JP4616380B2

JP4616380B2 - 携帯端末

Info

Publication number: JP4616380B2
Application number: JP2008244695A
Authority: JP
Inventors: 彰教古谷; 勉溝田; 隆子石原; 満品川; 門　　勇一; 誠司矢部
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010081084A

Description

本発明は、近接した距離で電界伝達媒体を介して電界通信を行う電界通信機能を内蔵した携帯端末に関する。

近年、電界通信を行うウェアラブルコンピュータとしてのマイクロチップＣＰＵと電界通信を行うトランシーバとを１枚のカードに組み込んだＩＣカード型の携帯端末が開発されている。特開２００６−８６５８４号公報（特許文献１）にはそのような携帯端末が記載されている。

この従来の携帯端末１０１は、図７に示すようにユーザ１０２がこれを携帯していれば、ユーザ１０２の体の一部が別の電界通信装置１０３の電界通信電極１０４に触れることで伝送経路１０５が形成され、電界通信を開始し、逆に電界通信電極１０４から離れることで電界通信を終了することができる。

そこで、図７において、電界通信装置１０３がある部屋の入退出管理装置として、登録されたＩＤの人物しか入退室を許可しないセキュリティサービスを提供するものである場合、次のようにして電界通信技術を利用できる。ユーザ１０２の携帯する携帯端末１０１にはユーザ毎に割当てられたＩＤ番号を登録しておく。そして、電界通信装置１０３の送受信機、少なくともその電界通信電極１０４を出入り口のドア１０６あるいはドアの近くの壁に設置しておき、入室を許可されているユーザ１０２のＩＤ番号が登録されている携帯端末１０１であれば、それを携帯しているユーザがドア１０６若しくは壁の電界通信電極１０４にタッチすると携帯端末１０１と電界通信装置１０３との間で電界通信を行い、ＩＤ認証処理を行い、認証成立すれば電界通信装置１０３がドアロック解除を許可してドアロックを解除させ、当該ユーザ１０２によるドア開操作を可能にしたり、自動ドアを開動させたりする。

このように、電界通信ができる携帯端末をユーザに携帯させることで、ユーザに何らかのＩＤ入力操作をさせたりセキュリティＩＣカードを読み取り装置に近づけたり挿入させたりする操作を要求することなく、本来のドアノブに触れるだけでドアロックを外してドアを開ける操作、あるいは自動ドアに向かって近づく動作だけでＩＤ照合を自動的に完了させることができる利便さがある。

ところが、このような電界通信機能を内蔵した携帯端末の場合、携帯機器であるということでユーザが常時携行するものであるので、ユーザがそれを置き忘れによって紛失したり、ポケットやカバンから気づかずに落下させて紛失したりすることが避けられない。そのような場合に、この携帯端末を拾った他者が正規ユーザになりすまして使用する可能性がある。

電界通信機能を内蔵した携帯端末の場合には、また、ポーリング間隔を可能な限り短くすることによって電界通信開始時の反応速度を速くすることが望ましいが、ポーリングにも電力を消費するために電池消耗が大きくなってしまう問題点もある。

さらに、電界通信機能を内蔵した携帯端末の場合には、その携帯端末が鉄製什器上のような金属物の上に放置されたり置かれたままになったりすると、電界通信の特性上、その電界が金属面を通じて遠くにまで伝搬し、意図しない電界通信が起こる可能性も否定できない問題点がある。
特開２００６−８６５８４号公報

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、自機の物理的な動きを監視し、動きの大きさや速さに基づいて自機の置かれている状態を想定し、想定した状態に応じてポーリング間隔を調整したり電界通信用の電源を自動的に切ったりして、上記従来技術の問題点を解決した携帯端末を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、携帯端末であって、電源としての電池と、電界通信機能を司るトランシーバと、前記トランシーバの電界通信機能を制御するコンピュータと、電界通信用信号電極及びグランド電極と、当該携帯端末の空間的な動きを検出するモーションセンサとを備え、前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きの有無に基づいて前記トランシーバのポーリング間隔を可変に制御することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項1の携帯端末において、前記モーションセンサは、加速度センサ、速度センサ又は振動センサであることを特徴とする携帯端末である。

請求項３の発明は、請求項１又は２の携帯端末において、前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きの停止が一定時間以上継続した時に、前記ポーリング間隔を無限大にする制御をすることを特徴とする携帯端末である。

