、赤外線ビーコンの構造を図示したものが図12である。図12(A)は、光学調整部にミラー型光学系を実装して光線を側面に向ける場合を図示し、図12(B)は、光学調整部に光学系を実装せず、基板鉛直方向に光線を照射する場合の実施例である。   FIG. 12 illustrates the structure of the infrared beacon with the above configuration. FIG. 12A illustrates a case where a mirror type optical system is mounted on the optical adjustment unit so that the light beam is directed to the side surface, and FIG. It is an Example in the case of irradiating with light rays.

下蓋(ENB)の上に、赤外線発光器(LED)と電池を実装するための接点(BC1、BC2)を上面に備えた、回路基板を固定する。電池は基板上面に実装され、基板と電池と上蓋(ENU)とで挟まれる空間に、光学系(逆円錐型ミラー)を実装した例が図12(A)である。光学系は、逆円錐型のミラー構造を持ち、電池と干渉しないために、BM11とBM12に2つの部品に分割した例を示している。電池位置には赤外線発光器は実装されていないので、分割により光学系を劣化させることはない。   On the lower lid (ENB), a circuit board having an infrared light emitter (LED) and contacts (BC1, BC2) for mounting a battery on the upper surface is fixed. FIG. 12A shows an example in which the battery is mounted on the upper surface of the substrate, and an optical system (inverted conical mirror) is mounted in a space between the substrate, the battery, and the upper lid (ENU). The optical system has an inverted conical mirror structure, and in order not to interfere with the battery, the BM 11 and the BM 12 are divided into two parts. Since the infrared light emitter is not mounted at the battery position, the optical system is not deteriorated by the division.

光学調整部に光学系を実装しない場合が、図12(B)の実施例である。
以上の実施例に示すとおり、光学調整部に実装する光学系を、容易に交換、取り外し可能な構成(例えば、ネジ止めなど)とすることで、現場作業において簡便に光線の照射方向を変更することができる。
<光学系に関する説明(2)>
光学系に関する説明(1)で説明した光学系の別の実施例として、光学調整部に実装される光学系の特性を、交換ではなく、赤外線発光器(LED)と、光学系(BM)との位置関係によって変更する構造の例を示す。
A case where an optical system is not mounted on the optical adjustment unit is an example of FIG.
As shown in the above-described embodiments, the optical system mounted on the optical adjustment unit is configured to be easily replaceable and removable (for example, screwed), so that the light irradiation direction can be easily changed in the field work. be able to.
<Description of optical system (2)>
As another example of the optical system described in the description (1) regarding the optical system, the characteristics of the optical system mounted on the optical adjustment unit are not exchanged, but an infrared emitter (LED), an optical system (BM), and The example of the structure changed with the positional relationship of is shown.

図13では、赤外線発光器を6個実装した場合の光学系(BM)を示している。赤外線発光器が6個なので、光学系(BM)も6分割する。分割した1つ分を図示したものが、図14Aと図14Bである。図14Aは、図13に示す光学系(BM)の俯瞰図であり、外側面に形成されたミラーの一つを図示している。全体として、逆円錐型のリングであるが、図14Bに示すように分割された1つ分の側面のミラー形状が、図の右側に行くほど凹面に、左側に行くほど凸面の構造となっている。本実施例では、中央部は直線である。   FIG. 13 shows an optical system (BM) when six infrared light emitters are mounted. Since there are six infrared emitters, the optical system (BM) is also divided into six. FIG. 14A and FIG. 14B show one divided portion. FIG. 14A is an overhead view of the optical system (BM) shown in FIG. 13 and shows one of the mirrors formed on the outer surface. Although it is an inverted conical ring as a whole, as shown in FIG. 14B, the shape of the side mirror for one side is concave as it goes to the right side of the figure, and convex as it goes to the left side. Yes. In this embodiment, the central part is a straight line.

