(57)【要約】本発明の回答集計分析装置は、光パルスによって信号をやり取りするセンター装置と回答器のほかに、センター装置と回答器との間の投受光を中継する補助投受光器を備える。センター装置は複数の回答器に対し回答指令信号により、各回答器の回答期間を割当てる。各回答器は、回答器に割当てられた回答期間における光パルス送出の時間位置によって回答内容を表現する方法を用いることにより、設問に対する回答を少ないパルス数で実行できる。センター装置はこの通信方法により各回答器からの回答信号を判別して回答を検出し回答の集計分析を行う。補助投受光器を用いて回答器とセンター装置の間の投受光を中継することにより、従来は困難であった広い会場での使用や多数の回答器の使用が可能となり、簡便でしかも安定した回答集計分析を行うことができる。
2005046091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センター装置、複数の回答器、及び補助投受光器を備え、
前記センター装置は、前記複数の回答器の各々に対し時間軸上に複数の回答信号用窓の設定された回答期間を割当てて回答信号の送信を指令する信号を発生する回答指令信号発生手段と、前記回答指令信号を光信号により投光する回答指令信号投光手段と、前記複数の回答器からの回答信号を受光する回答信号受光手段と、受光した前記回答信号から回答を検出し集計し分析する集計分析手段とを有し、
前記複数の回答器は、それぞれに前記センター装置の投光する前記回答指令信号を受光する回答指令信号受光手段と、回答指令信号によって割当てられた回答期間内に設定された複数の回答信号用窓から、その回答に対応する時間位置にある回答信号用窓を選択し、その回答信号用窓内でパルス信号の発信を行って回答内容を回答信号として表現する回答手段と、回答手段により発信されたパルス信号を光信号により投光する回答信号投光手段とを有し、
前記補助投受光器は、前記センター装置、前記複数の回答器、及び補助投受光器が複数個存在する場合に他の補助投受光器、のいずれかが投光する信号を中継受光する中継受光手段と、中継受光した前記信号に従って中継信号を発生する中継信号発生手段と、前記中継信号を光信号により投光する中継投光手段とを有することを特徴とする回答集計分析装置。
【請求項２】
前記センター装置の前記回答指令信号により規定される前記回答期間は、同期パルスによって複数の回答区間に区分され、各回答区間には前記複数の回答器の各々が回答信号を発信するための複数の回答信号用窓が設定されており、また前記複数の回答器の各々からの回答信号は、前記回答期間における複数の回答区間のそれぞれに設定された複数の回答信号用窓から、回答に対応して選択された回答信号用窓内に回答信号のパルスがそれぞれ発信され投光されたものであることを特徴とする請求の範囲１記載の回答集計分析装置。
【請求項３】
前記補助投受光器は、信号パルスを１個受光し、この信号パルスを中継投光した直後から、正規の信号パルス列における最短のパルス間隔の時間よりも短い時間だけ投光を休止する投光休止手段を有することを特徴とする請求の範囲１記載の回答集計分析装置。
【請求項４】
前記補助投受光器が、前記回答集計分析装置が使用される会場の上方の空間に配置されることを特徴とする請求の範囲１記載の回答集計分析装置。
【請求項５】
前記補助投受光器が気球を備え、この気球によって前記回答集計分析装置が使用される会場の上方に空間配置されることを特徴とする請求の範囲１記載の回答集計分析装置。
【請求項６】
前記センター装置は、前記回答指令信号における前記複数の回答器の各々に対し回答期間を指定する信号に先行してキャリブレーション信号を発信するキャリブレーション信号発信手段を有し、前記複数の回答器の各々は、回答信号に先行して前記キャリブレーション信号に応答しキャリブレーション応答信号を発信するキャリブレーション応答信号発信手段を有し、前記センター装置はさらに前記センター装置が発信したキャリブレーション信号と前記複数の回答器の各々から返信された各キャリブレーション応答信号との時間差から前記センター装置と前記複数の回答器の各々との間の信号伝送時間を測定し、測定された前記信号伝送時間に基づいて、前記複数の回答器の各々からの回答信号の読取時刻を調整する読取時刻調整手段を有することを特徴とする請求の範囲１記載の回答集計分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は回答集計分析装置に関し、より詳しくは各種の集会などで、参加者に対し設問を行い、設問に対する回答を直ちに集計し分析することのできる集計分析装置に関する。
【背景技術】  回答集計分析装置は、複数の回答器とセンター装置とを備えたもので、各種の集会で用いられる。回答集計分析装置は、司会者などの質問者が多数の参加者に対し設問を行うと、参加者はその回答を回答器によりセンターに送信し、センター装置にてこの回答信号を受信して回答をリアルタイムで集計し分析するものである。回答集計分析装置を用いれば、質問者は回答の集計結果を直ちに参加者に表示するようにでき、また回答信号に回答者を示す情報が伴う場合には、この情報を用いた多角的な集計分析が可能である。
従来の回答集計分析装置は、装置自体が大掛かりであり、その設置や撤収に手間がかかることから、その用途が限られていた。このため装置の簡便化が回答集計分析装置の主要な技術課題の一つであり、簡便でしかも所要の性能を備えた回答集計分析装置が開発されれば、その用途は大きく広がるものと考えられる。回答集計分析装置が簡便に使用できるようになれば、その用途は例えば医学関係の国際会議などで各種の症例に対して治療法や使う薬などを会場に出席の医者にアンケートしながら討議を進めるなどの用途や、食品、各種の趣味、旅行などについての消費動向調査などの用途のほかに、教育や娯楽などの幅広い分野で使用されるようになるものと期待される。
回答集計分析装置におけるもう一つの主要な技術課題は、大きな集会などで回答者数が多い場合にも対応できるようにすることである。回答集計分析装置が大きな集会などで多くの回答者からの回答結果を直ちに集計し分析し表示することができるようになれば、その有用性は著しく増すものと考えられる。
回答集計分析装置を簡便なものにするためには、回答者の持つ回答器とセンターの装置との間の通信に、有線ではなく無線を用いることが好ましい。無線を用いる装置の場合には、有線の装置を設置する際に必要な配線作業やその撤去作業が不要である。無線方式の回答集計分析装置は、例えば特許文献１に記載されているような無線周波数の電波を用いるものが知られている。しかし無線電波の使用にあたっては、一般の電子装置に対し影響を及ぼさないよう対策を施すことが必要であり、このためその使用に対しては厳しい規制がなされている。
回答器とセンターの装置との間を無線で通信する方法には、無線電波を用いる方法のほかに赤外光などの光を用いる方法がある。赤外光などの光を用いる場合には、無線電波を用いる場合に比べ、通信の際に他の電子装置への影響を少なくできる。赤外光を通信の手段として用いた回答集計分析装置は特許文献２に記載されている。この装置の赤外光による回答信号の通信では、信号を赤外光のパルス列を用いた符号に符号化し投受光する方法、即ち無線電波によるものと同様の方法が用いられている。しかしながら、このような通信方法には符号化された信号の投受光にパルス数を多く必要とするという問題点がある。特許文献２の場合には、回答器を１２８台備えた例が示されている。この場合に回答器の数をさらに多くしようとすると、それだけ多くのパルス数を投受光することが必要となる。
