JP2009141848A - 入出力装置及びリモコン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源部を絶縁強化することなく感電の防止や、ＵＳＢ、ＬＡＮなどを接続可能な入出力装置を提供する。
【解決手段】入出力装置２は、機器本体１側の共振回路１７からの交流磁界の誘導により共振回路２７に発生する電力を本装置２の電源とする電源回路２６と、本装置２の共振回路２５と機器本体１側の共振回路１５との間で信号の送受信を行う通信回路２４とを備え、機器本体１から非接触状態で電力を受電すると共に、機器本体１と非接触状態で通信を行うことにより、機器本体１の電源から絶縁されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用電化製品や空気調和機などの電気機器に備えられた入出力装置及びリモコン装置に関するものである。

従来の空気調和機には、室内機に通信線を介して接続されたワイヤードリモコンの他に、そのワイヤードリモコンを通して室内機の操作（運転や停止などの操作）が可能なワイヤレスリモコンを備えたものがある。この２種のリモコンのうち何れか一方のリモコンで室内機を操作した後、もう一方のリモコンから操作を行った場合には、後から操作した方が優先的に選択されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１１５４４９号公報

前述した従来の空気調和機のワイヤードリモコンは、ワイヤレスリモコンからの赤外線信号を受信する受信手段しか設けられていないため、普及しているＵＳＢメモリなどを扱うことができない。この点は、入出力端子を設けることで解決されるが、空気調和機や家庭用電化製品の中には電源電圧が２００Ｖの電気機器があり、電源部の絶縁破壊によるユーザの感電防止や、入出力端子を通じての外部装置への異常電流の流出防止から、端子など金属にユーザが触れないよう所定の要件構造を持つか、あるいは電源部を絶縁強化するなどの措置をとることが必要となり、コスト高になるという課題があった。また、ＵＳＢや１０ＢＡＳＥ- Ｔ規格のＬＡＮなど接続部分の構造が規定されているものに関しては構造上の対策が不可能な場合が多く構造上の対策が取れない課題があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、電源部を絶縁強化することなく感電の防止や、ＵＳＢ、ＬＡＮなどを接続可能な入出力装置及びリモコン装置を提供することを目的とする。

本発明に係る入出力装置は、電気機器とで信号の入出力を行う入出力装置であって、コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、電磁誘導を利用して共振回路から得られる電力を本装置の電源とする受電手段と、共振回路を用いて電気機器との間で信号の送受信を行う通信手段とを備え、電気機器から非接触状態で電力を受電すると共に、電気機器と非接触状態で通信を行うことにより、電気機器の電源から絶縁される。

また、本発明に係るリモコン装置は、電気機器を電気配線を通して操作し、内部に本装置と信号の入出力を行うＩ／Ｆ部を有するリモコン装置であって、Ｉ／Ｆ部は、外部と信号を送受信する入出力手段と、コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、電磁誘導を利用して共振回路から得られる電力を本Ｉ／Ｆ部の電源とする受電手段と、共振回路を用いて本装置との間で信号の送受信を行う通信手段とを備え、Ｉ／Ｆ部は、本装置から非接触状態で電力を受電すると共に、本装置と非接触状態で通信を行うことにより、本装置の電源から絶縁される。

本発明によれば、入出力装置に、共振回路と、電磁誘導を利用して共振回路から得られる電力を本装置の電源とする受電手段と、共振回路を用いて電気機器との間で信号の送受信を行う通信手段とを備えたので、入出力装置を電気機器の電源から絶縁することが可能になり、このため、電源に対する絶縁強化の措置をとる必要がなくなり、電気機器の電源の絶縁破壊によるユーザの感電を防止することができ、また、前述の如く入出力装置を電気機器から絶縁しているので、ＵＳＢやＬＡＮなどの接続が可能になる。

また、本発明によれば、リモコン本体に設けられたＩ／Ｆ部に、共振回路と、電磁誘導を利用して共振回路から得られる電力を本Ｉ／Ｆ部の電源とする受電手段と、共振回路を用いて本装置との間で信号の送受信を行う通信手段とを備えたので、Ｉ／Ｆ部をリモコン装置の電源から絶縁することが可能になり、このため、電源に対する絶縁強化の措置をとる必要がなくなり、リモコン装置の電源の絶縁破壊によるユーザの感電を防止することができ、また、前述の如くＩ／Ｆ部をリモコン本体から絶縁しているので、ＵＳＢやＬＡＮなどの接続が可能になる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る入出力装置の構成例を示すブロック図である。
図において、例えば炊飯器や電磁調理器などの家庭用電化製品の電気機器（以下、「機器本体１」という）は、商用電源と接続される電源回路１１と、マイコン１２と，機器本体機能部１３と、送受信部１５を有する通信回路１４と、給電部１７を有する給電回路１６と、入出力装置２とを備えている。電源回路１１は、商用電源が印加されると所定の定電圧を生成し、マイコン１２，機器本体機能部１３、通信回路１４及び給電回路１６にそれぞれ供給する。マイコン１２は、電源が立ち上がったときに、給電回路１６を動作させて給電部１７から交流磁界を発生させ、入出力装置２側に交流電圧が受電されるようにする。機器本体機能部１３は、機器本体１が備えた各種機能を実現するための回路部で、マイコン１２からの制御に基づいて実行する。

