JP2004282455A - 電波感応素子を用いたスイッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】待機電力を消費することなく、リモコン送信機からの電波の検出により電気機器へ電源供給回路の接続を行う。
【解決手段】離隔した電波発生器５０からの電波により導通する電波感応素子１０と、電波感応素子の導通により通電して発光する発光素子２０と、発光素子２０からの受光により導通する受光素子２１と、受光素子２１の導通により通電してオン作動する電源スイッチ３０と、上記電波感応素子１０を非導通とする切断手段とからなる。また、電源スイッチ３０のオン作動後の所定時間後に電波感応素子１０を非導通にする。さらに、離隔した電波発生器５０からの電波により導通する電波感応素子を介して、受光素子と電源スイッチを接続し、かつ電波感応素子を非導通とする切断手段を設けてもよい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、待機電力を消費することなくリモコン送信機からの電波の検出により電気機器へ電源供給するとともに遠隔制御を行う電波感応素子を用いたスイッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、多くの電気製品が電波、赤外線により遠隔操作できるようになっているが、遠隔操作を行うには、電波等を発信する発信機器と、電気製品本体に設けられた受信回路とが必要である。例えば、フォトダイオードからなるリモコン受光素子は、リモコン信号を受けて光電変換により電圧信号を発生させる。この電圧信号は波形整形回路を経由して信号識別を行うマイコンに入力される。マイコンは本体電源オン信号と識別すればリレー駆動回路のリレーをオンすることで本体電源を入れる。
【０００３】
上記のような従来技術における本体側の待機電力としては、波形整形回路、マイコン、リレー駆動回路が消費するＤＣ電力消費に加えて、ＤＣ電力を供給するトランスや整流ダイオードなどにも電力損失があるため、待機電力をゼロにできないという原理上の問題があった。最近、省エネルギー等の観点から、遠隔操作による本体電源のオン／オフに関する新技術として、待機電力をゼロとする特許文献１〜３に示す提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１８６７９ 段落番号００１７−００２０および図１。
【特許文献２】特開２０００−３２４５６０ 段落番号００１３−００２２および図２。
【特許文献３】特開２０００−１７５１２４ 段落番号００２０−００２２および図１。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１と２で開示されている発明は、リモコン受信部とは別に設けた無電源検波器でマイクロ波から電気エネルギーを作り、その電気エネルギーをコンデンサに蓄えて待機電力としている。この待機電力をリモコン受信部の電源として利用することで、電源からの電力供給を行うことなく、本体電源の制御およびリモコンによる各種操作を行っている。
【０００６】
特に、特許文献１では、デコーダの電源として必要とされる１Ｖ／０．１ｍＡを得るために、無電源検波器をアレイ型にしているため部品点数が多くなる問題があった。また、周波数の高い電波（マイクロ波）を使用するため、回路内のインピーダンスが無視できず、周波数の同調が困難であると考えられる。さらに、マイクロ波送電は装置が大掛かりで、家電用には不向きであると考えられる。また、マイクロ波が人体に及ぼす影響が未確認であり（電子レンジからのマイクロ波は厳重に遮断されている）、使用している自己保持型半導体リレーは数ｐＡオーダのリーク電流があり、待機電力を完全にゼロとすることはできない。
【０００７】
特許文献３で開示されている発明は、リモコンの赤外線を受光素子で電気変換してコンデンサ回路に充電し、所定の電圧に達した時点でトランジスタが作動して電源スイッチが入る方式なので、マイクロ波のような健康被害の恐れはない。
しかし、波長はマイクロ波より更に短いため指向性が高い。このために、受光素子に一定時間継続して赤外線を当てて、トランジスタ作動に必要な電気エネルギーを充電するにはそれなりの時間が必要である（赤外線の照射方向のコントロールを正確に行わないと、効率よく充電が行われないためリモコン操作可能となるまでの時間が大幅に伸びてしまうと考えられる。）。また、リーク電流により待機電力は完全にゼロではないことから太陽電池で消費電力を補っているが、夜間等には充電できず問題である。
【０００８】
【目的】
