JP2012156711A - リモートコントロール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
情報端末などの音声出力端子を用いて、種々の電気機器の遠隔操作に対応することのできる赤外線リモコン装置を安価に提供すること。
【解決手段】
変調手段１０４と赤外線発光手段１０５とから構成され、これらの手段を駆動する電力と制御信号を情報端末１０１などの音声信号線１０３から得て動作するリモコン装置１０２。複数のリモコンの制御コマンドを記録した情報端末１０１を用いて任意の電気製品の遠隔操作が可能である。

【選択図】 図１

Description

本発明は赤外線発光信号によって遠隔操作が可能な、テレビジョン機器（以下テレビと記載）や空調機器などの電気製品に利用されるリモートコントロール（以下リモコンと記載）装置に関するものである。

従来、赤外線リモコンを用いた電気製品の遠隔操作において、赤外線発光手段を持たないスマートフォンなどの情報端末を用いて遠隔操作を行う手段として、無線ＬＡＮを経由して電気製品を制御する方法がある。例えば特許文献１では、無線ＬＡＮによってビデオレコーダとテレビを制御する手段が開示されている。開示手段によると、制御信号はネットワーク対応のビデオレコーダで受信し、ビデオレコーダから映像受信アダプタに転送され、映像受信アダプタに内蔵された赤外線ＬＥＤを赤外線リモコンの発光パターンに合わせて発光させ、テレビを遠隔操作している。

また、特許文献２では無線ＬＡＮを経由して、テレビなどの電気製品に対応した赤外線リモコンのコマンドパターンを発光する手段が開示されている。開示手段によると、無線ＬＡＮ受信手段と赤外線発光手段を１つのセットボックスとし、情報端末から送られたコマンドをセットボックス内で解釈し、操作対象機器に対応した赤外線信号を生成し、赤外線ＬＥＤを発光させ、テレビなどの電気製品を操作している。

しかしながら、これら従来技術では、無線ＬＡＮなどの通信回線を実現する手段と、前記通信回線経由で送られるコマンドを解釈し赤外線リモコンの発光パターンを生成する手段と、赤外線ＬＥＤを発光させる手段が必要であり、複雑な構造となっていた。よって、これらの手段を実現するためには情報端末と分離した装置を設け、その装置は電池や商用電源などの電源を要する構成となっていた。

特開２００３−２１９４８６号公報 特開２００５−２５２９８７号公報

本発明は、以上のような従来の欠点に鑑み、情報端末などの音声出力端子に接続し、駆動電力と赤外線発光パターン信号を音声信号線から得て動作する、安価な赤外線リモコン送信手段を提供することを目的としている。

前記従来技術の課題を解決するために、請求項１にかかる発明のリモコン装置は、変調手段と、前記変調手段に接続された赤外線発光手段とでリモコン装置を構成している。

本構成によって、音声信号を電力として変調手段と赤外線発光手段が動作し、変調がかかった赤外線発光パターンで赤外線発光信号を送信する。

また、請求項２にかかる発明のリモコン装置は、赤外線リモコンの制御命令のビットパターンと同じ波形の音声信号を入力とする。

本構成によって、電気製品などの専用リモコンを模擬した赤外線発光パターンの送出ができ、任意の電気製品を制御することができる。

デジタル信号で音声を記録し再生する機器の多くは、サンプリングレートの上限が４８ｋＨｚであり、再生できる音声の最高周波数はナイキストのサンプリング定理により２４ｋＨｚである。一方、多くの電気製品のリモコン装置では、周波数が３８〜４０ｋＨｚ、デューティー比が１：３のパルス幅変調（以下、ＰＷＭと記載）がかけられた赤外線発光パターンが用いられており、音声信号をそのまま発光パターンとすることができない。しかしながら、リモコンの制御命令信号のビットレートは１．５ｋｂｐｓ程度以下であるため、制御命令は４８ｋＨｚサンプリングの音声信号として再生が可能である。音声信号として入力される制御信号に、変調手段によって上記条件のＰＷＭをかけ、赤外線発光手段で明滅発光することで、電気製品のリモコンに対応した赤外線信号を送信することができる。

