JP2016058895A - Magnetic communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気通信システムに関し、特に、受信装置として（スマートフォンやタブレット等の）モバイル通信端末装置を使用する場合に好適な磁気通信システムに関する。 The present invention relates to a magnetic communication system, and more particularly to a magnetic communication system suitable when a mobile communication terminal device (such as a smartphone or a tablet) is used as a receiving device.
［従来の磁気通信］
所定の情報を送受信する通信システムとして、一般的ではないものの、磁気通信システムなる通信方式が提案されている。この磁気通信システムは、例えば、特許文献１に記載のように、データの送信装置側では、磁気コアに巻かれたコイルに送信回路から電流を供給する一方で、送信回路により転送するデータのビット値（「１」／「０」）に対応してコイル電流のオン／オフを制御している。一方、データの受信装置側では、コイルに発生する電圧を受信回路で処理する際に、コイルの電圧を微分回路で微分して電圧変化を取り出し、プラスのパルスを第１のスライサーで検出し、マイナスのパルスを第2のスライサーで検出して、両出力をＳＲ（セットリセット）フリップフロップに加えることで、ビットデータ（「１」／「０」）を再生している。（以上、特許文献１の０００２段落参照。）
[Conventional magnetic communication]
A communication system called a magnetic communication system has been proposed as a communication system that transmits and receives predetermined information, although it is not common. In this magnetic communication system, for example, as described in
また、近年、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧが所有する登録商標 商標登録番号第４４７７９３６号）等の近距離無線通信技術を利用した通信システムも大きく普及している。このような通信システムとして、例えば、特許文献２に記載のシステムがある。特許文献２のシステムは、健康管理活動の序列化と記録保存のための方法と装置を提供するものでるが、この方法では、区域にある存在物（任意患者、看護人、医師、投薬容器、及び前記任意患者の物理患者ファイル）のタグにより、その区域にいる任意患者の看護区域を走査し、区域の存在物のタグの検出に応答して、タグから識別データを読み取り、ユーザインタフェースを介して、健康管理要員による任意患者に関する入力データを受信する一方で、前記タグとして、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグに加えて、ブルートゥースタグを例示している（特許文献２の要約、請求項２、請求項１０参照）。
In recent years, communication systems using short-range wireless communication technologies such as Bluetooth (registered trademark trademark registration number 4477936 owned by Bluetooth: Bluetooth SIG) are also widely used. As such a communication system, for example, there is a system described in
ここで、特定の位置にある物体又は人等であって検出対象となるもの（以下、「検出対象物」ということがある。）について、その検出対象物の位置や（特定の物体等からの）相対距離を検出してその検出結果を特定の処理等に使用したい場合がある。例えば、このような場合として、検出対象物のうち静止状態にあるもの（以下、「静止物」ということがある。）に対して、検出対象物のうち移動するもの（以下、「移動物」ということがある。）が近接したり離間したりする場合において、移動物が携帯するスマートフォン等のモバイル通信端末装置に対して、静止物の位置や（移動物からの）相対距離を通知して、移動物のモバイル端末通信装置を利用して所定の情報（音声、動画等）を外部に提供する場合がある。そのような場合の一例としては、家具展示場等の家具を陳列展示する場所において、モバイル通信端末装置を携帯している人が、展示物である（静止物としての）特定の椅子に着席したときに、その特定の椅子に関する情報（製造者、価格、品質等）を、着席者であるその人のモバイル通信端末装置から音声や画像で出力し、その人に対してその椅子の情報を提供することが考えられる。 Here, with respect to an object or a person at a specific position that is a detection target (hereinafter sometimes referred to as a “detection target”), the position of the detection target or (from the specific object) ) There is a case where it is desired to detect a relative distance and use the detection result for a specific process or the like. For example, in such a case, a moving object (hereinafter referred to as a “moving object”) among a detected object compared to a stationary object (hereinafter sometimes referred to as a “stationary object”). In the case of approaching or separating, the mobile communication terminal device such as a smartphone carried by the moving object is notified of the position of the stationary object and the relative distance (from the moving object). In some cases, predetermined information (sound, video, etc.) is provided to the outside using a mobile terminal communication device of a moving object. As an example of such a case, a person carrying a mobile communication terminal apparatus is seated on a specific chair (as a stationary object) that is exhibited at a place where furniture is displayed such as a furniture exhibition hall. Sometimes, information about the specific chair (manufacturer, price, quality, etc.) is output from the mobile communication terminal device of the person who is the seated person by voice or image, and the chair information is provided to the person It is possible to do.
この場合において、特許文献２のように、ブルートゥースを利用して静止物の位置情報や（人に対する）距離情報を取得する場合、例えば、ブルートゥース４．０（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ））から採用された近接プロファイル（Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ：ＰＸＰ）を利用して、静止物に設置したブルートゥースと人が携帯するモバイル通信端末装置に内蔵したブルートゥースとの間でペアリングを行い、静止物側のブルートゥースとモバイル通信端末装置側のブルートゥースとの間の相対距離をモニタリングして、モニタリングしている相対距離が十分に小さくなったときに、その人が静止物に十分に接近した（例えば、静止物が椅子の場合、その人がその椅子に着席した）と判断して、その人に対してその静止物の情報を提供する（例えば、静止物が椅子の場合、その人に対してその椅子の情報を提供する）ことが考えられる。しかし、本発明者らの実証実験によれば、ブルートゥースを使用して上記のような検出を行う場合、検出対象物としての静止物が複数となり、かつ、それら静止物間の距離が小さくなる場合（即ち、一定の面積範囲に所定複数以上の静止物が近接して存在する場合）、例えば、直径数メートルの範囲内に複数の静止物が存在する場合、複数の静止物の位置をそれぞれ正確に判別できないことが判明した。即ち、（ブルートゥースを内蔵した）モバイル通信端末装置を携帯する人の周囲に、（ペアリングするブルートゥースを固定した）複数の静止物が存在する場合（即ち、その人の近傍位置と離間位置にそれぞれ静止物が存在する場合）において、ブルートゥースのモニタリング結果において、その人から見て近傍位置にある静止物を離間位置にある静止物と判断したり、逆に、その人から見て離間位置にある静止物を近傍位置にある静止物と判断したりすることが確認されている。
In this case, as in
なお、上記のような静止物の位置情報や（人に対する）距離情報を取得する場合において、特許文献２に記載のＲＦＩＤタグを使用することも考えられるが、ＲＦＩＤタグを検出する検出装置（ＲＦＩＤリーダー）は、通常、（ブルートゥースとは異なり）スマートフォン等のモバイル通信端末装置に内蔵されておらず、別途の検出装置を用意してモバイル通信端末装置に接続する必要があり、使い勝手や経済性等の点で不都合である。
In addition, when acquiring the position information of the stationary object and the distance information (with respect to a person) as described above, it is possible to use the RFID tag described in
一方、特許文献１に記載のような磁気通信システムを利用して、上記のような静止物の位置情報や（人に対する）距離情報を取得することも考えられるが、この場合、特許文献１に明示されているように、従来の磁気通信システムは、通信を行う機器双方に備えた磁気コアの位置を合わせて、相互の距離を最小に保つ必要がある。このため、従来の磁気通信システムは、片方、あるいは両方の磁気コアユニットを相手の磁気コアユニットにバネの圧力で圧接している。（以上、特許文献１の０００３段落参照。）一方、上記の従来例では、バネによる力は通信を行っている機器間を引き離す力となり、通信を行っている機器をロックすることにより接続を安定させる必要が生じ、操作上の手間とロック機構のコストが問題となる等の課題があるため、特許文献１の発明の磁気コアユニットは、通信を行う機器双方に備えた磁気コアの内の一方の磁気コアに巻かれたコイルに直流電流を流し、磁気コア間に吸引力を働かせている。しかし、この場合も、やはり、従来の磁気通信システムと同様、通信を行う機器双方に備えた磁気コアの位置を合わせて、相互の距離を最小に保つ必要がある。即ち、特許文献１に記載のような磁気通信システムを利用して、上記のような静止物の位置情報や（人に対する）距離情報を取得する場合、静止物に固定した一方の磁気コアの位置に、モバイル通信端末装置に固定した他方の磁気コアの位置を合わせて、それら双方の磁気コア装置を相互に最小距離（通常、数ｃｍ程度と思われる）で位置固定する必要がある。したがって、従来の磁気通信システムでは、静止物と移動物との間の距離がある程度大きくなる場合（例えば、上記椅子の位置検出の場合のように、静止物としての椅子に固定した検出装置と移動物としてのモバイル通信端末装置に固定した検出装置との間の距離が数十ｃｍ又は数メートルとなる場合）には適用することができない。
On the other hand, using the magnetic communication system described in
そこで、本発明は、静止物と移動物との間の距離がある程度大きくなる場合（特に、静止物に固定した検出装置と移動物としてのモバイル通信端末装置に固定した検出装置との間の距離が数十ｃｍ又は数メートルとなる場合）にも適用することができ、かつ、検出対象物としての静止物が複数となり、かつ、それら静止物間の距離が小さくなる場合（即ち、一定の面積範囲に所定複数以上の静止物が近接して存在する場合）、例えば、直径数メートルの範囲内に複数の静止物が存在する場合であっても、複数の静止物の位置をそれぞれ正確に判別することができる磁気通信システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a case where the distance between the stationary object and the moving object becomes large to some extent (particularly, the distance between the detection device fixed to the stationary object and the detection device fixed to the mobile communication terminal device as the moving object). Can be applied to several tens of centimeters or several meters), and there are a plurality of stationary objects as detection objects, and the distance between the stationary objects is small (that is, a certain area). For example, even if there are multiple stationary objects within a range of several meters in diameter, the positions of the stationary objects can be accurately determined. An object of the present invention is to provide a magnetic communication system capable of performing the above.
また、本発明は、モバイル通信端末装置に内蔵される磁気センサとしての（電子コンパス又はデジタルコンパスと呼ばれることもある）地磁気センサを利用して、検出対象物措定の静止物からの交流磁気信号を検出することにより、その静止物の位置や距離等の情報を移動物としてのモバイル通信端末装置に正確に提供することができる磁気通信システムを提供することを目的とする。 In addition, the present invention uses a geomagnetic sensor (sometimes referred to as an electronic compass or a digital compass) as a magnetic sensor built in a mobile communication terminal device, and generates an AC magnetic signal from a stationary object to be detected. It is an object of the present invention to provide a magnetic communication system capable of accurately providing information such as the position and distance of a stationary object to a mobile communication terminal device as a moving object by detecting.
本発明の磁気通信システムは、送信側装置と受信側装置とからなる。前記送信側装置は、所定の情報を一意に表現するための所定の信号波の組み合わせからなる信号波パターンを生成する信号波パターン生成手段を含む送信側制御ユニットと、前記信号波パターンに対応する交流磁気信号を出力する磁場発生コイルとを備える。なお、信号波パターン生成手段は、後述する実施の形態の信号波パターン設定手段、基本波発生回路、変調回路等により実現可能である。一方、前記受信側装置は、前記交流磁気信号を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出結果の出力に基づき前記信号波パターンを判断すると共に、その信号波パターンが表現する一意の情報を判断する受信側制御ユニットを備える。 The magnetic communication system of the present invention comprises a transmission side device and a reception side device. The transmission-side apparatus corresponds to the signal-wave pattern, including a transmission-side control unit including a signal-wave pattern generation unit that generates a signal-wave pattern including a combination of predetermined signal waves for uniquely expressing predetermined information. A magnetic field generating coil for outputting an alternating magnetic signal. The signal wave pattern generation means can be realized by a signal wave pattern setting means, a fundamental wave generation circuit, a modulation circuit, or the like according to an embodiment described later. On the other hand, the receiving device determines the signal wave pattern based on the magnetic sensor that detects the AC magnetic signal and the output of the detection result of the magnetic sensor, and also determines the unique information that the signal wave pattern represents. Receiving side control unit.
本発明は、上記のように構成したことにより、静止物と移動物との間の距離がある程度大きくなる場合（特に、静止物に固定した検出装置と移動物としてのモバイル通信端末装置に固定した検出装置との間の距離が数十ｃｍ又は数メートルとなる場合）にも適用することができ、かつ、検出対象物としての静止物が複数となり、かつ、それら静止物間の距離が小さくなる場合（即ち、一定の面積範囲に所定複数以上の静止物が近接して存在する場合）、例えば、直径数メートルの範囲内に複数の静止物が存在する場合であっても、複数の静止物の位置をそれぞれ正確に判別することができる。 The present invention is configured as described above so that the distance between the stationary object and the moving object is increased to some extent (in particular, the detection device fixed to the stationary object and the mobile communication terminal device as the moving object are fixed). (When the distance to the detection device is several tens of centimeters or several meters), and there are a plurality of stationary objects as detection objects, and the distance between the stationary objects is small. In the case (that is, when a plurality of predetermined stationary objects are close to each other in a certain area range), for example, even when there are a plurality of stationary objects within a range of several meters in diameter, a plurality of stationary objects Can be accurately determined.
