JP3847815B2

JP3847815B2 - 回動制御装置および回動制御方法

Info

Publication number: JP3847815B2
Application number: JP20356595A
Authority: JP
Inventors: 顕一郎田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: JPH0951585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に送信器からの赤外線リモートコントロール信号等により例えば据置式のテレビジョン受信機、ゲーム機、ラジオ等の音響機器、カメラ等の画像入力装置等における画面の向き、スピーカの向き等の方向制御を行なうための角度出力器を備えた回動制御装置、および回動制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年テレビジョン受像機、音響機器等においては赤外線を用いたリモートコントロール装置が主流となっており、本体機器側に赤外線受光素子を送信機器側に赤外線発光素子を備え、送信器のキー操作により、赤外線発光素子から赤外線光リモートコントロール信号を出力させ、これを本体機器の赤外線受光素子で受光させ本体機器の制御を行うようになっている。ところで近年遠隔制御対象として、例えばテレビジョン受像機、音響機器等においては、これを回転台上に載置し回転台を回動させることでその画面の向き、スピーカの向きを視聴者の方向に変更する機能を有するものがある。
【０００３】
さらに、近年上記の機能において、送信器からのリモートコントロール信号を受信し、その到来方向角を自動的に検出し送信器の方向へ自動的に回動させる機能を持った装置が提案されている。
【０００４】
図１２は、例えば特開平６−３３４９４４号公報に記載された角度出力器をテレビジョン受像機の画面の向きを調整する回動角制御に適用した構成を示すブロック図であり、図において、１はテレビジョン受像機、２は赤外線光リモートコントロール信号（以下、リモコン信号と称す）を送信する送信器、１０は受信部、１２は回動角演算部、１３は回動・停止制御部、１４はモータである。
【０００５】
テレビジョン受像機１はモータ１４にて回転駆動される回転台（図示せず。）上に載置されており、モータ１４の正逆駆動により回転台を左方向または右方向に回動させることでテレビジョン受像機１の正面、すなわち画面の向きを偏向しうるようになっている。
【０００６】
送信器２は赤外線発光素子を有し、テレビジョン受像機１とは別体に構成されており、ここからテレビジョン受像機１側に向けて赤外線（赤外光）によるリモコン信号を送信するようになっている。
【０００７】
テレビジョン受像機１は送信器２からのリモコン信号を受信するための受信部１０を備えている。受信部１０は、受信部１０の基準方向Ａ１（通常は受信部１０の受信面に対して垂直な方向）に対するリモコン信号の到来方向角に対応した出力信号を回動角演算部１２へ出力するようにしてある。回動角演算部１２は入力された出力信号とモータ１４からのフィードバック信号とに基づいて基準方向Ａ０（ここでは画面の正面方向のことであり、以下の記述における基準方向とは、特に断わらない限り、ここで定義した意味を持つものとする。）との角度差、すなわち回動角を演算し、これを回動・停止制御部１３へ出力する。
【０００８】
回動・停止制御部１３にはモータ１４を回動角が零となる方向に向けて零となる位置まで回動させるべく制御信号をモータ１４へ出力する。送信器２より発せられたリモコン信号は、受信部１０内のレンズによって集光され、同じく受信部１０内に設けられた位置検出素子上にスポット照射される。位置検出素子としては、例えば半導体素子のＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｎｇＤｅｖｉｃｅ）などがよく用いられる。このＰＳＤは光の入射位置に応じた光電流出力を得ることができる。
【０００９】
図１３は位置検出素子としてＰＳＤを用いた場合の図１２の具体的な構成例を示したものであり、図において、２ａは送信器２に内蔵され、制御信号に基づいて赤外光を出射する赤外線発光素子、２０は赤外線発光素子２ａより出射された赤外光をＰＳＤ２１上に集光させるためのレンズであり、このレンズ２０とＰＳＤ２１によって受信部１０を構成している。
【００１０】
１２は受信部１０中に設けられたＰＳＤ２１からの出力信号により回動角を演算するための回動角演算部であり、ＰＳＤ２１からの出力電流を電圧に変換するための電流電圧変換器２２、２３（以下Ｉ／Ｖ変換器と称す。図中Ｉ／Ｖと表記。）およびＩ／Ｖ変換器２２、２３のそれぞれの電圧出力をサンプルホールドするためのサンプルホールド回路２４、２５（以下、Ｓ／Ｈ回路と称す。図中Ｓ／Ｈと表記。）およびマイクロコンピュータ２６によって構成される。
【００１１】