そこで、本願発明では待機電力を消費することなく、リモコン送信機からの電波の検出により電気機器へ電源供給を行う、新規な、電波感応素子を用いたスイッチング装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、電波感応素子を用いたスイッチング装置は以下のように構成している。すなわち、請求項１では、離隔した電波発生器（５０）からの電波により導通する電波感応素子（１０）と、該電波感応素子（１０）の導通により通電して発光する発光素子（２０）と、該発光素子（２０）からの受光により導通する受光素子（２１）と、該受光素子（２１）の導通により通電してオン作動する電源スイッチ（３０）と、上記電波感応素子（１０）を非導通とする切断手段と、からなることを特徴とする。
【００１０】
電波感応素子とは、飛来する電波を検出するための電気回路用素子であり、コヒーラ等の検波素子では、電波が飛来すると端子間のショットキー障壁が低下して導通状態になることを利用している。
【００１１】
請求項２では、請求項１における電源スイッチ（３０）のオン作動後の所定時間後に電波感応素子（１０）を非導通にすることを特徴とする。
請求項３では、請求項１又は２における受光素子と電源スイッチとを、離隔した電波発生器（５０）からの電波により導通する電波感応素子（６２）を介して接続し、かつ該電波感応素子（６２）を非導通とする切断手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
なお、特許請求の範囲および本明細書において用いる符号は、発明の理解を容易とするために付したものであり、これにより本願発明を限定するものではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本願発明に係る電波感応素子を用いたスイッチング装置について、図面に基づき詳細に説明する。図１は実施例１におけるスイッチング装置の回路説明図であり、図２は実施例２におけるスイッチング装置の回路説明図である。
［実施例１］
実施例１の電波感応素子を用いたスイッチング装置Ｓ１（以下、「スイッチング装置」）は、電波感応回路１、受光スイッチ回路３、制御部４、リモコン送信機５とから主に構成している。
【００１４】
電波感応回路１は、リモコン送信機５内の電波発生器５０からの電波に感応して電波検出を行うものである。実施例１の電波感応回路１は、電波感応素子１０、発光素子２０としてのＬＥＤおよび通電手段としての電池１１を直列に組み合わせて閉回路を構成している。電波感応素子１０が電波に感応して導通すると電波感応回路１が閉じて導通するので、電池１１の駆動電圧により発光素子２０が発光する。発光素子２０は後述する受光スイッチ回路３の受光素子２１と組み合わせて光電変換を行うフォトカプラ２を構成している。
【００１５】
また、電波感応回路１には、導電状態の電波感応素子１０を非導電状態にする切断手段を配設している。実施例１における切断手段としては、電波感応素子１０を非導電状態にするために、電池１１で作動するモータ駆動のバイブレータ１２を電波感応素子１０に接触させて配置している。このバイブレータ１２を作動させるスイッチ１２ａは、後述する受光スイッチ回路３による電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給後に作動するようにしてある。
【００１６】
受光スイッチ回路３は、受光素子２１、商用電源Ｃに接続した電源スイッチとしての自己保持型リレー３０、および通電手段としての電池３１を直列に組み合わせて閉回路を構成している。実施例１の受光スイッチ回路３における受光素子２１としてはフォトトランジスタを用いている。電波感応回路１の電波感応素子１０が電波に感応して電波感応回路１が導通すると発光素子２０が発光し、受光素子２１が発光素子２０の発光を検出してオン作動して導通する。これにより、受光スイッチ回路３が導通して通電手段である電池３１の駆動電圧により自己保持型リレー３０が作動して、電気機器Ｅに対して商用電源Ｃの供給を行う。
【００１７】
制御部４は、後述するリモコン送信機５の操作信号を受信する操作信号受信部４０からの操作信号をデコードして、電気機器Ｅの遠隔操作および商用電源Ｃの遮断を行うものである。電気機器Ｅの遠隔操作については、リモコン送信機５からの操作信号送信による遠隔操作（電気機器がテレビであればチャンネル選択や音量調整など）と同様であるので詳細な説明は省略する。制御部４による電気機器Ｅへの商用電源Ｃの遮断は、操作信号受信部４０を経由してリモコン送信機５から遮断操作信号を受信した制御部４が、この操作信号をデコードして、遮断操作部４１に対して自己保持型リレー３０の遮断命令をすることにより行う。
【００１８】
リモコン送信機５は電波発生器５０を内蔵しており、８００〜１４００ＫＨｚ間の特定周波数であって電波出力が３〜１０ｍＷの衝撃電波を０．２〜１秒間発信する。また、リモコン送信機５には電気機器Ｅの操作信号送信部５１を有している。
【００１９】
［実施例１の作用］
上記構成を有する実施例１の電波感応素子を用いたスイッチング装置Ｓ１は以下のように作用する。まず、電気機器Ｅに電源投入するためにリモコン送信機５の電波発生器５０から電波送信を行うと、電波感応素子１０が電波に感応して導通することで電波感応回路１が導通して、電池１１の駆動電圧により発光素子２０が発光する。