つまり、赤外線発光器からの光線が、リングの右側に照射されると、図9(B)における凹面反射、リング中央に照射されると図9(A)における平面反射、リング左側に照射されると図9(C)における凸面反射となる。   That is, when the light beam from the infrared light emitter is irradiated to the right side of the ring, the concave reflection in FIG. 9B, and when irradiated to the center of the ring, the plane reflection in FIG. 9A is irradiated to the left side of the ring. And convex reflection in FIG. 9C.

図15では、回路基板(PCB)およびそれに実装されたLEDを固定しつつ、光学系(BM)を回転させ、赤外線発光器(LED)と、光学系(BM)との位置関係によって、ミラーの特性を動的に変化させる構造を示している。   In FIG. 15, the optical system (BM) is rotated while fixing the circuit board (PCB) and the LED mounted thereon, and the position of the mirror is determined by the positional relationship between the infrared light emitter (LED) and the optical system (BM). A structure that dynamically changes the characteristics is shown.

図15(A)は回転しない場合で、赤外線発光器LEDから照射された光線は、光学系(BM)の直線部分に照射され、光軸の変更のみで動作する。図15(B)は、光学系を20°右に回転させた場合で、赤外線発光器LEDから照射された光線は、光学系(BM)の凹面部分に照射され、照射範囲は絞られる。図15(C)は、光学系を20°左に回転させた場合で、赤外線発光器LEDから照射された光線は、光学系(BM)の凸面部分に照射され、照射範囲は広がって照射される。
<発光長の変更メカニズム>
本発明における光通信方式の実施例を図16に示す。
送信されるのは、ID設定(BID)からなる固有のIDであり、ID2バイト、それと送信データが正しく受信できたかを確認する手段として16ビットの巡回冗長検査符号(CRC16)の2バイトの合計4バイトを送信する。
FIG. 15A shows a case where the light does not rotate, and the light beam emitted from the infrared light emitting LED is applied to the linear portion of the optical system (BM) and operates only by changing the optical axis. FIG. 15B shows a case where the optical system is rotated 20 ° to the right. Light rays emitted from the infrared light emitter LED are applied to the concave surface portion of the optical system (BM), and the irradiation range is narrowed. FIG. 15C shows the case where the optical system is rotated 20 ° to the left, and the light beam emitted from the infrared light emitter LED is irradiated to the convex surface portion of the optical system (BM), and the irradiation range is extended. The
<Light emission length change mechanism>
An embodiment of the optical communication system in the present invention is shown in FIG.
What is transmitted is a unique ID consisting of ID setting (BID), the total of 2 bytes of ID and 2 bytes of a 16-bit cyclic redundancy check code (CRC16) as a means for confirming whether transmission data has been correctly received. Send 4 bytes.

送信データは1バイトごとに符号化する。図16(B)に示す通りバイトの先頭を示す論理値0のスタートビットを1ビットと送信データの8ビット、それとバイトの末尾を示す論理値1のストップビットを1ビットとで合計10ビット分のデータとなる。   The transmission data is encoded for each byte. As shown in FIG. 16 (B), a start bit of logical value 0 indicating the beginning of a byte is 1 bit and 8 bits of transmission data, and a stop bit of logical value 1 indicating the end of the byte is 10 bits in total. It becomes the data of.

本実施例では、図16(C)に示すとおり1ビットの送信時間は16μsであり、バイト単位で0.16ms、4バイト全体の送信時間は0.64msとなる。この時間は、例えば1秒に1回通信を行うとすれば、十分に短い時間であり、送信時間として好適である。   In this embodiment, as shown in FIG. 16C, the transmission time of 1 bit is 16 μs, and the transmission time of 4 bytes as a whole is 0.16 ms and 0.64 ms. For example, if communication is performed once per second, this time is sufficiently short, and is suitable as the transmission time.

図16(C)は、1ビットの送信波形の一実施例であり、赤外線は論理値0の時に発光し、論理値1の時に発光しないとする。赤外線発光時の消費電力を低減するために、1ビット分の送信時間である16μsより発光パルスを短くする。図16(C)では、例えば3μs発光した場合の例を示している。   FIG. 16C shows an example of a 1-bit transmission waveform. Infrared light is emitted when the logical value is 0, and is not emitted when the logical value is 1. In order to reduce power consumption during infrared light emission, the light emission pulse is made shorter than 16 μs, which is a transmission time for one bit. FIG. 16C shows an example in the case of emitting light for 3 μs, for example.