このような従来の通信方式を用いた回答集計分析装置では、１つの回答器からの回答に用いられるパルス数が多いために、回答器数を多くするとそれだけ通信に多くの時間を要するようになる。その結果、回答器数を多くすると回答の集計分析を短時間で行い直ちに結果を参加者に示すという機能が十分に果せなくなる。回答の通信に要する時間を短縮する手段としては、並列処理などにより通信の高速化を図ることも考えられるが、その場合には回答集計分析装置が複雑化するため、簡便な装置ではなくなってしまうという問題点があった。
また大きな集会で回答集計分析装置を用いようとすると、回答器数を多く使用するほか、会場も広くなり、会場の後方ではセンター装置と回答器との間の距離が離れるため、投光された信号の受光時の強度が大幅に減衰するという問題があった。このため投光する光パルスを強くしたり、受光感度を高めるなどの対策が必要となり、このことが回答集計分析装置を簡便な装置としてまとめる上でのもう一つの大きな問題点となっていた。
会場が広い場合には、回答者が持つ回答器はセンター装置から遠く離れた位置に存在する一方で、センター装置の間近にも存在するので、センター装置が受け取る回答器からの回答信号は、非常に弱い信号と非常に強い信号とが共存することになる。従ってセンター装置においては、遠方の回答器からの微弱な回答信号を受光するために受光装置の感度を高くすることが必要である一方、近くの回答器から非常に強い回答信号が到達しても受光装置は飽和やリンギングを起こさず、安定して受光できなければならないという課題があった。こうした課題は回答器の送受信においても同様であった。
特許文献３には、屋内のローカルコミュニケーションネットワークにおける加入ステーション間でデータを伝送する際に、中間ステーションを設け、これを例えば天井に取り付けることによって、加入ステーション間のデータ伝送を中継することが記載されている。しかし、このシステムは半二重通信でデータ伝送を行うため、２つのステーション間で同時にデータの授受ができないという問題があった。このため中間ステーションにて１つの信号を受信した直後から所定時間は信号の受信を停止することにして、この問題の解決を図っている。この解決方法により、中間ステーションが複数個設けられた場合に１つの信号が複数の伝送路によって伝送され、重複して受信されることを防ぐことができた。
しかしながら、このシステムは半二重通信を用いたローカルコミュニケーションネットワークに関するものであって、回答器とセンター装置との間で双方向通信を行う回答集計分析装置とは通信形態が基本的に異なるものであった。
本発明者らは、光信号による通信を利用した特許文献４に記載の発明により、多くの回答者からの回答を集計し分析することができる簡便な回答集計分析装置を提供した。この回答集計分析装置をさらに発展させ、その用途を拡大してゆくために次に取り組むべき主要な技術課題は、この装置の簡便性を生かし、より広い会場でも安定して使用でき、複雑な構造の会場にも対応できるようにするとともに、回答器の数をさらに多くしても迅速に集計分析ができるようにすることであった。
本発明は、このような技術課題を解決し、集会を行う会場によって制約されることなく広い会場や複雑な構造の会場でも安定して使用でき、また回答器の数が多くなっても迅速な集計分析ができる回答集計分析装置を提供するものである。
【特許文献１】  特開昭５８−１１７７３７号公報
【特許文献２】  特表平１０−５０１９３７号公報
【特許文献３】  特表平４−５０５０８３号公報
（特公平７−９３６２６号公報）
【特許文献４】  国際公開番号第ＷＯ０１／７３６３０  Ａ１号
【発明の開示】
本発明の回答集計分析装置は、次に述べるセンター装置、複数の回答器、および補助投受光器を備えていることを特徴としている。
まず本発明の上記センター装置は、前記複数の回答器の各々に対し、時間軸上に複数の回答信号用窓の設定された回答期間を割当てて回答信号の送信を指令する信号を発生する回答指令信号発生手段と、回答指令信号を光信号により投光する回答指令信号投光手段と、複数の回答器からの回答信号を受光する回答信号受光手段と、受光した回答信号から回答を検出し集計し分析する集計分析手段とを有している。次に本発明の上記複数の回答器はそれぞれに、センター装置の投光する回答指令信号を受光する回答指令信号受光手段と、回答指令信号によって割当てられた回答期間内に設定された複数の回答信号用窓からその回答に対応する時間位置にある回答信号用窓を選択しその回答信号用窓内でパルス信号の発信を行って回答内容を回答信号として表現する回答手段と、回答手段により発信されたパルス信号を光信号に変換して投光する回答信号投光手段とを有している。さらに本発明の上記補助投受光器は、センター装置、複数の回答器、および補助投受光器が複数個存在する場合に他の補助投受光器のいずれかが投光する信号を中継受光する中継受光手段と、中継受光した前記信号に従って中継信号を発生する中継信号発生手段と、前記中継信号を光信号により投光する中継投光手段とを有している。
ここに本発明の回答集計分析装置における複数の回答器の各々には、それぞれに番号付けとしてＩＤ番号の設定がなされ、センター装置の回答指令信号により各回答器に対し、その回答期間がＩＤ番号に従って割当てられる。
本発明の回答集計分析装置の構成においては、補助投受光器がセンター装置と回答器との間の通信を補助することにより、センター装置と回答器との間の通信が著しく円滑化されている。即ち、本発明の回答集計分析装置は、回答集計分析装置を使用する会場が広くセンター装置と回答器の間の距離が大きい場合や複雑な構造を有し、センター装置と回答器と間の通信の伝送路を直接には形成できない場合であっても、補助投受光器がセンター装置と回答器との間の通信を中継することにより伝送路が形成されるので、通信に何ら支障を生じることがない。
また本発明の回答集計分析装置では、複数の回答器の回答信号として、回答指令信号によって指定された回答期間内に複数の回答信号用窓が設定され、この複数の回答信号用窓から回答に対応する時間位置にある回答信号用窓が選択され、その回答信号用窓内にパルス発信が行われることにより回答内容が表現された回答信号を用いるという方式が採用されているので、ごく少ないパルス数で非常に簡便に回答信号の送受信ができる。
本発明は、こうした簡便な回答信号の送受信方式を用いた回答集計分析装置に、上記の補助投受光器を導入することにより、装置が簡便であるという利点を保ちながら、より広い会場や複雑な構造の会場での使用を可能にし、また回答器の台数を大幅に増やすことを可能にしている。また本発明のこの構成は、さらに多数の回答器からの回答信号を迅速に処理できる装置構成を可能にし、回答信号の集計分析を簡便で高効率に行うことを可能にしている。本発明により、回答集計分析装置の適用範囲が大きく拡がることが期待される。
本発明の回答集計分析装置のセンター装置が回答指令信号により規定する回答期間は、単一の回答区間で構成されていてもよいが、同期パルスによって複数の回答区間に区分され、各回答区間には複数の回答器の各々が回答信号を発信するための複数の回答信号用窓が設定されたものであってもよい。回答期間が同期パルスによって複数の回答区間に区分されている場合には、複数の回答器の各々からの回答信号は、回答期間における複数の回答区間のそれぞれに設定された複数の回答信号用窓から、回答に対応して選択された回答信号用窓内に回答信号のパルスがそれぞれ発信され投光される形にすることができる。
