(57)【要約】【課題】リモートコントロールシステムにおける通信方式に赤外線を使用した通信方式で、リモコンの電池寿命や廃棄の問題、可視光カット用のフィルタの使用など、機器の意匠性を煩雑にする問題が存在している。　また、電池を交換する行為を、使用者に限定せざる得ないため、使用者に電池交換の負担を強いなくてはならない。【解決手段】遠隔操作を有する機器システムにおけるリモコンに、従来の赤外線通信方式に変わり、非接触ＩＣカードチップを利用した無線通信を採用した。赤外通信に必要な可視光カットフィルタを廃止し、形状の小型化・意匠性の向上・通信信頼度の向上を実現し、更には電池容量を補う目的で、無線搬送波をリモコン駆動電力の一部として使用することで一般電池の交換をなくし、使用者に快適性を提供する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器に搭載した、無線信号を発受信する発受信手段と、該発受信手段から発信された無線信号を受信手段及び発受信手段へ無線信号を発信する発信手段を有するリモコンとから構成されるリモートコントロールシステムにおいて、発受信手段から発信される無線信号を受信し電力に変換する電力変換部をリモコンに備え、リモコン自身の制御電源としたことを特徴とするリモートコントロールシステム。
【請求項２】
信号を重畳する為の搬送波を発信すると共に重畳された無線信号を受信する発受信手段を有する制御対象機器と、該発受信手段から発信された搬送波に自身が保有する情報若しくは使用者がリモコンスイッチを押下した情報に対応した変調をかけて無線信号とする変調部及び該無線信号を制御対象機器に送信する送信部とを有するリモコンとからなるリモートコントロールシステム。
【請求項３】
請求項２記載のリモートコントロールシステムにおいて、前記搬送波を電力に変換する電力変換部をリモコンに備え、リモコン自身の制御電源としたことを特徴とするリモートコントロールシステム。
【請求項４】
請求項２乃至請求項３記載のリモートコントロールシステムにおいて、搬送波として２．４５ＧＨｚ〜１２ＧＨｚのマイクロ波を利用したことを特徴とするリモートコントロールシステム。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４記載のリモートコントロールシステムにおいて、リモコンスイッチが押下されることを検出してから、前記変調部及び送信部を動作開始させ、情報を反射し始めることを特徴とするリモートコントロールシステム
【請求項６】
請求項２乃至請求５記載のリモートコントロールシステムにおいて、制御対象機器に人体検出手段を設け、該人体検出手段の検出信号に基づき、発受信手段を始動及び停止させることを特徴とするリモートコントロールシステム。
【請求項７】
請求項２乃至請求６記載のリモートコントロールシステムにおいて、複数個のリモコンスイッチ各々に前記変調部を設けたことを特徴としたリモートコントロールシステム。
【請求項８】
請求項７記載のリモートコントロールシステムにおいて、前記変調部として非接触式ＩＣカード用の半導体チップを用いたことを特徴とするリモートコントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作に使用されるリモコンの電池消費を軽減し、リモコン内部に必要最小限の電池のみを搭載することで、簡素化した形状のリモコンを提供することを目的とする非接触リモートコントロール制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリモートコントロールシステムは主に赤外ＬＥＤと赤外リモコン用の受光ＩＣで、一致した搬送波の伝送信号を変復調し通信する方式である。図８は、赤外線通信に必要な可視光カットフィルタの設置図である。３０はリモコン側可視光カットフィルタ、３１は制御機器側可視光カットフィルタである。リモコン側可視光カットフィルタ３０及び制御機器側可視光カットフィルタ３１は、製品の筐体表面に大きな占有率があり、また通信信頼性確保のための設置位置制約もある。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００３】
