JP2001197577A - 赤外線リモコンの送信機と受信機間の相対的な位置関係を検出するための位置検出システム及び位置検出方法、並びに、赤外線リモコン受信機 - Google Patents
赤外線リモコンの送信機と受信機間の相対的な位置関係を検出するための位置検出システム及び位置検出方法、並びに、赤外線リモコン受信機Info
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Abstract
関係を検出・把握する。 【解決手段】 リモコン受信機側は、赤外線変調パルス
信号を受光する2以上の受光手段を備えている。各受光
手段は、複数の受光セルをM×N個の2次元マトリック
ス上に配列して構成される受光面を有し、受光強度に応
じた検出信号を出力するとともに、該受光面上における
変調パルス信号の受光位置を特定する。復調手段は、受
光手段から検出信号を受け取って、変調パルス信号を復
調する。位置検出手段は、各受光手段における変調パル
ス信号の受光位置を受け取り、三角測量の原理などに従
って、リモコン送信機の相対位置を算出する
Description
相対的な位置関係を検出・把握するための位置検出技術
に係り、特に、赤外線リモコンの送信機と受信機間の相
対的な位置関係を検出・把握するための位置検出技術に
関する。
送受信用の機構を活用してリモコン送信機及び受信機間
の相対的な位置関係を検出・把握するための位置検出技
術に関する。
線が不要な無線データ通信として、電波や赤外線などの
伝送媒体を利用可能であることは、電気・電子技術の分
野において旧くから知られている。特に、赤外線を利用
した通信方式は、コストが安い、消費電力が少ない、各
国における法的規制がほとんどないなどの利点がある。
また、配線が不要ということは、ケーブル間を接続する
コネクタが不要であることをも意味し、コスト削減にも
なる。接続や切断の都度コネクタを着脱することにより
機械的に消耗するという心配もない。
機器の分野においては、ユーザ操作コマンドを遠隔的に
機器に入力する手段として、AM変調方式を採用した
「赤外線リモコン」が開発され、既に定着している。ま
た、情報処理機器の分野においても、各情報端末間での
ワイヤレス・コミュニケーションの手段の1つとして、
IrDA(Infrared Data Associ
ation)などの赤外線データ通信が広く採用されて
いる。
対する選局、オーディオ・ビジュアル機器に対する再生
・記録・音量調節、エアコンに対する運転開始・停止、
温度/風量調節など、各種のユーザ・コマンドを赤外線
によって機器側に伝播するものである(周知)。
ほとんどは、上記のようなリモコン側からのコマンド送
信のみに限られていた。もし、赤外線コマンドを受信す
る機器側において、赤外線コマンド送信側に関する距離
や方向などの位置情報を特定することができたならば、
機器がユーザに提供するサービス品質をさらに向上する
ことができるであろう。例えば、エアコンであれば、赤
外線コマンドの発信元すなわちユーザの居場所に応じて
風向を設定することができる。また、テレビジョンであ
れば、画面からユーザまでの距離に応じてブラウン管の
発光光量や音量を自動的に調節することができる。ま
た、ステレオ・スピーカ方式のオーディオ機器であれ
ば、ユーザの位置に応じて左右スピーカの音量バランス
を動的に変更することも可能であろう。
係を検出・把握するための技術として既に幾つかの提案
がなされている。
は、正確な距離測定を行うことができるリモコンシステ
ムについて開示されている。該リモコンシステムは、投
光器及び受光器をリモコン及び機器本体に搭載するとと
もに、受光器に距離計測可能な2つの光点が得られるよ
うにこれらを配置して構成され、投光器の2つの光源か
らの光を交互に点灯させるようにすることで、正確な距
離測定を実現することができる。
ステムを製作するためには、リモコン送信機側に測距用
の信号発信器を内蔵するとともに、さらに受信機側にも
その発信信号を受信処理するための特殊な装置を組み込
む必要があり、設計・製作上の負担が過大である。しか
も、該リモコンシステムは、受信機から送信機までの距
離を測定することはできても、送信機の方向を検出する
ことはできない。
は、リモコン位置検出機能を備えた空気調和機について
開示されている。同公報に記載のリモコン位置検出装置
は、リモコンから発信された赤外光を受光する受光手段
と、前記受光手段の前方に受光手段へ入射する赤外光信
号を反射する回転可能な反射手段と、前記反射手段を一
定角度回転させる駆動手段を備えた受光部と、前記受光
手段より出力された信号を規定のサンプリングタイムで
入力するサンプリング部と、前記サンプリング部のサン
プリングタイムを発生するサンプリングタイマ部と、前
記サンプリング部でサンプリングしたデータを格納する
格納部と、前記格納部に格納された各データを比較して
リモコン位置を判別する比較部と、前記受光部の駆動手
段及びサンプリングタイマ部に動作開始信号を与えると
ともに前記比較部からのリモコン位置信号を入力して各
種処理を行う処理部とで構成され、反射手段の回転とサ
ンプリングタイマ部に入力するデータを同期させること
で、格納部に格納したデータに基づきリモコン位置を精
度よく判別することができる。また、リモコン位置の検
出を行うために必要な受光部、増幅部、サンプリング部
は少なくて済み回路構成が簡単になり、回路を増やすこ
