JPH0541693A

JPH0541693A - 赤外線空間通信方式

Info

Publication number: JPH0541693A
Application number: JP3217916A
Authority: JP
Inventors: Ikuya Kasahara; 郁也笠原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】コンピュータとその周辺機器間などのデータ通
信のため、双方向に同時に送受信が可能な赤外線空間通
信方式を提供する。【構成】機器11及び15間で双方向通信を行ないたい場
合、それぞれの機器に通信ユニット11及び16を付設す
る。該通信ユニットには、送信手段（12、17）、受信手
段（13、18）及びマイコン（14、19）が設けられてい
る。このような構成のもとで、従来に比べ高い周波数の
通信キャリアを用いて通信を行なうと、通信ユニット間
では時分割の双方向通信を行なっているが、機器本体間
では双方向の同時送受信が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線空間通信に関
し、特にコンピュータとコンピュータ周辺機器間等のデ
ータ通信に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外線通信では、例えば双方向リ
モコンなどのような場合であれば、双方向リモコンとテ
レビやビデオなどの本体の間で半二重通信を行なってい
た。これは、どちらか一方が送信中のときは、他方は受
信を行なうという方式である。前記半二重通信方式の送
受信のタイミングとしては、まず双方向リモコンが最初
の送信を行ない、その後受信待ちの状態となり、一方本
体は必ず受信待ちの状態から開始し、受信した後、受信
完了（あるいは受信不備）信号を送信するというもので
あった。また、従来の通信のキャリア（基本パルス）の
周波数は、３０〜４０ＫＨｚである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リモコンとテレビ及び
ビデオなどの機器間の通信の場合は、主として送信はリ
モコンが行ない、例えば、テレビがその信号を受信して
チャンネルを変えるという動作をすればよいので、上述
のような半二重通信方式でよい。しかしながら、コンピ
ュータとその周辺機器間やワープロと電子手帳間、ある
いは対戦型ゲーム機間などのデータ通信については、ど
ちらかが一方的に送信するというようなものではなく、
互いの機器間の送信と受信の負荷は、ほぼ同等と考えて
よい。従って、半二重通信方式で、このような機器間の
通信を行なうと、２つの通信機器間で送受信を行なうた
めのタイミングが取れていないので、互いの送信信号同
士が混信してしまい、受信したデータにエラーが発生す
るという不都合が生じていた。本発明は、このような問
題を解決し、通信機器間で混信することなしに、機器本
体間では双方向に同時に送受信が可能な赤外線空間通信
方式を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の赤外線空間通信方式は、送信手段と、受信
手段と、前記送信手段と前記受信手段を制御し、機器本
体より受け取った送信データを短時間のデータに変換し
て前記送信手段に送り、また、前記受信手段が受信した
別の機器からのデータを長時間のデータに変換して機器
本体に送る制御手段と、から成る通信ユニットを双方の
機器に設け、機器本体間では双方向に同時に送受信が可
能となるようにしている。また、前記機器間の双方向通
信の開始時、送受信のタイミングを取るためのイニシャ
ル通信を行なうようにしている。