また、請求項３にかかる発明のリモコン装置は、一方のチャンネルを変調前の赤外線リモコンのビットパターンと同じ音声波形の信号とし、他方のチャンネルを前記音声波形の逆の位相を持つ音声波形信号としたステレオ信号を入力とし、差動電圧をもって変調手段と赤外線発光手段を駆動する。

本構成によって、左右の音声信号線の間に、共通帰線と音声信号線間の電圧以上の電圧を得ることができ、共通帰線と音声信号線間の電圧では、変調手段と赤外線発光手段を駆動するに足りない場合においても、駆動電圧を確保できる効果がある。

また、請求項４にかかる発明のリモコン装置は、整流手段と、前記整流手段に接続された電力蓄積手段と、変調手段と、前記変調手段に接続された赤外線発光手段を有する。

本構成によって、信号線と電力供給線を分けることができ、変調手段と赤外線発光手段の駆動電力を電力蓄積手段から安定して供給することができ、変調手段にマイコンなど高機能な実現手段を用いることができる。これによって、変調周波数やデューティー比が可変とでき、より広範なリモコンに対応できる効果がある。

本発明のリモコン装置によれば、電池などの電源を要しない安価な構成で、スマートフォンなどの情報端末の音声信号出力に接続して、任意の電気製品などの遠隔操作ができるリモコン装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１におけるブロック図 本発明の実施の形態１におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例 明滅する赤外線の点滅パターン波形の例 逆電圧防止手段の具体的構成を示す回路図 本発明の実施の形態２におけるブロック図 本発明の実施の形態２におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例 本発明の実施の形態３におけるブロック図 本発明の実施の形態３におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるリモコン装置のブロック図である。また、図２は実施の形態１におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例である。さらに、図３は明滅する赤外線の点滅パターン波形の例である。

図１において、情報端末１０１は音声出力端子を備えた情報端末であり、複数のリモコンのコマンドを、後術する音声波形を構成するデータとして記録しておく。また、出力音量は最大の状態にしておくことが望ましい。リモコン１０２は本発明の実施の形態１におけるリモコン装置を示している。音声信号線１０３は、情報端末１０１の音声出力端子のモノラル信号、乃至ステレオ信号の右または左のいずれかのチャンネル、乃至ステレオ信号の両チャンネル、のいずれに接続しても良い。変調手段１０４は音声信号によって入力される赤外線リモコンのビットパターンにＰＷＭをかける手段であり、音声信号線１０３と共通帰線に接続され、共通帰線を基準電位として、音声信号線１０３に変調手段１０４の動作電圧以上の電圧が出ている状態（以下ＯＮ状態と記載）で発振し、動作電圧以下の電圧が出ている状態（以下ＯＦＦ状態と記載）で発振が止まる。赤外線発光手段１０５は変調手段１０４の出力信号によって明滅する赤外線信号を発光する手段である。変調手段１０４と赤外線発光手段１０５の電力は音声信号線から供給されるため、低電圧で動作し、低消費電力の電子回路で構成することが望ましい。例えば、変調手段１０４は、トランジスタと抵抗、コンデンサで構成される非安定マルチバイブレータ回路や、ＣＭＯＳインバータと抵抗、コンデンサで構成される発振回路など、単純なものでよい。赤外線発光手段１０５は高効率の赤外線発光ダイオード等とトランジスタ等のスイッチング素子を用いるとよい。

図２はリモコンの規格の１つである、家電製品協会フォーマットによる発光パターンに合わせた、実施の形態１におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例である。音声信号波形２０１は共通帰線のＧＮＤ電位２０２を中心に正負の振幅をもつ交流波形であり、ＯＮ状態およびＯＦＦ状態の持続時間は最短で０．３５ｍｓである。ＯＮ状態とＯＦＦ状態を最短時間で繰り返すとしても周波数は１．４３ｋＨｚであり、一般的な音声出力端子から出力が可能な波形である。また、順方向電圧２０３は、変調手段１０４と赤外線発光手段１０５に供給される電力の電圧であり、電圧の大きさは情報端末の音声出力端子の電力供給能力に依存する。

図３は明滅する赤外線の発光パターン波形の例である。櫛形の波形はＰＷＭ波２０４を示しており、音声信号波形２０１のＯＮ状態の場合にのみ、赤外線発光手段１０５からＰＷＭがかけられた赤外線発光信号が送信される。