【非特許文献１】
谷　善平著　「改訂オプトデバイス応用ノウハウ」
ＣＱ出版社１９９２年１２月１日改訂第一版
Ｐ２４５−Ｐ２６０
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方式ではリモコンに赤外ＬＥＤを発光させるめの発光電流やリモコンの動作を制御するＣＰＵを中心とした制御回路で消費される電源を、電池を搭載して供給する必要があり、電池の寿命や廃棄の問題、さらにはこれを搭載するためのスペースや可視光カット用のフィルタの使用など、機器の意匠製を煩雑にする問題が存在している。　また、電池を交換する行為を、使用者に限定せざる得ないため、使用者に電池交換の負担を強いなくてはならなかった。
また、一般電池の容量特性は科学的な物質の特性に依存するため、低温環境下では内部インピーダンスが上昇し、必要な電源容量を引き出すことができないうちに、リモコン内部に設けた電池電圧検出回路部で寿命検出され、電池寿命が短くなるなどの不具合を生じる可能性を秘めており、品質を確保するための製品評価などの負担が大きいことも問題であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用及び効果】
上記課題を解決するために本発明では、赤外通信に変わり、非接触式ＩＣカードなどに使用されるバッテリーレスＩＣカードの半導体チップを利用し無線通信を行うことで、リモコンの形状の小型化、意匠性の向上、通信信頼度の向上を実現し、リモコンの価値を高める。更には制御対象機器からの搬送波を電力変換して自身の動作電源を生成することで、搬送波の送信に必要な電力の消費を必要最小限にし、リモコンに搭載する電池を補助電源程度の使用にとどめ、使用者に電池交換をさせないことで快適性を提供する。また、ＩＣカード半導体チップの無線部ＣＰＵをリモコン本来の動作シーケンスをつかさどるリモコンＣＰＵと一体化したり、リモコンスイッチ各々にＩＣカード半導体チップを個別に使用して独立制御させ、配線パターンを簡素化することで電気部品費用を削減し、リモコンの製造原価を飛躍的にダウンさせることで使い捨てを可能とする技術を提供する。
【０００６】
【発明実施の形態】
請求項１若しくは請求項３記載の発明においては、搬送波を発受信する搬送波発受信手段を搭載した制御対象機器と、該搬送波発受信手段から発信された搬送波を着信し、変復調をかけ返信する搬送波受信・反射手段を有するリモコンとから構成した。制御対象機器からの搬送波で自身の動作電源を生成することで、使用電力量を減らし、電池寿命や産廃の問題を軽減することを目的としている。アンテナに入射された搬送波は、整流ダイオードで一方向に整流され、コイルにチャージされ、平滑コンデンサによって直流電圧に変換される。この直流電圧を無線半導体チップ部の動作電源に供給する。直流電圧を電池とあわせて使用することで、リモコンの電池容量を軽減することが可能である。
【０００７】
請求項２記載の発明においては、搬送波を発受信する搬送波発受信手段は、非接触式ＩＣカードとの通信を行うカードリーダライタの構成を改良して使用し、無線搬送波を発信した状態で、リモコン側の返信を待つ。リモコンには、制御対象機器から発信される搬送波はリモコンに搭載された半導体チップに構成されたアンテナに入射しているが、アンテナが開放された状態では１００％同相で反射される。一方この状態で、利用者がリモコンスイッチを操作するとＣＰＵが起動しアンテナの経路をＯＮ／ＯＦＦし、終端あるいは短絡させる。アンテナが短絡されると１００％逆相で反射される。アンテナを伝送路と同じインピーダンスで終端すると、入射波の反射はなくなる。この特性を生かして、信号源から発射された搬送波を変調し反射させることで、リモコンが保有する情報を返信することができる。制御対象機器は、リモコンからの情報を自身が発信する無線搬送波が、上記の仕組みで負荷変調されて戻ってくることで認識する。ウェイクアップの方法は、制御対象機器から最初に搬送波だけをリモコンに送出することにより、起動回路を動作させ、無線部ＣＰＵをスリープ状態から動作状態にする。一定時間以上、搬送波が来なかった場合、無線部ＣＰＵはスリープモードに入り低消費状態となる。
