JP2013254430A - 通信装置及び通信制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更して消費電力を抑制する。
【解決手段】初期状態では、通信装置1は、ポーリングループにおいて、ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)の各通信方式に対し、一律に等しい送信頻度で近距離無線通信を行う。時間が経過すると、通信装置1は、RFIDタグ5からの通信方式毎の受信応答の受信回数を基に、最も受信回数の多い通信方式を除く他の通信方式の搬送波の送信頻度を減らす。通信装置1は、例えばISO14443 Type Aの送信頻度を1/2に設定し、ポーリングループの2周期分のうち1周期分だけISO14443 Type Aに応じた搬送波を送信する。
【選択図】図1

Description

本発明は、近距離無線通信を行う通信装置及び通信制御方法に関する。
従来から、近距離無線通信において複数の通信方式にそれぞれ対応した各搬送波を送信する通信装置に関する先行技術として、通信相手(タグ)からの搬送波に対する応答信号を受信した時刻情報の履歴を基に、リーダライタ(R/W)機能における単一の通信方式の搬送波の送信周期(ポーリング周期)を変更することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
現在、NFC(Near Field Communication)等の近距離無線通信では、通信相手としてのRFID(Radio Frequency Identification)タグ又は非接触IC(Integrated Circuit)カードへの送信信号の種類として、少なくとも3種類の規格(ISO14443 Type A、ISO14443 Type B,Felica(登録商標))に対応した通信方式が存在している。このように、NFC規格に準拠し、複数の通信方式に応じた各搬送波を送信可能でRFIDタグ又は非接触ICカードからの受信応答、即ち、搬送波を受信したことを返答するための応答信号を受信可能な通信装置(以下、便宜的に「NFC通信装置」という)が存在している。
NFC通信装置は、複数の通信方式を時分割に切り替えながら通信相手としてのRFIDタグ又は非接触ICカードに対してポーリングする。つまり、NFC通信装置は、通常の動作として、アイドル状態(非動作状態)→ISO14443 Type Aの搬送波の送信→ISO14443 Type Bの搬送波の送信→Felica(登録商標)の搬送波の送信→アイドル状態の順に、時分割でリーダライタ(R/W)機能の動作を実行し、このようなループのポーリングを循環的に行うことで通信装置としてのRFIDタグ又は非接触ICカード等の外部デバイスの近接を検知する。
特開2010−108041号公報
しかしながら、従来のNFC通信装置は、リーダライタ機能の動作時において複数の通信方式を時分割で切り替えながらポーリングを行うので、通信方式の切り替えに伴う消費電力が大きかった。そこで、消費電力を抑制するためにNFC通信装置におけるアイドル状態(非動作時間)を増やしたり又は特許文献1のようにポーリング周期を長くしたりすると、頻繁に使用する通信方式の搬送波に対する受信応答の受信までに時間がかかることになり、NFC通信装置におけるユーザの操作性が劣化する。
また、使用機器(通信相手としてのRFIDタグ若しくは非接触ICカード)又は使用地域によってはほとんど使用しない通信方式が存在したとしても、NFC通信装置のユーザの許可なくほとんど使用しない特定の通信方式の使用を完全に不可とすることはできなかった。
また、1回のポーリングループにおけるリーダライタ機能の動作時間の変更はNFCの規格仕様として困難である。例えば1回のポーリングループにおけるリーダライタ機能動作時間を変更すると、通信方式によっては通信相手からの受信応答を受信することができない場合が存在することになり、NFC通信装置の動作として支障がある。
本発明は、上述した事情に鑑みて案出されたものであり、使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更し、消費電力を抑制する通信装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態の通信装置は、外部端末と通信する通信装置であって、複数の通信方式に対応する各々の搬送波を前記外部端末に向けて時分割に送信する送信部と、前記送信された各々の前記通信方式の搬送波に対する前記外部端末からの受信応答を受信する受信部と、前記受信された各々の前記通信方式の搬送波の受信応答の受信回数を記憶する記憶部と、前記記憶された前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定する送信頻度決定部と、を備える。
この構成によれば、使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更し、消費電力を抑制することができる。
本発明の一実施形態の通信制御方法は、外部端末と通信する通信装置における通信制御方法であって、複数の通信方式に対応して時分割に送信された各々の搬送波に対する前記外部端末からの受信応答を受信するステップと、前記受信された各々の前記通信方式の搬送波の受信応答の受信回数を記憶するステップと、前記記憶された前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定するステップと、前記決定された各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度に応じて、各々の前記通信方式の搬送波を時分割に送信するステップと、を有する。
この方法によれば、使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更し、消費電力を抑制することができる。
本発明によれば、使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更し、消費電力を抑制することができる。