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）を説明する。なお、各実施の形態を通じ、同一の部材、要素または部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、以下の説明における「・・・手段」とは、所定の電気・電子部品や電子素子等により対応する所定の機能を実現するよう構成されたハードウエア資源による構成を指す場合もあり、また、コンピュータ装置のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置、入力装置、出力装置等のハードウエア資源を、所定のプログラムによる指令によって動作させることで、対応する所定の機能を実現するように構成されたソフトウエア資源による構成を指す場合もあり、更には、ハードウエア資源とソフトウエア資源との組み合わせによる構成を指す場合もある。いずれにしても、ある「手段」について、ハードウエア資源による構成をソフトウエア資源による構成で置換できる場合は、そのようなソフトウエア資源による構成も発明の範囲内にあり、また、ソフトウエア資源による構成をハードウエア資源による構成で置換できる場合は、そのようなハードウエア資源による構成も発明の範囲内にある。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. Throughout each embodiment, the same members, elements, or parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the following description, "... means" may refer to a configuration using hardware resources configured to realize a predetermined function corresponding to a predetermined electric / electronic component or electronic element. It is configured to realize corresponding predetermined functions by operating hardware resources such as CPU, ROM, RAM, external storage device, input device, output device, etc. of a computer device according to a command by a predetermined program In some cases, the configuration may be a configuration based on software resources, and further may be based on a combination of hardware resources and software resources. In any case, if a configuration based on hardware resources can be replaced by a configuration based on software resources for a certain “means”, such configuration based on software resources is also within the scope of the invention. If the configuration can be replaced with a configuration using hardware resources, such a configuration using hardware resources is also within the scope of the invention.
［磁気通信システムの全体構成］
本発明は、図１〜図１２に示す実施の形態の磁気通信システムとして具体化することができる。以下、この磁気通信システムの全体構成について、まず、図１〜図６を参照して概略的に説明する。本実施の形態の磁気通信システムは、図１〜図３及び図６に示す送信側装置（送信部）Ｓと、図４及び図６に示す受信側装置（受信部）Ｒとから構成され、送信側装置Ｓと受信側装置Ｒとの間で磁気通信を行うことで、送信側装置Ｓの情報を受信側装置Ｒで受信して、その情報の内容に応じた所定の処理や所定の動作等をコンピュータ装置により実行するよう構成されている。詳細には、送信側装置Ｓは、検出対象物のうち静止物側の通信装置を構成するものであり、検出対象物としての静止物の所定位置又は所定部位に着脱自在に固定することができるよう、静止物の形状や寸法に合わせて所定の寸法及び形状、並びに、所定の着脱構造等を有すると共に、磁気通信システムの用途や仕様に応じて交流磁場（交流磁界）を所定の態様で発生するための電気的構成及び電子的構成を備え、発生した交流磁界に対応する所定の交流磁気信号を外部に向けて送信自在となっている。一方、受信側装置Ｒは、検出対象物のうち移動物側の通信装置を構成するものであり、前記送信側装置Ｓからの交流磁気信号を受信して、その交流磁気信号に応じた所定の電気信号（典型的には、コンピュータ装置に所定の処理や動作を実行させるための所定の電気信号）を出力するための電気的構成及び電子的構成を備え、出力した電気信号に対応する所定の処理や動作等をコンピュータ装置に実行させるようになっている。
[Overall configuration of magnetic communication system]
The present invention can be embodied as the magnetic communication system of the embodiment shown in FIGS. Hereinafter, the overall configuration of this magnetic communication system will be schematically described first with reference to FIGS. The magnetic communication system according to the present embodiment includes a transmission side device (transmission unit) S illustrated in FIGS. 1 to 3 and 6 and a reception side device (reception unit) R illustrated in FIGS. 4 and 6. By performing magnetic communication between the transmission-side apparatus S and the reception-side apparatus R, information on the transmission-side apparatus S is received by the reception-side apparatus R, and predetermined processing or predetermined operation according to the content of the information Etc. are configured to be executed by a computer device. Specifically, the transmission side device S constitutes a communication device on the stationary object side of the detection object, and can be detachably fixed to a predetermined position or a predetermined part of the stationary object as the detection object. In addition to having a predetermined size and shape according to the shape and size of a stationary object, a predetermined detachable structure, etc., an alternating magnetic field (alternating magnetic field) is generated in a predetermined manner according to the application and specifications of the magnetic communication system An electric configuration and an electronic configuration are provided, and a predetermined AC magnetic signal corresponding to the generated AC magnetic field can be transmitted to the outside. On the other hand, the receiving side device R constitutes a communication device on the moving object side among the detection objects, receives an AC magnetic signal from the transmitting side device S, and receives a predetermined signal corresponding to the AC magnetic signal. It has an electrical configuration and an electronic configuration for outputting an electrical signal (typically, a predetermined electrical signal for causing a computer device to execute a predetermined process or operation), and a predetermined corresponding to the output electrical signal Processing, operation, and the like are executed by a computer device.
［送信側装置］
次に、本実施の形態の送信側装置Ｓについて詳細に説明する。送信側装置Ｓは、図１〜図３に示すように、基体１０と、送信側制御ユニット２０と、磁場発生コイル３０とを備えている。詳細には、基体１０は、送信側装置Ｓのベース部材として、送信側制御ユニット２０及び磁場発生コイル３０を支持及び収容するものであり、椅子や机等の静止物に装着自在な構成となっている。
[Sender device]
Next, the transmission side device S of the present embodiment will be described in detail. As shown in FIGS. 1 to 3, the transmission-side device S includes a
＜基体＞
基体１０は、全体として矩形板状等の所定形状を有する基部１１を備えている。基部１１は、例えば、木質材料、合成樹脂材料、金属材料等により前記所定形状となるように形成され、その材質に応じた所定の剛性を有して外力より容易には変形しないようになっている。基部１１は、全体に均一な所定厚み寸法を有する平板状をなし、かつ、所定の幅方向寸法（図１中の左右方向寸法）及び所定の長さ方向寸法（図１中の上下方向寸法）を有しており、その外形輪郭は、図１に示すような（矩形の一種としての）正方形の外形輪郭となっている。また、基部１１の厚さ方向一側面（図示の例では上面側）のの中央部には収容凹部１２が形成されている。収容凹部１２は、（基部１１の厚み寸法より小さい）所定厚み寸法（即ち、所定深さ）を有する凹部状をなし、かつ、所定の幅方向寸法（図１中の左右方向寸法）及び所定の長さ方向寸法（図１中の上下方向寸法）を有しており、その外形輪郭は、基部１１の外形輪郭に対応する所定形状（基部１１が矩形状の場合は対応する小さな矩形状）の外形輪郭となっている。更に、基部１１の厚さ方向一側面において前記収容凹部１２の外側には、基部１１の外周縁と収容凹部１２との間のほぼ中間位置に、円形状の収容溝１３が形成されている。収容溝１３は、収容凹部１２と同一厚み寸法（（即ち、同一深さ）を有するチャンネル溝状又は凹部溝状をなしている。また、基部１１の厚さ方向一側面において収容凹部１２と収容溝１３との間の部分の所定位置には、収容凹部１２と収容溝１３とを連通する連通溝１４が形成されている。連通溝１４は、収容凹部１２及び収容溝２４と同一厚み寸法（（即ち、同一深さ）を有するチャンネル溝状又は凹部溝状をなしている。
<Substrate>
The
ここで、図１〜図３の例では、基部１１は正方形板状に形成されているが、長方形板状等の他の矩形板状とすることもでき、或いは、六角形板状や八角形板状等の他の多角形板状とすることもでき、或いは、円形板状、楕円形板状等の他の形状の板状とすることもできる。また、連通溝１４は、基部１１において収容凹部１２のコーナー部と（そのコーナー部に対応する）収容溝１３の周方向位置を接続するよう形成されているが、その他の任意の部位又は位置に形成してもよい。
Here, in the example of FIGS. 1 to 3, the
＜送信側制御ユニット＞
基体１０の収容凹部１２には、送信側制御ユニット２０が所定位置に配設されて固定されている。送信側制御ユニット２０は、図６に示す送信側装置Ｓの機能ブロックの回路構成を実現するための電気部品や電子部品を基板上に実装したものであり、基板を基体１０の収容凹部１２の底壁上に所定の固定手段（螺子やビス等の締結手段、或いは、ブラケット等の支持手段等）により固定することで、送信側制御ユニット２０を収容凹部１２の所定位置に固定するようになっている。なお、送信側制御ユニット２０は、基本的には、所定電圧で所定周波数の交流電流を所定の時間間隔（ホッピング周期）で外部に出力するものである。具体的には、送信側制御ユニット２０は、複数の異なる周波数の交流波形（典型的には正弦波）を発生すると共に、それらの周波数を一定時間間隔を置いた所定の周期で切り替える（即ち、所定のホッピング周期でホッピングする）と共に、それらの周波数の交流電流を前記磁場発生コイル３０に出力するための電気的・電子的構成を備えている。なお、送信側制御ユニット２０は、ハードウエア資源による構成としての各種のマイコン（マイクロコンピュータ）に対して、後述するような所定の機能を当該マイコンに実現させる（各種プログラム等の）ソフトウエア資源による構成を組み合わせて構成することができる。
<Transmission side control unit>
In the
詳細には、図６に示すように、送信側装置Ｓの送信側制御ユニット２０は、信号波パターン設定手段２１、ホッピング周期設定手段２２、基本波発生回路２３、及び、変調回路２４を備えている。また、送信側装置Ｓは、送信側制御ユニット２０の出力側に接続する電気的・電子的構成として、更に、コイル駆動回路２５、給電線２６、及び、磁場発生コイル３０を備えている。また、送信側装置Ｓは、送信側制御ユニット２０の入力側に接続する電気的・電子的構成として、更に、外部入力装置４１を備えている。なお、送信側制御ユニット２０は、本実施の形態の磁気通信装置の特徴的な構成であるが、ハードウエア資源による構成としての各種のマイコン（マイクロコンピュータ）に対して、後述するような所定の機能を当該マイコンに実現させる（各種プログラム等の）ソフトウエア資源による構成を組み合わせて構成することができる。以下の説明において、「・・・手段」と称されるものは、基本的には、ソフトウエア資源により機能を実現するものであり、「・・・回路」と称されるものは、基本的には、ハードウエア資源により機能を実現するものであるが、これに限定されることなく、「・・・手段」と称されるものをハードウエア資源により機能実現したり、「・・・回路」と称されるものをソフトウエア資源により機能実現したりすることも可能である。なお、図示はしないが、送信側装置Ｓは、前記送信側制御ユニット２０や磁場発生コイル３０等の駆動電流を供給するための内部電源を備えるか、或いは、外部電源を接続自在な電気接続口を備えることにより、前記送信側制御ユニット２０や磁場発生コイル３０等の駆動電流を供給するよう構成されている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the transmission
＜信号波パターン設定手段＞
より詳細には、信号波パターン設定手段２１は、異なる周波数の電気信号波を２以上の所定数（ｎ個）設定して、それら所定数（ｎ個）の電気信号波によりｎ進数を表現すると共に、そのｎ進数の電気信号波を所定の桁数（ｍ桁）だけ連続して出力することで、一つの信号波パターンを構成する機能を実現する。具体的には、信号波パターン設定手段２１は、例えば、異なる周波数の電気信号波を２個設定して、それら２個の電気信号波により２進数を表現すると共に、その２進数の電気信号波を所定の桁数（２桁、３桁、４桁等）だけ連続して出力することで、一つの信号波パターンを構成することができ、この場合、２の２乗（＝合計４通り）、２の３乗（＝合計８通り）、又は、２の４乗（＝合計１６通り）等の所定数の信号波パターンを生成することができる。或いは、信号波パターン設定手段２１は、例えば、異なる周波数の電気信号波を３個設定して、それら３個の電気信号波により３進数を表現すると共に、その３進数の電気信号波を所定の桁数（２桁、３桁、４桁等）だけ連続して出力することで、一つの信号波パターンを構成することができ、この場合、３の２乗（＝合計９通り）、３の３乗（＝合計２７通り）、又は、３の４乗（＝合計８１通り）等の所定数の信号波パターンを生成することができる。或いは、信号波パターン設定手段２１は、例えば、異なる周波数の電気信号波を４個設定して、それら４個の電気信号波により４進数を表現すると共に、その４進数の電気信号波を所定の桁数（２桁、３桁、４桁等）だけ連続して出力することで、一つの信号波パターンを構成することができ、この場合、４の２乗（＝合計１６通り）、４の３乗（＝合計６４通り）、又は、４の４乗（＝合計２５６通り）等の所定数の信号波パターンを生成することができる。
<Signal wave pattern setting means>
More specifically, the signal wave
より具体的には、本実施の形態では、信号波パターン設定手段２１は、信号波パターンの一例として、異なる周波数の電気信号波を４個設定して、それら４個の電気信号波により４進数を表現すると共に、その４進数の電気信号波を３桁だけ連続して出力することで、一つの信号波パターンを構成し、４の３乗（＝合計６４通り）の信号波パターンを生成するようになっている。また、この信号波パターンの４進数を構成する４種類の電気信号波としては、例えば、図７に示すような信号波Ａ、信号波Ｂ、信号波Ｃ、及び、信号波Ｄを設定し、信号波Ａの周波数ｆ１、信号波Ｂの周波数ｆ２、信号波Ｃの周波数ｆ３、及び、信号波Ｄの周波数を、それぞれ、ｆ１＝２．４Ｈｚ、ｆ２＝４．８Ｈｚ、ｆ３＝７．２Ｈｚ、ｆ４＝９．６Ｈｚに設定している。なお、この設定では、信号波Ａの周波数ｆ１（＝２．４Ｈｚ）を基本周波数として、信号波Ｂの周波数ｆ２を信号Ａの周波数ｆ１の２倍の周波数（ｆ２＝２ｆ１＝４．８Ｈｚ）、信号波Ｃの周波数ｆ３を信号Ａの周波数ｆ１の３倍の周波数（ｆ３＝３ｆ１＝７．２Ｈｚ）、及び、信号波Ｄの周波数を信号Ａの周波数ｆ１の４倍の周波数（ｆ４＝４ｆ１＝９．６Ｈｚ）に設定している。この場合、生成される電気信号波の信号波パターンは、｛Ａ，Ａ，Ａ｝、｛Ａ，Ａ，Ｂ｝、｛Ａ，Ａ，Ｃ｝、｛Ａ，Ａ，Ｄ｝、｛Ａ，Ｂ，Ａ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｂ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｄ｝、・・・、｛Ｄ，Ｄ，Ａ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｂ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｃ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｄ｝となる。 More specifically, in the present embodiment, the signal wave pattern setting means 21 sets four electric signal waves having different frequencies as an example of the signal wave pattern, and a quaternary number is generated by the four electric signal waves. In addition, the quaternary electric signal wave is continuously output by 3 digits, thereby forming one signal wave pattern and generating a signal wave pattern of 4 3 (= 64 in total). It is like that. Further, as the four types of electric signal waves constituting the quaternary number of this signal wave pattern, for example, a signal wave A, a signal wave B, a signal wave C, and a signal wave D as shown in FIG. The frequency f1 of the signal wave A, the frequency f2 of the signal wave B, the frequency f3 of the signal wave C, and the frequency of the signal wave D are f1 = 2.4 Hz, f2 = 4.8 Hz, f3 = 7.2 Hz, respectively. f4 = 9.6 Hz is set. In this setting, the frequency f1 (= 2.4 Hz) of the signal wave A is a fundamental frequency, the frequency f2 of the signal wave B is twice the frequency f1 of the signal A (f2 = 2f1 = 4.8 Hz), The frequency f3 of the signal wave C is three times the frequency f1 of the signal A (f3 = 3f1 = 7.2 Hz), and the frequency of the signal wave D is four times the frequency f1 of the signal A (f4 = 4f1 = 9.6 Hz). In this case, the signal wave pattern of the generated electric signal wave is {A, A, A}, {A, A, B}, {A, A, C}, {A, A, D}, {A, B, A}, {A, B, B}, {A, B, C}, {A, B, D}, ..., {D, D, A}, {D, D, B}, { D, D, C}, {D, D, D}.
