(57)【要約】【課題】反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することが可能なリモコン装置を提供する。【解決手段】出力周波数が可変である発振回路２１を有し発振回路２１の出力を増幅して送信信号として出力する送信回路部２と、送信回路部２からの送信信号により駆動されて超音波を送信する超音波発生素子３と、操作部１の操作に応じて発振回路２１の出力周波数を制御することにより超音波発生素子３から周波数変調（例えば、ＦＳＫ変調）された超音波からなるワイヤレス信号を送信させる送信制御部４を備える。超音波発生素子３としては、空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものを用いている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を媒体とするワイヤレス信号を送信するリモコン装置であって、超音波発生素子として空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものを用いてなることを特徴とするリモコン装置。
【請求項２】
超音波発生素子が、ベース基板と、ベース基板の一表面側に形成された発熱体層と、ベース基板の前記一表面側でベース基板と発熱体層との間に介在する熱絶縁層とを備え、発熱体層への通電に伴う発熱体層の温度変化により空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものであることを特徴とする請求項１記載のリモコン装置。
【請求項３】
制御対象機器の制御内容を指示する操作部と、出力周波数が可変である発振回路を有し発振回路の出力を増幅して送信信号として出力する送信回路部とを備え、超音波発生素子が、送信回路部からの送信信号が発熱体層へ与えられることで超音波を送信するようにし、操作部の操作に応じて発振回路の出力周波数を制御することにより超音波発生素子から周波数変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させる送信制御部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のリモコン装置。
【請求項４】
制御対象機器が複数あり、送信制御部は、制御対象機器ごとに周波数変調における変調周波数を異ならせることを特徴とする請求項３記載のリモコン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を媒体とするワイヤレス信号を用いた制御対象機器を遠隔制御するリモコン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、制御対象機器（例えば、照明器具、テレビ、換気扇など）の動作をワイヤレス信号により指示するリモコン装置が知られている。この種のリモコン装置としては、赤外線を媒体とするワイヤレス信号を用いる赤外線式のリモコン装置（例えば、特許文献１，２，３参照）や、電波を媒体とするワイヤレス信号を用いる電波式のリモコン装置（例えば、特許文献４，５参照）などが知られている。
【０００３】
しかしながら、赤外線式のリモコン装置では、赤外線の指向性が強いので、使用者がリモコン装置を制御対象機器に向けて操作する必要があり、障害物があるとワイヤレス信号が制御対象機器まで到達しないから、制御対象機器を制御することができなかった。
【０００４】
これに対して、電波式のリモコン装置では、電波の指向性が赤外線の指向性よりも広く、障害物があっても障害物を透過させて制御対象機器まで到達させることが可能であるという利点がある。しかしながら、電波式のリモコン装置では、ワイヤレス信号が壁や天井なども透過してしまい、赤外線式のリモコン装置のように指向性によって通信の関係を一意に特定することができないものであるから、他の部屋の機器への影響や盗聴の恐れなどがあり、マンションやアパートなどの集合住宅では使用することができなかった。
【０００５】
また、赤外線式のリモコン装置や電波式のリモコン装置が広く用いられるようになる以前から、超音波を媒体とするワイヤレス信号を用いる超音波式のリモコン装置が知られており（例えば、特許文献６参照）、この種の超音波式のリモコン装置では、超音波を送信する超音波発生素子として圧電素子が用いられていた。
【０００６】
ここにおいて、超音波式のリモコン装置では、赤外線式のリモコン装置に比べて指向性が広くて使い勝手が良く、ワイヤレス信号が壁や天井などを透過するのを防止できるという利点がある。
【特許文献１】特開平５−３１６５６７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４２７０号公報
【特許文献３】特開２００１−２８５９７０号公報
【特許文献４】特開平１１−４６３８４号公報