第1の実施形態における通信装置1の機能的構成を示すブロック図 ポーリングループを示す円グラフ ポーリングループにおける各通信方式の割合の時間変化を示すグラフ 各通信方式の搬送波の送信頻度の一例を示すタイミングチャート、(A)送信頻度の変更前におけるポーリングループ、(B)送信頻度の変更後におけるポーリングループ 第1の実施形態における通信装置1の通信動作手順を説明するフローチャート 第2の実施形態における通信装置1Aの機能的構成を示すブロック図 第2の実施形態における通信装置1Aの通信動作手順を説明するフローチャート 第3の実施形態における通信装置1Bの機能的構成を示すブロック図 第3の実施形態における通信装置1Bの通信動作手順を説明するフローチャート
以下、本発明に係る通信装置及び通信制御方法の各実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の通信装置は、上述した近距離無線通信におけるNFC規格に準拠し、リーダライタ(R/W)機能を有する電子機器であって、例えば携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、デジタルスチルカメラ、PDA(personal digital assistant)又は電子書籍端末等である。通信装置は、リーダライタ(R/W)機能において、通信相手としての例えばRFIDタグと近距離無線通信を行い、RFIDタグに対して読み書きを行う。また、RFIDタグは様々な機器又は物品に搭載される。また、以下の説明では、通信装置の通信相手の一例としてRFIDタグを用いるが、通信装置の通信相手は非接触ICカードであっても良い。
なお、本発明は、装置としての通信装置、又は通信装置をコンピュータとして動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。更に、本発明は、通信装置により実行される各動作(ステップ)を含む通信制御方法として表現することも可能である。即ち、本発明は、装置、方法及びプログラムのうちいずれのカテゴリーにおいても表現可能である。
また、以下の説明において、通信装置が非動作状態から通信相手(例えばRFIDタグ)に対して複数の通信方式の各搬送波を時分割に切り替えて送信し、全ての種類の搬送波の送信を終えて非動作状態に戻るまでの動作を「ポーリングループ(polling loop)」と定義する(図2参照)。なお、ポーリングループについては図2を参照して詳述する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における通信装置1の機能的構成を示すブロック図である。通信装置1は、ポーリングループの動作を行い、複数の通信方式毎に異なる各搬送波を時分割に送信し、外部端末(通信相手)であるRFIDタグ5からの応答信号としての受信応答(Ack信号)を受信し、RFIDタグ5に応じた動作を実行する。
図1に示す通信装置1は、送受信用のアンテナAntが接続された搬送波送受信部11、通信方式決定部12、計時部13、タグ受信応答履歴記憶部14、動作実行制御部15及び動作実行部16を含む。
送信部及び受信部としての搬送波送受信部11は、NFC規格に準拠した近距離無線通信が可能な通信回路によって構成され、予め定められた送信頻度又は通信方式決定部12によって決定された送信頻度に従って、複数の通信方式の各搬送波を時分割にRFIDタグ5に送信し、送信された搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信する。
具体的には、搬送波送受信部11は、循環的に行われるポーリングループにおいて予め定められた送信頻度又は通信方式決定部12によって決定された送信頻度に従って、自通信装置1のIDを含む所定データを変調して各通信方式の搬送波を生成する。搬送波送受信部11は、生成された搬送波をRFIDタグ5に時分割に送信する。搬送波送受信部11は、RFIDタグ5に適合するいずれかの通信方式の搬送波をRFIDタグ5が受信した旨の受信応答(Ack応答)をRFIDタグ5から受信する。
また、搬送波送受信部11は、RFIDタグ5に適合する通信方式の搬送波に対する受信応答を受信した時に、タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式毎の受信応答の受信回数を更新すると共に、RFIDタグ5から受信応答を受信した旨の情報を動作実行制御部15に出力する。例えば、搬送波送受信部11は、ISO14443 Type Aの搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信した時には、タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式(ISO14443 Type A)の受信応答の受信回数を1加算する。
なお、予め定められた送信頻度とは、後述のISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)の送信頻度がいずれも1であり(図2参照)、この場合では1回のポーリングループにおいてISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)にそれぞれ対応した搬送波が1回ずつ送信される。また、例えばISO14443 Type Aの搬送波の送信頻度が1/2であるとは、ISO14443 Type Aの搬送波が2回のポーリングループのうち1回だけ送信されることを表す。
送信頻度決定部としての通信方式決定部12は、ポーリングループにおけるアイドル状態(非動作状態)の間に、RFIDタグ5から受信した通信方式毎の各搬送波の受信応答の受信回数を基に、予め定められている複数の通信方式の搬送波の送信頻度を決定する。本実施形態を含む各実施形態では、予め定められている複数の通信方式とは、国際標準規格ISO/IEC14443に準拠した3つの規格ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)である。ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)は周知であるため、これらについての説明は省略する。
