JP7258334B2 - リモートコントロール用受信機、送信機及びリモートコントロール用送受信システム - Google Patents

Description

本発明は、光を利用して機器の遠隔操作をおこなうためのリモートコントロール用受信機、送信機及びそれらを用いたリモートコントロール用送受信システムに関する。

従来、レーザ光を発する送信器と、レーザ光を受光し電気信号に変換する受光部と、照明器具の電源の切後に接続及び調光する制御部と、により照明器具リモコンスイッチを構成することにより、レーザ光の特徴である光の指向性を利用し、目的の照明器具のみを遠隔で制御（電源の切断、接続及び調光等）することができるようにした照明器具リモコンスイッチがある（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３０２５６１３号公報

ところが、上記従来のレーザ光による照明器具リモコンスイッチでは、レーザ光が他の光源と共存している環境を想定していないため、使用しているレーザ光のみで作動しない場合がある。つまり、レーザ光以外の光源からの光が外乱となって、照明用リモコンスイッチが誤作動してしまうという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、操作対象機器の制御用のレーザ光以外の光が混入する環境下でも正常に作動するリモートコントロール用受信機、送信機及びリモートコントロール用送受信システムを提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

［適用例１］
適用例１に記載のリモートコントロール用受信機（１）は、
操作対象機器（５）の制御用のレーザ光及び前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光が混合した外光から前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光のみを透過する第１フィルタ（１０）と、
前記第１フィルタ（１０）の出力が所定の閾値以上で、出力が第１閾値以上の場合に第１の値の電気信号を出力し、出力が前記第１閾値未満である場合には、前記第１の値の電気信号を出力しない第１出力部（２０）と、
前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光及び前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光が混合した外光から前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光を透過する第２フィルタ（３０）と、
前記第２フィルタ（３０）の出力を電気信号に変換して、出力が第２閾値以上の場合に第２の値の電気信号を出力し、出力が前記第２閾値未満である場合には、前記第２の値の電気信号を出力しない第２出力部（４０）と、
前記第１出力部（２０）の出力信号が前記第１閾値より大きいと判定され、かつ、前記第２出力部（４０）の出力が第２閾値以下であると判定された場合にのみ、前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光が受光されたとして前記操作対象機器（５）に制御信号を出力する制御部（５０）と、
を備えたことを要旨とする。

このようなリモートコントロール用受信機（１）では、入光される外光のうち操作対象機器（５）の制御用のレーザ光が第１フィルタ（１０）で透過され、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光が第２フィルタ（３０）で透過される。

そして、第１フィルタ（１０）の出力が所定の閾値以上である場合に第１出力部（２０）から第１の値の電気信号が出力され、第２フィルタ（３０）の出力が第２出力部（４０）により電気信号に変換して出力される。

また、制御部（５０）において、第１出力部（２０）の出力信号が第１閾値より大きいと判定され、かつ、第２出力部（４０）の出力が第２閾値以下であると判定された場合にのみ、前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光が受光されたとして操作対象機器（５）に制御信号を出力する。

したがって、リモートコントロール用受信機（１）に、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光（周囲光）が外乱として入力されても、外乱に影響されることなく正常に作動する。換言すれば、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光が混入する環境下でも正常に作動するリモートコントロール用受信機となる。

［適用例２］
適用例２に記載のリモートコントロール用受信機（１）は、
適用例１に記載のリモートコントロール用受信機（１）において、
前記第１フィルタ（１０）は、前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光の周波数帯域のみを透過する光学式のバンドバスフィルタであり、
前記第２フィルタ（３０）は、透過させる光の周波数成分を変更することなく、測光量のみを調整可能な光学式のニュートラル・デンシティ・フィルタ又は透過した光の測光量を調整可能なバンドエリミネート・フィルタである
ことを要旨とする。

このような、リモートコントロール用受信機（１）では、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光やそれ以外の光を透過させるために、光学式のバンドパスフィルタ、光学式のニュートラル・デンシティ・フィルタあるいはバンドエリミネート・フィルタを用いているため、簡易な構成のリモートコントロール用受信機（１）とすることができる。

［適用例３］
適用例３に記載のリモートコントロール用送信機（２）は、
適用例１又は適用例２に記載のリモートコントロール用受信機（１）に対して、前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光を出力することを要旨とする。

このようなリモートコントロール用送信機（２）は、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外に他の光を同時に出力してもよいため、構成を簡易にすることができたり、操作対象機器（５）の制御用のレーザ光以外の光、例えば、照明となる可視光を操作対象機器（５）の制御用のレーザ光と同時に出力することができたりするなど、リモートコントロール用送信機（２）としての用途を広げることもできる。

