JP4751904B2 - 電界通信システム及び携帯端末装置 - Google Patents

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システム及びそれに用いる携帯端末装置に関する。

携帯端末装置の小型化及び高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されているが、図７はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図７に示すように、ウェアラブルコンピュータ１０７はそれぞれトランシーバ１０９を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、さらに手足の先端で触れられるよう壁や床に設けられたトランシーバ１０９ａ，１０９ｂとケーブルとを介して外部に設けられたパソコン（ＰＣ）１０８と通信を行っている。

ここで、このようなウェアラブルコンピュータ１０７間、またウェアラブルコンピュータ１０７・ＰＣ１０８間のデータ通信に使用されるトランシーバ１０９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、その誘起した電界を用いて情報の送受信を行うものである。

そして従来、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装置が開発されている。

特開２００６−８６５８４号公報（特許文献１）にはそのような携帯端末装置が記載されている。図８は、その従来の携帯端末装置１２０とそれと電界通信を行うサービス提供装置１１０の構成を示している。従来の携帯端末装置１２０はコンピュータ６と、トランシーバ９と、コンピュータ６及びトランシーバ９の電源起動を制御する電源起動制御装置１００とを具備しており、所定の限られた狭い領域だけ通信可能な送信器５からの微弱無線や超音波などの電波又は音波を受け取ると、電源起動制御装置１００がコンピュータ６及びトランシーバ９の電源を起動させるように制御して携帯端末装置１２０を作動させるようになっている。そしてサービス提供装置１１０は、コンピュータ６’と、トランシーバ９と、送信器５とを具備しており、携帯端末装置１２０とサービス提供装置１１０とのトランシーバ９間の電界伝達媒体（生体）を介した通信により、トランシーバ９と接続されたそれぞれのコンピュータ６及び６’間においてデータ通信を行い、サービス提供装置１１０から携帯端末装置１２０に対して所定の通信サービスを提供する。例えば、サービス提供装置１１０がある部屋の入退出管理装置であり、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、ユーザの携帯する携帯端末装置１２０のコンピュータ６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、サービス提供装置１１０側のトランシーバ９、少なくともその電界通信電極を出入り口のドアあるいはドア近くの壁に設置しておき、入室を許可されているユーザのＩＤ番号が登録されている携帯端末装置１２０であれば、そのユーザがドア若しくは壁の電極にタッチするとトランシーバ９間で電界通信を行い、コンピュータ６，６’間でＩＤ認証処理を行い、認証成立すればサービス提供装置１１０側のコンピュータ６’はドアロック解を許可し、図示しない機構にてドア錠を解錠させ、当該ユーザによるドア開操作を可能にしたり、あるいは自動ドアを開動させたりする。

このようなトランシーバ９は、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法による信号検出技術を利用していて、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用いて情報の送受信を行うものであり、次の構成である。コンピュータ６からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介して受け取ると、この送信データを送信部９０２を介して送受信電極９０３に供給し、該送受信電極９０３及び絶縁膜９０４を介して電界伝達媒体に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体の他の部位に伝達させる。また、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を絶縁膜９０４を介して送受信電極９０３で検出し、この電界を電界検出光学部９０５に結合して電気信号に変換する。そして、この電気信号は、信号処理回路９０６で増幅、雑音除去などの信号処理を施され、さらに波形整形回路９０７で波形整形されてから、入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介してコンピュータ６に出力する。

また、携帯端末装置１２０内でコンピュータ６とトランシーバ９に供給する電力を制御する電源起動制御装置１００は、受信器１０１及び電源スイッチ１０２を備えており、送信器５から電波又は音波を受信すると、電源スイッチ１０２をオンにして、コンピュータ６及びトランシーバ９に電力を供給するようにしている。そして、電源起動制御装置１００は、通常、即ち、送信器５から電波又は音波を受信しないときは電源スイッチ１０２をオフにして、携帯端末装置１２０を作動しないようにしている。