【００２０】
発光素子２０が発光すると、受光スイッチ回路３では、受光素子２１がオン作動して導通することにより、受光スイッチ回路３が導通して電池３１の駆動電圧により自己保持型リレー３０が作動して電気機器Ｅに対して商用電源Ｃの供給を行う。受光スイッチ回路３による電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給開始後には、バイブレータ１２のスイッチ１２ａが閉じることで電波感応素子１０を非導通状態にするから、電波感応回路１が電波感応前の非導通状態に戻る。電波感応回路１が非導通状態に戻ると、受光素子２１がオフ作動して非導通となるから受光スイッチ回路３も電波感応前の非導通状態に戻る。一方、受光スイッチ回路３が非導通状態となった後も自己保持型リレー３０は商用電源Ｃに対してオンの導通状態を維持するので、電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給は維持される。
【００２１】
商用電源Ｃが供給された電気機器Ｅの制御部４は、リモコン送信機５の操作信号送信部５１からの操作信号を操作信号受信部４０が受信すると、これをデコードして所定の操作を行う。また、リモコン送信機５の操作信号送信部５１から電気機器Ｅの電源遮断を命令する遮断操作信号を受信した制御部４は、これをデコードして遮断操作部４１に対して自己保持型リレー３０の遮断操作の命令をすることで、遮断操作部４１が自己保持型リレー３０をオフ作動させるので、電気機器Ｅは商用電源Ｃから完全に遮断されて電源オフとなる。
【００２２】
［実施例２］
実施例２の電波感応素子を用いたスイッチング装置Ｓ２（以下、「スイッチング装置」）は、電波感応回路１、受光スイッチ回路６、制御部４、リモコン送信機５とから主に構成しており、実施例１と同じ構成要素については、実施例１と同一符号を付し詳細な説明を省略する。
受光スイッチ回路６は、受光素子２１、商用電源Ｃに接続した電源スイッチとしての自己保持型リレー６０、通電手段としての電池６１、および電波感応素子６２を直列に組み合わせて閉回路を構成している。この電波感応素子６２は、電波感応回路１のバイブレータ１２に接触させて配置しており、電波感応素子１０および電波感応素子６２の双方を非導電状態にするバイブレータ１２を共有する構成としている。
実施例２では、受光スイッチ回路６に電波感応素子６２を加えることで、オフ作動時における受光素子２１のリーク電流による電池６１の電力消費をカットできるから、待機電力を完全にゼロとすることが可能となる。
【００２３】
［実施例２の作用］
上記構成を有する実施例２のスイッチング装置Ｓ２は以下のように作用する。まず、電気機器Ｅの電源投入するためにリモコン送信機５の電波発生器５０から電波送信を行うと、電波感応回路１の電波感応素子１０が導通すると電波感応回路１が導通するので発光素子２０が発光する。
【００２４】
このとき受光スイッチ回路６では、受光素子２１が発光素子２０の発光を検出してオン作動すると共に、電波に感応して導通した電波感応素子６２により受光スイッチ回路６が導通して通電手段である電池６１の駆動電圧により自己保持型リレー６０が作動して、電気機器Ｅに対して商用電源Ｃの供給を行う。
受光スイッチ回路６による電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給開始後には、バイブレータ１２のスイッチ１２ａが閉じることでバイブレータ１２の振動により、電波感応素子１０および電波感応素子６２の双方が非導通状態となる。
【００２５】
電波感応回路１の電波感応素子１０が非導通状態となると、電波感応回路１が電波感応前の非導通状態に戻る。このとき受光スイッチ回路６では、受光素子２１がオフ作動して非導通状態となるが、電波感応素子６２は既に非導通状態となっているので、電波感応前の完全な非導通状態に戻る。電波感応素子６２が非導通状態になると、受光素子２１のオフ作動時に流れるリーク電流による電池６１の電力消費は生じないから、受光スイッチ回路６の待機電力は完全にゼロとなる。一方、受光スイッチ回路６が非導通状態となった後も自己保持型リレー６０は商用電源Ｃに対してオンの導通状態を維持するので、電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給は維持される。
【００２６】
商用電源Ｃが供給された電気機器Ｅの制御部４は、リモコン送信機５の操作信号送信部５１からの操作信号を操作信号受信部４０が受信すると、これをデコードして所定の操作を行う。また、リモコン送信機５の操作信号送信部５１から電気機器Ｅの電源遮断を命令する遮断操作信号を受信した制御部４は、これをデコードして遮断操作部４１に対して自己保持型リレー６０の遮断操作の命令をすることで、遮断操作部４１が自己保持型リレー６０をオフ作動させるので、電気機器Ｅは商用電源Ｃから完全に遮断されて電源オフとなる。
