JP2016038840A - 通信装置、通信装置の制御方法および通信装置の制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る通信装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、通信装置10は、制御部1、記憶部2、センサパネル3、表示部4、無線通信部5、およびGPS受信部6を備える。制御部1は、通信装置10が備える各部を統括制御するものである。制御部1は、センサパネル制御部11、表示制御部12、無線通信制御部13、およびGPS制御部14を備える。センサパネル制御部11は、センサパネル3の動作を統括制御するものである。また、センサパネル制御部11は、位置検知部(位置検知手段)111、検知分解能設定部113、および移動方向特定部(移動方向特定手段)114を備える。
次に、図6は、センサパネル3の検知面上の物体(検知対象)の位置の検出方法の流れを示すフローチャートである。ステップS(以下、「ステップ」を省略する)101では、検知分解能設定部113は、電極間隔が図2の(d)に示すパターン<1>の電極間隔に設定されているか否かを確認し、電極間隔がパターン<1>の電極間隔に設定されている場合、S102に進む。一方、電極間隔がパターン<1>の電極間隔に設定されていない場合、S108に進む。S108では、検知分解能設定部113が、電極間隔をパターン<1>の電極間隔に設定してS102に進む。
この方式では、所望方向にビームが向くようにアダプティブアレイアンテナの送信指向性が制御される。送信時のビームフォーミングでは、アダプティブアレイアンテナの送信指向性について、ヌル配置の制御は意図的には行われないが、ビームを制御した結果、ヌル配置が形成されることがある。ミリ波帯などの高周波帯の電磁波を用いた無線通信システムでは、伝搬による信号減衰が大きい。このようなビームフォーミングが可能となると、ミリ波の欠点である大きな伝搬減衰をカバーするアンテナ利得が得られると同時に、その指向性を任意の方向へ向けることができることから、端末の移動も可能となる。ビームフォーミングを用いて、特に信号の直進性が強いミリ波帯の電波を用いる無線通信装置では、相手の無線通信装置からの電波の強度がもっとも強い方向にアンテナの指向性を向けるようにしている。
通信相手装置以外の通信装置が存在する方向にヌル配置が向くようにアダプティブアレイアンテナの送信指向性が制御される。送信時のヌルステアリングでは、アダプティブアレイアンテナの送信指向性について、ビームの制御は意図的には行われないが、ヌル配置を制御した結果、ビームが形成されることがある。
この方式では、ビームとヌル配置の両方が意図的に制御される。
次に、図4は、通信装置10の特徴的な動作(アンテナ指向性の制御)の流れを説明するための状態遷移図である。図4の(a)に示すように、ユーザの手が検知空間II内に存在している状況で(選択可能な電波の放射方向の数は8方向)、紙面に対して右向きにホバー操作が行われたとする。このとき、セクタ設定部53は、図4の(b)に示すように右半分のエリアを複数のセクタに分割する(エリアa1〜a4の4分割)。次に、ビーム制御部55は、図4の(c)に示すように、エリアa1〜a4のうち、指のフリックする方向であるエリアa3が選択され、エリアa3の向きにアンテナの指向性(ビームの方向)を向ける制御を行う。
以上で説明したように、通信装置10によれば、検知対象が移動した方向に、指向性アンテナから放射されるビームの方向が向けられる。このため、ユーザにとってわかり易くかつ直感的な操作によりユーザの所望方向にアンテナの指向性を向けることができる。
(1)セキュリティが高く、かつ特定の場所にある端末を容易に指定可能なデータ通信を実現できる。
(2)センサパネル3に接触しなくても、任意に通信方向が制御できるため、操作性が向上する。このため、アンテナを手で覆うことによるアンテナ特性の劣化を回避できる。
(3)放射方向が狭くなるため、消費電力が抑制される。
図8は、指向性アンテナの切り替え方法の一例を説明するための図である。同図に示すアンテナは、メインGND1の周辺にGND2およびGND3が設置され、GND2およびGND3の電気長は使用する周波数の4分の1波長(λ/4)、または、その近傍値の長さに設定されている。すなわち、同図に示す指向性アンテナは、電流の流れる方向が異なる複数のグランド電極に接続されている。
図9の(a)は、本発明の実施形態2に係る通信装置20の構成を示すブロック図である。同図に示すように、通信装置20は、無線通信部5が備える指向性アンテナ(第1のアンテナ、第2のアンテナ、・・・・第nのアンテナ)のそれぞれに整合回路(整合回路56−1、整合回路56−2、・・・・整合回路56−n;以下、これらの整合回路を纏めて単に「整合回路56」と呼ぶ)が設けられている点が、実施形態1の通信装置10と異なっている。図9の(b)に、通信装置20における整合回路56の一構成例を示す。以上の整合回路56により、センサパネル3に手が触れているか否かに応じて、指向性アンテナのインピーダンスが最適になるように制御することができる。通信装置20では、センサパネル3に手が触れることによって、アンテナの特性が劣化する可能性があるためセンサパネル3に手が触れているか否かに応じて、アンテナ整合を切り替えるようにしている。
以上の通信装置20によれば、検知対象がセンサパネル3の検知面に接触した場合の指向性アンテナのアンテナ特性の劣化を抑制することができる。
ミリ波帯などの高周波帯の電磁波を用いた無線通信システムでは、伝搬による信号減衰が大きく、回折が期待できないため、通信経路に人間が侵入するだけで通信ができなくなる。このため、現在使用している直接波が遮断された場合は、反射波などの他の好適な通信経路に切り替える必要がある。本例では、ミリ波帯などの電磁波の通信経路の一つが障害物によって遮断されても、通信経路を切り替えて最適な通信経路を選択することができる。