ところが、従来の電界通信用携帯端末装置１２０では、電源起動制御装置１００がサービス提供装置１１０によるサービス提供場所の近くの一定のエリアに入ったときに送信器５から電波又は音波を受信して電源スイッチ１０２をオンさせる必要があるため、この電源起動制御装置１００の感度を維持するために微弱ではあるが一定の電力を供給しておく必要があり、そのためには内蔵バッテリが常時に電力消費していてバッテリの消耗が速く、ユーザはそのバッテリの交換あるいは充電作業を頻繁に行う必要があった。
特開２００６−８６５８４号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、バッテリの消耗速度を極めて低く抑えることができる携帯端末装置及びそれを用いた電界通信システムを提供することを目的とする。

本発明の１つの特徴は、電界通信を行う第１のトランシーバとコンピュータを備えた携帯端末装置と、電界伝達媒体との接触にて電界を当該伝達媒体に誘起させる、所定の場所に設置された電界通信電極及び前記電界通信電極に電界を発生させると共に当該電界通信電極に誘起した電界を検出して情報の送受信を行う第２のトランシーバを備えたサービス提供装置とで構成される電界通信システムであって、前記サービス提供装置は、前記電界通信電極の近傍の所定の限定された空間にだけ届く強さの交流磁界を発生させる交流磁界発生手段を備え、前記携帯端末装置は、前記第１のトランシーバとコンピュータとに電力を供給するバッテリと、前記交流磁界発生手段の発生する交流磁界を受けて起電力を励起する起電力励起コイルと、前記起電力励起コイルの励起中にその起電力にてオン動作して前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記起電力励起コイルの消磁にてオフ動作して前記配線を開路して前記バッテリの電力の前記第１のトランシーバとコンピュータへの供給を遮断するスイッチ手段とを備え、携帯端末装置の前記スイッチ手段は、前記起電力励磁コイルの起電力にて励磁されるオンリレーコイルと、前記バッテリからの通電にて励起するオフリレーコイルと、前記オンリレーコイルの励磁にてオン動作してオン状態をラッチし、前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記オフリレーコイルの励磁にてオフ動作して前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を開路するラッチ型スイッチと、前記オンリレーコイルの励磁・消磁にてオン・オフ動作する非ラッチ型スイッチと、前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記非ラッチ型スイッチのオフ動作を検出して電源オフ信号を出力する電源供給モニタ回路と、前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記電源供給モニタ回路からの前記電源オフ信号を受信して、一定時間の後に前記オフリレーコイルに励磁電流を給電する電源オフ回路とで構成されている電界通信システムである。

本発明の別の特徴は、電界通信を行うトランシーバと、前記トランシーバとデータ通信を行い、所定の演算処理を実行するコンピュータと、前記トランシーバとコンピュータとに電力を供給するバッテリと、外部からの交流磁界を受けて起電力を励起する起電力励起コイルと、前記起電力励起コイルの励起中にその起電力にてオン動作して前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記起電力励起コイルの消磁にてオフ動作して前記配線を開路して前記バッテリの電力の前記トランシーバとコンピュータへの供給を遮断するスイッチ手段とを備え、前記スイッチ手段は、前記起電力励磁コイルの起電力にて励磁されるオンリレーコイルと、前記バッテリからの通電にて励起するオフリレーコイルと、前記オンリレーコイルの励磁にてオン動作してオン状態をラッチし、前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記オフリレーコイルの励磁にてオフ動作して前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を開路するラッチ型スイッチと、前記オンリレーコイルの励磁・消磁にてオン・オフ動作する非ラッチ型スイッチと、前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記非ラッチ型スイッチのオフ動作を検出して電源オフ信号を出力する電源供給モニタ回路と、前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記電源供給モニタ回路からの前記電源オフ信号を受信して、一定時間の後に前記オフリレーコイルに励磁電流を給電する電源オフ回路とで構成されている携帯端末装置である。

本発明の電界通信システム及び携帯端末装置によれば、サービス提供装置側の交流磁界発生手段を携帯端末装置と電界通信を行う場所に設置して所定の限定された空間にだけ届く強さの交流磁界を発生させておくと、ユーザがこの交流磁界の届く範囲内に入ると携帯端末装置側の起電力励起コイルが交流磁界発生手段の交流磁界を受けて起電力を励起し、スイッチ手段をオン動作させてバッテリから第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を閉路して給電を開始させ、第１のトランシーバと第２のトランシーバとの間の電界通信を可能にする。したがって、本発明によれば、交流磁界を受けて起電力励起コイルが起電力を励起することでその電力を利用してバッテリ通電用のスイッチ手段をオン動作させ、そこで初めて内蔵バッテリの電力を第１のトランシーバ及びコンピュータに通電するので、従来のように携帯端末装置のバッテリに常時微弱電流を流してサービス提供装置側の送信器からの電波又は音波の受信を監視しておく必要がなく、バッテリの消耗速度を極めて低く抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

