(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信を介して情報を送信する光通信装置であって、
回路基板の一主面上に設けられた前記光通信に供する光を照射する発光部と、
前記発光部を駆動する電源部と、
前記発光部から照射される光の照射範囲を調整する光学調整部と、を有し、
前記光学調整部と前記電源部とが、前記回路基板の一主面上に載置され、
前記光学調整部が、前記回路基板の一主面側に設けられた上蓋と、該一主面の反対側に設けられた下蓋とにより狭持され前記回路基板に固着される、
ことを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記光学調整部は、前記発光部からの光線の照射範囲を変更する光学部材を備え、
該光学部材を異なる光学特性を有する別の光学部材に交換するために前記回路基板から取り外し可能な構造を持ち、
該別の光学部材に交換することにより前記発光部からの光線の照射範囲を変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記光学調整部は、前記発光部からの光線の照射範囲を変更する光学部材を備え、
該光学部材の一側面に設けられた光路変換面は、複数の異なる光学特性を有する領域で構成され、前記発光部と前記光学調整部との光学的位置関係を変更することにより、前記光線の照射範囲を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記複数の異なる光学特性を有する領域は、前記光学部材に設けられた光路変換面に曲率の異なる反射面を複数備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記光路変換面に設けられた曲率の異なる反射面は、凹面から凸面に至るまで連続的に曲率を変えて形成された面で構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記回路基板が円形であって、
前記発光部を前記回路基板の外縁部に複数配列し、前記光線を前記回路基板の外縁部から照射することにより照射範囲を拡大する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項７】
前記円形の回路基板の直径が、前記電源部の長手方向の長さより小さくなるように設定され、
前記電源部が、前記複数配列された発光部のそれぞれと対峙するように前記円形の中心を含む前記回路基板領域に配置されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の光通信装置。
【請求項８】
前記光通信の発光長を制御する動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部により前記光通信の発光パルス幅を変更することにより、前記光通信の到達距離を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項９】
前記光通信のパルスを変調させる動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部は、前記光通信のパルス変調の有無を制御することで、前記光通信の到達距離を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記光通信のパルスを変調させる動作制御部を、さらに備え、
前記動作制御部は、時分割で変調有り信号と変調無しの信号の両方を送信制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置に係り、例えば、光通信を使用してセンサデータや場所情報を送信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研究、開発などの知的生産現場では、メンバー間のコミュニケーションがその生産性に深くかかわっている。職場におけるチームワークにおいて、各人の専門的な活動により得た暗黙知を、メンバー同士のコミュニケーションによって咀嚼して形式知化し、共通の知識として活用することで、より高度な知識生産サイクルが実現される。【０００３】