この場合、後述する磁場発生コイル３０は、送信側制御ユニット２０からの上記信号波パターンの電気信号波の出力を受けて、図７に示すように、対応する信号波パターン（電気信号波である信号波Ａ〜Ｄと同一周波数ｆ１〜ｆ４を有し、かつ、４進数３桁により表現された周囲数パターン）の交流磁気信号波からなる信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの任意の一つの信号波を、３桁の各桁の信号波に設定して出力することで、４進数３桁の情報（６４通りの異なるデータであって、識別情報又は識別子となりうる情報）を表現する交流磁気信号を外部に出力する。なお、この交流磁気信号波からなる信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図７に示すように、磁束密度を経時的に増減変化させて（典型的には正弦波となる）交流信号波を形成するものである。この場合、生成される交流磁気信号波の信号波パターンは、｛Ａ，Ａ，Ａ｝、｛Ａ，Ａ，Ｂ｝、｛Ａ，Ａ，Ｃ｝、｛Ａ，Ａ，Ｄ｝、｛Ａ，Ｂ，Ａ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｂ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｄ｝、・・・、｛Ｄ，Ｄ，Ａ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｂ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｃ｝、｛Ｄ，Ｄ，Ｄ｝となる。
In this case, the magnetic field generating coil 30, which will be described later, receives the output of the electric signal wave of the signal wave pattern from the transmission
＜ホッピング周期設定手段＞
ホッピング周期設定手段２２は、前記信号波パターン設定手段２１で設定した所定の信号波パターンの信号波（即ち、ｎ進数ｍ桁の信号波パターンの連続する信号波であって、例えば、信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を、一定時間間隔となる所定の切換時間間隔（即ち、ホッピング周期）で切り換えて出力するためのタイミング信号を出力する機能を実現する。具体的には、ホッピング周期設定手段２２は、設定した信号波パターンの信号波の周波数で決定される（各信号波の）周期のうち、最長周期（信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの場合、最小周波数となる信号波Ａの周期である１／ｆ１≒０．４２秒）に基づき、その最長周期以上の時間間隔となるよう、前記ホッピング周期を設定している。より具体的には、ホッピング周期設定手段２２は、ホッピング周期の一例として、信号波パターンとして４進数３ケタの信号波パターンが設定され、信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが使用される場合において、信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて最小周波数となる信号波Ａの周期（１／ｆ１≒０．４２秒）に基づき、その最長周期以上の時間間隔として、０．６秒（０．６ｓｅｃ）となるよう前記ホッピング周期を設定している。そして、この場合、信号波Ａ〜Ｄからなる４進数３桁により表現された周囲数パターンの４つの（電気信号波である）信号波が、ホッピング周期設定手段２２により所定のホッピング周波数で切り換えられながら（ホッピングされながら）３桁の各桁の信号波にそれぞれ設定されて出力されることで、４進数３桁の情報（６４通りの異なるデータであって、識別情報又は識別子となりうる情報）を表現する交流電気号が出力される。具体的には、この場合、ホッピング周期設定手段２２により、図８に示すような３桁（第１の桁ｘ１，第２の桁ｘ２，第３の桁ｘ３）の信号波（信号１、信号２、信号３）として、それぞれ、信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちのいずれかがホッピングして設定されることで、４進数を構成する４個の信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから選択した任意の一つの信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが３桁（ｘ１ｘ２ｘ３）となって連続する所定信号波パターンの電気信号波が生成される。
<Hopping cycle setting means>
The hopping cycle setting means 22 is a signal wave having a predetermined signal wave pattern set by the signal wave pattern setting means 21 (that is, a signal wave having a continuous signal wave pattern of n-ary m digits, for example, a signal wave A , B, C, D), a function of outputting a timing signal for switching and outputting at a predetermined switching time interval (that is, a hopping cycle) that is a constant time interval is realized. Specifically, the hopping cycle setting means 22 is the longest cycle (signal waves A, B, C, D) among cycles (each signal wave) determined by the frequency of the signal wave of the set signal wave pattern. The hopping period is set so that the time interval is equal to or longer than the longest period based on 1 / f1≈0.42 seconds, which is the period of the signal wave A having the minimum frequency. More specifically, the hopping
これにより、後述する磁場発生コイル３０は、送信側制御ユニット２０からの上記信号波パターンの電気信号波の出力を受けて、図８に示すように、対応する信号波パターン（電気信号波である信号波Ａ〜Ｄと同一周波数ｆ１〜ｆ４を有し、かつ、４進数３桁により表現された周囲数パターン）の４つ信号波を、所定のホッピング周波数で切り換えながら（ホッピングしながら）３桁の各桁の信号波にそれぞれ設定して出力することで、４進数３桁の情報（６４通りの異なるデータであって、識別情報又は識別子となりうる情報）を表現する交流磁気信号を外部に出力する。具体的には、磁場発生コイル３０は、この場合、図８に示すように、３桁（第１の桁ｘ１，第２の桁ｘ２，第３の桁ｘ３）の信号波（信号１、信号２、信号３）として、それぞれ、電気信号波である信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する磁気信号波である信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちのいずれかをホッピングして設定することで、４進数を構成する４個の信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから選択した任意の一つの（磁気信号波である）信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが３桁（ｘ１ｘ２ｘ３）となって連続する所定信号波パターンの交流磁気信号波を生成する。
As a result, the magnetic field generating coil 30 to be described later receives the output of the electric signal wave of the signal wave pattern from the transmission-
＜区切信号Ｅ＞
一方、ホッピング周期設定手段２２（又は、信号波パターン設定手段２１）は、ｎ進数ｍ桁の信号波からなる各信号波パターン（一つの信号波パターン）の前後に、それぞれ、所定の区切信号Ｅを挿入する機能も実現する。なお、区切信号Ｅは、前記信号波パターンの信号波の周波数を明確に区別できる周波数の信号とするが、典型的には、ゼロ周波数の信号として、区切信号Ｅが存在する区間は、前記信号波Ａ〜Ｄの各周波数を含むいかなる周波数も出力されていない状態とすることで、区切信号Ｅの存在を表現することができる。即ち、ホッピング周期設定手段２２（又は、信号波パターン設定手段２１）は、上記のように生成された各組の（１つの）信号波パターンの最初の電気信号波の直前位置と最後の電気信号波の直後位置に、それぞれ、所定の区切時間間隔だけ時間的に継続する区切信号Ｅを挿入する。ここで、区切信号Ｅの区切時間間隔は、前記ホッピング周期の時間間隔と同一の時間間隔（例えば、０．６秒）に設定することが、後述する受信側制御ユニット６０による復調処理の観点から好ましい。具体的には、図８に示すような３桁の信号波（ｘ１ｘ２ｘ３）からなる信号波パターンの電気信号波（信号１、信号２、信号３）が生成される場合において、その信号波パターンの信号波の前後位置（即ち、最初の信号波ｘ１（信号１）の直前位置、及び、最後の信号波ｘ３（信号３）の直後位置）には、それぞれ、同一時間間隔の区切信号Ｅが挿入される。なお、実際には、前記信号波パターンの信号波が、時間的に連続して複数組（通常は多数組）出力されるため、図８における最後の区切信号３の後には、更に、（図示はしないが）同一信号波パターンの信号波が連続することになる。
<Separator signal E>
On the other hand, the hopping cycle setting means 22 (or the signal wave pattern setting means 21) has a predetermined delimiter signal E before and after each signal wave pattern (one signal wave pattern) made up of n-digit m-digit signal waves. The function to insert is also realized. The delimiter signal E is a signal having a frequency that can clearly distinguish the frequency of the signal wave of the signal wave pattern. Typically, a section where the delimiter signal E exists as a zero-frequency signal The presence of the separation signal E can be expressed by setting a state in which no frequency including the frequencies of the waves A to D is output. In other words, the hopping cycle setting means 22 (or the signal wave pattern setting means 21) is arranged so that the position immediately before the first electric signal wave and the last electric signal of the (one) signal wave pattern of each set generated as described above. A delimiter signal E that continues in time for a predetermined delimiter time interval is inserted immediately after the wave. Here, the interval time of the interval signal E is set to the same time interval (for example, 0.6 seconds) as the time interval of the hopping cycle, from the viewpoint of demodulation processing by the receiving side control unit 60 described later. preferable. Specifically, when an electric signal wave (
＜基本波発生回路＞
基本波発生回路２３は、所定の基本周波数の基本波を発生する回路構成であり、公知の波形発生回路を利用して構成することができる。かかる基本波としては、例えば、前記ｎ進数ｍ桁の信号波パターンを構成する信号波のうち、最低周波数となる基本信号波と同一周波数の信号波を使用することができ、上記信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの場合、信号波Ａと同一周波数（２．４Ｈｚ）の信号波（典型的には、正弦波）を使用することができる。
<Fundamental wave generation circuit>
The fundamental
＜変調回路＞
変調回路２４は、前記信号波パターン設定手段２１からの出力及びホッピング周期設定手段２２からの出力に基づき、前記基本波発生回路２３から出力された基本信号波を、前記ｎ進数ｍ桁の信号波パターンの電気信号波となるように変調して出力する機能を実現する。例えば、変調回路２４は、図８に示すような３桁の信号波（ｘ１ｘ２ｘ３）からなる信号波パターンが設定されている場合、その電気信号波（ｘ１＝信号１、ｘ２＝信号２、ｘ３＝信号３）を変調出力すると共に、その信号波パターンの信号波の前後位置（即ち、最初の信号波ｘ１（信号１）の直前位置、及び、最後の信号波ｘ３（信号３）の直後位置）に、それぞれ、同一時間間隔の区切信号Ｅを挿入して出力する。
<Modulation circuit>
Based on the output from the signal wave pattern setting means 21 and the output from the hopping cycle setting means 22, the
即ち、後述する磁場発生コイル３０は、送信側制御ユニット２０の変調回路２４からの上記信号波パターンの電気信号波の出力を受けて、図８に示すように、対応する信号波パターン（電気信号波である信号波Ａ〜Ｄと同一周波数ｆ１〜ｆ４を有し、かつ、４進数３桁により表現された周囲数パターン）の４つ信号波を、所定のホッピング周波数で切り換えながら（ホッピングしながら）３桁の各桁の信号波にそれぞれ設定して出力することで、４進数３桁の情報（６４通りの異なるデータであって、識別情報又は識別子となりうる情報）を表現する交流磁気信号を外部に出力する。具体的には、磁場発生コイル３０は、この場合、図８に示すように、３桁（第１の桁ｘ１，第２の桁ｘ２，第３の桁ｘ３）の信号波（信号１、信号２、信号３）として、それぞれ、電気信号波である信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する磁気信号波である信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちのいずれかをホッピングして設定することで、４進数を構成する４個の信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから選択した任意の一つの（磁気信号波である）信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが３桁（ｘ１ｘ２ｘ３）となって連続する所定信号波パターンの交流磁気信号波を生成する。
That is, the magnetic field generating coil 30 to be described later receives the output of the electric signal wave of the signal wave pattern from the
＜コイル駆動回路＞
コイル駆動回路２５は、変調回路２４からの変調信号を所定の増幅率で増幅し、給電線２６を介して磁場発生コイル３０に出力する機能を実現する。なお、このコイル駆動回路２５は、前記変調回路２４からの変調信号を増幅して磁場発生コイル３０に出力するドライバとして機能するものであり、磁場発生コイル３０からより強度の高い磁場ＭＦを発生したい場合に実装することが好ましい電気的構成であるため、このような必要性がない場合、省略することもできる。
<Coil drive circuit>
The
＜外部入力装置＞
外部入力装置４１は、前記信号波パターン設定手段２１による信号波パターンの各信号波の周波数や信号波の組合せに関する設定情報を外部から入力する機能を実現するものである。即ち、外部入力装置４１は、前記信号波パターン設定手段２１及び前記ホッピング周期設定手段２３への入力インターフェースを提供するものであり、上記ハードウエア資源による構成として実現されている。詳細には、入力装置は、信号波パターン設定手段２１に対して、前記信号波パターンを設定するための入力機能を提供すると共に、ホッピング周期設定手段２２対して、前記ホッピング周期を設定するための入力機能を提供する。なお、外部入力装置４１は、送信側装置Ｓの外部の別個の装置として構成し、必要時にのみ送信側装置Ｓのインターフェースに接続して使用することもできる。
<External input device>
The
＜磁場発生コイル＞
