JP2009194447A - リモートコントローラ位置検出装置、リモートコントローラ位置検出システム、リモートコントローラ位置検出方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リモートコントローラと、リモートコントローラから送信される電磁波を受信する受信部との位置関係を迅速かつ簡潔に把握することが可能なリモートコントローラ位置検出装置、リモートコントローラ位置検出システム、リモートコントローラ位置検出方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】超音波を発信するリモートコントローラ１００から超音波を受信し、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部２１２、２１４、２１６と、複数の超音波受信部の相互間距離と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度とに基づいて、超音波受信部が配置された水平面に対するリモートコントローラの存在方向を算出する存在方向算出部２２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、リモートコントローラ位置検出装置、リモートコントローラ位置検出システム、リモートコントローラ位置検出方法及びプログラムに関する。

リモートコントローラ（遠隔操作装置）は、テレビ受像機（ＴＶ）、セットトップボックス（ＳＴＢ）、空気調和機（エアコン）、無線操縦式の玩具又は照明器具等の機器を遠隔操作する。リモートコントローラには、操作部と信号を発信する発信部とが設けられ、操作部は、例えば、操作用のボタンやタッチパネルであり、発信部は、ユーザーの操作部における操作に対応して、例えば赤外線などの電磁波を受信機側に発信する。受信機は、電磁波を受信することによって、操作内容に応じた処理を実行する。

また、リモコンが操作信号を受信機に送るだけでなく、例えば、特許文献１には、リモートコントローラと受信機との相対位置関係を検出し、把握する技術が開示されている。特許文献１の技術では、受信機にＭ×Ｎの受光セルが２次元マトリクス状に配列された撮像素子を用いている。

特開２００１−１９７５７７号公報

リモートコントローラと受信機との相対位置関係は、ユーザーがリモートコントローラを操作する際のユーザーと受信機との位置関係に対応している。そして、この位置関係が分かることによって、例えば、ＴＶやＳＴＢでは、ユーザーの位置に応じて音量やＴＶ画面の向きを変えたりすることができ、エアコンでは、ユーザーの位置に応じて送風の向きや風量を調整したりすることができる。

従って、リモートコントローラと受信機との相対位置関係、例えば、リモートコントローラと受信機の距離や、受信機から見たリモートコントローラの方向がより正確に分かることで、受信機を備えた機器の機能や、機器によるサービスの提供を更に充実させることができる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リモートコントローラと、リモートコントローラから送信される電磁波を受信する受信部との位置関係を迅速かつ簡潔に把握することが可能な、新規かつ改良されたリモートコントローラ位置検出装置、リモートコントローラ位置検出システム、リモートコントローラ位置検出方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信し、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部と、複数の超音波受信部の相互間距離と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度とに基づいて、超音波受信部が配置された水平面に対するリモートコントローラの存在方向を算出する存在方向算出部とを備えるリモートコントローラ位置検出装置が提供される。

電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信する電磁波受信部と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度とに基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部とを更に備えてもよい。

上記電磁波受信部が受信した電磁波に基づいて、機器の動作を指示するコマンド信号を生成するコマンド処理部を更に備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信する超音波受信部と、電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信する電磁波受信部と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部とを備えるリモートコントローラ位置検出装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、超音波を発信する超音波発信部を有するリモートコントローラと、超音波発信部から発信された超音波を受信し、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部と、複数の超音波受信部の相互間距離と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度とに基づいて、超音波受信部が配置された水平面に対するリモートコントローラの存在方向を算出する存在方向算出部とを有する受信装置とを備えるリモートコントローラ位置検出システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、リモートコントローラは、電磁波を発信する電磁波発信部を更に有し、受信装置は、電磁波発信部から発信された電磁波を受信する電磁波受信部と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部とを更に有してもよい。