この組織内コミュニケーションを検出する手段として、人が身につけるセンサデバイスによって、この組織内コミュニケーションを検出し、可視化し、組織改善に役立てる技術が開発されている。【０００４】
コミュニケーションの検出には赤外線通信が用いられているが、赤外線通信は、一般的な無線通信と比較して反射や透過の影響を受けにくく、端末同士が対向して配置していることを検出することに適している。【０００５】
人が身につけている端末を使用してコミュニケーションを検出する場合、据え置き型の通信装置、例えば、天井に備えた赤外線送信機が発射するＩＤを人が身に付けた端末で受信し、端末装着者の位置を取得する技術がある。このような据え置き型の通信装置を、以降は赤外線ビーコンと呼ぶ。【０００６】
一方で、上述した職場の生産性がコミュニケーションに依存するという考え方は、知的生産現場のみならず、店舗での接客や病院の医療行為等、スタッフと客、医者・看護師といった、いわゆるオフィスワーク以外の職場でも共通する。こういった現業分野の職場では、コミュニケーション時の姿勢や体格は様々である。また、店舗顧客や病院患者は、施設内を頻繁に動きまわるため、より緻密な位置検出精度が求められる。【０００７】
つまり、装着者の位置を検出するために設置する赤外線ビーコンは、要求される検出精度や、対象の体格や姿勢により、照射範囲を制御する必要がある。更に、より詳細な位置検出分解能を得るために、多数設置する必要があり、小型化が求められる。【０００８】
多くの場合、赤外線ビーコンからの光線は基板鉛直上方に発射される。横方向に照射される場合、発射される赤外線の光軸と隣の部品が干渉しないよう、基板上での部品配置に制約が生まれるからである。【０００９】
基板鉛直上方に光線が発射される赤外線発光器を使用しながら、基板側面方向に光線を発射する赤外線ビーコンを構成する場合、何らかの光学系で、光軸を変化させる必要がある。【００１０】
光軸を変化させる方法として、筺体から発射される光線の向きや照射範囲を円錐型ミラーを使用して制御する構造が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、灯火は上向きに照射され、筺体上部に設置した円錐型ミラーで分光される。この円錐型ミラーが有する円錐の角度により、光線の向きが制御される。ただし、動作時に動的にその角度の変更はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−３０２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術では、赤外線ビーコンの光線の照射角度は機器に固定であり、簡便な現場作業により、設置条件に応じた所望の照射範囲に変更することができなかった。更に、円錐型ミラーを使用して光軸を制御して照射範囲を制御する照明機器の技術は存在するが、一方で筺体の中に角度がついた光学系を実装する必要性から、筺体の厚みを増し、大型化してしまう副作用があった。【００１３】
また、オフィスワーク以外の職場におけるコミュニケーション検出の適用拡大に伴って、従来のような知的生産現場に対応していた赤外線ビーコンの光線の到達距離では不十分であるという課題も同時に有している。【００１４】
そこで、本発明の目的は、電池で動作し光通信を介して場所情報を送信する光通信装置において、光通信装置の小型化、薄型化を図りながら、赤外線ビーコンの照射範囲を簡便な現場作業により容易に変更せしめる構造と、赤外線ビーコンの到達距離を延伸する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本願で開示する代表的な発明は、以下の通りである。【００１６】
電池で動作し、赤外線によって場所情報を送信する光通信装置であって、発光部から照射される光線の照射範囲を調整する光学調整部を持ち、該光学調整部と電池とが、回路基板の同じ面に実装され、光学調整部が、筺体、回路基板、発光部と電池により作られる空間に実装されること、および光通信の発光時間及び、変調の有無を選択し、光通信の到達距離を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電池で動作し光通信を介して場所情報を送信する光通信装置において、光通信装置の小型化、薄型化を図りながら、赤外線ビーコンの照射範囲を簡便な現場作業により容易に変更せしめる構造と、赤外線ビーコンの到達距離を延伸する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態である光通信装置の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態である、ビジネス顕微鏡システムを示す構成図。
