JP4892569B2

JP4892569B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP4892569B2
Application number: JP2009015425A
Authority: JP
Inventors: 龍介川野; 直志美濃谷; 秀則佐藤; 満品川; 門　　勇一; 亮二菊地; 誠司矢部; 剛村田
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP2010177766A

Description

本発明は、電界による電界通信と磁界による磁界通信の両方により通信を行う技術に関する。

人体などの電界伝達媒体に電界を誘起し、この誘起された電界を用いてデータ通信を行う電界通信装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、磁界を用いてデータ通信を行うものとしてＲＦタグや非接触型ＩＣカードなどが知られている。非接触型ＩＣカードは、駅の改札や入室の認証、あるいは電子マネーとして多く使われている。

特開２００１−３５２２９８号公報

非接触型ＩＣカードに電界通信機能を共存させる場合、磁界通信機能と電界通信機能をスイッチにより交互に切り替えて待ち受ける方法が考えられる。しかし、この方法では、先頭パケットの取りこぼしか生じ、駅の改札など高速な反応速度が要求される場合に問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、磁界通信と電界通信の機能を備え、いずれの通信方式にも高速に反応できる通信装置を提供することにある。

本発明に係る通信装置は、磁界通信と電界通信の両方の通信方式によりデータ通信が可能な通信装置であって、磁界によりデータ通信を行う磁界通信手段と、電界によりデータ通信を行う電界通信手段と、磁界を検知する磁束センサと、磁束センサが規定値以上の磁界を検知した場合は通信方式を磁界通信に切り替え、磁束センサが規定値以上の磁界を検出しない場合は通信方式を電界通信に切り替える切替手段と、を有することを特徴とする。

上記通信装置において、切替手段は、通信方式を磁界通信に切り替えるときは磁界通信手段を有効にし、通信方式を電界通信に切り替えるときは電界通信手段を有効にすることを特徴とする。

上記通信装置において、電界通信及び磁界通信の両方に用いるコイル電極を有し、切替手段は、通信方式を磁界通信に切り替えるときはコイル電極を磁界通信手段に接続し、通信方式を電界通信に切り替えるときはコイル電極を電界通信手段に接続することを特徴とする。

本発明にあっては、磁束センサが検知する磁界の大きさに応じて磁界通信と電界通信とを切り替える切替手段を備えることにより、磁界通信に利用する規定値以上の磁界が検出される場所でのみ磁界通信に切り替えることができるので、電界通信、磁界通信のいずれの通信方式においても先頭パケットの取りこぼしを抑制できる。

本発明にあっては、電界通信及び磁界通信の両方に用いるコイル電極を備え、切替手段がコイル電極の接続を切り替えることにより、磁界通信と電界通信でコイル電極を共有することができ、部材やスペースを削減することが可能となる。

このように、本発明によれば、磁界通信と電界通信の機能を備え、いずれの通信方式にも高速に反応できる通信装置を提供することができる。

第１の実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態において通信装置が電界通信を行う様子を説明するための概略図である。第１の実施の形態において通信装置が磁界通信を行う様子を説明するための概略図である。第２の実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態における通信装置が磁界通信を行うときのスイッチの接続を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す通信装置１は、磁界通信用コイル１１、磁界通信部１２、電界通信用電極２１Ａ，２１Ｂ、電界通信部２２、磁束センサ３１、制御部３２、スイッチ３３、および信号処理部３４を備え、磁界を用いた磁界通信と電界を用いた電界通信の２つの方式による通信を行うことができる通信装置である。

磁界通信用コイル１１を磁界通信用リーダライタに接近させると、磁界通信用リーダライタが発生する磁界により磁界通信用コイル１１が影響を受けて電圧が誘起され、磁界通信部１２により、誘起された電圧に基づいてデータが受信される。

一方、電界通信用電極２１Ａ，２１Ｂのいずれか一方を電界伝達媒体に接触させると、電界伝達媒体に誘起された電界が電界通信用電極２１Ａ，２１Ｂにより検出され、電界通信部２２により、検出された電界に基づいてデータが受信される。

