JP2011517541A - リモートコントロール電子装置中の電力消費の削減 - Google Patents

リモートコントロール電子装置中の電力消費の削減 Download PDF

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Abstract

その装置の動きを感知するように設定された1つ以上のモーションセンサ(120、130、140)を含むリモートコントロール装置(100)が開示される。リモートコントローラは、静電容量センサ(150)および電源(405)を更に含む。静電容量センサは、電源を1以上のモーションセンサに選択的に連結する。

Description

本発明は、概してリモートコントロール電子装置に関し、より具体的にはリモートコントロール電子装置の電力消費を削減するための装置および方法に関する。
電子機器は、社会に定着しており、オーブントースターからセットトップケーブルボックスにいたるまでの全てにおいて見ることができる。集積回路が普及するにつれて、これらの電子機器は、ますます高機能化している。これらの電子機器の多く、とりわけ家庭用電子機器の多くには、ユーザによりリモートコントロールされる能力がある。ユーザは、特定の電子機器の全ての機能を遠隔操作で利用できることを期待しており、それ故、リモートコントロール電子装置もまた、ますます高機能化している。リモートコントロール電子装置は通常バッテリ駆動であるため、リモートコントロール電子装置のこの更なる高機能化により、特に電力消費量の問題がある。
したがって、リモートコントロール電子装置の電力消費を削減するための装置および方法が必要である。
セットトップボックスレシーバ、ゲーム機器、またはディスプレイ画面などの複数個のリモート電子機器をコントロールすることが可能なリモートコントローラが開示される。リモートコントローラは、例えば、リモートコントローラ上のボタンを動作することにより、またはコントロールされている電子機器に対してリモートコントローラを空間的に動かすことにより、リモート電子機器をコントロールし得る。
このリモートコントローラは、静電容量センサを含む省電力機能を実装する。ここで、静電容量センサは、リモートコントロール電子装置の少なくともいくつかの電力消費要素を電源(バッテリであり得る)に選択的に連結する。静電容量センサは、リモートコントローラをユーザが持っているか否かに基づいて、電力消費要素を電源に選択的に連結する。
一実施形態は、電子コンポーネントをコントロールするための少なくとも1つのコントロールインタフェースと、少なくとも1つの電源と、装置の動きを感知するように設定された1つ以上のモーションセンサと、1つ以上のバッテリを1つ以上のモーションセンサもしくはその他の要素に選択的に連結する静電容量センサとを含む装置をさらに含む。
別の実施形態は、ワイヤレスリモートコントロール装置の動作方法を含んでおり、その方法は、ワイヤレスリモートコントロール装置の動きを示す1つ以上の信号を生成し、その1つ以上の信号を1つ以上のリモート電子機器に送信し、静電容量を検出し、静電容量を期待値と比較し、静電容量が期待値の範囲内にある場合には低電力モードに入る動作を含む。
更に別の実施形態は、セットトップボックスレシーバおよびリモートコントロール装置を含むブロードキャストレシーバシステムを含んでいる。ここで、リモートコントロール装置は、1つ以上のボタンと、1つ以上のバッテリと、スクリーンに対するユーザの動きを示すように設定された1つ以上のモーションセンサと、1つ以上のバッテリを1つ以上のモーションセンサに選択的に連結する静電容量センサとを更に含む。
一実施形態に従った例示的なリモートコントローラの斜視図を表す。 追加のコンポーネントを含むリモートコントローラの幻影透視図を示す。 静電容量センサを備えたリモートコントローラの上面図を説明する。 1つ以上の例示的なリモート電子機器を操作するリモートコントローラを説明する。 静電容量センサを示すリモートコントローラの断面図を表す。 静電容量センサの概略図を示す。 上覆いを含む、図3Aからのリモートコントローラの断面図を表す。 リモートコントローラのブロック図を表す。 例示的な検出回路を説明する。 リモートコントローラにより実行されるアルゴリズムを表す。