図11は、上述した通信装置の変形例として、指の移動速度に応じて送信出力を変化させる形態を説明するための図である。図11の(a)に示すように、表示部4の表示を見ながら、自分が選択する検知空間で手や指を停止し、放射方向を設定するために、センサパネル3の検知面と水平に指を移動する。本例では、指の移動速度に応じて、送信出力を切替えることにより、電波到達距離を制御する。
図12は、上記通信装置の変形例として、センサパネル3の検知面と指との距離に応じてアンテナの指向性の分解能が変わることを明示的に示す形態を説明するための図である。
検知空間I内に手がある場合、放射方向の精度が低いが、ボールに当たったときの相手に与えるダメージが高いとする。また、放射方向に複数の端末が存在すると、相手に当たる確率が低くなるものとする。
・検知空間Iと検知空間IIIとの間の特徴を持つ。
検知空間III内に手がある場合、放射方向の精度が高いが、ボールに当たったときの相手に与えるダメージが低いものとする。また、放射方向に複数の端末が存在しても、相手に当たる確率が高くなるものとする。
通信装置10の制御ブロック(特にセンサパネル制御部11、無線通信制御部13、指向性制御部51)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
本発明の態様1に係る通信装置(10)は、検知面(センサパネル3面)および該検知面上の空間における検知対象の位置を検知する位置検知手段(位置検知部111)と、上記位置検知手段によって検知される上記検知対象の位置の変化から、上記検知対象の移動方向を特定する移動方向特定手段(移動方向特定部114)と、上記移動方向特定手段が特定した上記検知対象の移動方向に応じて、指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御手段(指向性制御部51)と、を備える構成である。上記構成によれば、検知対象が移動した方向に、指向性アンテナから放射される電波の放射方向が向けられる。このため、ユーザにとってわかり易くかつ直感的な操作によりユーザの所望方向にアンテナの指向性を向けることができる。
本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明の一態様に係る通信装置は、上記構成の通信装置において、上記指向性アンテナは、電流の流れる方向が異なる複数のグランド電極に接続されていても良い。上記構成によれば、一本の指向性アンテナで対応できるセクタが広くなる。このため指向性アンテナの本数を減らすことが可能になる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
2 記憶部
3 センサパネル
4 表示部
5 無線通信部
6 GPS受信部
10,20 通信装置
11 センサパネル制御部
12 表示制御部
13 無線通信制御部
14 GPS制御部
51 指向性制御部(指向性制御手段)
52 ビーム方向分割数設定部
53 セクタ設定部
54 ビーム制御部
56 整合回路
111 位置検知部
112 距離特定部
113 検知分解能設定部
114 移動方向特定部
131 位置関係特定部
132 指示機器特定部
Claims (5)
- 検知面および該検知面上の空間における検知対象の位置を検知する位置検知手段と、
上記位置検知手段によって検知される上記検知対象の位置の変化から、上記検知対象の移動方向を特定する移動方向特定手段と、
上記移動方向特定手段が特定した上記検知対象の移動方向に応じて、指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御手段と、を備えることを特徴とする通信装置。 - 上記検知面から上記検知対象までの距離を特定する距離特定手段を備え、
上記指向性制御手段は、
上記距離特定手段が特定する上記検知面から上記検知対象までの距離が大きくなる程、上記指向性アンテナから放射される電波放射方向の分割数を少なくすることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 複数の周辺機器の現在位置情報と、自装置の現在位置情報とから自装置と上記複数の周辺機器のそれぞれとの位置関係を特定する位置関係特定手段と、
上記移動方向特定手段が特定した上記検知対象の移動方向、および、上記位置関係特定手段が特定した自装置と上記複数の周辺機器のそれぞれとの位置関係から、電波を放射する対象の周辺機器を特定する指示機器特定手段と、を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。 - 検知面および該検知面上の空間における検知対象の位置を検知する位置検知ステップと、
上記位置検知ステップで検知される上記検知対象の位置の変化から、上記検知対象の移動方向を特定する移動方向特定ステップと、
上記移動方向特定ステップで特定した上記検知対象の移動方向に応じて、指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御ステップと、を含むことを特徴とする通信装置の制御方法。 - 他の装置と通信を行う通信装置における処理をコンピュータに実行させるための該通信装置の制御プログラムであって、
検知面および該検知面上の空間における検知対象の位置を検知する処理と、
上記検知対象の位置を検知する処理で検知される上記検知対象の位置の変化から、上記検知対象の移動方向を特定する処理と、
上記検知対象の移動方向を特定する処理で特定される上記検知対象の移動方向に応じて、指向性アンテナの指向性を制御する処理と、をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
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