説明

遠隔操作装置

【課題】ワイヤレス通信機能並びにICカードのリーダーライター機能を低コストで装備した、優れた遠隔操作装置を提供する。
【解決手段】リモコン操作に関する処理を行なう主要基板上に、アンテナを含む無線通信用の回路モジュール、並びに、アンテナを含む非接触通信用の回路モジュール、1チップ・マイクロコンピューターを始めほとんどすべての回路部品を配置する。また、主要基板の反対側の面には、キー・マトリクス回路、高周波回路のグラウンド・パターン、並びに、スイッチ用のカーボン電極パターンが実装される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、テレビ本体などの制御対象機器を遠隔操作する遠隔操作装置に係り、特に、ワイヤレス・ネットワークを用いて制御対象機器と双方向通信する遠隔操作装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、テレビ受像機やAV機器、その他多くの情報機器において、リモコンを用いた遠隔操作が広く採用されている。
【0003】
リモコンの通信手段として、赤外線通信が用いられてきた。赤外線通信は、安価であるという利点があるが、一方向通信に限定されることや、指向性があるという欠点がある。これに対し、ワイヤレス・ネットワークを通信手段に用いる無線通信RF方式のリモコン・システムによれば、ホスト機器との間で双方向通信が可能であり、通信範囲も拡大する。
【0004】
例えば、Zigbee RF4CE(以下、「RF4CE」とする)は、主にコンシューマー・エレクトロニクス製品向けに策定されたリモート・コントロール機能の標準規格である。RF4CEのPHY/MAC層のインターフェースには、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.15.4が使用されている。IEEE802.15.4は、無線LAN(Local Area Network)規格のIEEE 802.11bと同じ2.4GHz周波数帯を、16のチャンネルに分割して利用する。
【0005】
例えば、IEEE802.15.4で規定されるワイヤレス・ネットワークを利用し、干渉を回避しながらリモコン操作を可能とする遠隔制御システムについて提案がなされている(例えば、特許文献1を参照のこと)。
【0006】
また、IEEE802.15.4で規定されるワイヤレス・ネットワークを利用して電子機器を遠隔操作するとともに、ICカードのリーダーライターを備え、電子機器にICカードを適用させて処理を行なう遠隔操作装置について提案がなされている(例えば、特許文献2を参照のこと)。
【0007】
従来の、RF方式のリモコンは、アンテナを含むRF(Radio Frequency)回路モジュールが、リモコン操作に関する処理を行なう主要基板とは別基板として取り付けられている。付言すれば、ICカードのリーダーライター用の回路モジュールも、主要基板とは別基板として取り付けられている(例えば、特許文献2を参照のこと)。RF回路モジュールを別基板として構成すると、主用回路とは別にして開発設計を行ない、あるいは適当なベンダーからモジュール基板の供給を受けることができるなどの利点がある。他方、別基板を主要基板の製造工程まで搬送するため、物流が複雑化する。また、主要基板と別基板を接続するためのコネクターやケーブルの部品コストがかかり、製品全体のコスト増を招来する。また、主要基板に別基板を取り付ける工程の分だけ、製造コストが増す。付言すれば、別基板の分だけ、製品の体積が増してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2009−267560号公報
【特許文献2】特開2009−141786号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、ワイヤレス・ネットワークを用いて制御対象機器と好適に双方向通信することができる、優れた遠隔操作装置を提供することにある。
【0010】
本発明のさらなる目的は、ワイヤレス通信機能を低コストで装備した、優れた遠隔操作装置を提供することにある。
【0011】
本発明のさらなる目的は、ワイヤレス通信機能並びにICカードのリーダーライター機能を低コストで装備した、優れた遠隔操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項1に記載の発明は、
装置筐体に内蔵される主要基板と、
前記主要基板の第1の面に配置された、アンテナを含む無線通信モジュールと、無線通信を介した遠隔操作の処理を行なう制御回路と、
前記主要基板の第2の面に配置された、グラウンド・パターンと、遠隔操作キーのマトリクス回路と、
を具備する遠隔操作装置である。
【0013】
本願の請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置は、主要基板の第1の面に配置された、アンテナを含む非接触通信モジュールをさらに備えている。
【0014】
本願の請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置が備える無線通信モジュールのアンテナは、前記主要基板の第1の面にパターンが形成された平衡型又は不平衡型のアンテナからなる。