【０００５】

【作用】このようにすると、各通信ユニット間では、時
分割の双方向通信となっているが、機器本体同士から見
れば、同時に双方向の送受信が実現できる。また、赤外
線空間通信で双方向の場合、どちらが最初に送信側とな
るかを決定しなければいけないが、それについては通信
の開始の際にイニシャル通信を行なって、決めているの
で、問題はない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ、
説明する。図１に、本発明を実施した通信機器をブロッ
ク図で示す。機器10には通信ユニット（以下「ユニッ
ト」と云う）11が、また、機器15にはユニット16が付設
されている。機器10のユニット11は、ＬＥＤなどの発光
素子12とフォトダイオードなどの受光素子13及びマイコ
ン14から構成されており、機器15のユニット16も同様
に、発光素子17と受光素子18及びマイコン19から構成さ
れている。そして、機器10のユニット11の発光素子12に
よって送信された送信データを機器15のユニット16の受
光素子18で受信し、機器15のユニット16の発光素子17に
よって送信された送信データを機器10のユニット11の受
光素子13で受信する。機器10が、あるデータを機器15に
送信したい場合について考える。まず、機器10がユニッ
ト11に対し、送信したいデータを送る。ユニット11のマ
イコン14は、受け取ったデータを光データに変換した
後、その光データを発光素子12によって送信する。機器
15のユニット16は、該データを受光素子18を通してマイ
コン19が受信し、データの再変換を行ない、もとのデー
タに戻した後、機器15に送る。機器15から機器10への送
信も同様に行なわれる。ユニット11及び16からの送信
は、同時に行なわれないように制御されている。なぜな
ら、互いの機器の通信においては、通常同じ波長の赤外
線が使用されるため、同時に送ると、やはり混信してし
まうからである。しかしながら、本実施例の通信方式に
おいては、通信のキャリアの周波数を約５００ＫＨｚと
高くしており、データについても変換を施しているた
め、従来に比べ同じデータ量の送受信にかかる時間が短
縮されており、本体機器（10及び15）からは、同時双方
向通信を行なっているように見える。

【０００７】実際の通信に用いられる信号について、以
下で説明する。図２の（ａ）に、本実施例における、通
信のキャリアを示す。この基本パルスの周期は図に示す
ように、２.１７μsであり、即ちその周波数は約５００
ＫＨｚとなっており、従来の周波数に比べ、１０倍以上
となっている。この基本パルスの８パルス分をＴ１と
し、（ｂ）に示すようにＴ１を用いて０及び１のビット
を構成している。実際のデータ通信のときには、（ｂ）
に示した信号が用いられている。

【０００８】図３に、後述のイニシャル通信のときに使
用される信号を示す。（ａ）は図２の（ａ）と同様のキ
ャリアで、この基本パルスの１６パルス分をＴ２とし、
（ｂ）に示すように、Ｔ２を用いてＴ３信号を作ってい
る。実際にイニシャル通信で使用されるＴ４信号は、例
えば、Ｔ３信号を１１回分として構成されている。

【０００９】図４に、通信開始時に行なわれる、イニシ
ャル通信のタイミングチャートを示す。これは、２つの
機器の間で、最初の通信における送信側（以下「主側」
とも云う）と受信側（以下「従側」とも云う）を決定す
るためのもので（最初の送受信が終了後は送信／受信は
順次交替する）、電源がＯＮされたとき、実際のデータ
通信に先がけて、１回行なわれる。通常、先に電源がＯ
Ｎされた機器が送信側となる。タイミングチャートに沿
って説明する。まず、機器10の電源がＯＮされたとす
る。電源ＯＮから３秒間は、受信待ちをする。この間に
受信がない場合は、機器10は仮の送信側として、Ｔ４信
号を送信し始める。機器10が受信待ちをしている間に機
器15の電源がＯＮされ、同様に受信待ちの状態となる。
機器15は受信待ちの３秒間に機器10からのＴ４信号を受
信するが、受信後Ｔ４信号の返信を行ない、ここで、機
器15の受信側が確定となる。機器10は、Ｔ４信号を送信
後、いったん受信モードとなり、機器15からのＴ４信号
の返信を待つ（４.４ｍs）。ここで、Ｔ４信号を受信し
た後、Ｔ４信号の送信と受信を３回繰り返し、計４回の
返信を確認できた場合に、機器10の送信側が確定とな
る。前記４回のＴ４信号は、少しずつ違った信号を送信
するようにしている。本実施例では、具体的にはキャリ
アのパルス数を変化させた信号としているが、パルスの
デューティ（Ｄｕｔｙ）を変化させてもよい。このよう
に、Ｔ４信号を変化させているのは、もし全く同じ信号
であれば、例えば機器15が機器10からの最初の送信を受
信できなかった場合、送信側としてＴ４信号を送信して
しまったとき、機器10側で、送信の返信でないことがわ
からず、双方が送信側と認識してしまい、その後のデー
タ通信の際、エラーを起こすからである。違った信号に
しておけば、機器15側で送信した信号と返信した信号が
一致しないことから、自分が送信側でないことを認識で
きる。

