JP2004524918A - 遠隔制御システム - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の遠隔制御装置と遠隔制御受信器とが同時に作動していることが可能な遠隔制御システムに関する。遠隔制御装置は、電気制御信号を供給するための入力要素と、送信器と、入力要素から制御信号を受信するとともに、繰り返されるフレームフォーマットを用いてコード化されるコード化信号を送信器に対して提供するために設けられた処理装置とを備え、各フレームは、それぞれが連続する時間帯内に含まれる多数のデータパケットを備え、各データパケットは、それが含まれる時間帯を識別する時間帯識別子を備えている。遠隔制御受信器は、対応する繰り返しフレームフォーマットを有する信号をデコードするために設けられている。本発明は、簡単で信頼性の高い動作機能、同期機能、アドレス機能、接続機能を与えるとともに、高帯域を使用でき、妨害、干渉、通信障害に対して高い耐性を有する。本発明は、制御可能なおもちゃや模型自動車等の遊技または娯楽対象物を遠隔制御するために有利に使用できる。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、対象物を遠隔的に制御すること、特に遊技や娯楽で使用される対象物、例えば制御可能なおもちゃ及び模型車両を遠隔的に制御することに関する。
【０００２】
具体的には、本発明は、複数の遠隔制御装置と遠隔制御受信器とが同時に作動していることができる通信可能領域で使用するための遠隔制御装置に関する。
【０００３】
また、本発明は、複数の遠隔制御装置と遠隔制御受信器とが同時に作動していることができる領域で使用するための遠隔制御受信器であって、遠隔制御装置によって制御されるようになっている外部の対象物に処理信号を供給するための遠隔制御受信器に関する。
【背景技術】
【０００４】
おもちゃ等の対象物を遠隔的に制御するための装置、システム、方法は、技術的に良く知られている。通常、このようなシステムは、無線通信または光通信、特に赤外線通信を基本としている。一般的な従来技術の用途において、送信器を備える遠隔制御装置は、操舵情報や速度情報等の制御情報を含んでコード化される信号を送信する。制御される対象物に接続された対応する受信器は、送信された信号を受信する。電子回路が制御情報を得る。また、前記制御情報は、対象物内にある適切な制御要素に転送される。
【０００５】
このような遠隔制御システムに関連する一般的な問題は、幾つかの遠隔制御装置と幾つかの対応する受信器とが共通の環境で同時に動作する際に生じる。信頼性の高いシステム性能を得るには、１つの遠隔制御装置によって送信される信号が対応する受信装置にだけ影響を与えることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の遠隔制御装置および対応する受信器／対象物を同時に且つ個別に操作するという問題に対しては、幾つかの解決策が提案されてきた。
【０００７】
米国特許第４，３３４，２２１号は、幾つかのコントローラと、個別に制御される幾つかの対応するおもちゃとを備えたおもちゃの車両システムのための無線制御システムを開示している。この目的を達するため、各コントローラは、送信負荷サイクルを用いて、繰り返し且つ同期的にコマンドバーストを送信するようになっている。前記送信負荷サイクルは、非常に低いため、送信されたバースト同士の干渉は殆ど起こらない。各コマンドバーストは、特定の受信器に対して割り当てられたデジタル識別コードを含んでいる。識別コードは、電子機械的なスイッチにより、制御セットにおいて、また、受信器において予め選択される。
【０００８】
通信の負荷サイクルが低いため、この解決策では、利用可能な帯域幅が乏しい。そのため、応答時間が長くなり、全体の性能が低下する。また、識別コードを選択するためにスイッチを使用するため、ユーザは、使用される識別コードのトラックを維持しなければならないとともに、現在ビジー状態でないコードを選択しなければならず、ユーザによる操作が面倒となる。この解決策の欠点は、制御セットおよび対応する受信器の数が多くなるという点である。
【０００９】
米国特許第５，８８５，１５９号は、多数の遠隔制御装置すなわち“パッド”によりおもちゃの車両を個別に遠隔操作するためのシステムを開示している。遠隔制御装置から車両内の受信器への送信は、無線通信および信号のパケットの使用を基本としている。所定の時間間隔内で特定のパッド上のボタンを繰り返し操作する際の操作数は、パッドが使用される受信器（すなわち、車両）の選択された識別を決定する。各受信器は、受信器に関連付けられた識別性を選択するためのスイッチを備えている。したがって、識別性は、遊んでいる子供によって簡単に認識され且つ行なわれる、直接的な方法で選択し或は変更することができない。また、パッドによって送られる信号パケットを複製することにより考えられる通信衝突が回避されるため、通信帯域幅を十分に利用できない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した不都合が排除され或いは低減される遠隔制御装置および遠隔制御受信器を提供することが本発明の目的である。
【００１１】
遠隔制御装置の対応遠隔制御受信器に対する動的割当てが容易な遠隔制御装置および遠隔制御受信器を提供することが本発明の更なる目的である。
【００１２】
所定の通信プロトコルフォーマットを使用するとともに、該プロトコルフォーマットに準拠した様々な製造メーカからの遠隔制御装置を組み合わせることができる遠隔制御装置および遠隔制御受信器を提供することが本発明の更なる目的である。
【００１３】
簡単な操作、高帯域使用、低電力消費量、高い動作信頼性、低製造コストを与えるとともに、外的な妨害、干渉、一時的な通信障害等の様々な条件に対する高い耐性を与える遠隔制御装置および遠隔制御受信器を提供することが本発明の更なる目的である。
【００１４】
共通の通信可能領域内で作動することができる少なくとも１つの遠隔制御装置と少なくとも１つの遠隔制御受信器とを備える遠隔制御システムであって、１つの遠隔制御装置から１または複数の遠隔制御受信器へと遠隔制御リンクを簡単に確立することができる遠隔制御システムを提供することが本発明の更なる目的である。
【００１５】
前記目的は、添付の一組の請求項に以後記載された特徴によって達成される。
【００１６】