マイクロコンピュータ２６はＳ／Ｈ回路２４、２５からの出力を切り換えるためのアナログマルチプレクサ２７（以下、Ａ／ＭＰと称す。図中Ａ／ＭＰと表記。）、Ａ／ＭＰ２７からの出力をアナログディジタル変換するためのアナログディジタル変換器２８（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す。図中Ａ／Ｄと表記。）、Ａ／Ｄ変換器２８からの出力を中央処理装置３０（以下、ＣＰＵと称す。図中ＣＰＵと表記。）に入力させるための入力回路２９、メモリ３１および出力回路３２より構成される。
【００１２】
回動・停止制御部１３はモータ１４の左右回動駆動を行なわせるための左右駆動制御装置３３より構成され、出力回路３２の出力に応じて、モータ１４を駆動する。３４は例えば、光エンコーダなどで形成された角度センサであり、モータ１４の回動角を検出し、この出力信号は入力回路２９に入力される。
【００１３】
ＰＳＤ２１の素子両端には、それぞれ電極が設けられており、外部からの光の入射位置に応じた光電流Ｉ１、Ｉ２を出力する。図１４は模式的にＰＳＤに入射する集光光を示したものであり、例えばＰＳＤ２１の素子中央に集光光がある場合には、Ｉ１＝Ｉ２、素子中央よりＡ側に集光光がある場合にはＩ１＞Ｉ２、素子中央よりＢ側に集光光がある場合にはＩ１＜Ｉ２なる出力をそれぞれ行なう。
【００１４】
従って、光電流Ｉ１、Ｉ２の差をとることによってＰＳＤ２１上のどの位置に集光光が存在するかを知ることができる。ここではレンズ２０を用いてＰＳＤ２１上に集光させる構成をとっているため、レンズ２０の光軸に沿ってリモコン信号が入射する場合には、ＰＳＤ２１の中央に集光され、Ｉ１＝Ｉ２なる出力となり、図中、ポイントＣより、リモコン信号が入射する場合には、ＰＳＤ２１のＢ側に、図中ポイントＤよりリモコン信号が入射する場合にはＰＳＤ２１のＡ側にそれぞれ集光する。
【００１５】
以上、説明したように、光電流Ｉ１、Ｉ２と、送信器２とテレビジョン受信機１との方向関係を概略的に図示した、図１５に示すようなリモコン信号の到来方向角θとの関係は以下の式（１）のように表せる。以下の式の導出については特開平６−３３４９４４号公報に詳細が記載されているので省略する。
θ＝ＫA・（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）・・・（１）
但し、ＫA：定数
なお、リモコン信号の到来方向角θとは、受信部１０の基準方向Ａ１とリモコン信号の入射方向との間の角であり、例えば受信部１０に対して垂直な方向においてはθ＝０である。
【００１６】
実際の使用に関しては、電流値を扱うよりも後段に接続された回路とのやりとりを容易にするために電圧値とした方がよい場合が多いため、電流Ｉ１、Ｉ２はそれぞれ回動角演算部１２内のＩ／Ｖ変換器２２、２３に入力され電圧に変換されたのち、Ｓ／Ｈ回路２４、２５へ出力されサンプル値がホールドされ、共にマイクロコンピュータ２６内における切換スイッチ機能を司るＡ／ＭＰ２７へ入力される。Ａ／ＭＰ２７の出力はＡ／Ｄ変換器２８にてディジタル信号に変換され入力回路２９を通じてＣＰＵ３０へ入力される。
【００１７】
ＣＰＵ３０はメモリ３１内に格納されているプログラムおよび係数等のデータに従って、下式（２）を基にリモコン信号の到来方向角θを演算する。
θ＝ＫV・（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）・・・（２）
但し、ＫV：定数
Ｖ１、Ｖ２：それぞれサンプルホールド回路２４、２５よりＣＰＵ３０に入力された電圧値
【００１８】
ＣＰＵ３０は演算したリモコン信号の到来方向角θをメモリ３１内の方向、所要駆動量などの格納データと照合して、この到来方向角θを減少させる方向に向け、到来方向角θに相当する制御信号を生成し出力回路３２を通じて左右駆動制御回路３３へ出力する。
【００１９】
左右駆動制御回路３３はモータ１４を正転または逆転方向に回転駆動する。モータ１４に連結された角度センサ３４からの出力信号が入力回路２９を通じてＣＰＵ３０へ入力される。ＣＰＵ３０は角度センサ３４の出力信号と、到来方向角θとの値を比較し、その出力信号がθに一致すると、その位置でモータ１４を停止させる。
【００２０】
この場合の動作について図１６（ａ）を参照しながら説明する。
この図を参照すると分かるとおり、従来では到来方向角θのみを求めており、ところでこの到来方向角θは、幾何学的にθ０＋θ１となるから、本来回動させたいθ０よりθ１だけ余分に回動してしまうこととなる。
すなわち、リモコン信号の到来方向角θだけモータ１４を回転させると、受信部１０−送信器２−回動軸５０の間の角度θ１が考慮されていないため、送信器２と基準方向とは図１６（ｂ）に示すように、θ１だけ送信器２の方向からずれることになる。さらには送信器２と基準方向とは、送信器２と受信部１０との距離Ｌが近いほど大きくずれることになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の角度出力器では、受信部１０で検出された一対の電流値Ｉ１、Ｉ２を基に式（１）に従ってリモコン信号の到来方向角θを算出しているため、あらかじめ定められた基準軸線と送信方向−基準軸線を結ぶ方向との間の角度に対応する信号出力を行うことができなかった。