また、通信方式決定部12は、予め定められている複数の通信方式の搬送波の送信頻度の決定結果に従って、ポーリングループにおける第1番目以降の各通信方式の搬送波を搬送波送受信部11に時分割に送信させる。
計時部13は、通信装置1における現在時刻を計時するタイマであり、計時された時刻情報を通信方式決定部12に出力している。
タグ受信応答履歴記憶部14は、通信装置1に内蔵されるハードディスク又はフラッシュメモリを用いて構成され、通信装置1が受信したデータ又は生成したデータを記憶する。タグ受信応答履歴記憶部14は、搬送波送受信部11が受信した通信方式毎のRFIDタグ5からの受信応答の受信回数(使用実績)の情報を記憶する。なお、タグ受信応答履歴記憶部14は、ハードディスク又はフラッシュメモリではなく、例えば、USB(Universal Serial Bus)端子を介して接続された外部記憶媒体(例えばUSBメモリ)を用いて構成されても良い。
動作実行制御部15は、搬送波送受信部11がRFIDタグ5からいずれかの通信方式の搬送波に対する受信応答を受信した時に搬送波送受信部11から出力された、受信応答をRFIDタグ5から受信した旨の情報を基に、RFIDタグ5に対応する動作の動作実行情報を取得して当該動作を実行する旨の実行指示を動作実行部16に出力する。なお、RFIDタグ5に対応する動作の動作実行情報は、RFIDタグ5毎にタグ受信応答履歴記憶部14に記憶されていても良いし、搬送波送受信部11から取得した情報に含まれていても良い。
動作実行部16は、例えば通信装置1において実行可能なアプリケーションであり、動作実行制御部15からの実行指示を基に、RFIDタグ5に対応する動作を実行する。例えば、RFIDタグ5に対応する動作として「メーラの起動」が予め割り当てられていれば、動作実行部16は、動作実行制御部15からの実行指示を基に、アプリケーションとして例えば「メーラ」を起動する(実行する)。
なお、通信方式決定部12、動作実行制御部15、動作実行部16の各部は、通信装置1に内蔵されるプロセッサ(不図示)が各部の動作を規定したプログラムを読み込むことで実行可能となる。このプログラムは例えば通信装置1に内蔵される不図示のROM(Read Only Memory)に予め記憶されている。なお、不図示のプロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)を用いて構成される。
RFIDタグ5は、ポーリングループにおいて通信装置1から送信された各通信方式の搬送波を受信する。RFIDタグ5は、自RFIDタグ5に適合する通信方式の搬送波を受信した時に自RFIDタグ5に内蔵されるICチップ(不図示)の回路が起動するパッシブ型である。
RFIDタグ5は、自RFIDタグ5に適合する通信方式の搬送波に対する応答信号(受信応答)として、自RFIDタグ5のIDを含む所定データを変調した搬送波を生成し、生成された搬送波(受信応答)を通信装置1に返す(送信する)。なお、RFIDタグ5としては、上述したパッシブ型ではなくても良く、例えばRFIDタグ5内に電源を有し、受信応答としての搬送波を送信するアクティブ型でも良い。
(ポーリングループ:Polling Loop)
図2は、ポーリングループを示す円グラフである。図2に示すように、通信装置1は、リーダライタ(R/W)機能において、ポーリング時に通信方式を時分割に切り替えて搬送波を送信し、RFIDタグ5の近接の有無を判定する。本実施形態のポーリングループでは、ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)からなる3つの通信方式が時分割に切り替えられる。
ポーリングループの初期状態では、これら3つの通信方式(ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標))に対応する各々の搬送波の送信頻度は同じである。即ち、通信装置1は、図2に示す点Sの位置からポーリングループが開始するとすれば、アイドル状態(非動作状態)→ISO14443 Type A→ISO14443 Type B→Felica(登録商標)→アイドル状態(非動作状態)の順に、通信方式を時分割に切り替え、各々の通信方式の搬送波を時分割に送信し、RFIDタグ5からの受信応答を待機する。
なお、図2に示すように、ポーリングループにおけるアイドル状態(非動作状態)の間、アイドル状態(非動作状態)とする代わりに、通信装置1は、接触ICカード又はRFIDタグとして振る舞うカードエミュレーションの機能を実行しても良い。なお、ポーリングループの初期状態とは、通信方式決定部12が各通信方式(ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標))に対応する各搬送波の送信頻度を決定(変更)する前の状態を表す。
図3は、ポーリングループにおける各通信方式の割合の時間変化を示すグラフである。縦軸は、ポーリングループにおける各通信方式の割合を表す。横軸は月単位の時間を表す。
ポーリングループの初期状態では、通信装置1は、リーダライタ(R/W)機能においてポーリングループ内のISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)の各通信方式に対し、等しい送信頻度で搬送波を時分割に送信して近距離無線通信を行う。ところが、例えば通信装置1の購入直後から時間が経過すると(1ヵ月後、2ヶ月後、…)、通信装置1は、これまでのRFIDタグ5からの受信応答の受信回数の履歴を基に、ポーリングループ内のISO14443 Type A、ISO14443 Type Bの送信頻度を減らす。
例えば、購入直後から1ヶ月又は2ヶ月が経過した時におけるRFIDタグ5又は非接触ICカードから受信した受信応答の受信回数は、Felica(登録商標)が最も多く、その次にISO14443 Type Bが多く、最後にISO14443 Type Aであるとする。この場合、通信装置1は、最も受信応答の受信回数が多い通信方式の搬送波に対する受信応答の受信回数と、他の通信方式の搬送波に対する受信応答の受信回数との比率となるように、他の通信方式の搬送波の送信頻度を算出して変更する。
