JP2005136871A

JP2005136871A - 電子機器およびペアリング処理方法

Info

Publication number: JP2005136871A
Application number: JP2003372992A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tomota; 一郎友田; Shigemi Nakazato; 茂美中里; Junichi Iwasaki; 淳一岩崎; Kenichi Ide; 賢一井手; Makoto Yamashita; 誠山下; Chikara Ushimaru; 主税牛丸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Also published as: US20050094838A1; EP1528769A2

Abstract

【課題】音声信号によりペアリング情報を送受信可能とした電子機器を提供する。
【解決手段】本ヘッドセット装置１は、BluetoothデバイスアドレスをＤＴＭＦ信号に変換してスピーカユニット１１，１２より音響信号の形で出力するＤＴＭＦ送信機能と、マイクロホン１５から入力したオーディオ信号をＤＴＭＦの規則にしたがいBluetoothデバイスアドレスに変換してBluetoothプロトコルスタックに接続相手先情報として登録するＤＴＭＦ受信機能とを有している。そして、電源スイッチ１６が長押しされると、ＤＴＭＦ受信機能を作動させ、一方、ＣＡＬＬキー１８が長押しされると、ＤＴＭＦ送信機能を作動させる。
【選択図】図７

Description

この発明は、例えばBluetooth(TM)規格に準拠した無線通信を実行する電子機器におけるペアリング処理技術に関する。

近年、異なる電子機器同士を必要に応じてケーブルレスで手軽に無線接続することのできる例えばBluetoothなどといった個人向けの無線通信技術が注目を集めている。このBluetoothでは、同一エリア内で複数組の電子機器が無線通信を行っていても、正規の相手との間でのみデータが授受されるように、アドレスや暗号鍵などを登録し合ういわゆるペアリングを実行できる。

このペアリングを行う場合、まず、一方の電子機器が、リモートデバイス検出と称される処理を実行する。このリモートデバイス検出は、問い合わせ用の電波を発射して、周囲からどのような応答があるかを検出するものである。そして、このリモートデバイス検出を行った電子機器は、応答してきたBluetoothデバイスを一覧表示する。そして、この一覧表示がなされると、ユーザは、その中から所望の通信相手を選択して所定の接続操作を実施する。また、この時、その通信相手にセキュリティが設定されている場合には、ＰＩＮコード（暗証番号）の入力が求められる。

ところで、最近では、Bluetoothデバイスを一覧表示するためのディスプレイや、その中から所望の通信相手を選択するためのポインティングデバイス等を搭載するのが困難なほどに小型化が進んだモバイル機器においても、Bluetooth規格に準拠した無線通信機能が搭載され始めている。そして、このようなモバイル機器では、ペアリングを行うための独自の仕組みが必要である。

このようなことから、赤外線信号を発受信するための発信部および受信部を設け、赤外線信号によってＰＩＮコードを交換できるようにした電子機器も提案されている（例えば特許文献１参照）。この電子機器によれば、組み合わせたい電子機器の発信部と受信部とを対向させた状態で各々のスイッチを押下するといった簡単な操作で、ディスプレイやポインティングデバイス等を使用することなくペアリングを完了させることができる。
特開２００２−７３５６５号公報

しかしながら、この特許文献１の手法では、ディスプレイやポインティングデバイス等が不要となるものの、赤外線信号用の発受信部を設ける必要が生じてしまう。従って、ヘッドセットのような小型軽量化や低価格化が求められる電子機器では、その採用が非常に困難である。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、音声信号によりペアリング情報を送受信することを実現した電子機器および同機器のペアリング処理方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、この発明の電子機器は、無線通信接続相手となる他の電子機器との間でペアリング処理を実行する処理部と、前記処理部から出力されたペアリング情報を音声信号に変換する変換手段と、前記変換手段により生成された音声信号を前記他の電子機器へ出力するスピーカとを具備することを特徴とする。

また、この発明の電子機器は、他の電子機器から音声信号を取得するマイクロホンと、前記取得した音声信号をペアリング情報に変換する変換手段と、無線通信続相手となる他の電子機器との間でペアリング処理を前記ペアリング情報を用いて実行する処理部とを具備することを特徴とする。

例えばヘッドセット装置のような電子機器の場合、スピーカとマイクロホンを既に備えているので、ペアリング情報を音声信号に変換してスピーカから出力し、また、マイクロホンにより取得した音声信号をペアリング情報に変換することにより、何らのハードウェアを追加することなく、２つのヘッドセット装置間のペアリングを実行可能とする。

この発明によれば、音声信号によりペアリング情報を送受信することを実現した電子機器および同機器のペアリング処理方法を提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。