【特許文献５】特開２００３−２１７８７１号公報
【特許文献６】特開昭６１−６３１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の超音波式のリモコン装置では、超音波発生素子として圧電素子を用いており、パルス間隔をデータとする信号パターンを生成して超音波発生素子から超音波を送信するようにしていたので、制御対象機器が反射波や外来ノイズ（音のノイズ）などの影響により誤動作してしまうという不具合があった。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することが可能なリモコン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、超音波を媒体とするワイヤレス信号を送信するリモコン装置であって、超音波発生素子として空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものを用いてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、超音波発生素子として空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものを用いているので、超音波発生素子から発生させる超音波の周波数を超音波発生素子として圧電素子を用いている場合に比べて広範囲に亘って変化させることができるから、超音波発生素子から周波数変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させることが可能となり、例えば、ディジタル変調方式の一つであるＦＳＫ変調方式やアナログ変調方式の一つであるＦＭ変調方式などにより冗長度の大きなコマンドを含むワイヤレス信号を送信することで、反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、超音波発生素子が、ベース基板と、ベース基板の一表面側に形成された発熱体層と、ベース基板の前記一表面側でベース基板と発熱体層との間に介在する熱絶縁層とを備え、発熱体層への通電に伴う発熱体層の温度変化により空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものであることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、発熱体層へ与える電気入力波形の周波数の略２倍の周波数の超音波を、電気入力波形の発生期間と略同じ期間に発生させることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、制御対象機器の制御内容を指示する操作部と、出力周波数が可変である発振回路を有し発振回路の出力を増幅して送信信号として出力する送信回路部とを備え、超音波発生素子が、送信回路部からの送信信号が発熱体層へ与えられることで超音波を送信するようにし、操作部の操作に応じて発振回路の出力周波数を制御することにより超音波発生素子から周波数変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させる送信制御部を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、超音波発生素子から発振回路の出力周波数の略２倍の周波数の超音波を発生させることができ、また、発振回路として出力周波数が可変のものを用い、送信制御部が操作部の操作に応じて発振回路の出力周波数を制御することにより超音波発生素子から周波数変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させるので、例えば、ディジタル変調方式やアナログ変調方式の一つであるＦＭ変調方式などにより冗長度の大きなコマンドを含むワイヤレス信号を送信することができ、反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、制御対象機器が複数あり、送信制御部は、制御対象機器ごとに周波数変調における変調周波数を異ならせることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、１つのリモコン装置で複数の制御対象機器を各別に制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明では、反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本実施形態のリモコン装置は、制御対象機器（例えば、照明器具など）の制御内容を指示する押釦スイッチからなる操作部の操作に応じて超音波を媒体とするワイヤレス信号を送信するリモコン装置であって、図１（ａ）に示すように、出力周波数が可変である発振回路２１を有し発振回路２１の出力を増幅して送信信号として出力する送信回路部２と、送信回路部２からの送信信号により駆動されて超音波を送信する超音波発生素子３と、操作部１の操作に応じて発振回路２１の出力周波数を制御することにより超音波発生素子３から周波数変調（本実施形態では、ＦＳＫ変調）された超音波からなるワイヤレス信号を送信させる送信制御部４を備えている。なお、送信制御部４は、マイクロコンピュータなどにより構成されている。
