JP2009267643A - リモートコントロール送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で鉛直方向を基準とした特定軸方向若しくは特定軸回りの回転方向の移動操作を検出するリモートコントロール送信機を提供する。
【解決手段】バッテリーをケース内の底面側に配置して、凸曲面としたケースの底面側の外周面に、曲率中心Ｃが重心Ｇの重力方向の上方で一致し、ケースが安定姿勢となる安定部を形成する。移動操作を行う為に安定姿勢のリモートコントロール送信機を握ったときの鉛直方向は、安定部の曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線方向と仮定できるので、モーションセンサに、絶対方向である鉛直方向を基準としてケース自体の移動操作を検出させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、家電機器などの被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機に関し、更に詳しくは、操作者がリモートコントロール送信機自体を振ったり、回転させる操作に応じて、所定の動作を被制御機器に対して実行させるリモートコントロール送信機に関する。

従来、リモートコントロール送信機には、被制御機器を遠隔制御する制御データに個々に対応させた複数の操作スイッチが備えられているが、ケースに取り付ける操作スイッチの一部若しくは全てを省略し、より簡単な入力操作を可能とする為に、リモートコントロール送信機自体を振ったり、回転させるモーション操作（移動操作）により、その操作に応じて被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機が知られている。

このようなモーション操作を認識するリモートコントロール送信機は、ケース内に、２軸若しくは３軸方向の加速度を検出する加速度センサ若しくは軸回りの角速度を検出するジャイロスコープ（以下、ジャイロという）を取り付け、ケース自体の軸方向加速度若しくは軸回りの角速度から、ケースの相対移動方向若しくは回転方向を検出し、その移動方向若しくは回転方向の入力操作に対応する制御データを被制御機器へ送信している。

しかしながら、これらの加速度センサやジャイロなどのモーションセンサは、ケースの相対移動方向若しくは回転方向を検出するだけで、鉛直方向や水平方向の絶対移動方向について検出するものではないので、例えば、操作者がケースを握る方向や向きによって、同一のモーション操作であっても異なる制御データが出力されるという問題があった。

そこで、磁気センサーを併用し、地磁気に対するケースの向きから水平方向の絶対方向を得たり、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する加速度センサの３軸方向で検出した加速度の組合せから重力方向を求めて、絶対方向である鉛直方向を得て、これらの絶対方向を基準としてケースの移動方向や軸回りの回転方向を検出するリモートコントロール送信機が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載のリモートコントロール送信機では、リモートコントロール送信機が静止している状態で、各加速度センサが検出する加速度から重力ベクトルを求め、リモートコントロール送信機自体のモーション操作を検出したときに、各加速度センサの検出値から重力ベクトル分を除く演算を行い、モーション操作の絶対移動方向や回転方向を検出している。

また、リモートコントロール送信機のケース内で、モーションセンサをフローティング支持し、常にモーションセンサを重力方向に対して一定の位置状態とするリモートコントロール送信機も知られている（特許文献２）。

特開２００７−２４１６５５号公報（要約、明細書の項目０００７、００５９乃至００６２） 特開平６−５０７５８号公報（明細書の項目００１０、００３９、図１１、図１２（ａ）（ｂ））

しかしながら、各加速度センサの検出値から重力ベクトル分を除く演算を行う従来のリモートコントロール送信機では、モーション操作を検出する毎に、重力ベクトル分を補正する複雑な演算を実行しなければならなかった。その為、絶対方向や絶対方向の軸回りのモーション操作の検出が遅れ、その演算に高度な処理能力を有するマイクロプロセッサを用いる必要があった。

更に、磁気センサーを用いて水平方向の絶対方向を得る場合にも、地磁気センサーは、常に水平方向で地磁気ベクトルを検出するようにケースに取り付けられているものではないので、水平面上で地磁気ベクトルと測定方向とがなす検出角と、水平面と地磁気ベクトルとがなす伏角との相違が判別できず、鉛直方向若しくは鉛直方向に直交する水平方向が特定されない限り、地磁気センサーによる絶対方向若しくは絶対方向の軸回りの角度は、正確に検出できないものであった。

更に、モーションセンサをフローティング支持するリモートコントロール送信機は、限られた大きさのケース内で、モーションセンサをフローティング支持する機構を設ける必要があり、構成が複雑化するとともに、余分な部品を必要とし、高価なものとなり、実用化に適さないものであった。

また、家電機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機は、機器毎に異なるフォーマットの制御信号によって制御されるので、各機器を制御する多数のリモートコントロール送信機がテーブルに置かれることとなり、乱雑で見栄えが悪いものであった。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、簡単な構成で鉛直方向を基準とした特定軸方向若しくは特定軸回りの回転方向のモーション操作を検出するリモートコントロール送信機を提供することを目的とする。