異なる図面中の同じ参照記号は、同様もしくは同一の項目を示す。
以下の記述では、ある電子装置中の電力消費を削減し得る多様な実施形態を説明する。これらの実施形態の1つ以上が詳述され得るが、開示される実施形態は、請求項を含む開示の範囲の限定として解釈されたり用いられたりすべきではない。また、以下の記述は広く適用され、何れの実施形態の記述も単に例示を意図とし、請求項を含む開示の範囲がこれらの実施形態に限定されることを意図しないことは、当業者には理解されるであろう。「コントロールインタフェース」に関して言えば、ボタン、タッチパッド、スイッチ、などを含むが、これらに限定されないように解釈されるべきである。
一実施形態は、リモートコントロール電子装置中の電力消費を削減するための装置という形式を取る。実施形態は、セットトップボックスレシーバもしくはディスプレイ画面などの複数個のリモート電子機器をコントロールすることが可能なリモートコントローラを含み得る。コントロールは、例えば、リモートコントローラ上のボタン動作もしくはタッチパッドとの接触により行われてよく、またはコントロールされている電子機器に対してリモートコントローラを空間的に動かすことを通じて行われることがある。例えば、リモートコントローラは、ディスプレイ画面に対してリモートコントローラを空間的に動かすことにより、その画面上に表示されるオブジェクトもしくはアイコンの位置をコントロールする。
実施形態は、リモートコントローラをユーザが持っているか否かに基づいて、リモートコントロール電子装置の少なくともある電力消費要素を電源に選択的に連結する静電容量センサを更に含んでよい。電源へ選択的に連結や離脱され得るリモートコントロール装置の例示的な部分としては、ジャイロスコープ、加速度計、タッチパッド、データリンク回路、などがある。
図1Aは、第1の実施形態に従った例示的なリモートコントローラ100の上面斜視図を表す。リモートコントローラ100は、単一の携帯装置として示されるが、その他の実施が可能であることに留意すべきである。例えば、リモートコントローラ100は、リモートキーボードまたは複数の携帯装置の形式で実施され得る。いずれにしても、リモートコントローラ100は、1つ以上のバッテリ(図示せず)により駆動され、1つ以上のボタン110を含む。これらのボタン110は、図2に示すように、リモートコントローラ100のユーザが1つ以上のリモート電子機器200を作動もしくは停止できるようにする。リモートコントローラ100によりコントロール可能なリモート電子機器200は、多様な何れの電子機器であってよく、任意の適切な有線もしくは無線のネットワークを通じたテレビ番組の受信に使用される他方のレシーバのためのセットトップボックス(STB)、TV、デジタルビデオレコーダ(DVR)などであってよい。そのようなSTBの1つとしては、米国コロラド州エングルウッドのEchoStar Technologies LLC製造のViP722Ksu Modelがある。
リモートコントローラ100およびリモート電子機器200は、様々な信号タイプおよび通信プロトコルを用いて通信する。例えば、図1Aに示すように、リモートコントローラ100は、電子機器と通信するための送受信機115に、高周波(RF)、赤外線(IR)、Bluetooth、ZigBee、EC-Netなどを利用し得る。送信および受信のプロトコルの例としては、IEEE802.15.1および802.15.4がある。
リモートコントローラ100は、コントロールされているリモート電子機器の機能全体を提供するように設定され得る。図2に示す例示的な実施形態について更に言及すると、電子機器200は、テレビジョン210に連結し得る。電子機器200は、テレビジョン210に様々な方法で、物理的にも電子的にも連結してよく、その上それらは単一のユニットであってよい。さらに、電子機器は、別の機器に動作上で連結してよく、あるいは実施形態によっては、全く機器に連結しなくてよい。それらの実施に係りなく、テレビジョン210および/またはリモート機器200は、ユーザ選択メニュー220をユーザに提示するように設定され得る。ユーザ選択メニュー220は、リモートコントローラ100のユーザにより、テレビジョン210上に提示される多様なオプションを選択するために操作され得る。一実施例としては、図2に示すように、ユーザ選択メニュー220は、購入可能な様々な映画を表示するために、スライダ230に適合するように用いられ得る。実施形態によっては、ユーザ選択メニュー220は、XおよびY方向だけでなくZ方向にも動くように見え得る。ユーザ選択メニュー220をコントロールするために、リモートコントローラ100は、いくつかの異なる仕組みを用い得る。