【００２２】
また従来の回動制御装置では、受信部１０で検出された一対の電流値Ｉ１、Ｉ２を基に式（１）に従ってリモコン信号の到来方向角θを算出し、この算出されたリモコン信号の到来方向角θに応じてモータ１４を駆動させているが、通常テレビジョン受像機においては、基準方向Ａ０の方向上に受信部１０が存在しない場合が多く、リモコン信号の到来方向角θと画面を送信器２の方向に向けるべく回動させるべき角度は一致しないため、きちんとテレビジョン受信機１の方向が送信器２の方向に向かない。またステレオ音声の左右のバランスが精確に調整できないといった問題点があった。
【００２３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、あらかじめ定められた基準方向と送信手段−基準軸線を結ぶ方向との間の角度に対応する信号出力を行える角度出力器を得ることを目的とする。
【００２４】
また送信器２と受信部１０の距離およびテレビジョン受像機１における受信部１０の取付位置に関係なく、常にテレビジョン受像機１の画面の向き（基準方向）を精度良く送信器２の方向に向けることができる回動制御装置を得ることを目的としたものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、
駆動源によって回動制御される被駆動体と、
該被駆動体とは別体に設けられ、上記被駆動体に向けて送信信号を送信する送信手段と、
上記被駆動体が、
上記被駆動体の回転中心軸に垂直な基準方向に対し所定の角度を有し、かつ、上記回動中心軸から所定の距離離れた位置に配置される、上記送信手段からの送信信号を受信する受信手段と、
該受信手段の出力に基づいて、上記送信手段と上記受信手段とを結ぶ直線と、上記基準方向とがなす到来方向角と、上記送信手段と上記受信手段との間の距離とを求め、上記基準方向と、上記送信手段と上記回動中心軸上の点とを結ぶ方向とがなす角度に対応する信号出力を行なう角度量出力手段と
を有する角度出力器を備え、
該角度出力器からの信号出力に応じて上記被駆動体を回動制御するように構成したこと
としたものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる角度出力器およびこの角度出力器を備えた回動制御装置を、その実施の一形態を示す図面に基づき具体的に説明する。なお、図において、同一符号は従来のものと同一または相当のものを示す。
【００４１】
実施の形態１．
図１は本発明に係わる角度出力器をテレビジョン受像機の画面の向きを調整する回動角制御に適用した構成を示すブロック図であり、図において１はテレビジョン受像機、２はリモコン信号を送信する送信器、１０は受信部、１５は角度量出力手段の例としての回動角演算部、１３は回動・停止制御部、１４はモータである。
【００４２】
テレビジョン受像機１はモータ１４にて回転駆動される回転台（図示せず）上に載置されており、モータ１４の正、逆駆動により回転台を左方向または右方向に回動させることでテレビジョン受像機１の画面の向きを変向し得るようになっている。
【００４３】
送信器２はテレビジョン受像機１とは別体に構成されており、例えば赤外線発光素子を備え、ここからテレビジョン受像機１側に向けてリモコン信号を送信せしめるようになっている。
【００４４】
テレビジョン受像機１には、前記送信器２からのリモコン信号を受信する受信部１０を備えている。受信部１０はリモコン信号の到来方向角、および強度に対応した出力信号を回動角演算部１５に出力する。
【００４５】
回動角演算部１５は入力された出力信号とモータ１４からのフィードバック信号とに基づいて、モータ１４の回動軸からみた基準方向（画面の正面方向）との角度差、すなわち回動角を演算し、これを回動・停止制御部１３へ出力する。回動・停止制御部１３は、モータ１４を前記回動角が零になる方向に向けて、零となる位置まで回動させるべく制御信号をモータ１４へ出力する。
【００４６】
図２は送信器２とテレビジョン受像機１との概略的な配置を説明するための説明図であり、図において回動軸５０は基準軸線（角度を考える際の基準となる軸線のことであり、ここでは回動動作を行なうので回動中心軸線）上に存在しており、θ１は回動軸５０−送信器２−受信部１０の間の角度、θは到来方向角、θ２は回動軸５０よりみた基準方向と受信部１０との間の角、ｄは回動軸５０と受信部１０との間の距離、θ０は回動軸５０よりみた基準方向と送信器２との間の角、ｘは送信器２と回動軸５０との間の距離、Ｌは送信器２と受信部１０との間の距離をそれぞれ示している。
【００４７】
図３は、図１に示す装置の電気的回路構成を示すブロック図であり、送信器２は赤外線光発光素子２ａからリモコン信号をテレビジョン受像機１へ向けて送信する。テレビジョン受像機１の受信部１０は、レンズ２０、ＰＳＤ２１にて構成されている。３７は距離・角度変換データテーブルが格納されたメモリである。
