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初版製作者：宇佐美清章
改訂記録
| 項 番 | 版 数 | 年月日 | 作 成 者 | 改 訂 内 容 |
| 1 | １版 | 95.3.7 | 宇佐美 | |
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目次
はじめに
調査について
１ 評価項目
２ 各評価の方法、結果
２．１ 周波数特性
２．２ 発光強度、Ｄｕｔｙ比と距離の関係
２．３ 反射特性
３ まとめ
はじめに
この評価は、勝敗判定装置に使用されている赤外線発光装置が、ＭＩＲＳの競技に使用できるかを考えるためのものである。
評価について １ 評価項目
なお、赤外線ＬＥＤの発光回路は、図１にしたがって行なった。
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２ 各評価の方法、結果
２．１ 周波数特性
今回受光器として使用する素子（IS1U60）は、３８kHzに変調された赤外線を受光するようになっている。しかし、実際に３８kHzちょうどをつくることは難しい。そこで、この受光器が実際にどの周波数の範囲で変調された赤外線を受光できるのかについて評価した。
２．１．１ 評価方法
赤外線発光ＬＥＤと受光器との距離を５０cmの位置に設置する。入力信号の変調の周波数を変化させ、その時の受光素子からの出力信号をオシロスコープを用いて調べた。
２．１．２ 評価結果
評価結果を表１に示す。この表からわかるように、３０.５kHz〜４８kHzでは安定した出力が得られた。発信器として、μPD5555を使用する。このＩＣは抵抗とコンデンサの値によって発信周波数を決定する。抵抗、コンデンサには誤差があるが、これだけの周波数の幅があればその誤差を考慮しても十分である。そのため、部品表で指定されている素子をそのまま使ってよいといえる。
| 周波数［kHz］ | 出力状態 |
| 0〜30.5 | 不安定な出力（LowとHighの入り乱れ） |
| 30.5〜48 | 安定した出力 |
| 48〜68 | 不安定な出力（LowとHighの入り乱れ） |
| 68〜 | 受光不能 |
ここで、ＩＣによる発振周波数の誤差を規格表に基づいて計算する。
ＩＣμPD5555の発振周波数ｆの計算式は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２およびコンデンサの値をＣとすると、
である。Ｄｕｔｙ比を１０％とすると、
Ｒ１＝８Ｒ２
である。今、抵抗の誤差を５％、コンデンサの誤差を１０％とする。抵抗Ｒ２の誤差の分をｒ、コンデンサの誤差をｃとする。これらの誤差の分によって変化した周波数をｆ’とすると、
となる。これを計算すると、実際の周波数の範囲は、 ３３ｋHz〜４４kHzである。
２．２ 発光強度、Ｄｕｔｙ比と距離の関係
実際にＭＩＲＳの競技を行う上でもっとも重要な性能の１つである赤外線の届く距離についてしっかり知っておく必要がある。この評価では、赤外線の発光 強度と赤外線の届く距離の関係について詳しく評価した。
２．２．１ 評価方法
図１に示されている回路によって赤外線ＬＥＤを発光した。この時、入力信号のＤｕｔｙ比および抵抗Ｒの値を変化させ、受光器との距離と出力信号との関係をオシロスコープを用いて調べた。
２．２．２ 評価結果
評価の結果を表２に示す。
| Ｄｕｔｙ比［%］ | 抵抗値 (Ｒ［Ω］) | High最高距距離 [cm] | Low最低距離 [cm] |
| 50 | 51 | 370 | 930 |
| 10 | 51 | 230 | 470 |
| 50 | 200 | 210 | 620 |
| 10 | 200 | 135 | 325 |
| 50 | 820 | 95 | 280 |
| 10 | 820 | 50 | 150 |
| 10 | 1,700 | 30 | 73 |
| 10 | 3,436 | 20 | 60 |
２．３ 反射特性
現在、ＭＩＲＳの競技場には超音波センサを用いるため、周囲に壁がある。しかし、この壁によって赤外線が反射を起こすことが考えられる。もし、この壁により赤外線の反射が起こるのなら、最悪の場合、ＭＩＲＳが競技場のどの位置にいても赤外線を受光してしまう恐れがある。そのため、赤外線の反射特性について詳しく知る必要がある。ここでは、その評価を行う。
２．３．１ 評価方法
図２にしたがって装置を配置する。Ｌ１、Ｌ２は変化させる。なお、赤外線ＬＥＤは図１にしたがって発光させ、抵抗値ＲとＤｕｔｙ比はそれぞれ５１Ω、１０％とした。
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２．３．２ 評価結果
評価結果を表３、表４に示す。表３はＬ１＝３０[cm]、Ｌ２＝３０[cm]の時 の反射の有無を表し、表４は反射の距離と出力の関係を表す。黒い布は非常によい効果を得たが、これは超音波を吸収する恐れがある為、使用出来ない。そのため、壁による赤外線の反射は押さえられなさそうにない。反射がある場合、あまり強い赤外線を発光させると最悪の場合競技場のどこでも赤外線を受光してしまう事となる可能性がある。よって、赤外線はあまり強く発光させられない。
| 材質 | 結果 |
| 壁（アクリル板） | 反射した |
| つや消し黒で塗った紙 | 反射した |
| 黒画用紙 | 反射した |
| 木材（ベニア板） | 反射した |
| 黒い布（カーテン） | 反射しなかった |
材質 | Ｌ１[cm] | Ｌ２[cm] | |
| High最高距離 | Low最低距離 | ||
| 競技場の壁 | 30 | 10 | 59 |
| 黒画用紙 | 30 | 32 | 79 |
| 木材 | 30 | 51 | 119 |
| 黒カーテン | 30 | 測定不能 | 測定不能 |
| 20 | 7 | 16 |
３ まとめ
以上の評価を考慮の上、勝敗判定装置は次のような仕様がよいと考えられる。