【００１０】イニシャル通信において、途中で受信エラ
ーが発生した場合は、電源ＯＮ直後の３秒間の受信待ち
へ戻り、再スタートする。また、送信後４.４ｍs待っ
て、返信がない場合（もう一方の機器の電源がＯＮされ
ていない場合等）は、３秒間受信待ちを行なった後、再
度Ｔ４信号の送信を行ない、返信があるまで繰り返す。

【００１１】図５に、実際のデータ通信のタイミングチ
ャートを示す。同図において、機器10が送信側、機器15
が受信側である。ここで、受信側は、１回の送信毎に送
信側のデータ出力の立ち上がり（図中Ｓ１）に同期を取
るようにしている。具体的には、送信側からのデータを
受信したとき（Ｓ２）、同期を取っている。これは、機
器10、15には通常マイコンが設けられており、ユニット
11、16にもマイコン14、19が設けられていることから、
各々のクロックで動作させた場合、互いのクロックのば
らつきからデータの欠落などが生じてしまうことがある
からである。さらに、１回の送受信毎に行なっているの
は、大量のデータが送信された場合に、データ量に比例
して、ズレが大きくなるのを防ぐためである。１回の送
信は８ｂｉｔのデータで行ない、それに対する返信は通
常読み取った８ｂｉｔに２ｂｉｔのピンデータ（後述）
を付加して行なっている。この送受信は、図に示すよう
に３.３２８ｍsの間で行なう。

【００１２】タイミングチャートに沿って説明する。イ
ニシャル通信が終了して、送信側と受信側、それぞれの
機器が決定されると、実際に送信側からデータの送信が
開始される。ここでは、機器10が送信側、機器15が受信
側であるとする。タイミングチャートは、機器10からユ
ニット11へ８ｂｉｔのデータが出力される時間（３.３
２８ｍs）を一区切りとしているが、この時間毎に上述
のように送信側と受信側の同期が取られることになる。
タイミング１では、機器10からユニット11に８ｂｉｔか
ら成るデータ０が出力される。図中、△はユニットによ
るデータ変換を表わすが、タイミング１でデータ０が送
信用の光データに変換される。タイミング２では、機器
10からユニット11にデータ１が出力され、ユニット11は
前タイミングで変換されたデータ０を送信した後、デー
タ１の変換を行なう。一方、受信側の機器15のユニット
16はデータ０を受信し、同じタイミング２で光データか
らもとのデータへの変換を行なっている。タイミング３
では、機器10からユニット11にデータ２が出力され、ユ
ニット11は前タイミングで変換されたデータ１を送信し
て、機器15側からのデータを受信した後、データ２の変
換を行なう。一方、受信側の機器15のユニット16はデー
タ１を受信して、前タイミングで受信したデータ０を送
信（返信）した後、同じタイミング３でデータ１に対し
て光データからもとのデータへの変換を行なっている。
また、同じタイミング３で前タイミングで変換したデー
タ０を機器15に送っている。

【００１３】タイミング４以降は、タイミング３と同様
であり、送信側のユニットは、１つ前のタイミングで機
器から出力されたデータを送信して、２つ前のタイミン
グで送信したデータの返信データを受信し、そのタイミ
ングで出力されたデータの変換を行なっている。また、
受信側のユニットは、送信側からのデータを受信して、
１つ前のタイミングで受信したデータを返信した後、そ
のタイミングで受信したデータの変換を行ないつつ、１
つ前のタイミングで変換したデータを機器に送ってい
る。このように、ユニット11とユニット16間の送受信
は、一方が送信のとき他方が受信となる半二重通信であ
るが、キャリアの周波数を高くすることにより、その送
信時間及び受信時間を短縮することができ、かつ、それ
らを行なう各タイミング内でデータの変換も行なえる。
一方、機器10とユニット11、及び、機器15とユニット16
間では、それぞれ連続的にデータの授受が行なわれてい
るため、機器10、15から見れば二重通信を行なっている
ことに等しい（擬似二重通信）。