【0015】
本願の請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置が備える無線通信モジュールのアンテナは、前記主要基板の第1の面にパターンが形成された、2つのダイポール・アンテナを組み合わせたダイバーシティ・アンテナからなる。
【0016】
本願の請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置が備える制御回路は、前記アンテナを含む前記無線通信モジュールによる無線通信の上位プロトコル層の処理と、遠隔操作のための処理で共用される。
【0017】
本願の請求項6に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置が備える主要基板の第2の面に配置されたグラウンド・パターンは、高周波部に限定される。
【0018】
本願の請求項7に記載の発明によれば、請求項1に記載の遠隔操作装置が備える主要基板の第2の面には、前記グラウンド・パターン及び前記遠隔操作キーのマトリクス回路が形成された後、ソルダー・レジスト層を介して、前記遠隔操作キーのスイッチ用のカーボン・パターンが形成されている。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、ワイヤレス通信機能を低コストで装備した、優れた遠隔操作装置を提供することができる。
【0020】
また、本発明によれば、ワイヤレス通信機能並びにICカードのリーダーライター機能を低コストで装備した、優れた遠隔操作装置を提供することができる。
【0021】
本発明に係る遠隔操作装置は、リモコン操作に関する処理を行なう主要基板上に、アンテナを含む無線通信用の回路モジュール、並びに、アンテナを含む非接触通信用の回路モジュールを搭載することにより、低コストで製造が可能であるとともに、装置を薄型化することができる。
【0022】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】図1は、RF方式のリモコン・システム1の構成を模式的に示した図である。
【図2】図2は、リモコン100の機能的構成例を示した図である。
【図3】図3は、図2に示したリモコン100の各回路モジュール101〜100の主要基板上での配置場所を概略的に示した図である。
【図4】図4は、図3に示した主要基板表面の回路実装例を示した図である。
【図5】図5は、主要基板の反対側の面の実装例を示した図である。
【図6】図6は、主要基板の断面構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0025】
図1には、RF方式のリモコン・システム1の構成を模式的に示している。図示のリモコン・システム1は、遠隔操作装置(リモート・コントローラ、以下、「リモコン」という。)100と、リモコン100との間で無線通信を行なう電気機器の一例であるテレビジョン受像機200で構成される。
【0026】
リモコン100は、テレビジョン受像機200に対するユーザーの操作に基づく操作信号を入力する操作キーが配列されたキー操作部の他に、ICカード(図示しない)に記録された情報の読み出し及び書き込みを行なうリーダーライター機能を備えている。
【0027】
一方、テレビジョン受像機200は、通常のテレビジョン放送受信機としての機能を備えている。テレビジョン受像機200は、その他に、インターネットに接続する機能を有してもよく、サービス・プロバイダーが提供する映画、アニメーション、ドラマ、スポーツ、ゲームなどのコンテンツを、インターネットを介してダウンロードして再生することが可能である。
【0028】
リモコン100とテレビジョン受像機200間でのリモコン・コードの送信を含む通信には、RF4CE規格(前述)が適用され、2.4GHz周波数帯のRF信号を用いた双方向通信が可能である。
【0029】
リモコン100が有するリーダーライターは、無変調電波を発振して、ICカードに対して非接触で情報の読み出し及び書き込みを行なう。ICカードには、コンテンツの購入時に課金処理される電子マネー、電気機器とアクセスを可能にするための暗証番号やパスワード、認証情報などが書き込まれ、ICカードからの認証情報の読み取りや、ICカードに格納されている価値情報を利用することができる。例えば、有料コンテンツの利用料を、リモコン100にICカードをかざしてリーダーライターを介して支払うこともできる。
【0030】
図2には、リモコン100の機能的構成例を示している。図示のリモコン100は、テレビジョン受像機200との間で無線通信を行なうためのアンテナ101と、アンテナ101を介してRF信号を送受信するRF送受信部102と、CPU103と、CPU103に接続されたメモリー104と、キー操作部105と、ICカードに記録された情報の読み出し及び書き込みを行なうリーダーライター106と、ICカードに対して電磁的相互作用を行なわせるためのアンテナ107と、各部に電力を供給する電池・電源部108を備えている。
【0031】