図1Aに戻ると、ユーザ選択メニュー220をリモートコントローラ100のユーザが動かすことができるタッチパッド120が示される。また、3次元におけるユーザのリモートコントローラの動き、ひいてはユーザ選択メニュー220のユーザの所望する動きを検出するために、リモートコントローラ100は、図1Bの幻影透視図に示すように、1つ以上のジャイロスコープ130および/または加速度計140を含み得る。リモートコントローラ100がタッチパッド120、ジャイロスコープ130、もしくは加速度計140を用いるか否かに係らず、これらのデバイスを動作することは、リモートコントローラ100にその内部の電源供給(バッテリなど)から大量に電力を供給させる。一実施形態では、リモートコントローラ100は、ユーザによりリモートコントローラ100が持たれているか否かを検出し、大電流が消費される回路の電力消費を適宜調整することを容易にし得る1つ以上の静電容量センサ150を含む。一実施例では、静電容量センサ150は、リモートコントローラ100にユーザの手が触れるリモートコントローラ100の周辺に沿って配置されるが、リモートコンローラ100のどこに配置されてもよい。図1Cは、リモートコントローラ100の上面図を示し、リモートコントローラ100の両側に位置する静電容量センサ150を示している。
開示の精神および範囲から逸脱することなく、静電容量センサの代用品が用いられ得る。例えば、実施形態によっては、ユーザの身体と電気回路網を形成することによってユーザの身体の電気特性を検出する誘導センサもしくは抵抗センサが用いられ得る。
同様に、静電容量センサは、図1A‐図1Cに表す携帯型リモートコントローラ以外のリモート装置に用いられ得る。例えば、携帯型リモコン中に実装される代わりに、そのコンセプトは、ユーザに身に付けられるヘッドギアやチェストストラップに適用され得る。
図3Aは、詳細に示した静電容量センサ150と共に、リモートコントローラ100の断面図を表す。一実施例では、静電容量センサ150は、1つ以上の正極310および1つ以上の負電極320などの複数の電極310および320を含む。正極310および負極320は、誘電材料330の間に挟まれる。正極310が負極320から間隔dおよびd離れていることに留意されたい。間隔dおよびdは、他の実施形態では等しくなくてよいが、実施形態によっては互いに等しい。図3Bは、図3Aからの静電容量センサ150の総静電容量CTOTALの概略図を示し、ノード310および320は、正の接続および負の接続を意味する。総静電容量CTOTALは、式(1)に示すような間隔dおよびdに対応するCおよびCの寄与分に等しく、ここで、Aは、電極310および320が共有する表面積に対応し、εは、材料330の誘電率を示す。
ここで留意すべきは、間隔dおよびdが等しくなく、かつ/または正極および負極である310および320の間隙に異なる誘電率を有する異なる材料が使用される場合、以下で式(2)に示すように、分けられた誘電率εおよびεが計算に反映され得るということである。そのような場合、εは、間隔d中の材料の誘電率を示し、εは、間隔d中の材料の誘電率を示す。実施形態によっては、材料330の誘電材料の厚さを変えることにより、すなわち間隔dおよびdを変更することにより、CTOTALの値は変えられる。例えば、電極310もしくは320の何れかに代えて、または何れかに加えて冗長の電極が実装され得、これらの冗長の電極を繰り返し選択的に連結および分離することにより、CTOTALの値は動作中に変えられる。
図3Bについて更に言及すると、キャパシタCHUMANは、リモートコントローラ100をユーザが手に取ることによって生じる静電容量を概略的に表す。キャパシタCHUMANは概して300pFより小さい値であるが、実施形態によってはさらに小さい値である。CHUMANの具体的な実装サイズ如何に係らず、CHUMANは、リモートコントローラ100を持つユーザに関連する静電容量の期待値に関係する。
