JP2010004488A - 通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電界結合や磁界結合によって通信を行う通信相手が近接しているか否かを判定し、判定結果に応じて装置内部の動作を変化させることが可能な通信装置を提供すること。
【解決手段】電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手と通信部との近接を検出する検出部と、通信部に、通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手との通信を行わせる制御部と、を備え、制御部は、検出部の検出結果に応じて内部状態を変化させる、通信装置が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータプログラムに関する。

近日、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１に規定される電波通信方式が広く普及している。かかる電波通信方式においては、アンテナを利用して無線電波が送受信されるが、当該無線電波が周囲で送受信される無線電波と干渉し、通信に悪影響を及ぼす場合があった。

また、電波通信方式以外にも、電界結合や磁界結合を利用して通信を行う通信方式が提案されている。かかる通信方式においては、例えば、磁界結合を行なう複数の結合器が近接されると、複数の結合器が磁界結合し、磁界結合により複数の結合器間での通信が実現される。このように、電界結合や磁界結合を利用する通信方式によれば、通信相手が近接しない場合には信号が送信されないため、干渉の問題が生じ難い点で電波通信方式より有利である。なお、磁界結合により通信を行う技術については、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。

また、電界結合や磁界結合を利用する通信方式においては、１の通信装置に受信機能および送信機能などの複数の機能を実装することも可能である。この場合、通信装置は、コンテンツデータの送信側とも受信側ともなり得る。

特開２００６−６０２８３号公報 特開２００８−９９２３６号公報

しかし、従来においては、電界結合や磁界結合によって通信を行う通信相手が近接しているか否かによらず、常に通信に用いる内部の回路を動作させており、消費電力の点で問題があった。また、タイマ等によって通信に用いる内部の回路の動作を制御させた場合には、通信相手から受信した信号の内容を解析しないと、回路の動作を完全に制御することが困難であった。

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、電界結合や磁界結合によって通信を行う通信相手が近接しているか否かを判定し、判定結果に応じて装置内部の動作を変化させることが可能な、新規かつ改良された通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータ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、電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手と通信部との近接を検出する検出部と、通信部に、通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手との通信を行わせる通信制御部と、を備え、通信制御部は、検出部の検出結果に応じて内部の動作を制御する、通信装置が提供される。

かかる構成によれば、通信部は電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行い、検出部は、電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手と通信部との近接を検出し、通信制御部は、通信部に、通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手との通信を行わせる。そして、通信制御部は、検出部の検出結果に応じて通信装置の内部の動作を制御する。その結果、電界結合や磁界結合によって通信を行う通信相手が近接しているか否かを判定し、判定結果に応じて通信装置内部の動作を変化させることができる。

検出部は、通信相手が近接したことにより生じる信号を検出する受信対象検出部を含んでいてもよい。そして、受信対象検出部は、インピーダンス整合によって通信相手の近接を検出してもよい。

受信対象検出部で通信相手の近接を検出すると、通信制御部は、第１の周波数で発振する第１発振器を動作させ、電界結合または磁界結合による通信に使用する、第１の周波数より高い第２の周波数で発振する第２発振器を周期的に動作および停止させてもよい。

通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、通信制御部は第１発振器および第２発振器を周期的に動作および停止させてもよい。

また、検出部は、通信相手が近接しているか否かを検出する送信対象検出部を含んでいてもよい。そして、送信対象検出部は、インピーダンス整合によって通信相手の近接を検出してもよい。

送信対象検出部で通信相手の近接を検出すると、通信制御部は第１の周波数で発振する第１発振器、および電界結合または磁界結合による通信に使用する、第１の周波数より高い第２の周波数で発振する第２発振器を動作させ、通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、通信制御部は第１発振器および第２発振器を周期的に動作および停止させてもよい。

通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、通信制御部は所定の時間第１発振器および第２発振器を継続して動作させた後に、第１発振器および第２発振器を周期的に動作および停止させてもよい。