【００４８】
リモコン信号はレンズ２０を通してＰＳＤ２１上に集光照射される。ＰＳＤ２１からは、その光量に応じた電荷を生じ、かつ照射位置に応じてそれぞれ電流Ｉ１、Ｉ２として出力信号を出力する。
【００４９】
電流Ｉ１、Ｉ２はそれぞれＩ／Ｖ変換器２２、２３に入力されて電圧に変換され、それぞれＳ／Ｈ回路２４、２５に出力され、サンプル値がホールドされ、共にマイクロコンピュータ２６内、Ａ／ＭＰ２７に入力されると同時に加算回路３５に入力されて加算され、その結果もＡ／ＭＰ２７に入力される。
【００５０】
Ａ／ＭＰ２７の出力はＡ／Ｄ変換器２８にてディジタル信号に変換され、入力回路２９を通じてＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０はメモリ３７に格納されたプログラムおよびデータに従って、式（２）によりリモコン信号の到来方向角θを算出する。
【００５１】
ここで、送信器２からの距離は、以下に述べるように求めることが可能である。以下、図４を参照して説明を行なう。図４は赤外線発光素子２ａから出射された赤外光の状態と受信部１０が受信する赤外線光強度を説明するための説明図である。ここで赤外線のパワー密度比は、赤外線発光素子２ａからの距離に応じて１／Ｌ１²：１／Ｌ２²と表わせる。
【００５２】
このように送信器２内の赤外線発光素子２ａより出射された赤外光は、距離Ｌの２乗に反比例して、そのパワー密度が減少する。ここで、受信部１０の面積は一定であるから、受信部１０での赤外線強度を求めることにより赤外線発光素子２ａと受信部１０との間の距離を求めることができる。
【００５３】
すなわち、下式（３）により送信器２と受信部１０の間の距離Ｌを算出し、さらに基準軸線（回動中心軸線）上にある回動軸５０からみた基準方向（ここでは、画面の正面方向）と受信部１０の間の角度θ２、および回動軸５０と受信部１０との間の距離ｄ、到来方向角θとを用いて下式（４）により、基準方向との角度差（回動すべき角）θ０を求める。
【００５４】
【数３】

【００５５】
【数４】

【００５６】
なお、式（４）の導出過程を以下に示す。
【００５７】
【数５】

【００５８】
図５には、式（４）に基づき、送信器２と受信部１０との間の距離Ｌに対する基準方向との角度差θ０の特性を示した（ここでは、テレビジョン受像機を考えており、θ２、ｄは固定値である）。この角度差θ０の特性は、送信器２と受信部１０との間の距離Ｌ＝０で−θ２に一致し、送信器２と受信部１０との間の距離Ｌが大きくなると到来方向角θに漸近するような特性を示す（送信器２と受信部１０との間の距離Ｌが無限大の場合は、従来の技術に相当する）。
【００５９】
図５に示した送信器２と受信部１０との間の距離Ｌに対する基準方向との角度差θ０の特性を、アナログ回路によって信号出力させて基準方向との角度差θ０を求めても良いし、あらかじめ所定のサンプル点についてデータを記憶させておき（データテーブルをつくり）、直接読みだすか、補間データを求めて基準方向との角度差θ０を求めてもよい。また特性式をソフトウェアで与え、その式に用いる係数のみを、メモリ上にデータ記憶させ、逐一記憶データを読みだして演算を施して基準方向との角度差θ０を求めてもよい。
【００６０】
ＣＰＵ３０の処理としては、式（３）、（４）をもとに、送信器２のもつ赤外線発光素子２ａ（発光素子）の違いによる発光分布や光強度のピーク値の違い等の条件（出力特性）を考慮した、それぞれ加算回路３５の出力であるＳ対送信器２と受信部１０との間の距離Ｌのテーブル、到来方向角θ対基準方向との角度差θ０のテーブルを予めメモリ３７に格納しておき、得られた加算回路３５の出力であるＳ、到来方向角θに対してテーブルを参照し、送信器２と受信部１０との間の距離Ｌおよび基準方向との角度差θ０を求める。ここで、加算回路３５の出力ＳはＰＳＤ２１に入射する光強度を示すことと等価であり、発光素子の光放射分布状態に変化が無い場合には、発光素子の光強度のピーク値にほぼ比例する出力である。
【００６１】
この場合、受信側において、あらかじめ送信器２の発光素子の複数種類の出力特性を示すデータ、あるいは複数種類の送信器２における発光素子の出力特性を示すデータをあらかじめテーブル化してもよいし、送信器２側に発光素子の出力特性を示すデータを記憶させておき、リモコン信号の送出の際に、これらデータをリモコン信号とともに送出してもよい。また、適宜加算回路３５の出力Ｓの校正データを記憶するようにしてもよい。こうすることにより送信器２の発光素子の経時変化に対応でき、さらにテレビジョンセットに添付された送信器以外の別種の送信器も問題なく使用可能である。また受信部は必ずしも画面の中央部に設ける必要がなくなり、テレビジョンセットの設計に裕度をもたせることができるとともに、精度よく送信器２の方向にテレビジョン受信機１を回動（偏向）させることが可能である。