一般に、光通信は、通信距離が延びるに従い、距離の二乗で光エネルギーは減衰し、ビットエラーが生じる確率は高くなる。本実施形態では、より長い通信距離を得るため、発光時間を延長することで、発光エネルギーを増加させる機能を持つ。   In general, in optical communication, as the communication distance increases, the optical energy attenuates with the square of the distance, and the probability that a bit error will occur increases. In this embodiment, in order to obtain a longer communication distance, it has a function of increasing the light emission energy by extending the light emission time.

図1において、赤外線通信の発光時間はタイムベース(BTB)を基準としてタイミング生成部(TDIV)で生成される。発光タイミングBTSELの選択は動作制御部(BCTR)で制御され、動作制御部の動作は、動作設定スイッチ(BMOD)によって設定する。   In FIG. 1, the light emission time of infrared communication is generated by the timing generation unit (TDIV) with reference to the time base (BTB). Selection of the light emission timing BTSEL is controlled by an operation control unit (BCTR), and the operation of the operation control unit is set by an operation setting switch (BMOD).

本機構により、発光時間を延長した送信波形を図16(D)に示す。図16(C)に示した通常の送信波形1と比較して、発光時間を2倍に高め、通信の成功率を高めている。一方で、全体の送信時間は変化しないため、受信側での光通信プロトコルを変更する必要がない。   A transmission waveform in which the light emission time is extended by this mechanism is shown in FIG. Compared with the normal transmission waveform 1 shown in FIG. 16C, the light emission time is doubled and the communication success rate is increased. On the other hand, since the entire transmission time does not change, there is no need to change the optical communication protocol on the receiving side.

もちろん、設定値にかかわらず、発光時間を通信条件に応じて動的に変更することも可能である。また、図16(E)に示すとおり、パルスを延長した上、更にビット長を変更してもよい。
<変調有無の選択>
図17は、赤外線通信に変調を用いた場合の符号化方式の一実施例である。
典型的には、自身の固有の識別情報2バイト分の16ビット、それと送信データが正しく受信できたかを確認する手段として、データ情報の論理値を反転した2バイト分の16ビットを送信する。全体のデータを送信する前に、データの先頭を示すリーダコードとして、論理値1を1ms、論理値0を1ms送信する。送信データは1ビットごとに符号化し、データ情報が0の場合は、論理値1を500μs、論理値0を500μs送信する。また、データ情報が1の場合は、論理値1を500μs、論理値0を1500μs送信する。最後にデータの末尾を示すストップビットとして、論理値1を500μs送信する。
Of course, the light emission time can be dynamically changed according to the communication conditions regardless of the set value. Further, as shown in FIG. 16E, the pulse length may be extended and the bit length may be further changed.
<Selection of presence / absence of modulation>
FIG. 17 shows an embodiment of an encoding method when modulation is used for infrared communication.
Typically, 16 bits for 2 bytes of its own unique identification information and 16 bits for 2 bytes obtained by inverting the logical value of the data information are transmitted as means for confirming whether transmission data has been correctly received. Before transmitting the entire data, a logical value 1 is transmitted for 1 ms and a logical value 0 is transmitted for 1 ms as a leader code indicating the head of the data. The transmission data is encoded bit by bit, and when the data information is 0, the logical value 1 is transmitted for 500 μs and the logical value 0 is transmitted for 500 μs. When the data information is 1, a logical value 1 is transmitted for 500 μs and a logical value 0 is transmitted for 1500 μs. Finally, a logical value 1 is transmitted for 500 μs as a stop bit indicating the end of the data.

