(57)【要約】【課題】  簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供する。【解決手段】複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、  光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、  前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号に基づいて前記複数の装置間の時刻同期を行う。  【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号に基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行うことを特徴とする時刻同期システム。
【請求項２】
複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
ヘッダ部とデータ部を含む光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号のデータ部の時刻同期パターンに基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行うことを特徴とする時刻同期システム。
【請求項３】
複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
特定の前記装置のみとの間で時刻同期を行うＩＤ番号を乗せたヘッダ部と複数の前記装置間で時刻同期を行うための時刻同期パターンを乗せたデータ部とを含む光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号のデータ部の時刻同期パターンに基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行うことを特徴とする時刻同期システム。
【請求項４】
前記光変調信号出力手段は、
可視光を出力する可視光出力手段と、
前記可視光出力手段から出力される可視光を変調する可視光変調手段と
を備えることと特徴とする請求項１乃至３記載の時刻同期システム。
【請求項５】
前記可視光出力手段を複数備えたことを特徴とする請求項４記載の時刻同期システム。
【請求項６】
前記受光手段は、前記装置ごとに備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の時刻同期システム。
【請求項７】
前記受光手段は、エリアごとに備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の時刻同期システム。
【請求項８】
複数の装置間で時刻同期を行うための時刻同期方法において、
光変調信号出力手段が光変調信号を出力し、
受光手段が、前記変調信号出力手段から出力される光変調信号を受光し、
前記装置が、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号に基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行うことを特徴とする時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の装置の時刻同期を行うための時刻同期システムに関し、特に簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、温度計等の測定装置は、工場内や屋内の広域エリアに分散して配置され、多数の測定ポイントを測定する。また、これらの測定装置で測定されたデータを関連付けるためには高精度な時刻同期を行うことが必要とされる。ただし、長期間に渡る測定をこれらの測定装置に内蔵された時計で行うと、時計の誤差が累積して高精度に同期を行えないという問題点がある。
【０００３】
そこで、近年の測定装置の利用形態としては、ネットワークを利用して複数の測定装置を分散して接続し、これらの測定装置間で種々の方法を用いた時刻同期を行い、所定の時刻における測定データを収集している。ここで、上記時刻同期の方法には例えば、測定装置間をネットワークで接続してＮＴＰ（Network Time Protocol）プロトコル等を利用して時刻同期を行う方法の他、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して時刻同期を行う方法がある。ＧＰＳを利用した時刻同期の方法には次のような特許文献がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３１４０３０号公報
【０００５】
以下、従来の時刻同期システムについて図５を参照して説明する。図５はＧＰＳを利用した従来の時刻同期システムの構成例である。図５で時刻同期システム１は、ＧＰＳ衛星１０、受信手段１１〜１３、装置１４〜１６、測定データ収集手段１７を備える。
【０００６】