本発明の更なる詳細、特徴、利点は、図示され且つ非制限的な単なる一例として与えられた本発明の好ましい実施形態の以下の説明を読むことにより明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、幾つかの（例えば３つ）遠隔制御装置１００と幾つかの（例えば３つ）対応する遠隔制御受信器２００とが共通の通信可能領域３００内で作動するシステムの概略ブロック図である。
【００１８】
各遠隔制御受信器２００は、制御対象の組み込み部品として設けられてもよい。このような制御対象は、例えば、おもちゃの自動車等のおもちゃの車両であってもよい。各遠隔制御受信器は、おもちゃの車両の様々なパラメータを制御する幾つかの制御信号を供給する。このような制御信号は、一般に、制御される車両のモータ、操舵装置、光、サウンド装置等を制御するための電気的なデジタル信号またはアナログ信号である。
【００１９】
各遠隔制御受信器２００は、１つの遠隔制御装置１００だけに割り当てられる。各遠隔制御装置１００は、遠隔制御受信器２００のうちの１つだけに割り当てられることが好ましい。しかしながら、もう１つの方法として、１つの遠隔制御装置１００が複数の遠隔制御受信器２００に割り当てられてもよい。この場合、一度に、遠隔制御受信器のうちの１つだけが制御される。特定の制御装置１００の作動により、対応する割り当てられた遠隔制御受信器２００が適切に作動するが、それによって他の受信器に影響が及ばない。
【００２０】
図２は、遠隔制御装置１００の好ましい実施形態のハードウェア構成の概略ブロック図である。
【００２１】
遠隔制御装置１００は、処理装置１１０、好ましくはマイクロコントローラを備えている。処理装置１１０は、中央処理装置１２５とメモリ１２６とを有している。前記メモリは、所定の或は予めロードされたプログラム部分およびデータを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、揮発性データまたは一時データを記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、装置がＯＦＦに切換えられる時にデータを記憶するべく設けられた電池式ＲＡＭ等の半揮発性メモリ領域とを備えている。マイクロコントローラそれ自体は、当業者によって選択される標準的な電子部品であってもよいが、その読み出し専用メモリの内容、したがって前記マイクロコントローラの動作は、本発明に係る遠隔制御装置に特有のものである。
【００２２】
また、マイクロコントローラ１１０は、シリアル入力／出力回路（ＵＡＲＴ）１１１を備えている。ＵＡＲＴ１１１からの出力は、無線送信器ユニット１０４の入力に接続される。ＵＡＲＴ１１１への入力は、無線受信器ユニット１０５の出力に接続される。送信器ユニットおよび受信器ユニットは、同じ周波数で動作し且つ１つのアンテナ１０７を共有するように設けられている。このような共有動作を制御するために、マイクロコントローラの別個のデジタル出力（図示せず）によって制御されるアンテナ選択装置（図示せず）が設けられていることが好ましい。このようにすれば、マイクロコントローラ１１０は、それ自身の制御下で、シリアルデータを常に受信または送信することができる。
【００２３】
マイクロコントローラ１１０は、実行時間基準を形成するように設けられている。このため、マイクロコントローラは、マイクロコントローラ１１０のタイミング装置、特にタイマー／カウンタ回路１１３に接続されたそのシステムクロック１０６を利用する。実行時間基準は、メモリ内に記憶され且つマイクロコントローラ１１０により実行されるソフトウェアプログラム部分によって読み取られて設定されてもよい。実行時間基準は、実行時間帯クロックを正確な間隔で増分するために使用され、これにより、この時間帯クロックは、フレームフォーマット４００に同期される。時間帯クロックは、フレームフォーマット４００の現在の時間帯番号に対応する値を常に含むカウンタ、例えば４ビットカウンタである。
【００２４】
遠隔制御装置が通信可能領域３００内の他の遠隔制御装置からデータパケットを受信する度に、送信開始点と見なされるこの送信の受信開始点は、メモリ内に記憶されたソフトウェアプログラム部分によって注目される。データパケットは、実際に送信されたチェックサムと比較されるチェックサムを計算するために送信される。チェックサムが正しい場合、データパケットに含まれる時間帯識別子４１０を使用して、時間帯クロックをその正しい値に設定する。その後、送信開始点を使用して、実行時間基準を調整する。これにより、時間帯クロックは、次の時間帯の初めの正しいポイントで、増分される。
【００２５】
遠隔制御装置１００は、多数の入力要素１０１，１０２，１０３を備えている。好ましくは入力要素１０１は、マイクロコントローラ１１０のデジタル入力／出力部１２７に含まれるデジタル入力部に接続されたデジタル作動要素であり、これらの入力要素１０１は、ユーザによって操作されるべく設けられている。図示の簡略化された実施形態において、操作要素１０１は、例えば４×４スイッチ配列等の所定の配列で配置された多数の操作スイッチを備える複合デジタル入力装置である。操作要素１０２，１０３は、手動で操作されるアナログ入力装置１０２，１０３である。各入力装置１０２，１０３は、マイクロコントローラに設けられたＡ／Ｄ変換器モジュール１１２の入力部に可変電圧信号を供給する。
【００２６】
また、遠隔制御装置１００は、少なくとも１つの複合操作装置を備えている。各複合操作装置は、“接続”信号および“選択”信号をそれぞれ供給するために設けられた第１および第２のデジタル操作要素を有している。図示の実施形態において、遠隔制御装置１００は、このような２つの操作装置１１７，１１８を備えている。このため、操作装置１１７は、“接続”スイッチ１２１と、対応する“選択”スイッチ１２２とを備えている。同様に、操作装置１１８は、“接続”スイッチ１２３と、対応する“選択”スイッチ１２４とを備えている。各スイッチ１２１，１２２，１２３，１２４は、ユーザによって操作されるべく設けられるとともに、マイクロコントローラ１１０のデジタルＩ／Ｏ部１２７の各デジタル入力部に接続されている。
【００２７】
遠隔制御装置１００は、電動スイッチ１０９によってＯＮまたはＯＦＦに切換えられてもよい。
【００２８】
図３は、遠隔制御受信器のハードウェア構成の概略ブロック図である。
【００２９】