図１には、この発明の一実施形態に係る電子機器の外観が示されている。この電子機器は、無線通信機能付きのヘッドセット装置１として実現されており、例えば他のヘッドセット装置１と接続し、複数ユーザ間での遠隔音声通話などに用いられる。このヘッドセット装置１では、Bluetooth標準規格の１つであるHead Set Profile（以下、ＨＳＰと称する）に規定された通信方式により接続相手との間で音声通話を実行するものとする。

ヘッドセット装置１は、図示のように、右耳用および左耳用の２つのスピーカユニット１１，１２を備えている。これら２つのスピーカユニット１１，１２は、ヘッドバンド１３の両端に設けられる。また、左耳スピーカユニット１２にはマイクロホンアーム１４の一端が取り付けられ、このマイクロホンアーム１４の他端にマイクロホン１５が設けられている。さらに、右耳スピーカユニット１１には電源スイッチ１６、左耳スピーカユニット１２には緑色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１７およびＣＡＬＬキー１８がそれぞれ設けられている。なお、電源スイッチ１６は、ヘッドセット装置１の電源オン／オフを行うためのスイッチであり、ＣＡＬＬキー１８は、無線通信相手との音声通話の開始／終了を指示するためのキーであるが、本ヘッドセット装置１では、この電源スイッチ１６およびＣＡＬＬキー１８の押下が、予め定められた時間以上（長押し）か未満（短押し）かによってその解釈をさらに区別する。長押しおよび短押しのいずれに本来の機能を割り当てても構わないが、ここでは、電源スイッチ１６およびＣＡＬＬキー１８の双方とも、短押しの場合に、本来の機能が作動するものとし、また、長押しの場合の動作については後述する。

図２は、ヘッドセット装置１のハードウエアの部品構成を示すブロックダイアグラムである。

このヘッドセット装置１は、図１に示した右耳スピーカユニット１１、左耳スピーカユニット１２、マイクロホン１５、電源スイッチ１６、緑色ＬＥＤ１７およびＣＡＬＬキー１８などの他、図２に示すように、Bluetooth通信モジュール１０１、ＣＰＵ１０２、メインＲＡＭ１０３およｂＡＤ／ＤＡコンバータ１０４を有している。

Bluetooth通信モジュール１０１は、前述のＨＳＰ規格に準拠した無線による音声通信を実行する。ＣＰＵ１０２は、本ヘッドセット装置１全体の制御を司り、メインＲＡＭ１０３に格納された各種プログラムを実行する。メインＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０２が実行する各種プログラムやこれらのプログラムで使用される各種データを格納する。このメインＲＡＭ１０３に格納される各種データの中には、後述するペアリング情報１０３１が含まれる。ＡＤ／ＤＡコンバータ１０４は、マイクロホン１５から入力されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、また、デジタルの音声信号をアナログ信号に変換して２つのスピーカユニット１１，１２から出力する。

図３は、ヘッドセット装置１のソフトウエアのモジュール構成を示すブロックダイアグラムである。

メインタスク２０１は、システム全体の制御をするメインプログラムであり、後述するペアリング制御部２０１１を具備している。キードライバ２０２は、電源スイッチ１６およびＣＡＬＬキー１８の押下を検知するデバイスドライバであり、各々について、長押しと短押しとを区別して検知することができる。ここでは、２秒以上の押下を長押し、２秒未満の押下を短押しとして検知するものとする。ＬＥＤドライバ２０３は、緑色ＬＥＤ１７を点灯制御するデバイスドライバである。

Bluetoothプロトコルスタック２０４は、ＨＳＰの通信処理を行うソフトウエアモジュールである。オーディオ入力タスク２０５は、マイクロホン１５から入力されたオーディオデータを処理してBluetoothプロトコルスタックに送信するモジュールである。オーディオ出力タスク２０６は、Bluetoothプロトコルスタック２０４から受信したオーディオデータを処理してスピーカーに出力するモジュールである。

ＣＶＳＤエンコーダ２０７は、パルス符号化変調されたいわゆるＰＣＭオーディオデータをＣＶＳＤデータに変換するサブルーチンである。ＣＶＳＤは、ＨＳＰで規定された標準のオーディオ符号化方式である。ＣＶＳＤデコーダ２０８は、ＣＶＳＤデータをＰＣＭオーディオデータに変換するサブルーチンである。ＤＴＭＦエンコーダは、BluetoothデバイスアドレスをＤＴＭＦ信号列に変換するサブルーチンである。ＤＴＭＦは、プッシュホン電話機で使用されるトーン信号である。ＤＴＭＦエンコーダ２０９は、ＤＴＭＦ信号列をBluetoothデバイスアドレスに変換するサブルーチンである。

