WO2018096852A1 - 機器監視システム - Google Patents

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WO2018096852A1
WO2018096852A1 PCT/JP2017/037857 JP2017037857W WO2018096852A1 WO 2018096852 A1 WO2018096852 A1 WO 2018096852A1 JP 2017037857 W JP2017037857 W JP 2017037857W WO 2018096852 A1 WO2018096852 A1 WO 2018096852A1
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WO
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unit
light emitting
light
state
sequence
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/037857
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡一朗 亀谷
由比多 野口
杉原 隆嗣
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to TW106139299A priority Critical patent/TW201820136A/zh
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • 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
    • H04B10/116Visible light communication

Definitions

  • the present invention relates to a device monitoring system that enables device monitoring.
  • the electronic device may include a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) that displays the state of the electronic device.
  • a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) that displays the state of the electronic device.
  • the state of the light emitting element that is seen by human eyes as if the light emitting element is shining is called a lighting state.
  • a state of a light emitting element that is viewed by human eyes as if the light emitting element is not shining is called a light-off state.
  • the state of the electronic device is associated with the lighting state and the unlighting state of the light emitting element, and a human can recognize the state of the electronic device by visually recognizing the lighting state or the unlighting state of the light emitting element.
  • Patent Document 1 a light emitting diode that emits visible light is turned on or blinked at a period in which it can be lit, and a ventilation device that notifies an operating state or an abnormal state.
  • the digital code generator unit converts the operation information or abnormality information held by the control device into a high-speed digital code by the digital code generator unit, superimposes the digital code on the light emission of the light emitting diode, and rapidly flashes the light emission of the light emitting diode.
  • a ventilator designed to be used has been proposed.
  • Patent Document 1 a digital code is superimposed on a signal indicated by lighting or blinking of a blinking inspection lamp provided in the ventilator main body.
  • the definitions of reference numerals 1 and 0 are defined by the light pulse width, that is, the length of the lighting time. That is, 1 is defined when the optical pulse width is greater than 1 ms, and 0 is defined when the optical pulse width is smaller.
  • the technique described in Patent Document 1 defines the codes 1 and 0 depending on the light pulse width of the light emitting element, the shortest light emission time of the light emitting element or the shortest response time of the light receiving element is required to transmit 1 bit. Several times longer than For this reason, in the technique described in Patent Document 1, the time for transmitting one bit must be longer than the shortest light emission time of the light emitting element or several times the shortest response time of the light receiving element. In the transmission of signals that cannot be recognized, there is a problem that the bit rate is limited.
  • the present invention has been made in view of the above, and in the transmission of a signal that cannot be recognized by human eyes through the light-emitting element while ensuring the visibility of the light-emitting element,
  • An object of the present invention is to obtain a device monitoring system capable of improving the performance.
  • a device monitoring system includes a device having a light emitting unit.
  • the device monitoring system includes a terminal having a light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit.
  • the light emitting unit conveys the first information of the device to the user by causing the user to recognize the state of the light emitting element as the lit state or the unlit state.
  • the device When the device causes the user to recognize the state of the light emitting element as the lighting state, the device encodes information of the first number of bits out of the second information different from the first information of the device, and from the first bit When generating a series having a large number of bits and a mark rate of the first value and allowing the user to recognize the state of the light emitting element as the extinguished state, the information of the first number of bits is encoded in the second information. And a coding unit that generates a sequence having a number of bits larger than the first bit and a second value having a mark rate smaller than the first value. The light emitting unit is driven so that the light emitting element emits or extinguishes based on the series.
  • the terminal includes an identification unit that identifies the series from the light emitting state or the extinction state of the light emitting element based on the detection result of the light detected by the light receiving unit.
  • the terminal includes a decoding unit that performs the association opposite to the association performed by the encoding unit at the time of encoding on the sequence identified by the identification unit, and restores the second information.
  • the device monitoring system can improve the bit rate in transmitting a signal that cannot be recognized by human eyes through the light emitting element while ensuring the visibility of the light emitting element. There is an effect.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a transmission unit included in an electronic device in FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration when a transmission signal processing circuit included in an electronic device in FIG. 1 is realized by dedicated hardware.
  • 1 is a diagram illustrating a hardware configuration when a transmission signal processing circuit included in an electronic device in FIG. 1 is realized by a CPU.
  • the figure which shows an example of a function structure of the receiving part which the receiving terminal in FIG. 1 has 1 is a diagram showing a hardware configuration when a reception signal processing circuit included in a receiving terminal in FIG. 1 is realized by dedicated hardware.
  • FIG. 1 The figure which shows the hardware constitutions in case the receiving signal processing circuit with which the receiving terminal in FIG. FIG. 1 is a sequence diagram of processing for monitoring the state of an electronic device executed by the device monitoring system in FIG.
  • the figure for demonstrating an example of the process of the encoding part in Embodiment 1, and the process of a decoding part The figure for demonstrating an example of the process of the encoding part in Embodiment 1, and the process of a decoding part
  • the figure which shows an example of the function structure of the transmission part which the electronic device in Embodiment 2 of this invention has The figure which shows an example of a function structure of the receiving part which the receiving terminal in Embodiment 2 of this invention has FIG.
  • FIG. 9 is a sequence diagram of processing for monitoring the state of an electronic device executed by the device monitoring system according to the second embodiment of the present invention.
  • the figure which shows an example of a structure of the equipment monitoring system concerning Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a device monitoring system according to the first embodiment of the present invention.
  • the device monitoring system 100 includes an electronic device 200 that is a monitoring target of the device monitoring system 100 and a receiving terminal 300.
  • the electronic device 200 is an example of a device.
  • the receiving terminal 300 is an example of a terminal.
  • the receiving terminal 300 may be dedicated hardware or a general-purpose terminal such as a smartphone or a tablet terminal.
  • the electronic device 200 includes a light emitting element 201.
  • the receiving terminal 300 includes a light receiving element 301 that receives light emitted from the light emitting element 201.
  • the state of the light emitting element 201 that the human eye sees as if the light emitting element 201 is shining is called a lighting state.
  • the state of the light emitting element 201 that the human eye sees as if the light emitting element 201 is not shining is referred to as a light-off state.
  • the state of the electronic device 200 and the lighting state and extinguishing state of the light emitting element 201 are associated with each other.
  • the user of the device monitoring system 100 can recognize the state of the electronic device 200 by recognizing whether the light emitting element 201 is turned on or off.
  • the state of the electronic device 200 is, for example, a normal state in which the electronic device is operating normally, or an abnormal state in which an abnormality has occurred in the operation of the electronic device.
  • the information on the state of the electronic device 200 is an example of first information.
  • the user of the device monitoring system 100 can recognize details of an abnormal state of the electronic device 200 by using the receiving terminal 300, for example.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a transmission unit included in the electronic device in FIG.
  • the transmission unit 210 included in the electronic device 200 includes a transmission information holding unit 211, an encoding unit 212, and a light emitting unit 213.
  • the transmission information holding unit 211 holds information such as detailed information on the abnormal state of the electronic device 200 that is transmitted to the receiving terminal 300.
  • the detailed information on the abnormal state of the electronic device 200 is an example of second information.
  • the encoding unit 212 encodes information to be transmitted to the receiving terminal 300 held by the transmission information holding unit 211 and generates a sequence (hereinafter, this sequence is referred to as “encoded sequence”). Based on the series after the encoding, the state of the light emitting element 201 included in the light emitting unit 213 is controlled to a light emitting state described later or a quenching state described later.
  • the light emitting unit 213 includes a light emitting element 201.
  • the light emitting element 201 is, for example, an LED.
  • the light emitting unit 213 emits light or extinguishes, that is, emits or extinguishes the light emitting element 201, thereby notifying the user of the light emitting element 201 being turned on or off.
  • the light emitting unit 213 recognizes when the light emitting element 201 is turned on, repeatedly extinguishes the light emitting element 201 repeatedly for a short time, for example, by human eyes for transmitting detailed information on the normal state of the electronic device 200.
  • a signal that cannot be transmitted is superimposed on the signal of the lighting state of the light emitting element 201 and transmitted to the receiving terminal 300.
  • the light emitting unit 213 recognizes the light emitting element 201 by, for example, human eyes for transmitting detailed information on the abnormal state of the electronic device 200 by repeatedly emitting light for a short time while the light emitting element 201 is turned off. A signal that cannot be transmitted is superimposed on the light-off signal of the light emitting element 201 and transmitted to the receiving terminal 300.
  • the state of the light emitting element 201 while the light emitting element 201 is extinguished for a short time is referred to as a quenching state.
  • the state of the light emitting element 201 during light emission when the light emitting element 201 emits light repeatedly for a short time is called a light emitting state.
  • the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 are realized by a part of a transmission signal processing circuit included in the electronic device 200.
  • the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 may be realized by dedicated hardware.
  • a CPU Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor that executes a program stored in a memory.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration when the transmission signal processing circuit included in the electronic device in FIG. 1 is realized by dedicated hardware.
  • the hardware 220 includes a transmission signal processing circuit 221.
  • the transmission signal processing circuit 221 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination of these. Applicable.
  • the functions of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 may be realized by separate processing circuits, or the functions of the units may be realized by a single processing circuit.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration when the transmission signal processing circuit included in the electronic device in FIG. 1 is realized by a CPU.
  • the hardware 230 includes a processor 231 and a memory 232.
  • the functions of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are described as programs and stored in the memory 232.
  • the processor 231 implements the functions of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 by reading and executing the program stored in the memory 232. These programs cause the computer to execute the procedures and methods of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212.
  • the memory 232 is, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory Nonvolatile Memory such as an electrically programmable memory, or an EEPROM
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory Nonvolatile Memory such as an electrically programmable memory, or an EEPROM
  • a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD is applicable.
  • the functions of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 may be partially realized by dedicated hardware and partially realized by software or firmware.
  • the function of the transmission information holding unit 211 is realized by a processing circuit that is dedicated hardware
  • the function of the encoding unit 212 is realized by the CPU reading and executing a program stored in the memory. May be.
  • the transmission signal processing circuit included in the electronic device 200 can realize the functions of the transmission information holding unit 211 and the encoding unit 212 by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a receiving unit included in the receiving terminal in FIG.
  • the reception unit 310 included in the reception terminal 300 includes a light receiving unit 311, a signal detection processing unit 312, a decoding unit 313, and a reception signal processing unit 314.
  • the light receiving unit 311 includes a light receiving element 301.
  • the light receiving unit 311 detects light and is, for example, a PD (Photo-Diode).
  • the light receiving section 311 may be a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or camera.
  • the signal detection processing unit 312 Based on the light detection result detected by the light receiving unit 311, the signal detection processing unit 312 identifies the encoded sequence from the light emission state and the extinction state of the light emitting element 201, and decodes the identified encoded sequence. To the unit 313.
  • the signal detection processing unit 312 is an example of an identification unit.
  • the decoding unit 313 performs an association opposite to the association performed by the encoding unit 212 at the time of encoding on the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312, and transmits from the transmission information holding unit 211.
  • the received signal processing unit 314 performs processing based on the information restored by the decoding unit 313. For example, when the restored information is detailed information on the abnormal state of the electronic device 200, the received signal processing unit 314 performs processing for displaying the detailed information on the display unit included in the receiving terminal 300.
  • the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 are realized by a part of the reception signal processing circuit included in the reception terminal 300.
  • the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 may be realized by dedicated hardware, or may be realized by a CPU that executes a program stored in a memory.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration in a case where the reception signal processing circuit included in the reception terminal in FIG. 1 is realized by dedicated hardware.
  • the hardware 320 includes a received signal processing circuit 321.
  • the reception signal processing circuit 321 corresponds to, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
  • the functions of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 may be realized by different processing circuits, or the functions of the respective units may be realized by a single processing circuit. .
  • FIG. 7 is a diagram showing a hardware configuration when the reception signal processing circuit included in the reception terminal in FIG. 1 is realized by a CPU.
  • the hardware 330 includes a processor 331 and a memory 332.
  • the functions of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are described as programs and stored in the memory 332.
  • the processor 331 implements the functions of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 by reading and executing the program stored in the memory 332. These programs cause a computer to execute the procedures and methods of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314.
  • the memory 332 corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, and EEPROM, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD.
  • the functions of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 may be partially realized by dedicated hardware and partially realized by software or firmware.
  • the function of the signal detection processing unit 312 is realized by a processing circuit which is dedicated hardware, and the CPU of the decoding unit 313 and the reception signal processing unit 314 is read and executed by reading a program stored in the memory. That function may be realized.
  • the reception signal processing circuit included in the reception terminal 300 can realize the functions of the signal detection processing unit 312, the decoding unit 313, and the reception signal processing unit 314 by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 8 is a sequence diagram of processing for monitoring the state of the electronic device executed by the device monitoring system in FIG.
  • the transmission information holding unit 211 of the electronic device 200 stores information to be transmitted to the receiving terminal 300 (step S101).