このように各々の回答期間が複数の回答区間に区分され、各回答区間に回答器が回答信号を発信するための複数の回答信号用窓がその時間軸上に設定され、複数の回答器の各々が、回答者によって選択され入力された回答に対応する回答信号用窓を回答区間毎にそれぞれ選び、これら回答信号用窓の時間幅内にそれぞれパルスを発信し、これを回答信号とすることにより、簡便な通信によって詳細な内容の回答を行うことができる。
本発明の上記回答集計分析装置における通信には、回答器からの回答信号は、センター装置からの回答指令信号によって割当てられた複数の回答器各々から１台ずつ順番に投光され、前述の伝送路の何れかを経て受光され、２つ以上の回答器からの回答信号が時間的に重なり合うことがないという特徴がある。この特徴により、本発明の回答集計分析装置は通信装置を簡便に構成できるという利点を持つ。
また本発明の回答集計分析装置においては、複数個の回答信号用窓の時間位置を、それぞれの回答区間の中央部に設定することができる。このようにそれぞれの回答区間の中央部、すなわち区間の両端から十分に離れた時間位置に複数個の回答信号用窓の時間位置を設定すると、同期パルスと回答信号用窓内で発信する回答信号パルスとの間の時間間隔を大きくとることができるので、リンギングの影響を回避する上で有利である。
本発明の回答集計分析装置の補助投受光器においては、信号パルスを１個受光し、この信号パルスを中継投光した直後から、正規の信号パルス列における最短のパルス間隔の時間よりも短い時間だけ投光を休止する投光休止手段を設けることができる。こうすることにより、リンギングによって同一回答信号を重複して投受光するのを防止することができ、また複数の補助投受光器を設けてこれら補助投受光器間で信号を授受する場合にも、同一回答信号を重複して受光することを防止することができる。
ここで例として補助投受光器を２０ｍ間隔で２台設置し、最も遠方の回答器との信号のやり取りに要する時間とこの休止期間との関係を述べておく。１台の補助投受光器において受光から投光までの所要時間は約０．２μｓである。信号がこれらすべての補助投受光器を順次経由した場合には、補助投受光器での信号の入力から出力までの時間の合計は２台で一方向につき約０．４μｓ、往復では約０．８μｓとなる。これに回答器における受光から投光までの所要時間約０．２μｓを加えると計約１．０μｓとなる。またセンター投受光器２３とこれに最も近い補助投受光器との間の距離および最も遠方の回答器とこれに一番近い補助投受光器との間の距離が共に２０ｍであるとすれば、センター投受光器２３と回答器の間の光の伝搬する距離は６０ｍであり、この距離を光が伝搬するのに要する時間は一方向に０．１８μｓ、往復で０．３６μｓである。従って最も遠方の回答器との間の信号の往復に要する時間の合計は１．３６μｓとなる。回答信号用窓の時間幅を例えば２μｓにしておけば、この時間遅れはこの時間幅の中に収まり、この信号を受信し投光した直後から投光を休止する。休止期間として１４μｓをとっておけば、リンギングによって同一回答信号を重複して投受光するのを防止し、また同一回答信号で異なる経路を経たものを重複して受光するのを防止する上で十分であることがわかる。
本発明の回答集計分析装置においては、複数の回答器からセンター装置への回答信号の投光手段として、回答器に対し回答指令信号によって指定された回答期間に設定された複数の回答信号用窓から回答に相当する回答信号用窓を選択し、この時間位置に回答信号パルスを発信させる回答信号授受通信形式を用いる。こうすることにより、回答に必要なパルスの数を通常の通信方式に比べ著しく少なくし、その上で光信号の伝送路に簡便な補助投受光器を設けて発信した光信号を中継し受光・投光することができるようにしている。このためセンター装置と回答器の間の距離が大きい場合やセンター装置と回答器の間に障害物が存在するような場合でも、光信号の強度を適正に保つことができ、本装置の用途に必要な情報の簡便かつ安定な伝送が可能である。
本発明においては、光信号の伝送路に補助投受光器を有することにより、回答器やセンター装置の投受光器が投光する光パルスの出力装置の電力消費を低減でき、特に回答器では電池消耗が軽減されるという大きな利点が得られる。また光信号を受光する受光器も低感度のものを使用でき、受光部を簡素化できるとともに、雑音やリンギングの対策が容易となる。
本発明のこのような構成によれば、回答集計分析装置の回答器数についての従来の制約が除かれ、その数を大幅に増やすことができるようになった。例えば２０００人規模の大集会にも対応でき、設問に対する全参加者の回答を迅速かつ円滑に集計し分析することが可能である。
大きな集会に使用する回答集計分析装置では、参加者数に応じた多数の回答器を必要とすることから、回答器はできる限り簡便で、電池交換の頻度も少ないものが望まれる。このため回答器に用いる発光素子には、小型で低電圧動作が可能であり、発光効率が高く、安全性の高いものが望ましい。
発光ダイオードは、高出力で発光させない場合は数１０ＭＨｚ〜数１００ＭＨｚの応答速度を有している。しかし、高出力の光パルスを発光させた後には、所定の回復時間を必要とする。例えば発光ダイオードを最大出力で動作させる場合には、デューティ比を１／１００以下にすることが好ましい。従って回答器から高出力の光パルス信号を発信して投光する場合には、単位時間に投受光するパルス数をできるだけ少なくし、パルス間隔を小さくしないことが好ましい。本発明の回答集計分析装置は、少ない光パルス数で回答信号を送出する回答通信方式を用いており、発光ダイオードのこうした特性にうまく適合している。
本発明において、情報伝達に用いる光としては、赤外光が好ましい。赤外光であれば高効率の発光ダイオードが利用可能であり、可視光に比べて他の光源などによるノイズの影響が少なく、視覚的な煩わしさも少ない。
本発明における回答集計分析装置の補助投受光器は、複数の回答器が配置された会場の上方空間に配置することができる。回答集計分析装置が使用される会場の上方には、通常比較的広い空間が存在する。この空間に補助投受光器を配置すれば、回答者は回答器からの信号を近くの補助投受光器に送ることにより、この補助投受光器を介し回答器とセンター装置との間の通信を安定に行うことができる。
回答集計分析装置が使用される会場において、会場の上方空間に補助投受光器を配置する手段として、気球を用いることができる。気球を用いることにより、補助投受光器を会場の上方空間に簡便に配置することができる。気球に封入するガスとしては、空気よりも比重が小さい不活性ガスであるＨｅガスが特に好ましい。
本発明の回答集計分析装置において、センター装置は一連の回答指令信号の中で、複数の回答器の各々に対する回答期間を指定する信号に先行して、キャリブレーション信号を発信するキャリブレーション信号発信手段を有し、複数の回答器の各々は、回答信号の発信に先行してキャリブレーション信号に応答してキャリブレーション応答信号を発信するキャリブレーション応答信号発信手段を有し、センター装置はさらにセンター装置が発信したキャリブレーション信号と複数の回答器の各々から返信された各キャリブレーション応答信号との時間差からセンター装置と複数の回答器の各々との間の信号伝送時間を測定し、測定された信号伝送時間に基づいて複数の回答器の各々からの回答信号を読み取る時刻を調整する読取時刻調整手段を有するようにすることができる。