図4は、各通信方式の搬送波の送信頻度の一例を示すタイミングチャートである。図4(A)は、送信頻度の変更前におけるポーリングループ、即ち、ポーリングループの初期状態を示す。図4(B)は、送信頻度の変更後におけるポーリングループを示す。縦軸は送信の有無を表し、横軸は秒単位の時間を表す。図4(A)及び(B)に示す各タイミングチャートでは、3回分のポーリングループ時における各通信方式に対応する各搬送波の送信頻度が示されている。
図4(A)に示すように、ポーリングループの初期状態では、通信装置1は、リーダライタ(R/W)機能においてポーリングループ内のISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)の各通信方式に対し、等しい送信頻度で搬送波を時分割に送信して近距離無線通信を行う。図4(A)に示す例では、ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)に対応する各搬送波の送信頻度はそれぞれ1である。このため、通信装置1は、毎回のポーリングループにおいて、ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)に対応する各搬送波を時分割に送信する。
図4(B)に示すように、通信装置1は、各々の通信方式に対応する各搬送波の送信頻度として、例えばISO14443 Type Aの搬送波の送信頻度を1から1/2に変更し、ISO14443 Type Bの搬送波の送信頻度を1から2/3に変更するとする。この場合、通信装置1は、ISO14443 Type Aの搬送波に対して2回のポーリングループのうち1回だけ送信し、ISO14443 Type Bの搬送波に対して3回のポーリングループのうち2回だけ送信する。また、通信装置1は、毎回のポーリングループにおいてFelica(登録商標)の搬送波を送信する。
即ち、図4(B)に示すように、通信装置1は、例えば1回目のポーリングループではISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)の各通信方式の搬送波を送信し、2回目のポーリングループではISO14443 Type B、Felica(登録商標)の各通信方式の搬送波を送信し、3回目のポーリングループでは、ISO14443 Type A、Felica(登録商標)の各通信方式の搬送波を送信する。
(第1の実施形態における通信装置1の通信動作手順)
図5は、第1の実施形態における通信装置1の通信動作手順を説明するフローチャートである。図5に示す動作は、例えば図2に示すポーリングループの円グラフにおける点S以降のアイドル状態(非動作状態)の時点において行われるとする。
図5において、先ず、通信方式決定部12は、タグ受信応答履歴記憶部14から通信方式毎のRFIDタグ5からの受信応答の受信回数の情報を取得する(S1)。通信方式決定部12は、取得された受信応答の受信回数の情報を基に、通信方式毎の搬送波の送信頻度を決定する(S2)。
ここで、通信方式決定部12が取得した受信応答の受信回数の情報を基に、通信方式毎の搬送波の送信頻度を決定する具体例を説明する。タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式毎のRFIDタグ5からの受信応答の受信回数は、例えば、説明を分かり易くするために、ISO14443 Type Aで30回、ISO14443 Type Bで40回,Felica(登録商標)で60回とする。
通信方式決定部12は、例えば最も多いFelica(登録商標)の受信応答の受信回数を分母とし、次に残りのISO14443 Type A、ISO14443 Type Bの受信応答の受信回数を分子とする比率を算出する。通信方式決定部12は、ISO14443 Type Aの搬送波の送信頻度を初期値1から30/60=1/2に変更し、ISO14443 Type Bの搬送波の送信頻度を初期値1から40/60=2/3に変更する。なお、受信応答の受信回数が最も多いFelica(登録商標)の搬送波の送信頻度はそのままとする。
通信方式決定部12は、ステップS2において決定された送信頻度に従って、ポーリングループにおいて送信するための搬送波に対応する通信方式を決定する(S3)。例えば、通信方式決定部12は、第1回目のポーリングループにおいて全ての通信方式の搬送波を送信する場合には、送信頻度が1/2に変更されたISO14443 Type Aの搬送波を第2回目のポーリングループでは送信しないと決定する。同様に、通信方式決定部12は、送信頻度が2/3に変更されたISO14443 Type Bの搬送波を第2回目のポーリングループ時には送信し、第3回目のポーリングループでは送信しないと決定する。
但し、通信方式決定部12は、ステップS2において決定された送信頻度に従って各通信方式に対応する各搬送波を送信するのであれば第何回目のポーリングループにおいて搬送波を送信する又は送信しないかを決定するかは任意として良く、例えば送信頻度が1/2に変更されたISO14443 Type Aに対して、第1回目のポーリングループ時にISO14443 Type Aの搬送波を送信せずに第2回目のポーリングループ時に送信しても良い。ISO14443 Type Bについても同様である。
通信方式決定部12は、ステップS3における決定結果に従ったポーリングループにおける第1番目の通信方式の搬送波を搬送波送受信部11に送信する旨の情報を搬送波送受信部11に出力する。搬送波送受信部11は、通信方式決定部12から出力された情報を基に、ステップS3における決定結果に従ったポーリングループにおける第1番目の通信方式の搬送波を送信する(S4)。