また、起き上がりこぼしの動作を行う置物のような外観として、テーブルへ置いても見栄えを損なわないリモートコントロール送信機を提供することを目的とする。

更に、ケースを卵形の置物としても、載置した場所から転がり落ちず、載置位置が移動しないリモートコントロール送信機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１のリモートコントロール送信機は、ケースに、所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出し、検出信号を出力するモーションセンサと、モーションセンサから出力される検出信号から前記ケース自体へのモーション操作を検出し、検出したモーション操作に応じて所定の制御データを生成する制御回路素子と、制御データを無線信号によって被制御機器へ送信するＲＦモジュールと、モーションセンサと制御回路素子とＲＦモジュールに駆動電源を供給するバッテリーとが収容され、
ケースをモーション操作し、制御データによって被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機であって、ケースの少なくとも底面側の外周面を凸曲面とするとともに、バッテリーをケース内の底面側に配置して、凸曲面の曲率中心の下方にリモートコントロール送信機全体の重心Ｇを発生させ、底面側の外周面に、外周面の曲率中心Ｃが重心Ｇの重力方向の上方で一致し、ケースが安定姿勢となる安定部を形成し、安定部の曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線方向を鉛直軸方向とし、モーションセンサを鉛直軸方向を基準とした所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めし、制御回路素子は、モーションセンサから出力される検出信号から、ケース自体のモーション操作を検出することを特徴とする。

安定部の周囲の外周面が載置される状態では、重心Ｇに作用する各部品を収容したケース全体の重力は、凸曲面の安定部の方向に転動するように作用し、ケースは安定部を中心に揺動しながら、曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線が鉛直方向で一致する安定部において安定姿勢となる。安定姿勢にあるケースを握ってモーション操作する場合にも、ケースの鉛直方向は概ね変わらないので、安定部の曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線方向を鉛直軸方向とし、モーションセンサを鉛直軸方向を基準とした所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めすると、制御回路素子は、モーションセンサの検出信号から、絶対方向である鉛直方向を基準としてケース自体のモーション操作を検出することができる。

請求項２のリモートコントロール送信機は、モーションセンサが、鉛直軸方向を基準とした鉛直軸方向の加速度を検出するようにケースに位置決めされたＺ加速度センサ若しくは鉛直軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めされたジャイロであることを特徴とする。

鉛直方向を基準とした鉛直軸方向の加速度を検出するようにケースに位置決めされたＺ加速度センサから出力される検出信号は、ケースの鉛直方向の加速度を表すものと推定され、ケースの鉛直方向のモーション操作を検出できる。また、鉛直方向を基準とした鉛直軸回りの角速度を検出するようにケース内に収容したジャイロは、検出した角速度からケースの鉛直軸回りの回転操作（ＹＡＷ）を検出できる。

請求項３のリモートコントロール送信機は、ケース内に、ケースの外周面から操作摘みを突出させたプッシュスイッチが更に収容され、モーションセンサを、鉛直軸方向と、鉛直軸回りの操作摘みの方向とを基準とした水平方向の所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めすることを特徴とする。

モーション操作を行うために、安定姿勢にあるケースを握り、押し下げ操作を行うために、操作摘みにケースを握った指を当てた場合に、ケースの鉛直軸方向は概ね変わらず、鉛直軸回りの操作摘みの方向に対してケースを握る操作者の腕の方向は概ね特定される。従って、モーションセンサを、鉛直軸方向と、鉛直軸回りの操作摘みの方向とを基準とした水平方向の所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めすることによって、制御回路素子は、モーションセンサの検出信号から、絶対方向である鉛直軸回りの操作摘みの方向を基準として、水平方向の特定方向についてのケース自体のモーション操作を検出することができる。

請求項４のリモートコントロール送信機は、モーションセンサが、水平方向の所定軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであることを特徴とする。

ジャイロスコープは、絶対方向である鉛直軸回りの操作摘みの方向を基準として、水平方向の特定軸回りの角速度を検出するので、特定軸回りのモーション操作が検出できる。
鉛直軸回りの操作摘みの方向に対してケースを握る操作者の腕の方向は概ね特定されるので、操作者の腕の方向を特定軸方向とすれば、ジャイロの検出信号から、操作者の腕回りの水平方向の回転操作（ＲＯＬＬ）若しくは操作者の腕に直交する水平方向の回転操作（ＰＩＴＣＨ）を検出できる。

請求項５のリモートコントロール送信機は、モーションセンサが、鉛直軸方向を基準とした水平方向の互いに直交するＸ、Ｙ方向の加速度をそれぞれ検出するようにケースに位置決めされた一対のＸ、Ｙ加速度センサであることを特徴とする。

安定姿勢にあるケースを握ってモーション操作する場合にも、ケースの鉛直方向は概ね異ならないので、鉛直軸方向を基準として水平方向で互いに直交するＸ、Ｙ方向の加速度を検出するようにケースに位置決めされた一対のＸ、Ｙ加速度センサがそれぞれ検出した加速度から、ケースの水平方向で互いに直交するＸ、Ｙ方向のモーション操作を検出できる。

請求項６のリモートコントロール送信機は、制御回路素子が、前記一対のＸ、Ｙ加速度センサから出力される検出信号から、安定部を中心にケースを揺動させる起き上がりこぼし操作を検出し、所定時間内に少なくとも２度起き上がりこぼし操作を検出した際に、検出したことを外部に認知させる発信手段を有することを特徴とする。

安定部を中心にケースを揺動させる起き上がりこぼし操作では、一対のいずれかのＸ、Ｙ加速度センサから数Ｈｚの周波数の検出信号が数秒間連続して出力され、制御回路素子は、ケース自体のモーション操作と判別して起き上がりこぼし操作を検出する。起き上がりこぼし操作によって揺動するケースの振幅は徐々に減衰するので、Ｘ、Ｙ加速度センサから出力される検出信号の検出値が所定しきい値以下となることから、起き上がりこぼし操作の操作単位を判別できる。所定時間内に少なくとも２度起き上がりこぼし操作を検出した際に、ケースに取り付けた発光手段による発光、ケースに取り付けた震動源による振動若しくはスピーカから出力される音声など、発信手段によって検出したことが操作者などの外部に伝達させることができる。