上記受信装置は、電磁波受信部が受信した電磁波に基づいて、機器の動作を指示するコマンド信号を生成するコマンド処理部を更に有してもよい。

上記存在方向算出部が算出したリモートコントローラの存在方向、又は距離算出部が算出したリモートコントローラまでの距離に基づいて、音声出力装置の音量、画像出力装置の映像の大きさ、回転駆動する回転駆動装置の回転方向、又は送風装置の風量若しくは送風方向を制御する制御装置を更に備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、超音波を発信する超音波発信部と、電磁波を発信する電磁波発信部とを有するリモートコントローラと、超音波発信部から発信された超音波を受信する超音波受信部と、電磁波発信部から発信された電磁波を受信する電磁波受信部と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部とを有する受信装置とを備えるリモートコントローラ位置検出システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信するステップと、複数の超音波受信部の相互間距離と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度とに基づいて、超音波受信部が配置された水平面に対するリモートコントローラの存在方向を算出するステップとを含むリモートコントローラ位置検出方法が提供される。

電磁波受信部が、電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信するステップと、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出するステップとを更に含んでもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信するステップと、電磁波受信部が、電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信するステップと、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出するステップとを含むリモートコントローラ位置検出方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信するステップ、複数の超音波受信部の相互間距離と、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度とに基づいて、超音波受信部が配置された水平面に対するリモートコントローラの存在方向を算出するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

電磁波受信部が、電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信するステップ、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出するステップを更にコンピュータに実行させてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから超音波を受信するステップ、電磁波受信部が、電磁波を発信するリモートコントローラから電磁波を受信するステップ、超音波受信部が超音波を受信した受信時刻と、電磁波受信部が電磁波を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び電磁波の伝播速度に基づいて、リモートコントローラまでの距離を算出するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、リモートコントローラと、リモートコントローラから送信される電磁波を受信する受信部との位置関係を迅速かつ簡潔に把握することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るリモートコントローラ検出位置システムについて説明する。図１は、本実施形態に係るリモートコントローラ検出位置システムを示すブロック図である。

本実施形態のリモートコントローラ位置検出システムは、リモートコントローラ１００、受信部２０２を有する受信機２００などからなる。本実施形態によれば、リモートコントローラ１００と受信部２０２との位置関係を明確に把握することができる。

リモートコントローラ１００は、受信部２０２に対して赤外線及び超音波を発信する。赤外線はユーザーによる操作に基づいた操作信号から生成された赤外線も含んでいる。そして、受信部２０２は、リモートコントローラ１００から赤外線及び超音波を受けて、受信部２０２から見たリモートコントローラ１００の存在方向や、リモートコントローラ１００との距離を算出する。また、受信部２０２は、受信した赤外線に基づいて、受信機２００の動作を制御する。赤外線は、ユーザーによるリモートコントローラ１００の操作に基づいて発信される。

なお、赤外線は、電磁波の一例であり、本実施形態では電磁波が赤外線である場合について説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、電磁波は、赤外線以外の他の電磁波を利用してもよい。

まず、本実施形態のリモートコントローラ１００について説明する。リモートコントローラ１００は、図１に示すように、操作部１０２と、制御部１０４と、赤外線発信部１０６と、超音波発信部１０８などからなる。
操作部１０２は、ユーザーによるリモートコントローラ１００の操作によって操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部１０４に送る。
制御部１０４は、操作部１０２から操作信号を受けて、操作信号に応じて赤外線駆動信号、超音波駆動信号を生成する。制御部１０４は、生成した赤外線駆動信号を赤外線発信部１０６に送り、超音波駆動信号を超音波発信部１０８に送る。
赤外線発信部１０６は、制御部１０４から赤外線駆動信号を受けて、赤外線駆動信号に基づいて赤外線信号を外部に発信する。
超音波発信部１０８は、制御部１０４から超音波駆動信号を受けて、超音波駆動信号に基づいて超音波信号を外部に発信する。なお、本実施形態においては、超音波発信部１０８から発信される超音波信号の周波数は、例えば８０ｋＨｚである。

また、リモートコントローラ１００は、例えば、図２に示すような外観を有する。図２は、本実施形態に係るリモートコントローラ１００を示す斜視図である。
リモートコントローラ１００は、複数の操作ボタン１０３を有しており、操作ボタン１０３が操作部１０２の入力部分に該当する。操作ボタン１０３がユーザーによって押下されると、操作部１０２は対応する操作信号を生成して、制御部１０４に当該操作信号を送る。
リモートコントローラ１００の前面には、赤外線発信部１０６と超音波発信部１０８の出力部分が露出して並列して配置されている。赤外線発信部１０６と超音波発信部１０８は、図２に示すように例えば同一水平面に設けられる。

