JP2007049282A - 無線装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 子機との通信可能領域を広範にする。
【解決手段】 子機20へデータを配信する配信装置は前面部に逆F型のアンテナ108Aを備え、背面部にダイポール型のアンテナ108Bを備えている。配信装置10は、子機20から送信された電波をアンテナ108Aで受信した時の電波強度と、子機20から送信された電波をアンテナ108Bで受信した時の電波強度とを記憶する。そして、受信した時の電波強度が大きい方のアンテナを子機20と通信を行う際に使用する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、機器間で無線により通信を行う技術に関する。
オーディオデータを親機から無線により子機へ送信し、子機でオーディオデータを再生するオーディオシステムが考案されている(特許文献1参照)。ケーブルで親機と子機とを接続する態様であると、親機から複数の子機へオーディオデータを送信する場合、複数のケーブルを部屋の中で引きまわすこととなり、ケーブルや子機の設置が非常に面倒となる。しかし、特許文献1に開示されたオーディオシステムのように無線によりオーディオデータを送信する構成であれば、複数のケーブルを引きまわす必要がないため、子機を部屋の任意の場所に容易に設置することができ、部屋の中の好きな場所で音楽を楽しむことが可能となる。
特開2004−128651号公報
さて、オーディオデータを送出する親機は、他のAV機器との接続や、電源確保を容易とするために、他のAV機器と一緒にAVラックの内部に設置するのが好ましい。しかしAVラックの中に親機を設置してしまうと、親機の筐体の上下左右がラックにより囲まれてしまうため、特にAVラックが金属製である場合には、子機との間で授受される電波がAVラックにより遮られてしまい、子機と通信を行える領域が狭くなるという問題が生じてしまう。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、無線通信により子機との通信を行う際に子機との通信可能領域を広範にする技術を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために本発明は、互いに異なる特性を有するとともに互いに所定の距離をおいて配置された第1および第2アンテナと、予め定められた子機から送信される電波を前記第1アンテナを介して受信し、受信した電波の強度を検知する第1強度検知手段と、前記子機から送信される電波を前記第2アンテナを介して受信し、受信した電波の強度を検知する第2強度検知手段と、前記子機を識別する識別子と、前記第1強度検知手段により検知された強度を示す第1強度データと、前記第2強度検知手段により検知された強度を示す第2強度データとを対応付けて記憶する記憶手段と、前記子機の識別子に対応付けて前記記憶手段に前記第1強度データと前記第2強度データとが記憶されており、当該記憶されている第1強度データの示す強度が当該記憶されている第2強度データの示す強度より大となっている場合には、前記第1アンテナを介して当該子機と無線通信を行い、当該記憶されている第2強度データの示す強度が当該記憶されている第1強度データの示す強度より大となっている場合には、前記第2アンテナを介して当該子機と無線通信を行う通信手段とを有する無線装置を提供する。
好ましい態様においては、前記第1アンテナを前記無線装置の筐体の前面部に配置し、前記第2アンテナを前記無線装置の筐体の背面部に配置するようにしてもよい。また、前記第1アンテナをダイポール型とし、前記第2アンテナを逆F型とするようにしてもよい。
本発明によれば、無線通信により子機との通信を行う際に子機との通信可能領域を広範にすることが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[実施形態の構成]
