JPH022729A - ワイヤレス光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、親機と遠方に配置された子機との間で光信号
によるデータ通信を行うワイヤレス光通信システムに係
わり、例えばピッキングシステムに用いられる技術に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、ワイヤレス光通信システムでは、発光素子と受
光素子がそれぞれ特有の有効角を持っているため、エラ
ーが少ない最良の状態で双方向通信を行うには、発光素
子とそれに対する受光素子が互いに相手の有効角の範囲
内に位置していなければならない。親機と子機とが１対
１でそれらの位置関係が固定されている場合には、始め
に発光素子と受光素子の向きを調節しておけば良いが、
親機と子機の少なくとも一方が移動する場合や子機が複
数個存在する場合は、発光素子や受光素子の向きを初め
から固定しておくことができず、なんらかの手段で発光
素子と受光素子が互いに向き合うように調整する必要が
ある。

この手段としては、 ■　発光素子として有効放射角が広くて高出力のものを
用たり、受光素子として有効受光角が広くて高感度のも
のを用いて対応させる方法がある。

■　発光素子や受光素子にそれらの向きを変更するため
の装置を設け、通信をする際ににその装置を作動させ、
発光素子と受光素子が互いに向き合うように制御する方
法がある。

■　発光素子や受光素子をそれぞれ異なった方向に向い
た状態で複数個配列し、その全てを使用することで有効
角の範囲の範囲を拡大する方法がある。

■　上記した■〜■までの方法を共用する方法がある。

■の方法を採用したワイヤレス通信システムとしでは、
特開昭６２−１８６６２４号公報で示すピッキングシス
テムで採用されているものが知られている。この先行技
術では、−個の親機を倉庫の天井に取り付であり、床に
設置されたピッキングボックスの各部品棚には子機をそ
れぞれ設けてある。親機の通信中継器に備えたサテライ
ト式光送受信装置には複数の発光ダイオードを発光素子
として、また、複数のフォトダイオードを受光素子とし
て設けてあり、各子機の光送受信装置にも同様に複数の
発光ダイオードとフォトダイオードとを設けてある。そ
して親機では、各子機へ送る光信号をサテライト式光送
受信装置の全ての発光ダイオードから発するように、ま
た、親機に送られてくる光信号をサテライト式光送受信
装置の全てのフォトダイオードで受信するようにしであ
る。更に子機では、親機へ送る光信号を光送受信装置の
全ての発光ダイオードから発するようにしである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の各方法には次のような問題点があった。

■の方法では、高性能な発光素子や受光素子を使用する
のでコストが高くつくのみならず、発光素子にあっては
大幅に有効放射角を拡大できない。しかも、電力多消費
型になるので電源容量を大きくしなければならず、移動
に適さない。

■の方法では、広い範囲で通信を行えるが、難しい制御
をしなければならないので電子制御装置などが必要にな
る上に駆動用の機械も必要となり、装置が複雑化して重
量化を招くとともに大きい容量の電源を必要とする。コ
ストも相当高くつく。

■の方法では、安価な発光素子や受光素子を使用できる
が、複数の発光素子や受光素子に同時に電流を供給しな
ければならず、大きい容量の電源を必要とする。移動に
適さない。

このような点に着目し、本発明では、構造が比較的簡単
な上に安価で電力消費の少ないワイヤレス通信システム
を構成することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を解決するため、親機の光送受信装置とワイヤ
レス光通信を行う光送信装置においては、親機の光送受
信装置に光信号を発する複数の発光素子と、その光送受
信装置に最適な状態で受信される光信号を発つする発光
素子を選択するための手段とを設けてある。

この手段は、親機の光送受信装置から返送されてくる受
信情報に応じて発光素子を自動的選択するものが好まし
い。

また、親機の光送受信装置とワイヤレス光通信を行う光
受信装置において、親機の光送受信装置からの光信号を
受信する複数の受光素子と、その光信号が最適な状態で
受信される受光素子を自動的に選択する手段とを設けて
ある。

