JP2002319946A

JP2002319946A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2002319946A
Application number: JP2001124643A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Tanaka; 俊雅田中; Takamitsu Noda; 臣光野田; Kazuhiro Furuta; 和浩古田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電子レンジが動作中であっても、同じ周波数
帯の無線通信が確実に行える無線通信装置を提供する。【解決手段】クロスタイミング検出手段２４が商用電
源２１の電圧のゼロクロスタイミングを検出する。そし
て通信制御手段２５が、送信手段２７による送信パケッ
トのタイムスロットの始点をクロスタイミング検出手段
の検出したゼロクロスタイミングに基づいて制御する。
これにより、例えば、送信パケットのタイムスロットの
始点をゼロクロスタイミングと同期させて当該パケット
を送信し、あるいは送信パケットのタイムスロットの始
点を電子レンジのマグネトロンの非動作期間の開始タイ
ミングと一致するように制御して、電子レンジの運転中
でも同じ周波数帯の無線通信を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジが動作
中でも電子レンジの使用周波数帯である２．４〜２．５
ＧＨｚの周波数帯もしくはその周辺の周波数を利用した
無線パケット通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子レンジはマグネトロンにより２．４
〜２．５ＧＨｚ帯のマイクロ波を発生させ、そのエネル
ギーにより食品の加熱調理を行う。この電子レンジのマ
グネトロンを駆動する方式の１つとしては、図８に示す
ような、商用交流電源をトランス１００とダイオード１
０１とによりそのまま昇圧、半波倍電圧制御してマグネ
トロン１０２に印加する鉄トランス方式がある。マグネ
トロンの駆動方式の他の１つとしては、図９に示すよう
な、全波整流回路１０４、インバータ１０５そして高周
波トランス１０６によって商用交流電源を全波整流し、
３０〜５０ｋＨｚ程度の高周波にしてマグネトロン１０
２に印加するインバータ方式がある。

【０００３】図１０に示すように、マグネトロンは一定
電圧までは高抵抗でマイクロ波を発生せず、その電圧以
上では低抵抗となって電流ｉｂが流れ、マイクロ波を発
生する特性を備えている。このため、前者の鉄トランス
方式の場合は、図１１に示すように、商用交流電源の半
サイクルｔ１の期間はマグネトロンに電圧が印加され
ず、マイクロ波は、電源サイクルが５０Ｈｚの場合には
１０ｍｓの間、電源サイクルが６０Ｈｚの場合８ｍｓの
間発生しない。一方、インバータ方式の場合は、図１２
に示すように、マグネトロンの動作開始電圧に昇圧され
るまではマイクロ波を発生せず、非動作期間ｔ２の間は
マイクロ波を発生しない。動作条件によって変化する
が、この非動作期間ｔ２は、短い方の電源周波数６０Ｈ
ｚで１〜２ｍｓである。このように、いずれのマグネト
ロン駆動方式にしても、マグネトロン非動作期間ｔ１若
しくはｔ２が存在するのである。

【０００４】電子レンジに割り当てられた周波数帯域を
利用した無線ネットワーク通信により、電子レンジを含
む家電機器同士で情報の授受、遠隔操作を行う技術が開
発されてきている。この無線ネットワーク通信は電子レ
ンジが発生するマイクロ波の周波数帯を用いているた
め、電子レンジのマグネトロンが動作している間は、電
子レンジの近傍に置かれた通信機能を備えた家電機器、
あるいは電子レンジに組み込まれた無線通信ユニットの
通信信号は、電子レンジからのマイクロ波に埋もれ、信
号の識別が不能となり、無線通信ができなくなる。

【０００５】無線通信装置としてスペクトラム拡散方式
がノイズに対して強い方式として開発されている。この
スペクトラム拡散方式は、割り当てられた周波数帯を少
数の複数チャンネルに分割し、このチャンネル内の周波
数幅で信号を拡散する直接拡散方式と、単位スロット時
間を設定し、割り当てられた周波数幅の中で飛び回る周
波数ホッピング方式が一般化している。この周波数ホッ
ピング方式は、ブルートゥースと呼ばれる通信仕様に採
用されている。