次に、本実施形態の受信機２００について説明する。受信機２００は、リモートコントローラ位置検出装置又は受信装置の一例であり、図１に示すように、受信部２０２と、機器制御部２０４と、駆動部２０６などからなる。受信機２００は、例えばテレビ受像機（ＴＶ）であり、受信機２００には、センサ部分が外部に面するように受信部２０２が内蔵されたり、外付けされたりする。

そして、受信部２０２は、図１に示すように、赤外線センサ（Ｉ０）２１０と、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６と、コマンド処理部２１８と、リモコン位置検出部２２０などからなる。

赤外線センサ（Ｉ０）２１０は、電磁波受信部の一例であり、赤外線発信部１０６から赤外線を受け、赤外線センサ信号を生成する。赤外線センサ（Ｉ０）２１０は、生成した赤外線センサ信号をコマンド処理部２１８及びリモコン位置検出部２２０に送る。
超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６は、超音波受信部の一例であり、超音波発信部１０８から超音波を受け、それぞれが超音波センサ信号を生成する。そして、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６は、それぞれ超音波センサ信号をリモコン位置検出部２２０に送る。

コマンド処理部２１８は、赤外線センサ（Ｉ０）２１０から赤外線センサ信号を受け、コマンド信号を生成する。コマンド処理部２１８は、生成したコマンド信号を機器制御部２０４に送る。コマンド信号は、機器の動作を指示する。

リモコン位置検出部２２０は、赤外線センサ（Ｉ０）２１０から赤外線センサ信号を受け、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６から超音波センサ信号を受ける。

リモートコントローラ位置検出部２２０は、存在方向算出部の一例であり、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６の相互間距離（図３の距離Ｄ）と、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６のそれぞれが超音波を受信した受信時刻の時間差と、超音波の伝播速度Ｖとに基づいて、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６が配置された水平面に対するリモートコントローラ１００の存在方向を算出する。算出結果の存在方向は、例えば角度である。

また、リモコン位置検出部２２０は、距離算出部の一例であり、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６が超音波を受信した受信時刻と、赤外線センサ（Ｉ０）２１０が赤外線を受信した受信時刻との時間差と、超音波の伝播速度及び赤外線の伝播速度に基づいて、受信部２０２からリモートコントローラ１００までの距離を算出する。
そして、リモートコントローラ位置検出部２２０は、算出した算出結果をリモートコントローラ位置検出データとして、例えば機器制御部２０４に送る。

受信部２０２は、例えば、図３に示すような外観を有する。図３は、本実施形態の受信部２０２を示す斜視図である。受信部２０２の前面には、赤外線センサ（Ｉ０）２１０と、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６が、互いに離隔して配置され、それぞれが同一水平面に配置される。受信部２０２の前面を正面から見たとき、赤外線センサ（Ｉ０）２１０は右上に設けられ、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２は左下に設けられ、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４は右下に設けられ、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６は左上に設けられる。左右の列の間隔Ｄと、上下の列の間隔Ｄは、例えば同じ値であり、本実施形態では例えばＤ＝２０ｍｍである。

機器制御部２０４は、コマンド処理部２１８からコマンド信号を受け、リモコン位置検出部２２０からリモコン位置検出データを受ける。機器制御部２０４は、コマンド信号、リモコン位置検出データに基づいて、駆動信号を生成し、生成した駆動信号を駆動部２０６に送る。

駆動部２０６は、機器制御部２０４から駆動信号を受ける。駆動部２０６は、例えば、受信機２００がＴＶである場合は、ＴＶに設けられた音声出力部であったり、台座の回転駆動部であったりし、音量の変更や、台座の回転を行なう。また、駆動部２０６は、画像出力部でもよく、画像の大きさの変更を行なう。

なお、本実施形態では、機器制御部２０４と駆動部２０６は、受信機２００に含まれる構成として説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、機器制御部２０４と駆動部２０６は、受信機２００とは別体であって、機器制御部２０４と駆動部２０６によって制御装置を構成するとしてもよい。
なお、リモートコントローラ１００、受信機２００における一連の処理は、ハードウェアで処理してもよいし、コンピュータ上のプログラムによるソフトウェア処理で実現してもよい。