基体１０の収容溝１３には、磁場発生コイル３０が収容状態で配設されている。磁場発生コイル３０は、所定直径（線径）の所定のコイル用線材（典型的には、エナメル線等の銅線材料）を使用して、そのコイル用線材を所定巻数（Ｎ）で所定コイル径（Ｄ）となるよう、前記収容凹溝１３の周方向に巻き回していくことで形成される。また、磁場発生コイル３０は、給電線２６により前記収容凹部１２内の送信側制御ユニット２０に電気的（及び電力的）に接続されており、送信側制御ユニット２０から供給された所定周波数の交流電流（以下、単に「供給電流」ということがある。）により、対応する周波数（基本的には同一周波数）の交流磁場（交流磁界）を発生するようになっている。また、磁場発生コイル３０は、送信側制御ユニット２０からの交流電流が前記所定のホッピング周期で切り替わるごとに、自らが発生する交流磁場の周波数を供給電流の周波数に対応する周波数（基本的には同一周波数）に切り替えて、対応する周波数の交流磁場を発生する。ここで、磁場発生コイル３０により発生する磁場の強度（Ｈ）は、その中心部分（図３に示すような軸心部分である磁場中心ＭＦＣの位置）では、基本的には、前記巻き数（Ｎ）と磁場発生コイル３０に導通する電流量（Ｉ）とに比例すると共に、コイル直径（Ｄ＝２ｒ）に反比例し、Ｈ＝ＮＩ／２ｒ（Ａ／ｍ）となる。また、磁束密度（Ｂ）は、磁場の強度（Ｈ）に比例し、Ｂ＝μＨ＝μＮＩ／２ｒ（Ｔ）となる（式中「μ」は透磁率）。したがって、本実施の形態の磁気通信システムは、送信側制御ユニット２０からの供給電流の電流値（Ｉ）、磁場発生コイル３０の巻数（Ｎ）、及び、磁場発生コイル３０のコイル径（Ｄ＝２ｒ：Ｄは直径、ｒは半径）のうちのいずれか一つ以上の値（パラメータ）を増減変更して、磁場発生コイル３０が発生する交流磁場の強度（Ｈ）が所定の強度値（或いは、所定の強度範囲内）となるようにしている。なお、かかるパラメータとしては、必要な場合、磁場発生コイル３０のコイル用線材の種類や線径を追加的に使用してもよい。
<Magnetic field generating coil>
A magnetic field generating coil 30 is disposed in the
具体的には、前記磁場発生コイル３０の発生する磁場強度は、検出対象物である静止物と移動物との間の距離のうち、移動物が静止物に接近する場合の通常の距離又は距離範囲（以下、これらを総称して「通常距離」ということがある。）を想定し、その通常距離において、静止物に固定した送信側装置Ｓからの交流磁気信号が、移動物に固定した（又は、移動物に携帯等されて移動物と一体に移動する）受信側装置Ｒによって確実に受信され、かつ、その交流磁気信号が受信側装置Ｒによって確実に復調されて元の情報を復元できる最低限の強度値（以下、「最低強度値」ということがある。）以上の強度に設定される。 Specifically, the magnetic field intensity generated by the magnetic field generating coil 30 is a normal distance or distance when the moving object approaches the stationary object, among the distances between the stationary object that is the detection target and the moving object. Assuming a range (hereinafter, these may be collectively referred to as “normal distance”), an AC magnetic signal from the transmitting device S fixed to a stationary object is fixed to a moving object at the normal distance ( (Alternatively, it can be carried by a moving object and moved together with the moving object) and can be reliably received by the receiving apparatus R, and the AC magnetic signal can be reliably demodulated by the receiving apparatus R to restore the original information. The intensity is set to be equal to or higher than the minimum intensity value (hereinafter sometimes referred to as “minimum intensity value”).
なお、このような最低強度値の規準となる前記通常距離は、静止物の種類に応じて予め把握することができる。例えば、図４に示すように、静止物が椅子１００の場合において、椅子１００の座部１０１の下側（下側面）に送信側装置Ｓを固定した場合には、モバイル通信端末装置（即ち、受信側装置Ｒ）を携帯する移動物としての人１００が、静止物としての椅子１００に着座したときの（その人１００の携帯する）モバイル通信端末装置（受信側装置Ｒ）と椅子１００に固定した送信側装置Ｓとの間の距離は、通常は、５０ｃｍ程度の距離の範囲内、或いは、大きくとも１メートル程度の距離の範囲内に収まると考えられるため、前記通常距離も、この場合は、例えば、５０ｃｍ〜１メートルの距離の範囲内で設定することが実用的である。また、例えば、図５に示すように、静止物がテーブル１２０の場合において、テーブル１２０の天板１２１の下側（下側面）に送信側装置Ｓを固定した場合には、モバイル通信端末装置（即ち、受信側装置Ｒ）を携帯する移動物としての人１００は、静止物としてのテーブル１２０の直近位置に着座又は停止したときの（その人１００の携帯する）モバイル通信端末装置（受信側装置Ｒ）とテーブル１２０に固定した送信側装置Ｓとの間の距離は、やはり、通常は５０ｃｍ程度の距離の範囲内、或いは、大きくとも１メートル程度の距離の範囲内に収まると考えられるため、前記通常距離も、この場合は、例えば、５０ｃｍ〜１メートルの距離の範囲内で設定することが実用的である。 In addition, the said normal distance used as the reference | standard of such minimum intensity | strength value can be grasped | ascertained beforehand according to the kind of stationary object. For example, as shown in FIG. 4, when the stationary object is the chair 100, when the transmitting device S is fixed to the lower side (lower surface) of the seat portion 101 of the chair 100, the mobile communication terminal device (that is, Fixed to the mobile communication terminal device (receiving device R) and the chair 100 when the person 100 as a moving object carrying the receiving device R) sits on the chair 100 as a stationary object (held by the person 100). The distance between the transmitting side device S and the transmission side device S is normally considered to be within a distance range of about 50 cm, or at most within a distance range of about 1 meter. For example, it is practical to set the distance within a range of 50 cm to 1 meter. Further, for example, as shown in FIG. 5, when the stationary object is a table 120, when the transmitting device S is fixed to the lower side (lower surface) of the top plate 121 of the table 120, the mobile communication terminal device ( That is, the person 100 as the moving object carrying the receiving side device R) is seated or stopped at the nearest position of the table 120 as the stationary object (the person 100 carries) the mobile communication terminal device (receiving side device). R) and the transmission-side device S fixed to the table 120 are still considered to be normally within a distance range of about 50 cm, or at most within a distance range of about 1 meter. In this case, for example, it is practical to set the normal distance within a range of a distance of 50 cm to 1 meter.
一方、磁場発生コイル３０の発生する磁場強度は、検出対象物として複数の静止物が、所定面積範囲内に近接配置される場合（即ち、二次元的に近接配置される場合）、又は、所定容積範囲内に近接配置される場合（即ち、三次元的に近接配置される場合）における、（二次元方向又は三次元方向に）隣接する静止物間の最小離間距離又は最小離間距離範囲（以下、これらを総称して「最小離間距離」ということがある。）を想定し、このような最小離間距離の中間点において、隣接する静止物に固定した送信側装置Ｓの磁場発生コイル３０が発生する磁場強度の最大値（以下、「中間地点強度値」ということがある。）が、前記最小強度値未満となるように設定することが望ましい。こうすると、複数の静止物が隣接して配置される場合において、隣接する一方の静止物の送信側装置Ｓからの交流磁気信号が、隣接する他方の静止物の送信側装置Ｓからの交流磁気信号と干渉することがない。即ち、隣接する静止物の双方に対して移動物の受信側装置Ｒが接近した場合において、その受信側装置Ｒは、必ず、隣接する静止物の一方の送信側装置Ｓからの交流磁気信号のみを受信する（即ち、他方の送信側装置Ｓからの交流磁気信号が受信感度未満となって、受信側装置Ｒに受信されることがない）。 On the other hand, the magnetic field intensity generated by the magnetic field generating coil 30 is determined when a plurality of stationary objects as detection objects are arranged close to each other within a predetermined area range (that is, when two-dimensionally arranged close to each other). The minimum separation distance or the minimum separation distance range (hereinafter referred to as the two-dimensional direction or the three-dimensional direction) between adjacent stationary objects in the case where they are arranged close to each other within the volume range (that is, when they are arranged three-dimensionally) These may be collectively referred to as “minimum separation distance.”), And a magnetic field generating coil 30 of the transmission side device S fixed to an adjacent stationary object is generated at an intermediate point of such minimum separation distance. It is desirable to set the maximum value of the magnetic field strength (hereinafter, also referred to as “intermediate point strength value”) to be less than the minimum strength value. In this way, in the case where a plurality of stationary objects are arranged adjacent to each other, the AC magnetic signal from the transmitting side device S of one adjacent stationary object becomes the AC magnetism from the transmitting side device S of the other adjacent stationary object. There is no interference with the signal. In other words, when the receiving device R of the moving object approaches both of the adjacent stationary objects, the receiving device R must always receive only the AC magnetic signal from one transmitting device S of the adjacent stationary object. (That is, the AC magnetic signal from the other transmitting device S becomes less than the receiving sensitivity and is not received by the receiving device R).
なお、このような中間地点強度値の規準となる前記最小離間距離は、静止物の種類や静止物を配置する施設等の種類に応じて予め把握することができる。例えば、図４に示すような椅子１００を屋内施設（例えば、家具展示場）に複数互いに離間して配置する場合において、隣接して配置される椅子１００の間の最小離間距離は、通常は、最小でも１メートルから２メートル程度の距離の範囲内に収まると考えられるため、前記最小離間距離も、この場合は、例えば、１メートル〜２メートルの距離の範囲内で設定することが実用的である。また、例えば、図５に示すようなテーブル１２０を屋内施設（例えば、家具展示場）に複数互いに離間して配置する場合において、隣接して配置されるテーブル１２０の間の最小離間距離は、通常は、やはり、最小でも１メートルから２メートル程度の距離の範囲内に収まると考えられるため、前記最小離間距離も、この場合は、例えば、１メートル〜２メートルの距離の範囲内で設定することが実用的である。 In addition, the said minimum separation distance used as the reference | standard of such intermediate | middle point intensity | strength value can be grasped | ascertained beforehand according to the kind of stationary object, the kind of the facility etc. which arrange | positions a stationary object. For example, when a plurality of chairs 100 as shown in FIG. 4 are arranged apart from each other in an indoor facility (for example, a furniture exhibition hall), the minimum separation distance between adjacent chairs 100 is usually Since it is considered that the distance is within a distance of about 1 to 2 meters at the minimum, it is practical to set the minimum separation distance within a distance of 1 to 2 meters in this case, for example. is there. Further, for example, when a plurality of tables 120 as shown in FIG. 5 are arranged apart from each other in an indoor facility (for example, a furniture exhibition hall), the minimum separation distance between adjacent tables 120 is usually Is considered to be within a distance range of about 1 meter to 2 meters at a minimum, the minimum separation distance is also set within a distance range of 1 meter to 2 meters in this case, for example. Is practical.