【０００６】この仕様は、図１４（ａ）に示すように、
２．４０２ＧＨｚから２．４８０ＧＨｚの中で、１ＭＨ
ｚ幅で７９チャンネルに分割し、６２５μｓを単位タイ
ムスロットとして疑似ランダムに飛び回る方式である。
したがって、送信する最低単位は６２５μｓであり、こ
の中に通信パケットを組み込んで送受信することにな
る。この通信の場合、送信とその送信が確実に受信でき
たことを示す受信確認返信（ＡＣＫ）のペアで完結す
る。この場合、単位タイムスロット長×２（＝１．２５
ｍｓ）の時間間隔が確保できれば理論的には通信可能で
あるが、一般的には、電源周波数の周期と同期をとった
通信は困難であるので、さらに２倍の時間間隔である単
位タイムスロット長の４倍（＝２．５ｍｓ）の時間が必
要となる。ここで、受信確認信号ＡＣＫは、データ送信
よりも少ないデータ、１２６ビット（１２６μｓ）で可
能であるので、単位タイムスロット×３＋０．１２６ｍ
ｓ（＝２．００１ｍｓ）のマグネトロン非動作時間が確
保できれば、マグネトロンの運転中であってもその非動
作時間を利用した通信が可能となる。つまり、図１３の
グラフにおいて、電源周期（６０Ｈｚで８ｍｓの間、５
０Ｈｚで１０ｍｓの間）に上述したτ＝２．００１ｍｓ
の非動作時間を確保できれば、いわゆるブルートゥース
仕様の無線通信が可能となるのである。

【０００７】なお、図１４（ｂ）に示すように、現在の
ブルートゥース仕様の無線通信装置では、一度の送信の
単位タイムスロットは６２５μｓ（１スロット使用送信
パケット）であるが、他に１．８７５ｍｓ（３スロット
使用送信パケット）、３．１２５ｍｓ（５スロット使用
パケット）が決められている。そのため、３スロット使
用パケットの場合は、単位通信時間は（１．８７５×２
＋０．６２５＋０．１２６）ｍｓ＝４．４ｍｓ、５スロ
ット使用パケットの場合は、単位通信時間は（３．１２
５×２＋０．６２５＋０．１２６）ｍｓ＝７．００１ｍ
ｓである。

【０００８】しかし、従来では、電子レンジのマグネト
ロン駆動方式がインバータ方式の場合、マグネトロン非
動作時間帯は１〜２ｍｓであるので、上述したブルート
ゥース仕様の無線通信が不可能であった。鉄トランス方
式の場合には、マグネトロン非動作時間帯は８ｍｓであ
るので通信が可能であり、この８ｍｓの時間幅を通信と
同期をとって有効に使用すれば、５スロットを使用した
パケット通信を２回でき、効率の良い通信ができる。

【０００９】なお、マイクロ波の発生タイミングを検知
し、検知したマイクロ波発生タイミングではマイクロ波
発生に強い通信方式を選択する方法が特開２０００−２
２４１７６号公報に開示されている。この方式の場合
は、必ず電子レンジにタイミング検知手段を組み込まな
ければならず、既存の電子レンジからの妨害を排除する
ことはできない。

【００１０】また、特開平６−１４０９６６号公報には
商用電源の周期を検出して、商用電源の電圧のゼロクロ
スタイミングに通信を行う方式が開示されている。これ
は、鉄トランス方式のマグネトロン駆動方式を想定した
ものであり、マグネトロンの非動作半周期に合わせて通
信を行うための切り替えスイッチが必要である。また、
インバータ方式のように、商用電源の電圧のゼロクロス
タイミングの前後に渡ってマグネトロンの非動作時間ｔ
２がある場合、非動作時間ｔ２全体を使用して通信を行
うことができず、通信効率が悪い。さらに、マグネトロ
ン非動作期間の半周期では通信を行わないため、通信が
可能な状況であっても通信を行わないので、鉄トランス
方式でも通信の効率が悪い。図１５に電源周波数が５０
Ｈｚの電源でマグネトロンを駆動させた場合のノイズレ
ベルの測定例を示しているが、マグネトロンの発振周波
数はマグネトロンに流れる瞬時電流値により変化し、マ
グネトロンが動作中でも通信できない周波数、時間帯は
限られている。

【００１１】なお、マグネトロン駆動方式がインバータ
方式の場合、インバータ周波数が３０ｋＨｚ〜５０ｋＨ
ｚであり、商用電源周波数の１０００倍程度であり、図
１１に示したマグネトロン電流の包絡線期間では通信で
きる時間長さを確保することはできない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
に従来の技術的課題を解決するためになされたもので、
電子レンジにマグネトロン動作タイミングを検出するた
めの特別な回路を備えなくても、鉄トランス方式、イン
バータ方式のどちらの方式でマグネトロンを駆動する電
子レンジが動作中であっても、無線通信が確実に行え、
かつそれぞれの方式に応じて可能な限り効率の良い通信
を行うことができる無線通信装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の無線通
信装置は、ディジタル情報をパケットにして送信する送
信手段と、商用電源の電圧のゼロクロスタイミングを検
出するクロスタイミング検出手段と、前記送信手段によ
る送信パケットのタイムスロットの始点を、前記クロス
タイミング検出手段の検出した前記ゼロクロスタイミン
グに基づいて制御する通信制御手段とを備えたものであ
る。