請求項７のリモートコントロール送信機は、制御回路素子が、更に、モーションセンサであるいずれかの加速度センサから少なくとも１００Ｈｚ以上の周波数の検出信号が所定時間内に繰り返して出力されることから、ケースへのクリック操作を検出し、クリック操作に応じて所定の制御データを生成することを特徴とする。

指の爪などの操作体でケースを叩く操作では、加速度センサから１００Ｈｚ以上の周波数の検出信号が出力され、数Ｈｚの周波数の検出信号が出力されるケース自体のモーション操作やケースの揺動状態と判別できる。従って、加速度センサから１００Ｈｚ以上の周波数の検出信号が所定時間内に繰り返して出力されることから、他の操作を誤認識することなく、ケースを２度連続して叩くクリック操作が検出される。

請求項８のリモートコントロール送信機は、ケース内に、制御回路素子で検出したモーション操作若しくはクリック操作に応じて、音声を出力するスピーカが収容されていることを特徴とする。

制御回路素子で検出したモーション操作若しくはクリック操作の内容が、音声で出力されるので、モーション操作若しくはクリック操作を操作者が認識できる。

請求項９のリモートコントロール送信機は、ケースの外周面を、長手方向の一側が底面側となる卵形に形成し、外周面の曲率中心と重心Ｇが重力方向で一致する長手方向の両側の部位を除く他の外周面を、外周面の曲率中心が、リモートコントロール送信機全体の重心Ｇを挟んで、安定部と逆側となる凸曲面とし、安定姿勢で、卵形の長手方向を鉛直方向とすることを特徴とする。

長手方向の両側の部位を除く他の外周面が載置される状態では、重心Ｇに働くケース全体の重力は、外周面の載置位置から安定部側に作用し、ケースは安定部を中心に揺動しながら、卵形の長手方向が鉛直方向となる安定部において載置された状態で安定姿勢となる。外周面の曲率中心と重心Ｇが重力方向で一致する長手方向の他側の外周面が載置位置となった場合には、その外周面の曲率中心より重心Ｇが高い位置となるので不安定となり、微小振動が生じても安定姿勢に至る。

請求項１の発明によれば、ケース内の各回路素子に電源を供給するバッテリーの重量がケース内に収容される他の部品に比べて大きいことを利用して、バッテリーを外周面が凸曲面となった底面側に配置することにより、凸曲面の曲率中心より下方にリモートコントロール送信機全体の重心Ｇを発生させることが容易で、リモートコントロール送信機を、起き上がりこぼしのように動作する置物とすることができる。また、底面側の外周面を凸曲面としても、載置位置が変化せず、テーブルなどから転がり落ちて破損する恐れがない。

また、安定姿勢で、安定部の曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線が鉛直方向であることを利用して、重力ベクトルや地磁気ベクトルの方向を検出したり算定することなく、モーションセンサを用いて、絶対方向である鉛直軸方向を基準とした特定軸方向の操作、若しくは特定軸回りの回転操作を検出できる。

また、制御データを無線信号によって被制御機器へ送信し、ケースに赤外線信号により制御データを送信するような窓孔を設けないので、置物のようにデザインしたケースのどの部分を握っても、制御データの送信が遮断されることがない。

請求項２の発明によれば、重力ベクトルをモーション操作の検出中に算定することなく、特定軸方向の加速度を検出する加速度センサ若しくは特定軸回りの角速度を検出するジャイロを用いて、鉛直軸方向を絶対方向として鉛直軸方向の移動操作若しくは鉛直軸回りの回転操作（ＹＡＷ）のモーション操作を検出できる。

請求項３の発明によれば、モーション操作を検出する際に、重力ベクトルや地磁気ベクトルの方向を検出したり算定することなく、絶対方向である鉛直軸回りの操作摘みの方向を基準として、水平方向の特定方向についてのケース自体のモーション操作を検出することができる。

請求項４の発明によれば、特定軸回りの角速度を検出するジャイロを用いて、操作摘みの方向を基準とした特定軸方向の軸回りの回転操作を検出できる。

請求項５の発明によれば、モーション操作の検出の際に、重力ベクトルや地磁気ベクトルの方向を検出したり算定することなく、互いに直交するＸ、Ｙ方向の加速度を検出する一対のＸ、Ｙ加速度センサを用いて、水平方向で直交するＸ、Ｙ方向の移動操作を検出できる。

請求項６の発明によれば、起き上がりこぼし操作の連続操作を検出した場合に、発信手段からその検出結果が操作者に伝えられるので、連続操作に応動して検出結果を報じる所定の動作が実行される玩具に兼用できる。

また、連続操作の停止を促す内容を操作結果として操作者へ伝達させれば、起き上がりこぼし動作から脱して、各回路素子を必要最小限の回路素子のみを動作させるスリープモードへ移行させることができ、バッテリーの消耗を防ぐことができる。

請求項７の発明によれば、ケース自体のモーション操作の他に、ケース自体を二度叩くクリック操作によっても、クリック操作に応じた所定の制御データによって被制御機器へ遠隔制御することができる。