入出力装置２は、各種の操作スイッチ（図示せず）を有する入力部２１と、マイコン２２と、ＬＥＤや液晶ディスプレイ（図示せず）を有する出力部２３と、送受信部１５と対向配置された送受信部２５を有する通信回路２４（通信手段）と、給電部１７と対向配置された受電部２７を有する電源回路２６（受電手段）とから構成されている。電源回路２６は、受電部２７に交流磁界の誘導により交流電圧が発生すると、その交流電圧から所定の定電圧を生成し、入力部２１、マイコン２２、出力部２３及び通信回路２４にそれぞれ供給する。

ここで、図１９を用いて給電回路１６と電源回路２６の構成について説明をする。図１９は機器本体の給電回路及び入出力装置の電源回路の構成を示す回路図である。
図において、機器本体１の給電回路１６は、出力端にコンデンサＣ２とコイルＬ１が直列に接続されてなる直列共振回路の給電部１７を有し、電源回路１１の出力端間に接続された平滑コンデンサＣ１からなる平滑回路１６ａと、フルブリッジ型のインバータ１６ｂとから構成されている。このインバータ１６ｂは、マイコン１２の制御によって、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４がＯＮすると共に、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４がＯＦＦし、次いで、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４がＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４がＯＮし、この動作を前記の直列共振回路の共振周波数の周期で繰り返し行って、給電部１７に交流電流を供給し、給電部１７のコイルＬ１に交流磁界を発生させる。

入出力装置２の電源回路２６は、入力端にコイルＬ２とコンデンサＣ３が並列に接続されてなる並列共振回路の受電部２７を有し、この受電部２７に給電部１７側の交流磁界の誘導により発生した交流電圧を整流するダイオード２６ａと、コンデンサＣ４及び平滑コンデンサＣ５よりなる平滑回路２６ｂと、電源レギュレータＩＣ、コンデンサＣ６及び平滑コンデンサＣ７より構成された電源安定化回路２６ｃと、この電源安定化回路２６ｃの出力端に設けられたコネクタ２６ｄとで構成されている。前述した平滑回路２６ｂは、コンデンサＣ４及び平滑コンデンサＣ５によって、ダイオード２６ａからの整流電圧の商用周波数成分を平滑化する。電源安定化回路２６ｃは、平滑回路２６ｂの出力電圧を電源レギュレータＩＣで安定化し、コンデンサＣ６及び平滑コンデンサＣ７で急激な負荷変動などによる電圧変動を抑制する。

給電部１７のコイルＬ１と受電部２７のコイルＬ２は、例えば数ｍｍから数ｃｍの範囲で離隔され、その間隔は、給電回路１６の注入電力と入出力装置２側の消費電力、給電部１７及び受電部２７の構造（例えばコイルＬ１、Ｌ２の面積など）の調整で決定される。給電部１７及び受電部２７のコイルＬ１、Ｌ２は、一般的には空芯コイルあるいは空芯コイル端面の一部に磁性材料を配置したものや、フェライト材料に導体が巻き付けられたもの等が使用されている。またこの他に、フレキシブルなシート状の導体回路や、シート状の導体回路の片側面に同様なシート状の磁性材料を配置したものでも良い。

次に、図２０を用いて通信回路１４、２４の構成について説明をする。図２０は機器本体及び入出力装置の各通信回路の構成を示す回路図である。
機器本体１の通信回路１４は、コンデンサとコイルが並列に接続されてなる並列共振回路の送受信部１５を有し、高周波信号を発振するキャリア発振部１４ａと、このキャリア発振部１４ａからの高周波信号をマイコン１２からのデータと論理積して振幅偏移変調（ＡＳＫ）する論理積回路１４ｂと、この論理積回路１４ｂの出力信号を所定の電力に増幅して送受信部１５を励振し、その送受信部１５のコイルから高周波磁界を発生させる増幅回路１４ｃと、送受信部２５側の高周波磁界の誘導により送受信部１５に発生した高周波交流電圧を平滑化し高周波成分を除去する検波回路１４ｄと、検波回路１４ｄからの信号を基準値と比較し、その結果（２値）をバッファ１４１を通してマイコン１２に出力するコンパレータ１４ｅとから構成されている。