【００１４】受信側が、データの受信を完了後、受信デ
ータを送信（返信）するのは、正しく受信したかどうか
を送信側に知らせるためである。タイミングチャートに
は書かれていないが、送信側では戻ってきたデータが送
信したデータと一致しているかをチェックしている。ユ
ニットが、１つのタイミングで送信と受信、さらにデー
タの変換を行なえるのは、従来に比べ通信のキャリアの
周波数を高くしているため、送信と受信に要する時間が
短くなっているからで、このことが、双方向の同時送受
信を可能にしている１つの要因である。

【００１５】上述のデータ通信において、データのスピ
ードによって従側の機器15で読み込みズレが生じる場合
がある。この読み込みズレのタイミングチャートを、図
６の（ａ）及び（ｂ）で示す。（ａ）がデータのスピー
ドが遅いとき、（ｂ）がデータのスピードが速いときで
ある。・は、サンプルタイミング点である。同図におい
て、Ｓ３は１回のデータの読み取り終了タイミング、即
ち、主側ユニットへの送信タイミングポイントである。
（ａ）の場合は、データ８ｂｉｔをすべて読み取ってい
ては、送信のタイミングが遅れるため、先に読み取った
９−０から９−６までの７ｂｉｔとピンデータ２ｂｉｔ
の計９ｂｉｔを送信し、タイミング合わせを行なった
後、９−７を次の読み取りタイミングで読み取って、送
信する。また、（ｂ）の場合は、データ８ｂｉｔの読み
取りだけでは、送信タイミングが速くなってしまうし、
送信タイミングを待つと10−０データ１ｂｉｔ分を読み
落としてしまうため、次の10−０データ１ｂｉｔも読み
取って、データ９ｂｉｔとピンデータ２ｂｉｔの11ｂｉ
ｔを送信して、タイミング合わせを行なう。このように
処理すると、クロックのタイミングなどでデータのスピ
ードが変化しても、受信の際にデータの抜けがない。

【００１６】上述のピンデータについて、説明する。ピ
ンデータは、２ｂｉｔから成り、ユニット（11及び16）
のある端子の情報で、送受信の状態、つまり現在送信モ
ードであるか受信モードであるかを表わすものである。
このユニットのピンデータの読み取りは、データ８ｂｉ
ｔの読み取りと同時に行なわれ、データの返信の際、こ
のピンデータ２ｂｉｔとデータ８ｂｉｔ（ズレがある場
合は、７〜９ｂｉｔ）の構成で、送信を行なう。これ
は、データ通信中の送信及び受信の制御のチェックのた
めである。

【００１７】図７に、通信全体の制御のメインルーチン
のフローチャートを示す。本ルーチン及び後述のイニシ
ャル通信ルーチンは、通信を行なう双方の機器のユニッ
トに設けられたマイコン（図１の14及び19）で実行され
るルーチンである。ステップ#100で本ルーチンがスター
トすると、ステップ#105でパワーＯＮのリセット処理を
行なった後、ステップ#110で割り込み待ちのスタンバイ
モードになり、割り込みを待つ。ステップ#200で、パワ
ーＯＮにより割り込みが発生し、パワーＯＮ割り込みル
ーチンが起動される。ここでは、ステップ#205でイニシ
ャル通信が完了したかをチェックして、完了していれば
ステップ#215に進み、完了していなければステップ#210
でイニシャル通信ルーチンを実行する。イニシャル通信
が完了後、ステップ#215で実際のデータ通信を行なう。
ステップ#220で、エラーが発生したかを見て、エラーが
なければステップ#215に戻り、データ通信を繰り返す。
ステップ#220でエラーが発生していると判定されたとき
は、ステップ#225でエラー処理ルーチンを実行し、ステ
ップ#205に戻って、イニシャル通信からやり直す。ここ
では、エラー処理ルーチンについては、説明を省略す
る。同図では省略されているが、パワーＯＦＦによる割
り込みが生じた場合、メインルーチンの実行は停止す
る。