【００１４】請求項１の発明の無線通信装置では、クロ
スタイミング検出手段が商用電源の電圧のゼロクロスタ
イミングを検出する。そして通信制御手段が、送信手段
による送信パケットのタイムスロットの始点をクロスタ
イミング検出手段の検出したゼロクロスタイミングに基
づいて制御する。

【００１５】これにより、例えば、送信パケットのタイ
ムスロットの始点をゼロクロスタイミングと同期させて
当該パケットを送信し、あるいはゼロクロスタイミング
の検出後、次のゼロクロスタイミングより所定時間だけ
前のタイミングを始点にパケットを送信する制御をする
ことができ、送信パケットのタイムスロットの始点を電
子レンジのマグネトロンの非動作期間の開始タイミング
と一致するように制御することにより、電子レンジの運
転中でも同じ周波数帯の無線通信が可能となる。

【００１６】請求項２の発明の無線通信装置は、ディジ
タル情報をパケットにして送信する送信手段と、商用電
源の電圧が所定のしきい値以下になるクロスタイミング
を検出するクロスタイミング検出手段と、前記送信手段
による送信パケットのタイムスロットの始点を、前記ク
ロスタイミング検出手段の検出した、前記商用電源の電
圧が前記しきい値を切るクロスタイミングに同期させる
通信制御手段とを備えたものである。

【００１７】請求項２の発明の無線通信装置では、クロ
スタイミング検出手段が商用電源の電圧が所定のしきい
値以下になるクロスタイミングを検出する。そして通信
制御手段が、送信手段による送信パケットのタイムスロ
ットの始点を、クロスタイミング検出手段の検出したク
ロスタイミングに同期させ、パケットを送信させる。

【００１８】これにより、インバータ方式でマグネトロ
ンを駆動する電子レンジにあってそのマグネトロンが非
動作状態になる電圧にほぼ等しい値にしきい値を設定
し、送信パケットのタイムスロットの始点をこのしきい
値を切るクロスタイミングと同期させてパケットを送信
させる制御をすることができ、このように送信パケット
のタイムスロットの始点を電子レンジのマグネトロンの
非動作期間の開始タイミングとほぼ一致するように制御
することにより、電子レンジの運転中でも同じ周波数帯
の無線通信が可能となる。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１又は２の無線
通信装置において、前記通信制御手段は、前記パケット
のタイムスロットの長さを、その倍数が前記商用電源の
半周期の長さと一致することを特徴とするものであり、
特に鉄トランス方式のマグネトロンを採用した電子レン
ジが運転中であっても、１回の単位通信期間を最大でも
電子レンジの非動作期間中に完了させることができ、電
子レンジの運転中でも同じ周波数帯の無線通信が可能と
なる。

【００２０】請求項４の発明は、請求項３の無線通信装
置において、前記パケットのタイムスロットの長さを、
前記商用電源の周波数に応じて切り替えることを特徴と
するものであり、商用電源の周波数に応じて送信パケッ
トのタイムスロットの長さを適切なものに切り替えるこ
とにより、電源周波数が異なる地域のいずれにも対応す
ることができる。

【００２１】請求項５の発明は、請求項１〜４の無線通
信装置において、前記パケットの搬送波に、電子レンジ
に割り当てられている２．４〜２．５ＧＨｚ内の周波数
を用いることを特徴とするものであり、電子レンジが発
生する強力なマイクロ波の影響を避けながら同等の周波
数帯で無線通信することができる。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１〜５の無線通
信装置において、周波数ホッピング方式を用いたことを
特徴とするものであり、ノイズ耐性の高い無線通信がで
きる。

【００２３】請求項７の発明は、請求項１〜６の無線通
信装置において、複数のタイムスロットを使用するパケ
ット通信が不成功の場合、タイムスロット数を減少させ
て再通信することを特徴とするものであり、電波障害が
ない場合には速い通信速度を確保し、電波障害が発生し
ている場合には、通信速度は遅くても確実に無線通信を
行うことができる。

【００２４】請求項８の発明は、請求項１〜７の無線通
信装置において、パケットの受信状況を検知する受信状
況検知手段と、前記受信状況検知手段が受信状況不良を
検知したときに送信電力を増大させる送信電力切替手段
とを備えたことを特徴とするものであり、通信環境に則
した適度の強度で無線通信することができる。

【００２５】請求項９の発明は、請求項１〜８の無線通
信装置において、電子レンジが動作中であることを認識
する手段と、前記電子レンジが動作中であることを認識
したときに送信電力を増大させる送信電力切替手段とを
備えたことを特徴とするものである。