遠隔制御受信器２００は、処理装置２１０を備え、その処理装置２１０は、図２を参照して説明した遠隔制御装置１００で使用されたマイクロコントローラ１１０と略同一のタイプで且つ類似したハードウェア特徴を有するマイクロコントローラであることが好ましい。マイクロコントローラ２１０は、中央処理装置２２５とメモリ２２６とを有している。前記メモリは、所定の或は予めロードされたプログラム部分およびデータを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、揮発性データまたは一時データを記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、装置がＯＦＦに切換えられる時にデータを記憶するべく設けられた電池式ＲＡＭ等の半揮発性メモリ領域とを備えている。読み出し専用メモリの内容、したがってマイクロコントローラ２１０の動作は、本発明に係る遠隔制御受信器に特有のものである。
【００３０】
マイクロコントローラ２１０は、シリアル入力／出力回路（ＵＡＲＴ）２１１を備えている。ＵＡＲＴ２１１への入力は、無線受信器ユニット２０５の出力に接続され、その無線受信器ユニット２０５は、図２を参照して説明した遠隔制御装置１００の受信器ユニット１０５と同じタイプであることが好ましい。受信器ユニット２０５のＲＦ入力部に接続されたアンテナ２０７により、マイクロコントローラ２１０は、シリアルデータを受信することができる。
【００３１】
遠隔制御受信器は、少なくとも１つの出力制御装置２０１を備え、その出力制御装置２０１は、一般に、モータ、操舵手段、あるいは、類似の電気機械装置を制御するためのデジタルドライバ回路を備えていてもよい。
【００３２】
また、遠隔制御受信器２００は、多数の制御入力装置を備えていてもよい。図示の好ましい実施形態において、制御入力装置２０３は、マイクロコントローラ２１０に設けられたＡ／Ｄ変換器２１２に対してアナログ電圧を供給する。アナログ電圧は、操舵位置等の車両からのフィードバック状態を提供して操舵位置を制御するためのサーボループを容易にする測定信号であることが好ましい。
【００３３】
遠隔制御受信器２００は、操作スイッチ２０９によってＯＮまたはＯＦＦに切換えられてもよい。
【００３４】
本発明に係る遠隔制御装置に設けられたマイクロコントローラ１０１は、図４および図５を参照して以下に説明する概要にしたがって時分割送信プロトコルを形成するとともに、このプロトコルにしたがってデータを送信するように構成される。遠隔制御受信器２００に設けられたマイクロコントローラ２０１は、受信器ユニット２０５を介して受信したデータを、同じ送信プロトコルにしたがって解釈するように構成される。
【００３５】
遠隔制御装置１００によって生成されて送信される信号は、図４に示される連続的に繰り返すフレームフォーマットを有している。前記信号は複数のフレーム４００を備えており、各フレーム４００は所定の持続時間すなわち長さ４０１を有している。
【００３６】
各フレーム４００は、所定数の連続する時間帯４０２から成り、各時間帯４０２は、データパケット４０４と、各データパケット４０４に続くポーズ４０３とを備えている。１つのフレーム４０１内に含まれる時間帯４０２の数（したがって、データパケットの最大数）は、１つの同じ無線通信可能領域内で使用することができる遠隔制御装置１００の最大数に対応している。一般に、１つのフレーム４０１内に１６個の時間帯４０２が設けられる。１つのフレーム内に含まれる各時間帯４０２は、一般に０〜１５個の範囲の数となり得る時間帯識別子によって一般的に識別することができる。送信される全てのデータパケットは、データパケットが送信される時間帯を識別するこのような時間帯識別子を含んでいる。
【００３７】
好ましい実施形態において、フレームは、所定の持続時間１００ｍｓを有している。データパケットは、一般に、４．００ｍｓの持続時間を有していてもよく、これに対して、ポーズ４０３は、一般に、２．２５ｍｓの持続時間を有している。その結果、時間帯４０２の全体の持続時間は、一般に、６．２５ｍｓとなる。
【００３８】
時間帯４０２の１つのデータパケット４０４の内容が図５に詳細に示されている。
【００３９】
データパケット４０４は、好ましくはデータパケット４０４の最初に、主に４ビットの時間帯識別子４１０を備えている。
【００４０】
データパケット４０４に含まれる次のデータは、主に３ビットのパケットタイプ識別子４１１である。パケットタイプ識別子は、データパケットの所定のセットのタイプのうちの１つを示している。この典型的な実施形態において説明する考えられるデータパケットタイプは、≪接続パケット≫、≪アドレスパケット≫、≪ビルボードパケット≫、≪制御パケット≫である。対応するパケットタイプ識別子の値は、００１，０１０，０００，０１１である。パケットタイプ識別子１００，１０１，１１０，１１１は、プロトコルの将来の拡張のために蓄えられていてもよい。
【００４１】
次に、データパケットは、データパケットタイプに応じた様々な情報を示す一連のデータ４１２を含んでいる。一般に、データは、１６ビットを占めている。このビット数、したがって、データパケットの全体の持続時間は、データパケットタイプに応じて異なっていてもよい。しかしながら、データパケットには、超えることができない最大の持続時間がある。この最大持続時間は、前述した所定の時間帯持続時間に対応している。
【００４２】
最後に、データパケットは、ほぼ４ビットのチェックサム４１３を含んでいる。
【００４３】
図５に示される実施形態および対応する説明が本発明の原理の一例にすぎないことは言うまでもない。重要な点は、各データパケットまたはデータパケット群から以下のタイプの情報を識別してデコードできるという点である。
・時間帯識別子
・チェックサム
・制御情報（例えば、速度、操舵位置等）
・選択されたアドレスを含む≪接続≫情報
・指定された受信器を識別する≪アドレス≫情報
・空きがある時間帯および塞がっている時間帯を示す≪ビルボード≫情報
本発明の特定の実施形態において、各データパケットは、１または複数のこれらの情報タイプの全てあるいは一部を含むことができ、当業者であれば、必要な情報をデータパケットにエンコードする様々な方法を簡単に見出すことができる。
技術的な理由または他の理由により、幾つかの所定の方法で各データパケットの内容にスクランブルをかけることが適切でさえあるかもしれない。
【００４４】
例えば、各データパケットは、２つの別個の部分から成っていてもよい。その一方の部分は≪制御情報≫を含み、他方の部分は、時間帯識別子、チェックサム、接続情報、アドレス情報、ビルボード情報等の≪プロトコル情報≫を含む。
