JPS6347397B2

JPS6347397B2 -

Info

Publication number: JPS6347397B2
Application number: JP23025282A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Hayashi
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1988-09-21
Also published as: JPS59123396A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、超音波を使つたワイヤレスリモート
コントローラの性能向上を目的としたもので、特
に応答性能の改善ならびに到達距離の確保を目的
とした超音波式ワイヤレスリモートコントローラ
に関するものである。

（従来例の構成とその問題点）超音波を使用したワイヤレスリモートコントロ
ーラは、送信信号が自然界の超音波雑音と類似し
ないように、又１つの送信機から多くの機能の操
作ができるように一般には送信超音波にコード化
が施されている。第１図に示すのもその一例であ
り、１０１は極めて短い間（たとえば1msなど）
超音波の発振を行わせ、ある時間後に同様の発振
を再び行なわせ、パルスの時間的間隔に特有な意
味づけを行ないながら信号の送信を行なうもので
ある。すなわち、第１図のコードは超音波パルス
の間隔となる時間にt₁とt₂の２種を使用している
もので、たとえばt₁を「０」、t₂を「１」と仮定
すると同図右側の方のパルスが時間的に先に送ら
れたとすると、「0010101」のコードとなる。これ
はいわゆる７ビツドコードと称されるものであ
り、「０」と「１」の位置と数を組み合わせるこ
とにより128通りのコードが作られる。今の説明
は７ビツトコードの例であるが、６ビツト、８ビ
ツトなどのコードも作られる。このような複数の
要素（例の場合はt₁、t₂の２個）の時間的組み合
わせで構成された超音波信号は７ビツトコードの
場合は７つのパルス間隔をすべて観測した後でな
くてはコードの意味が解読できない。そのためビ
ツト数が多くなると、送り得るコード数は多くな
るが受信に時間がかかる。すなわち、実施例に示
した７ビツトコードでは、ｔ＝4t₁＋3t₂の時間が
必要となり、このコードの場合は、１つのコード
の受信に必要な時間は７ビツトで作れるすべての
コードで異なり、一番短いのが「0000000」で一
番長いのが「1111111」となる。t₁、t₂の時間が
いくらであり、t₂／t₁がいくらであるかによつて
最大の時間差は違つてくるが、「1111111」の途中
で超音波パルスの消去などのミスがあつた場合で
も途中から新しいコードの観測はできず、解読は
不可能であると判りながら、最後まで終了しなく
ては新たな認識に入ることはできない。