次に、本実施形態に係るリモートコントローラ検出位置システムの動作について説明する。

まず、図１を参照しながら、本実施形態のリモートコントローラ１００の動作について説明する。
まず、ユーザーがリモートコントローラ１００を操作すると、操作部１０２が操作内容に応じた操作信号を生成し、制御部１０４に操作信号を送る。制御部１０４は、操作信号に基づいて、赤外線駆動信号、超音波駆動信号を生成し、生成した赤外線駆動信号を赤外線発信部１０６に送り、生成した超音波駆動信号を超音波発信部１０８に送る。赤外線発信部１０６は、赤外線駆動信号を赤外線信号に変換し、赤外線信号を外部に発信し、超音波発信部１０８は、超音波駆動信号を超音波信号に変換し、超音波信号を外部に発信する。このとき、赤外線信号と超音波信号は同時に発信される。

引き続き、図１を参照しながら、本実施形態の受信機２００の動作について説明する。
リモートコントローラ１００から同時に発信された赤外線信号と超音波信号のうち、赤外線信号は、赤外線センサ（Ｉ０）２１０で受信され、超音波信号は、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４と、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６で受信される。

赤外線センサ（Ｉ０）２１０で受信された赤外線信号と、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６で受信された超音波信号は、リモコン位置検出部２２０で処理される。そして、次の３ステップの処理によってリモートコントローラ１００の位置検出が行われる。

（ステップ１）受信時刻の時間差の算出
リモコン位置検出部２２０は、赤外線センサ（Ｉ０）２１０における赤外線信号の受信時刻と、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６における超音波信号の受信時刻を検出する。受信時刻の時間差の一例を図４に示す。図４は、本実施形態の受信部２２０におけるセンサ信号の波形を示す説明図である。

赤外線の伝播速度Ｃ（＝約３×１０^８ｍ／ｓ）は、空気中の超音波の伝播速度Ｖ（＝約３４３ｍ／ｓ）に比べて十分に速いため、まず赤外線信号が検出され、続いて超音波信号が検出される。図４で示す例では、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２の順に超音波信号が検出される。なお、超音波信号の検出順はこの例に限定されない。また、検出順が異なる場合でも本実施形態は以下の計算を適用することができる。

リモコン位置検出部２２０は、赤外線センサ（Ｉ０）２１０における赤外線信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_０を算出し、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４における超音波信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_Ｘを算出し、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６における超音波信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_Ｙを算出する。

（ステップ２）リモートコントローラ１００までの距離の検出
次に、リモコン位置検出部２２０は、受信部２０２からリモートコントローラ１００までの距離Ｌを算出する。距離Ｌは次式（数式１）で表わされる。

但し、赤外線の伝播速度Ｃ（＝約３×１０^８ｍ／ｓ）は、空気中の超音波の伝播速度Ｖ（＝約３４３ｍ／ｓ）に比べて十分に速いため、数式１は、次式（数式２）で近似できる。

リモコン位置検出部２２０は、数式２に従って、赤外線センサ（Ｉ０）２１０における赤外線信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_０の値と、超音波の伝播速度Ｖに基づいて、受信部２０２からリモートコントローラ１００までの距離Ｌを算出する。

（ステップ３）リモートコントローラ１００の存在方向の算出
リモコン位置検出部２２０は、まず、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４とを結ぶ線分と、超音波発信部１０８からの超音波の伝播方向とのなす角度θを算出する。図５は、超音波伝播方向を算出するための超音波の波動と超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２及び超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４の位置関係を示す説明図である。

リモコン位置検出部２２０は、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４における超音波信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_Ｘに基づいて、超超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波発信部１０８の３点で構成される平面上で定義されるリモコンの存在方向である角度θを算出する。

リモートコントローラ１００までの距離Ｌが、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４との間隔Ｄ（＝２０ｍｍ）に比べて十分に大きいとすると、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４に到達する超音波信号は、ほぼ平行に伝播すると考えてよい。従って、図５に示すように、角度θと時間差Ｔ_Ｘの間には、次式（数式３）が成立する。

リモコン位置検出部２２０は、数式３に従って、時間差Ｔ_Ｘと、超音波の伝播速度Ｖと、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４との間隔Ｄに基づいて、角度θを算出する。