さらに、本発明の好ましい実施形態の一つとして、前記
光送信装置と前記光受信装置とを備えて光送受信装置を
構成することができる。

前記光送受信装置の光軸調整方法としては、子機の複数
の発光素子から順番に光信号を発して、それらの光信号
を親機の光受信装置で受信し、最適な状態で受信される
光信号を判別し、この信号を発している発光素子を特定
した後、その結果を親機の光送信装置から光信号で発し
、この親機からの光信号を子機の光受信装置で受信し、
それに基づいて最適な送信用の発光素子を自動的に設定
する方法がある。

更に、ワイヤレス光通信システムは、親機と子機の少な
くとも一方が移動するものに適用すると便利である。

〔作　用〕

光送信装置は、光送受信装置に対して複数の発光素子か
ら順番に光信号を発する。そして親機の光送受信装置に
最適な状態で受信される光信号をどの発光素子が発して
いるのか選択し、選択したその発光素子を使って光信号
を送信するようになる。

親機の光送受信装置から返送されてくる受信情報に応じ
て自動的に最適な発光素子を選択することができる。

光受信装置は、親機の光送受信装置からの光信号を複数
の受光素子で受信し、その中から最適な状態で受信可能
な受光素子を自動的に選択し、選択したその受光素子を
使って光信号を受信するようになる。

前記光送信装置と光受信装置とを備えて光送受信装置を
構成すると、親機の光送受信装置・に対して光信号を発
するに最適な発光素子と、光信号を受信するに最適な受
光素子を選択して通信を行うことが可能となる。

本発明に係わる光送受信装置の光軸調整方法では、先ず
子機の複数の発光素子から順番に光信号を発する。親機
の光受信装置は、それらの光信号を受信した後、最適な
状態で受信される光信号を判別し、この信号を発してい
る発光素子を特定して、その結果を親機の光送信装置か
ら光信号で発する。そして、子機の光送受信装置は、返
送されてきた光信号をで受信し、それに基づいて送信用
の発光素子を自動的に設定する。

〔発明の効果〕

本発明は次のような効果を奏する。

（ａ）複数の発光素子の中から送信エラーの少ない最良
のものだけを選んで使用するので低消費電力にて最適な
送信が可能である。

（ｂ）複数の受光素子の中から受信エラーの少ない最良
のものだけを選んで使用するので低消費電力にて最適な
受信が可能である。

（Ｃ）小電力消費型の発光素子や低感度でかつ安価なの
受光素子を使用できる上に発光素子や受光素子をそれぞ
れ通信相手に向けるための制御を必要とせず、構造が簡
単になりコストも安くつく。

（ｄ）　　これらの光送信装置と光受信装置或いはこれ
らで構成した光送受信装置は、構造が簡単で電源の容量
が小さくて軽量で済むので、移動体に設けるに最適であ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を適用したピッキングシステムの実施例を
図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、倉庫内の床に２つのピッキングボ
ックス（ＩＡ）、　（１Ｂ）を向かい合わせで設置しで
ある。これらのピッキングボックス（ＬＡ）、　（ＩＢ
）は、第３図に示すように、部品等を納置する箱形の部
品棚（２）を横８段、縦５段に並べたもので、各部品棚
（２）の上板（２ａ）には、子機（Ｂ）を個別に取り付
けである。そしてこれらのピッキングボックス（ＬＡ）
、　（ＩＢ）の中間に位！する天井には、複数の子機（
Ｂ）を統括する一個の親機（Ａ）を設けてある。

前記親機（Ａ）は、倉庫のホストコンピュータ（３）と
、子機（Ｂ）とのデータ通信を双方向で行う際のアンテ
ナに相当する通信中継器（４）と、これらの間に介在す
るコントロールユニット（５）とからなる。ホストコン
ピュータ（３）は、各子機（Ｂ）を識別するためのアド
レスと各部品棚（２）に納置された部品の数量などを記
憶していて、倉庫内の在庫データを管理し、ピッキング
の指令をすることでシステム全体を統括している。

コントロールユニット（３）　　は、ホストコンピュー
タ（３）から送られてくるデータを送信用のシリアル信
号に変換して通信中継器（４）に送ったり、子機（Ｂ）
から通信中継器（４）を介して返送されてくるシリアル
信号をデータに変換してホストコンピュータ（３）へ転
送する、いわゆるインターフェースになっている。通信
中継器（４）は、サテライト式光送信装置とサテライト
式光受信装置とを内蔵している。サテライト式光送信装
置は、コントロールユニット（５）から送られてくるシ
リアル信号を赤外線による光信号に変調して空間に発し
、また、サテライト式光受信装置は子機（Ｂ）から発せ
られた赤外線による光信号をシリアル信号に復調してコ
ントロールユニット（５）に転送する。