【００１８】図８に、図７のステップ#210のイニシャル
通信ルーチンのフローチャートを示す。これは、上述の
ように、実際のデータ通信に先がけて行なわれ、通信を
行なう機器間で、主従関係（送信側−受信側）を決める
ためのルーチンである。ステップ#300で本ルーチンがス
タートすると、まずステップ#305で３秒間のタイマーが
セットされる。ステップ#310では、受信があったかを見
て、あればステップ#350に進み、なければステップ#315
で３秒経過したかを見る。経過していなければ、ステッ
プ#310に戻り、受信待ちをする。３秒経過して受信がな
ければ、ステップ#320でＴ４信号を送信する。ステップ
#325で通信の相手方の機器からの返信があったかを見
る。返信がなければステップ#305に戻り、再度３秒間の
受信待ちをする。返信があった場合は、ステップ#330で
送信したＴ４信号が返信されたかを見る。送信した信号
が返ってこなかった場合は、ステップ#305に戻り、最初
からやり直す。ステップ#330で、Ｔ４信号の確認がされ
た場合には、ステップ#335で、通信確認として４回のＴ
４信号の送受信がなされたかを見て、まだであればステ
ップ#320に戻りＴ４信号の送信を行ない、４回の送受信
が終了していればステップ#340で主側と認識して、ステ
ップ#345でメインルーチンに戻る。最初の３秒間の受信
待ちの間に受信があればステップ#350に進むが、ステッ
プ#350では、受信した信号がＴ４信号であるかを確認す
る。Ｔ４信号でなければ、データエラーであるので、ス
テップ#305に戻る。Ｔ４信号が確認できれば、ステップ
#355でＴ４信号を返信する。ステップ#360で、通信確認
として４回のＴ４信号の受信及び返信がなされたかを見
て、まだであれば、ステップ#365で受信があったかを見
る。受信があればステップ#350に戻り、受信がなければ
ステップ#305に戻る。４回のＴ４信号の受信及び送信が
終了していればステップ#370で従側と認識して、ステッ
プ#345でメインルーチンに戻る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機器間の双方向通信が可能になり、現在ケーブル等を使
用して双方向通信を行なっている機器間でケーブルレス
化が図れるので、配線の手間が省け、また電波を使用し
た通信に比べてコストダウンもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した通信機器のブロック図。

【図２】データ通信で使用されている信号を示す図。

【図３】イニシャル通信で使用されている信号を示す
図。

【図４】イニシャル通信のタイミングチャートを示す
図。

【図５】データ通信のタイミングチャートを示す図。

【図６】データの読み込みズレのタイミングを示す
図。

【図７】通信全体の制御のメインルーチンのフローチ
ャートを示す図。

【図８】イニシャル通信ルーチンのフローチャートを
示す図。

【符号の説明】

10 機器 11 通信ユニット 12 発光素子 13 受光素子 14 マイコン 15 機器 16 通信ユニット 17 発光素子 18 受光素子 19 マイコン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線によって２つの機器間で空間通信
を行なう方式であって、送信手段と、受信手段と、前記送信手段と前記受信手段を制御し、機器本体より受
け取った送信データを短時間のデータに変換して前記送
信手段に送り、また、前記受信手段が受信した別の機器
からのデータを長時間のデータに変換して機器本体に送
る制御手段と、から成る通信ユニットを双方の機器に設
け、機器本体間では双方向に同時に送受信が可能である
ことを特徴とする赤外線空間通信方式。
【請求項２】前記機器間の双方向通信の開始時、送受
信のタイミングを取るためのイニシャル通信を行なうこ
とを特徴とする請求項１に記載の赤外線空間通信方式。