【図３】本発明の一実施形態である、名札型センサデバイスのブロック図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの横置き取り付け例を示す俯瞰図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの横置き取り付け例を示す側面図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの縦置き取り付け例を示す俯瞰図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの縦置き取り付け例を示す側面図。
【図６】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の電池と赤外線送信器の配置例を示す図。
【図７】本発明の一実施形態である、赤外線送信器の構成図。
【図８】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の電池と赤外線送信器の配置例の側面図。
【図９】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。
【図１０】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。
【図１１】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。
【図１２】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの構造図。
【図１３】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコン回路基板上の赤外線送信器の配置例を示す図。
【図１４Ａ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す図。
【図１４Ｂ】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの光学系の形状例を示す部分図。
【図１５】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの赤外線送信器と光学系の位置関係を示す配置例を示す図。
【図１６】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。
【図１７】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。
【図１８】本発明の一実施形態である、赤外線ビーコンの通信のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態を、図面を用いて詳述する。
＜赤外線ビーコンを用いた光通信システム（ビジネス顕微鏡システム）の説明＞
図１は、本発明の一実施形態である光通信装置の構成を示す図である。
【００２０】
本発明における赤外線ビーコンの位置づけと機能を明らかにするため、まず赤外線ビーコンを用いた光通信システム（以下に、ビジネス顕微鏡システムと称する。）について説明する。ここで、本ビジネス顕微鏡システムとは、人間に装着した名札型センサ端末で取得される装着者の状況（例えば、装着者の位置、動作、姿勢あるいは声の特徴など）、及び周囲状況と、装着者同志の対面情報を総合して組織アクティビティとして人物間の関係性と現在の組織の評価（パフォーマンス）を図示して組織の改善に役立てるためのシステムである。
【００２１】
更には、研究、開発などの知的生産現場に限らずに、現業分野の店舗、医療現場等、組織内の人と人とのコミュニケーションがパフォーマンスに強く関係する業務分野において、スタッフ間、顧客・患者とスタッフとのコミュニケーション、また動線を可視化・分析することで効率化を目指すものである。