リーダーライター106は、RFIDにおける電磁波周波数13.56MHzの電磁誘導方式を用いてアンテナ107とICカード(図示しない)が備えるアンテナとを磁束結合させて、ICカードに対して信号の送受信を行なう。具体的には、アンテナ107に電流を流してカード情報読み取り部位に交流磁界を発生させ、この部位まで近接されたICカード内のアンテナコイルに交流電圧を誘起させる。この交流電圧は、ICカード内で直流電圧に変換され、これによりICチップが動作する。また、ICカードのアンテナに電流を流すと磁界が発生し、アンテナ107に影響を与える。通信方式は、例えばISO/IEC IS 18092(NFC IP−1)などのRFIDに関する国際標準に則っており、0〜数十cm程度の伝送距離でICカードとのセキュアなデータ伝送を行なうことができる。
【0032】
キー操作部105は、例えばチャンネル選択キー、音量キー、決定キーなどのユーザー操作に基づくテレビジョン受像機200に対するリモコン・コードを入力するための操作キーが配列されている。
【0033】
メモリー104には、RAM(Random Access Memory)とROM(Read Only Memory)が含まれる。CPU103は、メモリー104のROMに記録されているプログラムを読み出してメモリー104のRAM上に展開して実行し、リモコン100内の信号処理全般を制御する。なお、CPU103とメモリー104を併せて、1チップ・マイクロコンピューターで構成することもできる。
【0034】
RF送受信部102は、アンテナ101を介して、RF4CEに則って主にPHY/MAC層の処理を行なう。RF送受信部102は、CPU103の制御に基づいて、テレビジョン受像機200に対し、テレビジョン受像機200に対する音量調節、チャンネル切り替えなどのリモコン・コードを送信したり、ICカードに読み出し及び書き込みする情報を送受信したりする。ICカードに対して読み出し及び書き込みを行なうデータが大容量であっても、リモコン100は、無線通信により高速に送受信することが可能である。
【0035】
電池・電源部108は、リモコン100を駆動するための電池とともに、リーダーライター106がICカードに対して情報の読み出し及び書き込みを行なうための電流を供給する電源を備えている。
【0036】
なお、テレビジョン受像機200の構成は、本発明の要旨に直接関連しないので、本明細書では詳細な説明を省略する。
【0037】
テレビジョン受像機200に対する音量調節、チャンネル切り替えなどのユーザー操作がリモコン100のキー操作部105で行なわれた場合、リモコン100のCPU103は、ユーザー操作に対応したリモコン・コードを、RF送受信部102並びにアンテナ101を介して、テレビジョン受像機200へ送信する。
【0038】
また、ユーザーは、インターネットからコンテンツを購入しようとする場合、テレビジョン受像機200が表示する操作画面を見ながらリモコン100のキー入力部を操作して、購入するコンテンツを選択して決定する。
【0039】
例えば、ユーザーがICカードを用いてコンテンツの購入代金を支払うことを選択して決定した場合には、テレビジョン受像機200側からは、リモコン100に対してICカードと通信を行なう旨の情報が無線送信される。これに対し、リモコン100のCPU103は、リーダーライター106の電源をオンにしてICカードの読み出し及び書き込みに必要な電磁波をアンテナ107から発生させ、ICカードに記録されている情報の読み出しを行なう。ICカードから読み出された情報は、RF送受信部102及びアンテナ101を介してテレビジョン受像機200に送信される。また、テレビジョン受像機200側からは、情報をリモコン100に無線送信し、リモコン100のCPU103にICカードへの情報の読み出し及び書き込みを行なわせることにより、ICカードを用いた代金の支払い処理が完了する。その後、CPU103は、リーダーライター106の電源をオフにする。
【0040】
上述したように、リモコン100は、アンテナ101及びRF送受信部102からなる無線通信機能と、アンテナ107及びリーダーライター106からなる非接触通信機能という2系統の通信機能を備えている。従来、リモコンでは、アンテナを含む無線通信用の回路モジュール、並びに、アンテナを含む非接触通信用の回路モジュールを、リモコン操作に関する処理を行なう主要基板とは別基板として取り付けられている。既に述べたように、主要基板とは別基板があると、物流が複雑化する、製造コストや部品コストが増大する、製品の体積が膨らむ、といった問題がある。そこで、本発明者らは、アンテナを含む無線通信用の回路モジュール、並びに、アンテナを含む非接触通信用の回路モジュールを、オンボード化して、コスト削減並びに省スペース化を図ることを提案する。以下では、リモコン操作に関する処理を行なう主要基板上に、アンテナを含む無線通信用の回路モジュール、並びに、アンテナを含む非接触通信用の回路モジュールを配置する実装例について詳解する。
【0041】