となく位置検出区間を細かくすることが可能である。
置検出装置の場合、リモコン送信機の方向を検出するこ
とはできても、送信機と受信機間の距離を測定すること
ができない。
平9−238390号公報には、スピーカの設置位置に
かかわらず、常にリスナに最適な音場を提供することが
できるスピーカ装置について開示されている。該スピー
カ装置は、リスナの位置情報を検出するセンサと、この
センサの検出した上記位置情報にしたがって、その位置
情報の示す方向に、スピーカの指向性の主軸の方向を向
ける手段とで構成される。上記センサは、上記リスナか
らの超音波を検出することにより、上記リスナの位置情
報を検出することができる。
送信機の位置を検出することは、言い換えれば、超音波
位置検出機能をリモコン送信側及び受信側の双方に装備
する必要があり、設計・製作上の負担が過大となる。
機の位置を検出するための仕組みは、リモコン本来のパ
ルス変調された送信信号を受信し復調する受信部とは、
全く別の構成部品となる。送信側又は受信側のいずれか
一方又は双方にかかる構成部品を搭載しなければなら
ず、部品点数やコストの増大を免れ得ない。また、赤外
線信号の復調のために一般的なリモコン受信機を用いる
とともに、位置検出のためには送信機側に専用の光源又
は音源を複数配置して、受信機側にはそれらを受光する
撮像素子又はトランスデューサを設置しなければなら
ず、装置の小型化にも不利である。
単一の装置によって受信する場合には、例えば、送信側
は単一の送信部を持ち、受信側では一般的なリモコン用
受光部並びに復調部を2次元的に複数配設した受光ユニ
ットを2つ以上設置することによって、いわゆる「三角
測量」の原理に従い送信部までの距離を計測すると同時
に、水平及び垂直方向に位置を検出することが可能とな
る。
解能を向上させるためには、多数のリモコン用受光部を
2次元的に配置する必要があり、受信部の大きさが肥大
してしまうという問題を招来する。
線リモコンの送信機と受信機間の相対的な位置関係を検
出・把握することができる、優れた位置検出技術を提供
することにある。
受信用の機構を活用してリモコン送信機及び受信機間の
相対的な位置関係を検出・把握することができる、優れ
た位置検出技術を提供することにある。
と位置検出信号とを単一の機構によって受信することか
できる、リモコン向けの優れた位置検出技術を提供する
ことにある。
酌してなされたものであり、その第1の側面は、赤外線
リモコンの送信機と受信機間の相対的な位置関係を検出
するための位置検出システムであって、所定面積の受光
面を有し、赤外線リモコン送信機から送られてくる変調
パルス信号の受光位置及び受光強度に応じた検出信号を
出力する、2以上の受光手段と、前記2以上の受光手段
のうち少なくとも1つから検出信号を受け取って変調パ
ルス信号を復調する復調手段と、前記受光手段の各々の
受光面における変調パルス信号の受光位置に基づいて前
記赤外線リモコン送信機の位置を検出する位置検出手段
と、を具備することを特徴とする位置検出システムであ
る。
個の受光セルを2次元マトリックス状に配列して構成す
ることができる(但し、M及びNは正の整数とする)。
理に従って、各受光手段の受光面上における受光位置を
基に前記赤外線リモコン送信機の相対位置を算出するこ
とができる。
システムは、所定の制御対象の駆動を制御するための制
御手段をさらに備えていてもよい。この制御手段は、前
記復調手段からの復調情報と前記位置検出手段からの位
置情報とを受け取って、所定の制御対象に対して復調情
報が指示する動作を位置情報に応じた形態で実行せしめ
ることができる。
受光面上の一部の受光セルが駆動を停止した間引き動作
を実現する間引き動作手段を備えていてもよい。間引き
動作手段は、例えば、前記赤外線リモコン受信機及び/
又は前記制御手段におけるアクティビティの変化に応答
して、間引き動作を実行することができる。この結果、
スタンバイ・モード期間における赤外線リモコン受信機
の消費電力を節約することができる。
コンの送信機と受信機間の相対的な位置関係を検出する
ための位置検出方法であって、(a)、所定面積を有す
る2以上に受光面にて赤外線リモコン送信機から送られ
てくる変調パルス信号を受光して、各受光面における受
光位置及び受光強度に応じた検出信号を出力するステッ
プと、(b)前記ステップ(a)における少なくとも1
つの受光面から得られた検出信号に基づいて変調パルス
信号を復調するステップと、(c)前記2以上の受光面
の各々における変調パルス信号の受光位置に基づいて前
記赤外線リモコン送信機の位置を検出するステップと、
を具備することを特徴とする位置検出方法である。
を2次元マトリックス状に配列して構成することができ
る。
の原理に従って、各受光手段の受光面上における受光位
置を基に前記赤外線リモコン送信機の相対位置を算出す
ることができる。
方法は、(d)前記ステップ(b)において出力される
復調情報と前記ステップ(c)において出力される位置
情報に基づいて、所定の制御対象に対して復調情報が指
示する動作を位置情報に応じた形態で実行せしめるステ
ップ、をさらに備えていてもよい。
光セルを2次元マトリックス状に配列して構成されると
ともに(但し、M及びNは正の整数とする)、位置検出
方法は、さらに、前記受光面上の一部の受光セルが駆動
を停止した間引き動作を実現するステップを備えていて
もよい。
又は前記ステップ(d)におけるアクティビティの変化