【００６２】
ＣＰＵ３０は、演算した基準方向との角度差θ０を零とすべくメモリ３７内の格納データと照合して、この基準方向との角度差θ０を減少させる方向に向け、回動すべき角としての基準方向との角度差θ０に相当する制御信号を生成し、出力回路３２を通じて、左・右駆動制御回路３３へ出力する。左・右駆動制御回路３３はモータ１４を正転または逆転方向に、例えば基準方向との角度差θ０の符号に応じて回転駆動する。モータ１４に連結された角度センサ３４からの信号が入力回路２９を通じてＣＰＵ３０へ入力される。ＣＰＵ３０は角度センサ３４の信号をチェックして、その出力信号（検出角度θＤ）が基準方向との角度差θ０に一致すると、その位置でモータ１４を停止させる。
【００６３】
これら一連の動作は、以下に説明するようなステップに従って実行される。すなわち図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６４】
送信器２からのリモコン信号を受信部１０が受信するステップ（Ｓ１）、
リモコン信号より送信器２と受信部１０との間の距離Ｌを検出するステップ（Ｓ２）、
到来方向角θを検出するステップ（Ｓ３）、
到来方向角θと送信器２と受信部１０との間の距離Ｌとに基づいて回動させるべき角である基準方向との角度差θ０を求めるステップ（Ｓ４）
回動方向を決定するステップ（Ｓ５）
【００６５】
ステップＳ５の結果に基づいて、
右回動すべきならば右回動駆動を行なうステップ（Ｓ６）
左回動すべきならば左回動駆動を行なうステップ（Ｓ７）
モータがどれだけ回動したかを示す出力信号θＤを検出するステップ（Ｓ８）
θ０とθＤの値の比較を行なうステップ（Ｓ９）
ステップＳ９の結果に基づいて、
θ０とθＤが異なる場合にはステップＳ５に戻り、θ０とθＤが一致した場合にはモータ１４の停止を行なうステップ（Ｓ１０）
【００６６】
以上のステップに従って、回転駆動を行なう。ただし、ステップＳ２とステップＳ３が逆の順序に処理されてもよい。また、ステップＳ９においてθ０−θＤが零となるかどうかによってθ０とθＤを比較してもよい。
【００６７】
以上の説明においては、送信器２内に内蔵されている赤外線発光素子自身の強度分布については、特に考慮を払っていないが、赤外線発光素子から出射された赤外線の強度分布が空間的に均一に近い方がより精度よく回動（偏向）が可能である。
【００６８】
赤外線発光素子２ａから放射される赤外線（赤外光）は通常３０度程度の放射角を有している。図７（ａ）は赤外線発光素子２ａから放射される赤外光の強度分布（光強度分布）を示す説明図であり、赤外線発光素子２ａから赤外光が拡がりながら出射される状態の概略を示している。
【００６９】
すなわち赤外線発光素子２ａから放出された赤外光が受信部１０に入射するときにポイントａの部分が入射されれば精度よく制御が可能であるが、ポイントｂの部分が入射されたときには受信部１０から遠い距離より入射された赤外光であると認識してしまい、精度よく制御ができない場合がありうる。
【００７０】
そこでａ付近のみの赤外光を放射させるために、例えば図７（ｂ）および（ｃ）に示すように赤外線発光素子２ａからの周辺部分の赤外光を例えば金属板などの遮光物（遮光手段）によって遮断し、ａ付近の赤外光のみを放射するようにすれば、制御精度を保つことができる。また、Ｓ／Ｈ回路２４、２５の前段または後段にピークホールド回路を設け、Ｉ／Ｖ変換器２２、２３の最大出力電圧をＡ／ＭＰ２７に出力してもよい。ただし、ピークホールドを行なうタイミングは送信器２からのリモコン信号送信が行なわれる度に行なう。従って、送信器２からの受信が終了した時点でリセットをかけるように構成するとよい。
【００７１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１においては、送信器２と受信部１０との間の距離を求めるための構成として、受信部１０と、回動角演算部１５および加算回路３５からなるものを示したが、伝搬速度の異なる信号を発生する発生器を有する送信器２と、その信号が受信部１０に到達する時間差を求める時間差検出器からなるものでもよい。
【００７２】
すなわち、図８（ａ）に示すように送信器２として、赤外線と超音波の、例えば矩形波のリモコン信号を同時に発生する赤外線発光素子２ａと超音波発生器２ｂとを設け、それぞれの信号を受信部１０に設置された赤外線受光部４０、超音波受信部４１にて受信し、それらの出力を時間差検出器４２に入力し、到来方向角θを赤外線受光部４０からの出力に基づいて求め、送信器２とテレビジョン受像機１との間の距離Ｌを求めるために、その時間差に比例した出力信号をマイクロコンピュータ２６内のＡ／ＭＰ２７に出力する。
【００７３】
図８（ｂ）には、時間差を求めるための１つの例を示す。
送信器２側より赤外線発光素子２ａおよび超音波発生器２ｂを同時に駆動する。赤外線発光素子２ａより発生した赤外光および超音波発生器２ｂより発生した超音波は、それぞれ送信器２と受信部１０との間の距離Ｌ伝搬したのちに赤外線受光部４０、超音波受信部４１にそれぞれ入射する。
