WO2014174636A1 - データ通信装置及びプログラム - Google Patents

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正泰 尾形
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原 庸一朗
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Definitions

  • the present invention relates to a data communication device and a program.
  • an object of the present invention is to enable data communication between a portable terminal and a data communication device (reader terminal) by a simple method without using an IC chip for non-contact communication.
  • a data communication device includes a memory, a plurality of photodetectors that detect light in a plurality of regions on a touch screen of a mobile terminal, and reception data based on outputs of the plurality of photodetectors.
  • a data generation unit that generates and stores the data in a memory, an input device that performs touch input to the touch screen according to the control signal, and a control signal generation unit that generates a control signal for the input device.
  • a program according to an aspect of the present invention includes an image display unit that displays a pattern image corresponding to transmission data in a plurality of areas on a touch screen on a mobile terminal having a touch screen, and light in the plurality of areas.
  • a data receiving unit that generates received data based on touch input from a data communication apparatus including a plurality of photodetectors that detect the touch and an input device that performs touch input on the touch screen.
  • the “unit” does not simply mean a physical means, but includes a case where the function of the “unit” is realized by software. Also, even if the functions of one “unit” or device are realized by two or more physical means or devices, the functions of two or more “units” or devices are realized by one physical means or device. May be.
  • data communication can be performed between a portable terminal and a data communication device (reader terminal) by a simple method without using an IC chip for non-contact communication.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the data communication system by the smart phone which is one Embodiment of this invention, and a reader terminal. It is the figure seen from the side of a portable terminal and a reader terminal in the case of performing data communication between a portable terminal and a reader terminal. It is the figure which showed the portable terminal transparently from the back side of a portable terminal in the case of performing data communication between a portable terminal and a reader terminal. It is a block diagram showing an example of hardware constitutions of a portable terminal. It is a block diagram which shows an example of the function implement
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the POS system using the data communication of a portable terminal and a reader terminal. It is a figure which shows an example in the case of using a reader terminal as a storage medium. It is a figure which shows an example in the case of utilizing a reader terminal for user authentication.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a data communication system using a smartphone and a reader terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the data communication system includes a mobile terminal 100 and a reader terminal 110.
  • the portable terminal 100 is a portable computer such as a smartphone or a tablet terminal, and includes a touch screen 120.
  • the touch screen 120 is an input / display device capable of detecting a touch input by a finger or the like and displaying an image.
  • the touch screen 120 includes a capacitive touch panel as an input device.
  • the touch screen 120 can detect a touched position based on a change in capacitance caused by a finger touched on the screen surface.
  • the touch screen 120 includes, for example, a liquid crystal panel or an organic EL (Electroluminescence) panel as a display device.
  • the portable terminal 100 can display an image (transmission data image) 121 corresponding to transmission data to the reader terminal 110 on the touch screen 120.
  • the transmission data image 121 is provided with a plurality of image areas 122.
  • each image region 122 is indicated by a white circle or a black circle.
  • a white circle indicates an area in which an image of a color whose luminance is higher than a predetermined level (in this embodiment, for example, “white”) is displayed, and a black circle is a color whose luminance is lower than the predetermined level (in this embodiment, , For example, “black”).
  • the plurality of image areas 122 are arranged according to a predetermined rule. In the example shown in FIG. 1, the plurality of image regions 122 are arranged in a 4 ⁇ 4 grid at predetermined intervals. Note that the positions of the plurality of image regions 122 correspond to the positions of a plurality of phototransistors 130 described later.
  • the mobile terminal 100 can detect a touch input to the input area 123 on the touch screen 120 when performing data communication with the reader terminal 110.
  • a plurality of input areas 123 are provided. Note that the positions of the plurality of input areas 123 correspond to the positions of a plurality of input devices 131 described later.
  • the reader terminal 110 is a data communication device for transmitting and receiving data to and from the mobile terminal 100, and includes a plurality of phototransistors 130 and a plurality of input devices 131.
  • the phototransistor 130 is a photodetector for detecting light in the plurality of image areas 122 displayed on the touch screen 120 of the mobile terminal 100.
  • the plurality of phototransistors 130 are arranged according to a predetermined rule. In the example illustrated in FIG. 1, the plurality of phototransistors 130 are arranged in a 4 ⁇ 4 lattice shape at a predetermined interval. Note that the positions of the plurality of phototransistors 130 correspond to the positions of the plurality of image regions 122 on the touch screen 120 of the mobile terminal 100.
  • the input device 131 is a device for performing touch input on the touch screen 120 of the mobile terminal 100.
  • the positions of the plurality of input devices 131 correspond to the positions of the plurality of input areas 123 on the touch screen 120 of the mobile terminal 100. A specific configuration of the input device 131 will be described later.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams showing a state in which data communication is performed between the mobile terminal 100 and the reader terminal 110.
  • FIG. 2 is a diagram seen from the side of the mobile terminal 100 and the reader terminal 110
  • FIG. 3 is a diagram transparently showing the mobile terminal 100 from the back side of the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 is placed on the reader terminal 110 such that the plurality of image areas 122 of the touch screen 120 face the plurality of phototransistors 130 of the reader terminal 110.
  • the plurality of input areas 123 of the touch screen 120 are at positions corresponding to the plurality of input devices 131 of the reader terminal 110.
  • the surfaces of the plurality of input devices 131 that are in contact with the touch screen 120 are formed of a conductive material such as a conductive sponge.
  • the conductive sponges of the plurality of input devices 131 are formed at the same height, and the mobile terminal 100 can be horizontally supported on the reader terminal 110.
  • the touch screen 120 of the mobile terminal 100 has a pattern corresponding to the transmission data.
  • a transmission data image 121 in which each area 122 is displayed in white or black is displayed.
  • the light in each image region 122 of the transmission data image 121 is detected by the corresponding phototransistor 130.
  • the reader terminal 110 can generate reception data based on detection results from the plurality of phototransistors 130. Thereby, data can be transmitted from the portable terminal 100 to the reader terminal 110.
  • the reader terminal 110 when data is transmitted from the reader terminal 110 to the portable terminal 100, the reader terminal 110 performs touch input by the input device 131 with a pattern according to the transmission data. In the mobile terminal 100, this touch input is detected in the input area of the touch screen 120. The mobile terminal 100 can generate received data based on the detection results in the plurality of input areas 120. Thereby, data can be transmitted from the reader terminal 110 to the portable terminal 100.
  • the mobile terminal 100 is configured to detect light of an image displayed on the touch screen and perform touch input to the touch screen without using an IC chip for non-contact communication. And reader terminal 110 can easily perform data communication.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 includes a memory 400, a processor 401, and a communication interface 402 in addition to the touch screen 120.
  • the memory 400 is a storage area for storing various data and programs.
  • the processor 401 can implement various functions in the mobile terminal 100 by executing a program stored in the memory 400.
  • the communication interface 402 is for communicating with other devices.
  • the communication interface 402 includes, for example, a mobile phone communication interface for performing wireless communication with a mobile phone base station, a wireless LAN communication interface for performing wireless communication using a wireless LAN (Local Area Network), and the like. It is.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of functions realized in the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 includes an arrangement detection unit 500, an image display unit 501, and a data reception unit 502. These units are realized, for example, when the processor 401 executes a program stored in the memory 400.
  • the arrangement detection unit 500 can detect the arrangement of the plurality of phototransistors 130 of the reader terminal 110 in a state where the mobile terminal 100 is mounted on the reader terminal 110.