  • the encoding unit 212 of the electronic device 200 acquires information to be transmitted from the transmission information holding unit 211 to the receiving terminal 300 by the number of bits to be encoded (step S102).
  • the encoding unit 212 of the electronic device 200 encodes the information acquired in step S102, and generates an encoded sequence including a larger number of bits than the number of bits of the information (step S103).
  • step S103 since the encoded sequence is configured with a larger number of bits than the number of bits of the information acquired in step S102, the number of combinations of bit sequences constituting the encoded sequence is determined by the transmission information holding unit 211. More than the number of combinations of bit sequences of information acquired from.
  • step S103 when the state of the light emitting element 201 is set to the lighting state, the bit sequence constituting the encoded sequence is configured with a high mark rate.
  • the mark rate is a ratio of 1 in the bit sequence. For example, assuming that the number of bits of information acquired from the transmission information holding unit 211 is 8 and the number of bits constituting a sequence after encoding is 10, among 10 combinations of 10 bits that are 1024 to the power of 2, 10 A combination of bits in which the number of 1's in the bits is up to the 256th, which is the second power of 2, is used as a sequence after encoding. 8 bits is an example of the first number of bits. Ten bits is an example of the number of bits larger than the first number of bits. Then, as shown in FIG.
  • a combination of bit sequences acquired from transmission information holding section 211 is associated with a sequence after encoding.
  • the mark rate of the bit sequence constituting the encoded sequence after association is 0.7.
  • the mark ratio value 0.7 is an example of a first value.
  • the combination of bits used as a sequence after encoding is not limited to the above.
  • the number of combinations in which 6 or more of the 10 bits are 1 is 386. Therefore, the number of the combinations is the number of encoded sequences necessary to form a code. More than a certain 256.
  • the number of combinations in which 7 or more of 10 bits are 1 is 176, and therefore a bit sequence in which 6 of 10 bits are 1 is configured as a sequence after encoding , There are many options for selecting which combination is used to form the encoded sequence.
  • step S103 when a bit sequence in which 6 out of 10 bits are 1 is configured as a sequence after encoding, a bit sequence that increases the Hamming distance between sequences after each encoding is selected as a sequence after encoding. .
  • a code resistant to errors can be configured, and communication reliability can be improved.
  • step S103 when the light emitting element 201 is turned off, the encoded sequence is configured with a low mark rate.
  • the number of bits of information acquired from the transmission information holding unit 211 is 8 and the number of bits constituting a sequence after encoding is 10, among 10 combinations of 10 bits that are 1024 to the power of 2, 10
  • a combination of bits in which the number of 0s in the bits is in the 256th order, which is the second power of 2 is used as the encoded sequence.
  • a combination of bit sequences acquired from transmission information holding section 211 is associated with a sequence after encoding.
  • the mark rate of the bit sequence constituting the encoded sequence after the association is 0.3.
  • a mark ratio value of 0.3 is an example of a second value.
  • the combination of bits used as a sequence after encoding is not limited to the above. Of the combinations of 10-bit bit sequences, the number of combinations in which 6 or more of 10 bits are 0 is 386. Therefore, the number of combinations is the number of encoded sequences necessary to form a code. More than a certain 256. The number of combinations in which 10 or more of 10 bits are 0 among 10 bit sequence combinations is 176, and therefore a bit sequence in which 6 of 10 bits are 0 is configured as an encoded sequence , There are many options for selecting which combination is used to form the encoded sequence.
  • step S103 when a bit sequence in which 6 out of 10 bits are 0 is configured as a sequence after encoding, a bit sequence that increases the Hamming distance between the sequences after encoding is selected as the sequence after encoding. .
  • a code resistant to errors can be configured, and communication reliability can be improved.
  • step S104 the light emitting element 201 emits or extinguishes based on the bit sequence constituting the encoded series at the shortest light emission time interval of the light emitting element 201 when the light emitting element 201 is driven at the maximum driving speed.
  • the bit sequence constituting the encoded sequence obtained by the encoding unit 212 is 1111111110
  • the light emitting element 201 is driven when the light emitting element 201 is driven at the maximum driving speed.
  • the light emitting element 201 is driven to emit light from the first period to the ninth period, and the light emitting element 201 is driven to be extinguished in the tenth period.
  • the shortest light emission time of the light emitting element 201 is preferably less than or equal to msec.
  • the shortest light emission time of the light emitting element 201 needs to be longer than the shortest response time of the light receiving element 301.
  • the shortest light emission time of the light emitting element 201 is preferably a time during which a sufficient light amount difference is obtained between the light emitting state and the quenching state of the light emitting element 201.
  • the time during which the light emitting unit 213 emits light becomes longer, so that the average illuminance increases and it is possible for humans to recognize the lighting state.
  • a signal for transmitting information acquired from the transmission information holding unit 211 is superimposed on a signal indicating the lighting state of the light emitting element 201.
  • a combination having a particularly high mark rate for example, 0.7 or more is defined as a sequence after encoding that means that data transmission is not performed.
  • the mark rate can be improved, and the visibility as a lighting state for humans can be improved.
  • the bit rate of the encoded bit sequence used for driving the light emitting unit 213 is accumulated for a certain period of time, and data transmission is not performed when the accumulated mark rate falls below a certain threshold. You may make it insert the alphabet of a high mark rate.
  • an encoded sequence indicating an idle state and an encoded sequence indicating the start of data may be provided separately.
  • the number of bits of information to be encoded and the number of bits of the bit sequence constituting each encoded sequence are not limited to those described above. For example, when the number of bits of information to be encoded is 16 and the number of bits of the bit sequence constituting each encoded sequence is 32, the bits configured by the encoded sequences after association The mark rate of the series is 0.9, and the mark rate can be improved.
  • a combination with a particularly low mark rate is defined as a sequence after encoding that means that data transmission is not performed.
  • the mark rate can be reduced, and the visibility as a light-off state for humans can be improved.
  • the bit rate of the encoded bit sequence used for driving the light emitting unit 213 is accumulated for a certain period of time, and data transmission is not performed when the accumulated mark rate exceeds a certain threshold value.
  • An encoded sequence having a low mark rate may be inserted.
  • the number of bits of information to be encoded and the number of bits of the bit sequence constituting each encoded sequence are not limited to those described above. For example, when the number of bits of information to be encoded is 16 and the number of bits of the bit sequence constituting each encoded sequence is 32, the bits configured by the encoded sequences after association The mark rate of the series is 0.1, and the mark rate can be reduced.
  • the light receiving unit 311 of the receiving terminal 300 drives the light receiving element 301 (step S106) and receives the light emitted from the light emitting unit 213.
  • the signal detection processing unit 312 of the receiving terminal 300 identifies the encoded sequence from the light emitting state and the extinction state of the light emitting element 201 based on the light detection result in the light receiving unit 311 (step S107). If the light receiving element 301 included in the light receiving unit 311 is single, the light receiving element 301 is identified based on the detection level at each time. If there are a plurality of light receiving elements 301 included in the light receiving unit 311, the time resolution may be improved by shifting the timing at which light is detected by each light receiving element 301. If there are a plurality of light receiving elements 301 included in the light receiving unit 311, a light receiving element group may be configured to increase the time resolution by shifting the light receiving timing in units of groups.
  • the transmission unit 210 and the reception unit 310 may include clocks synchronized at the same frequency.
  • the sample frequency of the light receiving unit 311 does not need to be the same as the driving frequency of the light emitting unit 213.
  • the frequency synchronization with the clock for driving the light emitting unit 213 necessary for identifying individual bits indicates that data transmission is not performed as a 10-bit bit sequence output from the encoding unit 212. It is also possible to define a sequence after encoding to mean and learn as a known pattern.
  • the transmitting unit 210 transmits the above-described encoded sequence for frequency synchronization from the light emitting unit 213 at a specific cycle, and the receiving unit 310 drives the light emitting unit 213 by measuring the frequency of occurrence of the encoded sequence.
  • the frequency can be obtained.
  • the encoded sequence for frequency synchronization may be the same as the encoded sequence for the purpose of improving the mark rate described above.
  • the encoded sequence for frequency synchronization may be a 10-bit bit sequence such as an alternating pattern of 0 and 1 such as a preamble.
  • information indicating time information as information output from the light emitting unit 213 is transmitted at a constant cycle by the same method as PTP (Precision Time Protocol) described in IEEE 1588, and the receiving unit 310 performs synchronization. You can also.
  • An encoded sequence indicating time information may be defined, and the encoded sequence may be inserted into an encoded sequence used for driving the light emitting unit 213.
  • the time information may be inserted into the frame header and detected by the received signal processing unit 314.
  • the receiving unit 310 can also obtain the driving frequency of the light emitting unit 213 through CDR (Clock Data Recovery) processing or NCO (Numerically Controlled Oscillator) processing based on the reception level at each sample time in the light receiving unit 311.
  • CDR Lock Data Recovery
  • NCO Numerically Controlled Oscillator
  • the signal detection processing unit 312 in advance has a light receiving level when the light emitting unit 213 is in a light emitting state and a light receiving level when the light emitting unit 213 is in an extinguished state. May be determined, or the signal detection processing unit 312 may perform calibration by blinking the light emitting unit 213.
  • an encoded sequence that means that data transmission is not performed such as an encoded sequence for frequency synchronization, may be used, or may be estimated from a received encoded sequence Good.
  • a level determination reference is provided based on a difference in spectral distribution between when the light emitting unit 213 is in a light emitting state and when the light emitting unit 213 is in a quenched state. Also good.
  • the decoding unit 313 of the receiving terminal 300 performs an inverse association with the association performed by the encoding unit 212 at the time of encoding on the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312.
  • the information transmitted from the transmission information holding unit 211 is restored (step S108).
  • the encoded sequence output from the encoding unit 212 is identified from the bit sequence identified by the signal detection processing unit 312, and the encoding unit 212 determines from the transmission information holding unit 211. Restore the acquired bits.
  • a sequence after encoding for synchronization is defined, and the sequence after encoding is used for driving the light emitting unit 213. This is realized by inserting it in a later series. Even if the start position of the encoded sequence is detected by setting a synchronization bit for each encoded sequence transmitted from the light emitting unit 213 and detecting the synchronization bit by the decoding unit 313 Good.
  • the information held by the transmission information holding unit 211 is configured as a frame having frame detection bits, and the head bit is scanned from the received encoded sequence to determine whether or not frame synchronization is possible. The head position of the encoded sequence may be detected based on the success result.
  • the received signal processing unit 314 of the receiving terminal 300 performs processing based on the information restored by the decoding unit 313 (step S109).
  • the information held by the transmission information holding unit 211 is configured as a frame having a frame detection bit, a function for performing frame synchronization or reception availability determination and a function for extracting data to be communicated from the frame Is provided in the received signal processing unit 314.
  • the reception signal processing unit 314 is provided with a function of reading the control information. For example, an encoded sequence that is not related to the information from the transmission information holding unit 211 and is for the purpose of adjusting the mark rate or synchronizing the signal is discarded in the decoding unit 313.
  • the encoding unit 212 acquires from the transmission information holding unit 211.
  • the encoded information is encoded to generate an encoded sequence including a higher number of bits than the number of bits of the information and including a high mark rate bit sequence that causes the light emitting element 201 to be turned on.
  • the encoding unit 212 encodes the information acquired from the transmission information holding unit 211, and the number of bits is larger than the number of bits of the information.
  • a coded sequence composed of a bit sequence with a low mark rate that makes the state of the light emitting element 201 extinguished is generated.
  • the light emitting unit 213 is driven so that the light emitting element 201 emits or extinguishes based on the encoded sequence. Accordingly, the bit rate can be improved in signal transmission that cannot be recognized by human eyes through the light emitting element 201 while ensuring the visibility of the light emitting element 201.
  • the light emitting unit 213 emits completely or completely extinguishes.
  • an input voltage to the light emitting unit 213 that is lower than that of complete emission
  • Duo-Binary modulation or pulse amplitude modulation can be used to improve communication reliability or capacity.
  • the mark ratio can be increased by using the highest light emission level as a signal indicating 1 and using an intermediate light emission level as a signal indicating 0.
  • the mark ratio can be lowered by using the lowest light emission level as a signal indicating 0 and using an intermediate light emission level as a signal indicating 1.
  • the transmission unit 210 includes a plurality of light emitting units 213, the communication capacity can be improved by the number of the light emitting units 213 by individually driving the light emitting units 213.
  • a combination of light emitting states of a plurality of light emitting units 213 may be managed in an integrated manner by the encoding unit 212, and a sequence after encoding may be configured by a combination of each light emitting unit 213.
  • the reliability of communication can be increased by setting the hamming distance to be high including the difference in the light emitting units 213 or by configuring the code so that the mutual information amount is minimized.
  • a sequence after encoding that does not actively carry information in a correlation state although there is a high interference such as a reception spectrum state in the signal detection processing unit 312 that is relatively close among a plurality of light emitting units 213 is formed.