データ情報が0の場合と1の場合で送信時間が異なるが、データ情報の論理値を反転した情報を付加することで、全体の送信時間は一定の50msとなる。この時間は、例えば10秒に1回通信を行うとすれば、十分に短い時間であり、送信時間として好適である。   Although the transmission time differs depending on whether the data information is 0 or 1, the total transmission time becomes a fixed 50 ms by adding information obtained by inverting the logical value of the data information. For example, if communication is performed once every 10 seconds, this time is sufficiently short, and is suitable as the transmission time.

赤外線は論理値1の時に発光し、論理値0の時に発光しないとする。より送信距離を伸ばし、また赤外線発光時の消費電力を低減するために、論理値1の発光を短いパルスに変調する。図17(F)では、例えば40kHzデューティ50%のパルスに変調した例を示している。もちろん、40kHz以外の変調周波数でも構わない。   Infrared light is emitted when the logical value is 1, and is not emitted when the logical value is 0. In order to further increase the transmission distance and reduce the power consumption during infrared light emission, the light emission of logical value 1 is modulated into short pulses. FIG. 17F shows an example in which the pulse is modulated to, for example, a 40 kHz duty 50% pulse. Of course, a modulation frequency other than 40 kHz may be used.

赤外線通信に変調信号を使うことで、外乱に対する耐性が向上し、通信距離を延長することができる。   By using the modulation signal for infrared communication, resistance to disturbance can be improved and the communication distance can be extended.

図1における変調器(BMOD)は、送信信号をそのまま駆動するか、変調をかけて送信するかをBMSELにより選択することができる。
本発明は、変調の有無にかかわらず、同一の発光器において送信処理が行えることが特徴である。したがって、変調有無2種類の信号を、混在させることも可能である。
The modulator (BMOD) in FIG. 1 can select whether to drive the transmission signal as it is or to transmit it with modulation using the BMSEL.
The present invention is characterized in that transmission processing can be performed in the same light emitter regardless of the presence or absence of modulation. Therefore, it is possible to mix two kinds of signals with and without modulation.

図18に、変調有り信号と変調無し信号を混在させた場合の時系列を示す。上記のとおり、変調有り信号は、通信時間が変調無しの場合より長いが、変調無し信号の送信間隔t1を、変調有り信号の通信時間より長く設定すれば、互いに干渉することはない。また、発光時間と回数が長い分、変調有り信号は消費電力が大きいが、変調有り信号の送信間隔t2を長くすることで、消費電力の増加を抑制することができる。
もちろん、変調有りと変調無しのIDを変えることで、受信側でどちらのIDを受信したか判別することも可能である。
FIG. 18 shows a time series when a signal with modulation and a signal without modulation are mixed. As described above, signals with modulation are longer in communication time than in the case of no modulation. However, if the transmission interval t1 of signals without modulation is set longer than the communication time of signals with modulation, they do not interfere with each other. Further, although the light emission time and the number of times increase the power consumption of the modulated signal, the increase in the power consumption can be suppressed by increasing the transmission interval t2 of the modulated signal.
Of course, it is also possible to determine which ID is received on the receiving side by changing the ID with and without modulation.

Claims (10)