広い会場で補助投受光器を数多く用いる場合には、センター装置と遠方の回答器との間の信号の送受信に要する時間が大となる。キャリブレーション信号とその応答信号を用いない場合には、それだけ回答信号用窓の時間幅を大きく取らなければならないが、キャリブレーション信号とその応答信号を用い、各回答器からの回答信号の読取時刻を各回答器ごとに調節して設定することにより、回答信号用窓の時間幅を広げる必要がなくなるという大きな利点が得られる。
例えば補助投受光器を２０ｍ間隔で５台設置した場合のセンター装置と遠方の回答器との間の信号の送受信に要する時間を先の例と同様の条件のもとでに見積ると、５台の補助投受光器での信号の入力から出力までの時間の合計は往復では約２．０μｓとなり、これに回答器における受光から投光までの所要時間約０．２μｓを加え、さらにセンター投受光器２３と回答器の間の距離１２０ｍを光が伝搬し往復するのに要する時間０．７２μｓを加えた時間の合計は２．７２μｓとなる。キャリブレーション信号とその応答信号を用いない場合には、各回答信号用窓の時間幅をこれより大きく設定しなければならない。このため、信号の授受に時間がかかるようになるが、キャリブレーション信号とその応答信号を用いて各回答器からの回答信号の読取時刻を制御する場合には、その必要がないので回答信号用窓の幅を狭く設定することができる。
このように、本発明の回答集計分析装置においては、各回答器の回答信号の受信に先だってその都度測定した信号の伝送時間を使ってその回答器からの信号の到着時間を予測し、時間軸上の回答信号受光期間をその回答器に対して適切に設定できる。その結果、回答信号用窓の窓幅をより狭く設定すること、あるいは同じ回答期間内で回答区間数や各回答区間内の回答信号用窓の窓数を増すことが可能となり、回答集計分析装置における回答信号の情報量の増加、回答器数の増加、あるいは投受光時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の回答集計分析装置の基本構成を模式的に示したブロック図である。
図２は、本発明の回答集計分析装置の一実施形態における装置の構成を模式的に示したブロック図である。
図３は、本発明の回答集計分析装置の一実施形態において、補助投受光器１台を経由してセンター装置と回答器との間で信号が授受される場合の信号の流れを示した図である。
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の回答集計分析装置の一実施形態における、センター装置の発する回答指令信号パルスと、これに応答した回答器の回答信号パルスとの関係を示したタイムチャートである。
図５は、本発明の回答集計分析装置の一実施形態における回答器の構成を示すブロック図である。
図６は、本発明の回答集計分析装置の一実施形態における補助投受光器の構成を示すブロック図である。
図７Ａは本発明の回答集計分析装置の補助投受光器における制御・信号発生部の回路構成の一実施形態を示した図であり、図７Ｂはこの補助投受光器の投光休止期間を示した図である。
図８は本発明の回答集計分析装置における補助投受光器の空間配置の一実施形態を模式的に示した図である。
図９Ａ〜９Ｃは、キャリブレーション信号を設けた本発明の回答集計分析装置の一実施形態における回答指令信号と、これに応答した回答器の回答信号をセンター装置で受信される信号で表したものとを示したタイムチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】（実施の形態１）  回答集計分析装置の基本構成と動作
図１は本発明の回答集計分析装置の基本構成を示したブロック図である。図１において、回答集計分析装置１のセンター装置１００は、回答指令信号発生手段１０１、回答指令信号投光手段１０２、回答信号受光手段１０３、およぴ集計分析手段１０４を備えており、また複数の回答器１２０（ａ，ｂ）はそれぞれに回答指令信号受光手段１２１、回答手段１２２、および回答信号投光手段１２３を備え、さらに補助投受光器１３０は中継受光手段１３１、中継信号発生手段１３２、および中継投光手段１３３を備えている。
この構成において、センター装置１００の回答指令信号発生手段１０１は、複数の回答器１２０の各々に対し、時間軸上に複数の回答信号用窓の設定された回答期間をそれぞれ指定し回答信号の送信を指令する回答指令信号を発生する。回答指令信号投光手段１０２は、回答指令信号発生手段１０１が発した回答指令信号を光信号に変換し、複数の回答器１２０に対し、この光信号を投光する。またセンター装置１００の回答信号受光手段１０３は、複数の回答器１２０からの回答信号を受光する。集計分析手段１０４は、回答信号受光手段１０３の受光した回答信号から回答を検出し集計し分析する。
他方、この構成において複数の回答器１２０（ａ，ｂ）の回答指令信号受光手段１２１（ａ，ｂ）は、それぞれセンター装置１００の投光する回答指令信号を受光する。回答手段１２２（ａ，ｂ）は、受光手段１２１（ａ，ｂ）がそれぞれ受光した回答指令信号によって指定された回答期間内に設定された複数の回答信号用窓から、入力された回答に対応する時間位置にある回答信号用窓を選択し、その回答信号用窓位置に回答信号のパルス信号を発信する。回答信号投光手段１２３（ａ，ｂ）は、回答手段１２２が発信したパルス信号を光信号に変換し、センター装置１００あてに投光する。
また、この構成において補助投受光器１３０の中継受光手段１３１は、センター装置１００が投光した信号を中継受光する。中継信号発生手段１３２は、中継受光手段１３１が中継受光した信号に従って中継信号を発生する。中継投光手段１３３は、中継信号発生手段１３２の発生する中継信号を光信号により投光する。また補助投受光器１３０の中継受光手段１３１は、回答器１２０ｂが投光した信号も中継受光する。この場合も中継信号発生手段１３２は、中継受光手段１３１が中継受光した信号に従って中継信号を発生し、中継投光手段１３３は、中継信号発生手段１３２の発生する中継信号を光信号により投光する。さらに補助投受光器１３０が複数個存在する場合には、補助投受光器１３０の中継受光手段１３１は、図示されていない他の補助投受光器からの信号も中継受光する。この場合にも中継信号発生手段１３２は、中継受光手段１３１が中継受光した信号に従って中継信号を発生し、中継投光手段１３３は、中継信号発生手段１３２の発生する中継信号を光信号により投光する。
このようにして、補助投受光器１３０がセンター装置１００と複数の回答器１２０との間の通信を補助することにより、これらの間の通信が円滑化される。
（実施の形態２）  回答集計分析装置の具体的構成と動作
上記した回答集計分析装置１は、図２にブロック図で示した具体的な構成にすることができる。
図２において、回答集計分析装置１は、センター装置１００、複数の回答器１２０、および複数台の補助投受光器１３０で構成されている。