【００２６】請求項１０の発明は、請求項９の無線通信
装置において、前記電子レンジが動作中であることを認
識する手段は、前記電子レンジに組み込まれた他の無線
通信装置からの送信情報に基づいて電子レンジが動作中
であるか否かを認識することを特徴とするものである。

【００２７】請求項９及び１０の発明の無線通信装置で
は、特に電子レンジで使用するマイクロ波の周波数帯を
利用する無線通信を行う場合に、電子レンジの使用中で
あっても電波強度を上げることによって無線通信を継続
することができる。

【００２８】請求項１１の発明の無線通信装置は、パケ
ットの搬送波に電子レンジに割り当てられている２．４
〜２．５ＧＨｚ内の周波数を用い、ディジタル情報をパ
ケットにして送信する送信手段と、商用電源の電圧のゼ
ロクロスタイミングを検出するクロスタイミング検出手
段と、前記送信手段による送信パケットのタイムスロッ
トの始点を、前記クロスタイミング検出手段の検出した
前記ゼロクロスタイミングに基づいて制御する通信制御
手段と、前記周波数帯の無線電波を受波するアンテナ
と、前記アンテナの受波信号を検波する検波手段と、前
記検波手段の検波結果から、通信信号の信号幅と異なる
信号幅の電波を受信している場合に電子レンジが動作中
であると判断する電子レンジ動作検出手段とを備えたも
のである。

【００２９】請求項１１の発明の無線通信装置では、電
子レンジ以外の家電機器それぞれに組み込まれた当該無
線通信装置によって当該家電機器間で無線通信する際
に、アンテナが受波し、検波手段が検波した受信電波の
信号幅が、通信信号の信号幅と異なる場合に電子レンジ
が動作中であると判断して送信電波の強度を増大させた
り、通信を一時中断させたりして、電子レンジが発生す
る強力なマイクロ波の影響を避けることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１実施の形態の無線
通信装置を備えた電子レンジ１の構造を示している。こ
の電子レンジ１は、金属キャビネット２の内部に調理庫
３を形成し、この調理庫３の中におかれた食材４に対し
て電磁誘導加熱を行うために、機械室５内に２．４〜
２．５ＧＨｚの周波数帯の高周波のマイクロ波６を発生
させるマグネトロン７とその制御装置（図示せず）が設
置され、また、無線通信装置８が電波遮蔽のために金属
ケースに覆われた状態で設置されている。この無線通信
装置８は、２．４０２ＧＨｚから２．４８０ＧＨｚの周
波数帯域でブルートゥース方式の無線通信を行うもので
ある。

【００３１】図２は、本発明の１つの実施の形態の無線
通信装置を採用した家庭内無線通信ネットワークを示し
ている。この例では、家電機器１０Ａ、家電機器１０
Ｂ、家電機器１０Ｃそれぞれが各機器の制御回路１１
Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと共に金属ケースで覆われた無線通
信装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを備えている。また、こ
の無線通信ネットワークはホーム端末１３を備えてい
る。

【００３２】このホーム端末１３は無線通信のために無
線通信装置１２を備え、また外部のインターネット通信
回線１５との接続のためにモデム１６を備えていて、通
信回線１５を通じてサーバー１７と通信し、サーバー１
７の指定する家電機器１０Ａ，１０Ｂ又は１０Ｃに対し
て、例えば、電源のオン／オフ指令を送信し、タイマー
セット信号を送信し、指定機器の消費電力を送信させる
などの無線通信を行う。さらに家電機器１０Ａ、家電機
器１０Ｂ、家電機器１０Ｃそれぞれは、無線通信装置１
２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃそれぞれにより必要な情報を相互
に無線通信する。

【００３３】次に、家電機器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ各
々、またホーム端末１３が備える無線通信装置１２，１
２Ａ等の構成について、図３を用いて説明する。図３
は、上述したブルートゥース仕様の無線通信装置２０の
構成を示している。商用電源２１は電源トランス２２に
より通信装置２０用の回路電源に変換されて当該装置に
入力される。電源周波数・０Ｖ検知回路２４は、電源周
波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのいずれであるか判断し、
さらに商用電源２１の０ボルトのタイミングを検知す
る。

【００３４】送受信制御回路２５はこの０ボルト検知結
果に基づき、通信パケットのタイムスロットの長さを、
検知した半周期τ１の分数となるように決定し、タイム
スロットの起点が商用電源２１の０ボルトになるように
同期化する制御を行う。この送受信制御回路２５による
パケット送信タイミングと商用電源波形、マグネトロン
電流ｉｂとの関係は、図４に示す。

