JP2008042279A - 操作ユニットおよび遠隔操作システム - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作システムの操作ユニットに電力を供給するための電源や信号を送信するための信号線を不要とすると共に、操作ユニットの構成を簡単にする。
【解決手段】受信ユニットに対して無線で信号を送信する操作ユニット２０であって、
受信ユニットが発生する電磁波Ｗにより起電用電力を取得すると共に受信ユニットへ識別情報信号Ｓを送信するコイル状のアンテナ２１と、アンテナ２１に接続した整合回路２２と、受信ユニットへ送信する識別情報信号Ｓを発生すると共に、整合回路２２に接続した電子タグと、整合回路２２と並列に、アンテナ２１と電子タグとを接続した操作用のスイッチ２３とを備え、スイッチ２３の短絡・開放に応じて整合回路２２を非動作と動作に切り替え、整合回路２２の動作時に電子タグの識別情報信号Ｓを整合回路２２およびアンテナ２１を介して受信ユニットへ送信できる構成としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、操作ユニットおよび操作ユニットと受信ユニットを備える遠隔操作システムに関し、例えば、車載のオーディオに付設された受信ユニットに対して乗員が電子タグを備えた操作ユニットを用いて所要の信号を無線送信する操作ユニットに関するものである。

従来より、自動車のエアコン、オーディオ、カーナビ、照明等の電装品を運転者や同乗者が着座姿勢のままで操作可能できる遠隔操作システムが要望されている。
この種の遠隔操作システムとしては、着座姿勢で操作できる範囲に操作ユニットを配置し、操作ユニットと受信ユニットとを電線で接続し、該電線を介して操作ユニットから受信ユニットに操作信号を送信してエアコン等の電装品を操作するシステムが考えられる。
しかし、前記システムでは、操作ユニットと受信ユニットを電線で接続しているため、電線の配索のための設計が必要となり、かつ、自動車内に電線を配索するスペースが無い場合もある。

一方、特開２００２−２４６９４７号公報（特許文献１）では、電子タグを用いたリモコン装置が提供されている。該リモコン装置は、家電装置など外部機器の受信ユニットに信号を送信するものであり、電子タグと端末装置から構成されている。電子タグは外部機器から発生する電磁波を受信して自らを駆動するための電力を取得することができると共に、無線通信により受信ユニットに信号を送信することができるものである。
リモコン装置は、ユーザがリモコン装置を操作すると、端末装置は操作命令を電子タグのメモリにデータを書き込み、該データを電子タグを通じて受信ユニットに送信している。電子タグは受信ユニットと無線通信するため、受信ユニットとリモコン装置を接続する電線が不要となると共に、受信ユニットが発信する電磁波によって電力を発生させているため、電子タグを動作させる電源が不要となる。

特開２００２−２４６９４７号公報

しかし、前記リモコン装置では端末装置によって電子タグのメモリにデータを書き込むため、端末装置自体にＣＰＵや判断回路等が必要となり、回路構成が複雑になるという問題があった。また、端末装置にＣＰＵのための電源が別途必要であった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、操作ユニットに電力を供給するための電源や信号を送信するための信号線を不要とすると共に、操作ユニットの構成を簡単にすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、受信ユニットに対して無線で信号を送信する操作ユニットであって、
前記受信ユニットが発生する電磁波により起電用電力を取得すると共に前記受信ユニットへ識別情報信号を送信するコイル状のアンテナと、
前記アンテナに接続した整合回路と、
前記受信ユニットへ送信する識別情報信号を発生すると共に、前記整合回路に接続した電子タグと、
前記整合回路と並列に、前記アンテナと前記電子タグとを接続した操作用のスイッチとを備え、
前記スイッチの短絡・開放に応じて前記整合回路を非動作と動作に切り替え、該整合回路の動作時に前記電子タグの識別情報信号を整合回路およびアンテナを介して前記受信ユニットへ送信できる構成としていることを特徴とする車載用の操作ユニットを提供している。

前記受信ユニットは操作ユニットの操作対象であるオーディオや照明など、家電装置や通信装置などに取り付けられているもので、ユーザが前記装置を動作状態とすると、受信ユニットは電磁波を発生する。この電磁波を操作ユニットのコイル状アンテナで受信させ、該アンテナに電磁誘導により起電力を発生させ、この起電力により電子タグを動作させる電力としている。
操作ユニットのアンテナが電磁波を受信しているかぎり、電子タグには常に電力が供給され、電子タグの識別情報信号を整合回路とアンテナに向けて送ることができる。