＜第１の実施の形態＞図１を用いて、本発明の第１の実施の形態の電界通信用携帯端末装置１について説明する。本実施の形態の電界通信用携帯端末装置１は、コンピュータ６と、トランシーバ９と、コンピュータ６及びトランシーバ９の電源となる内蔵バッテリ１１１とレギュレータ１１２を有する電源回路１１と、コンピュータ６、トランシーバ９及び電源回路１１の起動を制御する起動制御回路１２、電圧生成回路１３、コンデンサ１４、そして起電力励起コイル１５を具備している。

起電力励起コイル１５は所定周波数の微弱な交流磁界にて励起されて電圧を発生し、この電圧をコンデンサ１４に溜め、電圧生成回路１３にて所定電圧を得るまで保持する。電圧生成回路１３は、コンデンサ１４の電圧が蓄電され、所定の起動電圧に達すると起動制御回路１２に電流を流す。起動制御回路１２は、リレーコイル１２１とリレースイッチ１２２で構成され、電圧生成回路１３からの電流でリレーコイル１２１を励磁させ、このリレーコイル１２１の励磁にてリレースイッチ１２２をオン動作（閉路動作）させる。

起動制御回路１２のリレースイッチ１２２は電源回路１１のバッテリ１１１とレギュレータ１１２とを接続する配線上に挿入されており、オン動作することでバッテリ１１１からレギュレータ１１２に電力を流し、レギュレータ１１２は起動されてコンピュータ６とトランシーバ９にバッテリ電力を給電し、これらを起動する。電源回路１１の配線上のリレースイッチ１２２は常開接点であり、リレーコイル１２１が非励磁状態にあるときにはオフ状態（開路状態）にあり、バッテリ１１１からレギュレータ１１２に電流が流出しないようにして、待機状態での携帯端末装置１の内蔵バッテリ１１１の消耗を低く抑える。

トランシーバ９の内部構成は図８に示したものと同様である。コンピュータ６には、当該携帯端末装置１の用途に応じたソフトウェアが組み込まれている。

次に、上記携帯端末装置１とサービス提供装置１０との間で電界通信を行う電界通信システムについて、図２を用いて説明する。

サービス提供装置１０は、コンピュータ６’と、トランシーバ９と、交流磁界を発生する磁界発生コイル２１と、これに電力を給電する交流磁界発生器２２と、電界通信電極２３を具備する構成である。そして、電界通信電極２３は例えば自動ドアの前、セキュリティシステムのオートロックドアの前の床等、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所の床に設置されている。同様に磁界発生コイル２１も、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所の床、その場所まで発生磁界が届く範囲内の壁、あるいは天井に設置されている。このサービス提供装置１０側のトランシーバ９も、携帯端末装置１側のトランシーバ９と同様の構成であり、図８に示したものである。

磁界発生コイル２１は、交流磁界発生回路２２から電力を受けて励磁していて、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所において、そのユーザの体全体を包み込む程度の限定された交流磁界到達エリア３１だけに届く、例えば１ＭＨｚ以下の交流磁界１６を発生させている。

そこで、利用が許可されたユーザＩＤ番号が組み込まれた携帯端末装置１を携帯したユーザ３２が電界通信電極２３の上に立つと、磁界発生コイル２１から発生している交流磁界１６を携帯端末装置１が受ける。この携帯端末装置１内の起電力励起コイル１５は、この交流磁界を受けて起電力を励起する。そしてこの起電力は、コンデンサ１４に蓄電され、その電圧が所定の電圧まで上昇すると電圧生成回路１３が起動制御回路１２のリレーコイル１２１に電流を流して励磁させ、その電磁力にてリレースイッチ１２２をオン動作させる。この結果、電源回路１１のバッテリ１１１からレギュレータ１１２に至る配線が閉路されて電流が流れ始め、これによってレギュレータ１１２からトランシーバ９とコンピュータ６に電力が給電されてそれらを起動させる。