【００３５】鉄トランス方式のマグネトロンの場合、図
４（ａ）に示す商用周波電源波形に対して、マグネトロ
ンの電流波形は同図（ｂ）のように半周期ごとの半波波
形となり、マグネトロンの動作電流が立たない残りの半
周期τ１は通信可能であり、その周期期間を利用してブ
ルートゥース方式の無線通信を行う。他方、インバータ
方式のマグネトロンの場合、同図（ａ）に示す商用周波
電源波形に対して、同図（ｃ）に示すマグネトロンの動
作電流が流れない非動作期間τ２において、同図（ｄ）
に示すようにこの期間τ２に収まる時間長さだけパケッ
ト通信を行う。送受信制御回路２５はまた、ホッピング
周波数の切替制御も行う。

【００３６】図３に示す無線通信装置２０において、２
６は受信回路、２７は送信回路、２８は受信状況検知回
路、そして２９は送受信切替回路である。受信回路２６
では、アンテナ３０が受信した高周波信号を高周波回路
３１によって検波し、復号回路３２によって受信信号か
らデータを取り出して送受信制御回路２５に出力する。
送信回路２７では、符号化回路３３が送受信制御回路２
５から入力されるデータを信号波に変換し、高周波数回
路・送信電力切替回路３４で高周波信号に変換し、アン
テナ３０を通じて電波にして送信する。

【００３７】受信状況検知回路２８は受信回路２６の受
信信号状況を送受信制御回路２５から受けて受信状況を
判別し、受信状況が悪いと判別した場合には送信電力を
上昇させるための切替信号を送信回路２７の高周波回路
・送信電力切替回路３４に対して与える。この高周波回
路・送信電力切替回路３４は、送信電力を例えば、１ｍ
Ｗ〜１００ｍＷの範囲で切り替える性能を持っている。

【００３８】送受信制御回路２５はさらに、当該無線通
信装置２０を搭載している家電機器の制御回路３５との
間で有線通信し、機器制御回路３５から機器状況（電子
レンジの場合であれば、調理経過時間、食品温度などの
情報）を入力し、また外部から受信した制御信号に基づ
き調理時間設定開始、調理開始等の機器制御信号を機器
制御回路３５に対して出力する働きをし、これによって
家電機器の遠隔操作を可能にしている。

【００３９】以下、上記の構成の無線通信装置２０によ
る無線通信動作について説明する。本実施の形態の場
合、図２に示す無線ネットワークは、３台の家電機器１
０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、インターネット通信回線１５
を通じて外部のデータサーバー１７にアクセスできるホ
ーム端末１３とで構成されている。例えば、家電機器１
０Ａは電子レンジ、家電機器１０Ｂは洗濯機、家電機器
１０Ｃは冷蔵庫とすることができる。各通信装置１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにより各家電機器の制御及び家電機
器の状況を無線通信により送受信し、家電機器各々を遠
隔制御すると共に、ホーム端末１３だけではなく、家電
機器相互間でも情報の授受を行う。また、通信回線１５
を通じて各家電機器に必要な情報をデータサーバー１７
からダウンロードすることもできる。

【００４０】図３に示した各通信装置１２，１２Ａ等は
次のように動作する。商用電源２１は、電源トランス２
２により通信装置用の回路電源を作ると共に、電源周波
数・０ボルト検知回路２４によって５０ヘルツ又は６０
ヘルツの判断を行い、商用電源２１の０ボルトタイミン
グを検知する。送受信制御回路２５は、図４に示したよ
うに、この０ボルトタイミングの検知結果に基づいて、
送信パケットのタイムスロットの長さτ３が電源周波数
の半周期の分数となるように決定し、タイムスロットの
起点が商用電源２１の０ボルトになるように同期化する
送信制御を行う。

【００４１】ここで、直接周波数拡散方式の場合は、マ
グネトロンが鉄トランス方式の場合、通信チャンネルが
マグネトロンの図１５に示した主動作周波数と重なるの
チャンネルを選択することにより、通信はマグネトロン
非動作期間の間しか行うことができないが、周波数ホッ
ピング方式の場合には、確率的に重なったときだけ通信
ができないだけであるため、マグネトロン動作中であっ
ても大部分の周波数で無線通信が可能であり、効率の良
い通信が行なえる。

【００４２】電子レンジの場合は、送受信制御回路２５
は、送信データとして、機器状況データである調理経過
時間、食品の温度状況などを機器制御回路３５から取り
込み、送信回路２７の符号化回路３３によりデジタル化
し、通信パケットに組み込む。そして、高周波回路・送
信電力切替回路３４により、タイムスロットごとに決ま
る送信周波数を決定し、送受信切替回路２９を経由して
アンテナ３０に給電し、空中に無線信号として送信す
る。