請求項８の発明によれば、起き上がりこぼしの動作を行うリモートコントロール送信機から音声を出力して、モーション操作に応じた言葉を発話させることができるので、リモートコントロール送信機としての機能以外にマスコットやキャラクタ商品として商品の需要を惹起させることができる。

また、制御回路素子で検出したモーション操作若しくはクリック操作を、操作者が音声で確認できるので、誤認識や認識しない場合に、再びモーション操作やクリック操作を行って、確実に対応する制御データを被制御機器へ送信できる。

請求項９の発明によれば、一般に細長板状に形成されるリモートコントロール送信機の外観からかけ離れた卵形の外形としているため、多数の他のリモートコントロール送信機に加えて家庭内のテーブルに配置しても、マスコットや置物として認識され、煩雑感を与えない。

また、簡単な形状で、卵状のケースを握って振るだけで、被制御機器に対する遠隔制御ができるので、子供や高齢者にも、興味をもって簡単に入力操作を行うことができる。

また、卵形のケースのいずれの部分を手で握っても、無線信号で制御データが送信されるので、制御データの送信が遮断されない。

更に、ケースを卵形としても、起き上がりこぼしの動作で定位置に復帰するので、載置場所から転げ落ちて破損することがない。

以下、本発明の一実施の形態に係るリモートコントロール送信機１を、図１乃至図６を用いて説明する。図１は、リモートコントロール送信機１の斜視図、図２は、その分解斜視図、図３は、その縦断面図、図４は、リモートコントロール送信機１の基本構成を示すブロック図、図５は、リモートコントロール送信機１の起き上がりこぼしの動作を説明する説明図、図６は、使用状態を説明する斜視図である。

これらの図に示すように、リモートコントロール送信機１は、外周面の全体を卵形の凸曲面としたケース２内に図４のブロック図に示す各部品が収納されてる。ケース２は、卵形の長手方向の両側を、平面側（図３において上方側）と底面側（図３において下方側）とし、平面側の凸曲面の曲率を、底面側よりやや大きい曲率としている。このような形状のケース２は、図中ＸＺ平面に沿って縦割りに分割される一対の半割ケース２ａ、２ｂからなり、それぞれ絶縁性合成樹脂により中空の椀状に成形されている。

一方の半割ケース２ａには、後述するスピーカ５の取付部位に対向する位置に複数の小孔６が穿設され、また、後述するプッシュスイッチ７、８の操作摘み７ａ、８ａを挿通させる挿通孔９が穿設されている。一対の半割ケース２ａ、２ｂは、卵形の長手方向の平面側と底面側に互いの係合突起３ａ、３ｂと係合凹部４ａ、４ｂを有し、図２に示すように、半割ケース２ｂ側に各部品を収納した後、係合突起３ａ、３ｂを係合凹部４ａ、４ｂへ係合させ、両者を一体に組み合わせている。

一対の半割ケース２ａ、２ｂの内側面に形成された位置決めリブ２０とバッテリホルダ２１のガイド部２１ａ（図３参照）によって、ケース２内に２枚のプリント配線基板２２が位置決め収容され、このプリント配線基板２２に、図４に示す３軸加速度センサ１０、制御回路素子１１、プッシュスイッチ７、８、ＲＦ通信モジュール１２、送受信アンテナ１３、音声ＬＳＩ１４及び音声ＲＯＭ１５の各部品が実装されている。

３軸加速度センサ１０は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出するＸ方向センサ１０ｘ、Ｙ方向センサ１０ｙ、Ｚ方向センサ１０ｚとから構成され、プリント配線基板２２のケース２内の略中心となる位置に実装される。Ｘ方向センサ１０ｘ、Ｙ方向センサ１０ｙ、Ｚ方向センサ１０ｚは、それぞれ後述するリモートコントロール送信機１全体の重心Ｇと安定部Ｂとを結ぶ軸線を鉛直軸線として、鉛直軸線方向を基準としたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向の加速度を検出するものであり、各方向の軸方向加速度を検出するための具体的な配置は、後述する。

リモートコントロール送信機１のモーション操作を表す３軸加速度センサ１０の各検出信号は、図示しない増幅回路とＡ／Ｄコンバータを介して制御回路素子であるマイクロプロセッサ１１に入力される。マイクロプロセッサ１１は、各センサ１０ｘ、１０ｙ、１０ｚから出力される加速度の検出信号の検出値をそれぞれ所定のしきい値と比較し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向でモーション操作があったかどうかを表す移動操作方向データを得る。各方向についての加速度の検出信号の極性の変化から各軸方向についての移動方向が、検出信号を経過時間で積分して、移動操作速度が得られるが、ここでは、各方向についてモーション操作があったかどうかを表す移動操作方向データのみを求める。

リモートコントロール送信機１は、このリモートコントロール送信機１（ケース２）自体のモーション操作による入力手段の他に、プッシュスイッチ７、８の押し下げ操作若しくはケース２を叩くクリック操作による押圧操作データの入力手段を備えている。

プッシュスイッチ７、８は、それぞれの操作摘み７ａ、８ａを、ケース２の挿通孔９、９から突出させて、２枚の各プリント配線基板２２に取り付けられている。操作摘み７ａ、８ａの突出位置は、半割ケース２ａのＹ方向の平面側であり、従って、操作摘み７ａ、８ａを操作する為に親指を当てて、Ｚ方向に起立するケース２を握ると、操作者の腕はＸ方向に延びることとなる。