搬送波送受信部11は、ステップS4の搬送波の送信時から所定時間以内に同搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信したか否かを判定する(S5)。所定時間以内に搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信しなかった場合には(S5、NO)、タイムアウトとして、通信方式決定部12は、搬送波を送信するための通信方式を次の通信方式に切り替え(S6)、切り替え後の通信方式の搬送波を送信する旨の情報を搬送波送受信部11に出力する。搬送波送受信部11は、ステップS4において、ステップS6で切り替えられた通信方式の搬送波を送信する。
一方、所定時間以内に搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信した場合には(S5、YES)、搬送波送受信部11は、タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式毎の搬送波に対する受信応答の受信回数を更新する(S7)。これにより、RFIDタグ5から受信した受信応答に対応する通信方式に対して、タグ受信応答履歴記憶部14に記憶される当該通信方式の搬送波に対する受信応答の受信回数が1増加する。
更に、搬送波送受信部11は、受信応答をRFIDタグ5から受信した旨の情報を動作実行制御部15に出力する。動作実行制御部15は、搬送波送受信部11から出力された情報を基に、RFIDタグ5に対応する動作の動作実行情報を取得して当該動作を実行する旨の実行指示を動作実行部16に出力する(S8)。動作実行部16は、動作実行制御部15から出力された実行指示を基に、RFIDタグ5に対応する動作を実行する(S9)。ステップS9の後、通信装置1の動作はステップS1の処理に戻る。
以上により、本実施形態における通信装置1は、RFIDタグ5からの受信応答の受信回数を基に、ポーリングループにおける各通信方式の搬送波の送信頻度を変更する。これにより、通信装置1は、複数の通信方式に対応する各搬送波に対する受信応答の受信回数(使用実績)に応じて、あまり使用されていない通信方式の搬送波の送信を抑えることができ、通信装置1のリーダライタ(R/W)機能における消費電力を効果的に削減(抑制)することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、RFIDタグ5からの受信応答の受信回数と、RFIDタグ5から受信応答を受信した時における通信装置の傾き、加速度、位置、曜日を含む日時の各情報とを基に、各通信方式に対応する各搬送波の送信頻度を変更する通信装置1Aの例を説明する。
図6は、第2の実施形態における通信装置1Aの機能的構成を示すブロック図である。図6に示す通信装置1Aにおいて、図1に示す通信装置1と同一の構成要素については同一の符号を用いることで説明を省略し、異なる内容について説明する。
図6に示す通信装置1Aは、アンテナAntが接続された搬送波送受信部11、通信方式決定部12A、計時部13A、タグ受信応答履歴記憶部14A、動作実行制御部15、動作実行部16、傾き検出部17、加速度検出部18及び位置検出部19を含む。
傾き検出部17は、例えばジャイロセンサを用いて構成され、通信装置1Aの筐体の傾きを検出する。傾き検出部17は、搬送波送受信部11が受信応答をRFIDタグ5から受信した時に受信応答に対応する通信方式の情報と傾き検出結果の情報とを対応付けてタグ受信応答履歴記憶部14Aに記憶させる。
加速度検出部18は、例えば静電容量検出方式又はピエゾ抵抗方式に対応した加速度センサを用いて構成され、通信装置1Aの加速度を検出する。加速度検出部18は、搬送波送受信部11が受信応答をRFIDタグ5から受信した時に受信応答に対応する通信方式の情報と加速度検出結果の情報とを対応付けてタグ受信応答履歴記憶部14Aに記憶させる。
位置検出部19は、例えばGPS(Global Positioning System)受信機を用いて構成され、通信装置1Aの位置を検出する。位置検出部19は、搬送波送受信部11が受信応答をRFIDタグ5から受信した時に受信応答に対応する通信方式の情報と位置検出結果の情報とを対応付けてタグ受信応答履歴記憶部14Aに記憶させる。
時刻取得部としての計時部13Aは、現在時刻に限らず、日付又は曜日を含む時刻情報を取得して通信方式決定部12Aに出力すると共に、搬送波送受信部11がRFIDタグ5から受信応答を受信した時の時刻情報をタグ受信応答履歴記憶部14Aに記憶させる。
(第2の実施形態における通信装置1Aの通信動作手順)
図7は、第2の実施形態における通信装置1Aの通信動作手順を説明するフローチャートである。図7に示す動作は、例えば図2に示すポーリングループの円グラフにおける点S以降のアイドル状態(非動作状態)の時点において行われるとする。また、図7の説明において、図5に示す第1の実施形態における通信装置1と同一の動作については、同一のステップ番号を付して説明を省略し、異なる内容について説明する。
図7において、ステップS1の後、通信方式決定部12Aは、タグ受信応答履歴記憶部14から各々の検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報を読み出して取得する(S1A)。
通信方式決定部12Aは、ステップS1において取得した通信方式毎の搬送波に対する受信応答の受信回数の情報とステップS1Aにおいて取得した各検出部の出力情報とを基に、通信方式毎の搬送波の送信頻度を決定する(S2A)。なお、ステップS2Aでは、通信方式決定部12Aは、各々の検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報の他に、受信応答を受信した時の時刻情報を含めて、搬送波の送信頻度を決定しても良い。
ここで、通信方式決定部12Aが取得した受信応答の受信回数の情報と各検出部の出力情報とを基に、通信方式毎の搬送波の送信頻度を決定する具体例を説明する。タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式毎のRFIDタグ5からの受信応答の受信回数が、説明を分かり易くするために、例えばISO14443 Type Aで30回、ISO14443 Type Bで40回、Felica(登録商標)で60回とする。