  • the received signal processing unit 314 can determine the correlation between the light emitting units 213.
  • the encoded sequence has a bit sequence to be configured.
  • the light emitting state may be the same among the plurality of light emitting elements 201 to improve communication reliability.
  • the reliability of communication may be improved by transmitting parity information to information transmitted from the transmission unit 210 and performing error correction decoding processing in the reception unit 310.
  • parity information may be added to each encoded sequence output by the encoding unit 212, or a bit sequence constituting the encoded sequence may be configured as a frame to add parity information. Good.
  • parity information may be added to the configured frame. Parity obtained by the error correction coding operation is coded, and can be constituted by a sequence after coding with the mark rate intentionally increased or decreased. Burst error tolerance can also be improved by performing the interleaving process.
  • each receiving terminal 300 can simultaneously receive information from the electronic device 200.
  • the transmission information holding unit 211 has a function of performing encryption by encryption using a cryptographic key held by the electronic device 200 as represented by AES (Advanced Encryption Standard) 256 for the data to be transmitted, and a received signal A system in which the information held in the transmission information holding unit 211 cannot be restored from the bit sequence output from the light emitting unit 213 except for the receiving terminal 300 having a decoding key by providing the decoding function in the processing unit 314 Can be configured.
  • AES Advanced Encryption Standard
  • the electronic device 200 When the electronic device 200 has a wireless or wired communication means, information from a remote location can be stored in the transmission information holding unit 211, and information from the remote location can be received by the receiving terminal 300. In encryption of data in the transmission information holding unit 211, the encryption key can be updated from a remote place.
  • the receiving terminal 300 includes a display, the data received by the reception signal processing unit 314 or the analysis information of the electronic device 200 based thereon can be displayed.
  • the receiving terminal 300 has wireless or wired communication means, the data received by the reception signal processing unit 314 or the analysis information of the electronic device 200 based on the data is transferred to a remote place, or the data encryption in the transmission information holding unit 211
  • the decryption key of the received signal processing unit 314 can be updated in the conversion.
  • the transmission unit 240 of the electronic device 250 includes the encoding unit 241, the synchronization unit 245, and the visual state holding unit 246, and the reception unit 340 of the reception terminal 350 is the decoding unit. 341 and a visual illuminance detection unit 345, and instead of the process for monitoring the state of the electronic device of FIG. 8, the process for monitoring the state of the electronic device of FIG. 13 is executed.
  • the description of the duplicated configuration and operation is omitted, and the description of the different configuration and operation is given below.
  • the human being recognizes the lighting state and the light emitting unit 213 including the case where the human being recognizes the combination of the lighting state and the unlighting state, that is, the blinking state.
  • a signal that cannot be recognized by human eyes through the light emitting unit 213 is transmitted in both the case and the off state and in the case of causing the person to recognize them.
  • the electronic device 250 is an example of a device.
  • the receiving terminal 350 is an example of a terminal.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a transmission unit included in the electronic device according to the second embodiment of the present invention.
  • the transmission unit 240 included in the electronic device 250 includes a transmission information holding unit 211, a light emitting unit 213, an encoding unit 241, a synchronization unit 245, and a visual state holding unit 246.
  • the encoding unit 241 includes a high illuminance encoding unit 242, a low illuminance encoding unit 243, and a code selection unit 244.
  • the high illuminance encoding unit 242 encodes information to be transmitted to the receiving terminal 350 held by the transmission information holding unit 211 and makes the light sequence of the light emitting element 201 included in the light emitting unit 213 turn on. A sequence after encoding is generated.
  • the low illuminance encoding unit 243 encodes information to be transmitted to the receiving terminal 350 held by the transmission information holding unit 211, and causes a low mark rate bit sequence to turn off the light emitting element 201 included in the light emitting unit 213. A sequence after encoding is generated.
  • the code selection unit 244 performs driving of the light emitting unit 213 using a sequence after the bit sequence encoded by the high illuminance encoding unit 242 or the bit sequence encoded by the low illuminance encoding unit 243. Select whether to use the encoded sequence.
  • the code selection unit 244 is an example of a first selection unit.
  • the synchronization unit 245 synchronizes the transmission information holding unit 211, the encoding unit 241, and the visual state holding unit 246.
  • the visual recognition state holding unit 246 stores visual state information indicating whether the light emitting element 201 is in a lighting state, an extinguishing state, or a blinking state.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a reception unit included in the reception terminal according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the receiving unit 340 included in the receiving terminal 350 includes a light receiving unit 311, a signal detection processing unit 312, a received signal processing unit 314, a decoding unit 341, and a visual illuminance detection unit 345.
  • the decoding unit 341 includes a high illuminance decoding unit 342, a low illuminance decoding unit 343, and a decoding result selection unit 344.
  • the signal detection processing unit 312 is an example of a first identification unit.
  • the visual illuminance detection unit 345 is an example of a second identification unit.
  • the high illuminance decoding unit 342 associates the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312 with the reverse of the association performed by the high illuminance encoding unit 242 at the time of encoding, and maintains transmission information. The information transmitted from the unit 211 is restored.
  • the low illuminance decoding unit 343 associates the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312 with the reverse of the association performed by the low illuminance encoding unit 243 at the time of encoding, and maintains transmission information. The information transmitted from the unit 211 is restored.
  • the decoding result selection unit 344 selects whether the output to the reception signal processing unit 314 is the decoding result of the high illuminance decoding unit 342 or the decoding result of the low illuminance decoding unit 343.
  • the decoding result selection unit 344 is an example of a second selection unit.
  • the visual illuminance detection unit 345 detects whether the light emitting element 201 is in the on state, the off state, or the blinking state based on the light detection result of the light receiving unit 311.
  • FIG. 13 is a sequence diagram of processing for monitoring the state of the electronic device executed by the device monitoring system according to the second embodiment of the present invention.
  • the transmission information holding unit 211 of the electronic device 250 stores information to be transmitted to the reception terminal 350 (step S201).
  • the visual state holding unit 246 of the electronic device 250 stores visual state information indicating whether the light emitting element 201 is in a lighting state, a light-off state, or a blinking state.
  • the high illuminance encoding unit 242 and the low illuminance encoding unit 243 of the electronic device 250 acquire information to be transmitted from the transmission information holding unit 211 to the receiving terminal 350 by the number of bits to be encoded (step). S202).
  • the high illuminance encoding unit 242 of the electronic device 250 encodes the information acquired in step S202, turns on the light emitting element 201 that is configured with a number of bits larger than the number of bits of the information, and is included in the light emitting unit 213.
  • An encoded sequence composed of a bit sequence having a high mark rate to be in a state is generated.
  • the low illuminance encoding unit 243 of the electronic device 250 encodes the information acquired in step S202, is configured with a number of bits larger than the number of bits of the information, and turns off the light emitting element 201 included in the light emitting unit 213.
  • An encoded sequence composed of a bit sequence having a low mark rate to be generated is generated (step S203).
  • the code selection unit 244 of the electronic device 250 performs the encoding of the driving of the light emitting unit 213 encoded by the high illuminance encoding unit 242 based on the viewing state information held by the viewing state holding unit 246. It is selected whether to use the sequence or to use the encoded sequence encoded by the low illumination encoding unit 243 (step S204).
  • the code selection unit 244 performs the encoding encoded by the high illuminance encoding unit 242. Select a later series.
  • the code selection unit 244 encodes the low-illuminance encoding unit 243. Select a later series.
  • the code selection unit 244 displays the lighting state time when the light emitting element 201 is in a blinking state. The sequence after encoding encoded by the high illumination encoding unit 242 is selected, and the encoded sequence encoded by the low illumination encoding unit 243 is selected at the time when the light emitting element 201 is in the blinking state. select.
  • the configuration of the encoding unit 241 is not limited to this.
  • a configuration in which the visual state holding unit 246 controls an encoding method of switching the lookup table itself for encoding from the information in the transmission information holding unit 211 may be used.
  • the light emitting unit 213 of the electronic device 250 is driven based on the bit sequence constituting the encoded sequence selected by the code selecting unit 244 (step S205), and emits and extinguishes (step S206).
  • the light receiving unit 311 of the receiving terminal 350 drives the light receiving element 301 (step S207) to receive the light emitted from the light emitting unit 213.
  • the signal detection processing unit 312 of the receiving terminal 350 identifies the encoded sequence from the light emission state and the extinction state of the light emitting element 201 based on the light detection result in the light receiving unit 311 (step S208).
  • the high illuminance decoding unit 342 of the receiving terminal 350 associates the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312 with the inverse of the association performed by the high illuminance encoding unit 242 at the time of encoding. And the information transmitted from the transmission information holding unit 211 is restored.
  • the low illuminance decoding unit 343 of the receiving terminal 350 performs association opposite to the association performed at the time of encoding by the low illuminance encoding unit 243 with respect to the encoded sequence output from the signal detection processing unit 312. Then, the information transmitted from the transmission information holding unit 211 is restored (step S209).
  • the decoding result selection unit 344 of the receiving terminal 350 sets the decoding result output to the reception signal processing unit 314 as the decoding result of the high illuminance decoding unit 342 based on the identification result in the visual illuminance detection unit 345 or the low illuminance. It is selected whether to use the decoding result of the decoding unit 343 (step S210).
  • the visual illuminance detection unit 345 identifies that the light emitting element 201 is in the lighting state
  • the decoding result selection unit 344 selects the decoding result of the high illuminance decoding unit 342.
  • the decoding result selection unit 344 selects the decoding result of the low illuminance decoding unit 343.
  • the decoding result selection unit 344 decodes the high illuminance decoding unit 342 at the time when the light emitting element 201 is in the blinking state. The result is selected, and the decoding result of the low illuminance decoding unit 343 is selected at the time when the light emitting element 201 is in the blinking off state.
  • the visual illuminance detection unit 345 of the receiving terminal 350 identifies whether the light emitting element 201 is in the on state, the off state, or the blinking state based on the light detection result in the light receiving unit 311. .
  • the visual illuminance detection unit 345 configures an LPF (Low Pass Filter) such as a FIR (Finite Impulse Response) filter with respect to a change in the reception level detected by the light receiving unit 311, so that the illuminance of the light emitting unit 213 at each time The state can be detected.
  • the visual illuminance detection unit 345 can detect the illuminance state of the light emitting unit 213 by configuring the LPF for the process of identifying the bit sequence in the signal detection processing unit 312 or the identified bit sequence.
  • the period before and after the visual state holding unit 246 switches between the lighting state and the extinguishing state by synchronizing the visual state holding unit 246 and the encoding unit 241 is frequency synchronized.
  • an encoded sequence that is not intended to be received by the reception signal processing unit 314, such as an encoded sequence for encoding or an encoded sequence indicating an idle state It is possible to avoid deterioration in communication quality caused by a malfunction in detection of illuminance corresponding to the time constant of the LPF constituting the visual illuminance detection unit 345, that is, a state recognized as a lighting state or a light-off state.
  • the visual illuminance detection unit 345 detects the frequency of detecting an effective encoded sequence for each of the high illuminance decoding unit 342 and the low illuminance decoding unit 343, and the high illuminance decoding unit 342 and the low illuminance decoding unit
  • the decoding result selection unit 344 may select the decoding result of the decoding unit with a high frequency of the sequence after the effective encoding among the 343.
  • the encoded sequence indicating the switching of the output selection of the code selection unit 244 is used for driving the light emitting unit 213 in the same manner as the encoded sequence for frequency synchronization.
  • the time at which the output selection of the decoding result selection unit 344 is switched may be determined by inserting into the sequence after conversion and detecting the sequence after encoding by the reception unit 340.
  • the reception signal processing unit 314 is embedded in the frame header information with the time when the decoding result selection unit 344 switches output selection.
  • the switching time information extracted in step 1 may be notified to the decoding result selection unit 344.
  • notification control bits may be embedded in the encoded sequences as in frequency synchronization.
  • the information of the illuminance detection result detected by the visual illuminance detection unit 345 can be used not only by the decoding result selection unit 344 but also by the reception signal processing unit 314.
  • the information held by the transmission information holding unit 211 is configured as a frame having a frame detection bit
  • the information of the visual state holding unit 246 is embedded in the frame header, and the illuminance detection result of the visual illuminance detection unit 345 By checking, the normality of the reception state in the reception signal processing unit 314 can be confirmed.
  • the high-illuminance encoding unit 242 encodes information acquired from the transmission information holding unit 211 and has a bit number larger than the number of bits of the information.
  • An encoded sequence composed of a bit sequence having a high mark rate that is configured to turn on the light emitting element 201 is generated.
  • the low illuminance encoding unit 243 encodes the information acquired from the transmission information holding unit 211, is configured with a number of bits larger than the number of bits of the information, and has a low mark rate that causes the light emitting element 201 to be turned off.
  • An encoded sequence composed of bit sequences is generated.