入出力装置２の通信回路２４は、前記と同様に、コンデンサとコイルが並列に接続されてなる並列共振回路の送受信部２５を有し、高周波信号を発振するキャリア発振部２４ａと、このキャリア発振部２４ａからの高周波信号をマイコン２２からのデータと論理積して振幅偏移変調（ＡＳＫ）する論理積回路２４ｂと、この論理積回路２４ｂの出力信号を所定の電力に増幅して送受信部２５を励振し、その送受信部２５のコイルから高周波磁界を発生させる増幅回路２４ｃと、送受信部１５側の高周波磁界の誘導により送受信部２５に発生した高周波交流電圧を平滑化し高周波成分を除去する検波回路２４ｄと、検波回路２４ｄからの信号を基準値と比較し、その結果（２値）をバッファ２４１を通してマイコン２２に出力するコンパレータ２４ｅとから構成されている。

通信回路１４、２４のコイルは、前記と同様に、数ｍｍから数ｃｍの範囲で離隔され、その間隔は、信号の送受信レベル、受信感度の調節、送受信部１５、２５の各コイルの構造の調整で決定される。そのコイルは、一般的には空芯コイルあるいは空芯コイル端面の一部に磁性材料を配置したものや、フェライト材料に導体が巻き付けられたもの等が使用されている。

前記のように構成された電気機器においては、機器本体１の電源回路１１に商用電源が印加されると、前述したように、電源回路１１が、所定の定電圧を生成し、機器本体１内のマイコン１２、機器本体機能部１３、通信回路１４及び給電回路１６にそれぞれ供給する。マイコン１２は、電源が立ち上がったときに給電回路１６を動作させる。即ち、給電回路１６のインバータ１６ｂを駆動し、給電部１７に交流電流を供給してコイルＬ１に交流磁界を発生させる。この交流磁界の誘導により入出力装置２の受電部２７のコイルＬ２に交流電圧が発生すると、入出力装置２の電源回路２６は、受電部２７からの交流電圧を整流して平滑化し、所定の定電圧にして入出力装置２内の入力部２１、マイコン２２、出力部２３及び通信回路２４にそれぞれ供給し、動作可能状態にする。この時、出力部２３がＬＥＤ（図示せず）を点灯して電源が印加されたことを表示する。

入出力装置２に電源が供給されているときに、入力部２１からスイッチ操作に基づく信号がマイコン２２に出力されると、マイコン２２は、入力部２１からの信号に基づくデータを通信回路２４に出力して動作させる。この時、通信回路２４は、キャリア発振部２４ａの高周波信号をマイコン２２からのデータと論理積して振幅偏移変調し、それを増幅して送受信部２５を励振し、その送受信部２５から高周波磁界を発生させる。この高周波磁界の誘導により機器本体１の送受信部１５に高周波交流電圧が発生すると、機器本体１の通信回路１４は、送受信部１５からの高周波交流電圧を平滑化して高周波成分を除去し、入力部２１２からのデータを抽出して２値化し、バッファ１４１を通して機器本体１のマイコン１２に出力する。

マイコン１２は、通信回路１４からのデータが入力されると、そのデータに従って機器本体機能部１３を制御する。この制御により機器本体機能部１３から動作状態が変化した信号が送られてきたときは、その信号に基づくデータを通信回路１４に出力して動作させ、前記と同様に高周波磁界を送受信部１５から発生させる。この時、入出力装置２の送受信部２５は、その高周波磁界の誘導により高周波交流電圧を発生し通信回路２４に出力する。通信回路２４は、その高周波交流電圧を平滑化して高周波成分を除去し、データを抽出して２値化し、バッファ２４１を通して入出力装置２のマイコン２２に出力する。マイコン２２は、機器本体機能部１３からのデータ、即ち機器本体機能部１３の実行により変化した動作状態を出力部２３に出力して液晶ディスプレイに表示させる。

以上のように実施の形態１によれば、機器本体１と入出力装置２の各通信回路１４、２４にそれぞれ並列共振回路の送受信部１５、２５を用いてデータの送受信をするようにし、また、機器本体１の給電回路１６に直列共振回路の給電部１７を、入出力装置２の電源回路２６に並列共振回路の受電部２７を用いて給電回路１６から電源回路２６に電力を供給するようにしたので、入出力装置２を機器本体１の電源から絶縁することが可能になり、このため、電源に対する絶縁強化の措置をとる必要がなくなり、機器本体１の電源回路１１側の絶縁破壊によるユーザの感電を防止することができる。