【００７４】
赤外光の空間伝搬速度は３０万Ｋｍ／ｓ、超音波の空間伝搬速度は３３０ｍ／ｓであるから、例えば３ｍの距離を伝搬するのに約９ｍｓｅｃの時間差を生じる。従って、この時間差と音速３３０ｍ／ｓとの積をとることにより送信器２と受信部１０との間の距離Ｌを求めることができる。（赤外光の空間伝搬速度は超音波の空間伝搬速度に比べ１００００００倍程度大きく、時間差と音速との積をとることで距離を求めても実用上問題はない。）
【００７５】
これによれば、赤外線発光素子２ａの光強度に依存することなく送信器２と受信部１０との間の距離Ｌを正確に求めることが可能であり、従って回動角θ０を非常に精確（正確）に求めることが可能である。また、ここでは時間差によって送信器２と受信部１０との間の距離Ｌを求める例について示したが、各々の受信信号の間の位相差を求めて送信器２と受信部１０との間の距離Ｌを求めてもよい。
【００７６】
この出力信号はＡ／Ｄ変換器２８、入力回路２９を通じてＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０では、この出力信号を送信器２と受信部１０との間の距離Ｌとして、実施の形態１と同様の処理により回動角θ０を算出し、モータ１４を駆動する。
【００７７】
以上の実施の形態の説明では、テレビジョン受信機の例について述べたが、これに限られるものではなく、回転制御台上に載置されたゲーム機、ラジオ、カセット等の音響機器や、扇風機、エアーコンディショナー等の送風／空調設備における風向切り換えのためのセンシングデバイス（感知器）等に応用が可能である。
【００７８】
以上、述べた角度出力器は、送信器からの送信信号より、その送信信号強度および到来方向角の両方を求めて、被制御物の制御を行なうため、上記音響機器等に用いた場合には、ボリューム調整と方向制御、上記送風／空調設備等に用いた場合には、送風量調節と風向制御が容易な構成で行える。
【００７９】
他に、操作を行ないながら撮影を行なうなどといった、カメラなどの画像入力装置等に適用させて用いてもよい。
【００８０】
実施の形態３．
また、これまで述べてきた実施の形態においては、受信手段における位置検出素子として、ＰＳＤを例に説明したが、必ずしもこれに限られることはなく、例えば図９（ａ）−（イ）に示すように受信部１０が例えば少なくとも２つの領域に区分された太陽電池等の光検知素子、あるいはそれぞれ別体の光検知素子によって形成することも可能である。この場合には、レンズ２０にて集光された赤外線の集光位置が光検知器５１の分割された受光面おのおのからの光電流の差として出力される。またこの場合の受光部１０が受ける光強度は受光面おのおのからの光電流の和として出力される。こうすることでＰＳＤを使用するよりも安価に位置検出素子を構成することができる。
また、図９（ａ）−（ロ）に示すように、赤外線の集光途中に光検知器５１を配置してもよく、上述と同様の効果を得ることができる。
さらに、図９（ａ）−（ハ）に示すように集光点が変位する方向（到来方向角を検出すべき方向）に沿って光検知器５１を複数配置し、光検知器５１中のどの受光面に集光点（集光光）が存在するか、あるいは例えば隣接する受光面間における光電流の差を求めることによって集光点（集光光）の入射位置を検知してもよく、上述と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
実施の形態４．
また図９（ｂ）に示すようにレンズを用いずに受信部を構成することも可能である。この場合には分割された受光面を有する光検知器５１と、この光検知器５１と赤外光の入射方向側に遮蔽板５２によって受信部１０を構成する。このとき、遮蔽板５２は光検出器５１の分割線を少なくとも遮蔽し、かつ遮蔽板５２の大きさ、光検出器５１と遮蔽板５２の離間間隔を適当に設計することによって赤外光の入射許容角度（到来方向角θの最大値であり、この角度を越えない範囲において動作が安定する角度。）の範囲内において遮蔽板５２により遮蔽される赤外光が、分割された受光面間において、お互いの受光面に影響を与えないものとすることができる。これによって、精度を満足してなおかつさらなる受信部の小型化が期待でき、レンズを使用しなくともよいため安価に作成できる。
【００８２】
実施の形態５．
以上の実施の形態の説明では、左右（水平）方向の首振り動作について説明してきたが、上下（垂直）方向の首振り動作を行なうようにさせてもよい。また左右方向、上下方向ともに首振り動作を行なわせる構成とすることも可能である。図１０は左右方向、上下方向ともに首振り動作を行なわせるための構成を示した説明図である。図１０（ａ）において、１４は左右方向（図中βの方向）の首振り動作を行なわせるためのモータ、２１４は上下方向（図中αの方向）の首振り動作を行なわせるためのモータである。これら２つのモータ１４、２１４がそれぞれ駆動されることによって、左右方向、上下方向に基準方向に向けて回動動作を行なう。