図1は、本発明の実施形態に係るオーディオシステムの全体構成と、同オーディオシステムに係る配信装置および子機のハードウェア構成を示した図である。配信装置10は、楽曲を表す楽曲データを無線通信により子機20−1〜子機20−3へ配信する装置であり、子機20−1〜子機20−3は配信装置10から配信された楽曲データを受信し、バッファリングした楽曲データを再生する装置である。本実施形態においては、配信装置10は、多数の子機にデータを配信することが可能となっているが、図1においては図面が繁雑になるのを防ぐため、3つの子機のみを図示している。また、子機20−1〜子機20−3の構成は各々同じとなっているため、図1においては子機20−1についてのみブロック図を示し、子機20−2および子機20−3についてはブロック図の例示を省略している。また、子機20−1〜子機20−3の構成は各々同じとなっているため、以下の説明において個々の子機を区別する必要の無い場合には子機20と称する。
(配信装置10の構成)
次に配信装置10の構成について説明する。図1に示したように、アンテナ108Aおよびアンテナ108Bを除く配信装置10の各部は、バス101に接続されており、このバス101を介して各部間でデータの授受を行う。
無線通信部104は、無線通信により送信および受信を行う通信インターフェースであり、例えばIEEE802.11に準拠した通信方式で通信を行う。なお、無線通信の方式は、IEEE802.11に限定されるものではなく、他の通信方式であってもよい。無線通信部104は制御部102の制御の下、アンテナ108Aとアンテナ108Bのいずれかを無線通信部104に接続して無線通信を行う。また無線通信部104は、受信した電波の強度を測定する機能を備えており、受信した電波の強度を示す強度データを制御部102へ出力する。
アンテナ108Aおよびアンテナ108Bは、無線通信部104が無線通信を行う際に使用するアンテナである。アンテナ108Aは、例えば板状の逆F型アンテナであり、電波の送信と受信とを水平偏波で行う。なお、アンテナ108Aの接地(GND)部分と、配信装置10の金属製の筐体とは同一電位に保たれている。アンテナ108Bは、ダイポールアンテナであり、電波の送信と受信とを垂直偏波で行う。
室内において電波により通信を行う場合、アンテナの特性は全方向に渡って均等であることが望ましい。配信装置10の背面側にのみ垂直偏波のダイポールアンテナを配置した場合、垂直偏波面では略全方向に渡って均等な指向特性が得られるが、水平偏波面では配信装置10の筐体の影響により均等な指向特性が得にくくなる。水平偏波面でも良好な指向特性を得られるようにするために、配信装置10の背面側に水平偏波のアンテナを配置すれば指向特性は改善されるが、水平偏波のアンテナを配信装置10の外側に配置することは物理的に難しく現実的ではない。このため、本実施形態においては、水平偏波の逆F型アンテナを配信装置10の前面部に配置している。これにより、配信装置10の前方側においては、水平偏波面で良好な指向特性が確保される。具体的には、図2に示したようにアンテナを配置する。
図2は、配信装置10におけるアンテナ108Aおよびアンテナ108Bの配置位置を示した図である。図2に示したように配信装置10の筐体は直方体をしており、筐体の背面部には、他のAV機器との接続端子や電源ケーブル等が配置され、筐体の前面部には、配信装置10を操作するための各種操作子や、各種情報を表示する表示部106が配置されている。アンテナ108Aは、配信装置10の筐体の前面部内側に配設されており、アンテナ108Bは、配信装置10の筐体の背面部に配設されている。アンテナ108Aとアンテナ108Bとの間の距離は、λ/2以上(λ:通信に使用する電波の波長)離れており、アンテナ108Bの利得は、アンテナ108Aより3〜6dBほど大となっている。また、アンテナ108Aから出力される電波の偏波面と、アンテナ108Bから出力される電波の偏波面は90度の角度で交差するようになっている。また、アンテナ108Bは無指向性となっているが、アンテナ108Aは、指向性を有しており、その方向は配信装置10の前方方向となっている。
HDD(Hard Disk Drive)装置103は、子機20へ配信する楽曲データや、アンテナ選択テーブルTB1、配信装置10を制御するための各種データ等を記憶している。図3は、HDD装置103が記憶するアンテナ選択テーブルTB1のフォーマットを例示した図である。このアンテナ選択テーブルTB1は、「識別子」というフィールドと、「送信アンテナA」というフィールドと、「送信アンテナB」というフィールドとを有している。また、「送信アンテナA」および「送信アンテナB」というフィールドは、さらに「受信アンテナB」というフィールドと、「受信アンテナB」というフィールドを有している。これらのフィールドにおいて、「識別子」フィールドには、各子機を一意に識別する識別子が格納される。また、「受信アンテナA」フィールドにはアンテナ108Aで受信した電波の強度を表す強度データが格納され、「受信アンテナB」フィールドにはアンテナ108Bで受信した電波の強度を表す強度データが格納される。