なお、前記の実施の形態１では、機器本体１と入出力装置２の各通信回路１４、２４に振幅偏移変調方式によるデータの送受信を例として示したが、ベースバンド方式や位相偏移変調（ＰＳＫ）方式、あるいは周波数偏移変調（ＦＳＫ）方式、直交振幅変調（ＱＡＭ）方式などを用いてデータの送受信を行うようにしても良い。

また、給電用と通信用にそれぞれコイルを用いたが、給電を間欠的に行い、空き時間に通信を実施したり、電源周波数自体をデータで変調をかけるようにしてコイルを共用化するようにしても良い。また、機器本体１にマイコン１２を用いたが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array） などのロジックや他の制御手段でも良い。

また、実施の形態１では、入力部２１と出力部２３を備えた入出力装置２を一例として挙げたが、図２に示すようにＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter ）２８ａを備えた入出力装置２でも良い。このＵＡＲＴは、例えばパソコン（図示せず）などの外部装置からのシリアル信号をパラレル信号に変換してマイコン２２に転送し、また、マイコン２２からのパラレル信号をシリアル信号に変換して外部装置に転送するデバイスである。また、図３に示すように１０Base-TのＬＡＮと接続するＬＡＮ接続部２８ｂであっても良いし、図４に示すようにＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続部２８ｃを設けて外部装置とデータの送受信を行うようにしても良い。また、図５に示すようにメモリカードＩ／Ｆ部２８ｄを用いても良い。この場合、メモリカードＩ／Ｆ部２８ｄに装着されたメモリカードからデータを読み出して機器本体１のマイコン１２に転送したり、機器本体１からのデータをメモリカードに記録するようにする。さらに、図６に示すようにＰＩＯ（Parallel input/output） ２８ｅを用いて外部装置とデータの送受信を行えるようにしても良い。これらを使用できるのは、入出力装置２を機器本体１の電源から絶縁しているためで、構造上何ら対策を取ることなく入出力装置２に設けることができる。

実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２に係るリモコン装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図において、リモコン装置（以下、「リモコン本体４」という）は、例えば空気調和機である機器本体１の電源回路１１に電源線を介して接続された受電回路４１と、各種のスイッチ（図示せず）を有する入力部４２と、機器本体１の機器本体機能部１３に通信線を介して接続されたマイコン４３と、ＬＥＤや液晶ディスプレイ（図示せず）を有する出力部４４と、送受信部１５を有する通信回路１４と、給電部１７を有する給電回路１６と、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部３とから構成されている。

受電回路４１は、機器本体１の電源回路１１からの電圧が印加されると所定の定電圧を生成し、入力部４２、マイコン４３、出力部４４、通信回路１４及び給電回路１６にそれぞれ供給する。出力部４４は、電源が印加されたときにＬＥＤを点灯し、リモコン本体４に電源が入っていることを表示する。なお、マイコン４３については動作説明時に詳述する。前記のＩ／Ｆ部３は、マイコン２２と、送受信部１５と対向配置された送受信部２５を有する通信回路２４（通信手段）と、給電部１７と対向配置された受電部２７を有する電源回路２６（受電手段）と、パソコンなどの外部装置（図示せず）からの信号をマイコン２２に転送し、マイコン２２からの信号を外部装置に転送する入出力部３１とから構成されている。

前記のように構成されたリモコン装置においては、例えば、リモコン本体４の入力部４２からスイッチ操作に基づく信号がマイコン４３に出力されると、マイコン４３は、入力部４２からの信号に基づいて機器本体機能部１３を制御し、この制御により機器本体機能部１３から現在の動作状態を示す信号が入力されたときは、その信号を読み取って、機器本体機能部１３による現在の動作状態を出力部４４を通して液晶ディスプレイに表示させる。

次に、リモコン本体４の操作に基づいて機器本体機能部１３の動作状態を入出力部３１から外部装置へ転送する際の動作について説明をする。
リモコン本体４のマイコン４３は、機器本体機能部１３の動作状態を示すデータを外部装置へ転送する指示を入力部４２を通して検知すると、その指示に従ってデータ読出命令を機器本体機能部１３に通信線を介して出力し、その命令に応答して必要なデータが通信線を介して入力されたときは、給電回路１６を動作させて、給電部１７のコイルＬ１に交流磁界を発生させる。この交流磁界の誘導によりＩ／Ｆ部３の受電部２７のコイルＬ２に交流電圧が発生すると、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６は、受電部２７の交流電圧から所定の定電圧を生成し、マイコン２２、通信回路２４及び入出力部３１にそれぞれ供給する。