また、リモコン位置検出部２２０は、角度θの計算手順と同様の方法によって、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６とを結ぶ線分と、超音波発信部１０８からの超音波の伝播方向とのなす角度φを算出する。

リモコン位置検出部２２０は、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６における超音波信号の受信時刻から、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２における超音波信号の受信時刻までの時間差Ｔ_Ｙに基づいて、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６、超音波発信部１０８の３点で構成される平面上で定義されるリモコンの存在方向である角度φを算出する。角度φと時間差Ｔ_Ｙの間には、次式（数式４）が成立する。

次に、リモコン位置検出部２２０は、角度θと角度φに基づいて、リモートコントローラ１００の存在方向を示す水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを算出する。図６は、水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを算出するための超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２とリモートコントローラ１００の存在方向Ｏ→Ａを示す説明図である。

図６において、超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２の位置は原点Ｏであり、リモートコントローラ１００の存在方向はＯ→Ａで示される。また、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４はｘ軸上に配置され、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６はｙ軸上に配置されるものとすると、角度θ、角度φ、水平角度Ｐ、垂直角度Ｔの間には、以下の数式５〜数式８が成立する。

これらの数式５〜数式８によれば、角度θ及び角度φの値から、水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを一意に決定することができる。リモコン位置検出部２２０は、数式５〜数式８に基づいて、水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを算出する。
そして、リモコン位置検出部２２０は、受信部２０２からリモートコントローラ１００までの距離Ｌや、リモートコントローラ１００の存在方向としての水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを、リモコン位置検出データとして機器制御部２０４に送る。

一方、コマンド処理部２１８では、赤外線センサ信号が入力されると、リモートコントローラ１００の操作内容を識別し、対応するコマンド信号を機器制御部２０４に送信する。

機器制御部２０４は、コマンド処理部２１８から受信したコマンド信号に基づいて、例えば受信機２００がＴＶである場合は、チャンネル切り替え、電源入り切り等の該当する処理を実行する。
また、機器制御部２０４は、リモコン位置検出部２２０から受信したリモコン位置検出データを駆動部２０６に送る。機器制御部２０４はリモコン位置検出データに基づいて、受信機２００がＴＶである場合は、例えば（１）リモートコントローラ１００までの距離に応じて音量を増減したり、（２）リモートコントローラ１００の水平角度に応じて、台座の回転角度を調整したりする。こうした駆動部２０６の動作によってＴＶの音量と方向が調整され、ユーザーはユーザーの位置に適したＴＶの視聴をすることができる。

以上、本実施形態によれば、リモートコントローラ１００の通信手段として、赤外線信号と超音波信号を用い、両者の受信時刻のずれに基づいて、受信部２０２からリモートコントローラ１００までの距離を算出する。また、３つの超音波センサ（超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６）での超音波信号の受信時刻のずれに基づいて、リモートコントローラ１００の存在方向を検出する。これらの算出結果によって、リモートコントローラ１００の３次元空間上の位置を特定することができるため、受信機２００が例えばＴＶである場合、音声出力の音量や台座の向きを、リモートコントローラ１００を操作するユーザーに対して最適化できる。また、その他にもユーザーの正確な位置情報に基づいたサービス機能を実現できる。

（他の実施形態）
上記の第１の実施形態では、リモコン位置検出部２２０が算出した算出結果に基づいて、受信機２００がＴＶである場合について主に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、リモートコントローラ位置検出システムは、受信機がセットトップボックス（ＳＴＢ）、ホームシアターシステム、空気調和機（エアコン）、無線操縦式玩具などである場合についても適用することができる。

例えば、受信機２００がＳＴＢやホームシアターシステムである場合、リモートコントローラ１００の位置検出結果に応じて、複数設けられたスピーカの音量をそれぞれ調整したり、ユーザーの位置に最適化した臨場感ある音場を作ったり、ユーザーの位置情報を視覚化してユーザー自身に提示したりしてもよい。