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、電界結合または磁界結合により通信を行う第１の通信部を有する第１の通信装置と、電界結合または磁界結合により通信を行う第２の通信部、電界結合または磁界結合による通信が可能な第１の通信部と第２の通信部との近接を検出する検出部、および、第２の通信部に、第２の通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な第１の通信部との通信を行わせる通信制御部を備え、通信制御部は、検出部の検出結果に応じて内部の動作を制御する、第２の通信装置と、を備える、通信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、電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、電界結合または磁界結合による近距離一対一通信が可能な通信相手との近接を検出するステップと、検出するステップの検出結果に応じて内部の動作を制御するステップと、を含む、通信方法が提供される。

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、コンピュータに、電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、電界結合または磁界結合による近距離一対一通信が可能な通信相手との近接を検出するステップと、検出するステップの検出結果に応じて内部の動作を制御するステップと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、電界結合や磁界結合によって通信を行う通信相手が近接しているか否かを判定し、判定結果に応じて装置内部の動作を変化させることが可能な、通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。

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。

図１は、本発明の一実施形態にかかる通信システムを示した説明図である。図１に示したように、本実施形態にかかる通信システムは、通信機器１０および携帯機器２０からなる一対の機器（通信装置）と、情報処理装置１２とを備える。また、通信機器１０および携帯機器２０は、相互に電界結合することが可能な電界カプラと呼ばれる電極板を備える。通信機器１０および携帯機器２０の双方の電界カプラが例えば３ｃｍ以内に近接されると、一方の電界カプラにより発生される誘導電界の変化を他方の電界カプラが感知することにより、通信機器１０および携帯機器２０の間での電界通信が実現される。

より具体的には、上記電界通信を行う一対の機器は、一方がイニシエータ（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）として機能し、他方がレスポンダ（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）として機能する。イニシエータは接続確立要求を行なう側であり、レスポンダはイニシエータからの接続確立要求を待ち受ける側である。

例えば、図１に示した携帯機器２０がイニシエータとして機能し、通信機器１０がレスポンダとして機能する場合、携帯機器２０および通信機器１０が近接されると、携帯機器２０から送信される接続確立要求を通信機器１０が受信する。そして、通信機器１０により接続確立要求が受信されると、通信機器１０および携帯機器２０が認証処理を行い、認証処理が正常に終了すると通信機器１０および携帯機器２０がデータ通信可能な状態に接続される。認証処理としては、例えば、ソフトウェアのバージョンや、有しているプロトコル等が通信機器１０および携帯機器２０で一致するか否かの確認などがあげられる。

その後、通信機器１０と携帯機器２０が１対１でデータ通信を行う。より詳細には、携帯機器２０が任意のデータを電界カプラにより通信機器１０へ送信し、通信機器１０が携帯機器２０から受信したデータを情報処理装置１２へ出力する。または、情報処理装置１２から通信機器１０へ任意のデータが入力され、通信機器１０が情報処理装置１２から入力されたデータを電界カプラにより携帯機器２０へ送信する。任意のデータとしては、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、写真、文書、絵画および図表などの映像データや、ゲームおよびソフトフェアなどがあげられる。

アンテナから放射される電波が距離の２乗に反比例して減衰するのに対し、このような電界カプラから発生される誘導電界の強度は距離の４乗に反比例するため、電界通信が可能な一対の機器間の距離を制限できる点で有利である。すなわち、当該電界通信によれば、周囲に存在する障害物による信号の劣化が少ない、ハッキングや秘匿性を確保するための技術を簡素化できるなどの効果が得られる。

また、アンテナから放射される電波は、電波の進行方向と直交方向に振動する横波成分を有し、偏波がある。これに対し、電界カプラは、進行方向に振動する縦波成分を有し、偏波がなり誘導電界を発生するため、一対の電界カプラの面が対向していれば受信側で信号を受信できる点でも利便性が高い。