また、リモコン本体４のマイコン４３は、給電回路１６を動作させた後に、機器本体機能部１３から取得したデータを通信回路１４に出力して高周波信号（キャリア信号）を振幅偏移変調させ、送受信部１５から高周波磁界を発生させる。この高周波磁界の誘導によりＩ／Ｆ部３の送受信部２５に高周波交流電圧が発生すると、Ｉ／Ｆ部３の通信回路２４は、送受信部２５の高周波交流電圧を平滑化して高周波成分を除去し、機器本体機能部１３のデータを抽出して２値化し、バッファ１４１を通してＩ／Ｆ部３のマイコン２２に出力する。マイコン２２は、機器本体機能部１３からのデータを所定の手順に従って入出力部３１に出力し外部装置へ転送させる。

次に、リモコン本体４の操作に基づいて入出力部３１から機器本体機能部１３へデータを入力する際の動作について説明をする。なお、この動作は、外部からの操作、又は動作のためのパラメータの変更等を想定したものである。
リモコン本体４のマイコン４３は、外部装置からのデータを機器本体機能部１３へ転送する指示を入力部４２を通して検知すると、給電回路１６を動作させて、給電部１７のコイルＬ１に交流磁界を発生させる。次いで、入力部４２からの指示に従ってデータ受信命令を通信回路１４に出力して動作させ、送受信部１５から高周波磁界を発生させる。

一方、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６は、給電部１７からの交流磁界の誘導により受電部２７のコイルＬ２に交流電圧が発生したときに、交流電圧から所定の定電圧を生成し、マイコン２２、通信回路２４及び入出力部３１にそれぞれ供給する。この時、通信回路２４は、送受信部１５の高周波磁界の誘導により送受信部２５に発生した高周波交流電圧を平滑化して高周波成分を除去し、リモコン本体４のマイコン４３から発せられたデータ受信命令を抽出して２値化し、バッファ１４１を通してマイコン２２に出力する。

このＩ／Ｆ部３のマイコン２２は、データ受信命令を検知すると、所定の手順に従って入出力部３１から受信データを読み込み、通信回路２４に出力して高周波信号を振幅偏移変調させ、送受信部２５から高周波磁界を発生させる。この高周波磁界の誘導によりリモコン本体４の送受信部１５に高周波交流電圧が発生すると、リモコン本体４の通信回路１４は、送受信部１５の高周波交流電圧を平滑化して高周波成分を除去し、入出力部３１からの受信データを抽出して２値化し、バッファ１４１を通してリモコン本体４のマイコン４３に出力する。マイコン４３は、その受信データを機器本体機能部１３に出力し、機器本体機能部１３は、受信データに基づいて自己の状態を制御したり、内部のパラメータの変更などを行う。

以上のように実施の形態２によれば、リモコン本体４とＩ／Ｆ部３の各通信回路１４、２４にそれぞれ並列共振回路の送受信部１５、２５を用いてデータの送受信をするようにし、また、リモコン本体４の給電回路１６に直列共振回路の給電部１７を、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６に並列共振回路の受電部２７を用いて給電回路１６から電源回路２６に電力を供給するようにしたので、Ｉ／Ｆ部３をリモコン本体４の電源から絶縁することが可能になり、このため、電源に対する絶縁強化の措置をとる必要がなくなり、リモコン本体４の受電回路４１側の絶縁破壊によるＩ／Ｆ部３の破損や入出力部３１を通しての外部装置への異常電流の流入を抑えることができる。

なお、前記の実施の形態２では、機器本体機能部１３のデータを入出力部３１から外部装置へ転送する際、また、入出力部３１に受信されたデータを機器本体機能部１３に渡す際に、リモコン本体４の給電回路１６を動作させてＩ／Ｆ部３に受電させるようにしたが、Ｉ／Ｆ部３への電源供給を定期的あるいは常時行うようにし、マイコン２２から入出力部３１にアクセスさせてデータの有無を判別させるようにし、そのデータの内容に応じて送受信を行うようにしても良い。

また、リモコン本体４とＩ／Ｆ部３の各通信回路１４、２４に振幅偏移変調方式によるデータの送受信を例として示したが、ベースバンド方式や位相偏移変調（ＰＳＫ）方式、あるいは周波数偏移変調（ＦＳＫ）方式、直交振幅変調（ＱＡＭ）方式などを用いてデータの送受信を行うようにしても良い。