整合回路に並列接続されたスイッチが短絡状態である場合、電子タグが送信しようとする識別情報信号は整合回路を介さずに、スイッチを介してアンテナへ送られる。しかし、整合回路を動作させていないので、アンテナと電子タグとの間でインピーダンスの不整合が起こり、識別情報信号の電波が反射して送信距離が非常に短くなるか、もしくは識別情報信号を発信することができなくなる。このため、操作ユニットが送信する識別情報信号は受信ユニットまで届かず、受信ユニット側から見て操作ユニットはオフ状態となる。

一方、スイッチが開放状態である場合、電子タグが送信しようとする識別情報信号は整合回路を介してアンテナへ送られる。整合回路を動作させてアンテナと電子タグとのインピーダンスを整合させることで、操作ユニットが送信する識別情報信号は受信ユニットまで届き、受信ユニットから見て操作ユニットはオン状態となる。
即ち、スイッチをオン（短絡状態）にすることで操作ユニットの動作をオフとし、スイッチをオフ（開放状態）にすることで、操作ユニットの動作をオンとしている。

前記構成によれば、受信ユニットが発生する電磁波により操作ユニット側で起電力を発生させ、この電力によって電子タグの動作用電力を取得するため、電子タグに電力を供給するための電源線や電池などを不要とすることができる。また、操作ユニットと受信ユニットは無線通信を行うため、信号線も不要とすることができる。
さらに、スイッチをオン・オフ（短絡・開放状態）にするだけで、操作ユニットの電子タグの識別情報信号の送信をオフ・オンできるため、ＣＰＵや判別回路などが不要となり、操作ユニットを簡単な構成とすることができる。

電子タグはＲＦＩＤタグであることが好ましい。
ＲＦＩＤタグは、受信ユニットと非接触でデータの読み書きが可能で、かつ、受信ユニットと無線通信を行うことができ、電源が不要となる。

なお、操作ユニットの動作のオン・オフは、スイッチを整合回路に直列に接続し、スイッチを短絡状態にしたときに操作ユニットの動作がオンする構成とすることも考えられる。
しかし、操作ユニットの動作がオンの場合、スイッチの接触部分に電子タグから高周波数の識別情報信号が送信されることになり、スイッチの接触部分のインピーダンスが大きくなる。このため、整合回路によってアンテナと電子タグとのインピーダンスを整合させたにもかかわらず、スイッチの接触部分のインピーダンスにより整合が崩れ、操作ユニットが信号を送信できる距離が短くなるか、もしくは識別情報信号を送信できなくなる。

よって、本発明では、スイッチは整合回路に並列に接続し、スイッチが開放状態のときに操作ユニットの動作をオンとしている。電子タグからの識別情報信号はスイッチを介さずに整合回路を介してアンテナに送られるため、スイッチの接触部分のインピーダンスの影響を受けることなく識別情報信号を送信することができる。

第２の発明として、前記操作ユニットと、
電磁波を発生すると共に前記操作ユニットから識別情報信号を受信する受信ユニットを備え、
前記操作ユニットは前記受信ユニットの電磁波の磁界内に位置させていることを特徴とする遠隔操作システムを提供している。

操作ユニットは前記受信ユニットの電磁波の磁界内に位置させることで、操作ユニットが受信ユニットから電磁波を受信することができると共に、操作ユニットと受信ユニットが無線通信することができる。

本発明の遠隔操作システムにおいて、１つの操作板上に複数の操作ユニットを設ける構成とすることが好ましい。
このように、複数の操作ユニットを設け、各操作ユニットの電子タグに互いに異なる識別情報信号を記憶させておくと、任意の操作ユニットのスイッチを短絡・開放状態にすることにより、異なる識別情報信号を受信ユニットに送信することができる。

本発明の操作ユニットを自動車のオーディオ操作用リモコンとすることが好ましい。
その場合、オーディオに備えられる受信ユニットに、前記リモコンからの信号を送信して、受信させることができる。
通常、自動車に搭載されるオーディオはインスツルメントパネルに設けられるため、運転席または助手席からはオーディオのキー操作が容易に行えるが、後部座席からはオーディオから遠いためキー操作を行いづらい。その場合、本発明の遠隔操作システムを用い、操作ユニットをオーディオ操作用リモコンとすることで、オーディオとリモコンとを信号線や電源線で接続する必要がなくなり、後部座席等の任意の位置からリモコンを用いてオーディオの操作を簡単に行うことができる。

前述したように、本発明の操作ユニットおよび遠隔操作システムによれば、受信ユニットから受信する電磁波により発生する起電力によって電子タグの動作用電力を取得するため、電子タグに電力を供給するための電源線や電池などが不要とすることができる。また、操作ユニットと受信ユニットは無線通信を行うため、信号線も不要とすることができる。
さらに、スイッチを短絡・開放状態にするだけで、操作ユニットの電子タグの識別情報信号の送信をオンオフしているので、ＣＰＵや判別回路などが不要となるため、操作ユニットを簡単な構成とすることができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態である遠隔操作システム１０を自動車１１のオーディオ１２に適用し、自動車１１を上面から見た図である。
オーディオ１２はインスツルメントパネル１１ｂ内に配置されており、該オーディオ１２には受信ユニット３０が付設されている。