に応答して、前記受光面上の一部の受光セルが駆動を停
止した間引き動作を実行することによって、赤外線リモ
コン受信機における余分な消費電力を低減することがで
きる。
コン送信機から送られてくる変調パルス信号を受信処理
するための赤外線リモコン受信機であって、M×N個の
受光セルを2次元マトリックス状に配列して構成される
受光面を有して受光強度に応じた検出信号を出力する受
光手段と、前記受光手段から検出信号を受け取って変調
パルス信号を復調する復調手段と、前記受光面上の一部
の受光セルが駆動を停止した間引き動作を実現する間引
き動作手段と、を具備することを特徴とする赤外線リモ
コン受信機である。
ン受信機及び/又は前記制御手段におけるアクティビテ
ィの変化に応答して前記間引き動作を実行することによ
り、赤外線リモコン受信機の消費電力を低減することが
できる。
用してリモコン送信機及び受信機間の相対的な位置関係
を検出・把握するための位置検出システムである。
体は、赤外線変調パルス信号を送出する通常のタイプの
送信機であれば足り、格別の設計変更や改良などを加え
る必要はない。
ルス信号を受光する2以上の受光手段を備えている。各
受光手段は、所定面積の受光面を有し、受光強度に応じ
た検出信号を出力するとともに、該受光面上における変
調パルス信号の受光位置を特定することができることが
好ましい。例えば、M×N個の受光セルを2次元マトリ
ックス状に配列して受光面を構成することによって、か
かる機能を実現することができる。
する復調手段を備えている。復調手段は、2以上備えら
れた受光手段のうち少なくとも1つから検出信号を受け
取ることによって、復調処理が可能である。復調結果
は、例えば、リモコンによる制御対象を駆動制御する制
御回路に出力され、対応する制御対象の操作に利用され
る。ここで言う制御対象には、テレビジョンやビデオ・
デッキその他のAV機器や、エアコンを始めとする空調
装置など、遠隔操作を許容する各種の機器である。
備えている。位置検出手段は、各受光手段から、それぞ
れの受光面上における変調パルス信号の受光位置を受け
取ることができる。そして、各受光位置に基づいて、三
角測量の原理などに従って幾何学的演算を行うことによ
り、リモコン送信機の相対位置を算出することができ
る。
操作するユーザの居場所に相当する。制御回路は、位置
検出手段から位置情報を入力することで、ユーザに居場
所に応じて、より品質の高いサービスを提供することが
できる。
は、各受光手段において受光面が所定面積を持つという
要請から、受光面は多数の受光セルが2次元マトリック
ス状に配列した構成となる。このため、全ての受光セル
がフル稼動した場合には、従来のリモコン受信機よりも
はるかに大きくなってしまう。
M×N個の2次元マトリックス状に配列された受光セル
を、例えば1列おき又は2列おきなど、セル数を間引い
て動作せしめる間引き動作手段をさらに装備した。
ン受信機の復調情報などを受け取る機器)がアクティビ
ティの低いスタンバイ・モードに陥った期間中は、受信
機能がフル稼動する必要はない。そこで、間引き動作手
段は、受光面中の受光セルを間引いて動作することにし
た。この結果、リモコン受信機における消費電力を大幅
に低下させることができる。
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。
の実施例を詳解する。
外線リモコン受信システム50のハードウェア構成を模
式的に示している。該リモコン受信システム50は、赤
外線リモコン送信機51から送信される赤外線変調パル
ス信号を受信・復調して送信コマンドを解釈する以外
に、該リモコン送信機1の相対的な位置や方向を検出す
ることができる。以下、該リモコン受信システム50の
各部について説明する。
ビジョンやビデオ・デッキなどのAV(Audio V
isual)機器、あるいはエアコンなどの空調装置な
どを遠隔操作するための、一般的なリモート・コントロ
ーラである。赤外線リモコン送信機51が出力する各赤
外線変調パルス信号2a及び2bは、制御対象となる機
器の操作に適合した変調処理が施された赤外線信号であ
る。本発明を実現する上で、赤外線リモコン送信機51
自体の構成や動作特性を変更する必要は特にない。
り、赤外線リモコン送信機51から送信される赤外線変
調パルス信号2a及び2bを、それぞれ光学レンズ11
a及び11b経由で受光する。各撮像素子10a及び1
0bは、略同一構成を有するが、詳細については後述に
譲る。
ンサ信号1a及び1bは、それぞれ復調回路13及び位
置検出回路14に同時入力される。
サ信号1a及び1bを入力すると、これらを復調処理し
て、操作対象となる機器の動作制御に必要な復調情報3
として出力するようになっている。
1a及び1bを入力して、これら入力信号を基に、赤外
線リモコン送信機1との相対的な位置関係を三角原理に
従って幾何学的な演算処理を行い、位置情報4として制
御回路15に出力するようになっている。2つのセンサ
信号1a及び1bに基づいて赤外線リモコン送信機51
を位置検出する原理については後に詳解する。
とを入力して、これらの情報に応じて、様々な制御対象
#1,#2…の制御に必要な制御信号5−1,5−2…
を生成して送出するようになっている。ここで言う制御
対象#1,#2…とは、例えばテレビジョンやビデオ・
デッキなどのAV(Audio Visual)機器、
あるいはエアコンなどの空調装置など、遠隔操作機能を