次に、図４を参照して、以上のようなハードウェア構成およびソフトウェア構成をもつ本ヘッドセット装置１におけるシステム全体の処理の流れを説明する。なお、図示のフローチャートにおいて、中心より右側の部分（破線で囲まれた部分）が、本実施形態によるペアリングに関わる部分であり、それ以外の部分は、ＨＳＰの通常の動作部分である。以下、この図４に従って、本実施形態の特徴である音響信号によるBluetoothペアリング方法の手順について説明する。

本ヘッドセット装置１は、電源オフ状態で電源スイッチ１６が押下されると起動し（ステップＡ１）、システムの初期化処理を実行した後（ステップＡ２）、ＨＳＰ着信待ち状態となる（ステップＡ３）。

この状態において、ＣＡＬＬキー１８が２秒以上長押しされると（ステップＡ４）、ペアリング制御部２０１１は、ＤＴＭＦ送信動作を行っていることを明示するための緑色ＬＥＤ１７の点滅を開始すべくＬＥＤドライバ２０３に点滅コマンドを発行した後（ステップＡ５）、「ペアリング情報１０３１として格納されたBluetoothデバイスアドレスをＤＴＭＦ信号に変換してスピーカユニット１１，１２より音響信号の形で出力する」といったＤＴＭＦ送信動作を実行する（ステップＡ６）。図５は、このステップＡ６におけるペアリング制御部２０１１およびこのペアリング制御部２０１１と従属的に協働するオーディオ出力タスク２０６の動作の流れを示すフローチャートである。

ペアリング制御部２０１１は、まず、オーディオ出力タスク２０６に対してＤＴＭＦ送信コマンドを発行し（ステップＢ１）、終了イベント待ちループによりＤＴＭＦ送信の終了を待機する（ステップＢ２）。一方、このコマンドを受信したオーディオ出力タスク２０６は、Bluetoothプロトコルスタック２０４に問い合わせて、自局のBluetoothデバイスアドレスを取得する（ステップＣ１）。Bluetoothデバイスアドレス（ペアリング情報１０３１）は、６バイトのバイト列であり、Bluetoothプロトコルスタック２０４は、この値を起動時にメインＲＡＭ１０３から読み取る。

次に、オーディオ出力タスク２０６は、このBluetoothデバイスアドレスをＤＴＭＦの規則にしたがってＰＣＭオーディオデータに変換する（ステップＣ２）。ＤＴＭＦには全部で１６通りの信号パターンが存在する。したがって、４ビットの情報量を表現することができる。そこで、オーディオ出力タスク２０６は、Bluetoothデバイスアドレスの上位ビット側から４ビットづつ逐次にＰＣＭオーディオデータに変換し、計１２個のＤＴＭＦ信号を生成する。

そして、オーディオ出力タスク２０６は、このように生成したＰＣＭオーディオデータをＡＤ／ＤＡコンバータドライバ２１１に出力する。そうすると、ＡＤ／ＤＡコンバータドライバ２１１は、このＰＣＭオーディオデータをＡＤ／ＤＡコンバータ１０４に出力するので、結果、スピーカユニット１１，１２からＤＴＭＦトーンが音響信号となって出力されることになる（ステップＣ３）。つまり、上記処理を行うことにより、BluetoothデバイスアドレスがＤＴＭＦトーンの形式の音響信号として出力される。このＰＣＭオーディオデータのＡＤ／ＤＡコンバータドライバ２１１への出力後、オーディオ出力タスク２０６は、ペアリング制御部２０１１に対してＤＴＭＦ送信完了イベントを発行する（ステップＣ４）。このＤＴＭＦ送信完了イベントの発生により、ステップＢ２の終了イベント待ちループが解放されるので、ペアリング制御部２０１１は、図４のフローに復帰し、ＤＴＭＦ送信動作が終了したことを明示するための緑色ＬＥＤ１７の点滅停止を行うべくＬＥＤドライバ２０３に点滅停止コマンドを発行した後（ステップＡ７）、ステップＡ３のＨＳＰ着信待ち状態に戻る。