リモコン１０２を用いて電気製品を操作する際、情報端末１０１は利用者の操作やプログラムされた手順に従って、特定の音声信号を音声出力端子から出力する。変調手段１０４は音声信号のＯＮ状態によって電力が供給され、赤外線発光手段１０５に変調信号を供給する。赤外線発光手段１０５も変調手段１０４と同様に音声信号を電力源として動作し、音声信号がＯＮ状態のときの電力を変調信号によってスイッチングして明滅パターンを発光する。

なお、音声信号はＧＮＤ電位を中心に振幅を持つ交流であるため、変調手段１０４と赤外線発光手段１０５に逆電圧がかかる。実現手段によっては逆電圧が不具合をきたす場合があるため、情報端末１０１と変調手段１０４の間に逆電圧を防止する手段を挿入してもよい。例えば、図４（ａ）に示すダイオード３０１による逆流阻止が考えられる。ダイオードは順方向電圧降下が小さいショットキーバリア型を用いると良い。ダイオードによる電圧降下が変調手段１０４か赤外線発光手段１０５の動作に支障をきたす場合は、図４（ｂ）に示すようにＧＮＤ側から音声信号線に向けたダイオード３０１とヘッドフォンのインピーダンスと同等の抵抗器３０２を接続し、電流を還流させてもよい。以下の実施の形態２と実施の形態３においても同様に本手段を用いてもよい。

なお、実施の形態１の情報端末１０１は、任意の音声信号の保存が可能で、音声出力端子を持つ機器、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ミュージックプレイヤー、ゲーム機、などに置き換えが可能であることはいうまでもない。以下の実施の形態２と実施の形態３においても同様に情報端末１０１の置き換えは可能である。

図５は本発明の実施の形態２におけるリモコン装置のブロック図である。また、図６は実施の形態２におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例である。

図５と図６において、実施の形態１と同様の機能を果たす要素は同一の参照符号を付し、説明を省略する。図５において、順相音声信号線１０６は実施の形態１の音声信号線１０３と同じであるが、後術する逆相音声信号線１０７と区別するため順相音声信号線１０６と表記する。逆相音声信号線１０７は順相音声信号線１０６によって供給される信号と逆の位相をもつ音声波形を、情報端末からリモコン１０２に供給する信号線である。順相音声信号線１０６と逆相音声信号線１０７は情報端末のステレオ音声出力に接続する。本構成では、情報端末１０１から左右のチャンネルで逆相の信号をリモコン１０２に送信し、差動電圧によってリモコン１０２を動作させる。

以下に差動電圧によるリモコン１０２の動作について説明する。それぞれの信号線を接続するチャンネルの左右は問わないが、仮に左チャンネルに順相音声信号線１０６を接続し、右チャンネルに逆相音声信号線１０７を接続することとする。図６はリモコンの規格の１つである、家電製品協会フォーマットによる発光パターンにわせた、実施の形態２におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例である。図６（ａ）の左チャンネルの順相音声信号波形２０５は、実施の形態１における音声信号波形２０１と同条件の波形であるが、後術する逆相音声信号波形２０６と区別するため順相音声信号波形２０５と表記する。図６（ｂ）の右チャンネルの逆相音声信号波形２０６はＧＮＤ電位２０２を中心に順相音声信号波形２０５とは逆の位相を持った波形である。図６（ｃ）は、ＧＮＤ電位２０２を基準に順相音声信号波形２０５と逆相音声信号波形２０６を重ね合わせて表記したものである。ＯＮ状態のときに変調手段１０４と赤外線発光手段１０５に供給される電力の電圧は、左チャンネルの電圧から右チャンネルの電圧を引いた差動電圧２０７となり、実施の形態１の構成の順方向電圧２０３の約２倍の電圧を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態では、実施の形態１の片チャンネルの電力供給に対して約２倍の電圧を得ることができ、片チャンネルの電力供給ではリモコン１０２の動作に十分な電圧の確保が困難な電力供給能力が低い情報端末においても、リモコン１０２を機能させることができるという利点を有する。