パケットの≪制御≫部分は、速度や操舵位置等のパケット内に含まれる制御情報のタイプを識別するそれ自身の≪制御データ識別子≫を含んでいてもよい。
同様に、パケットの≪プロトコル≫部分は、パケットのこの部分に含まれる情報を識別する≪プロトコルデータ識別子≫を含んでいてもよい。これは、例えば以下のタイプの≪プロトコル部分≫を規定することができ、それぞれ特定のプロトコルデータ識別子値によって識別される。
１．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも多い≪接続パケット≫アドレスを含む部分
２．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも少ない≪接続パケット≫アドレスを含む部分
３．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも多い≪アドレスパケット≫アドレスを含む部分
４．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも少ない≪アドレスパケット≫アドレスを含む部分
５．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも多い≪ビルボードレジスタ≫を含む部分
６．時間帯識別子、チェックサム、８ビットよりも少ない≪ビルボードレジスタ≫を含む部分
このような実施形態において、関連するプロトコル情報の≪多い−≪および≪少ない−≪部分を含むパケットは、同じ時間帯（遠隔制御装置に対して現在割り当てられている）に連続したフレームで送られる。その後、各タイプの情報の様々な部分をアセンブルすることができるように、多くのデータパケット（これらの全てが同じ時間帯識別子を含む）が受信されなければならない。
本発明のこのようなタイプの実施形態は、高帯域を利用できる等の特定の利点を有する。しかしながら、本発明の原理を説明するには、図５に示された実施形態およびその説明を使用するのが、より簡単である。
【００４５】
ポーズ４０３は、データ送信が行なわれない時間を示している。ポーズの持続時間は、時間帯４０２の所定の持続時間とデータパケット４０４の持続時間との間の差によって与えられる。
【００４６】
図６は、遠隔制御装置１００の基本的な動作を示す簡略化された状態図である。
【００４７】
遠隔制御装置のアイドル状態または停止状態が１３０で示されている。この状態は、ユーザによって装置の動作が停止された状態すなわち装置のスイッチがＯＦＦされた状態に対応している。
【００４８】
遠隔制御装置１００がＯＮに切換えられると、移行１４１が行なわれ、遠隔制御装置が初期状態１３１に入る。この状態１３１は、遠隔制御装置１００の初期化処理の実行を含んでいる。この初期化処理中、遠隔制御装置１００は、自動的に、その動作のための空き時間帯を選択する。これは、例えば１つのフレーム４０１の持続時間の１０倍に相当するリスニング時間と呼ばれる所定の時間中に、通信可能領域内に存在している他の動作中の送信遠隔制御装置から送信される信号を最初に受信することにより行なわれる。このリスニング時間中、いわゆる≪ビルボードレジスタ≫は、他の送信遠隔制御装置によって既に使用されている時間帯を示すデータを用いて更新される。このようなデータは、任意の遠隔制御装置によって送信される各データパケット内に常に存在する時間帯識別子４１０から得られる。また、空き時間帯に関する情報は、領域内で動作している全ての遠隔制御装置によって定期的に送信される、いわゆる“ビルボードパケット”から得られてもよい。ビルボードパケットについては更に後述する。
【００４９】
リスニング時間の最後に続いて、遠隔制御装置は、ビルボードレジスタを検査するとともに、利用可能な空き時間帯があるか否かを判断する。
【００５０】
現時点で空き時間帯が無い場合、遠隔制御装置は、空き時間帯が見つかるまで、あるいは、装置がＯＦＦに切換えられるまで、空き時間帯を検索し続ける。少なくとも１つの空き時間帯が利用可能な場合には、空き時間帯のうちの１つが選択される。遠隔制御装置は、この装置によってごく最近使用された時間帯番号が記憶され、そして、このような時間帯番号が「空き」としてビルボードレジスタから認識される場合には、この時間帯番号をビルボードレジスタから選択することが好ましい。
あるいは、遠隔制御装置は、「空き」として認識される時間帯番号の中から、無作為に１つの時間帯番号を選択する。
【００５１】
時間帯番号が選択されると、遠隔制御装置は、遠隔制御装置における通常の動作状態である実行状態１３２へと移行１４３を行なう。選択された時間帯番号は、遠隔制御装置が実行状態を維持している限り、遠隔制御装置にとって有効であり、また、遠隔制御装置によって送信される全てのデータパケットは、この時間帯番号を使用して表示する。実行状態１３２において、制御データは、割り当てられた遠隔制御受信器へと送信される。遠隔制御受信器の割り当てについては後述する。
【００５２】
実行状態１３２において、遠隔制御装置１００における主なタスクは、その現在割り当てられた遠隔制御受信器２００に対して制御情報を送信することである。本発明の典型的な実施形態において、これは、０１１等の所定のパケットタイプ識別子値によって識別される≪制御パケット≫タイプのデータパケットを送ることによって行なわれる。これらのパケットのデータ部分は、モータの速度および方向、操舵位置、サウンドデータ、光データ等の制御情報を含んでいる。
なお、特定の≪制御パケット≫タイプなる考えは、単なる一例である。制御情報は、アドレス及び／又はビルボード情報等の他のタイプの情報と組み合わせることができ、また、他のパケットタイプに含めることができれば理想的である。
【００５３】
実行状態において、遠隔制御装置は、特定の間隔で、例えば１０フレーム毎に、≪アドレスパケット≫を送信する。本発明の典型的な実施形態において、アドレスパケットは、０１０等の所定のパケットタイプ識別子値によって識別される。このパケットのデータ部分は、後述するように、既に行なわれた≪接続シーケンス≫に設けられ且つ≪現在アドレス≫レジスタ内に現在保持されているアドレス（一般的には１６ビット）を含んでいる。
なお、特定の≪アドレスパケット≫タイプなる考えは、単なる一例である。アドレス情報は、制御及び／又はビルボード情報等の他のタイプの情報と組み合わせることができ、また、他のパケットタイプに含めることができれば理想的である。また、アドレスは、分割できるとともに、他のタイプのパケットで部分毎に送ることができる。