備えた各種機器類のことである。本実施例では、各制御
対象#1,#2…は、赤外線リモコン送信機51の相対
位置(すなわち、リモコンを操るユーザの居場所)に応
じたサービスを提供できることが好ましい。
システム50のうち、光学レンズ11a及び11b、撮
像素子10a及び10b、位置検出回路14、並びに復
調回路13を赤外線リモコン受信機20として構成する
とともに、制御回路15及び各制御対象#1,#2…を
制御装置21として構成した。但し、本発明の要旨は係
る構成には必ずしも限定されない。
示している。
個のマトリックス状に配列された多数の受光セルで構成
される。タイミング信号発生部17は、撮像素子10内
の各受光セルを所定の形式に従って同期駆動させるため
のタイミング信号を生成する機能モジュールである。
ルの検出信号に基づくセンサ出力信号8を、後続の処理
に適した信号(図示の例では「センサ信号1」と呼ぶ)
に変換する機能モジュールである。
ンバイ(standby:待機)モード期間中における
撮像素子10の動作を規定するためのライン制御信号9
を供給するための機能モジュールである。
細に示している。同図に示すように、1つの撮像素子1
0は、受光エリア130と、演算エリア131と、タイ
ミング信号スキャナ120と、センサ出力回路121
と、ライン動作制御回路122とで構成される。
100が2次元マトリックス状に配列して構成される。
受光セル100は、赤外線リモコン送信機1が送信する
変調パルス信号2を受光する最小単位であり、後述する
ように、受光素子101と増幅部102の組み合わせで
構成される。
0及び画素読出しパルス114を伝送する制御信号が各
行毎に敷設されており、同一行の各受光セルには、動作
タイミングを規定する共通の転送パルス110及び画素
読出しパルス114が供給される。
と同数の演算セル109が同一の2次元マトリックス状
に配列して構成される。各演算セル109は、後述する
ように記憶部103と、比較部104と、出力部105
とで構成される。各演算セル109は、マトリックス上
の位置関係が対応する受光セル100による受光信号を
受け取って、演算処理するようになっている。
信号111、演算駆動パルス112、及び演算読出しパ
ルス113を伝送する制御信号が各行毎に敷設されてお
り、同一行の各演算セルには、動作タイミングを規定す
る共通の演算モード識別信号111、演算駆動パルス1
12、及び演算読出しパルス113が供給される。
演算セルに転送するための画素共通信号線106が、受
光エリア130及び演算エリア131の各列毎に敷設さ
れている。すなわち、同一列の各受光セルは、単一の画
素共通信号線106を共有しており、画素読出しパルス
114によって付勢された行に該当する受光セル100
のみが画素共通信号線106上に受光信号を送出するよ
うになっている。
力するための演算部共通信号線が、演算エリア131内
の各列毎に敷設されている。すなわち、同一列の各演算
セル109は、単一の演算部共通信号線107を共有し
ており、演算読出しパルス113によって付勢された行
に該当する演算セル109のみが演算部共通信号線10
7上に演算結果を送出するようになっている。
センサ出力回路121に供給される。センサ出力回路1
21は、センサ出力信号8をセンサ出力処理部18に外
部出力する機能モジュールである。図3に示す例では、
センサ出力回路121は、各列毎に専用のセンサ出力信
号8を備えているが、各列のセンサ出力をパラレル―シ
リアル変換して単一の出力信号線で外部出力しても構わ
ない。
ング信号発生部17から複数種類のタイミング信号7の
供給を受けて、転送パルス110、画素読出しパルス1
14、演算モード識別信号111、演算駆動パルス11
2、及び、演算読出しパルス113を生成する。これら
の信号パルスは、所定のシーケンスに従って、受光エリ
ア130及び演算エリア131の各行毎に順次供給され
る。この帰結として、各々の受光セル100及び演算セ
ル109の動作を行単位で順次規定するようになってい
る。
130及び演算エリア131の各列毎にライン動作制御
信号123を出力しており、撮像素子10外部の受信制
御回路19から供給されるライン制御信号9に応じて、
各列毎に受信セル及び演算セルを動作するか否かを規定
することができる。
は、M×N個の2次元マトリックス状に配列されたセル
による検出信号を、列単位で出力するようになってい
る。また、タイミング信号スキャナ120は、各セルに
対して演算読出しパルス113を行単位で順次供給す
る。したがって、センサ出力信号8が読み出されたタイ
ミングに基づいて、受光エリア130内のどの受光セル
100において変調パルス信号が受光されたか、すなわ
ち撮像素子10の受光面における受光位置を特定するこ
とができる。位置検出回路14では、各撮像素子11a
及び11bにおける受光位置に基づいて、三角測量の原
理により、リモコン送信機51の相対位置を算出するこ
とができる(後述)。
を詳細に示している。既に述べたように、単位セルは、
マトリックス上の位置関係が対応する受光セル100及
び演算セル109の組み合わせで構成される。
幅部102とで構成される。
代表される、光電変換機能を持つ素子で構成され、光学
レンズ11を介して入射される赤外光の強度に応じた電
子を発生するようになっている。
発生した電子を、後続の処理に適した信号レベルまで増