【００８３】
図１１は実施の形態５の電気回路を示すブロック図であり、それぞれ、上下方向の駆動にかかわり、２２１は例えば２次元ＰＳＤ、２２２、２２３はＩ／Ｖ変換器、２２４、２２５はＳ／Ｈ回路、２３３は上下駆動制御装置、２１４はモータ、２３４は角度センサである。
【００８４】
２次元ＰＳＤ２２１からは、左右方向、上下方向に対応する光電流出力がなされ、左右、上下方向それぞれに対応する出力がＩ／Ｖ変換器２２、２３、２２２、２２３になされて、光電流が電圧変換される。このＩ／Ｖ変換器２２、２３、２２２、２２３からの電圧出力はＳ／Ｈ回路２４、２５、２２４、２２５に入力されたのちＡ／ＭＰ２７に入力される。なお、このＳ／Ｈ回路２４、２５、２２４、２２５からの出力も加算回路３５に入力され、加算処理されたのちＡ／ＭＰ２７に入力される。
【００８５】
Ａ／ＭＰ２７からの出力はＡ／Ｄ２８に入力されてアナログ／ディジタル変換され入力回路２９を経由してＣＰＵ３０に取り込まれる。メモリ３７には距離・角度変換データテーブルが格納されており（この場合は、左右・上下方向それぞれに対応するデータが格納されている。）、ＣＰＵ３０は、この距離・角度変換データテーブルを参照することによってモータ１４、２１４それぞれの回動すべき角度に対応する出力を出力回路３２、２３２に出力する。この出力値に基づいて左右駆動制御装置３３、上下駆動制御装置２３３に入力されモータ１４、２１４を駆動する。それぞれのモータ１４、２１４の回動した角度量は角度センサ３４、２３４により検出され、それぞれの検出出力は入力回路２９を介してＣＰＵ３０に入力されフィードバックがかかる。
【００８６】
図１０（ｂ）は上述のような上下・左右の首振り動作を行なわせるための上下・左右の到来方向角の検出に適した受光素子の形態例を示しており、（イ）〜（ホ）は受信部１０内におけるレンズ２０からの集光光の受光部の形態例を示す図であり、（イ）は２次元ＰＳＤを用いた例、（ロ）は上下・左右方向のＰＳＤを併置（並置）させた例、（ハ）は光検知器を左右・上下に配置させた例、（ニ）は（ハ）の配置における中央部の受光状態を改善させた例、（ホ）は（ニ）の配置に更に周辺部の受光状態を改善した例である。
【００８７】
（イ）、（ロ）はＰＳＤを用いた場合の例であるが、一般にＰＳＤは高価である。（ハ）〜（ホ）は例えば太陽電池で構成できるため、ＰＳＤを用いるよりは安価に構成できる。また（ハ）〜（ホ）を用いた場合には、図９（ｂ）と同様の考えで受光素子の前側に遮蔽板を設けることにより、必ずしもレンズを必要としないため、受信部の構成が小型ですみ、安価に構成できる。
【００８８】
さらに、レンズ２０の像面湾曲の影響がある場合には、その像面湾曲の形態に適合させるように、受光部全体が（中央部に向かって）所定の曲率を有した凹状または凸状に形成されていてもよい。
【００８９】
図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の（イ）〜（ホ）の各受信部からの出力端子○１〜○４の信号をどのように処理するかを説明するための説明図であり、上下方向の出力端子○１、○２の間および左右方向の出力端子○３、○４の間においては各差分値（Ｉ１−Ｉ２、Ｉ３−Ｉ４）をとり、○１、○２の間の出力からは上下方向の到来方向角を、○３、○４の間の出力からは左右方向の到来方向角をそれぞれ、これら各差分値をもとに求めるとよい。また○１〜○４の間において、それぞれの信号の加算を行い（和を取り、すなわちＩ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４を求め）受光部に入射した光強度（全光量）を求めることによって距離を検出することが可能となる。
【００９０】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００９１】
この発明によれば、正確な角度を求めることが可能な角度出力器を有した回動制御装置であるので、送信器を向けた方向に確実に基準方向を向けることができる回動制御装置を得ることができる。特に近距離から送信された場合でも精度良く被駆動体を送信器の方向に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】送信器とテレビジョン受像機との概略的な配置を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の電気回路を示すブロック図である。
【図４】赤外光の拡がりを示す説明図である。
【図５】距離Ｌに対するθ０の特性を示す説明図である。
【図６】実施の形態１の処理ステップを示すフローチャートである。
【図７】赤外光の光強度を示す説明図である。
【図８】実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態３、４における光検知器を示す説明図である。
【図１０】実施の形態５を説明するための説明図である。