例えばＵＷＢ通信のように高周波、広帯域を使用する通信方式によれば、近距離において数百Ｍｂｐｓ程度の超高速データ伝送を実現することができる。また、電波通信ではなく電界結合によりＵＷＢ通信を行う場合、その電界強度は距離の４乗に反比例することから、無線設備から３メートルの距離での電界強度（電波の強さ）を所定レベル以下に抑制することで無線局の免許が不要となる微弱電波とすることが可能であり、安価に通信システムを構成することができる。また、電界結合方式により超近距離でデータ通信を行う場合、周辺に存在する反射物により信号の質が低下することがなく、伝送路上でのハッキングを確実に防止することができ、秘匿性を確保することが可能である。また、電界強度を所定レベル以下に抑制して、例えば３ｃｍ以内の距離のみで通信を可能とすることで、１つの機器に対して２つの機器が同時に通信できない構成とすることができ、近距離での一対一通信を実現することができる。

なお、本明細書においては、一対の通信装置が電界カプラを利用して近距離無線通信（非接触通信）を行う例に重きをおいて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、一対の通信装置は、磁界結合により通信可能な通信部を介して近距離無線通信を行うことも可能である。

また、図１においては通信装置の一例として通信機器１０および携帯機器２０を示しているに過ぎず、本発明はかかる例に限定されない。例えば、通信装置は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。さらに、通信装置は、図２に示すように、コンテンツデータを提供するコンテンツサーバ３０であってもよい。

ここで、本実施形態に関連する通信装置８０および通信装置９０の構成を図２に示す。図２に示したように、本実施形態に関連する通信装置８０は、電界カプラ８２、セレクタ８４、および通信モジュール８６を備え、通信装置９０は、電界カプラ９２および通信モジュール９６を備える。

本実施形態に関連する通信装置８０は、通信モジュール８６に含まれる送信用回路と電界カプラ８２がセレクタ８４により接続されている場合にはデータ送信が可能である。一方、本実施形態に関連する通信装置８０は、受信用回路と電界カプラ８２がセレクタ８４により接続されている場合にはデータ受信が可能である。

このように通信装置８０および通信装置９０が構成されている場合に、電界カプラ８２と電界カプラ９２とを近接させると、電界結合による近距離無線通信（非接触無線通信）が可能となる。電界結合による近距離無線通信については、特許文献１、特許文献２にも開示されており、詳細な説明は割愛する。

次に、本発明の一実施形態にかかる通信装置の構成について説明する。

図３は、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の構成について説明する説明図である。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００は、電界カプラ１０２と、セレクタ１０４と、ディレクショナルカプラ（方向性結合器）１０６と、第１検出器１１２と、第１増幅器１１４と、第２検出器１２２と、第２増幅器１２４と、ＲＦフィルタ１３０と、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部１３２と、ベースバンドブロック１３４と、コントローラ１３６と、を含んで構成される。

電界カプラ１０２は、上述したように、相互に電界結合することが可能な電極板であり、近接された他の通信装置（例えば携帯機器２０）に内蔵された電界カプラと電界結合により通信を行う通信部として機能する。

セレクタ１０４は、電界カプラ１０２に近接された他の通信装置（例えば携帯機器２０）と通信装置１００とが通信する際に切り換えられるものである。通信装置１００が他の通信装置からデータを受信する場合、すなわち、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合には、セレクタ１０４は端子（１）の側に接続される。一方、通信装置１００から他の通信装置へデータを送信する場合、すなわち、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合には、セレクタ１０４は端子（２）の側に接続される。

ディレクショナルカプラ１０６は、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されたかどうかを検出するために用いられるものである。通信装置１００から他の通信装置へデータを送信する場合、すなわち、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合には、上述のようにセレクタ１０４は端子（２）の側に接続される。この場合において、データを送信する相手となる他の通信装置が電界カプラ１０２に近接しているときには、ＲＦフィルタ１３０を介して当該他の通信装置に対してデータを送信するために電界カプラ１０２へ電流が流れる。この電界カプラ１０２へ流れる電流の反射波の発生を、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されたかどうかの検出に利用するものである。