また、マイクロプロセッサ１１は、上述の各センサ１０ｘ、１０ｙ、１０ｚから出力される加速度の検出信号の周波数を監視し、リモートコントロール送信機１自体のモーション操作からは発生しない１００Ｈｚ以上の周波数から、ケース２へのクリック操作を検出する。すなわち、通常のリモートコントロール送信機１自体のモーション操作において検出される加速度の検出信号の周波数は、数Ｈｚであるのに対し、硬質のケース２の外周面を操作者の指先で叩いた場合には、数１００Ｈｚ以上の高い周波数となり、両者の操作を周波数から判別できる。ここでは、０．５秒以内にケース２を２度叩くクリック操作で、所定の制御データを発生させるものとして、マイクロプロセッサ１１は、いずれかのセンサ１０ｘ、１０ｙ、１０ｚから出力される加速度の検出信号の周波数が、０．５秒以内の間隔で２度５００Ｈｚ以上となった場合に、クリック操作を表す押圧操作データを検出する。

操作摘み７ａ、８ａを押し下げるプッシュスイッチ７、８の押し下げ操作若しくはクリック操作を表す押圧操作データは、移動操作方向データと組み合わせて、制御データと関連づけたテーブルとして、マイクロプロセッサ１１に内蔵のＲＯＭに記憶され、マイクロプロセッサ１１は、移動操作方向データ若しくは押圧操作データのいずれか、若しくは双方を検出すると、内蔵ＲＯＭのテーブルを用いて、検出した移動操作方向データ及び／又は押圧操作データに対応する制御データを生成し、ＲＦ通信モジュール１２と音声ＬＳＩ１４へ出力する。

例えば、本実施の形態では、テレビジョン受像機（以下、テレビという）の動作を遠隔制御するリモートコントロール送信機１であるとして、マイクロプロセッサ１１は、移動操作方向データと押圧操作データに応じて、テレビを制御する表１に示す制御データを生成する。

ＲＦ通信モジュール１２は、近距離無線方式の一つであるＺｉｇＢｅｅ方式に準拠した無線信号に変換する無線回路と、ＺｉｇＢｅｅ方式に準拠した無線信号処理を実行する信号処理回路を備え、マイクロプロセッサ１１から入力される制御データは、無線信号として送受信アンテナ１３から、ＺｉｇＢｅｅ方式でリモートコントロール送信機１とペアリングを行った被制御機器（テレビ）へ送信される。

本実施の形態では、このようにＺｉｇＢｅｅ方式の無線信号で被制御機器へ制御データを送信するので、ＩｒＤＡ等の赤外線信号による通信と比べて、ケース２をモーション操作する際にケース２のいずれの部分を握っても、通信信号が遮断されることがなく、また、被制御機器の方向にリモートコントロール送信機１を向けて送信する必要もないので、リモートコントロール送信機１自体を任意の方向にモーション操作して、被制御機器を制御できる。尚、送受信アンテナ１３は、プリント配線基板２２上の給電パターンに給電部を接続して取り付けられるが、プリント配線基板２２の表面に印刷配線により形成されるアンテナパターンで構成することもできる。

ＲＦ通信モジュール１２に出力される制御データは、音声ＬＳＩ１４へも出力される。音声ＬＳＩ１４は、入力された制御データに対応して、音声ＲＯＭ１５に表１の発話内容の音声信号が記憶されている場合に、音声ＲＯＭ１５から対応する音声信号を読み出し、スピーカ５へ出力する。その結果、被制御機器を制御する制御データに関連した音声がスピーカ５から発話される。

ケース２内の底面側には、プリント配線基板２２に実装された上述の各部品の電源となる２本の単三電池からなるバッテリー１６を位置決め収容するバッテリホルダ２１がケース２の内周面に沿って配置されている。バッテリホルダ２１は、スピーカ５を小孔６が穿設された部位に対向させて位置決め支持するとともに、２本のバッテリー１６をケース２内の底面側中央付近に位置決めする形状に絶縁性合成樹脂で成形され、これにより、リモートコントロール送信機１を構成する部品で最も重量のあるバッテリー１６を底面側に配置し、ケース２の長手方向（Ｚ方向）の中心軸（Ｚ軸）上でケース２の中心より下方にリモートコントロール送信機１全体の重心Ｇを発生させている。

また、ケース２の外周面は、長手方向の中心軸（Ｚ軸）のいずれの位置で水平に切断しても輪郭が円形となる卵形に形成され、ケース２の底面側の外周面でＺ軸と交差する安定部Ｂの法線方向はＺ軸に一致し、安定部Ｂでの曲面の曲率中心ＣはＺ軸上となる。図５（ａ）に示すように、リモートコントロール送信機１全体の重心Ｇは、この安定部Ｂの曲率中心Ｃの重力方向、つまりＺ方向の下方に発生するようにバッテリー１６が位置決めされるので、外力を加わえない静止状態では、安定部Ｂにおいてケース２が載置され、卵形の長手方向がＺ方向に沿って起立する安定姿勢で静止する。

一方、ケース２に水平方向から外力を加える起き上がりこぼし操作を行うと、外周面の全体が凸曲面に形成されているので、図５（ｂ）にしめすように、外力を加えた方向に転がり、ケース２の載置位置は、安定部Ｂから外れたＢ’に移動する。載置位置Ｂ’が外周面のいずれであっても、載置位置Ｂ’の曲率中心Ｃ’は、重心Ｇを挟んで安定部Ｂの逆側となるので、重心Ｇに作用するリモートコントロール送信機１の重力は安定部Ｂの方向に転がるように作用し、その結果、安定部Ｂを中心に揺動しながら、運動エネルギーが徐々に消失し、安定部Ｂにおいてケース２が載置される安定姿勢で静止する。つまり、卵形のリモートコントロール送信機１は、安定部Ｂを中心に揺動する起き上がりこぼしの動作を行う。