【００４３】この送信パケットが送信相手となる無線通
信装置によって受信され、データの誤りもない場合は、
次のタイムスロットにおいてデータ受信信号（ＡＣＫ）
が送信相手より届き、通信が完了する。

【００４４】ここで、受信状況検知回路２８は、送受信
制御回路２５が受信回路２６の信号受信状況を監視し、
データ受信信号（ＡＣＫ）が届かない場合には、高周波
回路・送信電力切替回路３４に対して同じ信号を再送信
させる。そして、所定の回数だけ再送信を繰り返しても
データ受信信号（ＡＣＫ）が送信相手から届かない場
合、複数タイムスロットを利用したパケット通信を行っ
ているのであれば、使用タイムスロット数を減少させて
再送信を何度か試みさせる。例えば、５スロット方式で
送信しているのであれば、３スロット方式に使用タイム
スロット数を減少させて再送信させる。これによっても
送信相手からデータ受信信号（ＡＣＫ）が届かない場
合、さらに使用タイムスロット数を減少させて、１スロ
ット方式に切り替えて再送信を試みさせる。これによ
り、自動的に通信環境に適合した最適な方式に切り替え
て通信することができる。

【００４５】また、最小単位タイムスロットによるパケ
ット送信によっても通信が行えない場合、受信状況検知
回路２８は高周波回路・送信電力切替回路３４に対して
送信電力の増大を指示する。これにより、電子レンジが
動作し、マイクロ波がノイズとなって無線パケット通信
ができなくなる場合には、送信電力を自動的に増大させ
て少なくとも最小単位タイムスロットでの通信を確保す
ることができ、かつ、電子レンジが動作していない、通
常の通信環境下では低電力の無線通信を行うことがで
き、省電力の無線通信ネットワークシステムを構築する
ことができる。

【００４６】また、この電子レンジ使用中のために送信
電力を増大させる制御は、図５のフローチャートに示す
ように、電子レンジに組み込まれた無線通信装置にあっ
ては、受信状況検知回路２８が、機器制御回路３５から
送受信制御回路２５を介して取り込む信号により電子レ
ンジ使用中を判断して行い（ステップＳ１→Ｓ３又はス
テップＳ１→Ｓ５）、それ以外の無線通信装置（例え
ば、ホーム端末や他の家電機器に組み込まれたもの）に
あっては、電子レンジに組み込まれた通信装置からの電
子レンジ動作開始信号を受信することにより行うように
する（ステップＳ２→Ｓ１１→Ｓ１２又はステップＳ４
→Ｓ１３→Ｓ１４）。

【００４７】次に、本発明の第２の実施の形態を、図６
を用いて説明する。この実施の形態の無線通信装置は、
電子レンジからの漏洩電波の検知手段を備えたことを特
徴としていて、アンテナ３０の受信信号の波形を検波す
る検波回路３６と、この検波回路３６が検波波形に基づ
いて電子レンジのマグネトロンの動作判定を行い、高周
波回路・送信電力切替回路３４に出力するマグネトロン
動作検知回路３７とを新たに備えている。なお、通信装
置２０におけるその他の回路要素は、図３に示した第１
の実施の形態のものと共通するため、同一の符号を付し
て示してある。

【００４８】本実施の形態の場合、電子レンジのマグネ
トロンが動作中で強力な漏洩電波があれば、通信装置２
０のアンテナ３０がその電波を受信する。そこで、アン
テナ３０の受信信号を検波回路３６によって検波し、マ
グネトロン動作検知回路３７が検波波形に基づいて、無
線通信に影響を与えるような漏洩電波がマグネトロンか
ら出ていないか否かを判別し、判別結果を高周波回路・
送信電力切替回路３４に与える。

【００４９】すなわち、検波回路３６による検波波形
は、鉄トランス方式のマグネトロンからの漏洩電波に対
しては図７（ａ）の波線で示す包絡線となり、またイン
バータ方式のマグネトロンからの漏洩電波に対しては同
図（ｂ）の波線に示す包絡線となる。そして、一定のリ
ミッタを通した後の検波波形は、それぞれ波形４０，４
１となり、信号幅の広いものとなる。これに対して、通
常の通信信号の波形は同図（ｃ）に示す細かいパルス波
形４２となる。

【００５０】そこで、マグネトロン動作中検知回路３７
は、検波回路３６の出力するこれらの波形４０，４１，
４２のパルス幅を計測し、通信信号波形であるか、漏洩
マイクロ波であるかを判別する。

【００５１】高周波回路・送信電力切替回路３４は、マ
グネトロン動作中検知回路３７がマグネトロン動作中で
あるとの判別結果を出力すれば、送信電力を所定量だけ
増大させる制御をする。