【０００８】
請求項４記載の発明においては、非接触ＩＣカードチップを応用した２．４５ＧＨｚ近辺のマイクロ波などを使用して、遠方操作が可能な無線通信を実現し、制御対象機器の遠隔操作を行うことで、通信信頼度を向上させる。変調方式としてはＡＳＫだけでなくＦＳＫ方式やＰＳＫ方式も考えられる。
【０００９】
請求項５記載の発明においては、リモコンスイッチを押下することで、制御対象機器に搭載した、搬送波を発受信する発受信手段に応答を開始する構成である。リモコンスイッチを押下すると、リモコンに搭載された半導体チップ内部に構成されたＣＰＵのＩ／Ｏポートに割り込み信号が入力されるため、それまでスリープ状態であったＣＰＵがウェイクアップする。
【００１０】
請求項６記載の発明においては、制御対象機器の保有する搬送波を発受信する発受信手段は、制御対象機器に搭載した人体検出センサあるいは着座センサなどの検出信号をトリガにして無線送信を開始するものである。リモコンが制御対象機器の近くに設置される用途の場合、人体検出センサあるいは着座センサなどのＯＮ検出信号をトリガにして無線送信を開始することで、制御対象機器から常時無線信号を発信による無線障害を引き起こす可能性を軽減でき、また制御対象機器の電力も無駄に必要としない。更には、人体検出センサあるいは着座センサなどのＯＦＦ検出信号をトリガにして無線送信を停止することで制御対象機器の省エネにもなる。
【００１１】
請求項７記載の発明においては、リモコンに複数個の非接触式ＩＣカード用の半導体チップを搭載し、リモコンスイッチのある部分を独立して半導体チップのみで制御する。
一方、表示部を含む残りのリモコンスイッチ部に関しては、非接触式ＩＣカード用の半導体チップに内蔵された無線ＣＰＵで、本来必要とされるリモコンのメイン制御プログラムの処理も同時に行うことで、本来のリモコンＣＰＵを廃止し、回路を簡素化することで電気部品費を削減させた。
【００１２】
請求項８記載の発明においては、請求項７と同様の構成を採用することで、複雑なスイッチ入力のパターンをプリント基板に構成する必要がなくなり、リモコン内部のスペースを有効に活用でき、電気部品費を削減させた。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を、添付図面により説明する。
図１は、リモコンが制御対象機器の近くに設置される用途の場合の、リモートコントロール制御装置の構成図である。図において１は衛生洗浄便座、２は無線搬送波を発受信する搬送波発受信装置、３は無線搬送波に変復調をかけ返信する搬送波反射手段、４はリモコン、５は電源生成部（搬送波反射手段に内蔵）、６は整流ダイオード、７はコイル、８は平滑コンデンサ、９は直流電圧、２０はアンテナである。無線搬送波を発受信する発受信装置２を搭載した衛生洗浄便座１は、非接触式ＩＣカード用のリーダライタに使用される送受信機の方式をベースに構成し、２．４５ＧＨｚ近辺のマイクロ波などを使用して、搬送波を発信しつづけた状態で、リモコン側から反射される搬送波をアンテナ２０で受信している。この状態で、使用者がリモコン４のスイッチを押下すると、リモコン内部に構成されたアンテナが終端あるいは短絡されることで、リモコンの保有する情報を負荷変調して、制御対象機器から発信される搬送波をリモコンの保有する情報をのせた応答情報を含んだ搬送波に変換して反射する。また、リモコンに搭載した搬送波反射手段に内蔵される電源生成部について、搬送波発受信装置に内蔵されたアンテナに入射された搬送波は、６整流ダイオードで一方向に整流され、コイル７にチャージされ、平滑コンデンサ８によって直流電圧９に変換される。この直流電圧９を無線半導体チップ部の動作電源に補充する。