すなわち、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されていれば、電界カプラ１０２へ流れる電流の反射波は発生しない。そのため、ディレクショナルカプラ１０６で電流の反射波を検知することができないので、後述する第２検出器１２２には電流が流れない。従って、第２検出器１２２に電流が流れないことによって、第２検出器１２２では他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されていると判定することができる。一方、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されていなければ、電界カプラ１０２へ流れる電流の反射波が発生する。そのため、ディレクショナルカプラ１０６で電流の反射波を検知することで、抵抗Ｒ_２、Ｒ_３により第２検出器１２２には電流が流れるようになる。従って、第２検出器１２２に電流が流れることによって、第２検出器１２２では他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されていないと判定することができる。

他の通信装置が近接していない場合に電界カプラ１０２から反射波が発生する原理については、例えば特許文献２に開示されているが、ここで、他の通信装置が近接していない場合に電界カプラ１０２から反射波が発生する原理について簡単に説明すると、以下の通りである。

近距離を隔てて互いの電極が対向する２つの電界カプラは、所望の周波数帯の信号を通過するバンドパス・フィルタとして動作するとともに、単体の電界カプラとしては電流を増幅するインピーダンス変換回路として作用することになる。しかし、電界カプラが空間内に単独で置かれるとき、すなわち通信相手となる他の通信装置が近接していないときには、電界カプラの入力インピーダンスは、高周波の信号を伝送する高周波信号伝送路の特性インピーダンスと一致しないので、高周波信号伝送路から入った信号は電界カプラ内で反射され、外部に放射されない。従って、通信装置の内部で反射波の存在を検知することで、通信相手となる他の通信装置の電界カプラが近接しているかどうかを判断することが可能となる。

第１検出器１１２は、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されたか否かを検出するものである。通信装置１００が他の通信装置からデータを受信する場合、すなわち、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合には、上述のようにセレクタ１０４は端子（１）の側に接続される。

この場合において、イニシエータとなる他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接しているときには、図３に図示した抵抗Ｒ_１によって、イニシエータ側とレスポンダ側とによって５０Ωのインピーダンス整合が取れている状態となっている。抵抗Ｒ_１によって、イニシエータ側とレスポンダ側とで５０Ωのインピーダンス整合が取れていることによって、当該他の通信装置の電界カプラから、通信装置１００の電界カプラ１０２へデータが送られる。データを受信した電界カプラ１０２からは微弱の電流が流れる。この、電界カプラ１０２から流れる電流を第１検出器１１２で検出することで、データを送信する相手となる他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２へ近接していることを検知することができる。

第１検出器１１２は、他の通信装置に内蔵された電界カプラの電界カプラ１０２への近接を検出すると、検出した旨の信号をコントローラ１３６に送出する。第１検出器１１２からの信号を受信したコントローラ１３６は、ベースバンドブロック１３４を介してＡＦＥ（アナログフロントエンド）部１３２の動作を制御する。

第２検出器１２２は、他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されているか否かを検出するものである。上述したように、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合において、電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接していなければ、送信側と受信側とで５０Ωのインピーダンス整合が取れていないので、電界カプラ１０２から反射波が発生する。この電界カプラ１０２からの反射波をディレクショナルカプラ１０６で第２検出器１２２へ通過させることによって、第２検出器１２２では他の通信装置に内蔵された電界カプラが電界カプラ１０２に近接されているか否かを検出することができる。

第２検出器１２２は、他の通信装置に内蔵された電界カプラの電界カプラ１０２への近接を検出すると、検出した旨の信号をコントローラ１３６に送出する。第２検出器１２２からの信号を受信したコントローラ１３６は、ベースバンドブロック１３４を介してＡＦＥ（アナログフロントエンド）部１３２の動作を制御する。

ＲＦフィルタ１３０は、高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＲＦ）の信号を通過させるフィルタ回路である。本実施形態においては、ＲＦフィルタ１３０は、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部１３２で生成されたアナログ信号のうち、高周波部分を通過させるものである。

ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部１３２は、デジタル信号を変換してアナログ信号を生成したり、アナログ信号を変換してデジタル信号を生成したりするものである。ＡＦＥ部１３２が生成したアナログ信号はＲＦフィルタ１３０に送られる。本実施形態にかかるＡＦＥ部１３２には、近距離無線通信を行うために、発振器１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃが内蔵されている。本実施形態においては、発振器１３３ａは４．４８ＧＨｚで発振する発振器であり、発振器１３３ｂは２０ＭＨｚで発振する発振器であり、発振器１３３ｃは４ｋＨｚで発振する発振器である。ＡＦＥ部１３２に内蔵された各発振器の動作を、他の通信装置に内蔵された電界カプラの電界カプラ１０２への近接の有無によって制御することで、ＡＦＥ部１３２の消費電力を低減することができる。

なお、本実施形態では、ＡＦＥ部１３２は３つの発振器１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃを内蔵した構成をとっているが、本発明は係る例に限定されない。例えば、ＡＦＥ部の内部に逓倍器を設けて、１つの発振器からの出力を逓倍させることで任意の周波数を生成するようにしてもよい。

ベースバンドブロック１３４は、ベースバンドの信号を処理するものである。そして、コントローラ１３６は、通信装置１００の内部、特にベースバンドブロック１３４やＡＦＥ部１３２を制御するものである。コントローラ１３６は、電界カプラ１０２への他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接の有無によって、例えばＡＦＥ部１３２に内蔵された各発振器の動作を制御する。このように、他の通信装置に内蔵された電界カプラと、電界カプラ１０２との近接の有無によって、ＡＦＥ部１３２に内蔵された各発振器の動作をコントローラ１３６で制御することによって、ＡＦＥ部１３２で消費される電力を低減させることが可能となる。

以上、図３を用いて本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する。

図４Ａ及び図４Ｂは、電界カプラ間の電界結合によって相互に通信する装置Ａの電界カプラと装置Ｂの電界カプラとが近接しているか否かを概略的に示す説明図である。図４Ａは、装置Ａの電界カプラに装置Ｂの電界カプラが近接していない状態を概略的に示したものである。一方、図４Ｂは、装置Ａの電界カプラに装置Ｂの電界カプラが近接している状態を概略的に示したものである。

図４Ａ及び図４Ｂに示した図面において、装置Ａを本実施形態にかかる通信装置１００とし、装置Ｂを他の通信装置（例えば携帯機器２０）とすると、図４Ａに示した状態においては、通信装置１００の電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接していない状態に相当する。この状態では、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合、すなわちセレクタ１０４が端子（１）に接続されている場合には、第１検出器１１２では電界カプラ１０２からの微弱電流は検出できない。また、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合、すなわちセレクタ１０４が端子（２）に接続されている場合には、第２検出器１２２では電界カプラ１０２からの反射波を検出する。

一方、図４Ｂに示した状態においては、通信装置１００の電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接している状態に相当する。この状態では、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合、すなわちセレクタ１０４が端子（１）に接続されている場合には、第１検出器１１２では電界カプラ１０２からの微弱電流を検出できる。また、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合、すなわちセレクタ１０４が端子（２）に接続されている場合には、第２検出器１２２では電界カプラ１０２からの反射波は検出できない。

このように、通信装置１００がイニシエータとして機能するのか、レスポンダとして機能するのかによって、通信装置１００の電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接しているのか否かの検出結果が異なることになる。

以下では、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合とレスポンダとして機能する場合とに分けて、通信装置１００の動作について説明する。

図５は、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する流れ図である。以下、図５を用いて、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する。

通信装置１００がイニシエータとして機能する場合には、上述したようにセレクタ１０４が端子（２）に接続される。かかる場合において、通信装置１００の内部状態は、間欠Ｔｘ＋Ｒｘ（間欠送信＋受信）状態にある（ステップＳ１０２）。本実施形態においては、間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態は、第１検出器１１２をオフさせておき、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂは一定時間オン・オフを繰り返しておく状態のことを指す。第１検出器１１２、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂの動作制御は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。また、この間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態では、４ｋＨｚで発振する発振器１３３ｃは動作させておく。この発振器１３３ｃによって発振されるクロックを用いて必要最低限の動作をさせることにより、消費電力を低減させることができる。