  • the code selection unit 244 drives the light emitting unit 213 using the encoded sequence encoded by the high illuminance encoding unit 242 based on the viewing state information held by the viewing state holding unit 246 It is selected whether to use the encoded sequence encoded by the low illuminance encoding unit 243.
  • the light emitting unit 213 is driven so that the light emitting element 201 emits or extinguishes based on the encoded sequence selected by the code selecting unit 244. Accordingly, the bit rate can be improved in signal transmission that cannot be recognized by human eyes through the light emitting element 201 while ensuring the visibility of the light emitting element 201.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of a device monitoring system according to the third embodiment of the present invention.
  • the electronic device 500 includes the light emitting element 501 and the light receiving element 502, and the terminal 600 includes the light receiving element 601 and the light emitting element 602, as described above. Different from the first embodiment and the second embodiment.
  • the electronic device 500 includes the transmission unit 210 or the transmission unit 240 and the reception unit 310 or the reception unit 340, and the terminal 600 includes the reception unit 310 or the reception unit 340.
  • the transmission unit 210 or the transmission unit 240, and the electronic device 500 and the terminal 600 communicate with each other, different from the above-described first and second embodiments.
  • the electronic device 500 is an example of a device.
  • the terminal 600 is an example of a terminal.
  • the light emitting unit of the terminal 600 is controlled so as to be recognized as a light-off state. Interference due to the light emission can be reduced.
  • the electronic device 500 and the terminal 600 are provided with a period in which the electronic device 500 and the terminal 600 are turned off, and the configuration in which the electronic device 500 and the terminal 600 are turned off while transmitting their own data can also reduce interference caused by mutual light emission. be able to.
  • the period for turning off the light may be a predetermined cycle between the electronic device 500 and the terminal 600, a configuration in which a token is delivered when transmission is completed, or a period during which the terminal itself performs transmission or the other party may perform transmission. It is good also as composition which notifies a period.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the input voltage to the light emitting unit 213 is higher than the input voltage when the light emitting unit 213 emits completely.
  • a configuration using a low input voltage has been described.
  • the light receiving unit 311 receives light by integrating the light intensity within the integration time, the light emitting element 201 of the light emitting unit 213 emits the shortest light.
  • the light reception intensity of the light receiving unit 311 is changed by changing the mark rate within the integration time of the light receiving unit 311.
  • the light receiving unit 311 may be configured to receive light by integrating the light intensity using an analog element equivalent to a capacitor, and the light receiving unit 311 performs an operation for integrating the light intensity.
  • the structure provided with an apparatus may be sufficient.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the state of the light emitting unit and the integration time of the light receiving unit in the fourth embodiment of the present invention.
  • the time during which the light emitting unit 213 emits light within the integration time of the light receiving unit 311 and the time during which the light emitting unit 213 is extinguished within the integration time of the light receiving unit 311 are adjusted.
  • the light emitting unit 213 emits light over the integration time of the light receiving unit 311 hereinafter referred to as “completely lit state”
  • the light emitting unit 213 can provide the light receiving unit 311 with an intermediate state (hereinafter referred to as “intermediate state”).
  • the reliability or capacity of communication can be improved by using Duo-Binary modulation or pulse amplitude modulation.
  • the mark rate can be increased by using a signal of a complete lighting state as a signal indicating 1 and using a signal of an intermediate state as a signal indicating 0.
  • the mark rate can be lowered by using a signal in a completely light-off state as a signal indicating 0 and using a signal in an intermediate state as a signal indicating 1.
  • the light emission intensity at each bit level is impaired as compared with a configuration using an input voltage lower than the input voltage in the case where light is completely emitted as the input voltage to the light emitting unit 213, that is,
  • the light emitting unit 213 can provide an intermediate state to the light receiving unit 311 without reducing the signal-to-noise ratio.
  • FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining an example of a code sequence superimposed on the output of the encoding unit in the fourth embodiment. For example, when the code sequence shown in FIGS.
  • the light receiving unit 311 receives signals different in phase level with respect to the spread code sequence, that is, receives different disturbances, and further improves the confidentiality of communication.
  • Embodiment 5 a device monitoring system according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
  • the device monitoring system according to the fifth embodiment of the present invention is different from the above-described second embodiment in that the electronic device 250 according to the second embodiment described above includes a transmission unit 260 instead of the transmission unit 240.
  • the transmission unit 260 executes the code selection process of FIG.
  • the description of the same configuration and operation as those in Embodiment 2 is omitted, and a description of the different configuration and operation is given.
  • the transmission unit 260 in the present embodiment converts the encoded sequence for driving the light emitting unit 213 into the high illumination encoding unit 242 in order to make the light emitting unit 213 emit any light, that is, to perform dimming. And an output from the low-illuminance encoding unit 243 are used.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the transmission unit according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the transmission unit 260 includes a transmission information holding unit 211, a light emitting unit 213, an encoding unit 241, a threshold holding unit 261, a mark rate integration unit 262, and a comparison unit 263.
  • the encoding unit 241 includes a high illuminance encoding unit 242, a low illuminance encoding unit 243, and a code selection unit 244.
  • the threshold holding unit 261 holds a threshold for adjusting the light emission intensity of the light emitting unit 213.
  • the mark rate integration unit 262 integrates the mark rates of the bit sequences constituting the encoded sequence that is selected by the code selection unit 244 and output to the light emitting unit 213.
  • the comparison unit 263 compares the mark rate integration value integrated by the mark rate integration unit 262 with the threshold value for adjusting the light emission intensity of the light emitting unit 213 held by the threshold value holding unit 261.
  • the code selection unit 244 drives the light emitting unit 213 using the encoded bit sequence encoded by the high illuminance encoding unit 242, or the bit sequence encoded by the low illuminance encoding unit 243. Select whether to use a sequence after encoding. In the present embodiment, the code selection unit 244 is controlled by the output from the comparison unit 263.
  • FIG. 19 is a flowchart of code selection processing executed by the transmission unit according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the mark rate integration unit 262 of the transmission unit 260 integrates the mark rates of the bit sequences constituting the encoded sequence selected by the code selection unit 244 and output to the light emitting unit 213.
  • the bit sequence constituting the encoded sequence output to the light emitting unit 213 for the first time is 1111111110
  • the mark rate is accumulated based on the most recent, for example, two outputs
  • the second time when the bit sequence constituting the encoded sequence output to the light emitting unit 213 for the third time is 1111111000.
  • the mark rate integration unit 262 may integrate the mark rate based on the latest three or more outputs.
  • the comparison unit 263 of the transmission unit 260 includes the integrated value of the mark rate integrated by the mark rate integration unit 262 (hereinafter simply referred to as “integrated value”) and the light emitting unit 213 held by the threshold holding unit 261.
  • a threshold for adjusting the emission intensity (hereinafter simply referred to as “threshold”) is compared to determine whether or not the integrated value is smaller than the threshold (step S302).
  • the threshold value is, for example, 1.3.