前記子機（Ｂ）は、第２図に示すように、親機（Ａ）に
対する光送信装置及び光受信装置と、ワンチップのマイ
クロコンピュータクロ）と、通信結果を表示する表示部
（７）と、データの人力・修正用のキー（８）、電源ス
ィッチ（ＳＷ）、リセットボクン（９）などを備えいる
。光送信装置は、マイクロコンビ二−タ（６）から送ら
れてくるシリアル信号を赤外線による光信号に変調して
空間に発し、光受信装置は、通信中継器（４）から発せ
られた光信号をシリアル信号に復調してマイクロコンピ
ュータ（６）に送る。マイクロコンピュータ（６）は、
各子機（Ｂ）が担当している部品棚（２）の部品数量を
管理している。入力した信号を解析してアドレスを識別
し、そのアドレスが自己のアドレスと一致するときに数
量のデータ、例えば、部品棚（２）から取り出す数量や
部品棚（２）に補給すべき数量を表示部（７）に表示し
、作業者に認識させる。また、アドレスを設定変更した
り部品数量を修正した場合、そのデータをシリアル信号
として光送信装置に送る。

その他プログラムに基づいて種々の作業を行う。

表示部（７）には、４桁の７セグメント発光ダイオード
（１０）を設けてあり、必要な情報を数字もしくは八か
らＦまでのアルファベットでデジタル表示することがで
きる。キー（８）は１６進キーであり、部品の取り出し
や補給の際に実際の個数を入力したり、残りの部品数量
の修正やアドレスの設定変更をする際に現場の作業者が
使用する。

このように当該ピッキングシステムでは、親機（Ａ）　
とピッキングボックス（ＩＡ）、　（１Ｂ）の各子機（
Ｂ）　　との双方向通信を有効に行うことによって部品
の在庫管理を効率的に行えるようにしている。

前記通信中継器（４）のサテライト式光送信装置には、
赤外線を発する１６個の発光ダイオード（ＬＢＤＩ）の
うち、それぞれ８個の発光ダイオード（ＬＥＤＩ）を１
群として第５図に示すように２０度間隔で放射状に配列
し、更にそれらの発光ダイオード群（Ｌｌ）、　（Ｌ２
）を第６図に示すように約２０度間隔で重ねて配列しで
ある。そして２つの発光ダイオード群（Ｌｌ）、　（Ｌ
２）をそれぞれのピッキングボックス（ＩＡ）、　（Ｉ
Ｂ）　に向けて配置しである。

これらの発光ダイオード（ＬＢＤＩ）は、第７図に示す
ように、変調信号挿入及びスイッチング用のドライバー
回路（１１）を介してコントロールユニット（５）に接
続してあり、コントロールユニット（５）からのシリア
ル信号に基づいて全ての子機（５）へ向けて光信号を広
い角度で同時に発せられるようにしである。尚、各発光
ダイオード（ＬＥＤＩ）は安価な低消費電力型であり、
その有効放射角は約４０度である。

前記通信中継器（４）のサテライト式光受信装置は、２
つの発光ダイオード群（Ｌｌ）、　（Ｌ２）の間に、第
８図に示すように約３０度間隔で放射状に配列された３
個の受光ユニッ）　（１２）からなる。

これらの受光ユニット（１２）には複数の高感度フォト
ダイオードを採用しており、約９０度の有効受光角は有
している。そして何れのかの受光ユニット（１２）によ
って全ての光送信装置から発せられる光信号を感度良く
受信できるようになっている。

前記子機（Ｂ）の光送信装置には、第９図に示すように
、赤外線を発する５個の発光ダイオード（ＬＥＤ２）を
約３０度間隔で放射状に配列してあり、これらの発光ダ
イオード（ＬＥＤ２）の何れかによって通信中継器（４
）へ光信号を発するようになっている。光送信装置の近
傍には、通信中継器（４）からの光信号を受信する光受
信装置を設けてある。この光受信装置は、通信中継器り
４）の受光ユニッ）　（１２）と同様な一個の受光ユニ
ッ）　（１２＞からなる。各子機（Ｂ）に使用されてい
る発光ダイオード（ＬＥＤ２）と受光ユニット（１３）
は、通信中継器（４）に使用されているものとほぼ同一
の性能を持っている。