請求項４の発明は、請求項１又は２の携帯端末において、前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きが単位時間当たりに所定回数以上あるときに前記トランシーバのポーリング間隔を所定値よりも短くし、前記携帯端末の空間的な動きが単位時間当たりに所定回数よりも少ないときに、前記トランシーバのポーリング間隔を所定値よりも長くすることを特徴とする携帯端末である。

請求項５の発明は、請求項２の携帯端末において、前記コンピュータは、前記加速度センサの検出する加速度が所定値よりも大きいとき、速度センサの検出する速度が所定値よりも大きいときに、又は前記振動センサの検出する振動が所定値よりも大きいときに前記電池から前記トランシーバに電力を供給する電源系統を遮断する制御をすることを特徴とする携帯端末である。

本発明の電界通信機能を内蔵した携帯端末によれば、内蔵しているモーションセンサの信号によって自機の物理的な動きを監視し、動きの大きさや速さに基づいて自機の置かれている状態を想定し、想定した状態に応じてポーリング間隔を調整したり電界通信用の電源を自動的に切ったりすることで、ユーザが当該携帯端末を置き忘れによって紛失したり、ポケットやカバンから気づかずに落下させて紛失したりしたとき、当該携帯端末を拾った他者が正規ユーザになりすまして電界通信機能を利用することを防止し、また無駄に短い間隔でポーリングすることにより無駄に電池消耗を早めることを防止し、さらには意図しない電界通信の発生を効果的に防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

＜１の実施の形態＞図１は、本発明の１つの実施の形態の携帯端末として、電界通信機能を内蔵した折り畳み式の携帯電話機１１の外観を示し、図２はその内部機能のブロック図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電界通信機能を内蔵した携帯電話機１１は、操作部１１０に対してディスプレイ部１１１が折り畳み開閉回転可能な態様で接続されている。この携帯電話機１１において、ディスプレイ部１１１のディスプレイ面１１２に透明な電界通信用の信号電極又はグランド電極の一方（ここでは信号電極１１３とする）を設置し、ディスプレイ部１１１の背面に信号電極とグランド電極との他方（ここではグランド電極１１４）を設置してあり、これらの電極１１３，１１４は後述するトランシーバと電気的に接続してある。

尚、本発明においては、電界通信用の信号電極、グランド電極の設置場所や設置の形態は特に本実施の形態のものに限定されるものではない。また、携帯電話機１１の形式も、図示の折り畳み式だけではなく、スライド式、ディスプレイ回転式、ストレート型等のいずれでもよい。

また、本発明の電界通信機能を内蔵した携帯端末としては、このような携帯電話機に限らず、ＰＤＡのようなコンピュータを内蔵し、操作部、ディスプレイを装備した携帯情報端末や電界通信専用の携帯端末のいずれをも使用することができる。

図２に示すように、携帯電話機１１の内部には、携帯電話通信のための信号処理と諸機能を司る携帯電話部１１５、電源としての電池１１６に加えて、電界通信機能を司るトランシーバ１１７とコンピュータ（マイコン）１１８が組み込まれていて、電界通信用の信号電極（Ｓ）１１３とグランド電極（Ｇ）１１４はトランシーバ１１７に接続されている。

さらに、本発明の実施の形態の特徴として、当該携帯電話機１１の空間的な動きを検出するためのモーションセンサ１２０として加速度を検出するＧセンサが内蔵され、また電池１１６からトランシーバ１１７へ電力を供給するライン上に電源制御部１２１が設置され、コンピュータ１１８がモーションセンサ１２０の信号を入力し、この信号に基づいてトランシーバ１１７のポーリング機能の起動間隔を制御し、また電源制御部１２１による電池電源の給電・遮断を制御するようになっている。尚、モーションセンサ１２０には、この実施の形態にて採用したＧセンサ（加速度センサ）に代えて、速度センサや振動センサを採用することもできる。

次に、図３を用いて、本実施の形態の携帯電話機１１を電界通信端末として、かつＩＤ認証装置として利用し、セキュリティゾーンのドアロック解除を行う場合の電界通信動作について説明する。セキュリティゾーンのドア５の近くの壁に電界通信機能を内蔵した携帯電話機１１と電界通信を執り行う相手方の電界通信用トランシーバ６が設置してあり、またコンピュータで構成される制御装置７がこの電界通信用トランシーバ６とＬＡＮのようなネットワークにて接続されている。