なお、本発明では、前記通常距離として、数十ｃｍから数メートルの範囲内、例えば、約５０ｃｍ〜約１メートルの範囲内、約５０ｃｍ〜約２メートルの範囲内、約１メートル〜約２メートルの範囲内等、比較的近接した距離を設定することもできるが、場合に応じて、任意の距離を設定することができる。いずれにしても、インターネットを利用した通信環境がますます充実している近時においては、移動物としては、通常、人が携帯するモバイル通信端末装置が代表的なものとなるため、人が静止物（椅子、机、テーブル、カウンター、キャビネット等）に接近する場合（或いは、着席、着座等する場合）において静止物側の送信側装置Ｓと移動物側の受信側装置４との間に想定される前記通常距離、或いは、前記最小離間距離は、モバイル通信端末装置が受信側装置Ｒとなることを想定して設定することが実用的である。
In the present invention, the normal distance is within the range of several tens of centimeters to several meters, for example, within the range of about 50 cm to about 1 meter, within the range of about 50 cm to about 2 meters, and about 1 meter to about 2 meters. Although a relatively close distance can be set, such as within the range, an arbitrary distance can be set according to circumstances. In any case, in the recent days when the communication environment using the Internet is more and more enriched, the mobile communication terminal device that is usually carried by a person is a typical moving object, so that the person is stationary. When approaching an object (chair, desk, table, counter, cabinet, etc.) (or seating, sitting, etc.), it is assumed between the transmitting device S on the stationary object side and the receiving
更に、本実施の形態では、前記磁場発生コイル３０が発生する磁場ＭＦの強度のうちの最大強度（典型的には、図３に示す磁場中心ＭＦＣの位置における磁場強度）は、検出対象物である移動物が人の場合、及び、検出対象物である移動物がモバイル携帯端末装置のように人に携帯されるものである場合を想定し、その人が検出対象物としての静止物に最接近状態となったときに、その人に照射される磁場の強度（又は磁束密度）が、国際的ガイドラインの基準値未満（典型的には、国際非電離放射線防護委員会（ＩＣＮＩＲＰ）の基準値未満）となるように設定されている。 Furthermore, in the present embodiment, the maximum intensity (typically, the magnetic field intensity at the position of the magnetic field center MFC shown in FIG. 3) among the intensity of the magnetic field MF generated by the magnetic field generating coil 30 is the detection target. Assuming that a moving object is a person and a moving object that is a detection object is carried by a person such as a mobile portable terminal device, that person is the most suitable stationary object as a detection object. The magnetic field intensity (or magnetic flux density) applied to the person when approaching is less than the standard value of international guidelines (typically the standard value of the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP)) Less).
［地磁気センサの特性対応］
ここで、本発明は、モバイル通信端末装置に内蔵される磁気センサとしての（電子コンパス又はデジタルコンパスと呼ばれることもある）地磁気センサを利用して、検出対象物措定の静止物からの交流磁気信号を検出することにより、その静止物の位置や距離等の情報を移動物としてのモバイル通信端末装置に正確に提供することができる磁気通信システムを提供することも目的（課題）の一つとしている。このため、地磁気センサの特性（特に、スマートフォンやタブレット等のモバイル通信端末装置に内蔵される汎用の地磁気センサの特性）に応じた特別の設定及び考慮が必要になる。即ち、本発明者らは、地磁気センサは、地磁気の大きさと方向とを検出するための電子デバイスであることから、本発明のように、周波数をホッピングしてそのホッピングした周波数を検出する場合において、各周波数を正確に検出できる周波数範囲には限界があるとの知見を得た。即ち、地磁気の大きさと方向以外の周波数を検出する点から構成されていないため、検出できる周波数には限界があるとの知見を得た。そこで、本発明者らは、更に鋭意の研究開発を重ねた結果、そのような周波数の上限は、一般的に流通しているモバイル通信端末装置内蔵型の地磁気センサの場合で、約１０Ｈｚ程度であるとの知見を得た。よって、本発明では、前記信号波パターンを構成する信号波の周波数は、上限が１０Ｈｚ以下の周波数となるよう（例えば、信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの周波数のうちの最高周波数である信号Ｄの周波数が１０Ｈｚ以下の周波数（９．６Ｈｚ））となるように、信号波の周波数を設定している。なお、将来的に、又は、設計変更により（特に、スマートフォンやタブレット等のモバイル通信端末装置に内蔵される汎用の）地磁気センサの測定可能周波数の上限が大きくなれば、その範囲での周波数を使用することもできる。なお、地磁気センサの応答周波数は、例えば、ホール素子やフラックスゲートセンサからなる磁気センサの場合は１００Ｈｚ〜ｋＨｚオーダー、ＭＲ素子やＧＭＲ素子からなる磁気センサの場合はＭＨｚオーダー、ＭＩ素子からなる磁気センサの場合は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚオーダーとされることもあるが、実際のモバイル通信端末装置に実装される磁気センサの特性は様々であり、上記のように、１０Ｈｚ程度の極超低周波数帯域、或いは、多くとも１００Ｈｚ程度の超低周波数帯域の応答周波数となることも予想されることから、本発明では、信号波パターンの信号波の周波数を、最大でも、これらの極超低周波数帯域（又は超低周波数帯域以下の周波数）となるように設定することが実用上は非常に好ましい。
[Characteristics of geomagnetic sensor]
Here, the present invention uses an earth magnetic sensor (sometimes referred to as an electronic compass or a digital compass) as a magnetic sensor built in a mobile communication terminal device, and uses an AC magnetic signal from a stationary object to be detected. It is also an object (problem) to provide a magnetic communication system that can accurately provide information such as the position and distance of a stationary object to a mobile communication terminal device as a moving object by detecting . For this reason, special setting and consideration according to the characteristics of the geomagnetic sensor (in particular, the characteristics of a general-purpose geomagnetic sensor built in a mobile communication terminal device such as a smartphone or a tablet) are required. That is, since the present inventors are an electronic device for detecting the magnitude and direction of the geomagnetism, when hopping the frequency and detecting the hopped frequency as in the present invention, The knowledge that there is a limit to the frequency range in which each frequency can be accurately detected was obtained. That is, since it is not comprised from the point which detects frequencies other than the magnitude | size and direction of geomagnetism, the knowledge that the frequency which can be detected has a limit was acquired. Thus, as a result of further earnest research and development, the present inventors have determined that the upper limit of such a frequency is about 10 Hz in the case of a geomagnetic sensor with a built-in mobile communication terminal device that is generally distributed. The knowledge that there is. Therefore, in the present invention, the frequency of the signal wave constituting the signal wave pattern is such that the upper limit is a frequency of 10 Hz or less (for example, the signal having the highest frequency among the frequencies of the signal waves A, B, C, and D). The frequency of the signal wave is set so that the frequency D is a frequency of 10 Hz or less (9.6 Hz). If the upper limit of the measurable frequency of the geomagnetic sensor becomes large in the future or due to design changes (especially for general-purpose mobile communication terminals such as smartphones and tablets), the frequency within that range is used. You can also The response frequency of the geomagnetic sensor is, for example, in the order of 100 Hz to kHz in the case of a magnetic sensor composed of a Hall element or a fluxgate sensor, in the order of MHz in the case of a magnetic sensor composed of an MR element or a GMR element, and a magnetic sensor composed of an MI element. In the case of 10 kHz to 100 kHz order, the characteristics of the magnetic sensor mounted on the actual mobile communication terminal device are various, and as described above, an extremely low frequency band of about 10 Hz, or Since a response frequency in an extremely low frequency band of about 100 Hz is expected at most, in the present invention, the frequency of the signal wave of the signal wave pattern is set to these extremely low frequency bands (or ultra low frequency) at the maximum. It is very preferable in practice to set the frequency to be equal to or lower than the frequency band.
［受信側装置］
次に、本実施の形態の受信側装置Ｒについて詳細に説明する。受信側装置４は、図４に示すように、本実施の形態では、モバイル通信端末装置としてのスマートフォンに内装して実装される電気的・電子的構成（典型的には、モバイル通信端末装置としてのスマートフォンに予め実装されている電気的・電子的構成）を利用して、受信側装置４の構成及び機能を実現している。詳細には、図６に示すように、受信側装置Ｒは、磁気センサ５１と、受信側制御ユニット６０と、出力手段６５とを備えている。このうち、まず、磁気センサ５１は、受信側装置Ｒを構成するモバイル通信端末装置としてのスマートフォンに予め内装して実装されている構成であり、この磁気センサ（電子コンパス）を本実施の形態の磁気センサ５１として利用している。詳細には、磁気センサ５１は、送信側装置Ｓの磁場発生コイル３０からの交流磁気信号を検出して（即ち、磁束密度の変化及び磁場の方向の変化を検出することで交流磁気信号を検出して）、その交流検出信号の信号波パターンに応じた電気信号を出力する。即ち、上記のような信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる４進数３桁の信号波パターンの交流磁気信号が出力された場合、磁気センサ５１は、その信号波パターンの各桁に対応する（磁気信号波としての）交流磁気信号を検出し、その交流磁気信号（信号波Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対応する電気信号を出力する。
[Receiving device]
Next, the receiving side apparatus R of this Embodiment is demonstrated in detail. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the receiving-
＜受信側制御ユニット＞
受信側制御ユニット６０は、前記磁気センサ５１の出力を受けて、磁気センサ５１からの電気信号の元となる前記送信側装置Ｓからの信号波パターンを解析し、その信号波パターンに対応する指令信号を出力する機能を実現する。なお、受信側制御ユニット６０は、ハードウエア資源による構成としての各種のマイコン（マイクロコンピュータ）に対して、後述するような所定の機能を当該マイコンに実現させる（各種プログラム等の）ソフトウエア資源による構成を組み合わせて構成することができる。詳細には、受信側制御ユニット６０は、復調回路６１、パターン認識手段６２、マッチング手段６３、及び、指令手段６４を備える構成とすることができる。
<Receive side control unit>
The reception-side control unit 60 receives the output of the
＜復調回路＞
復調回路６１は、磁気センサ５１の出力信号である電気信号を入力して、その電気信号に基づき、前記送信側装置Ｓが送信した所定の信号波パターンの各信号波を復調してその復調信号を出力する機能を実現すると共に、その復調信号を高速フーリエ変換してそのスペクトル成分を抽出する機能を実現する。詳細には、復調回路６１は、磁器センサ１からの電気信号に基づき送信側装置Ｓからの信号波パターンの信号波を復調する手段である復調手段を備えることに加え、その復調手段からの復調信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ手段を備えている。なお、復調回路６１は、磁気センサ５１の出力信号が、送信側装置Ｓからの信号波パターンを忠実に復元した交流信号波形となっている場合（即ち、磁気センサ５１がそのような特性及び性能等を備えている場合）、磁気センサ５１からの電気信号をそのままＦＦＴ手段に入力して高速フーリエ変換を行うよう構成することもでき、この場合、前記復調手段は省略することができる。復調回路６１のＦＦＴ手段自体は、公知の高速フーリエ変換回路等から構成することができるが、このＦＦＴ手段は、送信側制御ユニット２０による信号波パターンのホッピング周期（例えば、０．６ｓｅｃ）よりも短い時間間隔の変換周期（例えば、０．４ｓｅｃ）で１回分の高速フーリエ変換を行うと共に、その１回分の高速フーリエ変換（以下、「単位ＦＦＴ」と呼ぶことがある。）を所定の複数回（以下、「１パターン用ＦＦＴ回数」と呼ぶことがある。）だけ連続して行い、かつ、隣接する単位ＦＦＴの変換周期（即ち、タイミング）を一部の時間間隔（以下、「重畳時間間隔」と呼ぶことがある。）だけ重畳して前記１パターン用ＦＦＴ回数分の高速フーリエ変換を行うよう構成されている。
<Demodulation circuit>
The
詳細には、ＦＦＴ手段は、前記重畳時間間隔として、隣接する２回の単位ＦＦＴにおいて、一方の単位ＦＦＴが、（ｍ桁連続する信号波のうちの）隣接する信号波にまたがって処理を行うことになる場合に（即ち、一方の単位ＦＦＴの時間間隔の一部が一方の信号波の時間間隔に属すると共に残りの時間間隔が他方の信号波の時間間隔に属する場合に）、他方の単位ＦＦＴの時間間隔の全体が、他方の信号波の時間間隔内に完全に含まれるような時間間隔を設定している。また、ＦＦＴ手段は、前記１パターン用ＦＦＴ回数として、前記ホッピング周期に対する前記単位ＦＦＴの変換周期の比率と前記重畳時間間隔の比率とに基づき、前記１パターン用ＦＦＴ回数分の高速フーリエ変換によって、前記１組の信号波パターンの信号波を完全に網羅すると共に、その前後の区切信号の少なくとも一部を網羅して高速フーリエ変換処理できるような回数を設定している。 Specifically, the FFT means performs processing across the adjacent signal waves (among m-digit consecutive signal waves) in two adjacent unit FFTs as the superposition time interval. (Ie, when a part of the time interval of one unit FFT belongs to the time interval of one signal wave and the remaining time interval belongs to the time interval of the other signal wave) The time interval is set such that the entire FFT time interval is completely included in the time interval of the other signal wave. Further, the FFT means, as the number of FFT for one pattern, based on the ratio of the conversion period of the unit FFT to the hopping period and the ratio of the superposition time interval, by fast Fourier transform for the number of FFT times for one pattern, The number of times is set so that the signal waves of the set of signal wave patterns are completely covered, and at least a part of the preceding and following separation signals are covered and the fast Fourier transform process can be performed.