回答集計分析装置１のセンター装置１００は、回答指令信号発生手段１０１および集計分析手段１０４とを構成している主制御装置２１およびセンター中継器２２、並びに回答指令信号投光手段１０２および回答信号受光手段１０３を構成しているセンター投受光器２３を有している。主制御装置２１には、入力装置２４と大型の表示装置１５とが接続されている。この主制御装置２１にはＣＰＵ、記憶装置、入力装置、出力装置およびＩ／Ｏインターフェイスを備えたコンピュータ装置が用いられている。
この構成において、設問者、司会者あるいはオペレータなどが、センター装置１００の入力装置２４を用いて主制御装置２１に対しデータの入力や回答指令信号の発生指示を行うと、この入力に従い主制御装置２１はセンター中継器２２に対し、回答指令信号の発生を指令する。主制御装置２１からの指令を受けたセンター中継器２２は、回答指令信号を発する。センター投受光器２３は、センター中継器２２が発した回答指令信号を光に変換し投光する。
センター装置１００のセンター投受光器２３から投光された回答指令信号は、センター投受光器２３と回答器１２０との距離が短くまた障害物がない場合には、直接に各回答器１２０に到達する。しかしセンター投受光器２３と回答器１２０との距離が長い場合や障害物がある場合には、回答指令信号は投光範囲内に設置された補助投受光器１３０に受光され、この補助投受光器１３０を経由して回答器１２０に到達する。回答指令信号は複数台の補助投受光器１３０を経由した後に回答器１２０に到達することもある。
このようにしてセンター装置１００のセンター投受光器２３から投光され回答器１２０に到達した回答指令信号に応答して、回答器１２０からは回答者が入力した回答に基づく回答信号が光パルスによりセンター装置１００あてに発信される。
この回答信号は上述した回答指令信号の伝送路とは逆の道筋を経てセンター装置１００のセンター投受光器２３に到達する。すなわち回答器１２０からセンター装置１００あてに発信された光による回答信号は、センター装置１００のセンター投受光器２３との距離が短くまた障害物がない場合には、直接センター装置１００のセンター投受光器２３に到達するが、回答器１２０とセンター装置１００との距離が長い場合や障害物がある場合には、この回答信号は補助投受光器１３０を経由してセンター装置１００に到達する。このように補助投受光器１３０は、回答指令信号を中継するとともに、回答信号を中継する。この場合の回答信号は、補助投受光器１３０を複数台経由してからセンター装置１００に到達してもよい。
センター装置１００のセンター投受光器２３は、回答器１２０から発信された回答信号の光パルスを受光して電気信号に変換し、センター中継器２２に送る。センター中継器２２では、受信された電気信号を回答データに変換し、これを主制御装置２１に入力する。主制御装置２１では、回答器１２０から受光し、変換・入力された回答データを、主制御装置２１が保有するメモリにて保持するとともに、受信した回答を逐次集計分析し、その結果を大型の表示装置２５よって回答者に示す。
図３はこの回答集計分析装置１の主要な動作を説明するための図であって、特に補助投受光器１台を経由してセンター装置１００と回答器１２０との間で信号が授受される場合の動作を示したものである。
図３において、センター装置１００の主制御装置２１では、回答集計分析装置の動作が開始すると、まず回答指令信号発生装置１０１を構成している主制御装置２１が回答ステップ（Ｓ３０１）にて、回答停止の命令がないとの判断を得て、センター中継器２２に対し回答指令信号の発生を指令する（Ｓ３０２）。この指令を受けて回答指令信号発生装置１０１を構成しているセンター中継器２２は、回答指令信号を発生する（Ｓ３０３）。回答指令信号投光手段１０２を構成しているセンター投受光器２３は、この回答指令信号を投光する（Ｓ３０４）。
補助投受光器１３０では、中継受光手段１３１がこの回答指令信号を受光する（Ｓ３０５）。中継信号発生手段１３２は、中継受光手段１３１が受光した回答指令信号が本来持つべきパルス波形を再構成した信号を発生し（Ｓ３０６）、中継投光手段１３３に送る。中継投光手段１３３はこの再構成された回答指令信号を光信号にて投光する（Ｓ３０７）。
回答器１２０ｂでは、回答指令信号受光手段１２１ｂが回答指令信号を受光する（Ｓ３０８）。回答手段１２２ｂは、回答指令信号受光手段１２１ｂが受光した回答指令信号から回答器１２０ｂの回答期間を捉え、この回答期間に回答器１２０ｂに入力されて用意された回答の回答信号を発生する（Ｓ３０９）。回答信号投光手段１２３ｂはこの回答信号を投光する（Ｓ３１０）。
補助投受光器１３０では、中継受光手段１３１がこの回答信号を受光する（Ｓ３１１）。中継信号発生手段１３２は中継受光手段１３１が受光した信号が本来持つべきパルス波形を再構成した信号を発生する（Ｓ３１２）。中継投光手段１３３は、この再構成された回答信号を光信号にて投光する（Ｓ３１３）。
なお、この補助投受光器１３０において、Ｓ３０５〜Ｓ３０７の受光から投光までの動作とＳ３１１〜Ｓ３１３の受光から投光までの動作とは、同一の装置にて行うことができる。補助投受光器１３０は受光された信号が回答指令信号であるか回答信号であるかを問わず、単に受光された信号を再生して投光するように構成されていればよい。
次にセンター装置１００では、回答信号受光手段１０３を構成するセンター投受光器２３は回答信号を受光し（Ｓ３１４）、集計分析手段１０４の一部を構成するセンター中継器２２は受光した回答信号を処理し（Ｓ３１５）、集計分析手段１０４を構成する主制御装置２１は、この信号処理された回答を受け取り（Ｓ３１６）、回答を集計分析する（Ｓ３１７）。主制御装置はステップＳ３０１にて回答停止命令が入力されたとの判断を得た場合には、回答指令信号の発生を終了する。
回答指令信号の発生の終了方法としては、このほかに回答の集計分析状況をフィードバックし、回答数が目標とする数に達したところで自動的に終了させる方法や、所定の時間で自動的に終了させる方法などがある。また回答指令信号の発生の終了時には、センター装置１００は複数の回答器１２０に対し、複数の回答器１２０をリセットし次の回答信号の送信に備えたり回答信号を送信しない間は回答器１２０の電源を切っておくためのリセット信号や終了信号を送るようにすることもできる。
なお、センター装置１００の主制御装置２１は、１つの回答区間において回答として最初に受光した信号をその回答区間に対応する回答器１２０の回答データとして主制御装置２１のメモリーに保持するとともに、この回答区間における以後の受信を休止することにより、同じ回答区間に引き続いて入ってきた信号を無視する構成とすることができる。こうすることにより、リンギングなどによる偽信号の受信を防止することができる。
また次の回答指令信号のサイクルにおいて、１つの回答器１２０からその前のサイクルの回答信号とは異なる回答信号を受信した場合には、回答の変更があったとして、主制御装置２１のメモリに保持した回答データを書き換え、これに伴って回答データの集計分析結果を更新し、また大型の表示装置２５によって回答者に示す表示内容を更新するようにすることもできる。
図４Ａ〜図４Ｃは、回答集計分析装置１におけるセンター装置１００の発する回答指令信号４０のパルスと、これに応答した回答器１２０の回答信号パルス４９との関係を示したタイムチャートである。
センター装置１００のセンター投受光器２３は、オペレーター又は司会者の操作による主制御装置２１の指令でセンター中継器２２を経由し、センター投受光器２３から回答器１２０に向けてパルス幅５００ｎｓの一連の赤外光パルスを発信する。これら一連のパルスはその発信間隔と発信個数に意味を持たせて発信され、受信側でその意味を解読してそれに対応した応答を行うように形成されている。