電界通信用トランシーバ６は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体である生体に誘起させ、この誘起した電界を利用して情報の送受信を行うトランシーバである。尚、携帯電話機１１の内部の電界通信用のトランシーバ１１７もこれと同様の内部構成である。どちらの電界通信用トランシーバも電界通信信号の送受信方式は電気式、光学式、あるいはその他の方式であってもよく、特に限定されるものではない。

図４に示すように、この電界通信用トランシーバ６は、コンピュータで成る制御装置７からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路６０１を介して受け取ると、この送信データを送信部６０２を介して送受信電極６０３に供給し、該送受信電極６０３及び絶縁膜６０４を介して電界伝達媒体Ａに電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体Ａの他の部位に伝達させる。また、電界伝達媒体Ａに誘起されて伝達されてくる電界を絶縁膜６０４を介して送受信電極６０３で検出し、この電界の変化に対して信号処理回路６０６にて増幅、雑音除去などの信号処理を施し、さらに波形整形回路６０７で波形整形してから、入出力（Ｉ／Ｏ）回路６０１を介して制御装置７に出力する。

制御装置７は、信号送信部７１、ＩＤ照合、セキュリティドア制御、その他の必要な演算制御をあらかじめ登録されているプログラムにしたがって実行する制御部７２、正規資格者の電界通信端末それぞれのＩＤ番号を保持しているＩＤ記憶部７３、電界通信のログ、セキュリティドア５の制御ログ等を保持するログ情報記憶部７４を備えている。この制御装置７は後述するＩＤ照合が成立すればセキュリティドア５のドアロックの解除制御を行う。

図３に示したように、セキュリティゾーンのセキュリティドア５に正規のユーザＡが近づいて電界通信用トランシーバ６の電極６０３の部分にタッチすれば、以下のＩＤ照合処理によりセキュリティドア５のドアロックの解除制御が行われる。本実施の形態の電界通信機能内蔵の携帯電話機１１がユーザＡの着衣のポケットに入れられているものとする。ユーザＡが携帯電話機１１を閉じた状態にしてあるいは開いた状態にして手に握っていてもよい。

ユーザＡが電界通信用トランシーバ６の電極６０３に接触することにより、電界伝達媒体Ａであるユーザの人体及びトランシーバ６を介してＩＤ信号を制御装置７に送信する。そして、制御装置７は、ＩＤ信号を受信すると記憶装置等に登録されているＩＤとの照合を実施し、ＩＤ照合が成立すればＲｅｃｅｉｖｅｄ信号を携帯電話機１１に送信する。そして、携帯電話機１１に内蔵されたトランシーバ１１７がこのＲｅｃｅｉｖｅｄ信号を受信してコンピュータ１１８に転送し、コンピュータ１１８が受信処理してＡｃｔｉｏｎ信号を生成し、トランシーバ１１７と信号電極１１３を通じて制御装置７に送信する。そして、制御装置７は、Ａｃｔｉｏｎ信号を受信すると、ロック解除の制御信号をセキュリティドア５に送信し、セキュリティドア５はドアロックを解除する。

次に、上記構成の携帯電話機１１を放置したり、知らずに落下させて紛失したような場合の電界通信機能の電源制御、ポーリング間隔制御について、図５、図６のフローチャートを用いて説明する。携帯電話機１１の電源投入にて、コンピュータ１１８が本フローチャートの処理を一定周期にて繰り返し起動する。コンピュータ１１８は、起動時にはポーリング間隔を通常設定として高速に設定し、最初にタイマの計時を開始する（ＳＴ１１）。この後、タイマに設定されている時間Ｔｏｕｔのうちに、モーションセンサ１２０からモーション検出信号として所定の加速度（携帯電話機１１を落下させた時の衝撃加速度に相当する加速度）よりも小さな加速度の加速度信号が何回入力されるかをカウントする（ＳＴ１２〜ＳＴ１５）。

そして、モーションセンサ１２０からタイマ設定期間Ｔｏｕｔ内の所定の加速度よりも小さな加速度信号の入力回数Ｎが所定値Ｎ１よりも多い場合、ユーザが携帯電話機１１を携帯して活発に活動している（例えば、歩行中のように）ものとみなし、ポーリング間隔は高速のままに維持する（ＳＴ１６，ＳＴ１７Ａ）。