【００５２】これにより、本実施の形態によれば、特に
電子レンジから距離的な離れた位置に設置されている家
電機器それぞれに組み込まれている無線通信装置間で無
線通信を行うため、電子レンジに組み込まれている無線
通信装置から直接に電子レンジ運転中を知らせる信号を
受け取れない場合、あるいはこのような信号が利用され
ない場合、各無線通信装置が自身のマグネトロン動作中
検知機能によって電子レンジの動作中を判別し、マグネ
トロン動作中には仕様スロット数を減少させたパケット
通信に切り替え、又は送信電力を増大させて無線通信を
行うことができ、マグネトロンの運転中でも無線通信を
継続して行うことができるようになる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
送信パケットのタイムスロットの始点をゼロクロスタイ
ミングと同期させて当該パケットを送信し、あるいはゼ
ロクロスタイミングの検出後、次のゼロクロスタイミン
グより所定時間だけ前のタイミングにパケットを送信す
る制御をすることにより、送信パケットのタイムスロッ
トの始点を電子レンジのマグネトロンの非動作期間の開
始タイミングと一致するように制御することができ、電
子レンジの運転中でも同じ周波数帯で無線通信できる。

【００５４】請求項２の発明によれば、インバータ方式
でマグネトロンを駆動する電子レンジにあってそのマグ
ネトロンが非動作状態になる電圧にしきい値を設定し、
送信パケットのタイムスロットの始点をこのしきい値を
切るクロスタイミングと同期させてパケットを送信させ
るように制御することができ、これにより、電子レンジ
の運転中でも同じ周波数帯で無線通信できる。

【００５５】請求項３の発明によれば、パケットのタイ
ムスロットの長さを、その倍数が商用電源の半周期の長
さと一致させることにより、特に鉄トランス方式のマグ
ネトロンを採用した電子レンジが運転中であっても、１
回の単位通信期間を最大でも電子レンジの非動作期間中
に完了させることができ、電子レンジの運転中でも同じ
周波数帯で無線通信できる。

【００５６】請求項４の発明によれば、パケットのタイ
ムスロットの長さを、商用電源の周波数に応じて適切な
ものに切り替えることにより、電源周波数が異なる地域
のいずれにも対応することができる。

【００５７】請求項５の発明によれば、パケットの搬送
波に、電子レンジに割り当てられている２．４〜２．５
ＧＨｚ内の周波数を用いるので、電子レンジが発生する
強力なマイクロ波の影響を避けながら同等の周波数帯を
利用する仕様（例えば、ブルートゥース仕様）の無線通
信が行える。

【００５８】請求項６の発明によれば、周波数ホッピン
グ方式を用いたことを特徴とするものであり、ノイズ耐
性の高い無線通信ができる。

【００５９】請求項７の発明によれば、複数のタイムス
ロットを使用するパケット通信が不成功の場合、タイム
スロット数を減少させて再通信するので、電波障害がな
い場合には速い通信速度を確保し、電子レンジが運転中
であるというような電波障害が発生している場合には、
通信速度は遅くても確実に無線通信できる。

【００６０】請求項８の発明によれば、受信状況検知手
段がパケットの受信状況不良を検知したときに送信電力
を増大させるので、通信環境に則した適度の強度で無線
通信することができる。

【００６１】請求項９及び１０の発明によれば、電子レ
ンジが動作中であることを認識したときに送信電力を増
大させるので、特に電子レンジで使用するマイクロ波の
周波数帯を利用する仕様の無線通信を行う場合に、電子
レンジの使用中であっても電波強度を上げることによっ
て無線通信を継続することができる。

【００６２】請求項１１の発明によれば、アンテナが受
波し、検波手段が検波した受信電波の信号幅が、通信信
号の信号幅と異なる場合に電子レンジが動作中であると
判断し、送信電波の強度を増大させたり、通信を一時中
断させたりして、電子レンジが発生する強力なマイクロ
波の影響を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の無線通信装置を内
蔵する電子レンジの構造を示すブロック図。

【図２】上記の実施の形態の無線通信装置を採用した無
線通信ネットワークのブロック図。

【図３】上記の実施の形態の無線通信装置のブロック
図。

【図４】上記の実施の形態の無線通信装置による商用周
波数電源波形、鉄トランス方式のマグネトロンの電流波
形、インバータ方式のマグネトロンの電流波形、無線通
信パケットの送信タイミングの関係を示すタイミングチ
ャート。