幅し、画素共通信号線106を介して演算セル109に
向けて出力するようになっている。
めの転送パルス110及び画素読出しパルス114の各
々を入力している。
生した電子を増幅部102へ転送するためのタイミング
を規定するパルスである。タイミング信号スキャナ12
0が、受光エリア130内の全ての受光セル109に対
して同時に転送パルス110を与えることによって、全
ての受光セルが全く同一のタイミングで受光強度を蓄積
した後、各々の増幅部102に転送することができる。
102における増幅信号を画素共通信号線106上に送
出するためのタイミングを規定するパルスである。前述
及び図3に示すように、画素読出しパルス114を供給
するための制御信号は、受光エリア130内の各行毎に
敷設されている。したがって、タイミング信号スキャナ
120が各行毎に画素読出しパルス114を順次出力す
ることによって、各一行毎の受信セル100による検出
出力が、演算エリア131内の対応行の各演算セル10
9に画素共通信号線106経由で一斉に供給される。
と、比較部104と、出力部105とで構成される。
由で対応する受光セル100から転送されてくる信号を
一旦蓄積する。また、比較部104は、記憶部に保持さ
れた最新の信号を、別の記憶された信号と比較する。
号を同時に記憶することが可能である。より具体的に
は、記憶部103は、画素共通信号線106を介して転
送されてきた信号を、演算モード識別信号111によっ
て指定された記憶領域に保存するようになっている。ま
た、比較部104において比較される信号の組み合わせ
も、演算モード識別信号111によって指定される。
入力に応答して、記憶部から最新の信号と、指定された
記憶領域に保存された過去の信号とを取り出して、両信
号を大小比較する。比較結果は出力部105に送出され
る。
の入力に応答して、比較部104から受け取った比較結
果を、演算部共通信号線107経由でセンサ出力回路1
21に出力する。演算読出しパルス113を供給するた
めの制御信号は、演算エリア131内の各行毎に敷設さ
れている。したがって、タイミング信号スキャナ120
が各行毎に演算読出しパルス113を順次出力すること
によって、演算セル109による演算出力が、一行単位
で一斉に読み出されることになる。
性を規定するタイミング・チャートを示している。
ル109に対して同一のタイミングで供給される。この
結果、全ての受光セル109は、全く同一のタイミング
で受光強度を蓄積し、各々の増幅部102に転送する。
算モードを指定する演算モード識別信号を一斉に転送す
る。
は、まず、第1行目の受光セル100に対して画素読出
しパルスを供給する。この結果、当該行上の各受光セル
100の増幅部102は、増幅した受光信号を画素共通
信号線106経由で対応する演算セル109に対して出
力する。
は、第1行目の演算セル109に対して演算駆動パルス
112を供給する。この結果、当該行上の各演算セル1
09では、比較部104が記憶部103から信号を取り
出して、比較演算処理する。
が、第1行目の演算セル109に対して演算読出しパル
ス113を供給することによって、当該行上の各演算セ
ル109の出力部105は、比較部104における比較
結果を、演算部共通信号線107上に送出する。この結
果、センサ出力回路121は、第1行目の各受光セル1
00における検出結果を受信することができる。
は、第2行目、第3行目、…、第M行目という具合に、
上述と同様に、行単位で画素読出しパルス114、演算
駆動パルス112、及び演算読出しパルス113を順次
供給する。この結果、センサ出力回路121は、各行毎
の受光セル100における検出結果を、演算部共通信号
線107を介して順次受信することができる。
解している。
後尾に終了コードをそれぞれ持つ。また、これらのパル
ス幅は、通常の信号に比し、充分に長いものとする。
まれた期間で、ON(ハイ・レベル)とOFF(ロー・
レベル)の組み合わせによって、所望の信号を表現する
ようになっている。図6に示す例では、開始コードと終
了コードの間には、”1”,”0”,”1”の順で信号
が挿入されている。
では以下のような手順に従って復調処理する。
じめ定められたリモコンの変調速度よりも2倍以上の速
度に設定する。そして、この設定速度に対応した周波数
をサンプリング周波数として設定する。このサンプリン
グ周波数は、図5で示した転送パルスの周波数となり、
この周波数を以って、撮像素子10内の全てのセル10
0,109が同期的に動作し、センサ信号1が得られ
る。
51が動作していないときの受光セル100の出力を、
基準信号として演算セル109内の記憶部103の所定
領域に記憶しておく。演算セル109内では、この基準
信号と、サンプリングによって受光セル100から逐次
転送されてくる信号とを比較するように、演算モードを
設定することができる。
ル100でサンプリングされた信号は、当然にして、あ
らかじめ記憶されている基準信号よりも強度が大きい。
したがって、比較部104における比較演算の結果、ハ
イ・レベルの信号を出力することになる。
受光セル100によるサンプリング信号は基準信号と略
同一の強度となる。したがって、比較部104における
比較演算の結果、ロー・レベルの信号を出力することに
なる。
赤外光パルス信号のON/OFFに応じたセンサ出力信
号8が撮像素子10から出力されることになり、変調パ
ルスを復調処理することが可能である。