図４Ａに示すように、回答指令信号４０は、まず２４μｓ間隔のパルスが回答器励起信号４１として１６個、次に２２μｓの間隔をおいてフレーム同期信号４２が１個、次に複数のパルスで構成されるモード指令信号４３にて回答モードが指定され、この後に５０μｓ間隔の同期パルス４４が続く。この同期パルス４４の列により、ＩＤ番号で区別される各回答器１２０に対し回答のタイミングが指定され、各回答器１２０に対しては５０μｓの回答区間５個からなる２５０μｓずつの回答期間が割り当てられる。例えば１０００個の回答器１２０に対して、回答器１２０個々の回答時期を指定するＩＤ用パルス５個１組１０００セット（５０００個）を５０μｓの間隔で送出する。これら一連の信号セットは、主制御装置２１から停止指令が出るまで、繰り返し送出される。
各回答者はそれぞれの保有する回答器１２０の回答入力部５３に備えられた入力キーにより回答を入力し、その回答が回答器１２０によりパルス信号化されてセンター装置１００に送信される。
各回答器１２０は、図４Ｂに示されたように、センター装置１００からの回答指令信号のうち、まず回答器励起パルス４１を受信して待機状態に入り、次のフレーム同期パルス４２を受信し、回答器１２０制御部のカウンターを起動し、応答に備える。次に５０μｓ間隔の同期パルス列４４を受信し、そのパルス数をカウントし、自己の回答器１２０のＩＤ番号に合致した回答期間４５を捉えたときに、この回答期間４５内の各回答区間４６に、回答を送信するための複数個の回答信号用窓４８を設定し、その回答信号用窓４８から回答者の入力した回答内容に対応する窓の時間位置を選択し、この窓内に回答信号パルス４９を発生し、送出する。本実施形態においては、１つの回答器１２０に割り当てられた回答期間４５には回答区間４６を５個有しており、この各回答区間内に窓幅２μｓの１０個の回答信号用窓４８が設定されている。この回答区間ごとに回答者の回答に対応する窓の時間位置を選び、選んだ窓内に回答信号パルス４９をパルス幅５００ｎｓにて発生し送出する。回答信号パルスは２μｓの窓幅内ならばどの時間位置に発生させてもよいが、諸々の誤差を考慮し、窓幅の前縁付近で発生させることが望ましい。
このようにして、各回答器１２０は例えば図４Ｃに示した通り、その回答器１２０に与えられた回答期間４５の中を区分した５つの回答区間４６のそれぞれに設定した複数の回答信号用窓４８から回答に対応するものを選び、その時間位置に回答信号パルス４９を発生させる。このようにして図４Ｃには、２，３，８，１，７と１０進数で５桁の数字に対応する回答信号を発信した場合の具体例が示されている。この回答期間は複数の回答器１２０のそれぞれに専用に割り当てられているから、この回答期間内には他からの回答信号が入ることはない。
前記の回答区間における１０個の回答信号用窓４８は、回答区間４６の前半に設けてもよいし、回答区間４６の中央部に設けてもよく、また回答区間４６の後半に設けてもよい。図４Ｃに示したように、回答区間４６の中央部に１０個の回答信号用窓４８を設ければ、同期パルス４４と回答信号パルス４９との間隔を広くすることができる。同期パルス４４と回答信号パルス４９の間隔を広くすれば、リンギングの影響を回避でき、投受光の安定化を図ることができる。
このようにして、センター装置１００の指定する回答期間４５を区分した回答区間４６に時間位置で区切った複数の回答信号用窓４８を設定し、複数の回答信号用窓４８の各々の時間位置にそれぞれ意味を持たせておき、これらの複数の回答信号用窓４８から回答に対応した意味を持つ窓を選択し、その窓内に回答のパルスを発することによって回答を表現する方法を用いることにより、回答器１２０からの回答内容を極めて少ないパルス数の離散数で表現し、回答信号として送出することができる。
（実施の形態３）  センター装置の構成と動作
本実施例のセンター装置１００は、図１あるいは図２に示された基本構成、即ち回答指令信号発生手段１０１および集計分析手段１０４を構成する主制御装置２１およびセンター中継器２２と、回答指令信号投光手段１０２および回答信号受光手段１０３を構成するセンター投受光器２３の基本構成に、入力装置２４および大型の表示装置２５を加えた構成である。この構成は、既出願の国際公開番号第ＷＯ０１／７３６３０Ａ１号に詳述されたセンター装置の構成に従うものである。
その構成の要点は次の通りである。まず、主制御装置２１は集計分析のソフトウエアがインストールされたコンピューター装置である。またセンター中継器２２は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）に、入出力のインターフェイスを備えた装置である。さらにセンター投受光器２３は、ＦＰＧＡ、送信ブロックおよび受信ブロックに入出力のインターフェイスを備えた装置である。
このセンター装置１００の動作は次の通りである。主制御装置２１は入力装置２４からの入力に従い、センター中継器２２に対し回答指令信号の発生を指令する。センター中継器２２では、主制御装置２１からの回答指令はセンター中継器２２のＣＰＵに入力される。回答指令の入力されたセンター中継器２２のＣＰＵとＦＰＧＡによって、各回答器１２０への回答指令信号が出力される。この回答指令信号はインターフェイスを経由してセンター投受光器２３のＦＰＧＡにより処理され、送信ブロックにて赤外光に変換され回答器１２０に向け投光される。また各回答器１２０からの回答信号の赤外光は、センター投受光器２３の受信ブロックによって受信され、センター投受光器２３のＦＰＧＡによって処理された後、センター中継器２２のインターフェイスを経てセンター中継器２２のＦＰＧＡおよびＣＰＵによって処理される。こうして信号処理された回答信号は、主制御装置２１に送られて回答の集計分析がなされる。
（実施の形態４）  回答器の構成と動作
図５は本発明の一実施形態における回答器１２０の構成を示すブロック図である。この回答器１２０の構成は、既出願の国際公開番号第ＷＯ０１／７３６３０Ａ１号に詳述されたセンター装置の構成に従うものである。
その構成の要点は次の通りである。図５に示す通り、回答器１２０は図１における回答指令信号受光手段１２１を構成する回答器受光部５１と、回答手段１２２を構成する回答器制御部５２および回答入力部５３と、回答信号投光手段１２３を構成する回答器投光部５５とで構成されている。回答器受光部５１は、受光する光の波長を選択する光フィルター、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード、電気信号を増幅する前置増幅器、および増幅する振幅を制限する振幅制限回路を備えている。また回答器制御部５２はＦＰＧＡとＣＰＵを備え、割り当てられた回答期間を検知して回答するためのカウンタ５４が設けられている。
この構成により、回答器１２０の回答器受光部５１が、センター装置１００からの回答指令信号を受光する。回答器受光部５１では、受光した光は光フィルターにより受光対象範囲の波長の光だけが選択される。こうして波長の選択された光はフォトダイオードで電気信号に変換され、前置増幅器によって増幅されるとともに、振幅制限回路によって過大な振幅の信号に対し振幅が制限される。この前置増幅器にはディジタル素子などの非線形素子を用い、しきい値に満たない入力電圧に対しては出力せず、しきい値を超えた入力電圧に対し出力するようにして、小振幅の雑音成分を除去することができる。さらにこの前置増幅器には、信号のパルス幅に対し通過特性を良好にし、このパルス幅から外れたパルスに対しては通過特性を低めておくことにより、信号と異なるパルス幅のノイズ信号を低減することもできる。