さらに、給電用と通信用にそれぞれコイルを用いたが、給電を間欠的に行い、空き時間に通信を実施したり、電源周波数自体をデータで変調をかけるようにしてコイルを共用化するようにしても良い。また、リモコン本体４にマイコン４３を用いたが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array） などのロジックや他の制御手段でも良い。

また、実施の形態２では、Ｉ／Ｆ部３の入出力部３１を特に指定していなかったが、図８に示すように入出力部３１にＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter ）２８ａを用いて、例えばパソコン（図示せず）などの外部装置との間でデータの送受信を行うようにしても良い。また、図９に示すように１０Base-TのＬＡＮと接続するＬＡＮ接続部２８ｂであっても良いし、図１０に示すようにＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続部２８ｃを設けて外部装置と通信を行うようにしても良い。また、図１１に示すようにメモリカードＩ／Ｆ部２８ｄを入出力部３１として用いても良いし、さらに、図１２に示すようにＰＩＯ（Parallel input/output） ２８ｅを用いて外部装置とデータの送受信を行えるようにしても良い。これらを使用できるのは、Ｉ／Ｆ部３をリモコン本体４の電源から絶縁しているためで、構造上何ら対策を取ることなくＩ／Ｆ部３に設けることができる。

実施の形態３．
実施の形態１では、コンデンサとコイルが並列に接続されてなる並列共振回路の送受信部１５、２５を用いてデータの送受信を行うようにしたが、本実施の形態３は、光を用いてデータの送受信を行うようにしたものであり、以下、図１３を用いて説明をする。

図１３は本発明の実施の形態３に係るリモコン装置の構成例を示すブロック図である。なお、図７で説明した実施の形態２と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図において、Ｉ／Ｆ部３の通信回路３２（通信手段）とリモコン本体４の通信回路４６は、例えばフォトカプラからなる送受信部３３、４５を備えている。この送受信部３３、４５は、データを送信する際、高周波信号（キャリア信号）をデータで振幅偏移変調し、これを所定の電力に増幅して発光ダイオードにより光に変換する。データを受信する際は、発光ダイオードからの光をフォトトランジスタにより信号に変換し、この信号を平滑化して高周波成分を除去し、データを抽出して２値化し、バッファを通してそれぞれマイコン２２又は４３に出力する。

次に、実施の形態３に係るリモコン装置の動作について説明をする。なお、リモコン本体４の入力部４２のスイッチ操作に基づく動作については、実施の形態２と同じであるため割愛する。また、リモコン本体４の操作に基づいて機器本体機能部１３の動作状態を入出力部３１から外部装置へ転送する際のリモコン本体４からＩ／Ｆ部３に電源を供給する動作、及びリモコン本体４の操作に基づいて入出力部３１から機器本体機能部１３へデータを入力する際のリモコン本体４からＩ／Ｆ部３に電源を供給する動作については、実施の形態２と同じであるため割愛する。

リモコン本体４のマイコン４３は、機器本体機能部１３の動作状態を示すデータを外部装置へ転送する指示を入力部４２を通して検知すると、その指示に従ってデータ読出命令を機器本体機能部１３に通信線を介して出力し、その命令に応答して必要なデータが通信線を介して入力されたときは、給電回路１６（給電手段）を動作させて、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６（受電手段）に受電させる。そして、機器本体機能部１３から取得したデータを通信回路４６に出力して高周波信号を振幅偏移変調させ、送受信部４５の発光ダイオードから光を発光させる。一方、Ｉ／Ｆ部３の送受信部３３のフォトトランジスタが受光量に応じて信号に変換すると、Ｉ／Ｆ部３の通信回路３２は、送受信部３３からの信号を平滑化して高周波成分を除去し、機器本体機能部１３のデータを抽出して２値化し、バッファを通してＩ／Ｆ部３のマイコン２２に出力する。マイコン２２は、機器本体機能部１３からのデータを所定の手順に従って入出力部３１に出力し外部装置へ転送させる。