送信機51の動作中は常に同一の受光セル100が赤外
光信号を受光するような構成であれば、その仕組みは理
解容易であろう。しかしながら、一般には、リモコン送
信機51はユーザが掌上で操作するので、言い換えれば
リモコン送信機51は絶えず動いており、撮像素子10
上の複数の受光セル100にまたがって赤外光を受信す
ることになるので、注意を要する。
00及び演算セル109の組み合わせ毎に独立した検出
出力として観察してしまうと、開始コードから信号コー
ド、そして終了コードが一貫して得られなくなるので、
復調処理も不可能になってしまう。
全ての受光セル100及び演算セル109の組み合わせ
から出力されるセンサ出力信号8の論理和として観察す
ることにしている。この結果、受光エリア130内のい
ずれかの受光セル100において赤外光パルスを受光し
ている限り、開始コードから終了コードに至るまで、漏
れなく検出することができるので、復調処理が可能とな
る。より具体的には、図1に示した復調回路13におい
て、このような処理が行われ、正しい復調結果が得られ
るようになっている。
装置21が電源オフのスタンバイ(待機)モードの期間
中は、撮像素子10内の全ての受光セル100及び演算
セル109を動作させ続ける必要はない。むしろ、消費
電力節減のためには、動作セル数を極力少なくすること
が好ましい。
の場合、各々の撮像素子10a,10bは、多数の受光
セル100及び演算セル109で構成されるので(図3
を参照のこと)、全セルをフル稼動させたときの消費電
力は、従来のリモコン受信機よりもはるかに大きくなっ
てしまう。
ドのようにリモコン受信機20及び/又は制御装置21
のアクティビティが低下している期間中は、マトリック
ス状に配列された受光セル100及び/又は演算セル1
09を、1列おき又は2列おきといった具合に、駆動す
るセルを間欠的に間引いた「間引き動作」を行うことに
よって、低消費電力化を図るようにした。動作する一部
の受光セル100において受光しさえすれば、信号の復
調処理は可能である。逆に、スタンバイ・モードから通
常モードに復帰したときには、全てのセルを駆動させる
ようにすればよい。
ン動作制御回路122によって実現される。すなわち、
ライン動作制御回路122は、図2に示す受信制御回路
19から入力するライン制御信号9がアサートされたこ
とに応じて、適切なライン動作制御信号123を受光セ
ル100及び演算セル109の各列に対して供給し、動
作する受光・演算セルのラインすなわち列を間引いた
「間引き動作」を行わしめるようになっている。
は、例えば、最後に変調パルス信号を受光してから所定
期間を経過したことや、制御装置21や制御対象16−
1…の電源がオフされたこと(又はこれらの機器自体が
スタンバイ・モードに移行したこと)などに応答して行
うことができる。逆にスタンバイ・モードから通常モー
ドへの復帰は、新たに変調パルス信号が入射されたこと
や、制御装置21や制御対象に電源が再投入されたこと
(又は、これらの機器自体がスタンバイ・モードから動
作を再開したこと)などに応答して行うことができる。
の位置情報を利用して、リモコン送信機51とリモコン
受信機20との相対位置を検出するための原理について
説明する。
11bから距離Dだけ離れた場所から赤外線変調パルス
信号を送信しているリモコン送信機51の相対位置を検
出する仕組みを図解している。
定義する。
を結ぶ線分の中点上で、その線分と直交する直線をZ軸
とする。さらに、Z軸上で、受光機20から遠ざかる方
向にある地点を仮想的な原点(0,0,0)として設定
する。Z軸は、各光学レンズ11a及び11bの光軸と
は平行に走ることになる。
交わり、各光学レンズ11a及び11bの中心を結ぶ線
分に平行する直線をX軸として設定する。この場合、Y
軸は、原点(0,0,0)において紙面に直行する方向
に伸びる直線となる。
0a及び光学レンズ11a、並びに、撮像素子10b及
び光学レンズ11bの拡大図が示されている。
受光方向後方に、光学レンズ11a及び11bの焦点距
離fだけ離れた位置に配設されている。
学レンズ11aの光軸からX軸方向にh1だけ離れた位
置の受光セル100にて変調パルス信号を受光し、ま
た、撮像素子10bは、光学レンズ11bの光軸からX
軸方向に−h2だけ離れた位置の受光セル100にて変
調パルス信号を受光しているものとする。これら、変調
パルス信号を受光する受光セルの位置を、「変調パルス
・スポット位置」と呼ぶことにする。
常、点ではなく、所定の半径を持つ略円形である。撮像
素子10a,10bの撮像面における受光スポットが2
以上の受光セルにまたがるような場合には、それらの受
光セルの重心位置を変調パルス・スポット位置として用
いることにする。
間距離をBとおくと、光学レンズ11a及び11bから
赤外線リモコン送信機51までの間隔Dは、幾何学的な
計算に基づき、以下の式で与えられる。
位置X1は、以下の式で与えられる。
位置Y1は、図9に示すようなYZ平面上に位置関係に
より、幾何学計算に基づいて、以下の式で与えられる。
ルス信号を受光する受光セルの、Y軸方向における光学
レンズ11aの光軸からのずれ量、すなわちY軸方向オ
フセットである。撮像素子10aの撮像面における受光
スポットが2以上の受光セルにまたがるような場合に
は、それら受光セルの重心位置のY軸方向オフセットが
v1となる(同上)。
面から光学レンズ11a及び11bまでの距離をD0と