  • the detection of the arrangement of the phototransistor 130 is performed in order to increase the accuracy of data communication between the mobile terminal 100 and the reader terminal 110. For example, as shown in FIG. 6, when the mobile terminal 100 is placed obliquely with respect to the reader terminal 110, the position of the image region 122 is shifted from the position of the phototransistor 130 corresponding to the image region 122. It becomes a state.
  • the arrangement detection unit 500 detects the arrangement of the plurality of phototransistors 130 by, for example, a predetermined touch input from the input device 131 of the reader terminal 110. Specifically, for example, if the touch input from the upper left, lower left, and lower right input devices 131 in FIG. 6 is performed as the predetermined touch input, the arrangement detection unit 500 detects these touch inputs. By doing so, it is possible to detect the arrangement of the plurality of phototransistors 130 in a predetermined positional relationship with these input devices 131.
  • the predetermined touch input may be an arbitrary pattern as long as the arrangement of the plurality of phototransistors 130 can be detected.
  • the image display unit 501 displays the transmission data image 121 corresponding to the transmission data stored in the memory 400 at a position corresponding to the arrangement of the phototransistor 130 of the reader terminal 110 based on the detection result of the arrangement detection unit 500. To do. For example, as illustrated in FIG. 6, when the mobile terminal 100 is placed obliquely with respect to the reader terminal 110, the image display unit 501 is based on the detection result of the arrangement detection unit 500 as illustrated in FIG. 7.
  • the transmission data image 121 can be displayed so that the position of the image region 122 and the position of the phototransistor 130 corresponding to the image region 122 are aligned.
  • the transmission data image 121 includes 16 image areas 122
  • 16-bit data can be transmitted from the portable terminal 100 to the reader terminal 110 by one transmission data image 121.
  • the image display unit 501 displays a white image in the image area 122 corresponding to the bit having the value “1”, and displays a black image in the image area 122 corresponding to the bit having the value “0”. Can do.
  • the image display unit 501 can sequentially switch and display a plurality of transmission data images 121. The switching of the plurality of transmission data images 121 may be performed at predetermined intervals, for example, or may be performed by receiving a data reception completion notification corresponding to each transmission data image 121 from the reader terminal 110. .
  • the data receiving unit 502 generates received data based on the touch input from the input device 131 of the reader terminal 110 and stores the received data in the memory 400.
  • the data receiving unit 502 can receive 4-bit data from the reader terminal 110 by one reception.
  • the size of data received from the reader terminal 110 is 4 bits or more, the data receiving unit 502 can receive data from the reader terminal 110 a plurality of times. The switching of data at each time may be performed, for example, at a predetermined interval, or may be performed by the data reception unit 502 transmitting a data reception completion notification to the reader terminal 110 at each time.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the reader terminal 110.
  • the reader terminal 110 includes a microcomputer 800, a power supply circuit 801, and a communication circuit 802 in addition to a plurality of phototransistors (PT) 130 and a plurality of input devices 131.
  • PT phototransistors
  • the microprocessor 800 can generate reception data from the mobile terminal 100 based on the detection result of the phototransistor 130, and can control the input device 131 to transmit data to the mobile terminal 100.
  • the microcomputer 800 includes a memory 820 and a processor 821.
  • the memory 820 is a storage area for storing various data and programs.
  • the processor 821 can implement various functions in the microcomputer 800 by executing a program stored in the memory 820.
  • the power supply circuit 801 is a circuit for supplying a power supply voltage necessary for operation to each part of the reader terminal 110.
  • the power supply circuit 801 may generate a power supply voltage from a commercial power supply, for example.
  • the power supply circuit 801 can include an AC-DC converter.
  • the power supply circuit 801 may generate a power supply voltage from a power supply supplied from an external device via an interface such as USB (Universal Serial Bus).
  • the power supply circuit 801 may generate a power supply voltage using a battery.
  • the communication circuit 802 is a circuit for the microcomputer 800 to communicate with an external device.
  • the communication circuit 802 can include an interface circuit for communicating with an external device based on a communication standard such as USB.
  • Each input device 131 includes a switch mechanism 830 and a conductive sponge 831.
  • the switch mechanism 830 operates in response to a control signal from the microcomputer 800, and thereby the touch input to the touch screen 120 by the conductive sponge 831 is switched on / off (conductive state).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of the switch mechanism 830.
  • the switch mechanism 830 can be configured to include, for example, a relay switch 900 and a capacitor 901.
  • One end of the relay switch 900 is connected to the conductive sponge 831, and the other end is grounded via the capacitor 901.
  • the relay switch 900 is turned on when the control signal from the microcomputer 800 is one level (for example, high level), and is turned off when the other level (for example, low level).
  • the relay switch 900 is turned on while the conductive sponge 831 is in contact with the touch screen 120, the touch screen 120 and the switch mechanism 830 are in a conductive state. Thereby, the electrostatic capacitance of the contact location of the conductive sponge 831 changes, and the touch input to the contact location is detected.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of functions implemented in the microcomputer 800 of the reader terminal 110.
  • the microcomputer 800 includes a data generation unit 1000, a control signal generation unit 1001, and a communication unit 1002. These units are realized, for example, by the processor 821 executing a program stored in the memory 820.
  • the data generation unit 1000 generates reception data based on the outputs of the plurality of phototransistors 130 and stores the reception data in the memory 820.
  • the output of each phototransistor 130 is one level (eg, high level) when the incident light is above a predetermined level, and the other level (eg, low level) when the incident light is less than the predetermined level. That is, in the present embodiment, the output of each phototransistor 130 changes according to the color of the image displayed in the image area 122 at a position corresponding to the position of each phototransistor 130.
  • the data generation unit 1000 receives the value of the bit corresponding to the phototransistor 130 whose output is high level as “1” and the value of the bit corresponding to the phototransistor 130 whose output is low level as “0”. Data can be generated.
  • the data generation unit 1000 uses the single transmission data image 121 to transfer 16-bit data to the mobile terminal. 100 can be received.
  • the data generation unit 1000 may generate 16-bit data a plurality of times based on the light detection results of the plurality of transmission data images 121 by the phototransistor 130. it can.
  • the detection timing of the output of the phototransistor 130 in the data generation unit 1000 may be performed at a predetermined interval, for example, or may be performed at a predetermined timing after the reception completion notification is transmitted from the reader terminal 110 to the portable terminal 100. It is also possible that
  • the control signal generator 1001 controls the input device 131 to generate a control signal for touch input to the touch screen 120 of the mobile terminal 100.
  • the control signal generation unit 1001 can determine a touch input pattern by the plurality of input devices 131 according to transmission data to the mobile terminal 100. When there are four input devices 131 and the touch input by each input device 131 is equivalent to a single tap, 4-bit data is transferred to the mobile terminal 100 by a single control by the control signal generation unit 1001. Can be sent to.
  • the control signal generation unit 1001 can generate a control signal such that, for example, a single tap is performed by the input device 131 corresponding to a bit whose value is “1”.
  • the communication unit 1002 can transmit / receive data to / from an external device connected via the communication circuit 802.
  • the communication unit 1002 can transmit the reception data generated by the data generation unit 1000 to an external device.
  • the communication unit 1002 can receive transmission data to the mobile terminal 100 from an external device and store the data in the memory 820.