制御部３２は、磁束センサ３１が検知する磁界の強度に基づいてスイッチ３３を切り替えて、磁界通信部１２と信号処理部３４、あるいは電界通信部２２と信号処理部３４とを接続する。磁束センサ３１としてホール素子や磁気抵抗素子を用いる。制御部３２は、磁束センサ３１が規定値以上の磁界を検知しているときは磁界通信部１２と信号処理部３４とが接続されるようにスイッチ３３を制御し、磁束センサ３１が規定値以上の磁界を検知できないときは、電界通信部２２と信号処理部３４とが接続されるようにスイッチ３３を制御する。

信号処理部３４は、スイッチ３３により接続された通信部からデータを受信する。つまり、信号処理部３４と接続された通信部が有効となり、その通信部の通信方式によりデータ通信が行われる。具体的には、信号処理部３４が磁界通信部１２と接続しているときは磁界通信を行い、信号処理部３４が電界通信部２２と接続しているときは電界通信を行う。

次に、図２を用いて、本実施の形態における通信装置１が電界通信によりＩＤ情報を送信してドアロックを解除する動作について説明する。同図に示すように、ドア５０の近くには、ドアロック機構５３を制御する制御装置５２に接続された電極５１が配置されている。制御装置５２は、電界通信機能を備え、電極５１を介してＩＤ情報を受信するとドアロック機構５３を制御してドアを解錠する。

利用者１００は、図１に示した通信装置１をポケットに入れて保持している。利用者１００が保持する通信装置１の磁束センサ３１は、規定値以上の磁界を検知できないので、電界通信部２２と信号処理部３４とが接続されるようにスイッチ３３が切り替えられている。つまり、通信装置１は電界通信によるデータを待ち受けている状態である。

利用者１００が電極５１に接触すると、電界通信部２２と制御装置５２との間に利用者１００を電界伝達媒体とする通信経路が確立する。電界通信部２２は、利用者１００を通信経路として、制御装置５２が送信するＩＤ情報要求を受信する。そして、通信装置１に格納された利用者１００のＩＤ情報を利用者１００を通信経路とする電界通信により送信する。ＩＤ情報を受信した制御装置５２は、そのＩＤ情報を照合して、ドアロック解除信号をドアロック機構５３に送信する。ドアロック解除信号を受信したドアロック機構５３は、ドアロックを解除する。

次に、図３を用いて、本実施の形態における通信装置１が磁界通信によりＩＤ情報を送信してゲートを開く動作について説明する。同図に示すゲート６０は、磁界通信を行うリーダライタ６１が配置された開閉装置６２により開閉される。開閉装置６２は、リーダライタ６１が受信したＩＤ情報に基づいてゲート６０を開閉する。

利用者１００が通信装置１を鞄やポケットに入れているときは、通信装置１の磁束センサ３１は規定値以上の磁界を検知できないので、電界通信部２２と信号処理部３４とが接続されるようにスイッチ３３が切り替えられている。つまり、通信装置１は電界通信によるデータを待ち受けている状態である。

利用者１００が鞄やポケットから通信装置１を取り出してリーダライタ６１に接近させると、リーダライタ６１が発生する磁界を通信装置１の磁束センサ３１が検出し、磁界通信部１２と信号処理部３４とが接続されるようにスイッチ３３が切り替える。つまり、利用者１００が通信装置１をリーダライタ６１に接近させることにより、磁束センサ３１が磁界を検出してスイッチ３３が切り替わり、磁界通信によるデータを待ち受ける状態になる。

また、通信装置１をリーダライタ６１に近接することにより、リーダライタ６１が発生する磁界により磁界通信用コイル１１に電圧が誘起される。磁界通信部１２は、誘起された電圧に基づいてリーダライタ６１が送信するＩＤ情報要求を受信する。そして、通信装置１に格納された利用者１００のＩＤ情報を磁界通信により送信する。リーダライタ６１によりＩＤ情報を受信した開閉装置６２は、そのＩＤ情報を照合して、ゲート６０を開く。