このようにして回答器受光部５１で受光され電気信号に変換された回答指令信号は、回答器制御部５２に入力される。回答器１２０にはＩＤ番号が設定されている。回答器制御部５２は、回答器受光部５１から図４Ａに示された回答指令信号４０を受けると、カウンタ５４（回答器基本クロックカウンタ）を作動させ、ＩＤ番号で割り当てられた回答期間４５に、図４Ｃに示した回答に対応する回答信号パルス４９を発生し、回答器投光部５５に送る。回答器投光部５５は、この回答信号パルス４９を発光ダイオードにより赤外光に変えてセンター装置１００宛に投光する。なお、回答器１２０を特定するＩＤ番号（例えばその回答器が回答すべき回答期間の順番を示す番号）は回答器を回答者に渡す際に回答器制御部５２のメモリ内に与えておく。センター装置１００は、このＩＤ番号により、回答を行った回答者の特定を行う。
（実施の形態５）  補助投受光器の構成と動作
次に本発明における補助投受光器１３０の構成の一実施形態を図６に示す。図６において、補助投受光器１３０は、図１における１３１を構成する補助投受光器受光部６１と、中継信号発生手段１３２を構成する補助投受光器制御・信号発生部６２と、中継投光手段１３３を構成する補助投受光器投光部６３とで構成される。補助投受光器受光部６１の構成は、すでに述べた回答器受光部５１と同じ構成にし、また、補助投受光器投光部６３の構成は、すでに述べた回答器投光部５５と同じ構成にしている。
補助投受光器１３０に到達する信号は、補助投受光器受光部６１にて受光される。補助投受光器１３０に到達する信号は、センター装置１００からの回答指令信号、回答器１２０からの回答信号、および他の補助投受光器を経由してこの補助投受光器１７に到達した回答指令信号や回答信号である。補助投受光器制御・信号発生部６２には、補助投受光器受光部６１で受光されたこれらの信号が入力される。補助投受光器制御・信号発生部６２では、これらの入力信号が処理され、それらが本来有していた仕様の信号（ここでは５００ｎｓ幅のパルス）が出力される。
ここで補助投受光器制御・信号発生部６２は、１つの信号パルスを出力した後には、一定の期間パルス出力を休止する。補助投受光器投光部６３からは、このように制御されたパルス信号が光パルスとして投光される。
図７Ａは本実施形態の補助投受光器１３０における制御・信号発生部６２の回路構成を模式的に示した図である。図７Ａにおいて、補助投受光器受光部６１で受光した信号が電気信号に変換されたものが、ＡＮＤ回路７１の第１の入力端子７２に入力される。このＡＮＤ回路７１の出力信号はパルス発生回路７３に入力され、このパルス発生回路７３の出力として５００ｎｓ幅のパルスが増幅器７４の出力端７５から出力され、補助投受光器投光部６３に入力される。
またパルス発生回路７３の出力は、パルス発生回路７３の出力を一定期間（ここでは１４μｓ）発信を休止するための休止パルス信号を発生するパルス回路７６に入力される。パルス回路７６の出力パルスはＮＯＴ回路７７に入力され、ＮＯＴ回路７７の出力はＡＮＤ回路７１の第２の入力端子７８に入力される。ＡＮＤ回路７１では、補助投受光器６１からの信号が第１の入力端子７２に入力しても、このＮＯＴ回路７７から出力される１４μｓのパルス幅の期間は、パルス発生回路７３からのパルスを休止させる。
この休止期間としては、リンギングなどの影響を避けるのに十分な長さを有していればよい。他方でこの休止期間によって信号の正常な投受光に支障が生じないようにする必要があり、そのためには休止期間をパルス間隔の最小値以下にすればよい。図７Ｂには、本実施例での最小パルス間隔１５μｓに対応し、この１５μｓより短く、しかもリンギングなどの影響を避けるのに十分な長さとして休止期間を１４μｓとした場合を例示している。
この回答集計分析装置１では、通常の方式の光を用いた通信に比べ、極めて少ないパルス数で通信を行うので、パルス間隔を比較的広くとることができ、それだけ発光ダイオードを効率よく使える。従って回答器１２０や補助投受光器１３０に用いる前置増幅器は比較的簡便なものとなる。
また補助投受光器１３０は、パルスを受光すると所定のパルスを投光するとともに、一定の休止期間を設けるという能動性を有しているので、伝達によって減衰した微弱な光信号を受光し、適正な強度の信号にして投光するとともに、１つの信号が複数の伝送経路を経ることによる重複した信号受信や、リンギングによって生じる重複した信号の発信や受光を防止することができる。入射した光をそのまま反射する通常のミラーと対比して、本発明における補助投受光器１３０は能動的なミラー、すなわちアクティブミラーと名づけることができよう。
このように回答集計分析装置１に補助投受光器１３０を導入して配置することにより、センター装置１００や回答器１２０の発信する光信号の出力を無理に大きくする必要がなくなり、その結果、回答器１２０の電源として電池を用いる際に電池の使用時間を長く保つことができる。また信号受光の際の受光感度を無理に高感度にする必要がなくなるので、リンギング発生やその悪影響を低減することができる。またセンター装置１００と回答器１２０との間に補助投受光器１３０を介在させることによって、センター装置１００と回答器１２０との間の距離が大きくても、またこれらの間に障害物があっても、支障を生じることなく、相互に信号のやり取りをさせることができる。
補助投受光器１３０は一会場に１台だけ用いてもよいが、すでに図２に示したように、複数台を用いることができる。補助投受光器１３０を複数台用いる場合には、回答器１２０とセンター装置１００との間の通信は、１台の補助投受光器１３０を経由するだけでなく、２台あるいはそれ以上の複数台の補助投受光器１３０を経由して投受光がなされてもよい。
本発明において、回答信号用窓４８の時間幅は回答器１２０とセンター装置１００間で実際の信号伝送に要する時間に比べ十分に大きくとっておけばよい。光パルス信号が補助投受光器１３０に入力され、この補助投受光器１３０から信号が出力されるまでの所要時間は長くても２００ｎｓ程度であり、また光が会場内の空間を伝搬する時間は１００ｍで３００ｎｓ程度である。
従って回答信号用窓４８の時間幅としてこれらの時間よりも十分に大きな時間幅、例えば１μｓ以上、より好ましくは２μｓに設定すればよい。本実施形態ではこの時間幅を２μｓと十分に大きくとり、複数の補助投受光器１３０を経由しても信号の伝送時間を回答信号用窓の時間幅内に収めることができる。
なお、補助投受光器１３０を複数台用いる場合には、１台の補助投受光器１３０が受光し発信した信号を、他の補助投受光器１３０が受光して発信することにより、この信号が再びもとの補助投受光器１３０に戻り、この信号によって再度信号が発生し、その結果、信号が重複受信されてしまうことを防止しておかなければならない。このための補助投受光器１３０の投光休止期間としては、１つの補助投受光器１３０が発信した信号が他の補助投受光器１３０を経由して再び戻ってくるのに要する最大の時間にパルスの継続時間を加えた時間を中継禁止期間として、この中継禁止期間を超える時間を休止期間として設定すればよい。本装置の信号パルス列における最短のパルス間隔はこれらの時間間隔よりも十分に大きい時間間隔に設定されているので、例えば信号パルス列における最短のパルス間隔に近い時間を補助投受光器１３０の投光休止期間とすれば、前記中継禁止を十分に超えた休止期間とすることができ、しかも補助投受光器１３０としての役割を十分に果せる補助投受光器１３０の投光休止期間の設定ができる。