当該ピッキングシステムでは子機（Ｂ）　は光信号を発
する際に５個の発光ダイオード（ＬＥＤ２）を同時に発
光させるのではなく、有効放射角内に通信中継器（４）
を収めることが可能な一個の発光ダイオード（ＬＩＥＤ
２）のみを発光させるようになっている。言い換えると
、子機（Ｂ）には光軸調節機能が具わっており、発した
光信号が最も強く通信中継器（４）に受信される位置に
ある発光ダイオード（ＬＥＤ２）を５個の発光ダイオー
ド（ＬＥＤ２）の中から選択し、低消費電力ながら送信
エラーを最小に抑えることができる。

次にこの先軸調節機能について説明する。

第１図に示すように、前記子機（Ｂ）の各発光ダイオー
ド（ＬＥＤ２）には、ドライブ回路（１４）を接続して
あり、このドライブ回路（１４）にはセレクト回路（１
５）を接続しである。また、このセレクト回路（１５）
にはコントロールバス（１６）を介して前記マイクロコ
ンピュータ（６）を接続しである。

ドライブ回路（１４）は、選択された発光ダイオード（
Ｌ［ＥＤ２）に規定の電流を供給して発光させるための
もので、シリアルデータライン（１７）を介してマイク
ロコンピュータ（６）にも直に接続しである。セレクト
回路（１５）はいわゆるデコーダであり、マイクロコン
ピュータ（６）からコントロールバス（１６）を介して
送られてくるパラレル信号に基づいて一個の発光ダイオ
ード（ＬＥＤ２）を選択する。

具体的には、光軸調節機能を働かせると、マイクロコン
ピュータ（６）は、セレクト回路（１５）ニハラレル信
号を送り、このパラレル信号に基づいて発光させる発光
ダイオード（ＬＥＤ２）を指定する。この情報は、セレ
クト回路（１５）からドライブ回路（１４）に送られ、
指定された発光ダイオード（ＬＥＤ２）を使用可能な状
態にする。続いて、マイクロコンピュータ（６）から子
機（Ｂ）のアドレスと指定された発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ２）の認識番号（１〜５）がシリアルデータライン（
１７）を介してシリアル信号でドライブ回路（１４）送
られ、指定された発光ダイオード（ＬＥＤ２）がそれを
光信号に変調し光信号にして発する。それが完了すると
次の発光ダイオード（ＬＥＤ２）を指定し、同じことを
繰り返す。つまり、各発光ダイオード（ＬＥＤ２）から
アドレスと指定された発光ダイオード（ＬＥＤ２）の認
識番号を光信号として順番に送信していく。

そして発光ダイオード（ＬＥＤ２）から発せられた光信
号は、通信中継器（４）のサテライト式光受信装置に次
々に受信されて信号の強弱が判別され、アドレスと通信
に最適な認識番号がシリアル信号に復調されてコントロ
ールユニット（５）に送られる。そしてコントロールユ
ニット（５）からデータとしてホストコンピュータに転
送され記憶される。ホストコンピュータは、記憶を完了
するとアドレスと認識番号のデータをコントロールユニ
ット（５）　に返送スル。コントロールユニット（５）
は、返送されてきたデータをシリアル信号に変調し、通
信中継器（４）のサテライト式光送信装置に送る。

前記通信中継°器（４）のサテライト式光送信装置から
発せられた光信号は、各子機（Ｂ）の光受信装置に受信
され、各子機（Ｂ）のマイクロコンピュータ（６）によ
ってアドレスが識別される。

アドレスが自己のものに一致するときは、同時に送られ
てきた認識番号がマイクロコンピュータ（６）に記憶さ
れる。そして以後この子機（８）からは、認識番号に対
応した発光ダイオード（Ｌ、６０２）を使って光信号が
発せられることなる。