［適用例４］
適用例４に記載の発明は、
適用例１又は適用例２に記載のリモートコントロール用受信機（１）と適用例３に記載のリモートコントロール用送信機（２）とを用いて操作対象機器（５）を作動させるリモートコントロール用送受信システム（３）であって、
前記リモートコントロール用送信機（２）は、
前記レーザ光出力部（７０）から前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光として所定の発光パターンのレーザ光を出力し、
前記リモートコントロール用受信機（１）は、
前記リモートコントロール用送信機（２）から出力された前記所定の発光パターンのレーザ光を受信し、前記制御部（５０）において、前記第２出力部（４０）の出力に拘わらず、前記第１出力部（２０）からの出力信号が前記所定のパターンであると判定した場合にのみ、前記操作対象機器（５）の制御用のレーザ光が受光されたとして前記操作対象機器（５）に制御信号を出力することを要旨とする。

このようなリモートコントロール用送受信システム（３）では、リモートコントロール用送信機（２）から出力されるレーザ光の所定の発光パターンがリモートコントロール用受信機（１）で受光され、制御部（５０）において、受光したレーザ光の発光パターンが当該所定の発光パターンである場合にのみ、操作対象機器（５）に制御信号が出力される。

この場合、操作対象機器（５）の制御用レーザ光以外の光は、第２フィルタ（３０）で低減されているため、操作対象機器（５）の制御用レーザ光を制御するためのレーザ光の発光パターンを正確に受信でき、操作対象機器（５）の制御用レーザ光以外の光によって操作対象機器（５）を正確に制御することができる。

第１実施形態におけるリモートコントロール用送受信システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態におけるリモートコントロール用受信機の概略の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態における制御部での判定結果と制御信号の出力の関係を示す図である。 第１実施形態におけるリモートコントロール送信機の概略の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態におけるリモートコントロール送信機から出力される、操作対象機器５の制御用のレーザ光のパターンの例である。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［第１実施形態］
（リモートコントロール用送受信システムの構成）
図１に基づき、リモートコントロール用送受信システム３の構成について説明する。図１は、本発明が適用されたリモートコントロール用送受信システム３（以下、単にリモコンシステム３とも呼ぶ）の概略の構成を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、リモコンシステム３は、リモートコントロール用受信機１（以下、単にリモコン受信機１とも呼ぶ）及びリモートコントロール用送信機２（以下、単にリモコン送信機２とも呼ぶ）を備えている。

リモコン送信機２は、操作対象機器５の制御用のレーザ光として所定の大きさや所定の発光パターンのレーザ光（図１中に「Ａ」の矢印で示す）を出力する装置である。
リモコン受信機１は、リモコン送信機２から出力されたレーザ光を受信し、受信したレーザ光が所定の大きさや所定のパターンの場合に、操作対象機器５の制御用のレーザ光が受光されたとして操作対象機器５に制御信号を出力する装置である。

（リモートコントロール用受信機の構成）
次に、図２に基づきリモートコントロール用受信機１の構成について説明する。図２は、本発明が適用されたリモートコントロール用受信機１（以下、単にリモコン受信機１とも呼ぶ）の概略の構成を示す機能ブロック図である。

リモコン受信機１は、受光窓７、第１フィルタ１０、第１出力部２０、第２フィルタ３０、第２出力部４０及び制御部５０を備えている。
受光窓７は、リモコン受信機１の図示しない筐体の一部に設けた孔部に、操作対象機器５の制御用のレーザ光（図２中に「Ａ」の矢印で示す）及び操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光（図２中に「Ｂ」の矢印で示す）が混合した外光を透過する材料でカバーを設けた窓部である。

操作対象機器５としては、工場内などに設置されている照明やモータなどを駆動源として用いる機器などであり、照明やモータのＯＮ／ＯＦＦの制御を行う機器である。
また、本実施形態では、操作対象機器５の制御用のレーザ光として、可視光の波長領域のレーザ光（以下、可視光レーザとも呼ぶ）を用いている。

第１フィルタ１０は、受光窓７を介して受光した外光から操作対象機器５の制御用のレーザ光のみを透過する光学式フィルタであり、操作対象機器５の制御用のレーザ光の周波数帯域のみを透過するバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦとも略称する）である。また、第１フィルタ１０（ＢＰＦ）は、透過するレーザ光の測光量（照度）を調整できるようになっている。