尚、ケース２の平面側でＺ軸と交差する外周面においても、外周面の曲率中心と重心Ｇが重力方向で一致する場合があるが、平面側の曲率は底面側より大きく、また、重心Ｇが底面側に発生するので、平面側の外周面が載置位置となった場合には、その曲率中心より重心Ｇは重力方向の上方に発生して不安定となるので、揺動中の慣性若しくは微振動で載置位置が移動し、揺動しながら最終的には安定部Ｂにおいて載置される安定姿勢に移行する。

リモートコントロール送信機１を使用せず、テーブルなどに載置してある安定姿勢では、リモートコントロール送信機１は、卵形の長手方向をＺ方向とする安定姿勢で静止し、モーション操作を行うためにリモートコントロール送信機１を握っても、Ｚ方向は、鉛直方向から大きく外れることがない。従って、３軸加速度センサ１０の各検出方向は、リモートコントロール送信機１全体の重心Ｇと安定部Ｂとを結ぶ軸線を鉛直軸線（Ｚ軸）とし、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向を検出するようにケース２に位置決め固定されるもので、Ｚ方向の軸方向加速度を検出するＺ方向センサ１０ｚは、リモートコントロール送信機１全体の重心Ｇと安定部Ｂとを結ぶＺ軸にできるだけ近く、Ｚ方向の加速度を検出する向きにプリント配線基板２２に取り付けられる。

また、Ｙ方向センサ１０ｙは、Ｚ方向センサ１０ｚの付近で、Ｚ軸回りの操作摘み７ａ、８ａの突出方向のＹ方向の加速度を検出する向きに、Ｘ方向センサ１０ｘは、Ｚ方向センサ１０ｚの付近で、Ｚ方向とＹ方向に直交するＸ方向の加速度を検出する向きに、それぞれ取り付けられる。しかしながら、本実施の形態では、表１のように、少なくとも水平方向のモーション操作を検出すれば充分であるので、互いに水平面上で直交する向きの加速度を検出できれば、Ｘ方向センサ１０ｘとＹ方向センサ１０ｙの向きは、Ｚ方向に直交する任意の向きとすることができる。

尚、このリモートコントロール送信機１は、バッテリー１６から各回路素子の電源が供給され外部からの電源を受けないので、バッテリー１６の消耗を防ぐために、マイクロプロセッサ１１は、例えば１０秒程度の所定期間、押圧操作データと移動操作方向データのいずれも検出しない場合に、入力操作を検知する必要最小限の回路素子を除いてその動作を休止させるスリープモードに移行するようになっている。
しかしながら、幼児などが起き上がりこぼしの動作のみを目的に、起き上がりこぼし操作を繰り返すと、入力操作と検知され、スリープモードに移行しないためにバッテリー１６が消耗する恐れがある。

そこで、本実施の形態では、押圧操作データや移動操作方向データの検出とは別にマイクロプロセッサ１１で起き上がりこぼしの操作を検出し、複数回の起き上がりこぼし操作が連続した場合には、警告を発するようにしている。起き上がりこぼしの動作では、主としてＸ方向センサ１０ｘ若しくはＹ方向センサ１０ｙから出力される加速度の検出信号が数Ｈｚから数１０Ｈｚの周波数で連続し、一定時間（例えば５秒程度）経過すると、その振幅が減衰することにより検出信号の検出値は所定のしきい値以下となる。
従って、マイクロプロセッサ１１では、周波数が数Ｈｚから数１０Ｈｚであって、検出値が５秒以上所定のしきい値を越える検出信号を検出した際に、１回のの起き上がりこぼし動作を生じさせる起き上がりこぼしの操作と判定し、検出値が所定のしきい値未満となってから１０秒以内に再び起き上がりこぼしの操作があったときに、音声ＲＯＭ１５から警告に対応する音声信号を読み出し、スピーカ５へ出力する。これによって、スピーカー５から例えば、「あんまり遊ばないでくれよー電池がなくなっちゃうよ！」という起き上がりこぼし操作の停止を促す警告が発話される。この警告は、スピーカ５からの発話やアラーム音の発生などの他、半透明としたケース２内に文字を表示する発光手段を内蔵させて、「ＤＯＮ’Ｔ ＴＯＵＣＨ」等の警告文字をケース２の外側面に浮かび上がらせたり、ケース２内に震動源を内蔵し、ケース２を振動させて、操作者へ伝えてもよい。

また、連続した起き上がりこぼし操作を検出した際に、上述のような警告とは、逆に、「ゆらゆら揺れてるよー」等の発話や、揺動周期に合わせて発光手段を点滅させるなど、起き上がりこぼし操作に応動する動作や発話を実行させても良い。

以下、このように構成されたリモートコントロール送信機１の動作を説明する。テーブルなどに載置した卵形のリモートコントロール送信機１は、安定部Ｂにおいて載置される安定姿勢で静止し、このリモートコントロール送信機１に外力を加えると、安定部Ｂを中心に揺動する起き上がりこぼしの動作を行う。従って、リモートコントロール送信機１の底面側が凸曲面に形成されていても、そのまま転がりテーブルなどの載置場所から落下することがない。