おくと、赤外線リモコン送信機51のZ座標位置Z1
は、以下の式で与えられる。
における赤外線リモコン送信機51の座標位置(X1,
Y1,Z1)を決定することができる。さらに、この結
果に基づいて赤外線リモコン受信機20及び制御装置2
1に対する赤外線リモコン送信機51の相対位置、すな
わちユーザの居場所を特定することができる。リモコン
による各制御対象16−1,16−2…においては、ユ
ーザの居場所に応じて、より品質の高いサービスを提供
することができる。
ビ・システムに応用した例について説明する。図10に
は、該テレビ・システムの外観構成を図解している。
本体であり、地上波、衛星放送(BS)、衛星通信(C
S)、ケーブル・テレビ、ビデオ・テープ、ビデオ・デ
ィスクなど、様々な映像媒体から供給される映像を表示
することができる。
クである。コントロール・アンプ201によって、テレ
ビジョン200並びにスピーカ201の駆動を制御する
ことができる。また、映像媒体の受信、再生、選択など
のユーザ操作も行えるようになっている。
り、コントロール・アンプ201から出力される音声電
気信号を人間の耳で聞こえる、すなわち聴覚可能な形態
に変換する働きをする。本テレビ・システムの場合、こ
のコントロール・アンプ201が、図1に示した制御回
路15及び制御対象16に相当する。
り、その実体は図1に示した受信機20に相当する。す
なわち、赤外線リモコン受信機203は、撮像素子1
0、光学レンズ11、復調回路13、位置検出回路14
の各々に相当する機能モジュールを備えている。
ーザ210が、テレビ200の正面位置のソファ204
に座ったとする。この場合、テレビ200、スピーカ2
02a及び202bと、ユーザ210との相対的な位置
関係は、理想的な2等辺3角形に近くなり、左右のスピ
ーカ202a及び202bの音量バランスがほぼ均一に
なるように調整すればよい。
てテーブル205に向かって何かの作業をしながらテレ
ビ200を視聴するような場合には、上述のような正面
位置のソファー204に座っているときとは、相対位置
が明らかに異なる。したがって、左右スピーカ202a
及び202bの音量、バランス、あるいは、テレビ20
0の明るさやコントラストなどを、椅子206に座って
いるユーザに応じて最適な状態に再調整する必要があ
る。
作業を個別に行っていたのでは、非常に面倒であり、再
調整することを忘れたり省いたりしてしまうことがあ
る。調整を行わないと、必然的に、最適な状態でテレビ
映像を楽しむことができなくなってしまう。
モコン・システム50を導入する。すなわち、ユーザ
は、手許に持った赤外線リモコン送信機51(図10で
は図示しない)を操作する、すなわちリモコン操作用の
変調パルス信号を送信するだけで、赤外線リモコン受信
機203では、受信信号をコントロール・アンプ201
が処理して、ユーザの位置を自動的に検出し、音量、バ
ランス、明るさ、コントラストといった必要な各項目を
同時に最適値に調整することができる。
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示とい
う形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈
されるべきではない。本発明の要旨を判断するために
は、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきで
ある。
赤外線リモコンの送信機と受信機間の相対的な位置関係
を検出・把握することができる、優れた位置検出技術を
提供することができる。
受信用の機構を活用してリモコン送信機及び受信機間の
相対的な位置関係を検出・把握することができる、優れ
た位置検出技術を提供することができる。
器に対する遠隔操作を行う場合に、機器操作するための
機構を活用することによって操作対象の相対的な位置関
係を把握することができる。言い換えれば、位置の入力
や指定をユーザが行うことなしに、位置関係に依存した
操作を自動的に行うことができる。
と位置検出信号とを単一の機構によって受信することか
できる、リモコン向けの優れた位置検出技術を提供する
ことができる。
わたるような場合、位置検出を自動的に行うので操作忘
れや漏れをなくすことができる。
いる場合、赤外線受信機側においてのみ位置検出と変調
コード復調のための撮像素子を加えるだけで、リモコン
の位置検出機構を構成することができる。赤外線送信機
側には特段の設計変更を必要としない。一般に、送信機
側はユーザの掌で操作する性格を有するので、位置検出
の伴なう部品点数の増加や重量の増大を要しないことが
好ましい。
おいては、いわゆる「スタンバイ(待機)」モード期間
中は、受信用の撮像素子を間引き動作によって間欠的に
駆動させることにより、無駄な電力消費を抑制すること
ができる。
信システム50のハードウェア構成を模式的に示した図
である。
図である。
ック図である。
ブロック図である。
イミング・チャートを示した図である。
れた場所から赤外線変調パルス信号を送信しているリモ
コン送信機51の相対位置を検出する仕組みを説明する
ための図である。
れた場所から赤外線変調パルス信号を送信しているリモ
コン送信機51の相対位置を検出する仕組みを説明する
ための図である。
ン送信機51、並びに、光学レンズ11a及び撮像素子
10aの位置関係を説明するための図である。
たテレビ・システムの外観構成を描写した図である。