【００５４】
実行状態１３２において、遠隔制御装置は、前述したビルボードレジスタを更新し続ける。ビルボードレジスタは、各時間帯番号毎にバイナリフラグを備えている。すなわち、ビルボードレジスタは、一般的には、１６個のフラグを備えている。レジスタ内の位置ｎにおける“１”等の特定のバイナリフラグ値は、遠隔制御装置の受信器部分が、最近経過した所定の時間、例えば最後の２５５フレーム時間中に、時間帯番号ｎを現在使用している遠隔制御装置からの送信動作を登録したことを示している。遠隔制御装置１００は、規則的な間隔、例えば１０フレーム時間毎に、ビルボード情報を含む“ビルボードパケット”タイプのデータパケットを送信する。このようなパケットは、０００等の所定のバイナリパケットタイプ識別子によって識別される。本発明の好ましい実施形態において、ビルボードパケットの１６ビットデータ部分は、ビルボードレジスタの現在の内容を含んでいる。ビット番号ｎにおける“１”は、最近において時間帯番号ｎで動作が検知されたことを示している。ビット番号ｎにおける“０”は、最近において時間帯番号ｎで動作が検知されなかったことを示している。
【００５５】
なお、特定の≪ビルボードパケット≫タイプなる考えは、単なる一例である。ビルボード情報は、制御及び／又はアドレス情報等の他のタイプの情報と組み合わせることができ、また、他のパケットタイプに含めることができれば理想的である。また、ビルボード情報は、分割できるとともに、他のタイプのパケットで部分毎に送ることができる。
【００５６】
塞がっている時間帯に関する情報が他の遠隔制御装置によって転送されるこのビルボーディング機能の目的は、遠隔制御装置がその初期状態の実行中に特定の時間帯を空き時間帯として誤って解釈してしまう可能性を最小限に抑えることである。このようなことは、特定の時間帯を占めている遠隔制御装置から送信される信号が、初期状態時間中に、例えばデッドゾーンにおけるその一時的な位置に起因して、あるいは、他の偶然的な妨害に起因して、適切に受信されなかった場合に、ビルボーディング機能が実行されないと、起こり得る。
【００５７】
第１の複合操作装置１１７におけるスイッチ１２１等の接続スイッチの作動は、一般に、遠隔制御装置１００の“接続プッシュボタン”１２１を押すことによって行なわれる。このような作動で、遠隔制御装置は接続状態１３３に入る（移行１４４）。この状態で、遠隔制御装置に設けられたアドレス発生器は、ほぼ１６ビットのランダムアドレスを生成する。生成されたアドレスは、接続スイッチ１２１に関連付けられたアドレスレジスタ内に記憶される。また、アドレスは、遠隔制御装置によって常に使用される現在のアドレスを含む“現在アドレス”レジスタ内に記憶される。アドレスの長さ、したがって、可能なアドレスの数は、同じ領域内で使用される２つの遠隔制御装置が同じアドレスを選択する可能性を低くできる十分な大きさである。その後、遠隔制御装置１００は、“接続パケット”を繰り返し送信する。接続パケットは、００１等の所定のバイナリパケット識別子によって識別される。このパケットの次の１６ビットデータ部分は、生成された前述のアドレスを含んでいる。
【００５８】
なお、特定の≪接続パケット≫タイプなる考えは、単なる一例である。接続情報（選択されたアドレスを含む）は、制御及び／又はアドレス情報等の他のタイプの情報と組み合わせることができ、また、他のパケットタイプに含めることができれば理想的である。また、接続情報は、分割できるとともに、他のタイプのパケットで部分毎に送ることができる。
【００５９】
遠隔制御装置は、接続機能が停止されるまで（移行１４５）、接続状態１３３を維持する。一般に、この移行は、接続プッシュボタン１２１が解除される際に行なわれる。遠隔制御装置は、実行状態１３２に戻る。
【００６０】
選択スイッチ、例えば第１の複合操作装置１１７における選択スイッチ１２２の作動は、一般に、遠隔制御装置の“選択プッシュボタン”１２２を押すことにより行なわれる（移行１４６）。このような作動で、選択スイッチ１２２に対応する接続スイッチ１２１に関連付けられたアドレスレジスタの内容は、現在アドレスレジスタに送信される。この現在アドレスレジスタの内容は、その後、前述したように、≪アドレスパケット≫として規則的な間隔で送信される。
【００６１】
遠隔制御装置１００がＯＦＦに切換えられる（移行１４８）と、遠隔制御装置はアイドル状態または停止状態１３０に戻る。図６には示されていないが、遠隔制御装置がＯＦＦに切換えられる時にはいつでも、同様に、任意の状態１３１，１３３，１３４からアイドル状態１３０に戻ることができる。
【００６２】
図２に示されるように、複数の接続スイッチおよび対応する選択スイッチ、例えば２つの接続スイッチ１２１，１２３および２つの選択スイッチ１２２，１２４がそれぞれ設けられていてもよい。接続スイッチの作動により、再び、遠隔制御装置が接続状態になる。このことは、他のランダムアドレスが生成され、このランダムアドレスが接続スイッチに関連付けられたアドレスレジスタ内および現在アドレスレジスタ内の両方に記憶されることを意味する。その後、このアドレスを含む現在のパケットが送信される。接続機能の目的は、遠隔制御装置と遠隔制御受信器との間でリンクを確立することである。送信された接続パケットに対する受信器の応答については後述する。
【００６３】
任意の選択スイッチの作動により、対応する接続スイッチに関連付けられたアドレスレジスタ内に記憶されたアドレスは、現在アドレスレジスタに送信される。これにより、このアドレスに関連付けられた遠隔制御受信器が選択される。
【００６４】
図７は、遠隔制御受信器２００の基本的な動作を示す簡略化された状態図である。
【００６５】
遠隔制御受信器２００のアイドル状態または停止状態が２３０で示されている。この状態は、受信器がＯＦＦに切換えられた状態に対応している。
【００６６】
受信器２００に関連付けられたアドレスは、メモリ２２５内に含まれる半揮発性メモリレジスタ内に記憶される。アドレスレジスタの内容は、予め割り当てられたアドレス、受信した接続パケットによって割り当てられた新たなアドレスであってもよく、あるいは、特定のアドレスが割り当てられない場合には任意の値であってもよい。
【００６７】
遠隔制御受信器がＯＮに切換えられると、移行２４１が行なわれ、受信器が受動状態２３１に入る。この状態において、受信器は、従うべき割り当てられた時間帯を有しておらず、したがって、受信した任意の制御情報に対して反応しない。
【００６８】