ＧＰＳ衛星１０は、後述する装置１４〜１６間で時刻同期を行うための同期信号を出力する。受信手段１１〜１３はＧＰＳ受信機であり、ＧＰＳ衛星１０から出力された同期信号を受信する。装置１４〜１６は、例えば温度計、湿度計、振動計等の測定装置であり、受信手段１１〜１３で受信された同期信号に基づいてこれらの装置間の時刻同期を行なうため、ネットワークを介して互いに接続されている。さらに、これらの装置１４〜１６は上記同期信号に基づいて所定の時刻における温度等を測定し、ネットワークを介して温度等の測定データを後述する測定データ収集手段１７に出力する。
【０００７】
測定データ収集手段１７は、例えばパーソナルコンピュータであり、ネットワークを介して装置１４〜１６から出力された温度等の測定データを収集し、収集されたデータに基づいて装置１４〜１６で測定したデータに異常が存在しないか等をチェックする。たとえば、温度計からなる装置１４で５０度以上の温度が検出されると、当該データを受け取った測定データ収集手段１７は、装置１４が設けられた工場等で異常が生じたと判断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＧＰＳを利用した時刻同期システムは直ちに屋内で使用することができないので、屋内で使用するための工事が必要となり工事費が発生する。また、ＧＰＳ受信機は一般に高価であり、システム全体としてコスト高となる。
【０００９】
一方、ネットワークで装置間を接続し、ＮＴＰプロトコルを利用して時刻同期を行う場合には、屋内で使用可能であり、かつシステム全体としてもコスト安となる。しかし、この方法で時刻同期を行う場合には、ネットワークのトラフィックの影響で時刻同期の精度が例えば数ｍｓから数１０ｍｓと悪くなる場合がある。
【００１０】
また、電波を使用した時刻同期方法では電波法の制限を受ける場合がある。さらに、装置間を接続するネットワークに加えて、同期用のケーブルを新たに接続することにより、ネットワークのトラフィックによる影響は避けられるが、設備投資に時間と資金が必要となる。
【００１１】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を達成するために請求項１記載の発明は、複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号に基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行う。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
ヘッダ部とデータ部を含む光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号のデータ部の時刻同期パターンに基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行う。
【００１４】
さらに、請求項３記載の発明は、複数の装置間で時刻同期を行う時刻同期システムにおいて、
特定の前記装置のみとの間で時刻同期を行うＩＤ番号を乗せたヘッダ部と複数の前記装置間で時刻同期を行うための時刻同期パターンを乗せたデータ部とを含む光変調信号を出力する光変調信号出力手段と、
前記光変調信号出力手段から出力された光変調信号を受光する受光手段を備え、
前記装置は、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号のデータ部の時刻同期パターンに基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行う。
【００１５】
そして、請求項４記載の発明は請求項１乃至３記載の発明において、
前記光変調信号出力手段は、
可視光を出力する可視光出力手段と、
前記可視光出力手段から出力される可視光を変調する可視光変調手段と
を備える。
【００１６】
さらに、請求項５記載の発明は請求項４記載の発明において、前記可視光出力手段を複数備える。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記受光手段を前記装置ごとに備える。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記受光手段をエリアごとに備える。
【００１９】
さらに、請求項８記載の発明は、複数の装置間で時刻同期を行うための時刻同期方法において、
光変調信号出力手段が光変調信号を出力し、
受光手段が、前記変調信号出力手段から出力される光変調信号を受光し、
前記装置が、前記受光手段が受光した信号を復調し、この復調された信号に基づいて複数の前記装置間の時刻同期を行う。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、次のような効果がある。
光変調信号出力手段から出力される光変調信号を、受光手段で受光し、装置で復調して時刻同期を行うので、簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することができる。また、ＧＰＳ受信機を使用しないので安価である。
【００２１】
また、ヘッダ部とデータ部が設けられた光変調信号を出力する光変調信号出力手段を備えたので、時刻同期を行う装置を選択できる。