一方、ＨＳＰ着信待ち状態において、電源スイッチ１６が２秒以上長押されると（ステップＡ８）、ペアリング制御部２０１１は、ＤＴＭＦ受信動作に入っていることを明示するための緑色ＬＥＤ１７の点滅を開始すべくＬＥＤドライバ２０３に点滅コマンドを発行した後（ステップＡ９）、「マイクロホン１５から入力したオーディオ信号をＤＴＭＦの規則にしたがいBluetoothデバイスアドレスに変換してBluetoothプロトコルスタック２０４に接続相手先情報として登録する」といったＤＴＭＦ受信動作を実行する（ステップＡ１０）。図６は、このステップＡ１０におけるペアリング制御部２０１１およびこのペアリング制御部２０１１と従属的に協働するオーディオ入力タスク２０５の動作の流れを示すフローチャートである。

ペアリング制御部２０１１は、まず、オーディオ入力タスク２０５に対してＤＴＭＦ受信コマンドを発行し（ステップＤ１）、終了イベント待ちループによりＤＴＭＦ受信の終了を待機する（ステップＤ２）。一方、このコマンドを受信したオーディオ入力タスク２０５は、ＡＤ／ＤＡコンバータドライバ２１１に対して、マイクロホン１５からのＰＣＭオーディオデータの取り込み開始を指示する（ステップＥ１）。

次に、オーディオ入力タスク２０５は、入力されてくるＰＣＭオーディオデータからＤＴＭＦの規則にしたがってＤＴＭＦ信号を検出し、それに対応する４ビットのデータに変換する（ステップＥ２）。

そして、オーディオ入力タスク２０５は、このように変換して得たデータをBluetoothデバイスアドレスとして上位ビット側から逐次に記録してゆき、６バイトが形成されたところで当該ＤＴＭＦ検出処理を終了する。このように生成された６バイトのデータは、Bluetoothプロトコルスタック２０４に接続相手先のBluetoothデバイスアドレスとして登録されることになる（ステップＥ３）。つまり、上記処理を行うことにより、音響信号がBluetoothデバイスアドレスに変換されてBluetoothプロトコルスタック２０４に接続先のアドレスとして登録される。この登録が終了した際、オーディオ入力タスク２０５は、ペアリング制御部２０１１に対してＤＴＭＦ受信完了イベントを発行する（ステップＥ４）。このＤＴＭＦ受信完了イベントの発生により、ステップＢ２の終了イベント待ちループが解放されるので、ペアリング制御部２０１１は、図４のフローに復帰し、ＤＴＭＦ受信動作が終了したことを明示するための緑色ＬＥＤ１７の点滅停止を行うべくＬＥＤドライバ２０３に点滅停止コマンドを発行した後（ステップＡ７）、ステップＡ３のＨＳＰ着信待ち状態に戻る。

図７は、上記ＤＴＭＦ送信・受信機能を持った２台のヘッドセット装置（Ａ），（Ｂ）１をペアリングさせる場合の様子を示す図である。ここでは、ヘッドセット装置（Ｂ）１のBluetoothデバイスアドレスをヘッドセット装置（Ａ）１に設定する場合の例が示されている。

この場合、ユーザは、まず、ヘッドセット装置（Ａ）１のマイクロホン１５とヘッドセット装置（Ｂ）１の例えば左耳スピーカユニット１２とを接近させるように、つまり、ヘッドセット装置（Ｂ）１の左耳スピーカユニット１２から出力される音がヘッドセット装置（Ａ）１のマイクロホン１５に入力されるように両装置を配置する。

この状態で、ユーザは、ヘッドセット装置（Ａ）１の電源スイッチ１６を２秒以上長押しする。これにより、ヘッドセット装置（Ａ）１は、ＤＴＭＦの受信動作を開始する。その後、ユーザは、ヘッドセット装置（Ｂ）のＣＡＬＬキー１８を２秒以上長押しする。これにより、ヘッドセット装置（Ｂ）１が、ＤＴＭＦの送信動作を開始する。

上記操作の結果、ヘッドセット装置（Ｂ）１のＤＴＭＦ送信処理によってBluetoothデバイスアドレスが音響信号として左耳スピーカユニット１２から出力され、その音響信号がヘッドセット装置（Ａ）のマイクロホン１５に入力されて、ヘッドセット装置（Ａ）１のＤＴＭＦ受信処理によって音響信号がBluetoothデバイスアドレスとなってBluetoothプロトコルスタック２０４に設定される。このようにして、ヘッドセット装置（Ｂ）１のBluetoothデバイスアドレスが、ヘッドセット装置（Ａ）１のBluetoothプロトコルスタックに設定される。以降、ユーザは、ヘッドセット装置（Ａ）１のＣＡＬＬキーを２秒未満の短押しを行うことにより、ヘッドセット装置（Ａ）１に接続できるようになる。