超音波は光や電波などの横波と違い、空気中を
空気の疎密を作りながらエネルギーが伝播する縦
波であるため空気状態によりその減衰の程度がか
なり違う。又空気の疎密を作る際これに対する空
気の応答性が遅いこともあり、たとえば鋭いパル
ス波を送つてもその波形は丸みをおび徐々にやせ
てくる。この様子を示したのが第２図であり、１
０２は空気中へ送り出された直後の超音波をマイ
クロフオンで受けた時、そのマイクロフオンから
発生する電気振動の様子を示した図であり、１０
３，１０４の波形は超音波がある距離を伝播した
後の図である。１０３より１０４の方が伝播距離
が長い。超音波の伝播過程での「やせ」は超音波
が確実に受けられる距離内では問題はないが、到
達距離ぎりぎりの地点での受信では問題となる。
第１図に示すようなパルス状の超音波は到達ぎり
ぎりになつてくるとすべてが同一状態で受信され
るとは限らない。すなわち、ぎりぎりの状態では
８つのパルスのうち数個が受信されなくなり、そ
れ以上距離が離れるとどのパルスも受信されなく
なる。さらにこの到達距離ぎりぎりの範囲はかな
り長く、マイクロフオンの指向性によつて多少異
なるが、正面前方で10ｍの到達実力のあるもので
は８ｍから10ｍまでの約２ｍの距離であり、全体
の20％程度である。８個のパルスが同じ状態で送
信され同じ状態で受信されているにもかかわら
ず、結果として同じパルスとして現はれないの
は、空気による減衰が各々のパルスによつて微妙
に違つてくるのと、超音波が送信部、受信部間に
界在する諸々の（床、天井や壁など）反射面によ
り反射され、時間的な遅れとなつて受信部に到
着、直接波との間で位相の異なる波同志の重ね合
わせが行なわれ、そしてこれが直接波の各々のパ
ルスによつて微妙に違つてくるため、特に遠くか
らの操作時には、この時間的な遅れが生じ易くな
るため、などの理由によるものである。パルスの
脱落（受信部で現われなくなる現像）は一般には
先に述べたように８個の内どれか１〜２個がまず
生じ、続いて２〜３個と増加してゆくのである
が、先に述べた２ｍの範囲内では１〜２個が脱落
し初めてから、すべてが脱落するまでの距離は極
めて短かい。このようにパルスの脱落が生じる
と、第１図に示した８個のパルスで構成される１
つのコードは解読不可能となる。１つのコードが
解読不可能となるとこの時間は全く無駄となり、
続けて送られてくる同一のコードを再び観測し
て、たまたますべてのパルスの脱落がなければ初
めて「応答」となる。すなわち８個のパルスの内
１つでも脱落すれば、最低倍の16個のパルスを観
測しないとコードの解読は不可能となる。又８個
で１つのコードを構成するパルスの列を繰り返え
し送信する場合、パルスの脱落が生じたりすると
解読上問題が大きい。それは第１図で示した８個
のパルスで構成される７ビツトコードは時間的な
順番が狂うと全く別のコードの意味となるため、
最初のパルスを見つけることが先決問題となる。
しかしコードの繰り返えしを単なる８個のパルス
の繰り返えしで行なつていたのでは、２回目以後
の最初のパルスは非常に見つけにくくなる。この
対策として最初のパルスの特徴付けを行なうため
コードの最後のパルスと次のコードの最初のパル
スとの間隔を広くあけたりして最初のパルスの特
徴付けをすることが行なわれているがそのため余
分の時間が費やされる。又このような方法をとつ
ても、肝心な最後と最初のパルスが脱落したので
は意味がないことになる。

（発明の目的）本発明は、以上のような従来の欠点を除去する
ものであり、超音波を使つたワイヤレスリモート
コントローラが他の赤外線、電波を使つたワイヤ
レスリモートコントローラに比して劣るといわ
れ、特に感度ぎりぎり位置での応答速度の遅さや
不動作を防止し、応答性能、到達性能の良い超音
波式のワイヤレスリモートコントローラを提供す
るものである。

（発明の構成）本発明の超音波式ワイヤレスリモートコントロ
ーラは送信部から連続送信され、受信部で受信、
解読される超音波信号にサイクリツク認識の可能
なコードを使用したものであり、コードの解読に
あたつてはどのビツトから認識を開始しても、規
定数のビツトが完全に認識できれば、コードの解
読が可能となるものである。