図3Aについて再び言及すると、静電容量センサ150は、硬質回路基板上もしくはフレキシブル回路基板上のトレースを含む多様な形式で実装され得る。静電容量センサ150が硬質回路基板上もしくはフレキシブル回路基板上または別の方法で実装されるか否かに係らず、分離間隔dおよびdが分離面積Aに渡って一定であるように、正および負の電極である310および320は実質的に平行に保たれ得る。ある実施形態では、正極および負極である310および320は、リモートコントローラ100の付加的な電子コンポーネントを収容する回路基板に沿って、未使用スペース中に実装される。また、ある実施形態では、正極および負極である310および320を保護するための上覆い340(図3C参照)によって、リモートコントローラの周辺に沿っている静電容量センサ150は、覆われ得る。図3Cは、上覆いを含む、図3Aからのリモートコントローラの断面図を表す。上覆い340は、プラスチックもしくはガラスなどの多様な材料であり得、式(1)および(2)は、上覆い340の誘電材料を説明するCTOTALの新たな値を反映するように適宜変更され得る。
図4は、ある実施形態に従ったリモートコントローラ100のブロック図である。図に示すように、リモートコントローラは、ボタン110、タッチパッド120、ジャイロスコープ130、加速度計140、送/受信機ブロック115、静電容量センサ150、バッテリ405、ならびにセンス回路410に連結するマイクロプロセッサ400を含む。動作中、マイクロプロセッサ400は、これらのシステムコンポーネントと信号を送受信し、静電容量センサ150からの読み出しに応じてそれらの1つ以上が低電力状態に入ることを可能にする。低電力状態は、マイクロプロセッサ400をバッテリ405に連結させたままで、タッチパッド120、ジャイロスコープ130、および/または加速度計140の1つ以上をバッテリ405から選択的に分離する。このように、マイクロプロセッサ400は、リモートコントローラ100をユーザが持っているか否かについての指標を静電容量センサ150から受信し得る。
また、所定の静電容量の存在に基づいてリモートコントローラ100の任意の部分を停止するために、マイクロプロセッサ400の代わりに、スイッチ415(単一のトランジスタなど)が用いられ得る。別の代替方法では、センス回路410によりコントロールが可能な有効/無効機能を装置は有し得る。更に別の代替方法では、リモートコントローラに要求される電力がバッテリ405により供給される電力に適合しない場合には、リモートコントローラ100への電力は、電圧レギュレータを介して供給され得る。それ故、スイッチ415は、バッテリ405に代わってそのようなレギュレータの有効/無効機能に連結され得る。更に他の実施形態では、マイクロプロセッサ400は、低電力モード中に、送/受信機ブロック115とリモートコントローラ100がコントロールしている機器との間の通信頻度、またはリモートコントローラ100とリモートコントローラ100がコントロールしている機器との間で通信される情報を調整し得る。
図5は、センス回路410として実装され得る多くの例示的な検出回路の内の1つを示す。例示的な回路410は、電源に連結する電流源510を含み、リモートコントローラ100の場合、電源はバッテリ405である。電流源510は、図3Bに示す静電容量CTOTALおよび任意的に存在する場合はCHUMANに、増幅器530によりコントロールされるスイッチ520を通じて連結する。ある実施形態では、増幅器530は、マイクロプロセッサ400内に組み込まれる。増幅器530は、基準電圧Vrefに連結される負端子ならびにCTOTAL(および任意的に存在する場合はCHUMAN)に連結される正端子を有する。負帰還をかけて、増幅器の正端子の電圧をVrefに維持するために、増幅器530の出力により、スイッチ520をコントロールする。リモートコントローラ100をユーザが持っている場合には、静電容量CHUMANが存在し、CHUMANは、CTOTALと電気的に並列であり、増幅器530の正のノードにおける静電容量の値を増加させる。増幅器530の正端子における静電容量を増加させることは、全体の電圧を減少させる。