そしてトランシーバ９とコンピュータ６が起動すれば、この携帯端末装置１側のトランシーバ９とサービス提供装置１０側のトランシーバ９との間で電界通信を開始し、例えば、携帯端末装置１のコンピュータ６に登録されているＩＤ番号の照合処理を行う。正規の資格を持つユーザのＩＤ番号であることが確認されると、サービス提供装置１０は自動ドアを開動作させ、あるいはオートロックドアであればドアロックを解錠して当該ユーザの入室を可能とする。

携帯端末装置１では、それを携帯しているユーザ３２が交流磁界到達エリア３１から外れて磁界発生コイル２１の交流磁界１６を起電力励起コイル１５が受けなくなって消磁すれば、コンデンサ１４の電圧も低下して電圧生成回路１３からリレーコイル１２１への通電が停止し、これによってリレーコイル１２１は非励磁となり、リレースイッチ１２２はオフ動作し、電源回路１１のバッテリ１１１からレギュレータ１１２への配線が開路して電源が切れる。この結果、コンピュータ６とトランシーバ９への給電が停止してこれらは電力を消費しない停止状態になる。

こうして、本実施の形態の電界通信用携帯端末装置１及びこれを用いる電界通信システムでは、サービス提供装置１０側の磁界発生コイル２１から発生している交流磁界１６を携帯端末装置１が受けて起電力励起コイル１５が起電力を励起することでその電力を利用してバッテリ通電用のリレースイッチ１２２をオン動作させ、そこで初めて内蔵バッテリ１１１の電力をトランシーバ９及びコンピュータ６に通電するようにしているので、従来のように携帯端末装置のバッテリに常時微弱電流を流してサービス提供装置側の送信器からの電波又は音波の受信を監視しておく必要がなく、バッテリの消耗速度を極めて低く抑えることができる。

＜第２の実施の形態＞図３を用いて、本発明の第２の実施の形態の電界通信システムについて説明する。第２の実施の形態の特徴は、サービス提供装置１０側の構成にあり、磁界発生コイル２１は第１の実施の形態と同様の構成要素であるコンピュータ６’、トランシーバ９、交流磁界を発生する磁界発生コイル２１、磁界発生器２２、電界通信電極２３に加えて、コンピュータ６’にて制御される赤外線センサその他の人感センサ２４を具備している。

そして、電界通信電極２３は例えば自動ドアやセキュリティシステムのオートロックドア自体、あるいはドアの横の壁面に設置されている。また、磁界発生コイル２１も、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所の床、その場所まで発生磁界が届く範囲内の壁、あるいは天井に設置されていて、交流磁界発生回路２２から電力を受けて励磁していて、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所において、そのユーザの体全体を包み込む程度の限定された交流磁界到達エリア３１だけに届く交流磁界１６を発生させる。そしてこの磁界発生コイル２１への交流磁界発生器２２からの交流電力の供給は、ドアの前の交流磁界到達エリア３１の中に人が立っているのを人感センサ２４が検出して検出信号をコンピュータ６’に出力したときにコンピュータ６’の指示により開始するようにしてある。

尚、本実施の形態の電界通信システムで使用する電界通信用携帯端末装置１の構成は、第１の実施の形態と同様であり、図１に示したものである。また、サービス提供装置１０側のトランシーバ９の構成は第１の実施の形態と同様であり、携帯端末装置１側のトランシーバ９と同様、図８に示したものである。

次に、第２の実施の形態の電界通信システムによるＩＤ番号認証動作について説明する。利用が許可されたユーザＩＤ番号が組み込まれた携帯端末装置１を携帯したユーザ３２が電界通信電極２３に近づいてタッチ操作する。このとき、人感センサ２４はそのユーザ３２が感応エリア３５内に入るのでそれを検出して検出信号をコンピュータ６’に送信する。