  • step S302 when the integrated value is smaller than the threshold value (Yes in step S302), the code selection unit 244 is an output from the high illuminance encoding unit 242 by an output from the comparison unit 263. Control is performed so as to select the encoded sequence encoded by the high illuminance encoding unit 242 (step S303), and the processing returns to step S301.
  • step S302 when the integrated value is not smaller than the threshold value (No in step S302), the code selection unit 244 is an output from the low illuminance encoding unit 243 by an output from the comparison unit 263.
  • the low-illuminance encoding unit 243 is controlled to select the encoded sequence that has been encoded (step S304), and the process returns to step S301.
  • the light emitting unit 213 is in an arbitrary light emission state corresponding to the threshold value, that is, in a dimmed state. Accordingly, it is possible to provide a dimmed state required for human beings and to provide communication with a high signal-to-noise ratio because the amount of light is not simply reduced.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit and change the part.
  • 100, 400 device monitoring system 200, 250, 500 electronic device, 201, 501, 602 light emitting element, 210, 240, 260 transmission unit, 211 transmission information holding unit, 212, 241 encoding unit, 213 light emitting unit, 220, 230, 320, 330 hardware, 221 transmission signal processing circuit, 231 331 processor, 232 332 memory, 242 high illuminance encoding unit, 243 low illuminance encoding unit, 244 code selection unit, 245 synchronization unit, 246 visual recognition state Holding unit, 261 threshold holding unit, 262 mark rate integrating unit, 263 comparing unit, 300, 350 receiving terminal, 301, 502, 601 light receiving element, 310, 340 receiving unit, 311 light receiving unit, 312 signal detection processing unit, 313 341 decoding unit, 314 received signal processing unit, 21 the reception signal processing circuit, 342 a high illuminance decoding unit, 343 low luminance decoder 344 decoding result selecting section 345 visible illumination detection unit

Landscapes

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Abstract

発光素子の状態を点灯状態とユーザに認識させる場合は、符号化部は、送信情報保持部から取得した情報を、当該情報のビット数より多いビット数でありマーク率が第1の値である系列を生成し、発光素子の状態を消灯状態とユーザに認識させる場合は、符号化部は、送信情報保持部から取得した情報を、当該情報のビット数より多いビット数でありマーク率が第1の値より小さい第2の値である系列を生成し(ステップS103)、発光部は、符号化後の系列に基づいて発光素子が発光または消光するように駆動される(ステップS104)。

Description

機器監視システム
 本発明は、機器の監視を可能とさせる機器監視システムに関する。
 電子機器は、当該電子機器の状態を表示するLED(Light Emitting Diode)といった発光素子を備えることがある。人間が目視により発光素子が光っているように見える発光素子の状態を点灯状態という。人間が目視により発光素子が光っていないように見える発光素子の状態を消灯状態という。電子機器の状態と発光素子の点灯状態および消灯状態とは関連付けされており、人間は目視により発光素子の点灯状態または消灯状態を認識することにより、当該電子機器の状態を認識することができる。
 従来、発光素子の点灯状態において、当該発光素子が短い時間繰り返し消光することにより、電子機器の異常状態の詳細情報を伝達するための、人間が目視することによっては認識することができない信号を、発光素子の点灯状態の信号に重畳して送信する方法が提案されている。
 特許文献1では、可視光を発生する発光ダイオードを点灯もしくは視認できる周期で点滅させて、運転状態もしくは異常状態を告知する換気装置において、発光ダイオードの点灯もしくは点滅を制御する制御装置内にマイコンなどのデジタル符号発生部を備え、制御装置が保有する運転情報もしくは異常情報をデジタル符号発生部により高速のデジタル符号に変換し、デジタル符号を発光ダイオードの発光に重畳し、発光ダイオードの発光を高速点滅させるようにした換気装置が提案されている。
特開2007-78224号公報
 特許文献1では、換気装置本体に設けられた点滅する点検ランプの点灯または点滅で示される信号にデジタル符号を重畳している。特許文献1では、視認性を確保するために、符号1および0の定義としては光パルス幅、すなわち点灯時間の長さの大小で定義している。すなわち、光パルス幅が1m秒より大きい場合を1、小さい場合を0と定義している。
 特許文献1に記載の技術は、発光素子の光パルス幅の大小で符号1および0を定義しているため、1ビットを送信するためには発光素子の最短発光時間または受光素子の最短応答時間の数倍の時間が必要となる。そのため、特許文献1に記載の技術では、1ビットを送信する時間を発光素子の最短発光時間または受光素子の最短応答時間の数倍の時間より長くしなければいけないため、人間が目視することによっては認識することができない信号の送信において、ビットレートに制約がある、という問題があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発光素子の視認性を確保しつつ、当該発光素子を介した人間が目視することによっては認識することができない信号の送信において、ビットレートを向上させることができる機器監視システムを得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる機器監視システムは、発光部を有する機器を備える。機器監視システムは、発光部が発した光を受光する受光部を有する端末を備える。発光部は発光素子の状態を点灯状態または消灯状態とユーザに認識させることにより機器の第1の情報をユーザに伝える。機器は、発光素子の状態を点灯状態とユーザに認識させる場合は、機器の第1の情報とは異なる第2の情報のうち第1のビット数の情報を符号化して、第1のビットより多いビット数でありマーク率が第1の値である系列を生成し、発光素子の状態を消灯状態とユーザに認識させる場合は、第2の情報のうち第1のビット数の情報を符号化して、第1のビットより多いビット数でありマーク率が第1の値より小さい第2の値である系列を生成する符号化部を備える。発光部は、系列に基づいて発光素子が発光または消光するように駆動される。端末は、受光部によって検出された光の検出結果に基づいて、発光素子の発光状態または消光状態から系列を識別する識別部を備える。端末は、識別部により識別された系列に対して、符号化部が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、第2の情報を復元する復号部を備える。
 本発明にかかる機器監視システムは、発光素子の視認性を確保しつつ、当該発光素子を介した人間が目視することによっては認識することができない信号の送信において、ビットレートを向上させることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる機器監視システムの構成の一例を示す図 図1における電子機器が有する送信部の機能構成の一例を示す図 図1における電子機器が備える送信信号処理回路が専用のハードウェアで実現される場合のハードウェア構成を示す図 図1における電子機器が備える送信信号処理回路がCPUで実現される場合のハードウェア構成を示す図 図1における受信端末が有する受信部の機能構成の一例を示す図 図1における受信端末が備える受信信号処理回路が専用のハードウェアで実現される場合のハードウェア構成を示す図 図1における受信端末が備える受信信号処理回路がCPUで実現される場合のハードウェア構成を示す図 図1における機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理のシーケンス図 実施の形態1における符号化部の処理および復号部の処理の一例を説明するための図 実施の形態1における符号化部の処理および復号部の処理の一例を説明するための図 本発明の実施の形態2における電子機器が有する送信部の機能構成の一例を示す図 本発明の実施の形態2における受信端末が有する受信部の機能構成の一例を示す図 本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理のシーケンス図 本発明の実施の形態3にかかる機器監視システムの構成の一例を示す図 本発明の実施の形態4における発光部の状態と受光部の積分時間とを説明するための図 実施の形態4における符号化部の出力に重畳する符号系列の一例を説明するための図 実施の形態4における符号化部の出力に重畳する符号系列の一例を説明するための図 本発明の実施の形態5における送信部の機能構成の一例を示す図 本発明の実施の形態5における送信部が実行する符号選択処理のフローチャート
 以下に、本発明の実施の形態にかかる機器監視システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 まず、本発明の実施の形態1にかかる機器監視システムについて説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる機器監視システムの構成の一例を示す図である。
 図1に示すように、機器監視システム100は、機器監視システム100の監視対象である電子機器200と、受信端末300とを備える。電子機器200は、機器の一例である。受信端末300は、端末の一例である。受信端末300は、専用のハードウェアであってもよいし、スマートフォンまたはタブレット端末といった汎用の端末であってもよい。
 電子機器200は、発光素子201を備える。受信端末300は、発光素子201が発した光を受光する受光素子301を備える。人間が目視により発光素子201が光っているように見える発光素子201の状態を点灯状態という。人間が目視により発光素子201が光っていないように見える発光素子201の状態を消灯状態という。電子機器200の状態と発光素子201の点灯状態および消灯状態とは関連付けされている。機器監視システム100のユーザは、発光素子201の点灯状態または消灯状態を認識することにより、電子機器200の状態を認識することができる。電子機器200の状態は、たとえば電子機器が正常に動作している状態である正常状態、または電子機器の動作に異常が発生している状態である異常状態である。電子機器200の状態の情報は、第1の情報の一例である。機器監視システム100のユーザは、受信端末300を使用することにより、たとえば電子機器200の異常状態の詳細を認識することができる。
 図2は、図1における電子機器が有する送信部の機能構成の一例を示す図である。図2に示すように、電子機器200が有する送信部210は、送信情報保持部211と、符号化部212と、発光部213とを有する。
 送信情報保持部211は、受信端末300に送信する、たとえば電子機器200の異常状態の詳細情報といった情報を保持する。電子機器200の異常状態の詳細情報は、第2の情報の一例である。符号化部212は、送信情報保持部211が保持している受信端末300に送信する情報を符号化して、系列(以下、当該系列を「符号化後の系列」という。)を生成する。当該符号化後の系列に基づいて発光部213に含まれる発光素子201の状態が、後述する発光状態または後述する消光状態に制御される。
 発光部213は、発光素子201を含む。発光素子201は、たとえばLEDである。発光部213は、発光または消光を行う、すなわち発光素子201を発光または消光させることにより、ユーザに対して発光素子201の点灯状態または消灯状態を知らせる。発光部213は、発光素子201の点灯状態において、発光素子201を短い時間繰り返し消光することにより、たとえば電子機器200の正常状態の詳細情報を伝達するための人間が目視することによっては認識することができない信号を発光素子201の点灯状態の信号に重畳して受信端末300へ送信する。発光部213は、発光素子201の消灯状態において、発光素子201を短い時間繰り返し発光することにより、たとえば電子機器200の異常状態の詳細情報を伝達するための人間が目視することによっては認識することができない信号を発光素子201の消灯状態の信号に重畳して受信端末300へ送信する。発光素子201の点灯状態において、発光素子201を短い時間繰り返し消光する際の、消光している間の発光素子201の状態を消光状態という。発光素子201の消灯状態において、発光素子201を短い時間繰り返し発光する際の、発光している間の発光素子201の状態を発光状態という。
 送信情報保持部211および符号化部212は、電子機器200が備える送信信号処理回路の一部で実現される。送信情報保持部211および符号化部212は、専用のハードウェアで実現されてもよく、メモリに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう。)で実現されてもよい。
 図3は、図1における電子機器が備える送信信号処理回路が専用のハードウェアで実現される場合のハードウェア構成を示す図である。
 図3に示すように、ハードウェア220は、送信信号処理回路221を含む。送信信号処理回路221は、たとえば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。送信情報保持部211および符号化部212の各部の機能は、それぞれ別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。
 図4は、図1における電子機器が備える送信信号処理回路がCPUで実現される場合のハードウェア構成を示す図である。
 図4に示すように、ハードウェア230は、プロセッサ231と、メモリ232とを含む。送信情報保持部211および符号化部212の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ232に格納される。プロセッサ231は、メモリ232に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、送信情報保持部211および符号化部212の各部の機能を実現する。これらのプログラムは、送信情報保持部211および符号化部212の手順および方法をコンピュータに実行させるものである。メモリ232は、たとえばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVDが該当する。
 送信情報保持部211および符号化部212の各部の機能については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。たとえば、送信情報保持部211については専用のハードウェアである処理回路でその機能を実現し、符号化部212についてはCPUがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現してもよい。
 電子機器200が備える送信信号処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせにより、送信情報保持部211および符号化部212の各部の機能を実現することができる。
 図5は、図1における受信端末が有する受信部の機能構成の一例を示す図である。図5に示すように、受信端末300が有する受信部310は、受光部311と、信号検出処理部312と、復号部313と、受信信号処理部314とを有する。
 受光部311は、受光素子301を含む。受光部311は、光を検出するものであり、たとえばPD(Photo-Diode)である。受光部311は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサまたはカメラであってもよい。
 信号検出処理部312は、受光部311によって検出された光の検出結果に基づいて、発光素子201の発光状態および消光状態から符号化後の系列を識別し、識別した符号化後の系列を復号部313に出力する。信号検出処理部312は、識別部の一例である。復号部313は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、符号化部212が符号化時に行う対応付けとは逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する。受信信号処理部314は、復号部313により復元された情報に基づく処理を行う。たとえば、受信信号処理部314は、復元された情報が電子機器200の異常状態の詳細情報であった場合には、当該詳細情報を受信端末300が備える表示部に表示させるための処理を行う。
 信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314は、受信端末300が備える受信信号処理回路の一部で実現される。信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314は、専用のハードウェアで実現されてもよく、メモリに格納されたプログラムを実行するCPUで実現されてもよい。
 図6は、図1における受信端末が備える受信信号処理回路が専用のハードウェアで実現される場合のハードウェア構成を示す図である。
 図6に示すように、ハードウェア320は、受信信号処理回路321を含む。受信信号処理回路321は、たとえば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の各部の機能は、それぞれ別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。
 図7は、図1における受信端末が備える受信信号処理回路がCPUで実現される場合のハードウェア構成を示す図である。
 図7に示すように、ハードウェア330は、プロセッサ331と、メモリ332とを含む。信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ332に格納される。プロセッサ331は、メモリ332に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の各部の機能を実現する。これらのプログラムは、信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の手順および方法をコンピュータに実行させるものである。メモリ332は、たとえばRAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROMといった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVDが該当する。
 信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の各部の機能については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。たとえば、信号検出処理部312については専用のハードウェアである処理回路でその機能を実現し、復号部313および受信信号処理部314についてはCPUがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現してもよい。