なお、本実施形態においては、強度データは1〜5までの値となる。強度データの値のうち、「1」は電波を受信していないことを示している。また、「2」は通信エラーが多く通信不能なレベルを示し、「3」は通信エラーが多いが通信不能な程ではないレベルを示している。また、「4」は通信エラーが少ないレベルを示し、「5」は通信エラーが殆ど無いレベルを示す。
再生装置107は、CD(Compact Disk)やDVD(Digital Versatile Disk)等の記録メディアに記録された楽曲データを読み出す装置である。再生装置107により読み出された楽曲データは、HDD装置103に記憶される。表示部106は、例えば、液晶ディスプレイ装置等の表示装置を具備しており、制御部102の制御の下、文字やグラフィック等の各種表示を行う。操作部105は各種キーを具備しており、キーの押下等の各種操作に応じて操作内容に対応した信号を制御部102へ出力する。
制御部102は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を備えている。ROMに記憶されているプログラムがCPUにより実行されると、制御部102により各部が制御され、子機20から送信された電波の強度を検知して記憶する機能や、子機20と通信を行うのに適したアンテナをアンテナ108Aとアンテナ108Bとのいずれかから選択する機能、楽曲データを子機20へ配信する機能が実現する。
(子機20の構成)
次に子機20の構成について説明する。図1に示したように、子機20の各部は、バス201に接続されており、このバス201を介して各部間でデータの授受を行う。無線通信部204は、無線通信により送信および受信を行う通信インターフェースであり、アンテナ208を介して例えばIEEE802.11に準拠した通信方式で通信を行う。そして、配信装置10から送信される楽曲データの受信や各種データの送信を行う。
表示部206は、例えば、液晶ディスプレイ装置等の表示装置を具備しており、制御部202の制御の下、文字やグラフィック等の各種表示を行う。操作部205は各種キーを具備しており、キーの押下等の各種操作に応じて操作内容に対応した信号を制御部202へ出力する。メモリ203は、アンテナ208を介して無線通信部204で受信された楽曲データを一時記憶する。再生部207は、アンプやスピーカ、ヘッドフォン端子を備えており(いずれも図示略)、メモリ203から供給される楽曲データを再生し、楽曲データが表す楽音をスピーカまたはヘッドフォン端子に接続されたヘッドフォンから出力する。
制御部202は、CPU、ROM、RAM、および不揮発性メモリを備えている。不揮発性メモリには、各子機を一意に識別する識別子が記憶されている。制御部202においては、ROMに記憶されているプログラムがCPUにより実行されると、制御部202により各部が制御され、配信装置10と通信を行う機能や、配信装置10から送信された楽曲データを受信して記憶する機能、記憶した楽曲データを再生する機能等の各種機能が実現する。
[実施形態の動作]
次に本発明の実施形態に係る配信装置10と子機20の動作について説明する。なお、以下の説明においては、配信装置10が3つの子機20−1〜20−3へデータを配信する場合を想定して動作の説明を行う。また子機20−1〜20−3の識別子が操作部105から入力され、入力された識別子がアンテナ選択テーブルTB1に既に格納されている場合を想定して動作の説明を行う。