この間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態において、通信装置１００の電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接したことを第２検出器１２２で検出したかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、ステップＳ１０４では、電界カプラ１０２からの反射波を第２検出器１２２で検出したか否かを判定する。

上記ステップＳ１０４において、通信装置１００の電界カプラ１０２への、他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接を検出していなければ、すなわち、上述したように、電界カプラ１０２からの反射波を第２検出器１２２で検出すれば、ステップＳ１０２に戻って、通信装置１００の内部状態を間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態に維持する。

一方、上記ステップＳ１０４において、通信装置１００の電界カプラ１０２への、他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接を検出すれば、すなわち、上述したように、電界カプラ１０２からの反射波を第２検出器１２２で検出できなければ、通信装置１００の内部状態を連続Ｔｘ＋Ｒｘ（連続送信＋受信）状態に遷移させる（ステップＳ１０６）。本実施形態においては、連続Ｔｘ＋Ｒｘ状態は、第１検出器１１２及び第２検出器１２２をオフさせておき、発振器１３３ａ、１３３ｂをオンさせておく状態のことを指す。上述したように、第１検出器１１２、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂの動作制御は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。

通信装置１００の内部状態を連続Ｔｘ＋Ｒｘ状態に遷移させると、通信装置１００と他の通信装置との間で電界結合による通信が行われているかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。当該判定は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。通信装置１００と他の通信装置との間で電界結合による通信が行われていないとコントローラ１３６で判定した場合には、上記ステップＳ１０２に戻って、通信装置１００の内部状態を間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態に遷移させる。一方、通信装置１００と他の通信装置との間で電界結合による通信が行われているとコントローラ１３６で判定した場合には、当該通信が終了するまで待機する（ステップＳ１１０）。そして、通信装置１００と他の通信装置との間の電界結合による通信が完了したと判断すると、一定時間、通信装置１００の内部状態を連続Ｔｘ＋Ｒｘ状態に維持し（ステップＳ１１２）、一定時間経過後、通信装置１００の内部状態を間欠Ｔｘ＋Ｒｘ状態に遷移させる。

以上、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明した。続いて、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する。

図６は、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する流れ図である。以下、図６を用いて、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する。

通信装置１００がレスポンダとして機能する場合には、上述したようにセレクタ１０４が端子（１）に接続される。かかる場合において、第１検出器１１２で間欠検出を実行する（ステップＳ１２２）。第１検出器１１２で間欠検出を実行する際には、第１検出器１１２は常にオンさせておくのではなく、一定時間のオン・オフを周期的に繰り返す。このようにオン・オフを周期的に繰り返すことで、間欠的に他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接を検出する。また、第１検出器１１２で間欠検出を実行する際には、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂはオフさせておく。上述したように、第１検出器１１２、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂの動作制御は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。

第１検出器１１２で間欠検出を行っているときに、通信装置１００の電界カプラ１０２に他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接したことを第１検出器１１２で検出したかどうかを判定する（ステップＳ１２４）。すなわち、ステップＳ１２４では、電界カプラ１０２で発生した電流（微弱電流）を第１検出器１１２で検出したか否かを判定する。

上記ステップＳ１２４において、通信装置１００の電界カプラ１０２への、他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接を検出していなければ、すなわち、上述したように、電界カプラ１０２で発生した電流（微弱電流）を第１検出器１１２で検出できなれば、ステップＳ１２２に戻って第１検出器１１２での間欠検出の実行を維持する。