【００１９】
ここにおいて、送信回路部２は、出力周波数が可変である発振回路２１と、発振回路２１の出力を増幅して送信信号として出力する増幅回路２２とを備えている。
【００２０】
また、超音波発生素子３は、図１（ｂ）に示すように、単結晶のシリコン基板からなるベース基板３１と、ベース基板３１の一表面側（図１（ｂ）の上面側）に設けられた金属薄膜（例えば、イリジウム薄膜）からなる発熱体層３３と、ベース基板３１の上記一表面側でベース基板３１と発熱体層３３との間に介在する熱絶縁層３２と、ベース基板３１の上記一表面側で発熱体層３３の両端部それぞれと電気的に接続された一対のパッド３４，３４とを備えている。この超音波発生素子３では、一対のパッド３４，３４を介した発熱体層３３への通電に伴う発熱体層３３の温度変化により媒質である空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生させる。すなわち、この超音波発生素子は、発熱体層３３へ与える駆動電圧波形もしくは駆動電流波形からなる駆動入力波形に応じた発熱体層３３の温度変化により空気に熱衝撃を与えることにより超音波を発生させることができるものである。なお、ベース基板３１の平面形状は長方形状であって、熱絶縁層３２、発熱体層３３それぞれの平面形状も長方形状に形成してある。また、ベース基板３１の上記一表面側において熱絶縁層３２が形成されていない部分の表面にはシリコン酸化膜からなる絶縁膜（図示せず）が形成されている。
【００２１】
また、上述の超音波発生素子３は、ベース基板３１としてｐ形のシリコン基板を用いており、熱絶縁層３２を多孔度が略６０〜略７０％の多孔質シリコン層により構成しているので、ベース基板３１として用いるシリコン基板の一部をフッ化水素水溶液とエタノールとの混合液からなる電解液中で陽極酸化処理することにより熱絶縁層３２となる多孔質シリコン層を形成することができる。多孔質シリコン層は、多孔度が高くなるにつれて熱伝導率および熱容量が小さくなるので、熱絶縁層３２の熱伝導度および熱容量をベース基板３１の熱伝導度および熱容量に比べて小さくし、熱絶縁層３２の熱伝導度と熱容量との積をベース基板３１の熱伝導度と熱容量との積に比べて十分に小さくすることにより、発熱体層３３の温度変化を空気に効率よく伝達することができ発熱体層３３と空気との間で効率的な熱交換が起こり、かつ、ベース基板３１が熱絶縁層３２からの熱を効率良く受け取って熱絶縁層３２の熱を逃がすことができて発熱体層３３からの熱が熱絶縁層３２に蓄積されるのを防止することができる。
【００２２】
発熱体層３３は、高融点金属の一種であるタングステンにより形成してあるが、発熱体層３３の材料はタングステンに限らず、例えば、タンタル、モリブデン、イリジウム、アルミニウムなどを採用してもよい。また、上述の超音波発生素子３では、ベース基板３１の厚さを３００〜７００μｍ、熱絶縁層３２の厚さを１〜１０μｍ、発熱体層３３の厚さを２０〜１００ｎｍ、各パッド３４の厚さを０．５μｍとしてあるが、これらの厚さは一例であって特に限定するものではない。また、ベース基板３１の材料としてＳｉを採用しているが、ベース基板３１の材料はＳｉに限らず、例えば、Ｇｅ，ＳｉＣ，ＧａＰ，ＧａＡｓ，ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の半導体材料でもよい。
【００２３】
上述のように超音波発生素子３は、一対のパッド３４，３４を介した発熱体層３３への通電に伴う発熱体層３３の温度変化に伴って音波を発生するものであり、発熱体層３３へ与える駆動電圧波形あるいは駆動電流波形からなる駆動入力波形を例えば周波数がｆ１の正弦波波形とした場合、理想的には、発熱体層３３で生じる温度振動の周波数が駆動入力波形の周波数ｆ１の２倍の周波数ｆ２となり、駆動入力波形ｆ１の略２倍の周波数の超音波を発生させることができる。すなわち、上述の超音波発生素子３は、平坦な周波数特性を有しており、発生させる超音波の周波数を圧電素子に比べて広範囲にわたって変化させることができる。
【００２４】