また、受信機２００がエアコンである場合、リモートコントローラの位置検出結果に応じて、ユーザーの位置に最適化した送風量や送風方向となるように送風を制御してもよい。

更に、受信機２００が無線操縦式玩具である場合、リモートコントローラ１００の位置検出結果に応じて、ユーザーと玩具との相対的な位置関係が分かるため、操作対象となる玩具をユーザーの近くに移動させるなどの制御操作において、ユーザーの視点に立った玩具の動作制御が容易に実現できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、赤外線信号と超音波信号を用いて、リモートコントローラ１００までの距離とリモートコントローラ１００の存在方向の両方を検出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、超音波信号のみを用いて、リモートコントローラの存在方向のみを検出するとしてもよい。この場合、リモートコントローラまでの距離を算出することはできないが、リモートコントローラの存在方向が分かるため、受信機（受信装置）がＴＶである場合は、例えば台座の回転方向の調整をすることができる。
また、超音波センサを複数設けずに、１つの赤外線センサと１つの超音波センサとを用いて、リモートコントローラ１００までの距離のみを検出するとしてもよい。

また、上記実施形態では、３つの超音波センサ（超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４、超音波サブセンサ（ＵＹ）２１６）を用いて、リモートコントローラ１００の存在方向を検出する場合について説明したが、超音波センサの数は４つ以上であってもよい。この場合、４つ以上の超音波センサの中から、任意の３つの超音波センサの組み合わせによって計測される角度データを収集し、これらの角度データを平均化などすることによって、リモートコントローラの存在方向の検出精度を向上させることができる。

また、受信機（受信装置）の用途に応じて、超音波センサの数は２つのみであってもよい。例えば、本実施形態の受信機（受信装置）がＴＶである場合、ＴＶの台座の回転駆動の制御を用途とするとき、受信部２０２の超音波センサとして、例えば図３に示すような水平方向に超音波メインセンサ（Ｕ０）２１２と、超音波サブセンサ（ＵＸ）２１４とが配置されるとしてもよい。このとき、ＴＶに設けられた受信部２０２の高さとリモートコントローラの操作高さがほぼ同程度という前提条件の下では、２つの超音波センサから検出された角度θをもとに、リモコン位置の水平角度Ｐは次式（数式９）で近似して扱うことができる。

そして、この数式９を用いて、上述した本実施形態と同様にＴＶの台座の回転駆動を制御することができる。

また、本実施形態では、超音波信号の周波数を８０ｋＨｚとし、超音波センサ間の間隔Ｄを２０ｍｍとして説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、用途に応じて、超音波信号は他の周波数でもよく、超音波センサ間の間隔Ｄは他の値でもよい。このときも、上述した本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、超音波センサ間の間隔Ｄは水平方向、垂直方向とも同一の距離であるとしたが、本発明はかかる例に限定されず、水平方向の間隔と垂直方向の間隔は異なってもよい。これにより、受信部２０２の配置の自由度が向上する。

また、本実施形態では、ユーザーがリモートコントローラ１００を操作した場合にのみ赤外線信号と超音波信号が発信される場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、受信機（受信装置）の用途に応じて、リモートコントローラから赤外線信号と超音波信号の両信号が一定の時間間隔毎に発信されてもよい。これにより、リモートコントローラを持ったユーザーが場所を移動した場合に、それに追随してリモートコントローラの位置を検出することができる。

本発明の第１の実施形態に係るリモートコントローラ検出位置システムを示すブロック図である。 同実施形態に係るリモートコントローラを示す斜視図である。 同実施形態の受信装置を示す斜視図である。 同実施形態の受信部におけるセンサ信号の波形を示す説明図である。 超音波伝播方向を算出するための超音波の波動と超音波メインセンサ（Ｕ０）及び超音波サブセンサ（ＵＸ）の位置関係を示す説明図である。 水平角度Ｐ及び垂直角度Ｔを算出するための超音波メインセンサ（Ｕ０）とリモートコントローラの存在方向Ｏ→Ａを示す説明図である。

符号の説明

１００ リモートコントローラ
１０２ 操作部
１０４ 制御部
１０６ 赤外線発信部
１０８ 超音波発信部
２００ 受信機
２０２ 受信部
２０４ 機器制御部
２０６ 駆動部
２１０ 赤外線センサ（Ｉ０）
２１２ 超音波メインセンサ（Ｕ０）
２１４ 超音波サブセンサ（ＵＸ）
２１６ 超音波サブセンサ（ＵＹ）
２１８ コマンド処理部
２２０ リモコン位置検出部

Claims (15)