  • the control signal generation unit 1001 can transmit the transmission data to the mobile terminal 100 by generating a control signal according to the transmission data.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of communication processing when data is transmitted from the mobile terminal 100 to the reader terminal 110.
  • an application for data communication is activated (S1101).
  • the application can be downloaded via the Internet and stored in the memory 400, for example.
  • the image display unit 501 of the mobile terminal 100 displays a message for starting data transmission on the touch screen 120 (S1102). According to this message, the portable terminal 100 is placed on the reader terminal 110 so that the touch screen 120 faces the phototransistor 130.
  • the control signal generation unit 1001 of the reader terminal 110 outputs a control signal for causing the input device 131 to perform touch input with a predetermined pattern in order to cause the mobile terminal 110 to detect the arrangement of the phototransistor 130 (S1103). Note that the control of the switch mechanism 830 by the control signal may be repeated a predetermined number of times.
  • the arrangement detection unit 500 detects the arrangement of the phototransistor 130 by a touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110 (S1104).
  • the image display unit 501 indicates the start of data transmission so that the detected arrangement of the phototransistor 130 matches the position of the image display area 122.
  • a transmission data image 121 having a predetermined pattern is displayed on the touch screen 120 (S1105).
  • the data generation unit 1000 of the reader terminal 110 detects the data transmission start image based on the output signal from the phototransistor 130 (S1106).
  • the control signal generation unit 1001 causes the input device 131 to perform touch input in a predetermined pattern in order to notify the mobile terminal 100 of completion of data reception preparation.
  • a control signal for output is output (S1107).
  • the data receiving unit 502 receives a preparation completion notification from the reader terminal 110 by a touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110 (S1108).
  • the image display unit 501 displays the transmission data image 121 corresponding to the transmission data stored in the memory 400 on the touch screen 120 (S1109).
  • the data generation unit 1000 of the reader terminal 110 generates reception data corresponding to the transmission data image 121 based on the output signal from the phototransistor 130 and stores it in the memory 820 (S1110). Note that the data transmission processing (S1109, S1110) from the portable terminal 100 to the reader terminal 110 can be repeatedly performed according to the amount of transmission data.
  • the image display unit 501 of the portable terminal 100 displays a transmission data image 121 having a predetermined pattern indicating the completion of data transmission on the touch screen 120 (S1112).
  • the data generation unit 1000 of the reader terminal 110 detects an image of data transmission completion based on the output signal from the phototransistor 130 (S1111).
  • the control signal generation unit 1001 causes the input device 131 to perform touch input in a predetermined pattern in order to notify the mobile terminal 100 of the completion of data reception.
  • a control signal is output (S1113).
  • the data receiving unit 502 receives a reception completion notification from the reader terminal 110 by a touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110 (S1114).
  • the image display unit 501 displays a message indicating that the data transmission to the reader terminal 110 is completed on the touch screen 120 (S1115). Note that when data transmission from the portable terminal 100 to the reader terminal 110 is completed, a sound for notifying the user of the completion of transmission may be output from the portable terminal 100 or the reader terminal 110.
  • data can be transmitted from the portable terminal 100 to the reader terminal 110.
  • the flowchart shown in FIG. 11 is an example, and the protocol for transmitting data from the portable terminal 100 to the reader terminal 110 is not limited to this.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of communication processing when the mobile terminal 100 receives data from the reader terminal 110.
  • an application for data communication is activated (S1201).
  • the image display unit 501 of the mobile terminal 100 displays a message for starting data reception on the touch screen 120 (S1202). According to this message, the portable terminal 100 is placed on the reader terminal 110 so that the touch screen 120 faces the phototransistor 130.
  • the control signal generation unit 1001 of the reader terminal 110 outputs a control signal for causing the input device 131 to perform touch input in a predetermined pattern in order to cause the mobile terminal 110 to detect the arrangement of the phototransistor 130 (S1203). Note that the control of the switch mechanism 830 by the control signal may be repeated a predetermined number of times.
  • the arrangement detection unit 500 detects the arrangement of the phototransistor 130 by a touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110 (S1204).
  • the image display unit 501 indicates that reception preparation is complete so that the detected arrangement of the phototransistor 130 and the position of the image display area 122 are matched.
  • a transmission data image 121 having a predetermined pattern is displayed on the touch screen 120 (S1205).
  • the data generation unit 1000 of the reader terminal 110 detects an image ready for reception based on the output signal from the phototransistor 130 (S1206).
  • the control signal generation unit 1001 causes the input device 131 to perform touch input with a pattern according to the transmission data stored in the memory 820. Is output (S1207).
  • the data reception unit 502 In the portable terminal 100, the data reception unit 502 generates reception data based on the touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110, and stores the reception data in the memory 400 (S1208). Note that the data transmission processing (S1207, S1208) from the reader terminal 110 to the portable terminal 100 can be repeatedly performed according to the amount of transmission data.
  • control signal generation unit 1001 of the reader terminal 110 When the data transmission is completed, the control signal generation unit 1001 of the reader terminal 110 outputs a control signal for causing the input device 131 to perform touch input in a predetermined pattern in order to notify the mobile terminal 100 of the completion of data transmission ( S1209).
  • the data receiving unit 502 receives a transmission completion notification from the reader terminal 110 by a touch input from the touch input device 131 of the reader terminal 110 (S1110).
  • the image display unit 501 displays a message indicating that the data reception from the reader terminal 110 is completed on the touch screen 120 (S1211). Note that when data transmission from the reader terminal 110 to the portable terminal 100 is completed, a sound for notifying the user of the completion of transmission may be output from the portable terminal 100 or the reader terminal 110.
  • data can be transmitted from the reader terminal 110 to the portable terminal 100.
  • the flowchart shown in FIG. 12 is an example, and the protocol for transmitting data from the reader terminal 110 to the portable terminal 100 is not limited to this.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a POS (Point of Sales) system using data communication between the mobile terminal 100 and the reader terminal 110.
  • the mobile terminal 100 can access the online payment system 1300 on the Internet via, for example, a mobile phone communication network or a wireless LAN network.
  • the portable terminal 100 can perform the payment process for paying the price of goods etc. between the online payment systems 1300.
  • transmission data (ID data) indicating completion of settlement is stored in the memory 400 of the mobile terminal 100.
  • transmission data (ID data) is transmitted from the portable terminal 100 to the reader terminal 110, and a completion notification is transmitted from the reader terminal 110 to the portable terminal 100.
  • the reader terminal 110 is connected to the POS terminal 1301 via, for example, USB, and can transmit data (ID data) received by the reader terminal 110 to the store system 1302 via the network of the POS terminal 1301. .
  • the control signal generation unit 1001 of the reader terminal 110 may generate a control signal for touch input to the mobile terminal 100 based on an instruction from an external device such as the POS terminal 1301.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example when the reader terminal 110 is used as a storage medium.
  • the mobile terminal 100 ⁇ / b> A can write (send) data to the reader terminal 110.
  • Data written to the reader terminal 110 is stored in the memory 820 of the reader terminal 110.
  • the portable terminal 100 ⁇ / b> B can read (receive) data from the reader terminal 110. In this way, data can be transferred between the plurality of portable terminals 100 via the reader terminal 110.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example when the reader terminal 110 is used for user authentication.
  • an encryption key for user authentication is stored in the memory 820 of the reader terminal 110.
  • the mobile terminal 100 can access an authentication system 1500 on the Internet via, for example, a mobile phone communication network or a wireless LAN network.