【００１４】
図２は、リモコンに内蔵する無線制御回路のブロック図である。２１は検波ダイオード、２２は起動回路、２３は無線部ＣＰＵ、２４はリモコンスイッチ、２５は信号定常レベル検出用コンデンサ、２６はスレッシュレベル抵抗器、２７はアンプ回路、２８はリモコンＣＰＵである。例えば、制御対象機器からの搬送波は２．４５ＧＨｚの搬送波を１００％（搬送波のオン・オフ）のＡＭ変調を行いリモコンに発信されている。リモコンの無線制御回路は、この搬送波をアンテナ２０で受信し、検波ダイオード２１を介して２．４５ＧＨｚのキャリアを除き、アンプ回路２７で増幅・変調された信号だけを「Ｈ」「Ｌ」信号として取り出し、無線部ＣＰＵ２３のＳＩ（シリアルポート）に入力し、データの受信を行う。リモコンからの送信は無線部ＣＰＵ２３のＳＯ（シリアルポート）の出力を「Ｈ」にすることにより検波ダイオード２１をカットし、制御対象機器からの２．４５ＧＨｚの搬送波を反射させデータを返す。リモコンのスイッチ２４を無線部ＣＰＵ２３の入力ポートに接続し、その押下情報をデータとして制御対象機器へ返すことで、リモコンのどのスイッチが押されたかが制御対象機器側で判断できる。また、電池の消耗を防ぐために、ウェイクアップ機能を使用する。制御対象機器から最初に搬送波だけをリモコンに送出することにより、検波ダイオード２１の出力側に接続された信号定常レベル検出用コンデンサ２５に何らかの電圧が発生し、一定レベルを超えたときに起動回路２２を動作させ、無線部ＣＰＵ２３をスリープ状態から動作状態にする。また、一定時間以上、搬送波が来なかった場合、無線部ＣＰＵ２３はスリープモードに入り低消費状態となる。リモコンが制御対象機器の近くに設置される用途の場合は、制御対象機器側で人が入ってきたことを検知して搬送波を発射し、リモコンが受けてウェイクアップし動作状態に移行することで電池消耗に対し最適な動作が可能である。
【００１５】
図３は、リモートコントロールシステムの無線通信タイミング図である。Ａは制御対象機器の送信、Ｂはリモコンの電力受信、Ｃはリモコンの応答、Ｄはリモコンスイッチの押下期間、Ｅは人体及び着座センサの検出期間である。制御機器送信Ａには２．４５ＧＨｚなどのマイクロ波を使用し、人体・着座センサＥの検出と同時に送信が開始される。
【００１６】
図４は第２実施例であり、リモコンスイッチ押下による無線ＣＰＵのウエイクアップのシステムブロック図である。４０はＲＦ部、４１は無線部電源、４２はアンテナ切り替え部、４３は、無線チップである。使用者が、リモコンスイッチ２４を押下した場合、リモコン本体のＣＰＵ２８あるいは無線部ＣＰＵ２３がその信号入力を認識し、無線部電源４１を動作開始させ無線通信を開始させる。変調はアンテナ切り替え部４２のＯＮ／ＯＦＦにより行う。
【００１７】
図５は、第１実施例及び第２実施例に共通する制御対象機器内部の構成ブロック図である。１０１は無線部、１０２は制御対象機器のメインＣＰＵ、１０３は人体センサ、１０４は着座センサ、３００は発信器、３０１は変調器、３０２は出力アンプ、３０３は方向性結合器、３０４はアンテナ、３０５はアンプ、３０６は復調器である。制御対象機器に使用者が近づいて、人体センサ１０３あるいは着座センサ１０４が検出された時、制御対象機器のメインＣＰＵ１０２が無線部１０１を動作させて、リモコンへ搬送波を送信し始める。無線部１０１内部は、メインＣＰＵ１０２からの指令を受け、搬送波周波数の発信器３００の出力を、変調器３０１においてデータ送信信号で変調し、出力アンプ３０２、方向性結合器３０３を介してアンテナ３０４から搬送波として出力する。方向性結合器３０３は、リモコン側から帰ってきた搬送波と制御対象機器から出す搬送波を切り分ける役割をし、リモコンからの搬送波はアンテナ３０４、方向性結合器３０３、増幅器３０５、復調器３０６を介して、データ受信信号となる。また、人が居なくなれば制御対象機器は搬送波の出力を停止する。これにより、常時搬送波を発射する必要がないため、むやみに無線障害を引き起こす可能性を軽減でき、制御対象機器の電力も無駄に必要としない。