図3には、図2に示したリモコン100の各回路モジュール101〜107の主要基板の片方の面A上での配置場所を概略的に示している。また、図4には、図3に示した基板表面Aの実装例を示している。但し、主要基板は両面基板であり、キー操作部105は、図示しない主要基板の反対側の面Bに実装されている(後述)。また、図4には、回路モジュール101〜107(但し、キー操作部105を除く)以外のさまざまな回路部品が実装されているが、本発明の要旨には直接関連しないので、以下では詳細な説明を省略する。
【0042】
RF送受信部102のアンテナ101は、2本のダイポール・アンテナを組み合わせたダイバーシティ方式を採用している。一方のダイポール・アンテナ101Aが短辺の端縁に沿って配置され、他方のダイポール・アンテナ101Bは、上記短辺に隣接する長辺の端縁に沿って配置されている。
【0043】
ダイポール・アンテナは、それぞれ使用波長λの4分の1の長さを持つ2本の導線を電源の正負の電極に接続した構造をなし、全体として半波長のサイズとなる。従来のようにアンテナ101及びRF送受信部102からなる無線通信モジュールを別基板にすると、小面積の別基板上にダイバーシティ・アンテナを装備することは困難であり、チップ・アンテナを使用せざるを得ず、送受信感度が劣る。これに対し、図4に示すように、主要基板上に無線通信モジュールを主要基板にオンボード化することで、ダイバーシティ・アンテナを低コストで装備することができる。
【0044】
アンテナ101にダイポール・アンテナのような平衡型アンテナ・ラインを用いることで高感度となり、バランを削除することができる。また、ダイバーシティ方式を構成することで、フェージング耐性が向上する。
【0045】
なお、高周波グラウンド回路はすべて、主要基板の反対側の面Bに形成する。ここで、グラウンド面積を十分確保できない場合には、アンテナ101のパターンを平衡型にするが、グラウンド面積を十分確保できる場合には不平衡型のアンテナ・パターンにする。平衡型にすれば、アンテナ素子自体はサイズが大きくなるが、グラウンド面積は小さくて済む。他方、不平衡型のアンテナは、アンテナ素子のサイズは小さくなるが、グラウンド面積を十分確保しなければならない。本実施形態では、面Aでアンテナ素子の面積を確保できるが、面Bではグラウンド面積を確保し難いので、平衡型のアンテナを採用している。
【0046】
RF送受信部102は、RF4CEに則って主にPHY/MAC層の処理を行ない、MAC層より上位の通信プロトコル処理は、CPU103に委ねる。従来のようにンテナ101及びRF送受信部102からなる無線通信モジュールを別基板にすると、MAC層より上位の通信プロトコル処理を行なう回路モジュールを別基板上に搭載することになる。これに対し、図3、図4に示すように、主要基板上に無線通信モジュールを主要基板にオンボード化する場合、CPU103(具体的には、CPU103とメモリー104からなる1チップ・マイクロコンピューター)を、リモコン操作の処理とMAC層より上位の通信プロトコル処理のために共用することができ、共用できる分だけ回路コストを削減することができる。
【0047】
リーダーライター106のアンテナ107は、導線パターンをコイル状に巻いたループ・アンテナであり、主要基板の中央付近に形成されている。従来のように非接触通信モジュールを別基板にする場合、ループ・アンテナを形成した別基板を、リモコン100の筐体付近に配置することで、筐体表面のカード情報読み取り部位で発生する交流磁界の強度を高めることができる。別基板にすると、ループ・アンテナの巻数は1巻きでも十分である。これに対し、図3、図4に示すように非接触通信モジュールを主要基板にオンボード化すると、アンテナ107は筐体表面のカード情報読み取り部位から離間してしまう。カード情報読み取り部位で十分な強度の交流磁界を発生させるためには、アンテナ107の巻数を6巻き程度に増やす必要がある。
【0048】
上述のように、無線通信モジュール並びに非接触通信モジュールを主要基板の一方の面にオンボード化すると、面A上で回路を実装する密度が高くなり、配線設計が複雑化する。そこで、実装面積を確保するために、高周波グラウンド回路はすべて主要基板の反対側の面Bに実装する。また、キー操作部105のキー・マトリクス回路も、主要基板の反対側の面Bに実装する。
【0049】
図5には、主要基板の反対側の面Bの実装例を示している。主要基板の反対側の面Bには、キー操作部105のキー・マトリクス回路、高周波回路のグラウンド・パターン、並びに、スイッチ用のカーボン電極パターンが実装される。図示の例では、最上位層に形成されたカーボン電極パターンが、キー配列に沿って規則的に配置されている様子が示されている。
【0050】
図3並びに図4を参照しながら既に説明したように、無線通信モジュールとしてのアンテナ101及びRF送受信部102、1チップ化されたCPU103及びメモリー104、非接触通信モジュールとしてのリーダーライター106及びアンテナ107の各回路部品や、その他の機能部品・回路が、主要基板の一方の面に配置される。
【0051】
また、キー操作部105のキー・マトリクス回路、高周波回路のグラウンド・パターン、並びに、スイッチ用のカーボン電極パターンが、主要基板の反対側の面Bに形成される。上記の回路部品以外で広い面積を必要とするパターンを、なるべく主要基板の反対側の面Bに配置するようにしている。また、主要基板の2層化を実現するために、グラウンドは高周波部のみに限定して、面積の削減を図っている。