具体的には、赤色レーザの波長（６５０［ｎｍ］近傍）のみを透過するＢＰＦの一例として、Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ社のＴＳ ハードコート ＯＤ ４ ２５ＮＭ バンドパスフィルタ ６５０ＮＭ １２．５ＭＭなどを用いている。また、測光量を調整する場合には、このようなレンズを複数枚重ねて使用すればよい。

第１出力部２０は、第１フィルタ１０の出力が所定の閾値以上である場合に第１の値の電気信号（第１閾値以上の値の電気信号）を出力する部分であり、第１光電変換器２１、第１増幅器２２を備えている。

第１光電変換器２１は、第１フィルタ１０の光出力を電気出力に変換する光電変換器（以下、Ｏ／Ｅ変換器とも略称する）である。

第１増幅器２２は、第１光電変換器２１の出力を増幅するとともに、増幅した信号の大きさが、所定の閾値（第１閾値）以上の場合に、制御部５０に対して第１の値の電気信号（この出力をＯＮ信号と呼ぶ）を出力し、増幅した信号の大きさが、第１閾値未満である場合には、第１の値の電気信号を出力しない（この状態の信号をＯＦＦ信号と呼ぶ）ようにする部分である。具体的には、浜松ホトニクス社製のＳｉ ＰＩＮフォトダイオードＳ６９６７などを用いている。

第２フィルタ３０は、受光窓７を介して受光した外光から操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光を透過する光学式フィルタである。具体的には、透過させる光の周波数成分を変更することなく、測光量のみを調整可能な光学式のニュートラル・デンシティ・フィルタ（以下、ＮＤＦとも略称する）又は透過した光の測光量を調整可能なバンドエリミネート・フィルタ（以下、ＢＥＦとも略称する）である。

具体的には、赤色レーザの波長（６５０［ｎｍ］近傍）以外の波長の光を透過するＮＤＦあるいはＢＥＦの一例として、Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ社のＢＥＦなどを用いている。また、測光量を調整する場合には、このようなレンズを複数枚重ねて使用すればよい。

第２出力部４０は、第２フィルタ３０の出力を電気信号に変換して出力する部分であり、第２光電変換器４１、第２増幅器４２を備えている。

第２光電変換器４１は、第２フィルタ３０の光出力を電気出力に変換する光電変換器であり、第２増幅器４２は、第２光電変換器４１の出力を増幅するとともに、増幅した信号の大きさが、所定の閾値（第２閾値）以上の場合に、制御部５０に対して第２の値の電気信号（この出力をＯＮ信号と呼ぶ）を出力し、増幅した信号の大きさが、第２閾値未満である場合には、第２の値の電気信号を出力しない（この状態の信号をＯＦＦ信号と呼ぶ）ようにする部分である。具体的には、浜松ホトニクス社製のＳｉ ＰＩＮフォトダイオードＳ６９６７などを用いている。

制御部５０は、受光窓７を介して操作対象機器５の制御用のレーザ光を正常に受光したか否かの判定をし、レーザ光を正常に受信したと判定した場合に操作対象機器５へ制御信号を出力する部分である。

つまり、第１出力部２０からの出力信号が第１閾値より大きいと判定され、かつ、第２出力部４０からの出力信号が第２閾値以下であると判定された場合にのみ、操作対象機器５の制御用のレーザ光が受光されたとして操作対象機器５に制御信号を出力する。

ここで、第１出力部２０の出力信号及び第２出力部４０の出力信号と制御部５０からの出力される制御信号の関係を図３に示す。
図３に示すように、Ｎｏ．１では、操作対象機器５の制御用のレーザ光もそれ以外の光検出されないため、リモコン操作はなかったと判定する。この場合、操作対象機器５へ制御信号を出力しない。

Ｎｏ．２では、操作対象機器５の制御用のレーザ光が検出されないのにそれ以外の光のみが検出されたので、操作対象機器５の制御用のレーザ光を含まない外乱光のみが検出されたと判定し、リモコン操作はなかったと判定する。この場合、操作対象機器５へ制御信号を出力しない。

Ｎｏ．３では、操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光が検出されず、操作対象機器５の制御用のレーザ光のみが検出されたので、リモコン操作はあったと判定する。この場合、操作対象機器５へ制御信号を出力する。

Ｎｏ．４では、操作対象機器５の制御用のレーザ光もそれ以外の光も検出されるため、操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光、例えば、太陽光や白色ＬＥＤのような広い波長範囲の光）が検出されたと判定し、リモコン操作はなかったと判定する。この場合、操作対象機器５へ制御信号を出力しない。