一方、自動車１１の後部座席１１ａ側に、オーディオ用リモコン１３（以下、リモコン１３と略称する）を置いている。このリモコン１３には複数の操作ユニット２０を設け、
操作ユニット２０とオーディオ１２の受信ユニット３０との間で無線通信できるようにしている。操作ユニット２０は受信ユニット３０に発生する図１中に点線で示す電磁波の磁場領域Ａ内に位置させるものとしている。

図２はリモコン１３を示し、ボタン１４（電源ボタン１４Ａ、再生ボタン１４Ｂ、早送りボタン１４Ｃ、停止ボタン１４Ｄ、巻き戻しボタン１４Ｅ）、表示部１５を設けている。各ボタンそれぞれに操作ユニット２０（２０Ａ〜２０Ｅ）を設けており、操作ユニット２０はリモコン１３内に収容している。

操作ユニット２０の構成は図３に示すように、アンテナ２１と、アンテナ２１に接続された整合回路２２と、整合回路２２に並列に接続したスイッチ２３と、整合回路２２に接続された電子タグであるＲＦＩＤタグ２４を備えている。

アンテナ２１はコイル状のアンテナからなり、オーディオ１２の受信ユニット３０からの電磁波Ｗを受信すると、該電磁波Ｗにより起電用電力を取得し、この取得した電力を操作ユニット２０内の整合回路２２、ＲＦＩＤタグ２４、およびスイッチ２３に供給している。また、アンテナ２１にＲＦＩＤタグ２４から固有の識別情報信号Ｓが送られると、該識別情報信号Ｓをアンテナ２１よりオーディオ１２の受信ユニット３０に送信している。

前記整合回路２２はアンテナ２１とＲＦＩＤタグ２４とのインピーダンスの整合を取る回路である。
前記ＲＦＩＤタグ２４は、各ＲＦＩＤタグ２４毎に固有の識別情報信号Ｓを記憶している。ＲＦＩＤタグ２４は、図示していないが、アンテナで発生した起電力から電力を取得する電力取得部や、該電力取得部で取得した電力を用いて識別情報信号Ｓを受信ユニットに無線通信する識別情報送信部、メモリ、クロック再生部、高周波回路等を備えている。

図４は操作ユニット２０を基板１８に搭載した図である。基板１８上にコイル状アンテナ２１とＩＣチップ２５とボタン１４とスイッチ２３を動作するスイッチ回路２６を搭載している。ＩＣチップ２５には整合回路２２とＲＦＩＤタグ２４をチップ化して搭載する。コイル状アンテナ２１は基板の外周に沿って２周または３周程度巻線している。
ボタン１４を押すと、スイッチ回路２６が動作して操作ユニット２０のスイッチ２３が開放する設定としている。

オーディオ１３の受信ユニット３０は、図示していないが、電磁波を送信する電力送信部と、操作ユニットから無線通信される識別情報信号Ｓを受信する識別情報受信部などを備えている。

図５は遠隔操作システム１０の動作の説明図である。
まず、時刻ｔ１においてユーザがオーディオ１２の電源を入れると、オーディオ１２の受信ユニット３０から電磁波Ｗが発生する。電磁波Ｗの磁場領域Ａにリモコン１３を位置すると、リモコン１３の操作ユニット２０のアンテナ２１が電磁波Ｗを受け、電磁波Ｗにより起電用電力を発生する。この電力はＲＦＩＤタグ２４を動作させる電力となる。

時刻ｔ２において、ユーザがリモコン１３の再生ボタン１４Ｂを押すと、操作ユニット２０のスイッチ２３は開放状態となる。このとき、再生ボタン１４Ｂに接続した操作ユニット２０のＲＦＩＤタグ２４の識別情報信号Ｓ１は整合回路２２を介してアンテナ２１へ送られ、オーディオ１２の受信ユニット３０に送信される。オーディオ１２は識別情報信号Ｓ１を受信し、識別情報信号Ｓ１から再生ボタン１４Ｂが押されたことを認識して再生動作を行う。

再生ボタン１４Ｂが押されていないときは、操作ユニット２０のスイッチ２３は短絡状態となる。このとき、識別情報信号Ｓ１はスイッチ２３を介してアンテナ２１へ送られているが、整合回路２２を介していないので、操作ユニット２０は識別情報信号Ｓ１を受信ユニット３０まで送信することができない。