一方、上記ステップＳ１２４において、通信装置１００の電界カプラ１０２への、他の通信装置に内蔵された電界カプラの近接を検出すれば、すなわち、上述したように、電界カプラ１０２で発生した電流（微弱電流）を第１検出器１１２で検出すれば、通信装置１００の内部状態を間欠Ｒｘ（１）状態に遷移させる（ステップＳ１２６）。本実施形態においては、間欠Ｒｘ（１）状態は、第１検出器１１２及び第２検出器１２２をオフさせておき、発振器１３３ａを周期的にオン・オフさせ、発振器１３３ｂをオンさせておく状態のことを指す。この間欠Ｒｘ（１）状態は、４．４８ＧＨｚで発振する発振器１３３ａを周期的にオン・オフさせるものであり、本実施形態では「シャドウスリープ状態」とも称する。なお、上述したように、第１検出器１１２、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂの動作制御は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。

通信装置１００の内部状態をシャドウスリープ状態に遷移させると、続いて、電界カプラ１０２を介して、他の通信装置からイニシエータ情報（通信装置１００と他の通信装置との間で接続を確立するための情報）を検出したかどうかを判定する（ステップＳ１２８）。当該判定は、例えばコントローラ１３６で行ってもよい。ステップＳ１２８において、コントローラ１３６が他の通信装置からイニシエータ情報を検出できなければ、ステップＳ１２６に戻って、通信装置１００の内部状態をシャドウスリープ状態に維持する。一方、ステップＳ１２８においてコントローラ１３６が他の通信装置からイニシエータ情報を検出すると、通信装置１００の内部状態を連続Ｒｘ状態に遷移させる（ステップＳ１３０）。

本実施形態においては、連続Ｒｘ状態は、第１検出器１１２及び第２検出器１２２をオフさせておき、発振器１３３ａ、１３３ｂをオンさせておく状態のことを指す。上述したように、第１検出器１１２、第２検出器１２２及び発振器１３３ａ、１３３ｂの動作制御は、例えばコントローラ１３６が行ってもよい。

通信装置１００の内部状態を連続Ｒｘ状態に遷移させると、通信装置１００と他の通信装置との間の電界結合による通信が完了するまで待機する（ステップＳ１３２）。通信装置１００と他の通信装置との間の電界結合による通信が完了すると、まず通信装置１００の内部状態を間欠Ｒｘ（１）状態（シャドウスリープ状態）に遷移させる（ステップＳ１３４）。そして、通信装置１００の内部状態をシャドウスリープ状態に遷移させてから一定時間経過後に、通信装置１００の内部状態を間欠Ｒｘ（２）状態に遷移させる（ステップＳ１３６）。本実施形態においては、間欠Ｒｘ（２）状態は、第１検出器１１２及び第２検出器１２２をオフさせておき、発振器１３３ａ、１３３ｂを周期的にオン・オフさせておく状態のことである。

そして、通信装置１００の内部状態を間欠Ｒｘ（２）状態に遷移させてから一定時間経過後に、上記ステップＳ１２２に戻って第１検出器１１２による間欠検出を開始する。

以上、通信装置１００がレスポンダとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明した。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、通信装置１００の電界カプラ１０２に、他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接したか否かを検出することで、通信装置１００の内部に組み込まれたアナログ回路の動作を制御する。そして、本実施形態においては、通信装置１００がイニシエータとして機能する場合と、レスポンダとして機能する場合のそれぞれについて、異なる検出手段を設けて通信装置１００の電界カプラ１０２に、他の通信装置に内蔵された電界カプラが近接したか否かを検出する。その結果、判定結果に応じて装置内部の動作を変化させて、他の通信装置が近接していない状態では消費電力を低減させることが可能となる。

なお、本実施形態においては、２つの通信装置間で電界結合によって通信する場合を例に挙げて説明したが、本発明は係る例に限定されず、２つの通信装置間で磁界結合によって通信する場合においても本発明を適用可能である。

また、上述した通信装置１００の動作は、通信装置１００の内部に（例えばＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等に）コンピュータプログラムを格納し、当該コンピュータプログラムを、例えばコントローラ１３６が順次読み出して実行することによって行われるようにしてもよい。

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説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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。

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータプログラムに適用可能であり、特に電界結合または磁界結合により通信を行う通信装置、通信システム、通信方法及びコンピュータプログラムに適用可能である。