  • the mobile terminal 100 receives random number data from the authentication system 1500.
  • the mobile terminal 100 transmits random number data to the reader terminal 110.
  • the reader terminal 110 encrypts the random number data using the encryption key stored in the memory 820 to generate encrypted data, and transmits the encrypted data to the portable terminal 100 as a reception completion notification of the random number data.
  • the portable terminal 100 transmits the encrypted data received from the reader terminal 110 to the authentication system 1500.
  • the authentication system 1500 can perform user authentication by verifying whether the encrypted data received from the mobile terminal 100 is obtained by encrypting the random number data transmitted to the mobile terminal 100 with the correct encryption key.
  • data can be transmitted from the portable terminal 100 to the reader terminal 110 by detecting the light in the plurality of image regions 122 of the portable terminal 100 by the phototransistor 130 of the reader terminal 110. it can.
  • data can be transmitted from the reader terminal 110 to the mobile terminal 100 by performing touch input on the touch screen 120 of the mobile terminal 100 using the input device 131 provided in the reader terminal 110. That is, according to the data communication system of the present embodiment, bidirectional data communication is performed between the mobile terminal 100 and the reader terminal 110 by a simple method without using an IC chip for non-contact communication. Can do.
  • this embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention.
  • the present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
  • the touch screen input method is a capacitance method, but the touch screen input method is not limited to this.
  • the reader terminal may be configured to be able to switch input devices according to the type of touch screen.
  • the number of image areas displayed on the touch screen is the same as the number of phototransistors provided in the reader terminal, but these numbers do not have to be the same.
  • more phototransistors than the number of image areas displayed on the touch screen may be provided in the reader terminal.
  • the transmission data image displayed on the touch screen of the mobile terminal may be displayed at a predetermined position regardless of the arrangement of the phototransistors. Then, the display pattern of the transmission data image may be detected based on the output from the phototransistor in the reader terminal or an external device connected to the reader terminal.

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Abstract

　非接触通信用のＩＣチップを利用することなく、簡便な方式で、携帯端末とデータ通信装置（リーダ端末）との間でデータ通信を可能にする。データ通信装置は、メモリと、携帯端末のタッチスクリーン上の複数の領域の光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器の出力に基づいて受信データを生成してメモリに格納するデータ生成部と、制御信号に応じてタッチスクリーンに対してタッチ入力を行う入力デバイスと、入力デバイスに対する制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える。

Description

データ通信装置及びプログラム
　本発明は、データ通信装置及びプログラムに関する。
　非接触通信による決済サービスの普及に伴い、スマートフォン等の携帯端末においても、非接触通信を行うためのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップが内蔵されることが多くなってきた（例えば、特許文献１）。
特開２００９－１８７２１９号公報
　しかしながら、全ての携帯端末に非接触通信用のＩＣチップが内蔵されているわけではなく、一部のユーザは、依然として非接触通信よる決済サービスを利用できない状況にある。また、非接触通信には様々な方式が存在するため、非接触通信用のＩＣチップが内蔵されている携帯端末であっても、非接触通信による決済サービスを利用できない場合もある。
　そこで、本発明は、非接触通信用のＩＣチップを利用することなく、簡便な方式で、携帯端末とデータ通信装置（リーダ端末）との間でデータ通信を可能にすることを目的とする。
　本発明の一側面に係るデータ通信装置は、メモリと、携帯端末のタッチスクリーン上の複数の領域の光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器の出力に基づいて受信データを生成してメモリに格納するデータ生成部と、制御信号に応じてタッチスクリーンに対してタッチ入力を行う入力デバイスと、入力デバイスに対する制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える。
　また、本発明の一側面に係るプログラムは、タッチスクリーンを有する携帯端末に、タッチスクリーン上の複数の領域に、送信データに応じたパターンの画像を表示する画像表示部と、複数の領域の光を検出する複数の光検出器と、タッチスクリーンに対してタッチ入力を行う入力デバイスとを含むデータ通信装置からのタッチ入力に基づいて受信データを生成するデータ受信部と、を実現させる。
　なお、本発明において、「部」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や装置が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の「部」や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されてもよい。
　本発明によれば、非接触通信用のＩＣチップを利用することなく、簡便な方式で、携帯端末とデータ通信装置（リーダ端末）との間でデータ通信をすることができる。