【0052】
図6には、主要基板の断面構成を模式的に示している。主要基板の反対側の面Bを高密度化するために、まず主要基板の面Bにグラウンド・パターン並びにキー・マトリクス回路を形成し、その上にソルダー・レジスト層を設け、さらにその上に、キー操作部105のスイッチ用にカーボン・パターン(図5を参照のこと)を形成している。これにより、主要基板の、回路部品が配置される一方の面Aに広い面積を確保して、各種アンテナ配置の自由度を挙げることができる。図4に示した例では、無線通信用に、広い面積を要するダイポール・アンテナ(平衡型アンテナ)101A、101Bを2つ配置して、ダイバーシティ・アンテナを構成している。勿論、逆F型アンテナなどの不平衡型アンテナを用いることもできる。さらに、非接触通信用に、複数回巻いたループ状のアンテナ107のパターンも形成される。
【産業上の利用可能性】
【0053】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。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形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【0054】
本明細書では、リモコンとリモコン操作の対象となるホスト機器からなるリモコン・システムにおいてリモコンとして動作する遠隔操作装置に適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。双方向通信を行なうさまざまなワイヤレス通信システムで使用される遠隔操作装置に、同様に、本発明を適用することができる。また、本明細書では、RF4CEに則ったリモコン・システムに関する実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨は特定の標準規格に限定されるものではない。
【0055】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【0056】
100…リモコン
101…アンテナ
102…RF送受信部
103…CPU
104…メモリー
105…キー操作部
106…リーダーライター
107…アンテナ
108…電池・電源部
200…テレビジョン受像機


【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置筐体に内蔵される主要基板と、
前記主要基板の第1の面に配置された、アンテナを含む無線通信モジュールと、無線通信を介した遠隔操作の処理を行なう制御回路と、
前記主要基板の第2の面に配置された、グラウンド・パターンと、遠隔操作キーのマトリクス回路と、
を具備する遠隔操作装置。
【請求項2】
前記主要基板の第1の面に配置された、アンテナを含む非接触通信モジュールをさらに備える、
請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項3】
前記無線通信モジュールのアンテナは、前記主要基板の第1の面にパターンが形成された平衡型又は不平衡型のアンテナからなる、
請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項4】
前記無線通信モジュールのアンテナは、前記主要基板の第1の面にパターンが形成された、2つのダイポール・アンテナを組み合わせたダイバーシティ・アンテナからなる、
請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項5】
前記制御回路は、前記アンテナを含む前記無線通信モジュールによる無線通信の上位プロトコル層の処理と、遠隔操作のための処理で共用される、
請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項6】
前記主要基板の第2の面に配置されたグラウンド・パターンは、高周波部に限定される、
請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項7】
前記主要基板の第2の面には、前記グラウンド・パターン及び前記遠隔操作キーのマトリクス回路が形成された後、ソルダー・レジスト層を介して、前記遠隔操作キーのスイッチ用のカーボン・パターンが形成される、
請求項1に記載の遠隔操作装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図6】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−147264(P2012−147264A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−4271(P2011−4271)
【出願日】平成23年1月12日(2011.1.12)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ZIGBEE
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】