コンピュータ６’は、人検出信号を受信すると交流磁界発生器２２に対して起動指令を出し、交流磁界発生器２２は磁界発生コイル２１に交流電力を給電開始し、この交流電力にて磁界発生コイル２１を励磁させて交流磁界１６を発生させる。

この磁界発生コイル２１から発生している交流磁界１６を携帯端末装置１が受けると、以降は第１の実施の形態と同様の動作により、起電力励起コイル１５は、この交流磁界を受けて起電力を励起し、この起電力にて起動制御回路１２のリレーコイル１２１を励磁させ、その電磁力にてリレースイッチ１２２をオン動作させ、その結果として電源回路１１のバッテリ１１１からレギュレータ１１２に至る配線を閉路し、バッテリ１１１の電力をレギュレータ１１２を通じてトランシーバ９とコンピュータ６に給電開始してそれらを起動させる。そしてトランシーバ９とコンピュータ６が起動すれば、この携帯端末装置１側のトランシーバ９とサービス提供装置１０側のトランシーバ９との間で電界通信を開始し、携帯端末装置１のコンピュータ６に登録されているＩＤ番号の照合処理を行う。そしてこの照合処理にて正規の資格を持つユーザのＩＤ番号であることが確認されると、サービス提供装置１０は自動ドアを開動作させ、あるいはオートロックドアであればドアロックを解錠して当該ユーザの入室を可能とする。

この後、携帯端末装置１を携帯しているユーザ３２が交流磁界到達エリア３１から外れて磁界発生コイル２１の交流磁界１６を起電力励起コイル１５が受けなくなって消磁すれば、コンデンサ１４の電圧も低下して電圧生成回路１３からリレーコイル１２１への通電が停止し、これによってリレーコイル１２１は非励磁となり、リレースイッチ１２２はオフ動作し、電源回路１１のバッテリ１１１からレギュレータ１１２への配線が開路して電源が切れる。この結果、コンピュータ６とトランシーバ９への給電が停止してこれらは電力を消費しない停止状態になる。

またサービス提供装置１０では、人が人感センサ２４の感応エリア３５内にいなくなればコンピュータ６’への人検出信号の出力が停止し、コンピュータ６’はこれを受けて交流磁界発生器２２を停止させ、交流磁界の発生を停止する。

こうして、本実施の形態の電界通信システムでは、サービス提供装置１０側では人感センサ２４を設置して、誰か人３２がこの人感センサ２４が当該感応エリア３５内に存在している場合にだけそれを検出して磁界発生コイル２１にて交流磁界１６を発生させ、その人３２が携帯端末装置１を携帯していればその携帯端末装置１と電界通信できるようにしているので、第１の実施の形態のように携帯端末装置１側の省電力と共にサービス提供装置１０側の省電力が図れる利点がある。

＜第３の実施の形態＞図４を用いて、本発明の第３の実施の形態の電界通信用携帯端末装置１について説明する。この携帯端末装置１は、図１に示した第１の実施の形態の携帯端末装置１に対して、起動制御回路１２にラッチ機能を持たせたことを特徴としている。すなわち、起動制御回路１２には、オンリレーコイル１２５とオフリレーコイル１２８、オンリレーコイル１２５の励磁にてオン動作（閉路動作）するラッチ型かつ常開型のオンリレースイッチ１２６と同じく非ラッチ型、常開型のオンリレースイッチ１２７を具備している。

携帯端末装置１のトランシーバ９内には、図１に示したものと同様の構成要素に加えて、非ラッチ型のオンリレースイッチ１２７のオン／オフ状態を監視し、オフ動作時に電源オフ信号を出力する電源供給モニタ回路９２１、この電源供給モニタ回路９２１の電源オフ信号を受信してオフリレーコイル１２８にリレーオフ電流を流してラッチ型リレースイッチ１２６をオフ動作（開路動作）させる電源オフ回路９２２を具備している。

本実施の形態の携帯端末装置１は、第１の実施の形態のように図２に示した電界通信システムにおいてユーザに携帯させる携帯端末装置として使用し、あるいは第２の実施の形態のように図３に示した電界通信システムにおいてユーザに携帯させる携帯端末装置として使用する。