【００２２】
さらに、光変調信号出力手段は、可視光を出力する可視光出力手段と、この可視光出力手段から出力される可視光を変調する可視光変調手段とを備えるので、既存の蛍光灯設備やＬＥＤ等の光源をそのまま用いることができる。
【００２３】
複数の可視光出力手段を備えたので、広域エリアに設けられた複数の装置間で時刻同期をとることができる。
【００２４】
受光手段を装置ごとに備えたので、高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することができる。
【００２５】
受信手段をエリアごとに備えたので、受光手段の数が少なくても高精度に複数の装置間の時刻同期をとる時刻同期システムを提供することができる。また、受光手段の数が少ないので安価である。
【００２６】
可視光出力手段がＬＥＤなので、可視光の変調周波数が高くてもオン・オフ動作を行うことができ、高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することができる。
【００２７】
光変調信号出力手段が光変調信号を出力し、受光手段がこの光変調信号を受光し、装置で復調して時刻同期を行うので、簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行える時刻同期方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本発明の時刻同期システムの構成例について図１を参照して説明する。
【００２９】
図１において、時刻同期システム１００は、光変調信号出力手段１１０、受光手段１２１〜１２３、装置１３１〜１３３、測定データ収集手段１４０を備え、光変調信号出力手段１１０は、可視光出力手段１１１〜１４と可視光変調手段１１５とにより構成される。
【００３０】
可視光出力手段１１１〜１１４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）や蛍光灯等の光源であり、図１では例として４台備えた場合を示しておりそれぞれ可視光を出力する。また、可視光出力手段１１１〜１１４は、時刻同期の精度を高めるため、高速に応答可能なＬＥＤ等が適しているが、何を使用しても差し支えない。
【００３１】
可視光変調手段１１５は、電力線１１６を介して変調信号を出力し、可視光出力手段１１１〜１１４から出力される可視光を変調する。したがって、光変調信号出力手段１１０は変調された可視光を出力することとなる。なお、この変調にはＰＳＫ（phase shift keying）方式やＦＳＫ（frequency shift keying）方式を用いることができる。
【００３２】
受光手段１２１〜１２３はフォトダイオード等の受光素子であり、可視光出力手段１１１〜１１４から出力された可視光を受光する。装置１３１〜１３３は、多点ネットワークレコーダ、多点ネットワークデータロガー、ネットワーク監視装置等のネットワーク装置や、温度計、湿度計、振動計等の測定装置である。また、これらの装置１３１〜１３３は、受光手段１２１〜１２３で受光された光変調信号を復調し、この復調された信号に含まれる後述する時刻同期パターンに基づいて装置１３１〜１３３間で時刻同期を行なう。さらに、装置１３１〜１３３が測定装置である場合には、復調された時刻同期パターンに基づいて所定の時刻における温度等を測定し、ネットワークを介して温度等の測定データを出力する。
【００３３】
測定データ収集手段１４０は、例えばパーソナルコンピュータであり、ネットワークを介して装置１３１〜１３３から出力された温度等の測定データを収集するとともに、収集されたデータに基づいて装置１３１〜１３３で測定したデータに異常が存在しないか等をチェックする。たとえば、温度計からなる装置１３１で５０度以上の温度が検出されると、当該データを受け取った測定データ収集手段１４０は装置１３１が設けられた工場等で異常が生じたと判断する。
【００３４】
次に、光変調信号出力手段１１０から出力される光変調信号について図２を参照して説明する。図２（ア）は光変調信号出力手段１１０から出力される光変調信号の一例であり、図２（イ）は図２（ア）の要部拡大図である。図２（ア）において光変調信号にはヘッダ部１５０とデータ部１６０が乗せられる。ヘッダ部１５０には、例えばノイズでないことを知らせるパターン、復調同期を取るためのプリアンブル、さらには特定の装置のみとの間で同期を取るためのＩＤ番号等の情報が含まれる。また、データ部１６０には時刻同期信号パターンや時刻データが乗せられている。さらに、これらの情報はＬＥＤや蛍光灯等からなる可視光出力手段１１１〜１１４が図２（イ）に示す様にオン・オフを繰り返すことにより形成される。
【００３５】
次に、図１の動作を図２及び図３を参照して説明する。図３は図１の動作を説明するフローチャートである。測定データ収集手段１４０はスタンバイ信号を装置１３１〜１３３に対して出力し（ステップ１）、このスタンバイ信号を受信した装置１３１〜１３３はスタンバイ状態となる。
【００３６】