本発明の一実施形態であるスマートフォン及びリーダ端末によるデータ通信システムの構成を示す図である。 携帯端末とリーダ端末との間でデータ通信を行う場合における、携帯端末及びリーダ端末の側面から見た図である。 携帯端末とリーダ端末との間でデータ通信を行う場合における、携帯端末の背面側から携帯端末を透明に示した図である。 携帯端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 携帯端末において実現される機能の一例を示すブロック図である。 リーダ端末に対して携帯端末が斜めに載置された状態の一例を示す図である。 画像領域の位置と、該画像領域に対応するフォトトランジスタとの位置とが整合された状態の一例を示す図である。 リーダ端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 スイッチ機構の構成の一例を示す図である。 リーダ端末のマイクロコンピュータにおいて実現される機能の一例を示すブロック図である。 携帯端末からリーダ端末にデータを送信する場合の通信処理の一例を示すフローチャートである。 携帯端末がリーダ端末からデータを受信する場合の通信処理の一例を示すフローチャートである。 携帯端末とリーダ端末とのデータ通信を用いたＰＯＳシステムの一例を示す図である。 リーダ端末を記憶媒体として利用する場合の一例を示す図である。 リーダ端末をユーザ認証に利用する場合の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態であるスマートフォン及びリーダ端末によるデータ通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、データ通信システムは、携帯端末１００及びリーダ端末１１０を含んで構成される。
　携帯端末１００は、スマートフォンやタブレット端末等の携帯型コンピュータであり、タッチスクリーン１２０を備えている。タッチスクリーン１２０は、指などによるタッチ入力を検出可能であるとともに、画像を表示可能な、入力・表示デバイスである。本実施形態では、タッチスクリーン１２０は、入力デバイスとして、静電容量方式のタッチパネルを備えることとする。タッチスクリーン１２０は、スクリーン表面にタッチされた指などによる静電容量の変化により、タッチされた位置を検出することができる。また、タッチスクリーン１２０は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルを表示デバイスとして備える。
　携帯端末１００は、リーダ端末１１０への送信データに応じた画像（送信データ画像）１２１をタッチスクリーン１２０に表示することができる。図１に示すように、送信データ画像１２１には、複数の画像領域１２２が設けられている。図１において、各画像領域１２２は、白丸または黒丸で示されている。白丸は、輝度が所定レベルより高い色（本実施形態では、例えば「白」とする。）の画像が表示されている領域を示し、黒丸は、輝度が所定レベルより低い色（本実施形態では、例えば「黒」とする。）の画像が表示されている領域を示している。複数の画像領域１２２は、所定の規則で配置されている。図１に示す例では、複数の画像領域１２２は、４×４の格子状に、所定の間隔で配置されている。なお、複数の画像領域１２２の位置は、後述する複数のフォトトランジスタ１３０の位置と対応している。
　携帯端末１００は、リーダ端末１１０とのデータ通信を行う際に、タッチスクリーン１２０上の入力領域１２３へのタッチ入力を検出することができる。図１に示す例では、複数の入力領域１２３が設けられている。なお、複数の入力領域１２３の位置は、後述する複数の入力デバイス１３１の位置と対応している。
　リーダ端末１１０は、携帯端末１００との間でデータの送受信を行うためのデータ通信装置であり、複数のフォトトランジスタ１３０及び複数の入力デバイス１３１を備えている。
　フォトトランジスタ１３０は、携帯端末１００のタッチスクリーン１２０に表示された複数の画像領域１２２の光を検出するための光検出器である。複数のフォトトランジスタ１３０は、所定の規則で配置されている。図１に示す例では、複数のフォトトランジスタ１３０は、４×４の格子状に、所定の間隔で配置されている。なお、複数のフォトトランジスタ１３０の位置は、携帯端末１００のタッチスクリーン１２０上の複数の画像領域１２２の位置に対応するものである。
　入力デバイス１３１は、携帯端末１００のタッチスクリーン１２０に対してタッチ入力するためのデバイスである。複数の入力デバイス１３１の位置は、携帯端末１００のタッチスクリーン１２０上の複数の入力領域１２３の位置と対応している。入力デバイス１３１の具体的な構成については後述する。
　図２及び図３は、携帯端末１００とリーダ端末１１０との間でデータ通信を行う場合の様子を示す図である。図２は、携帯端末１００及びリーダ端末１１０の側面から見た図であり、図３は、携帯端末１００の背面側から携帯端末１００を透明に示した図である。
　図２及び図３に示すように、携帯端末１００は、タッチスクリーン１２０の複数の画像領域１２２が、リーダ端末１１０の複数のフォトトランジスタ１３０と向かいあうように、リーダ端末１１０上に載置される。この状態において、タッチスクリーン１２０の複数の入力領域１２３は、リーダ端末１１０の複数の入力デバイス１３１と対応する位置にある。なお、後述するように、複数の入力デバイス１３１は、タッチスクリーン１２０に接触する面が、導電スポンジ等の導電材料により形成されている。複数の入力デバイス１３１の導電スポンジは、同一の高さで形成されており、携帯端末１００をリーダ端末１１０上に水平に支持することができる。
　このようにリーダ端末１１０上に携帯端末１００が載置された状態において、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信する場合、携帯端末１００のタッチスクリーン１２０には、送信データに応じたパターンで各領域１２２が白または黒で表示された送信データ画像１２１が表示される。この送信データ画像１２１の各画像領域１２２の光が、対応するフォトトランジスタ１３０で検出される。リーダ端末１１０は、複数のフォトトランジスタ１３０での検出結果に基づいて受信データを生成することができる。これにより、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信することができる。
　また、リーダ端末１１０から携帯端末１００にデータを送信する場合、リーダ端末１１０は、送信データに応じたパターンで入力デバイス１３１によるタッチ入力を行う。携帯端末１００では、このタッチ入力がタッチスクリーン１２０の入力領域で検出される。携帯端末１００は、複数の入力領域１２０での検出結果に基づいて受信データを生成することができる。これにより、リーダ端末１１０から携帯端末１００にデータを送信することができる。
　このように、本実施形態のデータ通信システムでは、非接触通信用のＩＣチップを用いることなく、タッチスクリーンに表示された画像の光の検出と、タッチスクリーンへのタッチ入力とによって、携帯端末１００とリーダ端末１１０との間で、簡便にデータ通信を行うことができる。
　図４は、携帯端末１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、携帯端末１００は、タッチスクリーン１２０の他に、メモリ４００、プロセッサ４０１、及び通信インタフェース４０２を含んでいる。メモリ４００は、各種データやプログラムを記憶するための記憶領域である。プロセッサ４０１は、メモリ４００に格納されたプログラムを実行することにより、携帯端末１００における各種機能を実現することができる。通信インタフェース４０２は、他の機器と通信を行うためのものである。通信インタフェース４０２には、例えば、携帯電話の基地局との間で無線通信を行うための携帯電話通信インタフェースや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）による無線通信を行うための無線ＬＡＮ通信インタフェースなどが含まれる。
　図５は、携帯端末１００において実現される機能の一例を示すブロック図である。図５に示すように、携帯端末１００は、配置検出部５００、画像表示部５０１、及びデータ受信部５０２及びを含んでいる。これらの各部は、例えば、メモリ４００に格納されたプログラムをプロセッサ４０１が実行することにより実現される。
　配置検出部５００は、携帯端末１００がリーダ端末１１０に載置された状態において、リーダ端末１１０の複数のフォトトランジスタ１３０の配置を検出することができる。フォトトランジスタ１３０の配置の検出は、携帯端末１００とリーダ端末１１０との間のデータ通信の精度を高めるために行われる。例えば、図６に示すように、リーダ端末１１０に対して携帯端末１００が斜めに載置された場合、画像領域１２２の位置と、該画像領域１２２に対応するフォトトランジスタ１３０の位置とがずれた状態となってしまう。
　そこで、配置検出部５００は、例えば、リーダ端末１１０の入力デバイス１３１からの所定のタッチ入力により、複数のフォトトランジスタ１３０の配置を検出する。具体的には、例えば、所定のタッチ入力として、図６における左上、左下、右下の入力デバイス１３１からのタッチ入力が行われる場合であれば、配置検出部５００は、これらのタッチ入力を検出することにより、これらの入力デバイス１３１と所定の位置関係にある複数のフォトトランジスタ１３０の配置を検出することができる。なお、所定のタッチ入力は、複数のフォトトランジスタ１３０の配置を検出可能であれば任意のパターンでよい。