このように、利用者１００が通信装置１を持ち歩いているときは、磁束センサ３１が規定値以上の磁界を検出しないので、信号処理部３４に電界通信部２２が接続されて電界通信を行い、利用者１００が通信装置１をリーダライタ６１に接近させたときに、磁束センサ３１が規定値以上の磁界を検出し、信号処理部３４に磁界通信部１２が接続されて磁界通信を行う。制御部３２は、磁界通信の内容まで解釈することなく、規定値以上の磁界の存在の有無だけでスイッチ３３を切り替えるので、切り替えがスムースで、電界通信、磁界通信のいずれにおいても高速に反応できる。

したがって、本実施の形態によれば、磁界通信部１２と電界通信部２２とを切り替えるスイッチ３３を磁束センサ３１が規定値以上の磁界の存在の有無により切り替えることにより、切り替えがスムースで、磁界通信、電界通信のいずれにも高速に反応できる。

［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す通信装置４は、コイル電極１１Ａ，１１Ｂ、磁界通信部１２、電界通信部２２、磁束センサ３１、制御部３２、スイッチ４１、および信号処理部３４を備える。

第２の実施の形態の通信装置４も第１の実施の形態と同様に、磁束センサ３１が検出する磁界の強度に基づいて通信方式を切り替える通信装置であるが、通信装置４は、スイッチ４１によりコイル電極１１Ａ，１１Ｂと磁界通信部１２、電界通信部２２との接続を切り替える点で第１の実施の形態とは異なる。

図４に示すように、電界通信を行う場合、つまり規定値以上の磁界が存在しない場合は、コイル電極１１Ａ，１１Ｂそれぞれが電界通信部２２に接続するようにスイッチ４１を設定する。

図５は磁界通信を行う場合のスイッチ４１の接続を示す図である。同図に示すように、磁界通信を行う場合、つまり規定値以上の磁界が存在する場合は、コイル電極１１Ａが磁界通信部１２に接続するようにスイッチ４１を設定する。

コイル電極１１Ａは、磁界通信用のコイルと電界通信用の電極の機能を併せ持つので、構成部材や配置スペースを削減することができる。なお、コイル電極１１Ｂは、コイル電極１１Ａと同一形状でなくてもよい。

したがって、本実施の形態によれば、スイッチ４１によりコイル電極１１Ａの接続を切り替えることにより、コイル電極１１Ａを磁界通信部１２と電界通信部２２で共有し、部材やスペースを削減することが可能となる。また、本実施の形態にあっても第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏する。

１，４…通信装置
１１…磁界通信用コイル
１１Ａ，１１Ｂ…コイル電極
１２…磁界通信部
２１Ａ，２１Ｂ…電界通信用電極
２２…電界通信部
３１…磁束センサ
３２…制御部
３３…スイッチ
３４…信号処理部
４１…スイッチ
５０…ドア
５１…電極
５２…制御装置
５３…ドアロック機構
６０…ゲート
６１…リーダライタ
６２…開閉装置
１００…利用者

Claims

磁界通信と電界通信の両方の通信方式によりデータ通信が可能な通信装置であって、
磁界によりデータ通信を行う磁界通信手段と、
電界によりデータ通信を行う電界通信手段と、
磁界を検知する磁束センサと、
前記磁束センサが規定値以上の磁界を検知した場合は通信方式を磁界通信に切り替え、前記磁束センサが規定値以上の磁界を検出しない場合は通信方式を電界通信に切り替える切替手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
前記切替手段は、通信方式を磁界通信に切り替えるときは前記磁界通信手段を有効にし、通信方式を電界通信に切り替えるときは前記電界通信手段を有効にすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
電界通信及び磁界通信の両方に用いるコイル電極を有し、
前記切替手段は、通信方式を磁界通信に切り替えるときは前記コイル電極を前記磁界通信手段に接続し、通信方式を電界通信に切り替えるときは前記コイル電極を前記電界通信手段に接続することを特徴とする請求項１記載の通信装置。