また、各検出部の出力情報として、説明を分かり易くするために、通信方式(ISO14443 Type Aのみ)の搬送波に対する受信応答に対応して傾き情報が0°(地面に対して平行に傾けられている)とし、通信方式(ISO14443 Type Bのみ)の搬送波に対する受信応答に対応して加速度情報が0(静止している状態)とし、更に、通信方式(Felica(登録商標)のみ)の搬送波に対する受信応答に対応して位置が北緯XXX°及び東経YYY°であるとする。更に、説明を分かり易くするために、通信方式決定部12Aが搬送波の送信頻度を決定する時における通信装置1Aの傾き情報が0°、加速度情報が10(m/s)、位置が北緯XXX°及び東経YYY°であるとする。
通信方式決定部12Aは、搬送波の送信頻度を決定する時に各検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報を得ており、これらの出力情報と同一又は近い情報となる通信方式毎の搬送波に対する受信応答の受信回数に所定値(例えば15)を加算する。なお、近い情報とは、各検出部の出力情報に応じて、予め通信方式決定部12Aの動作において予め定められていることが好ましく、例えば同一の値の±5%の範囲内である。更に、加算される所定値は、通信方式に依らずに一律に一定値ではなく、例えば地域によって異なる値としても良い。これにより、通信方式決定部12Aは、地域によって主要な通信方式に対応した搬送波の送信頻度を効果的に決定することができる。
上述した例では、通信方式決定部12Aは、搬送波の送信頻度を決定する時に得た各検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報のうち、傾き検出結果と位置検出結果とがタグ受信応答履歴記憶部14から取得した情報と同一であると判定する。
通信方式決定部12Aは、同一と判定した傾き検出結果に対応する通信方式(ISO14443 Type A)と位置検出結果に対応する通信方式(Felica(登録商標))とにおける各受信応答の受信回数に所定値(15)を加算する。これにより、通信方式決定部12Aは、最も多いFelica(登録商標)の受信応答の受信回数を分母とし、次に残りのISO14443 Type A、ISO14443 Type Bの受信応答の受信回数を分子とする比率の算出結果として、ISO14443 Type Aの搬送波の送信頻度を初期値1から(30+15)/(60+15)=3/5に変更し、ISO14443 Type Bの搬送波の送信頻度を初期値1から45/(60+15)=3/5に変更する。
搬送波送受信部11は、ステップS4の搬送波の送信時から所定時間以内に同搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信したか否かを判定する(S5A)。所定時間以内に搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信しなかった場合には(S5A、NO)、タイムアウトとして、通信装置1Aの動作はステップS1Aに戻る。この場合には、通信装置1Aは、現時点の各各検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報を用いて、通信方式毎の搬送波の送信頻度を再度決定することを試みる。
一方、所定時間以内に搬送波に対する受信応答をRFIDタグ5から受信した場合には(S5A、YES)、搬送波送受信部11は、タグ受信応答履歴記憶部14に記憶されている通信方式毎の搬送波に対する受信応答の受信回数を更新すると共に(S7A)、搬送波送受信部11が受信応答を受信した時の各検出部(傾き検出部17,加速度検出部18,位置検出部19)の出力(傾き検出結果,加速度検出結果,位置検出結果)情報をタグ受信応答履歴記憶部14に記憶させる(S7A)。
以上により、本実施形態の通信装置1Aは、ユーザの行動パターンに合わせて、リーダライタ(R/W)機能を用いる時の各検出部の出力情報と一致又はそれに近い状態における通信方式の搬送波の送信頻度を増加し、あまり用いない通信方式の搬送波の送信頻度を抑える。これにより、通信装置1Aは、第1の実施形態における通信装置1の効果に加え、ユーザの行動(使用状況)を考慮した消費電力の削減を一層効果的に行うことができる。
例えば、通信装置1Aが所定の傾きになった時(RFIDタグ5にかざす時に通信装置1Aの傾きに癖がユーザにある)場合に、通信装置1Aは、この通信方式の搬送波の送信頻度を増やす。また、通常、移動しながらリーダライタ機能を用いることは無いので、加速度検出部18の出力情報として静止状態でなく移動状態である場合では、通信装置1Aは、いずれの通信方式に対応する搬送波の送信頻度を減らしても良い。また、通信装置1Aは、時刻、曜日、位置の各情報を基に、例えば毎週日曜の夜に同じお店でRFIDタグ5が貼付されたクーポンを読み込む場合に、この通信方式の搬送波の送信頻度を増やす。
なお、第2の実施形態では、通信装置1Aの状態を表す物理量として、筐体の傾き、加速度、及びGPS位置のセンサ情報を入力したが、温度又は気圧等の物理量が含まれてもよい。
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、ユーザが通信装置の筐体を縦方向、横方向又は斜め方向に振った場合に、第1又は第2の各実施形態において説明した方法によって決定された各通信方式の搬送波の送信頻度を初期化する通信装置1Bの例を説明する。
図8は、第3の実施形態における通信装置1Bの機能的構成を示すブロック図である。図8に示す通信装置1Bにおいて、図1に示す通信装置1と同一の構成要素については同一の符号を用いることで説明を省略し、異なる内容について説明する。なお、本実施形態では、通信装置1Bは、第1の実施形態の通信装置1の構成に加速度検出部20を更に含む構成としているが、第2の実施形態の通信装置1Aの構成に加速度検出部20を更に含む構成としても良い。
図8に示す通信装置1Bは、アンテナAntが接続された搬送波送受信部11、通信方式決定部12B、計時部13、タグ受信応答履歴記憶部14、動作実行制御部15、動作実行部16及び加速度検出部20を含む。