【００２７】
【他の実施形態の可能性】
本願発明の上記実施形例は以下のように構成を変更することも可能である。
実施例１では、電波感応素子１０に１以上の電波感応素子を並列接続すると共に、各電波感応素子に対する切断手段については、電波感応素子１０の切断手段と共用あるいは個別に切断手段を設けてもよい。これにより、複数の電波感応素子の中で一つでも電波に感応すれば発光素子を導通させることが可能となる。
実施例２では、電波感応素子１０および電波感応素子６２の双方を非導電状態にするバイブレータ１２を共用しているが、電波感応素子６２のみを非導電状態にするバイブレータを別個配置しても良い。
【００２８】
また、通電手段を二次電池やコンデンサとした場合には、受光スイッチ回路３、６による電気機器への電源供給中に、通電手段に充電することで交換不要とすることも可能である。なお、通電手段を二次電池やコンデンサとした場合において、長期間に渡り電気機器Ｅを使用していない場合には、通電手段の放電により電波発生器５０で電気機器Ｅの電源投入ができなくなるので、電気機器Ｅの電源投入を手動で行い、商用電源Ｃから通電手段に充電するようにすればよい。通電手段を一次電池とした場合には放電状態になれば交換が必要となる。
【００２９】
加えて、電源スイッチとして自己保持型リレー３０、６０を使用する代わりに、ソフト信号処理により、オン信号、オフ信号を保持させる方式、例えばフリップ・フロップ回路を用いても良い。つまり、電波によって電源スイッチが入ったあとは、電波感応回路１と受光スイッチ回路３、６の回路消費電力をカットするために断路状態にする必要がある。そのために、電源オン信号を、別途組み込まれたフリップ・フロップ回路に入力して信号保持させることで、電源スイッチのオン状態を維持させるソフトスイッチを使用しても良い。
【００３０】
さらに、商用電源からの電気機器Ｅの完全遮断後に、電気機器Ｅのメモリー記録内容や時計機能を維持するために一次電池を利用する場合には、放電状態になれば交換が必要となるが、二次電池やコンデンサとした場合には電気機器Ｅへの商用電源Ｃの供給中に充電することで交換不要となる。また、受光スイッチ回路３、６による電気機器Ｅへの電源供給が行われても、一定時間以内にリモコン送信機５からの操作信号が制御部４に送信されない場合には、制御部４により自己保持型スイッチを遮断して自動的に電気機器Ｅの電源をオフ操作等してもよい。
【００３１】
【効果】
本願発明に係る電波感応素子を用いたスイッチング装置によれば、電波感応素子による電波検出により、商用電源を用いた待機電力を消費することなく、自己保持型のスイッチのオン作動を維持して電気機器への商用電源の供給を行い、リモコン操作信号により自己保持型のスイッチのオフ作動させることが可能である。従って、本願発明のスイッチング装置を利用することで極めて省エネルギーな電気機器用の待機電源装置を提供できることとなり、その産業的効果は極めて顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１におけるスイッチング装置の回路説明図である。
【図２】実施例２におけるスイッチング装置の回路説明図である。
【符号の説明】
Ｓ１ スイッチング装置（実施例１）
Ｓ２ スイッチング装置（実施例２）
１ 電波感応回路
１０ 電波感応素子
１１ 電池
１２ バイブレータ
１２ａ スイッチ
２ フォトカプラ
２０ 発光素子
２１ 受光素子
３ 受光スイッチ回路（実施例１）
３０ 自己保持型リレー
３１ 電池
４ 制御部
４０ 操作信号受信部
４１ 遮断操作部
５ リモコン送信機
５０ 電波発生器
５１ 操作信号送信部
６ 受光スイッチ回路（実施例２）
６０ 自己保持型リレー
６１ 電池
６２ 電波感応素子
Ｃ 商用電源
Ｅ 電気機器

Claims (3)

1. 離隔した電波発生器（５０）からの電波により導通する電波感応素子（１０）と、
   該電波感応素子（１０）の導通により通電して発光する発光素子（２０）と、
   該発光素子（２０）からの受光により導通する受光素子（２１）と、
   該受光素子（２１）の導通により通電してオン作動する電源スイッチ（３０）と、
   上記電波感応素子（１０）を非導通とする切断手段と、
   からなることを特徴とした電波感応素子を用いたスイッチング装置。
2. 電源スイッチ（３０）のオン作動後の所定時間後に電波感応素子（１０）を非導通にすることを特徴とした請求項１記載の電波感応素子を用いたスイッチング装置。
3. 受光素子と電源スイッチとを、離隔した電波発生器（５０）からの電波により導通する電波感応素子（６２）を介して接続し、かつ該電波感応素子（６２）を非導通とする切断手段を設けたことを特徴とした請求項１又は２記載電波感応素子を用いたスイッチング装置。

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