時刻ｔ３において、ユーザがリモコン１３の早送りボタン１４Ｃを押すと、再生ボタン１４Ｂを押したときと同様に操作ユニット２０のスイッチ２３は開放状態となり、早送りボタン１４Ｃに接続した操作ユニット２０から識別情報信号Ｓ２がオーディオ１２の受信部３０に送信される。オーディオ１２は識別情報信号Ｓ２を受信し、早送り動作を行う。
時刻ｔ４において、ユーザがオーディオ１２の電源を切ると、オーディオ１２の受信部３０から電磁波Ｗの送信が停止する。コイル状アンテナ２１は起電力を発生させることができないので、操作ユニット２０のＲＦＩＤタグ２４も動作のための電力が供給されず、操作ユニット２０は動作を停止する。

前記構成によれば、ＲＦＩＤタグ２４に電力を供給するための電源線や電池などが不要とすることができると共に、操作ユニット２０にＣＰＵや判別回路などが不要となり簡単な構成とすることができる。
また、操作ユニット２０のスイッチ２３は整合回路２２に並列に接続されており、スイッチ２３が開放状態のときに操作ユニット２０の動作をオンとしている。電子タグからの識別情報信号Ｓはスイッチ２３を介さずに整合回路２２を介してアンテナ２１に送られるため、スイッチ２３の接触部分のインピーダンスの影響を受けることなく識別情報信号Ｓを送信することができる。

図６は本発明の第２実施形態を示し、本発明の遠隔操作システム１０を自動車１１の運転席用照明４０に適用した場合の運転席の図である。
照明用ボタン４１は運転席５１のアームレスト５２の上面に固定して設置されている。照明用ボタン４１には操作ユニット２０を接続している。
受信部３０はセンタークラスタ５３内に取り付けており、操作ユニット２０と領域Ａ内で無線通信が可能となるように構成している。受信ユニットは運転席用照明４０と接続している。

イグニッションキーをオンにすると、受信部３０が動作し、電磁波Ｗを操作ユニット２０に送信する。操作ユニット２０は電磁波Ｗを受信し、ＲＦＩＤタグ２４を動作する電力を得る。運転者が照明用ボタン４１を押すと、操作ユニット２０のスイッチ２３は開放状態となり、操作ユニット２０から識別情報信号Ｓ３が受信ユニットに送信される。運転席用照明４０がオフである場合には運転席用照明４０はオンになり、運転席用照明４０がすでにオンしている場合は運転席用照明４０はオフになる。

前記構成によれば、遠隔操作システム１０を自動車１１の運転席用照明４０に適用することもできる。また、操作ユニット２０は車体に固定して用いることもできる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。

本発明の第１実施形態である操作ユニットおよび遠隔操作システムを自動車のオーディオに適用した図である。 オーディオ操作用リモコンの平面図である。 操作ユニットの構成図である。 操作ユニットを基板に搭載した図である。 遠隔操作システムの動作を説明する図である。 第２実施形態である操作ユニットおよび遠隔操作システムを自動車の運転席用照明に適用した図である。

符号の説明

１０ 遠隔操作システム
１２ オーディオ
１３ オーディオ用リモコン
１４（１４Ａ〜１４Ｅ） ボタン
１８ 基板
２０（２０Ａ〜２０Ｅ） 操作ユニット
２１ アンテナ２１
２２ 整合回路
２３ スイッチ
２４ ＲＦＩＤタグ
２５ ＩＣチップ
２６ スイッチ回路
３０ 受信ユニット
４０ 運転席用照明
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 識別情報信号
Ｗ 電磁波

Claims (3)

1. 受信ユニットに対して無線で信号を送信する操作ユニットであって、
   前記受信ユニットが発生する電磁波により起電用電力を取得すると共に前記受信ユニットへ識別情報信号を送信するコイル状のアンテナと、
   前記アンテナに接続した整合回路と、
   前記受信ユニットへ送信する識別情報信号を発生すると共に、前記整合回路に接続した電子タグと、
   前記整合回路と並列に、前記アンテナと前記電子タグとを接続した操作用のスイッチとを備え、
   前記スイッチの短絡・開放に応じて前記整合回路を非動作と動作に切り替え、該整合回路の動作時に前記電子タグの識別情報信号を整合回路およびアンテナを介して前記受信ユニットへ送信できる構成としていることを特徴とする車載用の操作ユニット。
2. 請求項１に記載の複数の操作ユニットと、
   電磁波を発生すると共に前記操作ユニットから識別情報信号を受信する受信ユニットを備え、
   前記操作ユニットは前記受信ユニットの電磁波の磁界内に位置させていることを特徴とする遠隔操作システム。
3. 前記複数の操作ユニットは自動車に備えたオーディオ操作用のリモコンであり、
   前記受信ユニットはオーディオに備えられ、前記リモコンからの信号を受信する受信部である請求項２に記載の遠隔操作システム。

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