外力を加えない待機状態で、リモートコントロール送信機１は、卵形の長手方向をＺ方向とする安定姿勢で静止しているので、リモートコントロール送信機１を使用するために、親指を操作摘み７ａ、８ａの方向として、リモートコントロール送信機１を握ると、３軸加速度センサ１０（Ｘ方向センサ１０ｘ、Ｙ方向センサ１０ｙ、Ｚ方向センサ１０ｚ）で加速度を検出するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、図６に示す各方向にほぼ一致する。

この状態から、プッシュスイッチ７、８の操作摘み７ａ、８ａを押し下げる入力操作と、リモートコントロール送信機１を垂直方向若しくは水平方向へ振るモーション操作とを、組み合わせて操作すると、表１に示すように対応した制御データがマイクロプロセッサ１１により生成される。

例えば、リモートコントロール送信機１を水平方向へ振ると、Ｘ方向センサ１０ｘ若しくはＹ方向センサ１０ｙで検出した加速度が所定のしきい値を越え、マイクロプロセッサ１１は、Ｘ方向若しくはＹ方向のモーション操作があったことを表すＸ方向若しくはＹ方向の移動操作方向データと、プッシュスイッチ７、８が押圧操作されていないことを表すＯＦＦの押圧操作データとから、テレビの受信チャンネルを「チャンネルダウン」させる制御データを生成する。また、プッシュスイッチ８を押圧操作しながら、リモートコントロール送信機１を水平方向へ振ると、マイクロプロセッサ１１は、Ｘ方向若しくはＹ方向の移動操作方向データと、プッシュスイッチ８が押圧操作されたことを表すプッシュスイッチ８ＯＮの押圧操作データとから、テレビの受信チャンネルを「チャンネルアップ」させる制御データを生成する。

また、プッシュスイッチ７、８を押圧操作せずに、リモートコントロール送信機１を鉛直方向に振ると、Ｚ方向センサ１０ｚで検出した加速度が所定のしきい値を越え、マイクロプロセッサ１１は、Ｚ方向のモーション操作があったことを表すＺ方向の移動操作方向データと、プッシュスイッチ７、８が押圧操作されていないことを表すＯＦＦの押圧操作データとから、テレビの音量を下げる「ボリュームダウン」の制御データを生成する。

マイクロプロセッサ１１で生成された制御データは、ＲＦ通信モジュール１２に出力され、送受信アンテナ１３からＢｌｕｅｔｏｏｔｈ方式の無線信号で被制御機器（テレビ）へ送信される。これにより、制御データを受信したテレビは、制御データに応動する動作を実行する。また、制御データは、マイクロプロセッサ１１から音声ＬＳＩ１４へも出力され、制御データの内容に対応する表１に示す音声がスピーカ５から発話される。

上述の実施の形態では、リモートコントロール送信機１自体のモーション操作を、軸方向の加速度を検出する加速度センサ１０に代えて、若しくは加速度センサ１０と併用して、軸回りの回転角速度を検出するジャイロを用いて、軸回りの回転移動操作として検出することもできる。

安定姿勢のリモートコントロール送信機１を使用するためにリモートコントロール送信機１を握ると、上述したように、操作者の腕の方向をＸ方向として、リモートコントロール送信機１からＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各方向は、重心Ｇと安定部Ｂを結ぶ鉛直軸線と、操作摘み７ａ、８ａの方向から推定される図６に示す方向にほぼ一致する。従って、リモートコントロール送信機１の中心を通り、図６に示すＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、いずれかの軸回りの回転角速度を検出するジャイロをケース２内に取り付ければ、その軸回りのリモートコントロール送信機１の回転移動操作（ＰＩＴＣＨ、ＲＯＬＬ、ＹＡＷ）のモーション操作が検出される。

例えば、Ｚ軸回りの回転角速度を検出するジャイロを取り付ければ、リモートコントロール送信機１を鉛直方向の軸回りに回転操作することにより、Ｚ軸回りのモーション操作（ＹＡＷ）が検出され、Ｚ軸回りの回転移動操作方向データに応じた制御データを被制御機器へ送信し、遠隔制御することができる。

また、Ｘ軸回りの回転角速度を検出するジャイロを取り付ければ、リモートコントロール送信機１を握った腕を腕周りに捩ることにより、Ｘ軸回りのモーション操作（ＰＩＴＣＨ）が検出され、Ｘ軸回りの回転移動操作方向データに応じた制御データにより被制御機器を遠隔制御することができる。

上述の各実施の形態では、ケース２の全体を卵形としたが、ケース２の底面側の外周面が重心Ｇの位置から定まる安定部Ｂの周囲で凸曲面であれば、起き上がりこぼしの動作を行うので、他の外周面は任意の形状でよく、例えば図７に示すリモートコントロール送信機３０のように、マスコットに適する任意の外形にデザインすることができる。図７において、リモートコントロール送信機１と同一若しくは対応する構成については、同一の番号を付している。

更にケース２の底面側の外周面は、円筒体の側面のような曲面形状で形成してもよく、この場合には、直線状の安定部Ｂでケースは安定姿勢となる。

また、プッシュスイッチ７、８は、他種類の制御データを生成するために、補助的に設けた入力操作手段であり、加速度センサやジャイロなどのモーションセンサで検出するリモートコントロール送信機のモーション操作のみで各制御データを割り当てることができる場合には、必ずしも設ける必要はない。プッシュスイッチ７、８を設けないリモートコントロール送信機では、操作摘みがケースから突出しないので、ケースの外形をよりシンプルなデザインとすることができる。