しかしながら、例えば、デスクワークのようにユーザがあまり移動しない状況では、携帯電話機１１のモーションセンサ１２０は加速度信号を頻繁に出力することはないので、そのような場合には、タイマがカウントアップするまでのモーション検出信号の入力回数Ｎは少なくなる。そこで、回数ＮがＮ２≦Ｎ＜Ｎ１である場合には、電界通信機能の動作をそれほど必要としないものとみなし、ポーリング間隔を低速、つまり、ある回のポーリングから次回のポーリングまでの繰り返し時間間隔を長いものに設定し直す（ＳＴ１６，ＳＴ１７Ｂ）。これにより、上述したデスクワーク中、業務用のパソコンにて仕事中のように電界通信機能の動作をそれほど必要としない状況では電界通信機能の起動回数を減らして電池電源の消耗を抑制する。

さらに、携帯電話機１１を置き忘れたような場合、モーションセンサ１２０が加速度信号を入力することはまずあり得ない。そして、このような状況では、ユーザにとって電界通信機能を利用することもまたあり得ないのでポーリングの必要はない。そこで、タイマがタイムアップするまでにモーションセンサ１２０から加速度信号が入力されなくなった場合、つまり、回数Ｎ＜Ｎ２の場合にはポーリング間隔を無限大に再設定することで、次に加速度信号が入力されるまで、電界通信機能のために電源である電池の消耗を極力抑えるためにポーリングを起動しないようにする（ＳＴ１６，ＳＴ１７Ｃ）。そして、この後、所定時間（例えば、５秒間）を経過するまでに加速度信号が入力されなければ電源を停止する（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）。

また、ユーザが携帯電話機１１を鉄製什器上のような金属物の上に放置したままにすると、電界通信の特性上、その電界が金属面を通じて遠くにまで伝搬し、意図しない電界通信が起こる可能性も否定できないが、そのような場合にも、モーションセンサ１２０から加速度信号がほとんど入力されなくなるので、ポーリング間隔を無限大に再設定することで、次に加速度信号が入力されるまでポーリングを起動しないようにでき、このような状況では無用な電界通信機能の起動を防止することもできる。そしてこの場合にも、所定時間（例えば、５秒間）を経過するまでに加速度信号が入力されなければ電源を停止する（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）。

電源を停止した後は、コンピュータ１１８は携帯電話機１１側のディスプレイ部に、例えば、「現在、電界通信機能は停止しています。機能再開のための暗証番号を入力してください。」というような暗証番号入力を促す画面を表示し（ＳＴ２１）、正規のユーザがあらかじめ登録している暗証番号を操作部から入力しなければ電源制御部１２１がトランシーバ１１７の電源供給を再開できないようにしている（ＳＴ２２，ＳＴ２３）。

一方、ユーザがカバンに入れたり着衣のポケットに入れたりして携帯している内に気づかずに携帯電話機１１を落として紛失してしまう場合もあり得る。そのような場合、悪意のある他者に拾われてもＩＤ認証が悪用できないようにすることが望ましい。そこで、本実施の形態の携帯電話機１１では、モーションセンサ１２０にて検出する加速度が、当該携帯電話機１１を落下させたときに発生する衝撃加速度相当の所定の加速度よりも大きいか否かを判断し（ＳＴ１３）、所定の加速度よりも大きい加速度を検出したときには、コンピュータ１１８は電源制御部１２１により電池１１６からトランシーバ１１７に至る給電経路を開路して電界通信機能をいったん停止させる（ＳＴ１７Ｄ）。

この電源停止の場合にも、コンピュータ１１８は携帯電話機１１側のディスプレイ部に、例えば、「現在、電界通信機能は停止しています。機能再開のための暗証番号を入力してください。」というような暗証番号入力を促す画面を表示し、正規のユーザがあらかじめ登録している暗証番号を操作部から入力しなければ電源制御部１２１がトランシーバ１１７の電源供給を再開できないようにしている（ＳＴ２１〜ＳＴ２３）。