測定データ収集手段１４０は同期動作を開始する旨の信号（同期動作開始信号）を可視光出力手段１１５に出力し（ステップ２）、可視光変調手段１１５はこの信号を受信すると電力線１１６を介して可視光出力手段１１１〜１１４に対して変調信号を出力し、可視光出力手段１１１〜１１４は可視光からなる光変調信号を出力する。
【００３７】
装置１３１〜１３３は、受光手段１２１〜１２３が光変調信号を受光すると、この信号を復調してヘッダ部１５０に形成されたＩＤ番号を参照する（ステップ３）。そして、ＩＤ番号が自分宛の場合にはデータ部１６０に形成された時刻同期パターンに基づいて同期動作を開始し（ステップ４）、ＩＤ番号が自分宛でない場合には同期動作を行わない（ステップ５）。
【００３８】
ヘッダ部１５０のＩＤ番号が自分宛であり、装置１３１〜１３３が測定装置である場合には（ステップ６）、同期動作している測定装置から出力される測定データは、測定データ収集手段１４０で収集され（ステップ７）、測定データ収集手段１４０が装置１３１〜１３３が設けられた工場等で異常が生じたか否かを判断する。
【００３９】
なお、可視光出力手段１１１〜１１４は常に発光している必要はなく、時刻同期のずれが所定の許容範囲に収まるように定期的に発光し、発光しない間は各装置１３１〜１３３に内蔵された時計を用いて時刻同期を行っても差し支えない。
【００４０】
このように、光変調信号出力手段１１０から出力される光変調信号を、受光手段１２１〜１２３で受光して装置１３１〜１３３の時刻同期を行うことにより、簡単な構成で高精度に複数の装置間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することができる。
【００４１】
また、可視光出力手段１１１〜１１４にＬＥＤを用いたので、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒と高精度に同期がとれた時刻同期システムを提供することができる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施例について図４を参照して説明するが、図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。第１のエリア２２０には、時刻同期を行う際に遅延が生じない距離範囲に装置２２１、２２２が設けられ、受光手段２２３がこれらの装置２２１、２２２の近傍に配置され、装置２２１、２２２と電気的に接続されている。なお、第１のエリア２２０に設けられている装置は本実施例では２台（符号２２１、符号２２２）であるが、第１のエリア２２０の範囲内であれば何台設けても差し支えない。
【００４３】
同様に、第２のエリア２３０には、時刻同期を行う際に遅延が生じない距離範囲に装置２３１、２３２が設けられ、受光手段２３３がこれらの装置２２１、２２２の近傍に配置され、装置２３１、２３２と電気的に接続されている。
【００４４】
なお、図４の動作については、受光手段２２３又は受光手段２３３が受光した光変調信号が装置２２１及び２２２、又は装置２３１及び２３２に入力される点のみが図１の動作と異なり、他の動作は同様なので説明を省略する。
【００４５】
このように、受光手段２２３、２３３をエリアごとに設けることにより、受光手段２２３、２３３の数が少なくても高精度に複数の装置２２１、２２２、２３１、２３２間の時刻同期を行う時刻同期システムを提供することができる。特に、このような構成は、広範囲にわたり多数の測定装置を設けた場合に効果的である。
【００４６】
なお、図１及び図４では蛍光灯等の既存の工場設備をそのまま利用する観点から電力線１１６を介して可視光出力手段１１１〜１１４に変調信号を出力しているが、可視光出力手段１１１〜１１４がＬＥＤ等の省電力で動作可能な光源の場合には、他の電線を使用しても差し支えない。要するに、光源である可視光出力手段１１１〜１１４をオン・オフできれば、可視光出力手段１１１〜１１４、可視光変調手段１１５、及び電力線１１６の組み合わせは何を使用しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による時刻同期システム１００の構成例である。
【図２】（ア）は光変調信号出力手段１１０から出力される光変調信号の構成例であり、（イ）は図２（ア）の要部拡大図である。
【図３】図１の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明による時刻同期システム２００の構成図である。
【図５】従来の時刻同期システムの構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００、２００    時刻同期システム
１１０            光変調信号出力手段
１１１〜１１４    可視光出力手段
１１５            可視光変調手段
１２１〜１２３    受光手段
１３１〜１３３    装置
１４０            測定データ収集手段
２２０、２３０    エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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