また、リモコン本体４のマイコン４３は、外部装置からのデータを機器本体機能部１３へ転送する指示を入力部４２を通して検知すると、給電回路１６を動作させて、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６に受電させる。次いで、入力部４２からの指示に従ってデータ受信命令を通信回路４６に出力して動作させ、送受信部４５から光を発光させる。一方、Ｉ／Ｆ部３の送受信部３３のフォトトランジスタが受光量に応じて信号に変換すると、Ｉ／Ｆ部３の通信回路３２は、送受信部３３からの信号を平滑化して高周波成分を除去し、リモコン本体４のマイコン４３から発せられたデータ受信命令を抽出して２値化し、バッファを通してＩ／Ｆ部３のマイコン２２に出力する。マイコン２２は、データ受信命令を検知すると、所定の手順に従って入出力部３１から受信データを読み込み、通信回路３２に出力して動作させ、送受信部３３から光を発光させる。この時、リモコン本体４の送受信部４５のフォトトランジスタが受光量に応じて信号に変換し、リモコン本体４の通信回路４６は、送受信部４５からの信号を平滑化して高周波成分を除去し、入出力部３１からの受信データを抽出して２値化し、バッファを通してリモコン本体４のマイコン４３に出力する。マイコン４３は、その受信データを機器本体機能部１３に出力し、機器本体機能部１３は、受信データに基づいて自己の状態を制御したり、内部のパラメータの変更などを行う。

以上のように実施の形態３によれば、リモコン本体４とＩ／Ｆ部３の各通信回路４６、３２にそれぞれフォトカプラからなる送受信部４５、３３を用いてデータの送受信をするようにし、また、リモコン本体４の給電回路１６に直列共振回路の給電部１７を、Ｉ／Ｆ部３の電源回路２６に並列共振回路の受電部２７を用いて給電回路１６から電源回路２６に電力を供給するようにしたので、Ｉ／Ｆ部３をリモコン本体４の電源から絶縁することが可能になり、このため、電源に対する絶縁強化の措置をとる必要がなくなり、リモコン本体４の受電回路４１の絶縁破壊によるＩ／Ｆ部３の破損や入出力部３１を通しての外部装置への異常電流の流入を抑えることができる。

なお、前記の実施の形態３では、機器本体機能部１３のデータを入出力部３１から外部装置へ転送する際、また、入出力部３１に受信されたデータを機器本体機能部１３に渡す際に、リモコン本体４の給電回路１６を動作させてＩ／Ｆ部３に受電させるようにしたが、Ｉ／Ｆ部３への電源供給を定期的あるいは常時行うようにし、マイコン２２から入出力部３１にアクセスさせてデータの有無を判別させるようにし、そのデータの内容に応じて送受信を行うようにしても良い。

また、リモコン本体４とＩ／Ｆ部３の各通信回路４６、３２に振幅偏移変調方式によるデータの送信を例として示したが、ベースバンド方式や位相偏移変調（ＰＳＫ）方式、あるいは周波数偏移変調（ＦＳＫ）方式、直交振幅変調（ＱＡＭ）方式などを用いてデータの送信を行うようにしても良い。さらに、リモコン本体４にマイコン４３を用いたが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array） などのロジックや他の制御手段でも良い。

また、実施の形態３では、Ｉ／Ｆ部３の入出力部３１を特に指定していなかったが、図１４に示すように入出力部３１にＵＡＲＴ２８ａを用いて、外部装置との間でデータの送受信を行うようにしても良い。また、図１５に示すように１０Base-TのＬＡＮと接続するＬＡＮ接続部２８ｂであっても良いし、図１６に示すようにＵＳＢ接続部２８ｃを設けて外部装置と通信を行うようにしても良い。また、図１７に示すようにメモリカードＩ／Ｆ部２８ｄを入出力部３１として用いても良いし、図１８に示すようにＰＩＯ２８ｅを用いて外部装置とデータの送受信を行えるようにしても良い。これらを使用できるのは、Ｉ／Ｆ部３をリモコン本体４の電源から絶縁しているためで、構造上何ら対策を取ることなくＩ／Ｆ部３に設けることができる。

本発明の入出力装置の適用例として、家庭用電化製品の操作表示部やＦＡ（Factory Automation）機器の入出力装置が挙げられ、また、リモコン装置の適用例として、ビル用空気調和機のコントローラが挙げられる。