【００１８】
図６は第３実施例であり、第１実施例の非接触ＩＣカード用半導体チップを複数個搭載したリモコンのブロック図である。４００は無線部ＣＰＵとリモコンＣＰＵの一体化したチップ部、４０１は無線部ＣＰＵが独立したチップ部、４０２はリモコン表示部である。無線部ＣＰＵが独立したチップ部４０１は単独で動作させる。一方、表示部を含む残りのリモコンスイッチは、無線部ＣＰＵとリモコンＣＰＵの一体化したチップ部４００で接続し、リモコンのメイン制御プログラムの処理も同時に行うことで、本来のリモコンＣＰＵを廃止し、回路を簡素化することで電気部品費を削減させた。
【００１９】
図７は、第３実施例の配線パターンを簡素化する為の説明図である。５００はリモコンの表面視、５０４は配線パターン、５０５はプリント板である。リモコンスイッチ２４各々に、無線半導体チップ部４０１を割り当て、独立して動作させる。一方で、無線部ＣＰＵとリモコンＣＰＵの一体化したチップ部４００の様にリモコンＣＰＵを無線制御のＣＰＵと統合すれば、従来のリモコンでスイッチ入力をＣＰＵのＩ／Ｏポートに入力するのに必要だった配線パターンを簡素化し、分割されたプリント板５０５の様に、Ｐ板サイズを小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の係るリモコンが制御対象機器の近くに設置される用途の場合のリモートコントロール制御装置の実施例を示す構成図である。
【図２】本実施例におけるリモコンに内蔵する無線制御回路のブロック図である。
【図３】本実施例におけるリモートコントロールシステムの無線通信タイミング図である。
【図４】本実施例における無線ＣＰＵのウエイクアップのシステム図である。
【図５】本実施例における制御対象機器内部の構成ブロック図である。
【図６】本実施例における複数個の半導体チップを搭載したリモコンの構成図である。
【図７】本実施例における配線パターンを簡素化の説明図である。
【図８】従来の赤外線通信に必要な可視光カットフィルタの設置図である。
【符号の説明】
１…衛生洗浄便座、２…発受信装置、３…反射手段、４…リモコン、５…電源生成部
６…整流ダイオード、７…コイル、８…平滑コンデンサ、９…直流電圧
２０…アンテナ、２１…検波ダイオード、２２…起動回路、２３…無線部ＣＰＵ
２４…リモコンスイッチ、２５…無線信号定常レベル検出用コンデンサ
２６…スレッシュレベル抵抗器、２７…アンプ回路、２８…リモコンＣＰＵ
Ａ…制御対象機器の送信、Ｂ…リモコンの電力受信、Ｃ…リモコンの応答
Ｄ…リモコンスイッチの押下期間、Ｅ…人体及び着座センサの検出期間
３０…リモコン側可視光カットフィルタ、３１…制御機器側可視光カットフィルタ
４０…ＲＦ部、５３…周波数制御部
５４…無線制御のＣＰＵ、４１…電源、４２…アンテナ切り替えスイッチ
４３…無線半導体チップ部
１０１…無線部、１０２…制御対象機器本体のＰＵ、１０３…人体センサ
１０４…着座センサ
３００…発信器、３０１…変調器、３０２…出力アンプ、３０３…方向性結合器
３０４…アンテナ
３０５…アンプ、３０６…復調器
４００…無線部ＣＰＵとリモコンＣＰＵの一体化したチップ部
４０１…無線部ＣＰＵが独立したチップ部、４０２…リモコン表示部
５００…リモコンの表面視、５０４…配線パターン、５０５…プリント板
【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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【図６】
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【図７】
2004120641.tif 000009
【図８】
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