【００２２】
赤外線ビーコン（ＩＲＢ）は、一つまたは複数の赤外線発光器を持ち、自らのＩＤを送信することで、場所の情報を他の端末に送信する。図１に示した実施例では、２つの赤外線発光器（ＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２）を持つ場合を例示している。
【００２３】
本発明に特有の構造は、照射された赤外線の光軸や照射範囲を制御するための光学調整部（ＢＢＣ）を持つことである。この光学調整部（ＢＢＣ）を構成する光学系には、ミラーやレンズ、プリズム等が適用される。
【００２４】
本実施例では、発光器１つあたり選択可能な３通りのミラー型の光学系（ＢＬＥＤ１に対するＢＭ１１、ＢＭ１２、ＢＭ１３のミラー、及びＢＬＥＤ２に対するＢＭ２１、ＢＭ２２、ＢＭ２３のミラー）を持つ構造を示している。光学系ＢＭ１２およびＢＭ２２は平面型のミラーであり、照射方向が変化し、照射範囲の広さは変化しない。一方で、ＢＭ１1及びＢＭ２３は凸面型のミラーであるから、光軸方向とともに、照射範囲も広く変化する。また、ＢＭ１３及びＢＭ２１は凹面型のミラーであるから、照射範囲は狭くなる。
【００２５】
マイクロプロセッサ（ＢＭＣＵ）は、赤外線ビーコン全体の制御を行う半導体回路である。プログラムにより、設定値に応じたシーケンスで、赤外線発光器を制御する。
【００２６】
赤外線のＩＤはＩＤ設定スイッチ（ＢＩＤ）で設定する。送信回路（ＢＴＲ）により送信信号化され、赤外線発光器ドライバ（ＢＤＲ）により電流増幅され、赤外線発光器（ＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２）が駆動される。発光強度は、電流制限抵抗（ＢＲＥＳ１、ＢＲＥＳ２）により調整される。
【００２７】
本発明に特有の構造として、変調器（ＢＭＯＤ）を持ち、送信信号をそのまま駆動するか、変調をかけて送信するかをＢＭＳＥＬにより選択することがある。また、タイミング生成部（ＴＤＩＶ）で生成した複数の信号をＢＴＳＥＬにより選択する。
【００２８】
一般的に、赤外光に変調をかけることにより、外乱に対し強くなり、通信距離を延長することができる。また、発光長や発光間隔などの時間を変化させることで、通信距離は変化する。それぞれのタイミングは、タイムベース（ＢＴＢ）を基準としてタイミング生成部（ＴＤＩＶ）で生成される。ＢＴＳＥＬ、ＢＭＳＥＬの選択は動作制御部で（ＢＣＴＲ）制御され、動作制御部の動作は、変調器（ＢＭＯＤ）によって設定できる。
【００２９】
本発明は、変調の有無、発光時間、発光間隔を用途に応じて変化させ、赤外線通信距離を制御することで、一つの赤外線ビーコンでありながら、設定値を変えるだけで様々な用途に応用することを可能にしている。
【００３０】
赤外線ビーコンは、電池（ＢＢＡＴ）で動作するが、本実施例に図示したとおり外部電源端子（ＥＸＴ）を備え、外部電源でも動作できる設計としてもよい。
【００３１】
図２に、ビジネス顕微鏡システムの代表的なシステム構成の実施例を示す。
ビジネス顕微鏡システムでは、人が名札型センサデバイス(ＮＮ１、ＮＮ２）を装着することが特徴である。一般的には、２以上の複数の人が身につける。名札型センサデバイスでは、人と人との対面、行動、置かれた環境などをセンサによって取得・蓄積され、ビジネス顕微鏡システム基地局（ＢＳ１）を介してデータを収集する。名札型センサデバイスとビジネス顕微鏡システム基地局との通信は、無線通信を用いる場合や、有線通信によって行う場合がある。
【００３２】
名札型センサデバイスは、赤外線送受信機を備える。赤外線送受信機には二つの役割があり、ひとつは、装着者同士の対面を検出する機能であり、もうひとつは、それぞれの場所に設置された赤外線ビーコン（ＩＲＢ１、ＩＲＢ２）からの信号を受信し、装着者がいつどこにいたか検出する機能である。
赤外線通信は、無線通信と比較して直進性が高く、通信が分散、反射しにくい特性があり、端末同士が向き合っていることを検出するのに適している。
【００３３】
ビジネス顕微鏡システム基地局（ＢＳ１）で収集されたデータは、まずＰＣ等に代表される情報機器（ＢＳＰＣ）に組み込まれた基地局ホストプログラム（ＢＳＨ）の動作により、情報機器（ＢＳＰＣ）内部に備えられた基地局ＤＢ（ＢＳＤＢ）に格納される。