具体的には、例えば、図８に示すように、信号波パターンとして３桁の信号波（ｘ１ｘ２ｘ３）を使用すると共に、１組の信号波パターンを区切信号Ｅにより区切って認識する場合において、ホッピング周期を０．６秒とする場合、ＦＦＴ手段による前記単位ＦＦＴの周期は、０．４秒に設定されると共に、前記重畳時間間隔は０．２秒に設定され、かつ、前記１パターン用ＦＦＴ回数は１０回に設定されている。こうすることで、ＦＦＴ手段が、前記１パターン用ＦＦＴ回数（１０回）だけ単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）を所定周期（０．４秒）で繰り返すと共に、隣接する単位ＦＦＴを所定重畳時間間隔（０．２秒）で重畳することにより、少なくとも前後の区切信号Ｅのうちの一方の区切信号Ｅを含む１組の信号波パターンの全体の時間間隔の範囲内に、前記１パターン用ＦＦＴ回数分の高速フーリエ変換処理の時間間隔が収まるようになっており、これにより、ＦＦＴ手段が、１組の信号波パターンの各信号波の時間間隔の全体に、いずれかの単位ＦＦＴの時間間隔を完全に重畳させることで、ＦＦＴ手段が、１組の信号波パターンの全ての信号波のスペクトル成分を完全に抽出して、１組の信号波パターンの信号波の周波数を認識することができるようになっている。また、ＦＦＴ手段は、最初の単位ＦＦＴ又は最後の単位ＦＦＴの時間間隔を、少なくとも一方（前方又は後方）の区切信号Ｅの時間間隔の一部に重畳させることで、少なくとも一方（前方又は後方）の区切信号Ｅの存在（即ち、信号波パターンの最初の信号波の前のゼロ周波数、又は、最後の信号波の後のゼロ周波数）を認識することができるようになっている。なお、前記単位ＦＦＴの周期（０．４秒）と重畳時間間隔（０．２秒）との合計値は、前記ホッピング周期（０．６秒）と等しくなっている。また、重畳時間間隔（０．２秒）は、単位ＦＦＴの周期（０．４秒）の半分（１／２）の時間間隔となっている。これにより、ホッピング周期である０．６秒の間には、必ず一度は、ホッピング（即ち、１つの信号波の時間間隔）を「またがない」単位ＦＦＴが存在することになる。 Specifically, for example, as shown in FIG. 8, when a three-digit signal wave (x1x2x3) is used as a signal wave pattern and a set of signal wave patterns is recognized by being separated by a separation signal E, hopping is performed. When the period is 0.6 seconds, the period of the unit FFT by the FFT means is set to 0.4 seconds, the superposition time interval is set to 0.2 seconds, and the one-pattern FFT The number of times is set to 10 times. By doing so, the FFT means repeats the unit FFT (FFT01 to FFT10) by a predetermined cycle (0.4 seconds) by the number of FFTs for one pattern (10 times), and the adjacent unit FFT is repeated at a predetermined overlapping time interval ( 0.2 second), the number of FFTs for one pattern is within the entire time interval of one set of signal wave patterns including at least one of the front and rear division signals E. The fast Fourier transform processing time interval is kept within this range, so that the FFT means completely sets the time interval of any unit FFT to the entire time interval of each signal wave of a set of signal wave patterns. By superimposing them on the FFT unit, the FFT means completely extracts the spectral components of all the signal waves of the set of signal wave patterns and recognizes the frequency of the signal waves of the set of signal wave patterns. It has to be able to bet. Further, the FFT means superimposes the time interval of the first unit FFT or the last unit FFT on a part of the time interval of at least one (front or rear) delimiter signal E, thereby at least one (front or rear). (Ie, the zero frequency before the first signal wave of the signal wave pattern or the zero frequency after the last signal wave) can be recognized. The total value of the unit FFT period (0.4 seconds) and the superposition time interval (0.2 seconds) is equal to the hopping period (0.6 seconds). Further, the superposition time interval (0.2 seconds) is a time interval that is half (1/2) of the period (0.4 seconds) of the unit FFT. As a result, there is always a unit FFT that does not straddle hopping (that is, the time interval of one signal wave) once in 0.6 seconds that is the hopping cycle.
更に、ＦＦＴ手段は、前記１パターン用ＦＦＴ回数の単位ＦＦＴのうち、一定数おきの単位ＦＦＴの抽出スペクトルのみを選択的に使用することで、前記１組の信号波パターンの信号波の周波数を正確に認識するようになっている。例えば、図８に示すように、信号波パターンとして３桁の信号波（ｘ１ｘ２ｘ３）を使用すると共に、１組の信号波パターンを区切信号Ｅにより区切って認識し、ホッピング周期を０．６秒とする場合において、１パターン用ＦＦＴ回数を１０回とする場合、ＦＦＴ手段は、図８中に斜線を付して示すように、最後の単位ＦＦＴ、及び、その前の単位ＦＦＴのうち２個おきの単位ＦＦＴの抽出スペクトルを選択して、合計４個の候補スペクトルを選定し、この４個の候補スペクトル（即ち、１番目、４番目、７番目、１０番目の単位ＦＦＴの抽出スペクトル）を使用して、前記１組の信号波パターンの信号波の周波数を正確に解析し、認識するようになっている。より具体的には、図９に示すように、１組の信号波パターンが信号波ＡＢＣの連続信号波により構成され、信号波Ａ、信号波Ｂ、信号波Ｃが、それぞれ、所定のホッピング周期による所定のタイミング（ｔ１〜ｔ２間、ｔ２〜ｔ３間、ｔ３〜ｔ４間）で出力される場合において、ＦＦＴ手段は、１パターン用ＦＦＴ回数（１０回）の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）を前記重畳時間間隔で重畳させて実行すると共に、そのうちの所定の４個の単位ＦＦＴの抽出スペクトルを候補スペクトルとして選択する。即ち、ＦＦＴ手段による１パターン用ＦＦＴ回数（１０回）の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）の抽出スペクトルは、図１０に示すようなスペクトル成分となるが、ＦＦＴ手段は、このうち、所定の４個分の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１、ＦＦＴ０４、ＦＦＴ０７、ＦＦＴ１０）の抽出スペクトルを候補スペクトルとして出力する。こうすると、図１０に示すように、各候補スペクトルは、対応する信号波のスペクトルをほぼ正確に反映したスペクトルとなり、１組の信号波パターンの信号波の周波数を正確に表すスペクトルとして出力することができる。 Further, the FFT means selectively uses only the extracted spectrum of the unit FFT every fixed number of the unit FFTs of the number of FFTs for one pattern, so that the frequency of the signal wave of the one set of signal wave patterns is obtained. It comes to recognize correctly. For example, as shown in FIG. 8, a 3-digit signal wave (x1x2x3) is used as a signal wave pattern, and a set of signal wave patterns is recognized by being separated by a separation signal E, and a hopping cycle is 0.6 seconds. In the case where the number of FFTs for one pattern is set to 10, the FFT means, every two of the last unit FFT and the previous unit FFT, as shown by hatching in FIG. Select the unit FFT extracted spectrum, select a total of four candidate spectra, and use these four candidate spectra (ie, the first, fourth, seventh, and tenth unit FFT extracted spectra). Thus, the frequency of the signal wave of the set of signal wave patterns is accurately analyzed and recognized. More specifically, as shown in FIG. 9, a set of signal wave patterns is constituted by continuous signal waves of the signal wave ABC, and the signal wave A, the signal wave B, and the signal wave C each have a predetermined hopping cycle. Is output at a predetermined timing (between t1 and t2, between t2 and t3, and between t3 and t4), the FFT means outputs the unit FFT (FFT01 to FFT10) for the number of FFT times for one pattern (10 times). At the same time, the process is performed by superimposing them at the superposition time interval, and the extracted spectra of four predetermined unit FFTs are selected as candidate spectra. That is, the extraction spectrum of the unit FFT (FFT01 to FFT10) for the number of FFTs for one pattern (10 times) by the FFT means becomes a spectrum component as shown in FIG. 10, and the FFT means has four predetermined FFT means. The extracted spectrum of the minute unit FFT (FFT01, FFT04, FFT07, FFT10) is output as a candidate spectrum. In this way, as shown in FIG. 10, each candidate spectrum becomes a spectrum that almost accurately reflects the spectrum of the corresponding signal wave, and is output as a spectrum that accurately represents the frequency of the signal wave of a set of signal wave patterns. Can do.
また、ＦＦＴ手段は、単位ＦＦＴの抽出スペクトルにより解析した信号波で表現される符号（異なる周波数のｎ個の信号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等）をｍ桁連続することによって表現されるｎ進数ｍ桁の情報のうちの各桁の情報からなる符号）のうち、最大の信号強度を持つ符号に対する、二位（２番目）の信号強度を持つ符号の当該信号強度の比を元に、その符号が持つ「信号らしさ」を計算している。具体的には、ＦＦＴ手段は、上記所定個数（４個）の候補スペクトルの各々について、最大信号強度と２番目の信号強度との比の値（例えば、最大信号強度が２番目の信号強度の２倍の場合は「２」）を計算し、それら４個分の比の値を合計して、その合計値が十分に大きい場合に、その符号が十分な「信号らしさ」を有すると判断して、その符号が前記最大信号強度の信号波であると判断している。ｙ堀具体的には、ＦＦＴ手段は、図１１に示すように、単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１、ＦＦＴ０２、・・・、ＦＦＴ３０、・・・）を繰り返し実行し、そのうち、１０回を１繰り返し単位（１パターンＦＦＴ用回数）として、その１パターンＦＦＴ用回数中の単位ＦＦＴ（例えば、ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）を選択し、各単位ＦＦＴについて、信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについてのスペクトル値を抽出する。次に、ＦＦＴ手段は、１番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１）については、最大信号強度である信号Ｃの信号強度（１ｓｔ：１３５９．８）と、２番目の信号強度である信号Ａの信号強度（２ｎｄ：６１０．２）との比（ｒａｔｉｏ：２．２）を計算して保持し、その他の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０２〜ＦＦＴ１０）についても同様の処理を行う。次に、ＦＦＴ手段は、１０個の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）について、２個おきの単位ＦＦＴの比（ｒａｔｉｏ）の値を合計して合計値（ｓｕｍ３）として保持する。例えば、１番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１）については、１番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１）の比の値（ｒａｔｉｏ＝２．２）、４番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０４）の比の値（ｒａｔｉｏ＝１．２）、７番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０７）の比の値（ｒａｔｉｏ＝４８．６）、１０番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ１０）の比の値（ｒａｔｉｏ＝３０．７）を合計してその合計値（ｓｕｍ３＝８２．７）を保持する。同様にして、ＦＦＴ手段は、２番目以降の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０２、ＦＦＴ０３、・・・、ＦＦＴ１０）についても、それ以降の１０個分の単位ＦＦＴを利用して、２個おきの単位ＦＦＴの比（ｒａｔｉｏ）の値を合計して合計値（ｓｕｍ３）として保持する。例えば、２番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０２）については、２番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０２）の比の値（ｒａｔｉｏ＝２．５）、５番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０５）の比の値（ｒａｔｉｏ＝２．１）、８番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０８）の比の値（ｒａｔｉｏ＝１．０）、１１番目の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ１１）の比の値（ｒａｔｉｏ＝１．７）を合計してその合計値（ｓｕｍ３＝７．４）を保持する。 Further, the FFT means is expressed by m-digit consecutive codes (n signals (A, B, C, D, etc.) of different frequencies) expressed by signal waves analyzed by the extracted spectrum of the unit FFT. Based on the ratio of the signal strength of the code having the second (second) signal strength to the code having the maximum signal strength among the codes having information of each digit of the m-digit information) “Signality” of the code is calculated. Specifically, the FFT means, for each of the predetermined number (4) of candidate spectra, is a ratio value between the maximum signal strength and the second signal strength (for example, the maximum signal strength is the second signal strength. In the case of 2 times, “2”) is calculated, and the ratio values of the four are summed, and when the total value is sufficiently large, it is determined that the code has sufficient “signal quality”. Therefore, it is determined that the code is the signal wave having the maximum signal strength. Specifically, as shown in FIG. 11, the FFT unit repeatedly executes unit FFT (FFT01, FFT02,..., FFT30,...), of which 10 times are repeated as one repeating unit (1 The unit FFT (for example, FFT01 to FFT10) in the number of times for one pattern FFT is selected as the number of times for pattern FFT), and the spectrum values for the signals A, B, C, and D are extracted for each unit FFT. Next, the FFT means, for the first unit FFT (FFT01), the signal strength of the signal C (1st: 1359.8) that is the maximum signal strength and the signal strength of the signal A that is the second signal strength ( 2nd: 610.2) (ratio: 2.2) is calculated and held, and the same processing is performed for the other unit FFTs (FFT02 to FFT10). Next, the FFT means sums the values of the ratio (ratio) of every second unit FFT for ten unit FFTs (FFT01 to FFT10), and holds it as a total value (sum3). For example, for the first unit FFT (FFT01), the ratio value of the first unit FFT (FFT01) (ratio = 2.2) and the ratio value of the fourth unit FFT (FFT04) (ratio = 1. 2) The ratio value of the seventh unit FFT (FFT07) (ratio = 48.6) and the ratio value (ratio = 30.7) of the tenth unit FFT (FFT10) are summed to obtain the total value ( sum3 = 82.7). Similarly, the FFT means also uses the unit FFT for the second unit FFT (FFT02, FFT03,..., FFT10) for the second and subsequent units, and the ratio of every second unit FFT. The values of (ratio) are summed and held as a total value (sum3). For example, for the second unit FFT (FFT02), the ratio value of the second unit FFT (FFT02) (ratio = 2.5), the ratio value of the fifth unit FFT (FFT05) (ratio = 2. 1) The ratio value (ratio = 1.0) of the eighth unit FFT (FFT08) and the ratio value (ratio = 1.7) of the eleventh unit FFT (FFT11) are summed and the total value ( hold sum3 = 7.4).