 受信端末300が備える受信信号処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせにより、信号検出処理部312、復号部313および受信信号処理部314の各部の機能を実現することができる。
 次に、図1における機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理について説明する。図8は、図1における機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理のシーケンス図である。
 図8において、まず、電子機器200の送信情報保持部211は、受信端末300へ送信すべき情報を格納する(ステップS101)。
 次いで、電子機器200の符号化部212は、送信情報保持部211から受信端末300へ送信すべき情報を符号化の対象とするビット数分だけ取得する(ステップS102)。
 次いで、電子機器200の符号化部212は、ステップS102で取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成される符号化後の系列を生成する(ステップS103)。
 ステップS103では、符号化後の系列がステップS102で取得した情報のビット数よりも多いビット数で構成されるため、符号化後の系列を構成するビット系列の組み合わせの数は送信情報保持部211から取得した情報のビット系列の組み合わせの数よりも多くなる。
 ステップS103では、発光素子201の状態を点灯状態とする場合は、符号化後の系列を構成するビット系列はマーク率の高いもので構成する。マーク率はビット系列における1の割合である。たとえば、送信情報保持部211から取得する情報のビット数を8とし、符号化後の系列を構成するビット数を10とすると、2の10乗である1024通りある10ビットの組み合わせのうち、10ビット中の1の数が上位から2の8乗である256位までにあるビットの組み合わせを符号化後の系列として用いる。8ビットは、第1のビット数の一例である。10ビットは、第1のビット数より多いビット数の一例である。そして、図9に示すように、送信情報保持部211から取得するビット系列の組み合わせと、符号化後の系列とを対応付ける。送信情報保持部211から取得するビット系列の組み合わせのそれぞれの発生率が均一である場合、対応付け後の符号化後の系列を構成するビット系列のマーク率は0.7となる。マーク率の値である0.7は、第1の値の一例である。
 符号化後の系列として用いるビットの組み合わせは上記に限られない。10ビットのビット系列の組み合わせのうち、10ビット中6ビット以上が1である組み合わせの数は386であるため、当該組み合わせの数は符号を構成するために必要な符号化後の系列の数である256よりも多くなる。10ビットのビット系列の組み合わせのうち、10ビット中7ビット以上が1である組み合わせの数は176であるため、10ビット中6ビットが1となるビット系列を符号化後の系列として構成する場合、どの組み合わせを用いて符号化後の系列を構成するかを選定する選択肢が多くなる。ステップS103では、10ビット中6ビットが1となるビット系列を符号化後の系列として構成する場合、各符号化後の系列間でハミング距離が大きくなるビット系列を符号化後の系列として選定する。これにより、誤りに強い符号を構成することができ、通信の信頼性を向上することができる。さらに、符号化後の系列を構成するビット系列の組み合わせのマーク率を上位のものだけに限る必要はなく、マーク率を大きく低下させないように、マーク率が上位から256位にある一部の組み合わせを符号化後の系列として選定せずにマーク率が上位から256位以下の組み合わせからも符号化後の系列を選定することで、ハミング距離が大きくなるビット系列を符号化後の系列として選定することができ、マーク率の低下を抑えつつ誤りに強い符号を構成することもできる。
 ステップS103では、発光素子201の状態を消灯状態とする場合は、符号化後の系列はマーク率の低いもので構成する。たとえば、送信情報保持部211から取得する情報のビット数を8とし、符号化後の系列を構成するビット数を10とすると、2の10乗である1024通りある10ビットの組み合わせのうち、10ビット中の0の数が上位から2の8乗である256位までにあるビットの組み合わせを符号化後の系列として用いる。そして、図10に示すように、送信情報保持部211から取得するビット系列の組み合わせと、符号化後の系列とを対応付ける。送信情報保持部211から取得するビット系列の組み合わせのそれぞれの発生率が均一である場合、対応付け後の符号化後の系列を構成するビット系列のマーク率は0.3となる。マーク率の値である0.3は、第2の値の一例である。
 符号化後の系列として用いるビットの組み合わせは上記に限られない。10ビットのビット系列の組み合わせのうち、10ビット中6ビット以上が0である組み合わせの数は386であるため、当該組み合わせの数は符号を構成するために必要な符号化後の系列の数である256よりも多くなる。10ビットのビット系列の組み合わせのうち、10ビット中7ビット以上が0である組み合わせの数は176であるため、10ビット中6ビットが0となるビット系列を符号化後の系列として構成する場合、どの組み合わせを用いて符号化後の系列を構成するかを選定する選択肢が多くなる。ステップS103では、10ビット中6ビットが0となるビット系列を符号化後の系列として構成する場合、各符号化後の系列間でハミング距離が大きくなるビット系列を符号化後の系列として選定する。これにより、誤りに強い符号を構成することができ、通信の信頼性を向上することができる。さらに、符号化後の系列を構成するビット系列の組み合わせのマーク率を下位のものだけに限る必要はなく、マーク率を大きく増加させないように、マーク率が下位から256位にある一部の組み合わせを符号化後の系列として選定せずにマーク率が下位から256位以上の組み合わせからも符号化後の系列を選定することで、ハミング距離が大きくなるビット系列を符号化後の系列として選定することができ、マーク率の増加を抑えつつ誤りに強い符号を構成することもできる。
 次いで、電子機器200の発光部213は、符号化部212で得られた符号化後の系列を構成するビット系列に基づいて駆動され(ステップS104)、発光および消光する(ステップS105)。ステップS104では、発光素子201を最大の駆動速度で駆動させた場合における、発光素子201の最短発光時間の間隔で、符号化後の系列を構成するビット系列に基づいて発光素子201が発光または消光するように駆動される。たとえば、符号化部212で得られた符号化後の系列を構成するビット系列が、1111111110であった場合には、発光素子201を最大の駆動速度で駆動させた場合における、発光素子201の駆動周期において、1番目の周期から9番目の周期までは発光素子201が発光するように駆動され、10番目の周期では発光素子201が消光するように駆動される。発光素子201の最短発光時間はmsecオーダ以下であることが好ましい。発光素子201の最短発光時間は受光素子301の最短応答時間よりも長い時間である必要がある。発光素子201の最短発光時間は発光素子201の発光状態と消光状態との間で十分な光量の違いが得られる時間であることが好ましい。上述したように発光部213を駆動することにより、発光部213が発光する時間が長くなるため、平均照度が高くなり人間に対しては点灯状態と認識させることができる。また、送信情報保持部211から取得した情報を伝達するための信号が発光素子201の点灯状態の信号に重畳される。
 人間に対する点灯状態としての視認性を向上する手段としては、マーク率が特に高い、たとえば0.7以上の組み合わせを、データ送信を行っていないことを意味する符号化後の系列と定義し、符号化部212の出力に適宜当該符号化後の系列の挿入を行うことで、マーク率を向上することができ、人間に対する点灯状態としての視認性を向上することができる。発光部213の駆動に用いられる符号化後の系列のビット系列のマーク率を一定時間積算し、積算したマーク率が一定の閾値以下となった時点で、データ送信を行っていないことを意味する高いマーク率のアルファベットを挿入するようにしてもよい。データの送受信をパケットのように取り扱いたい場合にはアイドル状態を示す符号化後の系列と、データの始まりを示す符号化後の系列とを別に設けてもよい。符号化の対象となる情報のビット数と各符号化後の系列を構成するビット系列のビット数とは上述したものに限られない。たとえば、符号化の対象となる情報のビット数を16とし、各符号化後の系列を構成するビット系列のビット数を32とした場合、対応付け後の符号化後の系列により構成されるビット系列のマーク率は0.9となり、マーク率を向上させることができる。
 人間に対する消灯状態としての視認性を向上する手段としては、マーク率が特に低い、例えば0.3以下の組み合わせを、データ送信を行っていないことを意味する符号化後の系列と定義し、符号化部212の出力に適宜当該符号化後の系列の挿入を行うことで、マーク率を低下させることができ、人間に対する消灯状態としての視認性を向上することができる。発光部213の駆動に用いられる符号化後の系列のビット系列のマーク率を一定時間積算し、積算したマーク率が一定の閾値以上となった時点で、データ送信を行っていないことを意味する低いマーク率の符号化後の系列を挿入するようにしてもよい。符号化の対象となる情報のビット数と各符号化後の系列を構成するビット系列のビット数とは上述したものに限られない。たとえば、符号化の対象となる情報のビット数を16とし、各符号化後の系列を構成するビット系列のビット数を32とした場合、対応付け後の符号化後の系列により構成されるビット系列のマーク率は0.1となり、マーク率を低下させることができる。
 次いで、受信端末300の受光部311は、受光素子301を駆動して(ステップS106)、発光部213が発した光を受光する。
 次いで、受信端末300の信号検出処理部312は、受光部311での光の検出結果に基づいて、発光素子201の発光状態および消光状態から符号化後の系列を識別する(ステップS107)。受光部311に含まれる受光素子301が単一であれば受光素子301に対する各時刻での検出レベルに基づき識別を行う。受光部311に含まれる受光素子301が複数であれば各受光素子301で光の検出を行うタイミングをずらすようにして、時間分解能を高めてもよい。受光部311に含まれる受光素子301が複数であれば受光素子グループを構成して、グループ単位で受光を行うタイミングをずらすようにして時間分解能を高めてもよい。送信部210と受信部310とは同一の周波数で同期したクロックを備えてもよい。受光部311のサンプル周波数は発光部213の駆動周波数と同一である必要はない。受光部311において、個々のビットを識別するために必要となる発光部213を駆動するクロックとの周波数同期は、符号化部212の出力する10ビットのビット系列としてデータ送信を行っていないことを意味する符号化後の系列を定義し、既知パタンとして学習をするようにしてもよい。送信部210は上述した周波数同期用の符号化後の系列を特定の周期で発光部213から送信し、受信部310は当該符号化後の系列の発生頻度を測定することにより発光部213の駆動周波数を得ることができる。周波数同期用の符号化後の系列は、上述したマーク率を向上させる目的の符号化後の系列と同じでもよい。周波数同期用の符号化後の系列は、プリアンブルのような0と1との交番パタンといった10ビットのビット系列であってもよい。また、IEEE 1588に記載されているPTP(Precision Time Protocol)と同様の手法により発光部213の出力する情報として時刻情報を示す情報を一定の周期で送信し、受信部310にて同期を行うこともできる。時刻情報を示す符号化後の系列を定義して、当該符号化後の系列を、発光部213の駆動に用いられる符号化後の系列に挿入するようにしてもよい。送信情報保持部211によって保持される情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成する場合には、時刻情報をフレームヘッダに挿入して、受信信号処理部314で検出する構成としてもよい。受信部310は、受光部311において各サンプル時刻での受信レベルに基づいて、CDR(Clock Data Recovery)処理またはNCO(Numerically Controlled Oscillator)処理により発光部213の駆動周波数を得ることもできる。
 受光部311の受光レベルに対する0または1のレベル判定については、事前に信号検出処理部312が発光部213が発光状態にある際の受光レベルと発光部213が消光状態にある際の受光レベルとを保持しておいた上で判定を行ってもよいし、発光部213を点滅させて信号検出処理部312が較正を行ってもよい。上述したレベル判定では、周波数同期用の符号化後の系列といったデータ送信を行っていないことを意味する符号化後の系列を用いてもよいし、受信した符号化後の系列から推定してもよい。受光部311が色を識別可能なものであれば、発光部213が発光状態にある場合と発光部213が消光状態にある場合との間でのスペクトル分布の差分によりレベル判定の基準を設けてもよい。
 ステップS107の後、受信端末300の復号部313は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、符号化部212が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する(ステップS108)。たとえば、図9および図10に示すように、信号検出処理部312が識別したビット系列から符号化部212が出力する符号化後の系列を識別し、符号化部212が送信情報保持部211から取得したビットを復元する。
 符号化後の系列の先頭位置を識別するためのパタン同期の手段としては同期用の符号化後の系列を定義して、当該符号化後の系列を、発光部213の駆動に用いられる符号化後の系列に挿入することで実現される。発光部213から送信する各符号化後の系列に対して同期用のビットを設定し、復号部313によって同期用のビットを検出することにより、符号化後の系列の先頭位置を検出してもよい。送信情報保持部211が保持する情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成し、受信した符号化後の系列から先頭ビットを走査してフレーム同期が可能であるか否かの判定を行い、同期成功の結果を基に符号化後の系列の先頭位置を検出してもよい。
 次いで、受信端末300の受信信号処理部314は、復号部313により復元された情報に基づく処理を行う(ステップS109)。送信情報保持部211によって保持される情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成する場合にはフレーム同期または受信可否判定をする機能と、フレームからの通信の対象となるデータの取り出しを行う機能とを受信信号処理部314に設ける。フレームヘッダとして監視制御を有する場合には制御情報の読み出しを行う機能を受信信号処理部314に設ける。送信情報保持部211からの情報とは無関係である、たとえばマーク率の調整または信号同期を目的とする符号化後の系列は、復号部313において廃棄される。
 図8の電子機器の状態を監視するための処理によれば、電子機器200の状態に基づき発光素子201の状態を点灯状態とする場合は、符号化部212は、送信情報保持部211から取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光素子201の状態を点灯状態とさせる高いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。電子機器200の状態に基づき発光素子201の状態を消灯状態とする場合は、符号化部212は、送信情報保持部211から取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光素子201の状態を消灯状態とさせる低いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。発光部213は、符号化後の系列に基づいて発光素子201が発光または消光するように駆動される。これにより、発光素子201の視認性を確保しつつ、発光素子201を介した人間が目視することによっては認識することができない信号の送信において、ビットレートを向上させることができる。
 上記の説明においては簡便のため、発光部213が完全に発光あるいは完全に消光する場合の説明としているが、発光部213に対する入力電圧を完全な発光よりも低いものを使用することにより、完全に発光した状態と完全に消光した状態との中間の状態を利用することもできる。この場合にはDuo-Binary変調またはパルス振幅変調を用いて、通信の信頼性または容量を向上することができる。人間に点灯状態と認識させたい場合には1を示す信号として最も高い発光レベルを用い、0を示す信号として中間の発光レベルを用いることにより、マーク率を増加させることもできる。人間に消灯状態と認識させたい場合には0を示す信号として最も低い発光レベルを用い、1を示す信号として中間の発光レベルを用いることにより、マーク率を低下させることもできる。
 送信部210が複数の発光部213を有する場合には、それぞれの発光部213を個別に駆動することにより通信の容量を発光部213の数だけ向上させることができる。複数の発光部213の発光状態の組み合わせを符号化部212において統合的に管理し、各発光部213の組み合わせによって符号化後の系列を構成してもよい。この場合、発光部213の違いも含めて互いのハミング距離を高く設定する、または相互情報量が最小化されるように符号を構成することにより、通信の信頼性を高めることができる。たとえば複数の発光部213間で信号検出処理部312での受信スペクトル状態が比較的近いものといった干渉が高いものの相関状態には積極的に情報を乗せないような符号化後の系列を構成することで通信の信頼性は向上する。この場合に用いる受信レベル較正用、または同期用の符号化後の系列もしくは発光部213の点滅状態としては、各発光部213間の相関関係を受信信号処理部314が判別できるものがよい。たとえば1つの発光部213が発光状態にある場合には他の発光部213は消光状態となるような符号化後の系列を構成したり、全ての発光部213が消光状態にあるような状態を構成するビット系列を有するような符号化後の系列にしたりすることが好ましい。複数の発光素子201間で発光状態を同一のものとして通信の信頼性を向上させるようにしてもよい。
 送信部210より送信する情報に対してパリティ情報を送信するようにし、受信部310において誤り訂正復号処理を行うことで通信の信頼性を向上させてもよい。この場合、符号化部212で出力する個々の符号化後の系列にパリティ情報を付与したり、符号化後の系列を構成するビット系列をフレームとして構成してパリティ情報を付与したりしてもよい。送信情報保持部211にて保持する情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成する場合には、構成したフレームに対してパリティ情報を付与してもよい。誤り訂正符号化演算により得られたパリティは符号化を行い、マーク率を意図的に高めた、または低減した符号化後の系列で構成することもできる。インタリーブ処理を施すように構成することでバースト誤りの耐性を向上することもできる。符号化後の系列のビット系列に対してインタリーブ処理を行う際にはパリティを付与した後にデインタリーブ処理を行うことで、系列のマーク率を高めた、または低減した状態に構成することができる。受信部310においては各ビットに対して検出された受信レベルとビット判定を行うレベルに対する差分から尤度情報を算出し、受信レベルや複数の発光部213間の相互情報量を基にした軟判定誤り訂正またはビタビ復号のような系列推定を行うことにより通信の信頼性をさらに高めることができる。
 1つの電子機器200に対して受信端末300が複数存在する場合には、各受信端末300は同時に電子機器200からの情報を受信することができる。送信情報保持部211において送信するデータに対してAES(Advanced Encryption Standard)256に代表されるような暗号方式による暗号化を電子機器200の保持する暗号鍵を用いて行う機能を持たせ、受信信号処理部314にて復号機能を持たせることで復号鍵を有する受信端末300以外は発光部213から出力されたビット系列から送信情報保持部211にて保持する情報を復元することができないようなシステムを構成することができる。
 電子機器200が無線または有線による通信手段を有する場合、遠隔地からの情報を送信情報保持部211に格納し、遠隔地からの情報を受信端末300で受信することができる。送信情報保持部211におけるデータの暗号化において暗号化鍵を遠隔地から更新することができる。受信端末300がディスプレイを具備する場合には、受信信号処理部314の受信したデータまたはそれに基づく電子機器200の解析情報を表示することもできる。受信端末300が無線または有線による通信手段を有する場合、受信信号処理部314の受信したデータまたはそれに基づく電子機器200の解析情報を遠隔地に転送すること、または送信情報保持部211におけるデータの暗号化において受信信号処理部314の復号鍵を更新することができる。
実施の形態2.