なお、変調手段１０４と赤外線発光手段１０５の実現方法と動作は、実施の形態１の場合と同様である。

図７は本発明の実施の形態３におけるリモコン装置のブロック図である。また、図８は実施の形態３におけるリモコン装置に入力する音声信号の波形の例である。

図７と図８において、実施の形態１または実施の形態２と同様の機能を果たす要素は同一の参照符号を付し、説明を省略する。図７において、電力供給線１０８は音声信号によってリモコン１０２の動作に必要な電力を供給する線である。整流手段１０９は交流を直流に変換するものであり、一般的なブリッジ型整流回路を用いればよい。電力蓄積手段１１０はキャパシタまたはリチウムイオン電池などの２次電池で構成され、必要に応じて昇圧回路を併設してもよい。図８（ｂ）において、電力供給波形２０８は電力供給線１０８によって供給される電力の波形の例である。本構成では、情報端末１０１からリモコン１０２に送る信号と電力を別々の回線で送信する。

以下に音声信号による電力供給について説明する。信号線、電力供給線を接続するチャンネルの左右は問わないが、仮に左チャンネルに音声信号線１０３を接続し、右チャンネルに電力供給線１０８を接続することとする。電力供給線１０８によって供給される電力供給波形２０８は、情報端末の右チャンネル音声出力端子から供給されるため、交流による電力供給となる。このときに音声信号周波数はいくらであってもかまわないが、情報端末の音声アンプの効率から、数ｋＨｚの周波数であることが望ましい。また、波形についても、正弦波、矩形波など、どのような波形であってもかまわないが、デジタル機器から出力しやすい矩形波を用いることよい。情報端末１０１から電力供給線１０８を経由してリモコンに供給される電力は、整流手段１０９を経て電力蓄積手段１１０に蓄積される。これによって、変調手段１０４と赤外線発光手段１０５は情報端末１０１からの入力信号波形によらず、電力蓄積手段１１０から安定して電力の供給を受けることができる。

以上説明したように、本実施形態では、変調手段１０４と赤外線発光手段１０５に対して安定した電力供給が可能になり、変調手段１０４にマイコンなどの高機能な素子を用いることで、変調周波数やデューティー比の変更など、高度な機能が実現でき、対応できるリモコンの種類が広がるという効果が得られる。

なお、赤外線発光手段１０５の実現方法と動作は、実施の形態１の場合と同様である。

なお、変調手段にマイコンを用いる場合、図６（ａ）に示す音声信号２０１は、振幅変調、周波数変調、位相変調などの変調がなされたデジタルデータとしてもよい。

本発明にかかるリモコン装置は、簡易な構成で小型に実現ができ、たとえば情報端末接続して情報端末のプログラムで制御することで、複数の電気製品の遠隔操作に対応ができるので、汎用的なリモコン装置として有用である。

１０１ 情報端末
１０２ リモコン
１０３ 音声信号線
１０４ 変調手段
１０５ 赤外線発光手段
１０６ 順相音声信号線
１０７ 逆相音声信号線
１０８ 電力供給線
１０９ 整流手段
１１０ 電力蓄積手段
２０１ 音声信号波形
２０２ ＧＮＤ電位
２０３ 順方向電圧
２０４ ＰＷＭ波
２０５ 順相音声信号波形
２０６ 逆相音声信号波形
２０７ 差動電圧
２０８ 電力供給波形
３０１ ダイオード
３０２ 抵抗器

Claims (4)

1. 変調手段と前記変調手段に接続された赤外線発光手段とから構成され、前記変調手段と前記赤外線発光手段の駆動電力と制御信号を音声信号から得ることを特徴としたリモコン装置。
2. 前記音声信号は変調前の赤外線リモコンのビットパターンと同じ波形であることを特徴とする請求項１に記載のリモコン装置。
3. 前記音声信号は一方のチャンネルを変調前の赤外線リモコンのビットパターンと同じ音声波形の信号とし、他方のチャンネルを前記音声波形の逆の位相を持つ音声波形信号としたステレオ信号であることを特徴とする請求項１に記載のリモコン装置。
4. 前記音声信号は一方のチャンネルを制御信号チャンネルとし、他方のチャンネルを電源供給チャンネルとしたステレオ信号であり、前記電源供給チャンネルに接続された整流手段と前記整流手段に接続された電力蓄積手段を備え、電力蓄積手段からの電力供給と、前記制御信号チャンネルの制御信号によって動作することを特徴とする請求項１に記載のリモコン装置。