加速度検出部20は、例えば静電容量検出方式又はピエゾ抵抗方式に対応した加速度センサを用いて構成され、通信装置1Bの加速度を検出する。加速度検出部20は、ユーザが通信装置1Bの筐体を縦方向、横方向又は斜め方向に振った場合に、所定閾値以上の加速度を検出する。加速度検出部20は、加速度の検出結果の情報を通信方式決定部12Bに出力する。
(第3の実施形態における通信装置1Bの通信動作手順)
図9は、第3の実施形態における通信装置1Bの通信動作手順を説明するフローチャートである。図9に示す動作は、例えば図2に示すポーリングループの円グラフにおける点S以降のアイドル状態(非動作状態)の時点において行われるとする。また、図9の説明において、図5に示す第1の実施形態における通信装置1と同一の動作については、同一のステップ番号を付して説明を省略し、異なる内容について説明する。
また、図9に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートのステップS1とステップS3との間のステップS2を、図9のステップS1B,ステップS1C,ステップS2A,ステップS2Bに置き換えた内容である。但し、通信装置1Bの構成が第2の実施形態の通信装置1Aの構成に加速度検出部20を更に含む構成とした場合では、図7に示すフローチャートのステップS1とステップS1Aとの間に図9のステップS1B,ステップS1C,ステップS2A,ステップS2Bを挿入した内容となる。
図9において、ステップS1の後、通信方式決定部12Bは、加速度検出部20から出力された検出結果の情報(加速度情報)を取得する(S1B)。通信方式決定部12Bは、ステップS1Bにおいて取得された検出結果の情報(加速度情報)が所定閾値以上であるか否かを判定する(S1C)。ここで、所定閾値は、ユーザが通信装置1Bの筐体を縦方向、横方向又は斜め方向に振った場合に検出される加速度と同程度又は未満の値である。
通信方式決定部12Bは、ステップS1Bにおいて取得された加速度情報が所定閾値以上であると判定した場合には(S1C、YES)、現在の各搬送波の送信頻度を初期値に戻す(S2B)。即ち、通信方式決定部12Bは、各通信方式の搬送波の送信頻度をリセットして各々の通信方式の搬送波の送信頻度を1に戻す。
通信方式決定部12Bは、ステップS1Bにおいて取得された加速度情報が所定閾値未満であると判定した場合には(S1C、NO)、ステップS1において取得された受信応答の受信回数の情報を基に、通信方式毎の搬送波の送信頻度を決定する(S2A)。なお、ステップS2Aの動作の詳細は図5に示すステップS2と同一であり、更に、図9のステップS3以降の動作は図5に示すステップS3以降と同一であるため、説明を省略する。
また、ステップS2Bの初期化では、通信方式決定部12Bは、各通信方式の搬送波の送信頻度を1に戻すのではなく、各通信方式の搬送波に対する受信応答の受信回数を所定値としても良い。この所定値は、0ではなく、受信応答が一定回数受信されたことを表す値(例えば10)である。つまり、通信方式決定部12Bは、所定値を0とせずに受信応答が一定回数受信されたことを表す値とすることで、送信頻度を算出する際に、受信応答の受信回数が最も多い通信方式との差分値が大きくなることによって送信頻度が小さくなる、即ち、ポーリング間隔が長くなりすぎることを防ぐことができる。ポーリング間隔が長くなりすぎると、ユーザは通信装置1Bのリーダライタ(R/W)機能が反応しなくなったと勘違いするため、ポーリング間隔が長くなりすぎることは避ける必要がある。
以上により、本実施形態における通信装置1Bは、ユーザが通信装置1Bを縦方向、横方向又は斜め方向に振った場合に、現在の通信方式毎の搬送波の送信頻度を初期化する。これにより、通信装置1Bは、第1又は第2の実施形態の通信装置1又は1Aの効果に加え、例えば通信装置1Bにおける特定の通信方式の搬送波の送信頻度(ポーリング間隔)が小さく(長くなった)場合に反応が鈍くなったと考えるユーザの要求に応えることができ、購入直後の状態における送信頻度(ポーリング間隔)に戻すことでリーダライタ(R/W)機能における利便性を復活させることができる。
以上、図面を参照して各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種実施の形態の変更例または修正例、更に各種実施の形態の組み合わせ例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
上述した第1の実施形態では、RFIDタグ5からの受信応答の受信回数を基に、搬送波の送信頻度を変更したが、通信方式決定部12は、例えばユーザの操作により入力された値を通信方式毎の搬送波の送信頻度としても良い。これにより、通信方式決定部12は、リーダライタ(R/W)機能においてユーザの意図を反映させた搬送波の送信頻度を決定することができる。
同様に、第2の実施形態では、通信方式決定部12Aは、例えば位置検出部19が検出した国又は地域を含む位置情報を優先させて、位置検出部19の出力情報に対する受信回数の加算値を他の検出部(傾き検出部17,加速度検出部18)の出力情報に対する受信回数の加算値よりも多くした上で、通信方式毎の搬送波の送信頻度を変更しても良い。これにより、通信方式決定部12Aは、国又は地域に適した通信方式毎の搬送波送信頻度の設定が容易となる。
また、通信装置1,1A又は1Bが、RFIDタグ5に対応した動作として特定のアプリケーションの起動(実行)が予め通信装置1,1A又は1Bにおいて対応付け(ペアリング)されている場合に、RFIDタグ5に適合する通信方式の搬送波の送信頻度を優先的に増やしても良い。これにより、通信装置1,1A又は1Bは、ペアリングが事前に行われている特定のRFIDタグ5に対するリーダライタ機能を円滑に行うことができる。
また、通信装置1,1A又は1Bは、バッテリ残量が所定値より少なくなった場合に、ポーリングループにおける非動作時間を増やし、又はRFIDタグ5との近距離無線通信をオフにしてもよい。これにより、通信装置1,1A又は1Bは、消費電力を抑えることかできる。