1. 超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信し、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部と、
   前記複数の超音波受信部の相互間距離と、前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻の時間差と、前記超音波の伝播速度とに基づいて、前記超音波受信部が配置された前記水平面に対する前記リモートコントローラの存在方向を算出する存在方向算出部と
   を備える、リモートコントローラ位置検出装置。
2. 電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信する電磁波受信部と、
   前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻の時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度とに基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部と
   を更に備える、請求項１に記載のリモートコントローラ位置検出装置。
3. 前記電磁波受信部が受信した前記電磁波に基づいて、機器の動作を指示するコマンド信号を生成するコマンド処理部を更に備える、請求項２に記載のリモートコントローラ位置検出装置。
4. 超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信する超音波受信部と、
   電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信する電磁波受信部と、
   前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部と
   を備える、リモートコントローラ位置検出装置。
5. 超音波を発信する超音波発信部を有するリモートコントローラと、
   前記超音波発信部から発信された前記超音波を受信し、互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部と、
   前記複数の超音波受信部の相互間距離と、前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻の時間差と、前記超音波の伝播速度とに基づいて、前記超音波受信部が配置された前記水平面に対する前記リモートコントローラの存在方向を算出する存在方向算出部と
   を有する受信装置と
   を備える、リモートコントローラ位置検出システム。
6. 前記リモートコントローラは、電磁波を発信する電磁波発信部を更に有し、
   前記受信装置は、
   前記電磁波発信部から発信された前記電磁波を受信する電磁波受信部と、
   前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部と
   を更に有する、請求項５に記載のリモートコントローラ位置検出システム。
7. 前記受信装置は、前記電磁波受信部が受信した前記電磁波に基づいて、機器の動作を指示するコマンド信号を生成するコマンド処理部を更に有する、請求項６に記載のリモートコントローラ位置検出システム。
8. 前記存在方向算出部が算出した前記リモートコントローラの存在方向、又は前記距離算出部が算出した前記リモートコントローラまでの距離に基づいて、音声出力装置の音量、画像出力装置の映像の大きさ、回転駆動する回転駆動装置の回転方向、又は送風装置の風量若しくは送風方向を制御する制御装置を更に備える、請求項５〜７のいずれかに記載のリモートコントローラ位置検出システム。
9. 超音波を発信する超音波発信部と、
   電磁波を発信する電磁波発信部と
   を有するリモートコントローラと、
   前記超音波発信部から発信された前記超音波を受信する超音波受信部と、
   前記電磁波発信部から発信された前記電磁波を受信する電磁波受信部と、
   前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出する距離算出部と
   を有する受信装置と
   を備える、リモートコントローラ位置検出システム。
10. 互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信するステップと、
    前記複数の超音波受信部の相互間距離と、前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻の時間差と、前記超音波の伝播速度とに基づいて、前記超音波受信部が配置された前記水平面に対する前記リモートコントローラの存在方向を算出するステップと
    を含む、リモートコントローラ位置検出方法。
11. 電磁波受信部が、電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信するステップと、
    前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出するステップと
    を更に含む、請求項１０に記載のリモートコントローラ位置検出方法。
12. 超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信するステップと、
    電磁波受信部が、電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信するステップと、
    前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出するステップと
    を含む、リモートコントローラ位置検出方法。
13. 互いに離隔して同一水平面に配置された少なくとも２つの超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信するステップ、
    前記複数の超音波受信部の相互間距離と、前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻の時間差と、前記超音波の伝播速度とに基づいて、前記超音波受信部が配置された前記水平面に対する前記リモートコントローラの存在方向を算出するステップ
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
14. 電磁波受信部が、電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信するステップ、
    前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出するステップ
    を更にコンピュータに実行させるための請求項１３に記載のプログラム。
15. 超音波受信部が、超音波を発信するリモートコントローラから前記超音波を受信するステップ、
    電磁波受信部が、電磁波を発信する前記リモートコントローラから前記電磁波を受信するステップ、
    前記超音波受信部が前記超音波を受信した受信時刻と、前記電磁波受信部が前記電磁波を受信した受信時刻との時間差と、前記超音波の伝播速度及び前記電磁波の伝播速度に基づいて、前記リモートコントローラまでの距離を算出するステップ
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
    

Images