【００３４】
その後、基地局ミドルプログラム（ＢＳＭ）と、信号サーバに備えられたサーバミドルプログラム（ＳＶＭ）とのプロトコル通信により、信号サーバ（ＳＶ）に備えられたサーバＤＢ（ＳＶＤＢ）にデータが集約される。信号サーバは、複数の名札型センサデバイスの取得したセンサデータを、一括して格納する機能を持つ。
【００３５】
解析サーバ（ＦＶ）の特徴量解析プログラム（ＦＴＲ）は、ネットワーク通信を介して信号サーバ（ＳＶ）のサーバＤＢ（ＳＶＤＢ）にアクセスし、センサデータを取得して解析し、解析ＤＢ（ＦＤＢ）に格納する。
解析結果は、ＰＣに代表される情報端末（ＨＴＰＣ）内に格納された表示プログラム（ＨＴＰ）によりネットワーク通信を介して解析ＤＢ（ＦＤＢ）にアクセスされ、表示装置（ＤＳＰ）により表示される。
【００３６】
上記の情報機器、信号サーバ、解析サーバ、表示装置は、独立した装置である必要はなく、適宜統合された機器上に実装されることもある。
【００３７】
次に、名札型センサデバイス（ＮＮ）の機能について図３を用いて説明する。名札型センサデバイスは、赤外線通信機により送受信されたデータや、装着者の動き（加速度により算出）、音声、装着者を取り巻く環境のデータである照度、温度などをセンサにより取得し、記録する携帯型端末である。記録されたデータは、通信回路により前述のビジネス顕微鏡システム基地局に送信される。
【００３８】
図３に示す実施例では、名札型センサデバイス（ＮＮ）は４組の赤外線送受信機（ＩＲＴＲ１、ＩＲＴＲ２、ＩＲＴＲ３、ＩＲＴＲ４）を持ち、他の人が身に付けた名札型センサデバイスと通信を行い、ＩＤを交換することで、対面を検出する。また、場所に置かれた赤外線ビーコンのＩＤを受信することで、装着者がどこにいたか検出する。加速度センサ（ＡＣＣ）、マイク（ＭＩＣ）、照度センサ（ＬＵＭ）、温度センサ（ＴＨＭ）により、それぞれ装着者の動き、発話や環境音、取り巻く明るさ、取り巻く温度を取得する。
【００３９】
検出、取得された対面データ、場所データ、センサデータは、不揮発記憶装置、一般的にはフラッシュメモリ（ＦＬＭ）に記録される。記録されたデータは、適宜通信回路（ＣＯＭ）により、前日のビジネス顕微鏡システム基地局との間の通信により、信号サーバに送られる。
【００４０】
これら赤外線送受信機、センサ、不揮発メモリ、通信回路は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）によって制御される。
＜赤外線ビーコン機能の説明＞
赤外線ビーコンは場所に設置し、自らのＩＤを赤外線通信により発射し、名札型センサデバイス等で受信することで、場所の検出を行うものである。名札型センサデバイス（ＮＮ）は、概ね装着者の胸の高さにあるから、赤外線ビーコンは、その高さに設置することが望ましい。赤外線ビーコンの形状と、設置例を図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂに示す。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂは、赤外線ビーコン（ＩＲＢＨ）を水平方向に設置する例を示している。図４Ａは、赤外線ビーコン（ＩＲＢＨ）の設置状態を示す俯瞰図であり、図４Ｂは、その赤外線ビーコンと設置位置を示す側面図である。本実施例の赤外線ビーコンは、短い円柱型をしており、水平３６０°方向に光線を発射する。会議室の机（ＴＢＬＡ）などに設置する場合、水平方向で高さ１５°範囲で赤外線を発射することで、会議出席者の情報を把握できる。
【００４２】
図５Ａ、図５Ｂは、赤外線ビーコン（ＩＲＶ）を垂直方向に設置する例を示している。図５Ａは、赤外線ビーコン（ＩＲＢＨ）の設置状態を示す俯瞰図であり、図５Ｂは、その赤外線ビーコンと設置位置を示す側面図である。対象とする名札型センサデバイスの高さに、水平な台が無い場合などは、機器（ＴＢＬＢ)の側面に設置する。赤外線ビーコンを水平方向に設置する場合と比較し、赤外線の光線を機器上方に向かって照射する必要がある。
【００４３】
本発明による赤外線ビーコンの構成は、図１を用いて上述した通りである。
【００４４】