　画像表示部５０１は、配置検出部５００の検出結果に基づいて、リーダ端末１１０のフォトトランジスタ１３０の配置に応じた位置に、メモリ４００に記憶されている送信データに応じた送信データ画像１２１を表示する。例えば、図６に示すように、リーダ端末１１０に対して携帯端末１００が斜めに載置された場合、画像表示部５０１は、配置検出部５００の検出結果に基づいて、図７に示すように、画像領域１２２の位置と、該画像領域１２２に対応するフォトトランジスタ１３０の位置とが整合した状態となるように、送信データ画像１２１を表示することができる。
　送信データ画像１２１に１６個の画像領域１２２が含まれている場合、１つの送信データ画像１２１によって、携帯端末１００からリーダ端末１１０に１６ビットのデータを送信することができる。画像表示部５０１は、例えば、値が「１」のビットに対応する画像領域１２２に白色の画像を表示し、値が「０」のビットに対応する画像領域１２２に黒色の画像を表示することができる。なお、送信データのサイズが１６ビット以上である場合、画像表示部５０１は、複数の送信データ画像１２１を順次切り替えて表示することができる。複数の送信データ画像１２１の切り替えは、例えば、所定の間隔で行われてもよいし、各送信データ画像１２１に応じたデータの受信完了通知をリーダ端末１１０から受信することにより行われてもよい。
　図５に戻り、データ受信部５０２は、リーダ端末１１０の入力デバイス１３１からのタッチ入力に基づいて受信データを生成し、メモリ４００に格納する。リーダ端末１１０に４つの入力デバイス１３１が設けられている場合、データ受信部５０２は、１回の受信で、４ビットのデータをリーダ端末１１０から受信することができる。リーダ端末１１０からの受信データのサイズが４ビット以上である場合、データ受信部５０２は、リーダ端末１１０から、複数回データを受信することができる。各回のデータの切り替えは、例えば、所定の間隔で行われてもよいし、データ受信部５０２が各回のデータの受信完了通知をリーダ端末１１０に送信することにより行われてもよい。
　図８は、リーダ端末１１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、リーダ端末１１０は、複数のフォトトランジスタ（ＰＴ）１３０及び複数の入力デバイス１３１の他に、マイクロコンピュータ８００、電源回路８０１、及び通信回路８０２を含んでいる。
　マイクロプロセッサ８００は、フォトトランジスタ１３０での検出結果に基づいて携帯端末１００からの受信データを生成したり、携帯端末１００にデータを送信するために入力デバイス１３１を制御したりすることができる。図８に示すように、マイクロコンピュータ８００は、メモリ８２０及びプロセッサ８２１を含む。メモリ８２０は、各種データやプログラムを記憶するための記憶領域である。プロセッサ８２１は、メモリ８２０に格納されたプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータ８００における各種機能を実現することができる。
　電源回路８０１は、リーダ端末１１０の各部に対して、動作に必要な電源電圧を供給するための回路である。電源回路８０１は、例えば、商用電源から電源電圧を生成することとしてもよい。この場合、電源回路８０１は、ＡＣ－ＤＣコンバータを含むことができる。また、電源回路８０１は、例えば、外部機器からＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）等のインタフェースを介して供給される電源から電源電圧を生成することとしてもよい。また、電源回路８０１は、電池を用いて電源電圧を生成することとしてもよい。
　通信回路８０２は、マイクロコンピュータ８００が外部機器と通信を行うための回路である。通信回路８０２は、例えば、ＵＳＢ等の通信規格に基づいて外部機器と通信を行うためのインタフェース回路を含むことができる。
　各入力デバイス１３１は、スイッチ機構８３０及び導電スポンジ８３１を含んでいる。スイッチ機構８３０は、マイクロコンピュータ８００からの制御信号に応じて動作し、これにより、導電スポンジ８３１によるタッチスクリーン１２０へのタッチ入力のオン・オフ（導電状態）が切り替わる。
　図９は、スイッチ機構８３０の構成の一例を示す図である。図９に示すように、スイッチ機構８３０は、例えば、リレースイッチ９００及びキャパシタ９０１を含んで構成することができる。リレースイッチ９００は、一端が導電スポンジ８３１と接続され、他端がキャパシタ９０１を介して接地されている。リレースイッチ９００は、マイクロコンピュータ８００からの制御信号が、一方のレベル（例えばハイレベル）であればオンとなり、他方のレベル（例えばローレベル）であればオフとなる。導電スポンジ８３１がタッチスクリーン１２０に接触している状態で、リレースイッチ９００がオンになると、タッチスクリーン１２０とスイッチ機構８３０とが導電状態となる。これにより、導電スポンジ８３１の接触箇所の静電容量が変化し、当該接触箇所へのタッチ入力が検出されることとなる。
　図１０は、リーダ端末１１０のマイクロコンピュータ８００において実現される機能の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、マイクロコンピュータ８００は、データ生成部１０００、制御信号生成部１００１、及び通信部１００２を含んでいる。これらの各部は、例えば、メモリ８２０に格納されたプログラムをプロセッサ８２１が実行することにより実現される。
　データ生成部１０００は、複数のフォトトランジスタ１３０の出力に基づいて受信データを生成してメモリ８２０に格納する。各フォトトランジスタ１３０の出力は、入射光が所定レベル以上の場合に一方のレベル（例えばハイレベル）、入射光が所定レベル未満の場合に他方のレベル（例えばローレベル）となる。即ち、本実施形態においては、各フォトトランジスタ１３０の位置に対応する位置の画像領域１２２に表示されている画像の色に応じて、各フォトトランジスタ１３０の出力が変化する。
　例えば、携帯端末１００において、値が「１」のビットに対応する画像領域１２２に白色の画像が表示され、値が「０」のビットに対応する画像領域１２２に黒色の画像が表示されるとする。また、リーダ端末１１０において、白色の光が入射された場合のフォトトランジスタ１３０の出力がハイレベルであり、黒色の光が入射された場合のフォトトランジスタ１３０の出力がローレベルであるとする。この場合、データ生成部１０００は、出力がハイレベルであるフォトトランジスタ１３０に対応するビットの値を「１」、出力がローレベルであるフォトトランジスタ１３０に対応するビットの値を「０」として受信データを生成することができる。
　携帯端末１００のタッチスクリーン１２０に表示される送信データ画像１２１に１６個の画像領域１２２が含まれている場合、データ生成部１０００は、１つの送信データ画像１２１によって、１６ビットのデータを携帯端末１００から受信することができる。なお、受信データのサイズが１６ビット以上である場合、データ生成部１０００は、フォトトランジスタ１３０による複数の送信データ画像１２１の光の検出結果に基づいて、１６ビットのデータを複数回生成することができる。データ生成部１０００におけるフォトトランジスタ１３０の出力の検出タイミングは、例えば、所定の間隔で行われることとしてもよいし、リーダ端末１１０から携帯端末１００に受信完了通知を送信した後の所定のタイミングで行われることとしてもよい。
　制御信号生成部１００１は、入力デバイス１３１を制御して携帯端末１００のタッチスクリーン１２０に対してタッチ入力するための制御信号を生成する。制御信号生成部１００１は、複数の入力デバイス１３１によるタッチ入力のパターンを、携帯端末１００への送信データに応じて決定することができる。入力デバイス１３１が４個であり、各入力デバイス１３１によるタッチ入力が、いずれもシングルタップに相当するものである場合、制御信号生成部１００１による１回の制御によって、４ビットのデータを携帯端末１００に送信することができる。具体的には、制御信号生成部１００１は、例えば、値が「１」のビットに対応する入力デバイス１３１によってシングルタップが行われるように制御信号を生成することができる。
　通信部１００２は、通信回路８０２を介して接続された外部機器との間でデータの送受信を行うことができる。例えば、通信部１００２は、データ生成部１０００によって生成された受信データを外部機器に送信することができる。また、例えば、通信部１００２は、携帯端末１００への送信データを外部機器から受信してメモリ８２０に格納することができる。制御信号生成部１００１は、この送信データに応じて制御信号を生成することにより、送信データを携帯端末１００に送信することができる。