そして本実施の形態の携帯端末装置１は、図２、図３の電界通信システムそれぞれおいて、サービス提供装置１０側の磁界発生コイル２１が発生した交流磁界１６に感応して次のように動作する。すなわち、起電力励起コイル１５が交流磁界１６を受けて起電力を発生すると、コンデンサ１４、電圧生成回路１３にて起動制御回路１２のオンリレーコイル１２５に電流を流して励磁させ、ラッチ型かつ常開型のオンリレースイッチ１２６と非ラッチ型かつ常開型のオンリレースイッチ１２７を共にオン動作（閉路動作）させる。このオン動作の後、ラッチ型オンリレースイッチ１２６はそのオン動作状態にラッチされる。これにより、電源回路１１におけるバッテリ１１１からレギュレータ１１２に至る配線が閉路されて電流が流れ始め、これによってレギュレータ１１２からトランシーバ９とコンピュータ６に電力が給電されてそれらを起動させる。

これとは別に、非ラッチ型オンリレースイッチ１２７もリレーコイル１２５の励磁にてオン動作（閉路動作）する。この非ラッチ型リレースイッチ１２７は、上で述べたラッチ型リレースイッチ１２６のオン動作にてトランシーバ９にバッテリ１１２からの電力供給が開始され、この電力にて電源供給モニタ回路９２１と電源オフ回路９２２も起動されることでオン状態になる。そして電源供給モニタ回路９２１は非ラッチ型、常開型リレースイッチ１２７がオフ動作（開路動作）したか否かの監視を開始する。一方、この間、ラッチ型リレースイッチ１２６はラッチしてオン状態（閉路状態）を維持しているので、電源回路１１のバッテリ１１２からトランシーバ９とコンピュータ６には給電が継続される。

トランシーバ９とコンピュータ６はバッテリ１１２からの電力供給を受けて起動すると、第１の実施の形態、第２の実施の形態それぞれの電界通信システムにおける携帯端末装置１と同様に電界通信を行い、ＩＤ番号の認証により自動ドアを自動開閉したり、オートドアロックの自動解錠を行ったりすることになる。

この後、交流磁界１６が消えて起電力励起コイル１５の起電力が消失し、オンリレーコイル１２５に電流が流れなくなり消磁すると、非ラッチ型、常開型リレースイッチ１２７は直ちにオフ動作する。電源供給モニタ回路９２１はこの非ラッチ型リレースイッチ１２７のオフ動作を検出すると電源オフ回路９２１に通知する。これを受けて、電源オフ回路９２１は一定時間後にオフリレーコイル１２８に内蔵バッテリ１１１の電流を流して励磁させ、これによってラッチオン状態にあるラッチ型リレースイッチ１２６をオフ動作（開路動作）させる。これにより、電源回路１１内でバッテリ１１１からレギュレータ１１２に至る配線が開路されてバッテリ１１１からトランシーバ９及びコンピュータ６への給電が停止する。

本実施の形態の携帯端末装置１によれば、外部磁界を利用して電源投入を行うので第１の実施の形態の携帯端末装置１と同様にバッテリ１１１の消耗速度を極めて低く抑えることができる。加えて、本実施の形態の携帯端末装置１によれば、電源回路１１をいったんオンにしてトランシーバ９及びコンピュータ６に電力供給を開始した後は、交流磁界１６が消失してもその後の一定時間は電力供給を継続することで、特にコンピュータ６のシャットダウン処理を可能にし、コンピュータ６側の動作を安定させることができる。

＜第４の実施の形態＞本発明の第４の実施の形態の電界通信用携帯端末装置１について、図５を用いて説明する。本実施の形態の携帯端末装置１は、図１に示した第１の実施の形態の携帯端末装置１に対して、トランシーバ９及びコンピュータ６の起動に同装置に内蔵したＲＦ−ＩＤチップ１７の電力を利用する構成にしたことを特徴とする。

ＲＦ−ＩＤチップ１７は、自律的に外部のＲＦ−ＩＤ送信機１８から電波を受信して起動し、その電波を起動電源とする。そこで、本実施の形態の携帯端末装置１では、図５に示したように、このＲＦ−ＩＤチップ１７の電力をトランシーバ９及びコンピュータ６に給電するようにしている。尚、図５において、図１に示した第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。