また、上記実施形態では、ポーリングループにおいて、ISO14443 Type A、ISO14443 Type B、Felica(登録商標)からなる3つの通信方式を切り替える場合を示したが、2つあるいは4つ以上の通信方式にも、本発明は同様に適用可能である。
また、第3の実施形態では、ユーザが通信装置を振る等、所定の動作を行うことで搬送波送信頻度を初期値に戻す場合を示したが、振る等の代わりに、ユーザが特定のボタンを押下することで初期値に戻すようにしてもよい。これにより、ユーザの意図が明確になる。
また、第3の実施形態において、通信方式決定部12Bは、図9に示すステップS2Bにおける各搬送波の送信頻度を初期値に戻すのではなく、ポーリングループにおける一定時間だけ各搬送波の送信頻度を初期値に戻しても良い。これにより、通信方式決定部12Bは、一定時間が経過した後に各搬送波の送信頻度を初期値に戻すことで、ユーザが誤って通信装置1Bを落下させてしまった時などのユーザが意図しない動作によって各搬送波の送信頻度の初期化を防ぐことができる。
また、上述した各実施形態において、通信方式決定部12又は12Aは、搬送波の送信頻度の下限値を保持しておき、決定した送信頻度の値が下限値未満となった場合に、決定した送信頻度の値を下限値に補正しても良い。これにより、通信方式決定部12又は12Aは、決定した送信頻度の値が所定の下限値未満となった場合にポーリング周期が長くなり過ぎ、ユーザが、反応しなくなったと誤解するおそれを回避することができる。
本発明は、複数の通信方式の搬送波を送受信する際、使用状況又は使用実績に応じて、各通信方式に対応した各搬送波の送信頻度を効率的に変更して消費電力を抑制する通信装置及び通信制御方法として有用である。
1、1A、1B 通信装置
11 搬送波送受信部
12、12A、12B 通信方式決定部
13、13A 計時部
14、14A タグ受信応答履歴記憶部
15 動作実行制御部
16 動作実行部
17 傾き検出部
18、20 加速度検出部
19 位置検出部

Claims (9)

  1. 外部端末と通信する通信装置であって、
    複数の通信方式に対応する各々の搬送波を前記外部端末に向けて時分割に送信する送信部と、
    前記送信された各々の前記通信方式の搬送波に対する前記外部端末からの受信応答を受信する受信部と、
    前記受信された各々の前記通信方式の搬送波の受信応答の受信回数を記憶する記憶部と、
    前記記憶された前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定する送信頻度決定部と、を備える通信装置。
  2. 請求項1に記載の通信装置であって、
    前記決定された各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を基に、前記送信部が送信する前記搬送波の通信方式を決定する通信方式決定部と、を更に備える通信装置。
  3. 請求項1又は2に記載の通信装置であって、
    前記通信装置の状態を検出する検出部と、を更に備え、
    前記記憶部は、
    前記受信部が前記受信応答を受信した時に前記検出部が検出した前記通信装置の状態情報を記憶し、
    前記送信頻度決定部は、
    前記記憶された前記通信装置の状態情報及び前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定する通信装置。
  4. 請求項1又は2に記載の通信装置であって、
    時刻情報を取得する時刻取得部と、を更に備え、
    前記記憶部は、
    前記受信部が前記受信応答を受信した時に前記時刻取得部が取得した時刻情報を記憶し、
    前記送信頻度決定部は、
    前記記憶された前記時刻情報及び前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定する通信装置。
  5. 請求項1又は2に記載の通信装置であって、
    前記通信装置に対する所定の動作を検出する動作検出部と、を更に備え、
    前記送信頻度決定部は、
    前記動作検出部が前記所定の動作を検出した場合に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を初期値に戻す通信装置。
  6. 請求項5に記載の通信装置であって、
    前記初期値は、前記受信部が前記受信応答を一定回数受信したことを表す値である通信装置。
  7. 請求項1から6のうちいずれか一項に記載の通信装置であって、
    前記送信頻度決定部は、
    前記決定された前記送信頻度が所定の下限値未満である場合に、前記決定された前記送信頻度を前記下限値に補正する通信装置。
  8. 請求項1から6のうちいずれか一項に記載の通信装置であって、
    前記送信頻度決定部は、
    前記外部端末に対応する動作として特定のアプリケーションの起動が対応付けされている場合に、前記外部端末に適合する通信方式の搬送波の送信頻度を優先的に増やす通信装置。
  9. 外部端末と通信する通信装置における通信制御方法であって、
    複数の通信方式に対応して時分割に送信された各々の搬送波に対する前記外部端末からの受信応答を受信するステップと、
    前記受信された各々の前記通信方式の搬送波の受信応答の受信回数を記憶するステップと、
    前記記憶された前記受信応答の受信回数を基に、各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度を決定するステップと、
    前記決定された各々の前記通信方式の搬送波の送信頻度に応じて、各々の前記通信方式の搬送波を時分割に送信するステップと、を有する通信制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017157932A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 株式会社フォトシンス 通信モジュール

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