以上により、本実施の形態の電界通信機能を内蔵した携帯端末によれば、内蔵しているモーションセンサ１２０の加速度検出信号によって自機の物理的な動きを監視し、動きの大きさや速さに基づいて自機の置かれている状態を想定し、想定した状態に応じてポーリング間隔を調整したり電界通信用の電源を自動的に切ったりすることで、ユーザが当該携帯端末を置き忘れたり、ポケットやカバンから気づかずに落下させて紛失したりしたとき、当該携帯端末を拾った他者が正規ユーザになりすまして電界通信機能を利用することを防止し、また無用に短い間隔でポーリングすることにより電池消耗を早めることを防止し、さらには意図しない電界通信の発生を効果的に防止できる。

尚、本実施の形態において、モーションセンサ１２０としてＧセンサを採用し、加速度信号に基づいて自機の物理的な動きを監視し、動きの大きさや速さに基づいて自機の置かれている状態を想定し、想定した状態に応じてポーリング間隔を調整したり電界通信用の電源を自動的に切ったりするようにしているが、モーションセンサ１２０としては速度センサや振動センサを採用することも可能である。そして、速度センサを採用した場合には、加速度信号の大小ではなく、速度信号によって自機の物理的な動きを監視し、自機の置かれている状態を想定し、想定した状態に応じてポーリング間隔を調整したり電界通信用の電源を自動的に切ったりするようにすることもできる。また、モーションセンサ１２０として振動センサを採用した場合には、その振動センサの検出する振動信号の大小にて同様にポーリング間隔を調整し、また電界通信用の電源を自動停止する制御をするようにすることもできる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。また、上記の実施の形態では、自動ドアやオートロックドアの開閉にＩＤ番号を利用する電界通信技術について例示したが、これに限らず、例えば、プリンタ側に設置されている電界通信電極に携帯端末を携帯しているユーザがタッチすれば、その携帯端末に登録されているＩＤ番号にて該当ユーザのドキュメントを指定してプリントアウトする文書印刷システムに適用することもできる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の１つの実施の形態の携帯端末としての携帯電話機の折り畳み状態の側面図及び展開状態の側面図。図２は、上記携帯電話機の回路ブロック図。図３は、上記実施の形態の携帯端末を使用するセキュリティドアのドアロック解除に利用する使用態様を説明する説明図。図４は、上記実施の形態の携帯端末と電界通信を行い、セキュリティドアのドアロック解除制御を行うトランシーバ及び制御装置のブロック図。図５は、上記実施の形態の携帯端末における電界通信機能の電源制御のフローチャートの前半部。図６は、上記携帯端末における電界通信機能の電源制御のフローチャートの後半部。図７は、従来の電界通信システムの説明図。

符号の説明

５セキュリティドア
６トランシーバ
７制御装置（コンピュータ）
１１携帯電話機
１１０操作部
１１１ディスプレイ部
１１２ディスプレイ面
１１３信号電極
１１４グランド電極
１１５携帯電話部
１１６電池
１１７トランシーバ
１１８コンピュータ
１２０モーションセンサ
１２１電源制御部
Ａユーザ（電界伝達媒体）

Claims

携帯端末であって、
電源としての電池と、
電界通信機能を司るトランシーバと、
前記トランシーバの電界通信機能を制御するコンピュータと、
電界通信用信号電極及びグランド電極と、
当該携帯端末の空間的な動きを検出するモーションセンサとを備え、
前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きの有無に基づいて前記トランシーバのポーリング間隔を可変に制御することを特徴とする携帯端末。
前記モーションセンサは、加速度センサ、速度センサ又は振動センサであることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きの停止が一定時間以上継続した時に、前記ポーリング間隔を無限大にする制御をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯端末。
前記コンピュータは、前記モーションセンサの検出する前記携帯端末の空間的な動きが単位時間当たりに所定回数以上あるときに前記トランシーバのポーリング間隔を所定値よりも短くし、前記携帯端末の空間的な動きが単位時間当たりに所定回数よりも少ないときに、前記トランシーバのポーリング間隔を所定値よりも長くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯端末。
前記コンピュータは、前記加速度センサの検出する加速度が所定値よりも大きいとき、速度センサの検出する速度が所定値よりも大きいときに、又は前記振動センサの検出する振動が所定値よりも大きいときに前記電池から前記トランシーバに電力を供給する電源系統を遮断する制御をすることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。