　図１１は、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信する場合の通信処理の一例を示すフローチャートである。まず、携帯端末１００では、データ通信用のアプリケーションが起動される（Ｓ１１０１）。なお、アプリケーションは、例えば、インターネット経由でダウンロードされ、メモリ４００に格納しておくことができる。続いて、携帯端末１００の画像表示部５０１は、データ送信を開始するためのメッセージをタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１１０２）。このメッセージに従って、携帯端末１００は、タッチスクリーン１２０がフォトトランジスタ１３０と向き合うように、リーダ端末１１０に載置される。
　リーダ端末１１０の制御信号生成部１００１は、携帯端末１１０にフォトトランジスタ１３０の配置を検出させるために、入力デバイス１３１に所定パターンでタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１１０３）。なお、当該制御信号によるスイッチ機構８３０の制御は、所定回数繰り返し行われてもよい。
　携帯端末１００では、配置検出部５００が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力により、フォトトランジスタ１３０の配置を検出する（Ｓ１１０４）。フォトトランジスタ１３０の配置が検出されると（Ｓ１１０４：ＹＥＳ）、画像表示部５０１は、検出されたフォトトランジスタ１３０の配置と、画像表示領域１２２の位置とが整合するように、データ送信開始を示す所定パターンの送信データ画像１２１をタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１１０５）。
　リーダ端末１１０のデータ生成部１０００は、フォトトランジスタ１３０からの出力信号に基づいてデータ送信開始の画像を検出する（Ｓ１１０６）。データ送信開始の画像が検出されると（Ｓ１１０６：ＹＥＳ）、制御信号生成部１００１は、データ受信の準備完了を携帯端末１００に通知するために、入力デバイス１３１に所定パターンでタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１１０７）。
　携帯端末１００では、データ受信部５０２が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力により、リーダ端末１１０からの準備完了通知を受信する（Ｓ１１０８）。準備完了通知が受信されると（Ｓ１１０８：ＹＥＳ）、画像表示部５０１は、メモリ４００に記憶されている送信データに応じた送信データ画像１２１をタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１１０９）。
　リーダ端末１１０のデータ生成部１０００は、フォトトランジスタ１３０からの出力信号に基づいて、送信データ画像１２１に応じた受信データを生成し、メモリ８２０に格納する（Ｓ１１１０）。なお、携帯端末１００からリーダ端末１１０へのデータ送信処理（Ｓ１１０９，Ｓ１１１０）は、送信データのデータ量に応じて繰り返し行うことができる。
　携帯端末１００の画像表示部５０１は、リーダ端末１１０へのデータ送信が完了すると、データ送信完了を示す所定パターンの送信データ画像１２１をタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１１１２）。
　リーダ端末１１０のデータ生成部１０００は、フォトトランジスタ１３０からの出力信号に基づいてデータ送信完了の画像を検出する（Ｓ１１１１）。データ送信完了の画像が検出されると（Ｓ１１１１：ＹＥＳ）、制御信号生成部１００１は、データ受信完了を携帯端末１００に通知するために、入力デバイス１３１に所定パターンでタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１１１３）。
　携帯端末１００では、データ受信部５０２が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力により、リーダ端末１１０からの受信完了通知を受信する（Ｓ１１１４）。受信完了通知が受信されると（Ｓ１１１４：ＹＥＳ）、画像表示部５０１は、リーダ端末１１０へのデータ送信が完了したことを示すメッセージをタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１１１５）。なお、携帯端末１００からリーダ端末１１０へのデータ送信が完了した際に、携帯端末１００またはリーダ端末１１０において、送信完了をユーザに通知するための音が出力されることとしてもよい。
　以上の処理により、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信することができる。なお、図１１に示したフローチャートは一例であり、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信する際のプロトコルはこれに限られるものではない。
　図１２は、携帯端末１００がリーダ端末１１０からデータを受信する場合の通信処理の一例を示すフローチャートである。まず、携帯端末１００では、データ通信用のアプリケーションが起動される（Ｓ１２０１）。続いて、携帯端末１００の画像表示部５０１は、データ受信を開始するためのメッセージをタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１２０２）。このメッセージに従って、携帯端末１００は、タッチスクリーン１２０がフォトトランジスタ１３０と向き合うように、リーダ端末１１０に載置される。
　リーダ端末１１０の制御信号生成部１００１は、携帯端末１１０にフォトトランジスタ１３０の配置を検出させるために、入力デバイス１３１に所定パターンでタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１２０３）。なお、当該制御信号によるスイッチ機構８３０の制御は、所定回数繰り返し行われてもよい。
　携帯端末１００では、配置検出部５００が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力により、フォトトランジスタ１３０の配置を検出する（Ｓ１２０４）。フォトトランジスタ１３０の配置が検出されると（Ｓ１２０４：ＹＥＳ）、画像表示部５０１は、検出されたフォトトランジスタ１３０の配置と、画像表示領域１２２の位置とが整合するように、受信準備完了を示す所定パターンの送信データ画像１２１をタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１２０５）。
　リーダ端末１１０のデータ生成部１０００は、フォトトランジスタ１３０からの出力信号に基づいて受信準備完了の画像を検出する（Ｓ１２０６）。受信準備完了の画像が検出されると（Ｓ１２０６：ＹＥＳ）、制御信号生成部１００１は、メモリ８２０に記憶されている送信データに応じたパターンで入力デバイス１３１にタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１２０７）。
　携帯端末１００では、データ受信部５０２が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力に基づいて受信データを生成し、メモリ４００に格納する（Ｓ１２０８）。なお、リーダ端末１１０から携帯端末１００へのデータ送信処理（Ｓ１２０７，Ｓ１２０８）は、送信データのデータ量に応じて繰り返し行うことができる。
　データ送信が完了すると、リーダ端末１１０の制御信号生成部１００１は、データ送信完了を携帯端末１００に通知するために、入力デバイス１３１に所定パターンでタッチ入力を行わせるための制御信号を出力する（Ｓ１２０９）。
　携帯端末１００では、データ受信部５０２が、リーダ端末１１０のタッチ入力デバイス１３１からのタッチ入力により、リーダ端末１１０からの送信完了通知を受信する（Ｓ１１１０）。送信完了通知が受信されると（Ｓ１２１０：ＹＥＳ）、画像表示部５０１は、リーダ端末１１０からのデータ受信が完了したことを示すメッセージをタッチスクリーン１２０に表示する（Ｓ１２１１）。なお、リーダ端末１１０から携帯端末１００へのデータ送信が完了した際に、携帯端末１００またはリーダ端末１１０において、送信完了をユーザに通知するための音が出力されることとしてもよい。
　以上の処理により、リーダ端末１１０から携帯端末１００にデータを送信することができる。なお、図１２に示したフローチャートは一例であり、リーダ端末１１０から携帯端末１００にデータを送信する際のプロトコルはこれに限られるものではない。
　次に、携帯端末１００とリーダ端末１１０とのデータ通信の適用例を示す。図１３は、携帯端末１００とリーダ端末１１０とのデータ通信を用いたＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｓａｌｅｓ）システムの一例を示す図である。図１３に示す構成において、携帯端末１００は、例えば携帯電話の通信ネットワークや無線ＬＡＮのネットワークを介して、インターネット上のオンライン決済システム１３００にアクセスすることができる。そして、携帯端末１００は、オンライン決済システム１３００との間で、商品等の代金を支払うための決済処理を行うことができる。これにより、携帯端末１００のメモリ４００には、決済完了を示す送信データ（ＩＤデータ）が記憶される。