（実施の形態６）  補助投受光器の空間配置
補助投受光器１３０は、会場内のあらゆる方向に存在する複数の回答器１２０およびセンター装置１００あるいは、他の補助投受光器１３０からの信号を受光し、またあらゆる方向に信号を送ることができるように、投受光系を無指向性にしている。このような投受光系が無指向性の補助投受光器１３０は、会場に装置を設置する際に方向決めなどの調整が一切不要であるため、設置作業が簡便であるという利点を有している。
投受光系の指向性については、図６の補助投受光器受光部６１および補助投受光器投光部６３に円錐形ミラーを使って無指向性を実現してもよいし、図６の補助投受光器受光部６１および補助投受光器投光部６３を複数個設け、それらの配置によって種々の指向性を持たせた受光器および投光器としてもよい。
広い会場において補助投受光器１３０間の距離およびセンター投受光器２３と最短の補助投受光器１３０との距離を、例えば約２０ｍ程度にして配置すれば、回答器１２０からみて水平方向に約１０ｍ以内にセンター投受光器２３または補助投受光器１３０が存在するようにでき、これによって投受光における信号の減衰量を一定の範囲内に保つことができる。
補助投受光器１３０は、センター装置１００と回答器１２０との間を中継する役割を果すもので、補助投受光器１３０にはセンター投受光器２３を指向する指向性を有する投受光系と、会場内の複数の回答器１２０を対象とする無指向性の投受光系とを組み合わせるなど、指向性の異なる投受光系を備えたものとしてもよい。
図８は本発明の回答集計分析装置１における補助投受光器１３０の配置の一実施形態を模式的に示した図である。図８において、センター装置１００のセンター投受光器２３と回答器１２０とは、光により直接または補助投受光器１３０を介して結合されている。そして補助投受光器１３０は、複数の回答器１２０が配置された会場の上方の空間に配置されている。この補助投受光器１３０の空間配置には、ヘリウムガスを満たした気球８１を用い、この補助投受光器１３０を浮上させている。この気球には紐８２を結びつけ、この紐により、その位置を保つ。このようにすることにより、会場の状況にあまり制約されることなく、補助投受光器１３０を簡便に配置することができる。
回答集計分析装置１における補助投受光器１３０は、気球を用いて浮上させる代わりに、天井から懸架、あるいは壁面に配置してもよく、また、スタンドを用いて配置してもよい。なお、こうした補助投受光器１３０を会場の演壇またはその付近に配置すれば、図８に示されたセンター投受光器２３の投受光部２３Ａを小型化することができ、例えば卓上配置も可能となる。
（実施の形態７）  キャリブレーション信号の付加
図９Ａ〜図９Ｃは、センター装置１００の発する回答指令信号とこれに応答する回答器１２０の回答信号にキャリブレーションのための信号を付加し、これにより各回答器１２０とセンター装置１００間の通信に要する時間を測定し、この時間によって各回答器１２０からの回答信号の読取時刻をセンター装置にて調整する読取時刻調整手段を備えた本発明の回答集計分析装置１の一実施形態について、信号のタイムチャートを示したものである。
図９Ａにおいて、センター装置１００のセンター投受光器２３からの回答指令信号４０は、回答器励起信号４１、フレーム同期信号４２、モード指令信号４３の各パルスの後に、１個のキャリブレーションパルス９１と５個の同期パルス４４の計６個のパルスを１組としたパルス列が、使用する回答器の台数分配置された形で送信される。同期パルス４４は、各回答器１２０に対し回答期間４５と回答区間４６の開始を指定している。キャリブレーションパルス９１は、各回答期間の先頭に配置される。キャリブレーションパルス９１のパルス幅について特に制限はないが、ここでは複雑化するのを避けるために同期パルス４４と同じパルス幅にしている。
図９Ｂに示すように、各回答器１２０はセンター装置１００の回答器励起パルス４１に応答して待機状態となり、次のフレーム同期パルス４２を受信して回答器制御部のカウンター５４を起動し、回答信号用窓４８の設定を準備するとともに、受信したモード指令信号４３に対応した応答に備える。
図９Ｃはセンター装置１００からみた各回答器１２０のキャリブレーション応答パルス９２および回答信号パルス４９を示したものである。各回答器１２０はキャリブレーションパルス９１を有する同期パルス列４４を受信すると、そのパルス数をカウントし、自己の回答器１２０のＩＤ番号に合致した回答期間４５を捉える。そして各回答器１２０はその回答期間４５の先頭のパルスをキャリブレーションパルス９１として捉え、このキャリブレーションパルス９１を受信すると直ちにキャリブレーション応答パルス９２を発信し、続いて各回答区間４６に設定された回答信号用窓４８から回答者の回答によって選ばれた窓の時間位置に回答信号のパルス４９を発信する。
センター装置１００のセンター中継器２２は、主制御装置２１からの回答指令によってキャリブレーションパルス９１を発信してから、各回答器１２０からキャリブレーション応答パルス９２が返信されてセンター装置１００のセンター中継器２２に到達するまでの時間である通信所要時間を測定し、この通信所要時間に基づいて各回答器１２０からの回答信号を読み取る時刻の時間軸上での位置合わせを回答器１２０毎に行う。センター中継器２２は、こうして得られる通信所要時間を用いることにより、回答信号の読み取り時刻を各回答器１２０に対し適正に調整することができ、回答器とセンター装置との間の距離の違いによる回答信号の到達時間の変動幅を考慮して回答信号用窓４８の時間幅を設定する必要がなくなる。この結果、回答信号用窓４８の時間幅をより狭く設定することが可能となる。また、こうして回答信号用窓４８の時間幅を狭く設定できれば、各回答期間４５内の回答区間４６内の回答信号用窓４８の窓数を増やすことや、各回答期間４５内の回答区間４６の数を増やすことによって回答信号の情報量を増やすことが可能となり、また通信時間の短縮、あるいは同時に使用する回答器１２０の数を大幅に増加することができる。例えば回答信号用窓４８の幅を１μｓ以下に減らして回答器１２０の数を５０００台あるいはそれ以上にすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】  本発明の回答集計分析装置により、従来は困難であると考えられ、実現できなかった広い会場での使用や多数の回答器の使用が可能となり、簡便でしかも安定した回答集計分析を行うことができるようになった。しかも回答器の数が多くなっても迅速な信号伝達ができるので、集計結果を直ちに回答者に示すことができる。また装置の使用可能な会場の制約がなくなり、広い会場や障害物を有する会場で使用しても、安定した回答集計分析が可能となった。このため回答集計分析装置の利用範囲が大幅に拡大することが期待される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【国際調査報告】
2005046091.tif 000012
2005046091.tif 000013