【図１１】実施の形態５の電気回路を示すブロック図である。
【図１２】従来装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来装置の電気回路を示すブロック図である。
【図１４】ＰＳＤによる位置検出を示す説明図である。
【図１５】送信器とテレビジョン受像機との概略的な方向関係を示す説明図である。
【図１６】従来装置によるテレビジョン受像機の回動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１テレビジョン受像機、２送信器、１０受信部、１３回動・停止制御部、１５回動角演算部。

Claims

駆動源によって回動制御される被駆動体と、
該被駆動体とは別体に設けられ、上記被駆動体に向けて送信信号を送信する送信手段と、
上記被駆動体が、
上記被駆動体の回転中心軸に垂直な基準方向に対し所定の角度を有し、かつ、上記回動中心軸から所定の距離離れた位置に配置される、上記送信手段からの送信信号を受信する受信手段と、
該受信手段の出力に基づいて、上記送信手段と上記受信手段とを結ぶ直線と、上記基準方向とがなす到来方向角と、上記送信手段と上記受信手段との間の距離とを求め、上記基準方向と、上記送信手段と上記回動中心軸上の点とを結ぶ方向とがなす角度に対応する信号出力を行なう角度量出力手段と
を有する角度出力器を備え、
該角度出力器からの信号出力に応じて上記被駆動体を回動制御するように構成したこと
を特徴とする回動制御装置。
角度量出力手段が、以下の式に基づいて、基準方向と、送信手段と回動中心軸上の点とを結ぶ方向との間の角度に対応する信号出力を行なうこと
を特徴とする請求項１記載の回動制御装置。
送信手段が発光手段を有し、送信手段と受信手段との間の距離を上記発光手段から受信手段に到達する光強度の大きさに基づいて求めること
を特徴とする請求項１記載の回動制御装置。
送信手段が伝搬速度の異なる複数の信号出力手段を有し、送信手段と受信手段との間の距離を上記受信手段に到達する各信号出力間における受信状態の差から求めること
を特徴とする請求項１記載の回動制御装置。
角度量出力手段が、少なくとも到来方向角と距離とに基づいて、基準方向と、送信手段と回動中心軸上の点とを結ぶ方向との間の角度に対応するデータ出力を行なうデータテーブルを有すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回動制御装置。
送信手段が発光手段を有し、受信手段がＰＳＤを有すること
を特徴とする請求項１、２、４のいずれか１項に記載の回動制御装置。
送信手段が発光手段を有し、受信手段が複数の受光面を有すること
を特徴とする請求項１、２、４のいずれか１項に記載の回動制御装置。
受信手段が遮光手段を有すること
を特徴とする請求項７記載の回動制御装置。
送信手段が遮光手段を有すること
を特徴とする請求項３、６、７のいずれか１項に記載の回動制御装置。
被駆動体を回動制御する回動制御方法であって、
上記被駆動体の回転中心軸に垂直な基準方向に対し所定の角度を有し、かつ、上記回動中心軸から所定の距離離れた位置に配置される受信手段により、上記被駆動体とは別体に設けられる送信手段から上記被駆動体に向けて送信される送信信号を受信する受信ステップと、
該受信ステップにおいて受信された上記送信信号に対応する出力に基づいて、上記送信手段と上記受信手段とを結ぶ直線と、上記基準方向とがなす到来方向角と、上記送信手段と上記受信手段との間の距離とを求める算出ステップと、
該算出ステップにおいて求められた上記到来方向角と上記距離とに基づいて、上記基準方向と、上記送信手段と上記回動中心軸上の点とを結ぶ方向との間の角度に対応する信号を角度量出力として出力する角度量出力ステップと、
該角度量出力ステップにおいて出力された角度量出力に応じて上記被駆動体を駆動源によって回動制御する回動制御ステップと
を備えることを特徴とする回動制御方法。
角度量出力ステップにて出力される角度量出力が、以下の式に基づいて求められる、基準方向と、送信手段と回動中心軸上の点とを結ぶ方向との間の角度に対応する信号であること
を特徴とする請求項１０記載の回動制御方法。
送信手段が発光手段を含み、算出ステップにおいて、送信手段と受信手段との間の距離を上記発光手段から受信手段に到達する光強度の大きさに基づいて求めること
を特徴とする請求項１０記載の回動制御方法。
送信手段が伝搬速度の異なる複数の信号出力手段を含み、算出ステップにおいて、送信手段と受信手段との間の距離を上記受信手段に到達する各信号出力間における受信状態の差から求めること
を特徴とする請求項１０記載の回動制御方法。
角度量出力ステップにおいて、角度量出力を、少なくとも到来方向角と距離とに基づいて、基準方向と、送信手段と回動中心軸上の点とを結ぶ方向との間の角度に対応するデータを有するデータテーブルから出力すること
を特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の回動制御方法。