Claims (14)
- 【請求項1】赤外線リモコンの送信機と受信機間の相対
的な位置関係を検出するための位置検出システムであっ
て、 所定面積の受光面を有し、赤外線リモコン送信機から送
られてくる変調パルス信号の受光位置及び受光強度に応
じた検出信号を出力する、2以上の受光手段と、 前記2以上の受光手段のうち少なくとも1つから検出信
号を受け取って変調パルス信号を復調する復調手段と、 前記受光手段の各々の受光面における変調パルス信号の
受光位置に基づいて前記赤外線リモコン送信機の位置を
検出する位置検出手段と、を具備することを特徴とする
位置検出システム。 - 【請求項2】前記受光手段の受光面は、M×N個の受光
セルを2次元マトリックス状に配列して構成されること
を特徴とする請求項1に記載の位置検出システム(但
し、M及びNは正の整数とする)。 - 【請求項3】前記位置検出手段は、三角測量の原理に従
って、各受光手段の受光面上における受光位置を基に前
記赤外線リモコン送信機の相対位置を算出することを特
徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 【請求項4】さらに、前記復調手段からの復調情報と前
記位置検出手段からの位置情報とを受け取って、所定の
制御対象に対して復調情報が指示する動作を位置情報に
応じた形態で実行せしめる制御手段を具備することを特
徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 【請求項5】前記受光手段の受光面は、M×N個の受光
セルを2次元マトリックス状に配列して構成され(但
し、M及びNは正の整数とする)、 さらに、前記受光面上の一部の受光セルが駆動を停止し
た間引き動作を実現する間引き動作手段を具備すること
を特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 【請求項6】前記受光手段の受光面は、M×N個の受光
セルを2次元マトリックス状に配列して構成され(但
し、M及びNは正の整数とする)、 さらに、前記赤外線リモコン受信機及び/又は前記制御
手段におけるアクティビティの変化に応答して、前記受
光面上の一部の受光セルが駆動を停止した間引き動作を
実現する間引き動作手段を具備することを特徴とする請
求項4に記載の位置検出システム。 - 【請求項7】赤外線リモコンの送信機と受信機間の相対
的な位置関係を検出するための位置検出方法であって、
(a)、所定面積を有する2以上に受光面にて赤外線リ
モコン送信機から送られてくる変調パルス信号を受光し
て、各受光面における受光位置及び受光強度に応じた検
出信号を出力するステップと、(b)前記ステップ
(a)における少なくとも1つの受光面から得られた検
出信号に基づいて変調パルス信号を復調するステップ
と、(c)前記2以上の受光面の各々における変調パル
ス信号の受光位置に基づいて前記赤外線リモコン送信機
の位置を検出するステップと、を具備することを特徴と
する位置検出方法。 - 【請求項8】前記受光面の各々は、M×N個の受光セル
を2次元マトリックス状に配列して構成されることを特
徴とする請求項7に記載の位置検出方法(但し、M及び
Nは正の整数とする)。 - 【請求項9】前記ステップ(c)では、三角測量の原理
に従って、各受光手段の受光面上における受光位置を基
に前記赤外線リモコン送信機の相対位置を算出すること
を特徴とする請求項7に記載の位置検出方法。 - 【請求項10】さらに、(d)前記ステップ(b)にお
いて出力される復調情報と前記ステップ(c)において
出力される位置情報に基づいて、所定の制御対象に対し
て復調情報が指示する動作を位置情報に応じた形態で実
行せしめるステップ、を具備することを特徴とする請求
項7に記載の位置検出方法。 - 【請求項11】前記受光面の各々は、M×N個の受光セ
ルを2次元マトリックス状に配列して構成され(但し、
M及びNは正の整数とする)、 さらに、前記受光面上の一部の受光セルが駆動を停止し
た間引き動作を実現するステップを具備することを特徴
とする請求項7に記載の位置検出方法。 - 【請求項12】前記受光面の各々は、M×N個の受光セ
ルを2次元マトリックス状に配列して構成され(但し、
M及びNは正の整数とする)、 さらに、前記赤外線リモコン受信機及び/又は前記ステ
ップ(d)におけるアクティビティの変化に応答して、
前記受光面上の一部の受光セルが駆動を停止した間引き
動作を実現するステップを具備することを特徴とする請
求項10に記載の位置検出方法。 - 【請求項13】赤外線リモコン送信機から送られてくる
変調パルス信号を受信処理するための赤外線リモコン受
信機であって、 M×N個の受光セルを2次元マトリックス状に配列して
構成される受光面を有して受光強度に応じた検出信号を
出力する受光手段と、 前記受光手段から検出信号を受け取って変調パルス信号
を復調する復調手段と、 前記受光面上の一部の受光セルが駆動を停止した間引き
動作を実現する間引き動作手段と、 を具備することを特徴とする赤外線リモコン受信機。 - 【請求項14】前記間引き動作手段は、前記赤外線リモ
コン受信機及び/又は前記制御手段におけるアクティビ
ティの変化に応答して前記間引き動作を実行することを
特徴とする請求項13に記載の赤外線受信機。
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