 次に、本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムについて説明する。本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムは、電子機器250の送信部240が符号化部241、同期部245および視認状態保持部246を有するとともに、受信端末350の受信部340が復号部341および視認照度検出部345を有し、図8の電子機器の状態を監視させるための処理に代えて図13の電子機器の状態を監視させるための処理を実行する点が、上述した実施の形態1と異なり、重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。また、本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムでは、発光部213を人間に対して点灯状態と消灯状態との組み合わせ、すなわち点滅状態として認識させる場合を含め、点灯状態と人間に認識させる場合と消灯状態と人間に認識させる場合との双方において発光部213を介して人間が目視することによっては認識することができない信号を送信する。電子機器250は、機器の一例である。受信端末350は、端末の一例である。
 図11は、本発明の実施の形態2における電子機器が有する送信部の機能構成の一例を示す図である。
 図11に示すように、電子機器250が有する送信部240は、送信情報保持部211と、発光部213と、符号化部241と、同期部245と、視認状態保持部246とを有する。符号化部241は、高照度符号化部242と、低照度符号化部243と、符号選択部244とを有する。
 高照度符号化部242は、送信情報保持部211が保持している受信端末350に送信する情報を符号化して、発光部213に含まれる発光素子201を点灯状態とさせる高いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。
 低照度符号化部243は、送信情報保持部211が保持している受信端末350に送信する情報を符号化して、発光部213に含まれる発光素子201を消灯状態とさせる低いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。
 符号選択部244は、発光部213の駆動を高照度符号化部242により符号化されたビット系列の符号化後の系列を用いて行うか低照度符号化部243により符号化されたビット系列の符号化後の系列を用いて行うかを選択する。符号選択部244は、第1の選択部の一例である。
 同期部245は、送信情報保持部211、符号化部241および視認状態保持部246を同期させる。視認状態保持部246は、発光素子201の状態を点灯状態、消灯状態または点滅状態のうちのいずれの状態にするかを示す視認状態情報を保持する。
 図12は、本発明の実施の形態2における受信端末が有する受信部の機能構成の一例を示す図である。
 図12に示すように、受信端末350が有する受信部340は、受光部311と、信号検出処理部312と、受信信号処理部314と、復号部341と、視認照度検出部345とを有する。復号部341は、高照度復号部342と、低照度復号部343と、復号結果選択部344とを有する。信号検出処理部312は、第1の識別部の一例である。視認照度検出部345は、第2の識別部の一例である。
 高照度復号部342は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、高照度符号化部242が符号化時に行う対応付けとは逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する。
 低照度復号部343は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、低照度符号化部243が符号化時に行う対応付けとは逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する。
 復号結果選択部344は、受信信号処理部314への出力を高照度復号部342の復号結果とするか低照度復号部343の復号結果とするかを選択する。復号結果選択部344は、第2の選択部の一例である。
 視認照度検出部345は、受光部311の光の検出結果に基づいて、発光素子201が点灯状態であるか、消灯状態であるかまたは点滅状態であるかを検出する。
 次に、本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理について説明する。図13は、本発明の実施の形態2にかかる機器監視システムが実行する電子機器の状態を監視させるための処理のシーケンス図である。
 図13において、まず、電子機器250の送信情報保持部211は、受信端末350へ送信すべき情報を格納する(ステップS201)。電子機器250の視認状態保持部246は、発光素子201の状態を点灯状態、消灯状態または点滅状態のうちのいずれの状態にするかを示す視認状態情報を格納する。
 次いで、電子機器250の高照度符号化部242および低照度符号化部243は、送信情報保持部211から受信端末350へ送信すべき情報を符号化の対象とするビット数分だけ取得する(ステップS202)。
 次いで、電子機器250の高照度符号化部242は、ステップS202で取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光部213に含まれる発光素子201を点灯状態とさせる高いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。電子機器250の低照度符号化部243は、ステップS202で取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光部213に含まれる発光素子201を消灯状態とさせる低いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する(ステップS203)。
 次いで、電子機器250の符号選択部244は、視認状態保持部246が保持している視認状態情報に基づいて、発光部213の駆動を高照度符号化部242により符号化された符号化後の系列を用いて行うか低照度符号化部243により符号化された符号化後の系列を用いて行うかを選択する(ステップS204)。視認状態保持部246が保持している視認状態情報が発光素子201の点灯状態にすることを示す情報である場合は、符号選択部244は、高照度符号化部242により符号化された符号化後の系列を選択する。視認状態保持部246が保持している視認状態情報が発光素子201の消灯状態にすることを示す情報である場合は、符号選択部244は、低照度符号化部243により符号化された符号化後の系列を選択する。視認状態保持部246が保持している視認状態情報が発光素子201の点滅状態にすることを示す情報である場合は、符号選択部244は、発光素子201の点滅状態における点灯状態の時刻では、高照度符号化部242により符号化された符号化後の系列を選択し、発光素子201の点滅状態における消灯状態の時刻では、低照度符号化部243により符号化された符号化後の系列を選択する。
 符号化部241の構成はこれに限るものではなく、たとえば送信情報保持部211の情報から符号化のためのルックアップテーブルそのものを切り替えるといった符号化方法を視認状態保持部246により制御する構成でもよい。送信情報保持部211から取得した同一の情報に対して高照度符号化部242による符号化後の系列を構成するビット系列と低照度符号化部243による符号化後の系列を構成するビット系列とが反転関係にある場合には符号化を行う回路を高照度符号化部242に限定し、出力の反転制御を視認状態保持部246が行う構成としてもよい。
 次いで、電子機器250の発光部213は、符号選択部244により選択された符号化後の系列を構成するビット系列に基づいて駆動され(ステップS205)、発光および消光する(ステップS206)。
 次いで、受信端末350の受光部311は、受光素子301を駆動して(ステップS207)、発光部213が発した光を受光する。
 次いで、受信端末350の信号検出処理部312は、受光部311での光の検出結果に基づいて、発光素子201の発光状態および消光状態から符号化後の系列を識別する(ステップS208)。
 次いで、受信端末350の高照度復号部342は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、高照度符号化部242が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する。受信端末350の低照度復号部343は、信号検出処理部312から出力された符号化後の系列に対して、低照度符号化部243が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、送信情報保持部211から送信された情報を復元する(ステップS209)。
 次いで、受信端末350の復号結果選択部344は、視認照度検出部345での識別結果に基づいて、受信信号処理部314へ出力する復号結果を高照度復号部342の復号結果とするか低照度復号部343の復号結果とするかを選択する(ステップS210)。視認照度検出部345で発光素子201の状態が点灯状態であると識別された場合は、復号結果選択部344は、高照度復号部342の復号結果を選択する。視認照度検出部345で発光素子201の状態が消灯状態であると識別された場合は、復号結果選択部344は、低照度復号部343の復号結果を選択する。視認照度検出部345で発光素子201の状態が点滅状態であると識別された場合は、復号結果選択部344は、発光素子201の点滅状態における点灯状態の時刻では、高照度復号部342の復号結果を選択し、発光素子201の点滅状態における消灯状態の時刻では、低照度復号部343の復号結果を選択する。
 受信端末350の視認照度検出部345は、受光部311での光の検出結果に基づいて、発光素子201の状態が点灯状態、消灯状態または点滅状態のうちのいずれの状態であるかを識別する。視認照度検出部345は、受光部311の検出する受信レベルの変化に対してFIR(Finite Impulse Response)フィルタ等のLPF(Low Pass Filter)を構成することで、各時刻での発光部213の照度状態を検出することができる。視認照度検出部345は、信号検出処理部312においてビット系列を識別する過程または識別したビット系列に対してLPFを構成することで発光部213の照度状態を検出することができる。LPFを用いて視認照度検出部345を構成する場合には視認状態保持部246と符号化部241とを同期して視認状態保持部246が点灯状態と消灯状態とを切り替える前後の期間は周波数同期用の符号化後の系列やアイドル状態を示す符号化後の系列のような受信信号処理部314での受信を目的としない符号化後の系列により発光部213を駆動するようにすることで、視認照度検出部345を構成するLPFの時定数に応じた照度、すなわち点灯状態または消灯状態と認識する状態の検出における誤動作のために発生する通信品質の劣化を回避することができる。
 視認照度検出部345は、高照度復号部342と低照度復号部343のそれぞれに対して有効な符号化後の系列を検出している頻度を検出し、高照度復号部342と低照度復号部343のうちで有効な符号化後の系列の頻度が高い復号部の復号結果を復号結果選択部344が選択するようにしてもよい。
 符号選択部244が出力選択を切り替える直前に、周波数同期用の符号化後の系列と同様に符号選択部244の出力選択の切り替えを示す符号化後の系列を発光部213の駆動に用いられる符号化後の系列に挿入し、受信部340で当該符号化後の系列の検出を行うことで復号結果選択部344の出力選択を切り替える時刻を決定してもよい。送信情報保持部211にて保持する情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成する場合には、フレームヘッダ情報に復号結果選択部344が出力選択を切り替える時刻を埋め込んでおき、受信信号処理部314において抽出した切り替え時刻情報を復号結果選択部344に通知するようにしてもよい。個別の符号化後の系列に対しては周波数同期と同様に符号化後の系列中に通知制御用のビットを埋め込んでもよい。
 視認照度検出部345で検出した照度検出結果の情報は復号結果選択部344の制御以外に受信信号処理部314においても利用することができる。送信情報保持部211によって保持される情報を、フレーム検出ビットを有するフレームとして構成する場合には、フレームヘッダに視認状態保持部246の情報を埋め込んでおき、視認照度検出部345の照度検出結果と照合することで、受信信号処理部314における受信状態の正常性を確認することができる。
 図13の電子機器の状態を監視するための処理によれば、高照度符号化部242は、送信情報保持部211から取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光素子201の状態を点灯状態とさせる高いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。低照度符号化部243は、送信情報保持部211から取得した情報を符号化して、当該情報のビット数よりも多いビット数で構成され、発光素子201の状態を消灯状態とさせる低いマーク率のビット系列で構成される符号化後の系列を生成する。符号選択部244は、視認状態保持部246が保持している視認状態情報に基づいて、発光部213の駆動を高照度符号化部242により符号化された符号化後の系列を用いて行うか低照度符号化部243により符号化された符号化後の系列を用いて行うかを選択する。発光部213は、符号選択部244により選択された符号化後の系列に基づいて発光素子201が発光または消光するように駆動される。これにより、発光素子201の視認性を確保しつつ、発光素子201を介した人間が目視することによっては認識することができない信号の送信において、ビットレートを向上させることができる。
実施の形態3.
 次に、本発明の実施の形態3にかかる機器監視システムについて説明する。図14は、本発明の実施の形態3にかかる機器監視システムの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態3にかかる機器監視システム400は、電子機器500が発光素子501と受光素子502とを備え、端末600が受光素子601と発光素子602とを備えている点が、上述した実施の形態1および実施の形態2と異なる。本発明の実施の形態3にかかる機器監視システム400は、電子機器500が送信部210または送信部240を有するとともに受信部310または受信部340を有し、端末600が受信部310または受信部340を有するとともに送信部210または送信部240を有し、電子機器500と端末600とが相互に通信を行う点が、上述した実施の形態1および実施の形態2と異なる。電子機器500は、機器の一例である。端末600は、端末の一例である。
 機器監視システム400では、電子機器500が発光部の状態を人間に点灯状態として認識させるように発光を行う間、端末600の発光部は人間に消灯状態として認識させるように制御することで、互いの発光による干渉を低減させることができる。
 機器監視システム400では、電子機器500と端末600とは、互いに消灯状態とする期間を設け、互いに自身のデータ送信を行う間は消灯状態とする構成をとることでも互いの発光による干渉を低減させることができる。消灯状態とする期間は電子機器500と端末600とで予め定められた周期でも良いし、送信が完了した方がトークンを渡す構成、または自身が送信を行う期間もしくは相手側が送信を行っても良い期間を通知する構成としてもよい。
実施の形態4.