　そして、例えば図１１に示したプロトコルに従って、携帯端末１００からリーダ端末１１０に、送信データ（ＩＤデータ）が送信され、リーダ端末１１０から携帯端末１００に、完了通知が送信される。
　リーダ端末１１０は、例えば、ＵＳＢ経由でＰＯＳ端末１３０１と接続されており、リーダ端末１１０で受信されたデータ（ＩＤデータ）を、ＰＯＳ端末１３０１のネットワークを介して店舗システム１３０２に送信することができる。なお、リーダ端末１１０の制御信号生成部１００１は、ＰＯＳ端末１３０１等の外部機器からの指示に基づいて、携帯端末１００にタッチ入力するための制御信号を生成することとしてもよい。
　図１４は、リーダ端末１１０を記憶媒体として利用する場合の一例を示す図である。図１４に示す構成において、例えば図１１に示したプロトコルに従って、携帯端末１００Ａは、リーダ端末１１０にデータを書き込む（送信する）ことができる。リーダ端末１１０に書き込まれたデータは、リーダ端末１１０のメモリ８２０に記憶される。その後、例えば、図１２に示したプロトコルに従って、携帯端末１００Ｂは、リーダ端末１１０からデータを読み出す（受信する）ことができる。このように、リーダ端末１１０を介して複数の携帯端末１００間でデータの受け渡しをすることができる。
　図１５は、リーダ端末１１０をユーザ認証に利用する場合の一例を示す図である。まず、リーダ端末１１０のメモリ８２０には、ユーザ認証用の暗号鍵が格納されている。図１５に示す構成において、携帯端末１００は、例えば携帯電話の通信ネットワークや無線ＬＡＮのネットワークを介して、インターネット上の認証システム１５００にアクセスすることができる。携帯端末１００は、例えば、認証システム１５００から乱数データを受信する。
　そして、例えば図１１に示したプロトコルに従って、携帯端末１００は、リーダ端末１１０に乱数データが送信される。リーダ端末１１０は、メモリ８２０に格納されている暗号鍵を用いて乱数データを暗号化して暗号データを生成し、乱数データの受信完了通知として、暗号データを携帯端末１００に送信する。
　携帯端末１００は、リーダ端末１１０から受信した暗号データを認証システム１５００に送信する。認証システム１５００は、携帯端末１００から受信した暗号データが、携帯端末１００に送信した乱数データを正しい暗号鍵によって暗号化したものであるかを検証することにより、ユーザ認証を行うことができる。
　以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態のデータ通信システムによれば、携帯端末１００の複数の画像領域１２２の光をリーダ端末１１０のフォトトランジスタ１３０で検出することにより、携帯端末１００からリーダ端末１１０にデータを送信することができる。また、リーダ端末１１０に設けられた入力デバイス１３１によって携帯端末１００のタッチスクリーン１２０にタッチ入力を行うことにより、リーダ端末１１０から携帯端末１００にデータを送信することができる。即ち、本実施形態のデータ通信システムによれば、非接触通信用のＩＣチップを利用することなく、簡便な方式で、携帯端末１００とリーダ端末１１０との間で双方向のデータ通信を行うことができる。
　なお、本実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
　例えば、本実施形態では、タッチスクリーンの入力方式を静電容量方式としたが、タッチスクリーンの入力方式はこれに限られない。また、リーダ端末は、タッチスクリーンの種類に応じて、入力デバイスを切り替え可能に構成されていてもよい。
　また例えば、本実施形態では、タッチスクリーンに表示される画像領域の数と、リーダ端末に設けられるフォトトランジスタの数とが同数であったが、これらの数は同じである必要はない。例えば、タッチスクリーンに表示される画像領域の数より多いフォトトランジスタがリーダ端末に設けられていてもよい。この場合、例えば、携帯端末のタッチスクリーンに表示される送信データ画像は、フォトトランジスタの配置にかかわらず、所定の位置に表示されることとしてもよい。そして、リーダ端末またはリーダ端末に接続される外部機器において、フォトトランジスタからの出力に基づいて、送信データ画像の表示パターンが検出されることとしてもよい。
　１００　携帯端末
　１１０　リーダ端末
　１２０　タッチスクリーン
　１２１　送信データ画像
　１２２　画像領域
　１２３　入力領域
　１３０　フォトトランジスタ
　１３１　入力デバイス
　４００　メモリ
　４０１　プロセッサ
　４０２　通信インタフェース
　５００　配置検出部
　５０１　画像表示部
　５０２　データ受信部
　８００　マイクロコンピュータ
　８０１　電源回路
　８０２　通信回路
　８２０　メモリ
　８２１　プロセッサ
　８３０　スイッチ機構
　８３１　導電スポンジ
　９００　リレースイッチ
　９０１　キャパシタ
　１０００　データ生成部
　１００１　制御信号生成部
　１００２　通信部
　１３００　オンライン決済システム
　１３０１　ＰＯＳ端末
　１３０２　店舗システム
　１５００　認証システム

Claims (15)

  1. 　メモリと、
    　携帯端末のタッチスクリーン上の複数の領域の光を検出する複数の光検出器と、
    　前記複数の光検出器の出力に基づいて受信データを生成して前記メモリに格納するデータ生成部と、
    　制御信号に応じて前記タッチスクリーンに対してタッチ入力を行う入力デバイスと、
    　前記入力デバイスに対する前記制御信号を生成する制御信号生成部と、
    　を備えるデータ通信装置。
  2. 　請求項１に記載のデータ通信装置であって、
    　前記複数の光検出器は、所定の間隔で配置されている、
    　データ通信装置。
  3. 　請求項２に記載のデータ通信層であって、
    　前記複数の光検出器は、格子状に配置されている、
    　データ通信装置。
  4. 　請求項２または３に記載のデータ通信装置であって、
    　前記データ生成部は、前記複数の光検出器で検出される光のパターンに基づいて前記受信データを生成する、
    　データ通信装置。
  5. 　請求項１～４の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　前記入力デバイスは、前記制御信号に応じて前記タッチスクリーンとの導電状態を切り替え可能なスイッチ機構を含む、
    　データ通信装置。
  6. 　請求項５に記載のデータ通信装置であって、
    　前記入力デバイスは、複数の前記スイッチ機構を含む、
    　データ通信装置。
  7. 　請求項１～６の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　前記入力デバイスは、前記複数の光検出器が前記タッチスクリーン上の前記複数の領域の光を検出可能な状態において、前記タッチスクリーンにタッチ入力可能な位置に配置されている、
    　データ通信装置。
  8. 　請求項１～７の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　通信可能に接続されるコンピュータに前記受信データを送信する通信部をさらに備える、
    　データ通信装置。
  9. 　請求項８に記載のデータ通信装置であって、
    　前記通信部は、前記コンピュータから送信データを受信して前記メモリに格納し、
    　前記制御信号生成部は、前記メモリに格納されている前記送信データに基づいて前記制御信号を生成する、
    　データ通信装置。
  10. 　請求項１～９の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　前記制御信号生成部は、前記受信データに応じて前記制御信号を生成する、
    　データ通信装置。
  11. 　請求項１～１０の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　前記データ生成部は、前記複数の光検出器の出力を繰り返し検出して前記受信データを生成する、
    　データ通信装置。
  12. 　請求項１～１１の何れか一項に記載のデータ通信装置であって、
    　前記制御信号生成部は、複数の制御信号を順次生成する、
    　データ通信装置。
  13. 　タッチスクリーンを有する携帯端末に、
    　前記タッチスクリーン上の複数の領域に、送信データに応じたパターンの画像を表示する画像表示部と、
    　前記複数の領域の光を検出する複数の光検出器と、前記タッチスクリーンに対してタッチ入力を行う入力デバイスとを含むデータ通信装置からの前記タッチ入力に基づいて受信データを生成するデータ受信部と、
    　を実現させるためのプログラム。
  14. 　請求項１３に記載のプログラムであって、
    　前記携帯端末に、前記複数の光検出器の配置を検出する配置検出部をさらに実現させ、
    　前記画像表示部は、前記配置検出部によって配置された前記複数の光検出器の配置に応じた位置の前記複数の領域に前記画像を表示する、
    　プログラム。
  15. 　請求項１３または１４に記載のプログラムであって、
    　前記画像表示部は、前記送信データに応じた複数のパターンの画像を順次切り替えて前記複数の領域に表示する、
    　プログラム。
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