まず、制御部102は、子機20から送信される電波の強度を検知して記憶する処理を子機20へ楽曲データを配信する前に行う。制御部102は、まずカウンタNの値を初期化(N=1)する(図4:ステップS10)。次に制御部102は、無線通信部104を制御し、アンテナ108Aと無線通信部104とを接続する(ステップS11)。制御部102は、アンテナ選択テーブルTB1のN行目(NはカウンタNと同じ値)に格納されている子機20−1の識別子「01」を読み出し(ステップS12)、読み出した識別子を含む返信要求メッセージを、無線通信部104からアンテナ108Aを介して送信する(ステップS13)。アンテナ108Aから出力された返信要求メッセージは、子機20−1のアンテナ208を介して無線通信部204にて受信される。無線通信部204にて返信要求メッセージが受信されると、制御部202は、受信したメッセージに含まれている識別子と、制御部202の不揮発性メモリに記憶されている識別子が一致するか否かを判断する。ここで、識別子が一致した場合、制御部202は、返信要求メッセージに対する応答メッセージを無線通信部204からアンテナ208を介して送信する。なお、識別子が一致しない場合には、制御部202は応答メッセージに送信を行わない。このため、この時点では子機20−2および子機20−3からは応答メッセージは送信されない。
アンテナ208から出力された応答メッセージは、アンテナ108Aを介して無線通信部104にて受信される(ステップS14)。無線通信部104にて応答メッセージが受信されると、応答メッセージ受信時の受信電波の強度が検知され、検知した電波の強度を示す強度データが制御部102へ出力される。なお、無線通信部104は一定時間、応答メッセージを受信しなかった場合、値が「1」の強度データを制御部102へ出力する。また、電波を受信したことは検知したが、通信エラーが多くて通信を行うことができなかった場合には、値が「2」の強度データを制御部102へ出力する。制御部102は、この強度データが入力されると、「送信アンテナA」フィールドの「受信アンテナA」の列であって、返信要求メッセージと共に送信された識別子「01」が格納されている行のセルに強度データを格納する(ステップS15)。
次に制御部102は、読み出した識別子「01」を含む返信要求メッセージを、無線通信部104からアンテナ108Aを介して送信する(ステップS16)。そしてこの後、無線通信部104を制御してアンテナ108Bと無線通信部104とを接続し(ステップS17)、子機10−1から送信される応答メッセージを、アンテナ108Bを介して無線通信部104で受信する(ステップS18)。無線通信部104にて応答メッセージが受信されると、応答メッセージ受信時の受信電波の強度が検知され、検知した電波の強度を示す強度データが制御部102へ出力される。制御部102は、この強度データが入力されると、「送信アンテナA」フィールドの「受信アンテナB」の列であって、返信要求メッセージと共に送信された識別子「01」が格納されている行のセルに強度データを格納する(ステップS19)。
次に制御部102は、読み出した識別子「01」を含む返信要求メッセージを、アンテナ108Bを介して無線通信部104から送信し(ステップS20)、子機20−1から送信される応答メッセージを、アンテナ108Bを介して無線通信部104で受信する(ステップS21)。無線通信部104にて応答メッセージが受信されると、応答メッセージ受信時の受信電波の強度が検知され、検知した電波の強度を示す強度データが制御部102へ出力される。制御部102は、この出力された強度データが入力されると、「送信アンテナB」フィールドの「受信アンテナB」の列であって、返信要求メッセージと共に送信された識別子「01」が格納されている行のセルに強度データを格納する(ステップS22)。
次に制御部102は、読み出した識別子「01」を含む返信要求メッセージを、アンテナ108Bを介して無線通信部104から送信する(ステップS23)。そしてこの後、無線通信部104を制御してアンテナ108Aと無線通信部104とを接続し(ステップS24)、子機10−1から送信される応答メッセージを、アンテナ108Aを介して無線通信部104で受信する(ステップS25)。無線通信部104にて応答メッセージが受信されると、応答メッセージ受信時の受信電波の強度が検知され、検知した電波の強度を示す強度データが制御部102へ出力される。制御部102は、この強度データが入力されると、「送信アンテナB」フィールドの「受信アンテナA」の列であって、返信要求メッセージと共に送信された識別子「01」が格納されている行のセルに強度データを格納する(ステップS26)。