本発明の実施の形態１に係る入出力装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１における入出力装置の入力部と出力部をＵＡＲＴとしたときのブロック構成図である。 実施の形態１における入出力装置の入力部と出力部をＬＡＮとしたときのブロック構成図である。 実施の形態１における入出力装置の入力部と出力部をＵＳＢとしたときのブロック構成図である。 実施の形態１における入出力装置の入力部と出力部をメモリカードＩ／Ｆ部としたときのブロック構成図である。 実施の形態１における入出力装置の入力部と出力部をＰＩＯとしたときのブロック構成図である。 本発明の実施の形態２に係るリモコン装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＵＡＲＴとしたときのブロック構成図である。 実施の形態２におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＬＡＮとしたときのブロック構成図である。 実施の形態２におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＵＳＢとしたときのブロック構成図である。 実施の形態２におけるＩ／Ｆ部の入出力部をメモリカードＩ／Ｆ部としたときのブロック構成図である。 実施の形態２におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＰＩＯとしたときのブロック構成図である。 本発明の実施の形態３に係るリモコン装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＵＡＲＴとしたときのブロック構成図である。 実施の形態３におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＬＡＮとしたときのブロック構成図である。 実施の形態３におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＵＳＢとしたときのブロック構成図である。 実施の形態３におけるＩ／Ｆ部の入出力部をメモリカードＩ／Ｆ部としたときのブロック構成図である。 実施の形態３におけるＩ／Ｆ部の入出力部をＰＩＯとしたときのブロック構成図である。 機器本体の給電回路及び入出力装置の電源回路の構成を示す回路図である。 機器本体及び入出力装置の各通信回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 機器本体、１１ 電源回路、１２ マイコン、１３ 機器本体機能部、１４ 通信回路、１４ａ キャリア発振部、１４ｂ 論理積回路、１４ｃ 増幅回路、１４ｄ 検波回路、１４ｅ コンパレータ、１４１ バッファ、１５ 送受信部、１６ 給電回路、
１６ａ 平滑回路、１６ｂ インバータ、１７ 給電部、２ 入出力装置、２１ 入力部、２２ マイコン、２３ 出力部、２４ 通信回路、２４ａ キャリア発振部、
２４ｂ 論理積回路、２４ｃ 増幅回路、２４ｄ 検波回路、２４ｅ コンパレータ、
２４１ バッファ、２５ 送受信部、２６ 電源回路、２６ａ ダイオード、２６ｂ 平滑回路、２６ｃ 電源安定化回路、２６ｄ コネクタ、２７ 受電部、３ Ｉ／Ｆ部、
３１ 入出力部、３２ 通信回路、３３ 送受信部、４ リモコン本体、４１ 受電回路、４２ 入力部、４３ マイコン、４４ 出力部、４５ 送受信部、４６ 通信回路。

Claims (13)

1. 電気機器とで信号の入出力を行う入出力装置であって、
   コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、
   電磁誘導を利用して前記共振回路から得られる電力を本装置の電源とする受電手段と、
   前記共振回路を用いて電気機器との間で信号の送受信を行う通信手段とを備え、
   電気機器から非接触状態で電力を受電すると共に、電気機器と非接触状態で通信を行うことにより、電気機器の電源から絶縁されることを特徴とする入出力装置。
2. 調歩同期式シリアル通信部を備えていることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
3. ＬＡＮ接続部を備えていることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
4. ＵＳＢ接続部を備えていることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
5. メモリカードＩ／Ｆ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
6. 前記入出力装置は、パラレル入出力ポートを備えていることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
7. 電気機器を電気配線を通して操作し、内部に本装置と信号の入出力を行うＩ／Ｆ部を有するリモコン装置であって、
   前記Ｉ／Ｆ部は、
   外部と信号を送受信する入出力手段と、
   コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、
   電磁誘導を利用して前記共振回路から得られる電力を本Ｉ／Ｆ部の電源とする受電手段と、
   前記共振回路を用いて本装置との間で信号の送受信を行う通信手段とを備え、
   前記Ｉ／Ｆ部は、本装置から非接触状態で電力を受電すると共に、本装置と非接触状態で通信を行うことにより、本装置の電源から絶縁されることを特徴とするリモコン装置。
8. 電気機器を電気配線を通して操作し、内部に本装置と信号の入出力を行うＩ／Ｆ部を有するリモコン装置であって、
   前記Ｉ／Ｆ部は、
   外部と信号を送受信する入出力手段と、
   コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、
   電磁誘導を利用して前記共振回路から得られる電力を本Ｉ／Ｆ部の電源とする受電手段と、
   光無線媒体を用いて本装置との間で信号の送受信を行う通信手段とを備え、
   前記Ｉ／Ｆ部は、本装置から非接触状態で電力を受電すると共に、本装置と非接触状態で通信を行うことにより、本装置の電源から絶縁されることを特徴とするリモコン装置。
9. 前記入出力手段は、調歩同期式シリアル通信部を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のリモコン装置。
10. 前記入出力手段は、ＬＡＮ接続部を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のリモコン装置。
11. 前記入出力手段は、ＵＳＢ接続部を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のリモコン装置。
12. 前記入出力手段は、メモリカードＩ／Ｆ部を備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のリモコン装置。
13. 前記入出力手段は、パラレル入出力ポートを備えていることを特徴とする請求項７又は８記載のリモコン装置。

Images