次に、ＦＦＴ手段は、このようにして計算した各単位ＦＦＴの比の合計値を比較して、隣接する単位ＦＦＴの比の合計値に比較して最大となる比の合計値を有する単位ＦＦＴを候補単位ＦＦＴとして選択する。これにより、図１１では、最初の１０個の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）については、ＦＦＴ０１，ＦＦＴ０４，ＦＦＴ０７，ＦＦＴ１０が候補単位ＦＦＴとして選択されている（「選択」の欄に「○」が付されている）。なお、各単位ＦＦＴについては、候補単位ＦＦＴとならないものの含めて、すべての単位ＦＦＴについて、最大信号強度を有する信号波の符号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が、「候補」の欄に表示されている（ＦＦＴ０１＝Ｃ、ＦＦＴ０２＝Ｃ、・・・、ＦＦＴ１０＝Ｂ）。そして、ＦＦＴ手段は、図１２に示すように、各候補単位ＦＦＴの「候補」の欄の符号（図１１の場合は「Ｃ」「Ｃ」「Ｄ」「Ｂ」）をその順に配置して、その１パターン用ＦＦＴ回数分のＦＦＴにより解析される信号波パターンの信号波の符号の組み合わせとして暫定的に保持する（図１２のＦＦＴ１０の左側の「最終」の欄参照）。なお、ＦＦＴ手段は、上記のような処理を２回繰り返して（即ち、２試行だけ実行して）その２回分の結果を保持し、その２回分の結果を参照して最も「信号らしさ」を有する符号を判断し、その符号を出力用の符号として採用している。
Next, the FFT means compares the total values of the ratios of the unit FFTs calculated in this way, and the unit FFT having the maximum value of the ratios that is the maximum compared to the total value of the ratios of the adjacent unit FFTs. Are selected as candidate unit FFTs. Accordingly, in FIG. 11, for the first 10 unit FFTs (FFT01 to FFT10), FFT01, FFT04, FFT07, and FFT10 are selected as candidate unit FFTs (“◯” is added to the “Selection” column). Have been). For each unit FFT, including the ones that do not become candidate unit FFTs, the signal wave codes (A, B, C, D) having the maximum signal strength are displayed in the “candidate” column for all unit FFTs. (FFT01 = C, FFT02 = C,..., FFT10 = B). Then, as shown in FIG. 12, the FFT means arranges the codes (“C”, “C”, “D”, “B” in the case of FIG. 11) in the “candidate” column of each candidate unit FFT in that order. These are temporarily stored as combinations of signal wave codes of signal wave patterns to be analyzed by FFT for the number of FFTs for one pattern (see the “final” column on the left side of
次に、ＦＦＴ手段は、前記無符号区間としての区切信号Ｅの区間については、各単位ＦＦＴについて、抽出された４個の符号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の各スペクトル値（各信号強度）の間の強度差が最も小さい（即ち、均一化又は平準化されている）単位ＦＦＴを選択し、その単位ＦＦＴに属する信号（符号）が区切信号であると判断して、その単位ＦＦＴの前記「候補」欄の符号を、区切信号の符号「Ｅ」に置換する。例えば、図１１に示すように、最初の１０個の単位ＦＦＴ（ＦＦＴ０１〜ＦＦＴ１０）について、ＦＦＴ０１，ＦＦＴ０４，ＦＦＴ０７，ＦＦＴ１０を候補単位ＦＦＴとして選択した場合において、４個の候補単位ＦＦＴの「候補」の欄の符号の連続値が「ＣＣＤＢ」となっている場合に、２番目の候補ＦＦＴ（ＦＦＴ０４）の符号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の強度（「１４．２」、「１８．４」、「７４．４」、「６１．４」）が、他の３個の候補単位ＦＦＴと比較して最も平準化された値の群となっているため、ＦＦＴ手段は、この２番目の候補ＦＦＴ（ＦＦＴ０４）の「候補」欄の符号（本来は「Ｃ」）を区切信号の符号「Ｅ」で置換し、最終的な符号の連続地として、「ＣＥＤＢ」を得る（図１２のＦＦＴ１０の右側の「最終」の欄参照）。具体的には、ＦＦＴ手段は、無符号期間として、４つの信号出力から一番「無符号らしい」ものを選択するが、このとき、「無符号らしさ」は、符号Ａ〜Ｄまでの信号強度を合計したものと、この中で一番強度の高いものとの比に基づき、強度が低いものが無符号として選択される。このように、本発明では、一つの信号源からは、繰り返しの信号が発せられると仮定し、区切信号（無符号区間）を目安に得られた符号を巡回しデコードする。
Next, the FFT means, for the section of the delimiter signal E as the unsigned section, for each unit FFT, each spectrum value (each signal intensity) of the four codes (A, B, C, D) extracted. ) Is the smallest (that is, equalized or leveled) unit FFT, the signal (sign) belonging to the unit FFT is determined to be a delimiter signal, and the unit FFT The code in the “candidate” column is replaced with the code “E” of the delimiter signal. For example, as illustrated in FIG. 11, when FFT01, FFT04, FFT07, and FFT10 are selected as candidate units FFT for the first 10 unit FFTs (FFT01 to FFT10), “candidates” of four candidate units FFT. When the continuous value of the code in the column of “CCD” is “CCDB”, the strength (“14.2”, “18.4”) of the code (A, B, C, D) of the second candidate FFT (FFT04) ”,“ 74.4 ”,“ 61.4 ”) is a group of values that are most leveled compared to the other three candidate unit FFTs. The code in the “candidate” column of the candidate FFT (FFT04) (originally “C”) is replaced with the code “E” of the delimiter signal, and “CEDB” is obtained as the final continuation of the code (
更に、ＦＦＴ手段は、前記各信号波の高速フーリエ変換処理において、そのＸＹＺ軸成分を独立（同時）に求め、得られた複素成分を周波数ごとにＲＭＳ（自乗和の平方根）を求めて、これを信号強度として使用している。このときの計算式は以下のとおりである。
√（Ｘｒ＾２＋Ｘｉ＾２＋Ｙｒ＾２＋Ｙｉ＾２＋Ｚｒ＾２＋Ｚｉ＾２）
｛式中、ｒ，ｉは、それぞれ、実部及び虚部｝
これは、モバイル通信端末装置等の受信側装置Ｒに姿勢の変化があった場合でも、これに影響されず強度計算ができるようにするためである。
Further, the FFT means obtains the XYZ axis components independently (simultaneously) in the fast Fourier transform processing of each signal wave, obtains the obtained complex components by RMS (square root of sum of squares) for each frequency, Is used as signal strength. The calculation formula at this time is as follows.
√ (Xr ^ 2 + Xi ^ 2 + Yr ^ 2 + Yi ^ 2 + Zr ^ 2 + Zi ^ 2)
{Wherein r and i are a real part and an imaginary part, respectively}
This is for the purpose of calculating the strength without being influenced by the change in attitude of the receiving side device R such as the mobile communication terminal device.
＜パターン認識手段＞
パターン認識手段６２は、復調回路６１のＦＦＴ手段が出力した（送信側装置Ｓの信号波パターンに対応する）信号波パターンの各信号波のスペクトル成分に基づき、前記送信側装置Ｓが実際に出力した信号波パターンを認識するものである。即ち、パターン認識手段６２は、ＦＦＴ手段の出力信号に基づき、前記送信側装置Ｓが実際に出力した信号波パターンにおける各信号波の周波数を認識し、その認識結果に応じた制御信号を出力する。
<Pattern recognition means>
The pattern recognition means 62 is actually output by the transmission side apparatus S based on the spectrum component of each signal wave of the signal wave pattern (corresponding to the signal wave pattern of the transmission side apparatus S) output by the FFT means of the
＜マッチング手段＞
マッチング手段６３は、パターン認識手段６２からの信号を入力し、パターン認識手段６２の認識結果を、所定の処理とマッチングするものであり、例えば、上記ソフトウエア資源による構成として実現することができる。詳細には、前記信号波パターンの信号波の周波数の組み合わせで表現される前記ｎ進数ｍ桁の情報を、特定の識別子又はコード情報等として、このコード情報等に応じた特定の処理をコンピュータ装置に実行させるための特定の指令情報が、異なる信号波パターンごとに対応付けて用意されている（例えば、データベースに格納されている）。よって、マッチング手段６３は、パターン認識手段６２から入力された（信号波パターンの信号波の周波数の組み合わせに対応する）一意のコード情報を表す信号に基づき、磁気センサ５１が検出した（送信側装置Ｓからの）信号波パターンを特定の指令情報とマッチングし、そのマッチング情報に対応する信号を出力する。
<Matching means>
The matching
＜指令手段＞
指令手段６４は、マッチング手段６３からの信号を入力し、その信号に対応する指令情報を出力するものであり、例えば、上記ソフトウエア資源による構成として実現することができる。例えば、指令手段６４は、マッチング手段６３からのマッチング情報に基づき、コンピュータ装置に特定の処理を実行させるための指令情報を出力することができ、この指令情報に応答して、コンピュータ装置が、例えば、特定の出力手段６５に、所定の情報（映像、画像、音声等）を出力するよう構成することができる。
<Command means>
The
［磁気通信システムの骨子］
上記の説明を踏まえたうえで、本発明に係る磁気通信システムの骨子となる構成について概略的に説明すると、本実施の形態を含む本発明の磁気通信システムでは、典型的には、所定の複数だけ連続する異なる周波数の交流磁気信号の集合（セット）により１組の交流磁気信号の信号波パターンのセット（本願では、「信号波パターンセット」と称する。）を構成し、この信号波パターンセットを前記送信側装置Ｓから送信する交流磁気信号、及び、前記受信側装置Ｒにより受信する交流磁気信号として使用する。このとき、この磁気通信システムでは、信号波パターンセットを構成する各交流磁気信号の周波数を異なる所定周波数に設定し、一つの信号波パターンセットにおいて連続する交流磁気信号の周波数の相互の関係により、一意の情報を表現している。そして、本実施の形態を含む本発明の磁気通信システムでは、送信側装置Ｓが送信側制御ユニット２０の制御によって磁場発生コイル３０から出力した所定の信号波パターンの交流磁気信号を、受信側装置Ｒが、磁気センサ５１により受信し、前記信号波パターンの交流磁気信号をデータとして取得する。その後、受信側装置Ｒの受信側制御ユニット６０が、磁気センサ５１から出力された交流磁気信号の信号波パターン（即ち、信号波パターンを構成する各区間の信号波の周波数の組合せにより決定される一意の情報）を認識して読解し、その信号波パターンに対応する所定の信号を出力することで、その信号波パターンに対応する所定の処理等をコンピュータ装置に実行させる。
[Outline of magnetic communication system]
Based on the above description, the outline of the structure of the magnetic communication system according to the present invention will be schematically described. In the magnetic communication system of the present invention including the present embodiment, typically, a predetermined plurality of A set of signal magnetic wave patterns of alternating magnetic signals (referred to as “signal wave pattern set” in the present application) is constituted by a set of alternating magnetic signals of different frequencies that are continuous, and this signal wave pattern set. Are used as an alternating magnetic signal transmitted from the transmitting device S and an alternating magnetic signal received by the receiving device R. At this time, in this magnetic communication system, the frequency of each AC magnetic signal constituting the signal wave pattern set is set to a different predetermined frequency, and due to the mutual relationship between the frequencies of the AC magnetic signals continuous in one signal wave pattern set, It represents unique information. In the magnetic communication system of the present invention including the present embodiment, the transmission-side apparatus S receives an AC magnetic signal having a predetermined signal wave pattern output from the magnetic field generating coil 30 under the control of the transmission-
［本発明の磁気通信システムの範囲］
本発明については、図４及び図５に示すような使用例（椅子、机）を説示し、受信側装置Ｒとしてスマートフォンを例示しているが（図４）、本発明の範囲はスマートフォンに限定されるものではなく、タブレット等のモバイル通信端末装置を典型例として、任意の通信装置を含む。また、発明の適用例も、椅子や机に限定されることはなく、（送信側装置Ｓを固定する）静止物と（受信側装置Ｒを固定又は携帯する）移動物（典型的には人）との間で磁気通信を行うことで、所定の情報の授受を行える限りにおいて、任意の用途への適用が可能である。更に、本発明の制御系（送信側装置Ｓ及び受信側装置Ｒの回路や機能の構成等）は、図６に示す例で説明したが、本発明の制御系はこれに限定されるものではない。例えば、送信側装置Ｓでは、外部入力装置４１（キーボドやマウス等）から、信号波パターン設定手段２１に対して、異なる周波数の交流波形（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を設定し、かつ、それら異なる周波数のパターン（例えば、「ＡＢＣ」、「ＡＢＤ」等）を設定すると共に、ホッピング周期設定手段２２に対してホッピング周期（例えば、０．６ｓｅｃ）を設定することで、基本波発生回路２３からの基本波（例えば、２．４Ｈｚの正弦波）を前記信号波パターンに応じて変調回路２４で変調することにより、コイル駆動回路２５に前記信号波パターンの交流電流を供給して、その交流電流を給電線２６から磁場発生コイル３０に給電することで、磁場発生コイル３０が前記信号波パターンの交流磁場を発生するとの説明をしているが、送信側の制御系は、本発明の課題を損なわない限りにおいて、かつ、課題達成を行える限りにおいて、任意の構成を採用することができる。同様に、受信側装置Ｒでは、交流磁場（交流磁気信号）を（モバイル通信端末装置等に内蔵した）磁気センサ５１が検出し、その交流磁気信号を復調回路６１が前記信号波パターンの交流電気信号に復調して、パターン認識手段６２がその信号波パターンを認識し、マッチング手段６３がその信号波パターンにマッチする所定の処理や動作等を特定して、指令手段６４がその所定の処理や動作等に応じた指令信号を出力し、出力手段６５（ディスプレイやスピーカ）がその指令信号に応じた映像や音声等を出力する、という内容で説明したが、受信側の制御系も、本発明の課題を損なわない限りにおいて、かつ、課題達成を行える限りにおいて、任意の構成を採用することができる。
[Scope of magnetic communication system of the present invention]
About this invention, although the usage example (chair, desk) as shown in FIG.4 and FIG.5 is illustrated and the smart phone is illustrated as the receiving side apparatus R (FIG. 4), the scope of the present invention is limited to a smart phone. However, the mobile communication terminal device such as a tablet is a typical example, and an arbitrary communication device is included. Also, the application example of the invention is not limited to a chair or a desk, but is a stationary object (fixing the transmitting device S) and a moving object (typically a person fixing or carrying the receiving device R). As long as predetermined information can be exchanged, it can be applied to any application. Further, the control system of the present invention (circuits and functional configurations of the transmission side device S and the reception side device R) has been described with reference to the example shown in FIG. 6, but the control system of the present invention is not limited to this. Absent. For example, the transmission side device S sets AC waveforms (for example, A, B, C, D) of different frequencies from the external input device 41 (keyboard, mouse, etc.) to the signal wave pattern setting means 21. In addition, by setting patterns of these different frequencies (for example, “ABC”, “ABD”, etc.), and setting a hopping period (for example, 0.6 sec) for the hopping period setting means 22, a fundamental wave is generated. By modulating a fundamental wave (for example, 2.4 Hz sine wave) from the
また、本発明では、信号波パターンは、上記実施の形態に例示のような３桁４進数の例に限定されるものではなく、任意の桁数で任意のｎ進数を使用した構成が可能である。また、上記実施の形態の説明では、図１０のＦＦＴのスペクトル成分は、図９の信号波パターンとＦＦＴのタイミングに合わせて、簡易的なスペクトル表示にしている（周波数Ａの区間のみＦＦＴする場合は成分Ａのみのスペクトル、Ａ，ＢにまたがるＦＦＴの場合は、Ａ，Ｂの両方の成分といった概略的な説明としている）が、実際のスペクトルは、ＦＦＴがまたがらない区間でも、ＡＢＣＤの全ての成分が若干程度出てくる。 In the present invention, the signal wave pattern is not limited to the example of the three-digit quaternary number as illustrated in the above embodiment, and can be configured to use an arbitrary n-ary number with an arbitrary number of digits. is there. Further, in the description of the above embodiment, the spectrum components of the FFT in FIG. 10 are displayed in a simplified spectrum according to the signal wave pattern in FIG. 9 and the timing of the FFT (in the case where only the frequency A section is FFTed). Is a schematic description of only the component A, and in the case of an FFT that spans A and B, both the components of A and B are outlined). Some of the ingredients come out.