受動状態２３１において、受信器は、この装置のアドレスレジスタ内に記憶されたアドレスと一致するアドレスを含む任意の時間帯のアドレスパケットを検索している。このようなアドレスの一致が見つかると、一致するアドレスを有するパケットに含まれる時間帯番号は、この受信器の≪現在の時間帯≫として、メモリ２２５内に含まれるレジスタである現在時間帯レジスタ内に記憶される。その後、受信器は、動作状態２３２に入る（移行２４２）。動作状態２３２において、受信器は、現在時間帯レジスタによって与えられた≪現在の時間帯≫で受信された制御情報に対して反応する。
【００６９】
動作状態２３２にいる間、受信器は、≪現在の時間帯≫で受信されたアドレスパケットがアドレスレジスタ内に記憶されたアドレスを依然として含んでいるか否かをチェックし続ける。この時間帯において異なるアドレスが検知されると、受信器は、再び受動状態２３１に入る（移行２４３）。
【００７０】
また、動作状態２３２にいる間、受信器は、そのアドレスレジスタ内に記憶されたアドレスが他の時間帯に現われるか否かを監視する。これが生じると、この時間帯の時間帯番号が現在時間帯レジスタ内に記憶される。このようなことは、送信遠隔制御装置が何らかの理由で送信に使用される時間帯を変更する場合に起こり得る。
【００７１】
受動状態２３１にいる間、遠隔制御受信器２００の接続プッシュボタン２１７を押すことによって一般に行なわれる接続スイッチ２１７の作動で、受信器は接続状態２３３に入る（移行２４６）。同様に、動作状態２３２にいる間も、接続スイッチの作動により、受信器が接続状態２３３になる（移行２４８）。
【００７２】
接続状態２３３において、遠隔制御受信器２００のマイクロコントローラ２１０は、無線受信器ユニットから受信したデータからデータパケットを得るとともに、データパケットのパケットタイプ識別子領域を利用して、受信したデータパケットが接続パケットであるか否かを検知するように構成される。パケットが接続パケットであると認識されると、接続パケットのアドレス領域に含まれるアドレスは、これを受信器のメモリ内のアドレスレジスタに記憶することにより、遠隔制御受信器の現在のアドレスとして割り当てられる。また、接続パケットの時間帯番号は、これを受信器のメモリ内の時間帯レジスタに記憶することにより、受信器の現在の時間帯番号として割り当てられる。
【００７３】
このようにして、その接続スイッチ１２１，１２３が現在作動している遠隔制御装置１００は、その接続スイッチ２１７が同時に作動している遠隔制御受信器２００に割り当てられる。
【００７４】
遠隔制御受信器は、接続機能が停止されるまで、接続状態２３３を維持する。一般に、この停止は、プッシュボタン２１７を解除することによって行なわれる。
【００７５】
接続パケットが最近の接続状態時間に受信された場合、あるいは、受信器２００が接続状態時間の前に割り当てられた時間帯を有していた場合には、停止によって、受信器２００が動作状態２３２になる（移行２４５）。
【００７６】
接続パケットが最近の接続状態時間に受信された場合であって、かつ、受信器が接続状態時間の前に割り当てられた時間帯を有していなかった場合には、停止によって、受信器２００が受動状態２３１になる（移行２４８）。
【００７７】
動作状態２３２において、遠隔制御受信器装置のための主なタスクは、“制御パケット”タイプのデータパケットを受信するとともに、その内容を、制御装置２０１に供給される制御データに変換することである。
【００７８】
受信されたデータパケットがマイクロコントローラによって処理され、時間帯識別子が割り当てられた≪現在の時間帯≫番号と一致するデータパケットが得られる。制御パケットは、導入時間帯番号の次にある０１１等の所定のバイナリパケットタイプ識別子によって識別される。このパケットのデータ部分は、マイクロコントローラ２１０によって解釈される特定の制御情報を含んでおり、そのマイクロコントローラ２１０は、制御部材２０１，２０２に供給される対応する制御信号を生成することにより、モータ、速度、操舵、音、光等を制御する。
【００７９】
受信されたデータパケットが制御パケットである場合、時間帯番号は、遠隔制御装置１００と遠隔制御受信器２００との間の有効な識別リンクとして使用される。受信されたデータパケットがアドレスパケットである場合、アドレス間の一致が支配的となる。これにより、このアドレスパケットの時間帯番号は、アドレスパケット内のアドレスが受信器の割り当てられたアドレスと一致する場合、受信器の現在割り当てられた時間帯番号として割り当てられる。
【００８０】
接続スイッチ２１７の動作で、遠隔制御受信器は、再び、接続状態２３３に入る（移行２４４）。これにより、新たなアドレス割り当てを行なうことができる。
【００８１】
遠隔制御受信器２００がＯＦＦに切換えられる（移行２４８）と、遠隔制御受信器は、アイドル状態または停止状態２３０に戻る。図７に示されていないが、遠隔制御装置がＯＦＦに切換えられる時にはいつでも、同様に、任意の状態２３１，２３２，２３３からアイドル状態２３０に戻ることができる。
【００８２】
単なる一実施例としてここで説明された特定の内容に本発明が限定されないことは言うまでもない。したがって、当業者であれば分かるように、本発明の範囲内で様々な改良および変更が可能である。
【００８３】
例えば、フレーム時間が所定の持続時間でなければならないが、実際の持続時間は、当該用途にしたがって異なっていてもよい。１つのフレーム内の時間帯の数は所定の数にすべきであるが、実際の数は、同様に、実際の用途に応じて変えてもよい。
【００８４】
無論、各時間帯における情報の実際のコード化は、多くの様々な方法で行なうことができる。例えば、１つのパケットを各タイプの情報専用にする代わりに、ビルボード情報およびアドレス情報は、分割されるとともに、制御情報と共に連続するフレーム内で部分毎に送られててもよい。
【００８５】
特に無線通信に関して物理的な通信を説明してきたが、当業者であれば分かるように、開示された本発明の概念は、光通信、特に赤外線通信、または、音響通信、特に超音波通信に使用されてもよい。この場合、無論、送信回路および受信回路は、所望の等価な物理的な通信要素に置き換えられるべきである。本発明は、計測および制御ネットワーク等のケーブルバウンド通信（cabel bound communication）を使用する用途においても有用となり得る。
【００８６】
ＵＡＲＴ２１１仕様のシリアル入力／出力回路は、選択された変調タイプおよび使用される物理的な通信媒体に適する他のデータエンコーディング／デコーディング装置に置き換えられてもよい。