次に、図６、図７、図８を使用して、赤外線発光器と、電池の配置実施例を説明する。図１では、赤外線発光器が２つの場合を示したが、本実施例では、６個の赤外線発光器（ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６）を備える例を示している。
【００４５】
図６に、それぞれの赤外線発光器の配列例を示す。６個の赤外線発光器（ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６）は、円形基板の外周縁近傍に一定の間隔を保って配列されている。電池（ＢＡＴ）は、赤外線発光器に挟まれるように同一基板上に配置されている。
【００４６】
図７は、図６で示す赤外線発光器の一つを拡大して図示した俯瞰図である。機器を小型化する際によく用いられる表面実装型のＬＥＤの一般的な形状を示している。すなわち、半導体である発光部（ＬＥＤＳ）の上部に、レンズ構造（ＬＥＤＬ）を持ち、要求スペックに応じた照射角を実現可能としている。
【００４７】
半導体に電力を供給するための電極を２本、それぞれＬＥＤＡ、ＬＥＤＫを持ち、基板表面にはんだ付けにより実装される。本構造では、回路基板上に穴をあけて実装する必要がなく、高密度に実装することに適している。本例では、赤外線の光線は基板鉛直上方に発射される。横方向に照射される場合、発射される赤外線の光軸と隣の部品が干渉しないよう、基板上での部品配置に制約が生まれるからである。
【００４８】
基板鉛直上方に光線が照射される赤外線発光器を使いながら、基板側面に光線を発射する場合、光線を側面に向けるための光学系が赤外線発光器上部に必要になる。
【００４９】
図８に、本実施例における赤外線ビーコンを側面（図６の下方向）から見た図を示す。赤外線発光器についてはＬＥＤ１、ＬＥＤ６、ＬＥＤ５、ＬＥＤ４を図示しているが、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３については背後に重なって位置するために省略している。回路基板（ＰＣＢ）の上面に、赤外線発光器（ＬＥＤ１、ＬＥＤ６、ＬＥＤ５，ＬＥＤ４）、電池（ＢＡＴ）を実装することで、基板、赤外線発光器、電池、に挟まれた空間に、光学系を実装するための空間、光学調整部ＬＲ１、ＬＲ２を構成する。
本発明に特有の本構成にすることで、電池の厚みと光学系のスペースが相殺され、小型化に寄与する。
＜光学系に関する説明（１）＞
図９を用いて、前述した図８の光学調整部ＬＲ１、ＬＲ２に実装する光学系実装空間の具体例について説明する。
【００５０】
筺体上方に向かって光線を照射する場合、赤外線発光器は基板鉛直方向に光線を照射するため、筺体上部を透過構造にすれば、光軸を変化させる必要はない。つまり、光学系実装空間に、光学系を実装せずに筺体を封止する。一方で、筺体側面に向けて光線を照射したい場合、鉛直方向に照射される光軸を側面へ向ける必要がある。
【００５１】
図９（Ａ）〜（Ｅ）に、前述の光学系実装空間に実装する光学系の例を示す。
図９（Ａ）は、ミラーによって９０°光軸を側面に向ける例を示している。光学系Ａ（ＢＭ−Ａ）は、基板に対して４５°の角度のミラーを持つ構造としている。赤外線発光器（ＬＥＤ）から照射される光線の照射範囲が±１５°であった場合、ミラーによって９０°光軸が変更された後も、照射範囲は±１５°である。
【００５２】
図９（Ｂ）は、光学系のミラーを凹面として構成した例を示している。光学系Ｂ（ＢＭ−Ｂ）により、光軸が側面方向に向けられるのと同時に、凹面反射により赤外線発光器の照射範囲より絞られる。つまり、照射範囲が±１５°より狭くなる。
【００５３】
図９（Ｃ）は、光学系のミラーを凸面として構成した例を示している。光学系Ｃ（ＢＭ−Ｃ）により、光軸が側面方向に向けられるのと同時に、凸面反射により赤外線発光器の照射範囲より広がって照射される。つまり、照射範囲が±１５°より広がって照射される。
【００５４】
光軸の変更角度は９０°である必要はなく、用途に応じて角度を調整してもよい。例えば、図９（Ｄ）では、光学系Ｄ（ＢＭ−Ｄ）は、基板に対し４５°より大きな角度をもったミラーを備え、光軸は９０°より小さく変更され、筺体よりやや上向きの照射角となる。
【００５５】
逆に、図９（Ｅ）では、光学系Ｅ（ＢＭ−Ｅ）は、基板に対し４５°より小さな角度をもったミラーを備え、光軸は９０°より大きく変更され、筺体よりやや下向きの照射角となる。
【００５６】