次に制御部102は、カウンタNに1を加算する(ステップS27)。そして制御部102は、アンテナ選択テーブルTB1のN行目に格納されている識別子を読み出す。ここで、N行目に識別子が格納されていない場合には(ステップS28;NO)、制御部102は処理を終了する。一方、N行目に識別子が格納されていた場合には(ステップS28;YES)、ステップS11へ処理の流れを戻し、ステップS11〜ステップS28の処理を再度行う。ステップS11〜ステップS28の処理を繰り返すことにより、子機毎にアンテナ108Aから電波を送信してアンテナ108Aで電波を受信した時の受信電波強度と、アンテナ108Aから電波を送信してアンテナ108Bで電波を受信した時の受信電波強度と、アンテナ108Bから電波を送信してアンテナ108Bで電波を受信した時の受信電波強度と、アンテナ108Bから電波を送信してアンテナ108Aで電波を受信した時の受信電波強度とがアンテナ選択テーブルTB1に格納される。
配信装置10は、アンテナ選択テーブルTB1の各セルに強度データ(受信電波強度)を格納した後、子機20と通信を行う場合には、アンテナ選択テーブルTB1に格納された強度データに基づいて、通信に使用するアンテナの選択を行う。例えば、図3に例示したように強度データがアンテナ選択テーブルTB1に格納された場合、識別子が「01」である子機20−1との通信では、アンテナ108Aから送信を行ってアンテナ108Aで受信を行う時、受信した電波の強度が最も強くなっている。このため、配信装置10は、子機20−1へ電波を送信する際にはアンテナ108Aを用いて送信を行い、子機20−1から送信された電波の受信を行う際にはアンテナ108Aを用いて受信を行う。一方、識別子が「03」である子機20−3との通信では、アンテナ108Bから送信を行ってアンテナ108Bで受信を行う時、受信した電波の強度が最も強くなっている。このため、配信装置10は、子機20−3へ電波を送信する際にはアンテナ108Bを用いて送信を行い、子機20−3から送信された電波の受信を行う際にはアンテナ108Bを用いて受信を行う。
以上説明したように本実施形態によれば、配信装置10が子機20と通信を行う際には、各子機との通信を行うのに最適なアンテナが選択されるので、より良い通信状態で子機20へ楽曲データを送信することができる。また、配信装置10を金属製のAVラック内に設置しても、各子機との通信を行うのに最適なアンテナが選択されるので、子機20との通信を確実に行うことが可能となり、子機との通信を行う際に子機との通信可能領域を広範にすることができる。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
上述した実施形態においては、返信要求メッセージを送信したアンテナでのみ応答メッセージを受信し、受信した電波の強度をアンテナ選択テーブルTB1に格納するようにしてもよい。また、ステップS10〜ステップS28の処理を一定の周期で行い、アンテナ選択テーブルTB1に格納される強度データを一定の周期で更新するようにしてもよい。
アンテナ108Bは配信装置10から取り外し可能な形状とし、接続ケーブルによって配信装置10へ接続するようにしてもよい。この態様によれば、アンテナ108Bを配信装置10から離れた場所に設置することができるため、配信装置10は、より良い通信状態で子機20と通信を行うことが可能となる。
アンテナ108Aで受信した時の電波の強度と、アンテナ108Bで受信した時の電波の強度とが同じである場合、予め定められた一方のアンテナを強制的に選択するようにしてもよい。
上述した実施形態においては、子機毎に通信に使用するアンテナを切替えているが、予め定めたいずれか一方のアンテナで通信を開始し、通信を行ったアンテナで通信エラーが一定時間連続した場合にはもう一方のアンテナを選択して通信を行うことを繰り返す自動選択モードと、子機毎にアンテナを切替えるモードとをユーザが選択できるようにしてもよい。
上述した実施形態においては、子機毎に通信に使用するアンテナを切替えているが、強度データに基づいていずれか一方のアンテナを選択し、選択したアンテナのみで通信を行うようにしてもよい。
例えば、図5(a)に示したように6つの部屋がある場合に、各部屋に子機を配置すると共に、アンテナ108Aが部屋1の方向を向くように配信装置10を配置し、アンテナ選択テーブルTB1に図6(a)に示したように強度データが格納された場合を想定する。この場合、配信装置10は、識別子が「04」の子機と識別子が「05」の子機に対してはアンテナ108Aを使用して通信が行えていない。よって、配信装置10は送信を行うアンテナをアンテナ108Bに固定し、受信を行うアンテナもアンテナ108Bに固定する。