本発明は、リモートコントロール送信機自体を所定方向にモーション操作することによって、被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機に適している。

本発明の一実施の形態に係るリモートコントロール送信機１の斜視図である。 リモートコントロール送信機１の分解斜視図である。 リモートコントロール送信機１の縦断面図である。 リモートコントロール送信機１の基本構成を示すブロック図である。 リモートコントロール送信機１の起き上がりこぼしの動作を説明し、（ａ）は、安定姿勢にあるリモートコントロール送信機１を、（ｂ）は、揺動動作中のリモートコントロール送信機１を、それぞれ示す説明図である。 リモートコントロール送信機１の使用状態を説明する斜視図である。図である。 他の実施の形態に係るリモートコントロール送信機３０の正面図である。

符号の説明

１、３０ リモートコントロール送信機
２ ケース
５ スピーカ
７ プッシュスイッチ
７ａ 操作摘み
８ プッシュスイッチ
８ａ 操作摘み
１０ ３軸加速度センサ（モーションセンサ）
１０ｘ Ｘ方向センサ（Ｘ方向加速度センサ）
１０ｙ Ｙ方向センサ（Ｙ方向加速度センサ）
１０ｚ Ｚ方向センサ（鉛直方向の加速度を検出する加速度センサ）
１１ ＭＰＵ（制御回路素子）
１２ ＲＦ通信モジュール
１６ バッテリ
Ｃ 曲率中心
Ｇ リモートコントロール送信機の重心
Ｂ 安定部

Claims (9)

1. ケースに、
   所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出し、検出信号を出力するモーションセンサと、
   前記モーションセンサから出力される検出信号から前記ケース自体へのモーション操作を検出し、検出したモーション操作に応じて所定の制御データを生成する制御回路素子と、
   前記制御データを無線信号によって被制御機器へ送信するＲＦモジュールと、
   前記モーションセンサと前記制御回路素子と前記ＲＦモジュールに駆動電源を供給するバッテリーとが収容され、
   ケースをモーション操作し、前記制御データによって被制御機器を遠隔制御するリモートコントロール送信機であって、
   ケースの少なくとも底面側の外周面を凸曲面とするとともに、バッテリーをケース内の底面側に配置して、前記凸曲面の曲率中心の下方にリモートコントロール送信機全体の重心Ｇを発生させ、
   底面側の外周面に、外周面の曲率中心Ｃが重心Ｇの重力方向の上方で一致し、ケースが安定姿勢となる安定部を形成し、
   安定部の曲率中心Ｃと重心Ｇを結ぶ軸線方向を鉛直軸方向とし、前記モーションセンサを、鉛直軸方向を基準とした所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めし、
   前記制御回路素子は、前記モーションセンサから出力される検出信号から、ケース自体のモーション操作を検出することを特徴とするリモートコントロール送信機。
2. モーションセンサは、鉛直軸方向を基準とした鉛直軸方向の加速度を検出するようにケースに位置決めされたＺ加速度センサ若しくは鉛直軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めされたジャイロスコープであることを特徴とする請求項１に記載のリモートコントロール送信機。
3. ケース内に、ケースの外周面から操作摘みを突出させたプッシュスイッチが更に収容され、
   モーションセンサを、鉛直軸方向と、鉛直軸回りの操作摘みの方向とを基準とした水平方向の所定軸方向の加速度若しくは所定軸回りの角速度を検出するようにケースに位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のリモートコントロール送信機。
4. モーションセンサは、水平方向の所定軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであることを特徴とする請求項３に記載のリモートコントロール送信機。
5. モーションセンサは、鉛直軸方向を基準とした水平方向の互いに直交するＸ、Ｙ方向の加速度をそれぞれ検出するようにケースに位置決めされた一対のＸ、Ｙ加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載のリモートコントロール送信機。
6. 制御回路素子は、前記一対のＸ、Ｙ加速度センサから出力される検出信号から、安定部を中心にケースを揺動させる起き上がりこぼし操作を検出し、所定時間内に少なくとも２度起き上がりこぼし操作を検出した際に、検出したことを外部に認知させる発信手段を有することを特徴とする請求項５に記載のリモートコントロール送信機。
7. 制御回路素子は、更に、モーションセンサであるいずれかの加速度センサから少なくとも１００Ｈｚ以上の周波数の検出信号が所定時間内に繰り返して出力されることから、ケースへのクリック操作を検出し、クリック操作に応じて所定の制御データを生成することを特徴とする請求項２、請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載のリモートコントロール送信機。
8. ケース内に、前記制御回路素子で検出したモーション操作若しくはクリック操作に応じて、音声を出力するスピーカが収容されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のリモートコントロール送信機。
9. ケースの外周面を、長手方向の一側が底面側となる卵形に形成し、
   外周面の曲率中心と重心Ｇが重力方向で一致する長手方向の両側の部位を除く他の外周面を、外周面の曲率中心が、リモートコントロール送信機全体の重心Ｇを挟んで、安定部と逆側となる凸曲面とし、
   安定姿勢で、卵形の長手方向を鉛直方向とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリモートコントロール送信機。

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