CTOTALとCHUMANの組み合わせの中で電流を増大できるようにスイッチ520を調整することによって、増幅器530は負帰還をかける。このことは、ひいては、電圧Vrefに再び等しくなるまで増幅器530の正端子の電圧を増加させる。増幅器530がCHUMANの存在を補正するための動作を取っているか否かを監視するために、増幅器530の出力には(図4からの)マイクロプロセッサも連結する。マイクロプロセッサ400は、リモコン100をユーザが持っているか否かを判定すること、回路410のデバウンスを処理すること、かつ/または上述した冗長の接続を用いてCTOTALを再調整することを含む、データ上の多様な信号処理タスクを実行し得る。
図6は、いくつかの実施形態に従ったリモートコントローラ100により実施される例示的なアルゴリズム600を示す。ブロック610では、リモートコントローラ100を誰かが持っているか否かを静電容量センサ150が判定する。ブロック610で実行される動作は、図5に示す回路410を用いて実行され得る。ブロック615では、タイマーが起動される。タイマーは、マイクロプロセッサ400内から起動される場合があり、または特別のタイマー回路を用いて他の場所で起動される場合もある。このタイマーは、リモートコントローラをユーザが動かす度に初期化され得る。判定ブロック620では、ブロック610で測定された静電容量を用いて、その静電容量がCTOTAL以下(すなわち、コントローラ100をユーザが持っていない)か、あるいはこの値より大きい(すなわち、コントローラ100をユーザが持っている)かをマイクロプロセッサ400は次に判定し得る。静電容量が変化せずにCTOTALと等しいままである場合には、ブロック630に示すように、マイクロプロセッサは、電力が集中する1つ以上のモジュールの電源を切断することによって、リモートコントローラ100を低電力モードに入らせ得る。例えば、ジャイロスコープ130および/または加速度計140が電源切断され得る。これに対し、静電容量が変化して(例えば、CHUMANが標準のコンデンサに負荷されて)CTOTALを超える場合には、ブロック640に示すように、マイクロプロセッサは、リモートコントローラ100を低電力モードから起動させ得る。このことは、ブロック630において以前に電力切断した1つ以上のモジュールを起動することを含み得る。一実施形態では、低電力モードからリモートコントローラ100を起動するためにかかる時間は、100ミリ秒以下であり得る。ブロック650では、リモートコントローラ100をユーザが長時間動かすことなく持っている場合に、マイクロプロセッサは、低電力状態に入るようにセンス回路に指示し得る。例えば、リモートコントローラの動きがないことをタイマーが示す場合には、センス回路410は、50ミリ秒毎に電源切断するように指示され得る。
リモートコントローラ100によりアルゴリズム600が実行される頻度は、リモートコントローラ100の動作状態に基づいて変化し得る。例えば、リモートコントローラ100が低電力モードである場合には、アルゴリズム600は、リモートコントローラ100が起動されている場合と比較して、(開始されたタイマーの値に基づいて)少ない頻度で実行され得る。
前述の記載は、発明の原理を説明するに過ぎない。記述した実施形態の多様な改良および変更は、本願の教示を考慮すれば当業者にとって明らかであろう。したがって、当業者は、発明の原理を具体化していて本発明の精神および範囲内にある多数のシステム、配置、および方法であって、本願に明確には表示も記述もされていないものを考案し得ると認識される。表示および記述された特定の実施形態が単に説明を目的とし、本発明の範囲を限定することを意図としないことは、上記の記述および図面から、当業者に理解されるであろう。特定の実施形態の詳細についての言及は、発明の範囲を限定することを意図としない。

Claims (21)

  1. 装置であって、
    電子コンポーネントをコントロールするための少なくとも1つのコントロールインタフェースと、
    少なくとも1つの電源と、
    前記装置の動きを感知するように設定された1つ以上のモーションセンサと、
    前記1つ以上のバッテリを前記1つ以上のモーションセンサに選択的に連結する静電容量センサと
    を含む装置。