【００８７】
遠隔制御装置および遠隔制御受信器は、基板上に別個の構成部品としてマイクロコントローラおよびその周辺回路を用いて設計されてもよい。同様に、本発明の概念は、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の他のタイプの電子回路を用いて実現されてもよい。
【００８８】
出力制御装置２０１は、デジタルドライバ回路の一例として示されている。無論、出力制御装置２１０は、アナログ回路として実現されてもよい。この場合、出力制御装置２０１は、遠隔制御受信器２００のマイクロコントローラ２１０内に含まれる或はマイクロコントローラ２１０に接続されるＤ／Ａ変換器の出力部に接続される。このような装置の数は、通常、用途の要求に応じて異なっていてもよい。
【００８９】
無論、入力要素１０１，１０２，１０３のタイプおよび入力要素の数は、単なる一例として記載されている。したがって、これらは、実際の用途に応じた適したデジタルまたはアナログ入力要素の任意のセットとして形成されてもよい。入力要素は、手動で操作される入力装置としてのみ理解されるべきではない。これらは、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置からの操作信号を供給するデジタルインタフェース回路等の間接的に操作される要素によって構成されていてもよい。
【００９０】
図示の実施形態は、それぞれが接続信号および選択信号を供給する２つの複合操作装置１１７，１１８を開示している。遠隔制御装置に含まれるこのような操作装置の数は、１つ、２つ、３つ、あるいはそれ以上であってもよいことは言うまでもない。一例として、各操作装置は、プッシュボタンスイッチ等の２つの別個のスイッチ、すなわち、１つの接続スイッチおよび対応する選択スイッチを備えているものとして示される。当業者であれば分かるように、各操作装置が１つだけのプッシュボタンスイッチを有していても良く、また、共通のセレクタスイッチの状態によって、プッシュボタンスイッチが作動される時に各装置が接続信号を供給すべきか選択信号を供給すべきかが判断される。
【００９１】
おもちゃの模型自動車等に関して本発明の使用を説明してきた。このようなおもちゃ又は自動車の例は、遠隔的に制御可能な自動車、レーシングカー、オフロード車、トラック、トラクタ、掘削機械、列車、ボート、飛行機、ヘリコプター、おもちゃの動物、人形、おもちゃのロボットである。このような動くことができる対象物に加えて、本発明は、クレーン、跳開橋、電子装備ハウス、エレベータ等の静止した遊技装置で使用することもできる。簡単で且つ使い易い丈夫な操作により、このようなおもちゃやモデルが本発明の主な適用分野になるが、本発明は、クレーン、ガレージドア等の本物の機械の制御を含む他の目的で使用することもできる。また、用途は、無線入力装置（例えば、キーボード、マウス、ローラボール、または、ジョイスティック）によるゲームコンソールまたはパーソナルコンピュータの制御等といったコンピュータ装置間の遠隔制御通信を含んでいる。また、本発明は、ホームオートメーションシステム等の計測または自動化システムで通信を行なうために使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】共通の環境で幾つかの遠隔制御装置および対応する遠隔制御受信器が作動するシステムの概略ブロック図である。
【図２】遠隔制御装置のハードウェア構成の概略ブロック図である。
【図３】遠隔制御受信器のハードウェア構成の概略ブロック図である。
【図４】送信された信号のフレームフォーマットの繰り返しを示すタイムチャートである。
【図５】データパケットのフォーマットを示すタイムチャートである。
【図６】遠隔制御装置１００の基本的な動作を示す状態図である。
【図７】遠隔受信装置２００の基本的な動作を示す状態図である。

Claims (24)

1. 複数の遠隔制御装置（１００）と遠隔制御受信器（２００）とが同時に作動していることができる通信可能領域（３００）で使用するための遠隔制御装置（１００）であって、前記領域（３００）内で作動する遠隔制御受信器（２００）を遠隔的に制御するための遠隔制御装置（１００）において、
   −電気制御信号を供給するための入力要素（１０１，１０２，１０３，１２１，１２２，１２３，１２４）と、
   −送信器（１０４）と、
   −前記入力要素から前記制御信号を受信するとともに、繰り返されるフレームフォーマットを用いてコード化されるコード化信号を前記送信器（１０４）に対して供給するために設けられた処理装置（１１０）と、
   を備え、
   各フレーム（４００）は、それぞれが連続する時間帯（４０２）内に含まれる多数のデータパケット（４０４）を備え、各データパケット（４０４）は、それが含まれる時間帯を識別する時間帯識別子（４１０）を備えている遠隔制御装置（１００）。
2. 装置（１００）に対して現在割り当てられたアドレスを含むアドレスレジスタを有するメモリ（１２５）を更に備えている請求項１に記載の遠隔制御装置（１００）。
3. 前記メモリ（１２５）は、装置（１００）に対して現在割り当てられた時間帯番号を含む時間帯番号レジスタを更に備えている請求項２に記載の遠隔制御装置（１００）。
4. 前記処理装置（１１０）に接続された受信器（１０５）を更に備えている請求項３に記載の遠隔制御装置（１００）。
5. 前記処理装置は、受信器（１０５）によって受信されたデータパケットから時間帯識別子を得るようになっている請求項４に記載の遠隔制御装置（１００）。
6. 前記処理装置（１１０）に接続されたタイミング装置（１１３）を更に備え、これにより、処理装置（１１０）は、前記送信器に供給されるコード化信号のタイミングを制御するようになっている請求項５に記載の遠隔制御装置（１００）。
7. 前記処理装置（１００）は、前記受信器（１０５）によって受信されるデータパケットの到達時間、または、このようなパケットに含まれる時間帯識別子の到達時間にしたがって、前記タイミング装置を調整するようになっている請求項６に記載の遠隔制御装置（１００）。
8. 前記処理装置（１１０）は、前記領域（３００）内の他の遠隔制御装置から時間帯識別子（４１０）を受信するとともに、各時間帯番号に関連付けられた遠隔制御装置の最近経過した時間内での作動の存在を示すビルボードレジスタを更新するようになっている請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の遠隔制御装置（１００）。