したがって、上述の送信制御部４が操作部１の操作に応じて発振回路２１の出力周波数を制御することで送信信号の周波数を変化させることにより超音波発生素子３から周波数変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させることができるのである。ここにおいて、送信制御部４は、例えば、２０ビットのビット列からなる信号であって、４ビットのヘッダ、４ビットのＩＤ（識別符号）、制御対象機器に制御内容を指示する４ビットのコマンド（制御コマンド）、誤り訂正符合などの４ビットのチェックビット、４ビッドの終了ビットとで構成される信号パターンを生成し、図２に示すように当該信号パターンのデータが０のときの超音波の周波数（以下、第１の規定周波数と称す）が例えば６０ｋＨｚ、データが１のときの超音波の周波数（以下、第２の規定周波数と称す）が例えば４０ｋＨｚとなるように送信制御部４が発振回路２１の出力周波数を制御する。ここで、上述の説明から分かるように、超音波発生素子３から６０ｋＨｚの超音波を発生させるには、発振回路２１の出力周波数を３０ｋＨｚとすればよく、超音波発生素子３から４０ｋＨｚの超音波を発生させるには発振回路２１の出力周波数を２０ｋＨｚとすればよい。なお、操作部１が複数の押釦スイッチを有しており、押釦スイッチごとに制御対象機器の制御内容が異なる場合には、送信制御部４が、押釦スイッチごとに異なる制御コマンドを含んだ信号パターンを生成して発振回路２１の出力周波数を制御するようにすればよい。
【００２５】
一方、制御対象機器においてリモコン装置からのワイヤレス信号を受波するとともに受波したワイヤレス信号を電気信号である受信信号に変換する受波素子としては、共振特性のＱ値が圧電素子に比べて十分に小さく超音波の周波数域においてフラットな周波数特性を有する静電容量型のマイクロホンを用いている。また、制御対象機器では、受波素子から出力された受信信号を復調して、ワイヤレス信号に含まれていたＩＤがＩＤ記憶部に予め設定してあるＩＤに一致すると、ワイヤレス信号に含まれていた制御コマンドに従って負荷を制御する。
【００２６】
以上説明した本実施形態のリモコン装置では、超音波発生素子３が、ベース基板３１と、ベース基板３１の上記一表面側に形成された発熱体層３３と、ベース基板３１の上記一表面側でベース基板３１と発熱体層３３との間に介在する熱絶縁層３２とを備え、発熱体層３３への通電に伴う発熱体層３３の温度変化により空気に熱衝撃を与えることで超音波を発生するものなので、超音波発生素子３から発振回路２１の出力周波数の略２倍の周波数の超音波を発生させることができ、また、発振回路２１として出力周波数が可変のものを用い、送信制御部４が操作部１の操作に応じて発振回路２１の出力周波数を制御することにより超音波発生素子３からＦＳＫ変調された超音波からなるワイヤレス信号を送信させるので、ディジタル変調方式の一つであるＦＳＫ変調方式により冗長度の大きなコマンドを含むワイヤレス信号を送信することができ、反射波や外来ノイズによる制御対象機器の誤動作を防止することができる。
【００２７】
また、本実施形態のリモコン装置では、制御対象機器が複数有る場合には送信制御部４が制御対象機器ごとにＦＳＫ変調における変調周波数を異ならせるようにすれば、１つのリモコン装置で複数の制御対象機器を各別に制御することが可能となる。例えば、１つのチャンネルでは第１の規定周波数を６０ｋＨｚ、第２の規定周波数を４０ｋＨｚとし、他の１つのチャンネルでは第１の規定周波数を６１ｋＨｚ、第２の規定周波数を３９Ｈｚとすれば、１つのリモコン装置で２つの制御対象機器を各別に制御することが可能となる。また、上述のように制御対象機器ごとにＦＳＫ変調における変調周波数を異ならせるようにすることで、複数の制御対象機器と複数のリモコン装置との通信の関係を一意に決めることも可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態では、超音波発生素子３における発熱体層３３が薄板状の発熱体を構成しているが、空気に熱衝撃を与えることにより超音波を発生する超音波発生素子は、少なくとも薄板状の発熱体を備えていればよく、例えば、アルミニウム製の薄板を発熱体として当該発熱体への通電に伴う発熱体の急激な温度変化による熱衝撃によって音波を発生させるものでもよい。また、超音波発生素子３から送信させる超音波の周波数変調方式はＦＳＫ変調方式に限らず、例えば、アナログの周波数変調方式の一つであるＦＭ変調方式でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態を示し、（ａ）はリモコン装置のブロック図、（ｂ）はリモコン装置における超音波発生素子の概略断面図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  操作部
２  送信回路部
３  超音波発生素子
４  送信制御部
２１  発振回路
２２  増幅回路
３１  ベース基板
３２  熱絶縁層
３３  発熱体層
３４  パッド
【図１】
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【図２】
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