  2. 前記静電容量センサは、前記装置をユーザが持っているか否かに基づいて選択的に連結することを特徴とする請求項1の装置。
  3. 前記1つ以上のモーションセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、およびタッチパッドを含む群から選択されることを特徴とする請求項2の装置。
  4. 1つ以上のワイヤレス送受信デバイスを更に含み、
    前記静電容量センサは、前記1つ以上のバッテリを前記1つ以上のワイヤレス送受信デバイスに選択的に連結することを特徴とする請求項1の装置。
  5. 前記静電容量センサが前記少なくとも1つの電源を前記1つ以上のモーションセンサに選択的に連結することは、所定の期間中に生じることを特徴とする請求項1の装置。
  6. プリント回路基板(PCB)を更に含み、
    前記静電容量センサは、前記PCB上のトレースを含むことを特徴とする請求項1の装置。
  7. 前記PCBは、前記トレース間に少なくとも2つの異なる誘電材料を用いることを特徴とする請求項6の装置。
  8. 覆いを更に含み、前記静電容量センサは、前記覆いの周辺に沿って設置されることを特徴とする請求項6の装置。
  9. 前記リモート電子機器は、スクリーンを更に含み、前記ワイヤレスリモートコントロール装置のユーザの動きは、前記スクリーン上の1つ以上のユーザ選択デバイスを動かすことに対応することを特徴とする請求項1の装置。
  10. ワイヤレスリモートコントロール装置の動きを示す1つ以上の信号を生成する動作と、
    前記1つ以上の信号を1つ以上のリモート電子機器に送信する動作と、
    静電容量を検出する動作と、
    前記静電容量を期待値と比較する動作と、
    前記静電容量が前記期待値と等しくない場合に低電力モードに入る動作と
    を含む前記ワイヤレスリモートコントロール装置の動作方法。
  11. 前記送信する動作は、前記リモートコントロール装置の動きに基づいてスクリーン上の1つ以上のユーザ選択デバイスの位置をコントロールする動作を更に含むことを特徴とする請求項10の方法。
  12. 前記低電力モードに入る動作は、加速度計、ジャイロスコープ、およびタッチパッドを含む群から選択されたモーションセンサから電力の少なくとも一部を分離することを更に含むことを特徴とする請求項10の方法。
  13. 前記低電力モードに入る動作は、マイクロプロセッサの一連の動作の削減を有効にする動作を更に含むことを特徴とする請求項10の方法。
  14. 前記低電力モードに入る動作は、モーションセンサの一連の動作の削減を有効にする動作を更に含むことを特徴とする請求項10の方法。
  15. 前記低電力モードに入る動作は、前記リモートコントロール装置からのデータ送信を削減する動作を更に含むことを特徴とする請求項10の方法。
  16. 前記静電容量が前記期待値と等しくない場合に1つ以上のモーションセンサを有効にすることを特徴とする請求項10の方法。
  17. 前記静電容量が前記期待値と所定の期間等しくない場合に前記1つ以上のモーションセンサが変化するか否かを判定し、前記1つ以上のモーションセンサが前記所定の期間変化しない場合に前記1つ以上のモーションセンサを無効にすることを特徴とする請求項16の方法。
  18. 前記1つ以上のモーションセンサを有効にする動作は、所定の期間内に生じることを特徴とする請求項16の方法。
  19. 前記静電容量を検出する動作に基づいて前記静電容量を変更する動作を更に含む請求項10の方法。
  20. セットトップボックスレシーバと、
    1つ以上のボタンと、
    1つ以上のバッテリと、
    スクリーンに対するユーザの動きを示すように設定された1つ以上のモーションセンサと、
    前記1つ以上のバッテリを前記1つ以上のモーションセンサに選択的に連結する静電容量センサとを含む
    リモートコントロール装置と
    を含むブロードキャストレシーバシステム。
  21. 前記静電容量センサは、前記ワイヤレスリモートコントロール装置をユーザが持っているか否かに基づいて選択的に連結することを特徴とする請求項20のブロードキャストレシーバシステム。
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