光通信を介して情報を送信する光通信装置であって、
回路基板の一主面上に設けられた前記光通信に供する光を照射する発光部と、
前記発光部を駆動する電源部と、
前記発光部から照射される光の照射範囲を調整する光学調整部と、を有し、
前記光学調整部と前記電源部とが、前記回路基板の一主面上に載置され、
前記光学調整部が、前記回路基板の一主面側に設けられた上蓋と、該一主面の反対側に設けられた下蓋とにより狭持され前記回路基板に固着される、
ことを特徴とする光通信装置。
An optical communication device that transmits information via optical communication,
A light emitting unit for irradiating light provided for the optical communication provided on one main surface of the circuit board;
A power supply unit for driving the light emitting unit;
An optical adjustment unit that adjusts an irradiation range of light emitted from the light emitting unit, and
The optical adjustment unit and the power supply unit are placed on one main surface of the circuit board,
The optical adjustment unit is sandwiched between an upper lid provided on one main surface side of the circuit board and a lower lid provided on the opposite side of the one main surface, and is fixed to the circuit board.
An optical communication device.
前記光学調整部は、前記発光部からの光線の照射範囲を変更する光学部材を備え、
該光学部材を異なる光学特性を有する別の光学部材に交換するために前記回路基板から取り外し可能な構造を持ち、
該別の光学部材に交換することにより前記発光部からの光線の照射範囲を変更する、ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
The optical adjustment unit includes an optical member that changes an irradiation range of light rays from the light emitting unit,
Having a structure removable from the circuit board to replace the optical member with another optical member having different optical properties;
The optical communication apparatus according to claim 1, wherein the irradiation range of the light beam from the light emitting unit is changed by replacing the optical member with another optical member.
前記光学調整部は、前記発光部からの光線の照射範囲を変更する光学部材を備え、
該光学部材の一側面に設けられた光路変換面は、複数の異なる光学特性を有する領域で構成され、前記発光部と前記光学調整部との光学的位置関係を変更することにより、前記光線の照射範囲を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
The optical adjustment unit includes an optical member that changes an irradiation range of light rays from the light emitting unit,
An optical path conversion surface provided on one side of the optical member is composed of a plurality of regions having different optical characteristics, and by changing the optical positional relationship between the light emitting unit and the optical adjustment unit, Change the irradiation range,
The optical communication apparatus according to claim 1.
前記複数の異なる光学特性を有する領域は、前記光学部材に設けられた光路変換面に曲率の異なる反射面を複数備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の光通信装置。
The plurality of regions having different optical characteristics include a plurality of reflecting surfaces having different curvatures on an optical path conversion surface provided in the optical member.
The optical communication apparatus according to claim 3.
前記光路変換面に設けられた曲率の異なる反射面は、凹面から凸面に至るまで連続的に曲率を変えて形成された面で構成されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信装置。
The reflection surface having a different curvature provided on the optical path conversion surface is composed of a surface formed by continuously changing the curvature from the concave surface to the convex surface,
The optical communication apparatus according to claim 4.
前記回路基板が円形であって、
前記発光部を前記回路基板の外縁部に複数配列し、前記光線を前記回路基板の外縁部から照射することにより照射範囲を拡大する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
The circuit board is circular;
A plurality of the light emitting portions are arranged on the outer edge portion of the circuit board, and the irradiation range is expanded by irradiating the light rays from the outer edge portion of the circuit board.
The optical communication apparatus according to claim 1.
前記円形の回路基板の直径が、前記電源部の長手方向の長さより小さくなるように設定され、
前記電源部が、前記複数配列された発光部のそれぞれと対峙するように前記円形の中心を含む前記回路基板領域に配置されている、
ことを特徴とする請求項6に記載の光通信装置。
The diameter of the circular circuit board is set to be smaller than the length in the longitudinal direction of the power supply unit,
The power supply unit is disposed in the circuit board region including the circular center so as to face each of the plurality of light emitting units arranged.
The optical communication apparatus according to claim 6.
前記光通信の発光長を制御する動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部により前記光通信の発光パルス幅を変更することにより、前記光通信の到達距離を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
An operation control unit for controlling a light emission length of the optical communication,
By changing the emission pulse width of the optical communication by the operation control unit, the reach of the optical communication is controlled,
The optical communication apparatus according to claim 1.
前記光通信のパルスを変調させる動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部は、前記光通信のパルス変調の有無を制御することで、前記光通信の到達距離を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
An operation control unit for modulating the pulse of the optical communication,
The operation control unit controls the reach of the optical communication by controlling the presence or absence of pulse modulation of the optical communication;
The optical communication apparatus according to claim 1.
前記光通信のパルスを変調させる動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部は、時分割で変調有り信号と変調無しの信号の両方を送信制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
An operation control unit for modulating the pulse of the optical communication,
The optical communication apparatus according to claim 1, wherein the operation control unit controls transmission of both a signal with modulation and a signal without modulation in a time division manner.
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