【図５】上記の実施の形態の無線通信装置による通信動
作のフローチャート。

【図６】本発明の第２の実施の形態の無線通信装置のブ
ロック図。

【図７】上記の実施の形態の無線通信装置による鉄トラ
ンス方式のマグネトロンの漏洩電波、インバータ方式の
マグネトロンの漏洩電波、通信信号それぞれの検波波
形。

【図８】一般的な鉄トランス方式のマイクロ波発生回路
の回路図。

【図９】一般的なインバータ方式のマイクロ波発生回路
の回路図。

【図１０】一般的なマイクロ波発生回路のマイクロ波発
生特性を示すグラフ。

【図１１】一般的な鉄トランス方式のマイクロ波発生回
路のマイクロ波発振期間と非発振期間との関係を示すグ
ラフ。

【図１２】一般的なインバータ方式のマイクロ波発生回
路のマイクロ波発振期間と非発振期間との関係を示すグ
ラフ。

【図１３】一般的なインバータ方式のマイクロ波発生回
路のマイクロ波発振期間と無線通信可能期間との関係を
示すグラフ。

【図１４】一般的なブルートゥース仕様の無線パケット
通信の仕組みの説明図。

【図１５】一般的なマイクロ波発生装置の電流瞬時値と
発振周波数、レベルの関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１電子レンジ７マグネトロン８通信装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ家電機器１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ通信装置１３ホーム端末１５通信回線１７サーバー２０通信装置２１商用電源２４電源周波数・０ボルト検知回路２５送受信制御回路２６受信回路２７送信回路２８受信状況検知回路３０アンテナ３４高周波回路・送信電力切替回路３５機器制御回路３６検波回路３７マグネトロン動作検知回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月１９日（２００１．６．１
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古田和浩愛知県瀬戸市穴田町991番株式会社東芝愛知工場内Ｆターム(参考） 5K022 EE04 5K033 AA07 BA01 CB15 CC01 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル情報をパケットにして送信す
る送信手段と、商用電源の電圧のゼロクロスタイミングを検出するクロ
スタイミング検出手段と、前記送信手段による送信パケットのタイムスロットの始
点を、前記クロスタイミング検出手段の検出した前記ゼ
ロクロスタイミングに基づいて制御する通信制御手段と
を備えて成る無線通信装置。
【請求項２】ディジタル情報をパケットにして送信す
る送信手段と、商用電源の電圧が所定のしきい値以下になるクロスタイ
ミングを検出するクロスタイミング検出手段と、前記送信手段による送信パケットのタイムスロットの始
点を、前記クロスタイミング検出手段の検出した、前記
商用電源の電圧が前記しきい値を切るクロスタイミング
に同期させる通信制御手段とを備えて成る無線通信装
置。
【請求項３】前記通信制御手段は、前記パケットのタ
イムスロットの長さを、その倍数が前記商用電源の半周
期の長さと一致することを特徴とする請求項１又は２に
記載の無線通信装置。
【請求項４】前記パケットのタイムスロットの長さ
を、前記商用電源の周波数に応じて切り替えることを特
徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】前記パケットの搬送波に、電子レンジに
割り当てられている２．４〜２．５ＧＨｚ内の周波数を
用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の無線通信装置。
【請求項６】周波数ホッピング方式を用いたことを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装
置。
【請求項７】複数のタイムスロットを使用するパケッ
ト通信が不成功の場合、タイムスロット数を減少させて
再通信することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
記載の無線通信装置。
【請求項８】パケットの受信状況を検知する受信状況
検知手段と、前記受信状況検知手段が受信状況不良を検知したときに
送信電力を増大させる送信電力切替手段とを備えたこと
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信
装置。
【請求項９】電子レンジが動作中であることを認識す
る手段と、前記電子レンジのパケット通信したときに送信電力を増
大させる送信電力切替手段とを備えたことを特徴とする
請求項１〜８のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１０】前記電子レンジが動作中であることを
認識する手段は、前記電子レンジに組み込まれた他の無
線通信装置からの送信情報に基づいて電子レンジが動作
中であるか否かを認識することを特徴とする請求項９に
記載の無線通信装置。
【請求項１１】パケットの搬送波に電子レンジに割り
当てられている２．４〜２．５ＧＨｚ内の周波数を用
い、ディジタル情報をパケットにして送信する送信手段
と、商用電源の電圧のゼロクロスタイミングを検出するクロ
スタイミング検出手段と、前記送信手段による送信パケットのタイムスロットの始
点を、前記クロスタイミング検出手段の検出した前記ゼ
ロクロスタイミングに基づいて制御する通信制御手段
と、前記周波数帯の無線電波を受波するアンテナと、前記アンテナの受波信号を検波する検波手段と、前記検波手段の検波結果から、通信信号の信号幅と異な
る信号幅の電波を受信している場合に電子レンジが動作
中であると判断する電子レンジ動作検出手段とを備えて
成る無線通信装置。