9. 前記処理装置（１１０）は、ビルボードパケットを所定の間隔で前記送信器に供給するようになっており、前記ビルボードパケットは、前記ビルボードレジスタからのデータを備えている請求項８に記載の遠隔制御装置（１００）。
10. 前記処理装置（１１０）が初期化処理（１３１）を行なうようになっており、この初期化処理においては、前記ビルボードレジスタから、もしくは、受信されたビルボードパケットから、またはその両方から空き時間帯番号が得られ、また、前記処理装置（１１０）は、この時間帯番号を、遠隔制御装置（１００）の更なる動作のために割り当てるようになっている請求項８に記載の遠隔制御装置。
11. 前記処理装置（１１０）は、データパケットを前記送信器（１０４）に供給するようになっており、前記データパケットは、時間帯識別子（４１０）と、パケットタイプ識別子（４１１）と、制御データを含むデータ領域（４１２）とを備えている請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載の遠隔制御装置（１００）。
12. 少なくとも１つの第１の作動要素（１２１，１２３）を更に備え、前期処理装置（１１０）は、前記第１の作動要素の作動時（１４４）に、
    −擬似ランダムアドレスを形成し、
    −前記アドレスを、前記第１の作動要素（１２１）に関連付けられたアドレスレジスタ内に記憶し、
    −完全な前記アドレスを各データパケット内に含む、または、前記アドレスの識別可能な部分を各データパケット内に含む、１または複数のデータパケットを送信する、
    ようになっている請求項５ないし請求項１１のいずれか１項に記載の遠隔制御装置（１００）。
13. 少なくとも１つの第２の作動要素（１２２，１２４）を更に備え、第２の作動要素はそれぞれ、対応する前記第１の作動要素（１２１，１２３）に関連付けられ、前記処理装置（１１０）は、第２の作動要素の作動時に、第１の作動要素に関連付けられたアドレスレジスタの内容を、装置（１００）に現在割り当てられたアドレスを含むアドレスレジスタに送信するようになっている請求項１２に記載の遠隔制御装置（１００）。
14. 前記処理装置（１１０）は、装置（１１０）に現在割り当てられたアドレスを含む１または複数のデータパケットを定期的に送信し、完全な前記アドレスを各データパケットに含む、または前記アドレスの識別可能な部分を各データパケット内に含むように構成される請求項５ないし請求項１３のいずれか１項に記載の遠隔制御装置（１００）。
15. 複数の遠隔制御装置（１００）と遠隔制御受信器（２００）とが同時に作動していることができる通信可能領域（３００）で使用するための遠隔制御受信器（２００）であって、遠隔制御装置（１００）から信号を受信してデコードする遠隔制御受信器（２００）において、
    −受信器（２０５）と、
    −前記受信器（２０５）によって供給される受信信号（２１５）を入力してデコードするようになっている処理装置（２１０）と、
    を備え、
    前記受信信号は、繰り返されるフレームフォーマットからデコードされ、各フレーム（４００）は、連続する時間帯（４０２）内に含まれる多数のデータパケット（４０４）を備え、各データパケット（４０４）は、それが含まれる時間帯を識別する時間帯識別子（４１０）を備えている遠隔制御受信器（２００）。
16. 受信器（２００）に対して現在割り当てられたアドレスを含むアドレスレジスタを有するメモリ（２２５）を更に備えている請求項１５に記載の遠隔制御受信器（２００）。
17. 前記メモリ（２２５）は、受信器（２００）に対して現在割り当てられた時間帯番号を含む時間帯番号レジスタを更に備えている請求項１６に記載の遠隔制御受信器（２００）。
18. 前記処理装置は、受信されたデータパケットから時間帯識別子を得るようになっている請求項１７に記載の遠隔制御受信器（２００）。
19. 前記処理装置は、特定の時間帯識別子を含むデータパケットが完全なアドレスの形態で或はアドレスの識別可能な部分の形態を成してアドレス情報を有しているか否かを検知するとともに、このような検知の際、前記パケットからアドレス情報を得るようになっており、前記パケットがアドレスの識別可能な部分のみを有しているの場合、このような多数のパケットから得られるアドレス部分を組み合わせて特定の時間帯に属する完全なアドレスを形成するようになっている請求項１８に記載の遠隔制御受信器（２００）。
20. 前記処理装置は、前記パケット（単数、複数）から得られたアドレスと、アドレスレジスタの内容とを比較し、一致する場合には、前記パケット（単数、複数）内に含まれる時間帯識別子を時間帯レジスタ内に記憶するようになっている請求項１９に記載の遠隔制御受信器（２００）。
21. 前記処理装置（２１０）は、時間帯レジスタによって与えられた時間帯で受信された１または複数のデータパケットから得られるアドレスと、アドレスレジスタ内に記憶されたアドレスとを比較し、前記アドレス同士が不一致の場合には、前記処理装置がデータパケット内に受信された任意の制御データを無視する受動状態に受信器を維持するようになっている請求項１７ないし請求項２０のいずれか１項に記載の遠隔制御受信器（２００）。
22. 前記処理装置（２１０）は、アドレス同士が一致する場合、データパケット内で受信された制御データに基づいて前記処理装置が制御信号を生成する動作状態に受信器を維持するようになっている請求項２１に記載の遠隔制御受信器（２００）。
23. 接続作動要素（２１７）を更に備え、前記処理装置（２１０）は、
    −前記接続要素（２１７）の作動時に、受信された１または複数のデータパケットからアドレスを得るとともに、このアドレスを受信器（２００）のために割り当てられたアドレスとして記憶するために設けられている請求項１５ないし請求項２２のいずれか１項に記載の遠隔制御受信器（２００）。
24. 請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の少なくとも１つの遠隔制御装置（１００）と、請求項１５ないし請求項２３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの遠隔制御受信器（２００）とを備えている遠隔制御システム（１００，２００）。

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