また、例えば、図5(b)に示したように6つの部屋がある場合に、部屋1、部屋4、部屋5に子機を配置すると共に、アンテナ108Aが部屋1の方向を向くように配信装置10を配置し、アンテナ選択テーブルTB1に図6(b)に示したように強度データが格納された場合を想定する。この場合、子機は全て配信装置10の前方に位置しているため、受信した電波の強度はアンテナ108Aを使用した時の方が高くなっている。よって、この場合には、配信装置10は、送信を行うアンテナをアンテナ108Aに固定し、受信を行うアンテナもアンテナ108Aに固定する。なお、図6(b)においては、各子機において、アンテナ108Aで電波を受信した時とアンテナ108Bで電波を受信した時の強度データの値の差が「1」となっている。このような場合には、上述した自動選択モードに移行し、まずアンテナ108Aで通信を開始するようにしてもよい。
また、例えば、図5(c)に示したように6つの部屋がある場合に、各部屋に子機を配置し、金属製のラックに配信装置10を格納し、アンテナ108Aが部屋2の方向を向くように配信装置10を配置した場合を想定する。ここで、アンテナ選択テーブルTB1に図6(c)に示したように強度データが格納された場合、子機はアンテナ108Bを使用して通信が行えていない。この場合、配信装置10は送信を行うアンテナをアンテナ108Aに固定し、受信を行うアンテナもアンテナ108Aに固定する。
上述した実施形態において、新たに子機を購入して配置した場合には、購入した子機の識別子を新たに入力し、アンテナ選択テーブルTB1を拡張するようにしてもよい。また、新たに識別子を入力してアンテナ選択テーブルTB1が拡張された場合には、図4に示した処理を実行するようにしてもよい。
本発明の実施形態に係るオーディオシステムの全体構成図である。 同実施形態に係る配信装置10におけるアンテナ配置を説明する図である。 アンテナ選択テーブルTB1のフォーマットを示す図である。 制御部102が行う処理の流れを示したフローチャートである。 子機20の配置例を示した図である。 アンテナ選択テーブルTB1への強度データの格納例を示した図である。
符号の説明
10・・・配信装置、102・・・制御部、104・・・無線通信部、108A,108B・・・アンテナ、20,20−1〜20−3・・・子機、202・・・制御部、204・・・無線通信部、208・・・アンテナ。

Claims (3)

  1. 互いに異なる特性を有するとともに互いに所定の距離をおいて配置された第1および第2アンテナと、
    予め定められた子機から送信される電波を前記第1アンテナを介して受信し、受信した電波の強度を検知する第1強度検知手段と、
    前記子機から送信される電波を前記第2アンテナを介して受信し、受信した電波の強度を検知する第2強度検知手段と、
    前記子機を識別する識別子と、前記第1強度検知手段により検知された強度を示す第1強度データと、前記第2強度検知手段により検知された強度を示す第2強度データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
    前記子機の識別子に対応付けて前記記憶手段に前記第1強度データと前記第2強度データとが記憶されており、当該記憶されている第1強度データの示す強度が当該記憶されている第2強度データの示す強度より大となっている場合には、前記第1アンテナを介して当該子機と無線通信を行い、当該記憶されている第2強度データの示す強度が当該記憶されている第1強度データの示す強度より大となっている場合には、前記第2アンテナを介して当該子機と無線通信を行う通信手段と
    を有する無線装置。
  2. 前記第1アンテナは前記無線装置の筐体の前面部に配置され、前記第2アンテナは前記無線装置の筐体の背面部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の無線装置。
  3. 前記第1アンテナはダイポール型であり、前記第2アンテナは逆F型であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線装置。
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