図６に示したような、筺体が円形で赤外線発光器が円周上に配置される場合、本実施例によるミラーの形状は、図１０に示すような逆円錐型の曲面となる。逆円錐型の外側面が図９で示したミラーに相当する。従って、例えば、図９（Ｂ）に相当する外側面は、凹面を有する。
【００５７】
図１１は、図１０に示す逆円錐型の曲面の変形例である。すなわち、赤外線発光器の配置により、光線が当たらない場所は、光学系を連続させる必要はなく、本図のように、一部だけで構成したり、一部欠けた構成であってもよい。本実施例では、電池がＬＥＤの間に配置され、電池が実装される空間を避けて光学系が構成されている例を示す。
【００５８】
以上の構成で、赤外線ビーコンの構造を図示したものが図１２である。図１２（Ａ）は、光学調整部にミラー型光学系を実装して光線を側面に向ける場合を図示し、図１２（Ｂ）は、光学調整部に光学系を実装せず、基板鉛直方向に光線を照射する場合の実施例である。
【００５９】
下蓋（ＥＮＢ）の上に、赤外線発光器（ＬＥＤ）と電池を実装するための接点（ＢＣ１、ＢＣ２）を上面に備えた、回路基板を固定する。電池は基板上面に実装され、基板と電池と上蓋（ＥＮＵ）とで挟まれる空間に、光学系（逆円錐型ミラー）を実装した例が図１２（Ａ）である。光学系は、逆円錐型のミラー構造を持ち、電池と干渉しないために、ＢＭ１１とＢＭ１２に２つの部品に分割した例を示している。電池位置には赤外線発光器は実装されていないので、分割により光学系を劣化させることはない。
【００６０】
光学調整部に光学系を実装しない場合が、図１２（Ｂ）の実施例である。
以上の実施例に示すとおり、光学調整部に実装する光学系を、容易に交換、取り外し可能な構成（例えば、ネジ止めなど）とすることで、現場作業において簡便に光線の照射方向を変更することができる。
＜光学系に関する説明（２）＞
光学系に関する説明（１）で説明した光学系の別の実施例として、光学調整部に実装される光学系の特性を、交換ではなく、赤外線発光器（ＬＥＤ）と、光学系（ＢＭ）との位置関係によって変更する構造の例を示す。
【００６１】
図１３では、赤外線発光器を６個実装した場合の光学系（ＢＭ）を示している。赤外線発光器が６個なので、光学系（ＢＭ）も６分割する。分割した１つ分を図示したものが、図１４Ａと図１４Ｂである。図１４Ａは、図１３に示す光学系（ＢＭ）の俯瞰図であり、外側面に形成されたミラーの一つを図示している。全体として、逆円錐型のリングであるが、図１４Ｂに示すように分割された１つ分の側面のミラー形状が、図の右側に行くほど凹面に、左側に行くほど凸面の構造となっている。本実施例では、中央部は直線である。
【００６２】
つまり、赤外線発光器からの光線が、リングの右側に照射されると、図９（Ｂ）における凹面反射、リング中央に照射されると図９（Ａ）における平面反射、リング左側に照射されると図９（Ｃ）における凸面反射となる。
【００６３】
図１５では、回路基板（ＰＣＢ）およびそれに実装されたＬＥＤを固定しつつ、光学系（ＢＭ）を回転させ、赤外線発光器（ＬＥＤ）と、光学系（ＢＭ）との位置関係によって、ミラーの特性を動的に変化させる構造を示している。
【００６４】
図１５（Ａ）は回転しない場合で、赤外線発光器ＬＥＤから照射された光線は、光学系（ＢＭ）の直線部分に照射され、光軸の変更のみで動作する。図１５（Ｂ）は、光学系を２０°右に回転させた場合で、赤外線発光器ＬＥＤから照射された光線は、光学系（ＢＭ）の凹面部分に照射され、照射範囲は絞られる。図１５（Ｃ）は、光学系を２０°左に回転させた場合で、赤外線発光器ＬＥＤから照射された光線は、光学系（ＢＭ）の凸面部分に照射され、照射範囲は広がって照射される。
＜発光長の変更メカニズム＞
本発明における光通信方式の実施例を図１６に示す。
送信されるのは、ＩＤ設定（ＢＩＤ）からなる固有のＩＤであり、ＩＤ２バイト、それと送信データが正しく受信できたかを確認する手段として１６ビットの巡回冗長検査符号（ＣＲＣ１６）の２バイトの合計４バイトを送信する。
【００６５】
送信データは１バイトごとに符号化する。図１６（Ｂ）に示す通りバイトの先頭を示す論理値０のスタートビットを１ビットと送信データの８ビット、それとバイトの末尾を示す論理値１のストップビットを１ビットとで合計１０ビット分のデータとなる。
【００６６】