（実施例の説明）本発明の一実施例を第３図〜第７図により説明
する。第３図は説明を簡単にするため１：５ビツ
トコードを一実施例のコードとし、そして５ビツ
トの数種の組み合わせを示しておりコードの種類
はＡ〜Ｈの８種である。この第３図に示したコー
ドには特徴がある。それは、このコードの連続操
り返えしにおいては、どのビツトから５ビツトを
順に観測しても、この８種の中では同じものはで
てこないことである。たとえばＡの「00000」は
すべてが「０」であるから、どこから観測しても
５ビツトすべてが「０」なので容易に解読でき
る。次にＢの「10000」は５ビツトの中で「１」
が１つのコードである。これも同じコードを連続
して繰り返している送信方式の場合、どのビツト
から連続５ビツトを観測しても「１」が１つで残
りが「０」であるから容易にわかる。又Ｃの
「11000」も同様で、５ビツトの中で「１」が２つ
「０」が３つである。次に、同じようなＥのコー
ドとの違いであるが、Ｅは「10100」で同じ５ビ
ツトの中で「１」が２つでＣとの判別は、このま
まではできない。しかしＣは「１」が連続してい
るか、又はＣを変形して「10001」とすれば最初
と最後に「１」がくるのでＥとの判別はつく。第
４図はＣのコードを連続送信した場合のビツトの
時間的変化を示したタイムチヤートの図である。
どの連続５ビツトを見ても「１」が連続して２個
あるか又は最初と最後に「１」がきているのでＣ
とＥとの区別は判明する。しかしこの解読方法で
あると５ビツトのコードとしては完全に違つたコ
ードであつても、繰り返えしコードで任意のビツ
トから連続５ビツトをとつてみると全く区別のつ
かない同一のコードとなり得るものあり、その例
を第５図に示す。これらのコードは第３図Ｃのコ
ードの区別のつかないものであり、Ｂ−１からＢ
−４までの４種類ある。第３図のＡ〜Ｈは５ビツ
トの繰り返えしコードの中から任意の連続５ビツ
トをとつた場合、何らかの解読条件で他のコード
との区別ができるもののみを集めたものである。
第６図はこの原理を応用した超音波パルス列で構
成されたコードの一実施例を示したもので、第３
図におけるＣを表わしたものである。１は本来の
コードの始まりの超音波パルスであり、一般には
パルスの幅は約1msとし、その幅の中で超音波振
動が行われている。第６図の特徴はt₁₀に対応す
る「１」とt₁₁に対応する「０」が連続して流れ
ているため１回目のコードの最終パルスである２
は繰り返えされる２回目のコードの最初のパルス
と共用されていることである。そして、このよう
なコード方式を採用することにより、ビツトが脱
落した時点で今迄観測した結果をすべて消去し、
次のビツトからすぐにコードの観測が初められる
ため従来のように解読できないと判りながら最後
まで観測する無駄な時がなくなる。なお、上記実
施例においては、５ビツトコードを中心に説明し
てきたが何ビツトコードでもよく、本来のコード
を構成するパルスの内、最終パルスが次の繰り返
えしコードの先頭パルスと共用され連続的に送ら
れてくるもので、任意のビツトから規定数のビツ
トを連続的に観測した場合、独立した１つのコー
ドを判定し得るコードがあればよい。又本実施例
ではパルスとパルスの時間的な間隔を２種類作り
各々を「０」と「１」とに対応させたが「０」と
「１」はこのようなパルスとパルスの間隔で構成
するだけではなく、第７図に示すように超音波の
周波数を複数使用し、各々の周波数を、例えば
「０」と「１」とに対応させ、それを順次送りコ
ードを構成する方式でも同様の効果を示す。たと
えば、第７図において超音波周波数f₁を「１」、
f₂を「０」とすると「11000」のコードとなる。
その他、コード方式にも種々あるが、要点はどの
ビツトから確認を始めても、規定のビツト数だけ
確認すればコードの解読が可能なコードであれば
如何なるコード構成でもよい。

（発明の効果）本発明によれば、超音波特有の空気伝播上の減
衰および反射波との合成によつて生ずる超音波式
ワイヤレスリモートコントローラの到達距離ぎり
ぎり、又は十分な到達距離内であつても、ちよつ
とした信号の乱れにより応答速度が遅くなつたり
不動作が生じたりすることを改善し、リモートコ
ントローラとして重要な性能である確実な応答
性、十分な到達距離に関する改善を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波式ワイヤレスリモートコ
ントローラの送信超音波のタイムチヤート図、第
２図はパルス状超音波の空気中伝播による減衰波
形図、第３図は本発明による送信コードの例を示
す図、第４図は５ビツトコード中のコードＣの連
続送り時間的変化を示す図、第５図はコードＣの
類似の送信コードの例を示す図、第６図は実際の
超音波コードＣによるタイムチヤート図、第７図
は２つの周波数によるコードのタイムチヤート図
である。１０１……短い時間の超音波発振、１０２……
発振直後の超音波波形、１０３，１０４……空気
中伝播後の超音波波形、１……１回目コードの開
始超音波パルス、２……２回目コードの開始超音
波パルス。

Claims

【特許請求の範囲】

１コード化した超音波信号を複数回連続送信す
る送信機と送信されてきたその超音波信号を受信
しコードの解読を行う受信機を有し、前記超音波
信号の１つのコードが複数の要素の時間的な組み
合せにより構成されており、なおかつ複数の要素
の時間的な流れのうち、その確認をどの要素から
開始して、予め定められた要素数を連続的に確認
しても、そのコードの解読が可能であるようなコ
ードを使つたことを特徴とする超音波式ワイヤレ
スリモートコントローラ。