本発明の一実施形態にかかる通信システムを示す説明図である。 同実施形態に関連する通信装置の構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の構成について説明する説明図である。 電界カプラ間の電界結合によって相互に通信する装置Ａの電界カプラと装置Ｂの電界カプラとが近接しているか否かを概略的に示す説明図である。 電界カプラ間の電界結合によって相互に通信する装置Ａの電界カプラと装置Ｂの電界カプラとが近接しているか否かを概略的に示す説明図である。 通信装置１００がイニシエータとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する流れ図である。 通信装置１００がレスポンダとして機能する場合における、本発明の一実施形態にかかる通信装置１００の動作について説明する流れ図である。

符号の説明

１００ 通信装置
１０２ 電界カプラ
１０４ セレクタ
１０６ ディレクショナルカプラ
１１２ 第１検出器
１１４ 増幅器
１２２ 第２検出器
１２４ 増幅器
１３０ ＲＦフィルタ
１３２ ＡＦＥ部
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ 発振器
１３４ ベースバンドブロック
１３６ コントローラ

Claims (12)

1. 電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、
   電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手と前記通信部との近接を検出する検出部と、
   前記通信部に、前記通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な通信相手との通信を行わせる通信制御部と、
   を備え、
   前記通信制御部は、前記検出部の検出結果に応じて内部の動作を制御する、通信装置。
2. 前記検出部は、前記通信相手が近接したことにより生じる信号を検出する受信対象検出部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記受信対象検出部は、インピーダンス整合によって前記通信相手の近接を検出する、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記受信対象検出部で前記通信相手の近接を検出すると、前記通信制御部は、第１の周波数で発振する第１発振器を動作させ、電界結合または磁界結合による通信に使用する、前記第１の周波数より高い第２の周波数で発振する第２発振器を周期的に動作および停止させる、請求項２に記載の通信装置。
5. 前記通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、前記通信制御部は前記第１発振器および前記第２発振器を周期的に動作および停止させる、請求項４に記載の通信装置。
6. 前記検出部は、前記通信相手が近接しているか否かを検出する送信対象検出部を含む、請求項１に記載の通信装置。
7. 前記送信対象検出部は、インピーダンス整合によって前記通信相手の近接を検出する、請求項６に記載の通信装置。
8. 前記送信対象検出部で前記通信相手の近接を検出すると、前記通信制御部は第１の周波数で発振する第１発振器、および電界結合または磁界結合による通信に使用する、前記第１の周波数より高い第２の周波数で発振する第２発振器を動作させ、前記通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、前記通信制御部は前記第１発振器および前記第２発振器を周期的に動作および停止させる、請求項６に記載の通信装置。
9. 前記通信相手との電界結合または磁界結合による通信が完了すると、前記通信制御部は所定の時間前記第１発振器および前記第２発振器を継続して動作させた後に、前記第１発振器および前記第２発振器を周期的に動作および停止させる、請求項７に記載の通信装置。
10. 電界結合または磁界結合により通信を行う第１の通信部を有する第１の通信装置と、
    電界結合または磁界結合により通信を行う第２の通信部、
    電界結合または磁界結合による通信が可能な前記第１の通信部と前記第２の通信部との近接を検出する検出部、および、
    前記第２の通信部に、前記第２の通信部と近接して電界結合または磁界結合による通信が可能な前記第１の通信部との通信を行わせる通信制御部を備え、
    前記通信制御部は、前記検出部の検出結果に応じて内部の動作を制御する、第２の通信装置と、
    を備える、通信システム。
11. 電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と電界結合または磁界結合による近距離一対一通信が可能な通信相手との近接を検出するステップと、
    前記検出するステップの検出結果に応じて内部の動作を制御するステップと、
    を含む、通信方法。
12. コンピュータに、
    電界結合または磁界結合によって通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と電界結合または磁界結合による近距離一対一通信が可能な通信相手との近接を検出するステップと、
    前記検出するステップの検出結果に応じて内部の動作を制御するステップと、
    を実行させる、コンピュータプログラム。
    

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