本実施例では、図１６（Ｃ）に示すとおり１ビットの送信時間は１６μｓであり、バイト単位で０．１６ｍｓ、４バイト全体の送信時間は０．６４ｍｓとなる。この時間は、例えば１秒に１回通信を行うとすれば、十分に短い時間であり、送信時間として好適である。
【００６７】
図１６（Ｃ）は、１ビットの送信波形の一実施例であり、赤外線は論理値０の時に発光し、論理値１の時に発光しないとする。赤外線発光時の消費電力を低減するために、１ビット分の送信時間である１６μｓより発光パルスを短くする。図１６（Ｃ）では、例えば３μｓ発光した場合の例を示している。
【００６８】
一般に、光通信は、通信距離が延びるに従い、距離の二乗で光エネルギーは減衰し、ビットエラーが生じる確率は高くなる。本実施形態では、より長い通信距離を得るため、発光時間を延長することで、発光エネルギーを増加させる機能を持つ。
【００６９】
図１において、赤外線通信の発光時間はタイムベース（ＢＴＢ）を基準としてタイミング生成部（ＴＤＩＶ）で生成される。発光タイミングＢＴＳＥＬの選択は動作制御部（ＢＣＴＲ）で制御され、動作制御部の動作は、動作設定スイッチ（ＢＭＯＤ）によって設定する。
【００７０】
本機構により、発光時間を延長した送信波形を図１６（Ｄ）に示す。図１６（Ｃ）に示した通常の送信波形１と比較して、発光時間を２倍に高め、通信の成功率を高めている。一方で、全体の送信時間は変化しないため、受信側での光通信プロトコルを変更する必要がない。
【００７１】
もちろん、設定値にかかわらず、発光時間を通信条件に応じて動的に変更することも可能である。また、図１６（Ｅ）に示すとおり、パルスを延長した上、更にビット長を変更してもよい。
＜変調有無の選択＞
図１７は、赤外線通信に変調を用いた場合の符号化方式の一実施例である。
典型的には、自身の固有の識別情報２バイト分の１６ビット、それと送信データが正しく受信できたかを確認する手段として、データ情報の論理値を反転した２バイト分の１６ビットを送信する。全体のデータを送信する前に、データの先頭を示すリーダコードとして、論理値１を１ｍｓ、論理値０を１ｍｓ送信する。送信データは１ビットごとに符号化し、データ情報が０の場合は、論理値１を５００μｓ、論理値０を５００μｓ送信する。また、データ情報が１の場合は、論理値１を５００μｓ、論理値０を１５００μｓ送信する。最後にデータの末尾を示すストップビットとして、論理値１を５００μｓ送信する。
【００７２】
データ情報が０の場合と１の場合で送信時間が異なるが、データ情報の論理値を反転した情報を付加することで、全体の送信時間は一定の５０ｍｓとなる。この時間は、例えば１０秒に１回通信を行うとすれば、十分に短い時間であり、送信時間として好適である。
【００７３】
赤外線は論理値１の時に発光し、論理値０の時に発光しないとする。より送信距離を伸ばし、また赤外線発光時の消費電力を低減するために、論理値１の発光を短いパルスに変調する。図１７（Ｆ）では、例えば４０ｋＨｚデューティ５０％のパルスに変調した例を示している。もちろん、４０ｋＨｚ以外の変調周波数でも構わない。
【００７４】
赤外線通信に変調信号を使うことで、外乱に対する耐性が向上し、通信距離を延長することができる。
【００７５】
図１における変調器（ＢＭＯＤ）は、送信信号をそのまま駆動するか、変調をかけて送信するかをＢＭＳＥＬにより選択することができる。
本発明は、変調の有無にかかわらず、同一の発光器において送信処理が行えることが特徴である。したがって、変調有無２種類の信号を、混在させることも可能である。
【００７６】
図１８に、変調有り信号と変調無し信号を混在させた場合の時系列を示す。上記のとおり、変調有り信号は、通信時間が変調無しの場合より長いが、変調無し信号の送信間隔ｔ１を、変調有り信号の通信時間より長く設定すれば、互いに干渉することはない。また、発光時間と回数が長い分、変調有り信号は消費電力が大きいが、変調有り信号の送信間隔ｔ２を長くすることで、消費電力の増加を抑制することができる。
もちろん、変調有りと変調無しのＩＤを変えることで、受信側でどちらのＩＤを受信したか判別することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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