 上述した実施の形態1では、発光部213を完全に発光した状態と完全に消光した状態との中間の状態としたい場合に、発光部213に対する入力電圧として完全に発光させる場合の入力電圧よりも低い入力電圧を使用する構成について説明した。上述した実施の形態1または実施の形態2の構成において、受光部311が積分時間内において光の強度を積分して受光を行う構成である場合には、発光部213の発光素子201の最短発光時間および最短消光時間を受光部311の積分時間よりも短くなるように発光素子201を高速に駆動させて、受光部311の積分時間内のマーク率を変化させることで、受光部311の受光強度を変化させることもできる。この場合、たとえば、受光部311はコンデンサと同等であるアナログ素子を利用して光の強度を積分して受光を行う構成であってもよく、受光部311が光の強度を積分するための演算装置を備える構成であってもよい。
 図15は、本発明の実施の形態4における発光部の状態と受光部の積分時間とを説明するための図である。図15に示すように、受光部311の積分時間内において発光部213が発光している時間と、受光部311の積分時間内において発光部213が消光している時間とが調整されることにより、受光部311の積分時間に亘って発光部213が発光している場合(以下、「完全点灯状態」という。)と、受光部311の積分時間に亘って発光部213が消光している場合(以下、「完全消灯状態」という。)との中間の状態(以下、「中間状態」という。)を、発光部213が受光部311に対して提供することができる。
 この場合にはDuo-Binary変調またはパルス振幅変調を用いて、通信の信頼性または容量を向上することができる。人間に点灯状態と認識させたい場合には、1を示す信号として完全点灯状態の信号を用い、0を示す信号として中間状態の信号を用いることにより、マーク率を増加させることもできる。人間に消灯状態と認識させたい場合には、0を示す信号として完全消灯状態の信号を用い、1を示す信号として中間状態の信号を用いることにより、マーク率を低下させることもできる。
 本実施の形態によれば、発光部213に対する入力電圧として完全に発光させる場合の入力電圧よりも低い入力電圧を使用する構成と比較して、各ビットレベルでの発光強度が損なわれること、すなわち信号対雑音比を低下させることなく、中間状態を発光部213が受光部311に対して提供することができる。
 本実施の形態では、通信の秘匿性を高めるために、符号化部212からの出力に符号系列を重畳して、発光部213の発光素子201の発光または消光を示すパタンである駆動パタンを拡散符号化することもできる。以下、拡散符号化された駆動パタンを、拡散符号系列と称する。図16および図17は、実施の形態4における符号化部の出力に重畳する符号系列の一例を説明するための図である。たとえば、図16および図17に示す符号系列を符号化部212からの出力に重畳して、発光素子201の駆動パタンを拡散符号化すると、受信端末が復号鍵を有していなければ、符号化部212からの出力を復号することができないため、通信の秘匿性が確保される。
 さらに、受光部311の積分時間の開始タイミングと、符号系列のチップ、すなわち符号系列のビットとの同期が行われない場合、図16および図17に示すように、ある期間と、当該ある期間と異なる期間では、受光部311の積分時間の符号系列に対する開始タイミングが異なる。このため、受光部311では拡散符号系列に対して位相レベルで異なる信号を受信する、すなわち異なる擾乱を受けることとなり、さらに通信の秘匿性が高められる。
実施の形態5.
 次に、本発明の実施の形態5にかかる機器監視システムについて説明する。本発明の実施の形態5にかかる機器監視システムは、上述した実施の形態2にかかる電子機器250が、送信部240に代えて送信部260を有する点が、上述した実施の形態2と異なる。送信部260は、図19の符号選択処理を実行する。実施の形態2と重複する構成および作用については説明を省略し、異なる構成および作用についての説明を行う。
 本実施の形態における送信部260は、発光部213を任意の発光した状態にする、すなわち調光するために、発光部213を駆動するための符号化後の系列を、高照度符号化部242からの出力と、低照度符号化部243からの出力とから選択して用いる。
 図18は、本発明の実施の形態5における送信部の機能構成の一例を示す図である。
 図18に示すように、送信部260は、送信情報保持部211と、発光部213と、符号化部241と、閾値保持部261と、マーク率積算部262と、比較部263とを有する。符号化部241は、高照度符号化部242と、低照度符号化部243と、符号選択部244とを有する。
 閾値保持部261は、発光部213の発光強度を調整するための閾値を保持する。
 マーク率積算部262は、符号選択部244により選択されて、発光部213へ出力される符号化後の系列を構成するビット系列のマーク率を積算する。
 比較部263は、マーク率積算部262が積算したマーク率の積算値と、閾値保持部261が保持している発光部213の発光強度を調整するための閾値とを比較する。
 符号選択部244は、発光部213の駆動を高照度符号化部242により符号化されたビット系列の符号化後の系列を用いて行うか、低照度符号化部243により符号化されたビット系列の符号化後の系列を用いて行うかを選択する。本実施の形態では、符号選択部244は、比較部263からの出力によって制御される。
 次に、本発明の実施の形態5における送信部260が実行する符号選択処理について説明する。図19は、本発明の実施の形態5における送信部が実行する符号選択処理のフローチャートである。
 ステップS301において、送信部260のマーク率積算部262は、符号選択部244により選択されて、発光部213へ出力される符号化後の系列を構成するビット系列のマーク率を積算する。たとえば、1回目に発光部213へ出力される符号化後の系列を構成するビット系列が、1111111110であり、2回目に発光部213へ出力される符号化後の系列を構成するビット系列が、1111111100であった場合は、マーク率の積算値は、0.9+0.8=1.7となる。マーク率の積算を直近の、たとえば2つの出力に基づいて行う場合は、3回目に発光部213へ出力される符号化後の系列を構成するビット系列が、1111111000であった場合は、2回目に発光部213へ出力された符号化後の系列を構成するビット系列は、1111111100であったため、マーク率の積算値は、0.8+0.7=1.5となる。本実施の形態では、マーク率積算部262は、直近の3つ以上の出力に基づいてマーク率を積算してもよい。
 次いで、送信部260の比較部263は、マーク率積算部262が積算したマーク率の積算値(以下、単に「積算値」という。)と、閾値保持部261が保持している発光部213の発光強度を調整するための閾値(以下、単に「閾値」という。)とを比較して、積算値が閾値よりも小さいか否かを判別する(ステップS302)。マーク率の積算を直近の、たとえば2つの出力に基づいて行う場合は、閾値は、たとえば1.3といった値である。
 ステップS302での判別の結果、積算値が閾値よりも小さいときは(ステップS302でYes)、符号選択部244は、比較部263からの出力により、高照度符号化部242からの出力である、高照度符号化部242により符号化された符号化後の系列を選択するように制御されて(ステップS303)、ステップS301の処理に戻る。
 ステップS302での判別の結果、積算値が閾値よりも小さくないときは(ステップS302でNo)、符号選択部244は、比較部263からの出力により、低照度符号化部243からの出力である、低照度符号化部243により符号化された符号化後の系列を選択するように制御されて(ステップS304)、ステップS301の処理に戻る。
 図19の符号選択処理によれば、発光部213は、閾値に見合った任意の発光した状態、すなわち調光された状態となる。これにより、人間に対して求められる調光された状態を提供することができるとともに、単純に光量を下げるというわけではないため信号対雑音比の高い通信を提供することができる。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略および変更することも可能である。
 100,400 機器監視システム、200,250,500 電子機器、201,501,602 発光素子、210,240,260 送信部、211 送信情報保持部、212,241 符号化部、213 発光部、220,230,320,330 ハードウェア、221 送信信号処理回路、231,331 プロセッサ、232,332 メモリ、242 高照度符号化部、243 低照度符号化部、244 符号選択部、245 同期部、246 視認状態保持部、261 閾値保持部、262 マーク率積算部、263 比較部、300,350 受信端末、301,502,601 受光素子、310,340 受信部、311 受光部、312 信号検出処理部、313,341 復号部、314 受信信号処理部、321 受信信号処理回路、342 高照度復号部、343 低照度復号部、344 復号結果選択部、345 視認照度検出部、600 端末。

Claims (9)

  1.  発光部を有する機器と、前記発光部が発した光を受光する受光部を有する端末とを備え、前記発光部は発光素子の状態を点灯状態または消灯状態とユーザに認識させることにより前記機器の第1の情報をユーザに伝える機器監視システムであって、
     前記機器は、
     前記発光素子の状態を点灯状態とユーザに認識させる場合は、前記機器の前記第1の情報とは異なる第2の情報のうち第1のビット数の情報を符号化して、前記第1のビットより多いビット数でありマーク率が第1の値である系列を生成し、
     前記発光素子の状態を消灯状態とユーザに認識させる場合は、前記第2の情報のうち前記第1のビット数の情報を符号化して、前記第1のビットより多いビット数でありマーク率が前記第1の値より小さい第2の値である系列を生成する符号化部を備え、
     前記発光部は、前記系列に基づいて前記発光素子が発光または消光するように駆動され、
     前記端末は、
     前記受光部によって検出された光の検出結果に基づいて、前記発光素子の発光状態または消光状態から前記系列を識別する識別部と、
     前記識別部により識別された前記系列に対して、前記符号化部が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、前記第2の情報を復元する復号部とを備える、
     ことを特徴とする機器監視システム。
  2.  前記発光部は、前記発光素子を最大の駆動速度で駆動させた場合における、前記発光素子の最短発光時間の間隔で、前記系列に基づいて前記発光素子が発光または消光するように駆動されることを特徴とする請求項1に記載の機器監視システム。
  3.  前記符号化部は、符号化後の系列間のハミング距離が大きくなるように前記系列の生成を行うことを特徴とする請求項1に記載の機器監視システム。
  4.  前記符号化部は、前記発光素子の状態を点灯状態とする場合は、前記発光部の駆動に用いられる前記系列に、マーク率が前記第1の値よりも大きい値のビット系列を挿入し、前記発光素子の状態を消灯状態とする場合は、前記発光部の駆動に用いられる前記系列に、マーク率が前記第2の値よりも小さい値のビット系列を挿入することを特徴とする請求項1に記載の機器監視システム。
  5.  前記符号化部は、前記発光素子の状態を点灯状態とする場合は、前記発光部の駆動に用いられる前記系列のマーク率を積算し、積算したマーク率が予め定められた閾値以下となったときに、前記発光部の駆動に用いられる前記系列に、マーク率が前記第1の値よりも大きい値のビット系列を挿入し、前記発光素子の状態を消灯状態とする場合は、前記発光部の駆動に用いられる前記系列のマーク率を積算し、積算したマーク率が予め定められた閾値以上となったときに、前記発光部の駆動に用いられる前記系列に、マーク率が前記第2の値よりも小さい値のビット系列を挿入することを特徴とする請求項1に記載の機器監視システム。
  6.  発光部を有する機器と、前記発光部が発した光を受光する受光部を有する端末とを備え、前記発光部は発光素子の状態を点灯状態、消灯状態または点滅状態とユーザに認識させることにより前記機器の第1の情報をユーザに伝える機器監視システムであって、
     前記機器は、
     前記機器の前記第1の情報とは異なる第2の情報のうち第1のビット数の情報を符号化して、前記第1のビットより多いビット数でありマーク率が第1の値である系列を生成する高照度符号化部と、
     前記第2の情報のうち前記第1のビット数の情報を符号化して、前記第1のビットより多いビット数でありマーク率が前記第1の値より小さい第2の値である系列を生成する低照度符号化部と、
     前記発光素子の状態を点灯状態、消灯状態または点滅状態のうちのいずれの状態にするかを示す視認状態情報に基づいて、前記発光部の駆動を前記高照度符号化部により符号化された前記系列を用いて行うか前記低照度符号化部により符号化された前記系列を用いて行うかを選択する第1の選択部とを備え、
     前記発光部は、前記第1の選択部により選択された前記系列に基づいて前記発光素子が発光または消光するように駆動され、
     前記端末は、
     前記受光部によって検出された光の検出結果に基づいて、前記発光素子の発光状態または消光状態から前記第1の選択部により選択された前記系列を識別する第1の識別部と、
     前記受光部によって検出された光の検出結果に基づいて、前記発光素子の状態が点灯状態、消灯状態または点滅状態のうちのいずれの状態であるかを識別する第2の識別部と、
     前記第1の識別部により識別された前記系列に対して、前記高照度符号化部が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、前記第2の情報を復元する高照度復号部と、
     前記第1の識別部により識別された前記系列に対して、前記低照度符号化部が符号化時に行った対応付けと逆の対応付けを行い、前記第2の情報を復元する低照度復号部と、
     前記第2の識別部での識別結果に基づいて、出力する前記第2の情報を前記高照度復号部の復号結果とするか前記低照度復号部の復号結果とするかを選択する第2の選択部とを備える、
     ことを特徴とする機器監視システム。
  7.  前記受光部が積分時間内において前記発光部が発した前記光の強度を積分して受光を行い、前記発光部の前記発光素子の最短発光時間および最短消光時間を前記受光部の前記積分時間よりも短くなるように前記発光素子を駆動させて、前記受光部の前記積分時間内のマーク率を変化させることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の機器監視システム。
  8.  前記系列に拡散符号化のための符号系列を重畳して、前記発光部の前記発光素子の発光または消光を示すパタンを拡散符号化することを特徴とする請求項7に記載の機器監視システム。
  9.  前記機器は、
     前記発光部の発光強度を調整するための閾値を保持する閾値保持部と、
     前記発光部へ出力される系列を構成するビット系列のマーク率を積算するマーク率積算部と、
     前記マーク率積算部が積算したマーク率の積算値と、前記閾値保持部が保持している前記閾値とを比較する比較部とをさらに備え、
     前記第1の選択部は、前記比較部からの出力により、前記発光部の駆動を前記高照度符号化部により符号化された前記系列を用いて行うか前記低照度符号化部により符号化された前記系列を用いて行うかを選択し、
     前記発光部は、前記第1の選択部により選択された前記系列に基づいて前記発光素子が発光または消光するように駆動される、
     ことを特徴とする請求項6に記載の機器監視システム。
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