なお、上記実施形態においては、音響信号としてＤＴＭＦの方式を用いたが、本発明はこれ以外の音響信号形式を用いることも可能である。例えば、音声合成認識（上記実施形態において、ＤＴＭＦ送信の部分を音声合成により行い、ＤＴＭＦ受信の部分を音声認識により行う）を用いることも可能である。

また、BluetoothデバイスアドレスをＰＣＭオーディオデータに変換する際、誤り有無を判定するための誤り検出符号や誤りを訂正するための誤り訂正符号を付加して信頼性を高める等といった手法も当然に応用可能である。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の一実施形態に係る電子機器の外観を示す図同実施形態のヘッドセット装置のハードウエアの部品構成を示すブロックダイアグラム同実施形態のヘッドセット装置のソフトウエアのモジュール構成を示すブロックダイアグラム同実施形態のヘッドセット装置におけるシステム全体の処理の流れを示すフローチャート同実施形態のヘッドセット装置のペアリング制御部およびこのペアリング制御部と従属的に協働するオーディオ出力タスクの動作の流れを示すフローチャート同実施形態のヘッドセット装置のペアリング制御部およびこのペアリング制御部と従属的に協働するオーディオ入力タスクの動作の流れを示すフローチャート同実施形態のＤＴＭＦ送信・受信機能を持った２台のヘッドセット装置をペアリングさせる場合の様子を示す図

符号の説明

１…ヘッドセット装置、１１…右耳スピーカユニット、１２…左耳スピーカユニット、１３…ヘッドバンド、１４…マイクロホンアーム、１５…マイクロホン、１６…電源スイッチ、１７…緑色ＬＥＤ、１８…ＣＡＬＬキー、１０１…通信モジュール、１０２…ＣＰＵ、１０３…メインＲＡＭ、１０４…ＡＤ／ＤＡコンバータ、２０１…メインタスク、２０２…キードライバ、２０３…ＬＥＤドライバ、２０４…プロトコルスタック、２０５…オーディオ入力タスク、２０６…オーディオ出力タスク、２０７…ＣＶＳＤエンコーダ、２０８…ＣＶＳＤデコーダ、２０９…ＤＴＭＦエンコーダ、２１１…ＤＡコンバータドライバ、１０３１…ペアリング情報、２０１１…ペアリング制御部。

Claims

無線通信接続相手となる他の電子機器との間でペアリング処理を実行する処理部と、
前記処理部から出力されたペアリング情報を音声信号に変換する変換手段と、
前記変換手段により生成された音声信号を前記他の電子機器へ出力するスピーカと
を具備することを特徴とする電子機器。
前記変換手段は、誤り有無を判定するための誤り検出符号を前記ペアリング情報に付加して音声信号に変換することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記変換手段は、誤りを訂正するための誤り訂正符号を前記ペアリング情報に付加して音声信号に変換することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
発光ダイオードと、
前記ペアリング処理の進捗状況を知らせるべく前記発光ダイオードを点灯制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
他の電子機器から音声信号を取得するマイクロホンと、
前記取得した音声信号をペアリング情報に変換する変換手段と、
無線通信続相手となる他の電子機器との間でペアリング処理を前記ペアリング情報を用いて実行する処理部と
を具備することを特徴とする電子機器。
前記変換手段は、前記ペアリング情報に付加された誤り検出符号を用いて誤り有無を判定することを特徴とする請求項５記載の電子機器。
前記変換手段は、前記ペアリング情報に付加された誤り訂正符号を用いて誤りを訂正することを特徴とする請求項５記載の電子機器。
発光ダイオードと、
前記ペアリング処理の成功または失敗を知らせるべく前記発光ダイオードを点灯制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の電子機器。
無線通信接続対象となる他の電子機器との間でペアリング処理を実行する電子機器であって、
スピーカと、
マイクロホンと、
前記ペアリング処理に用いるペアリング情報を音声信号に変換して前記スピーカから出力させる手段と、前記マイクロホンにより前記接続対象からの音声信号を取得して前記ペアリング情報に変換する手段と
を具備することを特徴とする電子機器。
無線通信接続相手となる電子機器との間でペアリング処理を実行するためのペアリング情報を作成し、
前記ペアリング情報を音声信号に変換し、
前記変換した音声信号をスピーカから前記接続相手の電子機器へ出力する
ことを特徴とするペアリング処理方法。
無線通信接続対象との間でペアリング処理を行うペアリング処理方法であって、
マイクロホンにより前記接続対象からの音声信号を取得し、
前記取得した音声信号をペアリング情報に変換し、前記ペアリング情報に基づいてペアリング処理を行う
ことを特徴とするペアリング処理方法。