本発明の磁気通信としては、（４進数３桁等の）所定周波数からなる信号波をホッピングすると共に、上記のようにＦＦＴを使用して解析をする以外に、通常のベースバンド信号（０／１のビット列）で搬送波を変調して交流磁気信号を送信側装置Ｓから出力し、その交流磁気信号を受信側装置Ｒ側で解析することも可能である。しかし、本発明は、異なる周波数の信号からなる信号波パターン及び区切信号を使用して交流磁気信号を生成すると、エラーの少ない通信を行うことができる。一方、本発明は、本来、電子コンパスとして使われるスマートフォン等の地磁気センサを（受信側装置Ｒの）磁気センサとして使用して磁気通信システムを構成することも一つの特徴であるため、この点からは、通常のベースバンド信号（０／１のビット列）で搬送波を変調して交流磁気信号を送信側装置Ｓから出力し、その交流磁気信号を受信側装置Ｒ側で解析する場合も本発明の特徴となる。 The magnetic communication of the present invention includes a normal baseband signal (0/0) in addition to hopping a signal wave having a predetermined frequency (such as three digits of a quaternary number) and analyzing using an FFT as described above. It is also possible to modulate the carrier wave with a bit string of 1) and output an AC magnetic signal from the transmitting device S, and to analyze the AC magnetic signal on the receiving device R side. However, according to the present invention, when an AC magnetic signal is generated using a signal wave pattern composed of signals having different frequencies and a separation signal, communication with few errors can be performed. On the other hand, the present invention is also characterized in that a magnetic communication system is originally configured by using a geomagnetic sensor such as a smartphone used as an electronic compass as a magnetic sensor (of the receiving device R). The present invention also applies to the case where the carrier wave is modulated with a normal baseband signal (0/1 bit string), an AC magnetic signal is output from the transmitting device S, and the AC magnetic signal is analyzed on the receiving device R side. It becomes a feature.
また、本発明では、交流磁気信号として（例えば、４種類の）ｎ個の異なる周波数を用意し、それらの周波数を所定の周期でホッピングする変調方式を採用していますが、この方式は、見方を変えると、ｎ進数からなるベースバンド信号に基づき搬送波（正弦波）を周波数変調（ＦＳＫ）するものと把握することもできる。よって、本発明は、ｎ進数のベースバンド信号を（周波数変調ではなく）振幅変調（ＡＳＫ）や位相変調（ＰＳＫ）により変調するということも可能である。また、本発明は、磁気センサに対する通信端末装置の距離や姿勢の変化があったとしても誤検出しにくい方法として、周波数による変調を採用し、ＦＦＴのようなコストの高いアルゴリズムで復調している。なお、位相変調については、発生できる磁場の特性や、短いサンプルでのＦＦＴ傾向を把握することが必要となるが、本発明の変調方法として使用可能ではある。最も重要な点は、スマートフォン等に内蔵の地磁気センサの特徴に応じた変調方式を採用することであるが、機種によっては、ＯＳ側のサンプルレートが違うこともあるため、このような機種ごとの仕様に応じて、信号波の周波数を変更することが必要となる。また、信号による感度が周波数によって異なるため、正規化することも重要となる（基準距離で測定した値でそれぞれ割る）。これは、個体によって異なることになる（同じ補正パラメータでは、検出率が大きく異なるため）。 In the present invention, n different frequencies (for example, four types) are prepared as AC magnetic signals, and a modulation method is employed in which these frequencies are hopped at a predetermined cycle. Can be understood as frequency modulation (FSK) of a carrier wave (sine wave) based on a baseband signal composed of n-ary numbers. Therefore, according to the present invention, it is also possible to modulate an n-ary baseband signal by amplitude modulation (ASK) or phase modulation (PSK) (not frequency modulation). In addition, the present invention employs frequency modulation as a method that is difficult to detect erroneously even if there is a change in the distance or attitude of the communication terminal device with respect to the magnetic sensor, and is demodulated by a costly algorithm such as FFT. . As for phase modulation, it is necessary to grasp the characteristics of the magnetic field that can be generated and the FFT tendency of a short sample, but it can be used as the modulation method of the present invention. The most important point is to adopt a modulation method according to the characteristics of the built-in geomagnetic sensor in smartphones, etc., but depending on the model, the sample rate on the OS side may be different. It is necessary to change the frequency of the signal wave according to the specification. Also, since the sensitivity of the signal varies depending on the frequency, it is important to normalize (divide each by the value measured at the reference distance). This differs depending on the individual (because the detection rate varies greatly with the same correction parameter).
Ｓ：送信部（送信側装置）
２０：送信側制御ユニット（送信部側制御手段）
２１：信号波パターン設定手段
２２：ホッピング周期設定手段
２４：変調回路
３０：磁場発生コイル
Ｒ：受信部（受信側装置）
５１：磁気センサ
６０：受信部側制御ユニット（受信部側制御手段）
６２：パターン認識手段
６３：マッチング手段
６４：指令手段
S: Transmitter (transmitting device)
20: Transmission side control unit (transmission unit side control means)
21: Signal wave pattern setting means 22: Hopping cycle setting means 24: Modulation circuit 30: Magnetic field generating coil R: Receiver (receiver side device)
51: Magnetic sensor 60: Receiver side control unit (receiver side control means)
62: Pattern recognition means 63: Matching means 64: Command means
Claims (3)
前記送信側装置は、
所定の情報を一意に表現するための所定の信号波の組み合わせからなる信号波パターンを生成する信号波パターン生成手段を含む送信側制御ユニットと、
前記信号波パターンに対応する交流磁気信号を出力する磁場発生コイルとを備え、
前記受信側装置は、
前記交流磁気信号を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果の出力に基づき前記信号波パターンを判断すると共に、その信号波パターンが表現する一意の情報を判断する受信側制御ユニットを備えることを特徴とする磁気通信システム。 A magnetic communication system comprising a transmission side device and a reception side device,
The transmitting device is:
A transmission-side control unit including signal wave pattern generation means for generating a signal wave pattern composed of a combination of predetermined signal waves for uniquely expressing the predetermined information;
A magnetic field generating coil that outputs an alternating magnetic signal corresponding to the signal wave pattern,
The receiving side device
A magnetic sensor for detecting the alternating magnetic signal;
A magnetic communication system comprising: a receiving side control unit that determines the signal wave pattern based on an output of a detection result of the magnetic sensor and determines unique information expressed by the signal wave pattern.
前記送信側装置は、
所定の情報を一意に表現するための異なる周波数を有する所定複数の信号波の組み合わせからなる信号波パターンを設定する信号波パターン設定手段と、
前記信号波パターンの信号波のホッピング周期を設定するホッピング周期設定手段と、
前記信号波パターンと前記ホッピング周期とに基づき、所定の交流電気信号を出力する変調回路と、
前記交流電気信号に基づき所定の交流磁気信号を出力する磁場発生コイルとを備え、
前記受信側装置は、
前記交流磁気信号を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果の出力に基づき前記信号波パターンを判断すると共に、その信号波パターンが表現する一意の情報を判断する受信側制御ユニットを備えることを特徴とする磁気通信システム。 A magnetic communication system comprising a transmission side device and a reception side device,
The transmitting device is:
Signal wave pattern setting means for setting a signal wave pattern comprising a combination of a plurality of predetermined signal waves having different frequencies for uniquely expressing the predetermined information;
Hopping period setting means for setting a hopping period of the signal wave of the signal wave pattern;
A modulation circuit that outputs a predetermined AC electrical signal based on the signal wave pattern and the hopping period;
A magnetic field generating coil that outputs a predetermined AC magnetic signal based on the AC electric signal,
The receiving side device
A magnetic sensor for detecting the alternating magnetic signal;
A magnetic communication system comprising: a receiving side control unit that determines the signal wave pattern based on an output of a detection result of the magnetic sensor and determines unique information expressed by the signal wave pattern.
前記送信側装置は、
所定の情報を一意に表現するための異なる周波数を有する所定複数の信号波の組み合わせからなる信号波パターンを設定する信号波パターン設定手段と、
前記信号波パターンの信号波のホッピング周期を設定するホッピング周期設定手段と、
前記信号波パターンと前記ホッピング周期とに基づき、所定の交流電気信号を出力する変調回路と、
前記交流電気信号に基づき所定の交流磁気信号を出力する磁場発生コイルとを備え、
前記受信側装置は、
前記交流磁気信号を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果の出力に基づき前記信号波パターンを認識するパターン認識手段と、
前記信号波パターンを予め記憶したパターンとマッチングして、前記信号波パターンが表現する一意の情報を判断するマッチング手段と、
前記マッチング結果に対応する所定の指令信号を出力する指令手段とを備えることを特徴とする磁気通信システム。 A magnetic communication system comprising a transmission side device and a reception side device,
The transmitting device is:
Signal wave pattern setting means for setting a signal wave pattern comprising a combination of a plurality of predetermined signal waves having different frequencies for uniquely expressing the predetermined information;
Hopping period setting means for setting a hopping period of the signal wave of the signal wave pattern;
A modulation circuit that outputs a predetermined AC electrical signal based on the signal wave pattern and the hopping period;
A magnetic field generating coil that outputs a predetermined AC magnetic signal based on the AC electric signal,
The receiving side device
A magnetic sensor for detecting the alternating magnetic signal;
Pattern recognition means for recognizing the signal wave pattern based on the output of the detection result of the magnetic sensor;
Matching means for matching the signal wave pattern with a previously stored pattern to determine unique information represented by the signal wave pattern;
A magnetic communication system comprising: command means for outputting a predetermined command signal corresponding to the matching result.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001305221A (en) * | 2000-04-21 | 2001-10-31 | Hitachi Zosen Corp | Management apparatus for mobile body |
| US20020077710A1 (en) * | 2000-01-12 | 2002-06-20 | Harrington Timothy C. | Proximity-based magnetic field generator for controlling operation of RF burst-transmitting tags of geolocation system |
| JP2004015762A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Nec Corp | Underwater communication system |
| JP2008040550A (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | K-Ubique Id Corp | Active rfid tag search device |
| JP2010039896A (en) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Panasonic Corp | Rfid tag and rfid system |
| JP2011060169A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Portable communication terminal, host communication device, and rfid system |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020077710A1 (en) * | 2000-01-12 | 2002-06-20 | Harrington Timothy C. | Proximity-based magnetic field generator for controlling operation of RF burst-transmitting tags of geolocation system |
| JP2001305221A (en) * | 2000-04-21 | 2001-10-31 | Hitachi Zosen Corp | Management apparatus for mobile body |
| JP2004015762A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Nec Corp | Underwater communication system |
| JP2008040550A (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | K-Ubique Id Corp | Active rfid tag search device |
| JP2010039896A (en) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Panasonic Corp | Rfid tag and rfid system |
| JP2011060169A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Portable communication terminal, host communication device, and rfid system |
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