当該ピッキングシステムでは、子機（Ｂ）を部品棚（２
）に固定したままにしてふくので、子機（Ｂ）の配置を
定めた際に一回の光軸調節を行えば送信用の発光ダイオ
ード（Ｌε０２）の設定を行える。例えば第３図では、
ピッキングボックス（ＩＡ）の一番左で一番上の子機（
Ｂ）では、第９図中で一番右で認識番号５の発光ダイオ
ード（ＬＥＤ２）に設定され、一番右で一番下の子機（
Ｂ）では、第９図中で左から二番目で認識番号２の発光
ダイオード（ＬＥＤ２）が設定されることになる。

尚、本実施例中では、発光ダイオードを発光素子として
、フォトダイオードを有した受光ユニットを受光素子と
して用いているが、これに限定されるわけではない。

本発明を実施するに、ピッキングボックス（ＩＡ）、　
（ＩＢ）　のレイアウトは自由であり、第１０図に示す
ようにをピッキングボックス（ＩＡ＞、　（１Ｂ）を同
一の向きに並べて設置してもよい。

また、光軸調節機能を通信中継器（４）のサテライト式
光送信装置に適用し、各子機（Ｂ）に対して最適な光信
号を発する発光ダイオード（ＬＥＤＩ）を設定できるよ
うにすることもできる。

また、光軸調節機能を子機（Ｂ）の光受信装置や、サテ
ライト式光受信装置に応用してもよい。

更に、本発明は、親機（Ａ）　と子機（Ｂ）の少なくと
も一方が自由に移動する場合でも実施可能である。その
場合、通信をする直前に光軸調節機能が自動的に働き、
親機（Ａ）　と子機（Ｂ）の位置関係に対応できるよう
に最適な発光ダイオードや受光ユニットが随時設定され
るようにしておく。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るワイヤレス光通信システムの実施例
を示し、第１図は子機のブロック回路図、第２図は子機
の外観の斜視図、第３図は親機と子機の位置関係を示す
図、第４図はピッキングボックスの配置を示す図、第５
図は親機の発光素子の配置を示す図、第６図は親機の発
光素子と受光素子の配置を示す図、第７図は親機のブロ
ック回路図、第８図は親機の受光素子の配置を示す図、
第９図は子機の発光素子の配置を示す図であり、第１０
図はピッキングボックスの配置の変形例を示す図である
。 （１２）・・・・・・受光素子、（Ａ）・・・・・・親
機、（Ｂ）・・団・子機、（ＬＥＯ２）・・・・・・発
光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、親機（Ａ）の光送受信装置とワイヤレス光通信を行
   う光送信装置において、 親機（Ａ）の光送受信装置に光信号を発する複数の発光
   素子（ＬＥＤ２）と、 その光送受信装置に最適な状態で受信される光信号を発
   する発光素子（ＬＥＤ２）を選択するための手段とを設
   けてある光送信装置。 ２、前記手段が、親機（Ａ）の光送受信装置から返信さ
   れてくる受信情報に応じて発光素子（ＬＥＤ２）を自動
   的に選択するものである請求項１記載の光送信装置。 ３、親機（Ａ）の光送受信装置とワイヤレス光通信を行
   う光受信装置において、 親機（Ａ）の光送受信装置からの光信号を受信する複数
   の受光素子（１２）と、 その光信号が最適な状態で受信される受光素子（１２）
   を自動的に選択する手段とを設けてある光受信装置。 ４、請求項１もしくは２記載の光送信装置と、請求項３
   記載の光受信装置とを備えた光送受信装置。 ５、双方向ワイヤレス通信を行う親機と子機における光
   軸調整方法において、 ［１］子機の複数の発光素子（ＬＥＤ２）から順番に光
   信号を発すること、 ［２］それらの光信号を親機（Ａ）の光受信装置で受信
   し、最適な状態で受信される光信号を判別すること、 ［３］この信号を発している発光素子（ＬＥＤ２）を特
   定し、その結果を親機（Ａ）の光送受信装置から子機へ
   光信号で発すること、 ［４］親機（Ａ）の光送信装置からの光信号を子機（Ｂ
   ）の光受信装置で受信し、それに基づいて最適な送信用
   の発光素子（ＬＥＤ２）を自動的に設定すること、 からなる光軸調整方法。 ６、親機（Ａ）と子機（Ｂ）の少なくとも一方が移動す
   るものである、請求項４記載の光受信装置の光軸調整方
   法。