（リモートコントロール用送信機の構成）
次に、図４に基づいて、リモートコントロール用送信機２（以下、リモコン送信機２ともいう）の構成について説明する。図４は、リモコン送信機２の概略の構成を示す機能ブロック図である。

図４に示すように、リモコン送信機２は、押しボタンスイッチ６０及びレーザ光出力部７０を備えている。
押しボタンスイッチ６０は、モーメンタリ型のスイッチであり、使用者がボタンを押下している間、所定の出力値のレーザ光を出力する。

レーザ光出力部７０は、出力制御部７１及び送光窓７２を備えている。
出力制御部７１は、押しボタンスイッチ６０が押下されたことを検知し、レーザ光を出力する部分であり、本実施形態では、押しボタンスイッチ６０が押下されている間レーザ光（図４中に「Ａ」で示す矢印）を出力する。なお、レーザ光の発光素子として、株式会社岡野エレクトロニクスの赤色ＬＤモジュール（ＴＯＤＥＴ－ＬＲＣ－０３６５０）などを用いている。

送光窓７２は、リモコン送信機２の図示しない筐体の一部に設けた孔部に、操作対象機器５の制御用のレーザ光を透過する材料でカバーを設けた窓部である。
このような構成のリモコン送信機２は、簡易な構成の送信機とすることができる。

（リモートコントロール用送受信機の特徴）
以上に説明したリモートコントロール用受信機１では、入光される外光のうち操作対象機器５の制御用のレーザ光が第１フィルタ１０で透過され、そのレーザ光以外の光が第２フィルタ３０で透過される。

そして、第１フィルタ１０の出力（つまり操作対象機器５の制御用のレーザ光の出力）が所定の閾値より大きく、かつ、第２フィルタ３０の出力（つまり操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光の出力）所定の閾値以下であると判定された場合にのみ、操作対象機器５の制御用のレーザ光が受光されたとして制御信号が出力される。

したがって、リモートコントロール用受信機１に、操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光（周囲光）が外乱として入力されても、外乱に影響されることなく正常に作動する。換言すれば、操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の光が混入する環境下でも正常に作動するリモートコントロール用受信機となる。

また、操作対象機器５の制御用のレーザ光やそれ以外の光を選択的に透過させるための第１フィルタ１０（ＢＰＦ）及び第２フィルタ３０（ＮＤＦ又はＢＥＦ）に光学式のフィルタを用いているため、簡易な構成のリモートコントロール用受信機１とすることができる。

さらに、第１フィルタ１０（ＢＰＦ）は、透過するレーザ光の測光量（照度）を調整でき、第２フィルタ３０は、透過させる光の周波数成分を変更することなく測光量のみを調整可能であり（ＮＤＦの場合）、また、透過した光の測光量を調整可能（ＢＥＦの場合）となっている。したがって、リモコン送信器２から出力するレーザ光や外端となる周囲光の特性に合わせて各フィルタの調整を行えば、種々の特性の入射光に対応したリモコン受信機１とすることができる。

［第２実施形態］
次に、図５に基づき、リモコン送信機２から出力する、操作対象機器５の制御用のレーザ光が所定のパターンのときに、リモコン受信機１から操作対象機器５の制御信号が出力されるようにしたリモコンシステム３について説明する。図５は、リモコン送信機２から出力される、操作対象機器５の制御用のレーザ光のパターンの例である。

なお、第２実施形態におけるリモコンシステム３の構成は第１実施形態におけるリモコンシステム３と類似であるため、同じ構成品には同じ符号を付して、その説明を省略する。
第２実施形態におけるリモコン送信機２は、押しボタンスイッチ６０が押下されると、予め定められている信号、例えば、図５に例示するように、ｔ_ａの時間に周期Ｔで大きさが第１閾値よりも大きいパルス状のレーザ光をシリアルパターンで出力する。

リモコン受信機１では、レーザ光を受信し、制御部５０において、第１増幅器２２から出力された信号が、所定の時間（例えば、図５に示すｔ_ａの時間）に予め定められているパターンの信号（リモコン送信機２から送信されるシリアルパターンの信号）と同じであるか否かを判定し、同じパターンであると判定した場合は、操作対象機器５の制御用のレーザ光が受光されたとして制御信号を出力し、同じパターンでないと判定した場合には、制御信号を出力しない。

この場合、操作対象機器５の制御用のレーザ光以外の信号（外乱光）は、第１フィルタ１０で減衰しているため、外乱光があったとしても、第１増幅器２２からの出力信号が予め定められているパターンの信号であるか否かを判定すれば、正確に操作対象機器５の制御信号を出力することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

（１）上記第２実施形態では、リモコン送信機２から予め定められたシリアルパターンのレーザ光を出力し、リモコン受信機１では、受信したレーザ光が予め定められたシリアルパターンである場合に操作対象機器５の制御信号を出力していたが、所定時間ｔ_ａに受信したパルス信号の数が同じであれば操作対象機器５の制御信号を出力するように、処理を簡素化してもよい。

（２）さらに、リモコン送信機２から予め定められたシリアルパターンを出力する代わりに、所定時間ｔ_ａに出力するレーザ光のエネルギ量を予め定めておき、リモコン受信機１で受信したレーザ光のエネルギ量が予め定められたエネルギ量である場合に、操作対象機器５の制御信号を出力するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、リモコン送信機２から操作対象機器５の制御用のレーザ光のみを発生させていたが、そのレーザ光の周波数帯域以外の光、例えば、可視光領域の波長の光を発光させ、その光により、壁や操作対象機器５の筐体に文字や装飾などを形成するようにしてもよい。

１… リモートコントロール用受信機（リモコン受信機） ２… リモートコントロール用送信機（リモコン送信機） ３… リモートコントロール用送受信システム（リモコンシステム） ５… 操作対象機器 ７… 受光窓 １０… 第１フィルタ ２０… 第１出力部 ２１… 第１光電変換器 ２２… 第１増幅器 ３０… 第２フィルタ ４０… 第２出力部 ４１… 第２光電変換器 ４２… 第２増幅器 ５０… 制御部 ６０… 押しボタンスイッチ ７０… レーザ光出力部 ７１… 出力制御部 ７２… 送光窓 。

Claims (4)

1. 操作対象機器の制御用のレーザ光及び前記操作対象機器の制御用のレーザ光以外の光が混合した外光から前記操作対象機器の制御用のレーザ光のみを透過する第１フィルタと、
   前記第１フィルタの出力が所定の閾値以上で、出力が第１閾値以上の場合に第１の値の電気信号を出力し、出力が前記第１閾値未満である場合には、前記第１の値の電気信号を出力しない第１出力部と、
   前記操作対象機器の制御用のレーザ光及び前記操作対象機器の制御用のレーザ光以外の光が混合した外光から前記操作対象機器の制御用のレーザ光以外の光を透過する第２フィルタと、
   前記第２フィルタの出力を電気信号に変換して、出力が第２閾値以上の場合に第２の値の電気信号を出力し、出力が前記第２閾値未満である場合には、前記第２の値の電気信号を出力しない第２出力部と、
   前記第１出力部の出力信号が前記第１閾値より大きいと判定され、かつ、前記第２出力部の出力が第２閾値以下であると判定された場合にのみ、前記操作対象機器の制御用のレーザ光が受光されたとして前記操作対象機器に制御信号を出力する制御部と、
   を備えたことを特徴とするリモートコントロール用受信機。
2. 請求項１に記載のリモートコントロール用受信機において、
   前記第１フィルタは、前記操作対象機器の制御用のレーザ光の周波数帯域のみを透過する光学式のバンドバスフィルタであり、
   前記第２フィルタは、透過させる光の周波数成分を変更することなく、測光量のみを調整可能な光学式のニュートラル・デンシティ・フィルタ又は透過した光の測光量を調整可能なバンドエリミネート・フィルタである
   ことを特徴とするリモートコントロール用受信機。
3. 請求項１又は請求項２に記載のリモートコントロール用受信機に対して、前記操作対象機器の制御用のレーザ光を出力するレーザ光出力部を備えたことを特徴とするリモートコントロール用送信機。
4. 請求項１又は請求項２に記載のリモートコントロール用受信機と請求項３に記載のリモートコントロール用送信機とを用いて操作対象機器を作動させるリモートコントロール用送受信システムであって、
   前記リモートコントロール用送信機は、
   前記レーザ光出力部から前記操作対象機器の制御用のレーザ光として所定の発光パターンのレーザ光を出力し、
   前記リモートコントロール用受信機は、
   前記リモートコントロール用送信機から出力された前記所定の発光パターンのレーザ光を受信し、
   前記制御部において、前記第２出力部の出力に拘わらず、前記第１出力部からの出力信号が前記所定のパターンであると判定した場合にのみ、前記操作対象機器の制御用のレーザ光が受光されたとして前記操作対象機器に制御信号を出力することを特徴とするリモートコントロール用送受信システム。

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