次に、上記携帯端末装置１とサービス提供装置１０との間で電界通信を行う電界通信システムについて、図６を用いて説明する。サービス提供装置１０は、コンピュータ６’と、トランシーバ９と、コンピュータ６’にて制御されるＲＦ−ＩＤ送信機１８と、電界通信電極２３を具備する構成である。そして、電界通信電極２３は例えば自動ドアのドア本体やドアの横の壁面、セキュリティシステムのオートロックドアのドア本体やドアの横の壁面等、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所にてタッチしやすい場所に設置されている。ＲＦ−ＩＤ送信機１８も電界通信電極２３と同様に、ユーザがサービスを利用する際に立つ場所にて携帯端末装置１側のＲＦ−ＩＤチップ１７と無線通信できる場所に設置されている。このサービス提供装置１０側のトランシーバ９も、携帯端末装置１側のトランシーバ９と同様の構成であり、図８に示したものである。

そこで、利用が許可されたユーザＩＤ番号が組み込まれた携帯端末装置１を携帯したユーザ３２が電界通信電極２３に触れると、ＲＦ−ＩＤ送信機１８から発せられている微弱電波を携帯端末装置１のＲＦ−ＩＤチップ１７が受信する。このＲＦ−ＩＤチップ１７はＲＦ−ＩＤ送信機１８からの電波を受信して起動して電力を発生し、この電力をトランシーバ９とコンピュータ６に給電してそれらを起動させる。

そしてトランシーバ９とコンピュータ６が起動すれば、この携帯端末装置１側のトランシーバ９とサービス提供装置１０側のトランシーバ９との間で電界通信を開始し、例えば、携帯端末装置１のコンピュータ６に登録されているＩＤ番号の照合処理を行う。そして正規の資格を持つユーザのＩＤ番号であることが確認されると、サービス提供装置１０は自動ドアを開動作させ、あるいはオートロックドアであればドアロックを解錠して当該ユーザの入室を可能とする。

本実施の形態の電界通信用携帯端末装置１及びこれを用いる電界通信システムでは、サービス提供装置１０側のＲＦ−ＩＤ送信機１８から発せられる微弱電波を携帯端末装置１が受けてその中のＲＦ−ＩＤチップ１７が起動して電力を出力し、その電力を利用してトランシーバ９及びコンピュータ６を起動するようにしているので、ＲＦ−ＩＤチップ１７以外にバッテリを必要とせず、極めて効率の良い省電力設計ができる。

＜その他の実施の形態＞
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、上記の各実施の形態では、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装置を携帯しているユーザがタッチすれば、その携帯端末装置に登録されている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。

本発明の第１の実施の形態の電界通信システムに用いる携帯端末装置のブロック図。 本発明の第１の実施の形態の電界通信システムのブロック図。 本発明の第２の実施の形態の電界通信システムのブロック図。 本発明の第３の実施の形態の電界通信システムに用いる携帯端末装置のブロック図。 本発明の第４の実施の形態の電界通信システムに用いる携帯端末装置のブロック図。 本発明の第４の実施の形態の電界通信システムのブロック図。 従来のトランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図。 従来の携帯端末装置のブロック図。

符号の説明

１ 携帯端末装置
６，６’ コンピュータ
９ トランシーバ
１０ サービス提供装置
１１ 電源回路
１１１ バッテリ
１１２ レギュレータ
１２ 起動制御回路
１２１ リレーコイル
１２２ リレースイッチ
１２５ オンリレーコイル
１２６ ラッチ型スイッチ
１２７ 非ラッチ型スイッチ
１２８ オフリレーコイル
１３ 電圧生成回路
１４ コンデンサ
１５ 起電力励起コイル
１６ 交流磁界
１７ ＲＦ−ＩＤチップ
１８ ＲＦ−ＩＤ送信機
２１ 磁界発生コイル
２２ 交流磁界発生器
２３ 電界通信電極
２４ 人感センサ
３１ 交流磁界到達エリア
３２ ユーザ
３５ 感応エリア
９２１ 電源供給モニタ回路
９２２ 電源オフ回路

Claims (2)

1. 電界通信を行う第１のトランシーバとコンピュータを備えた携帯端末装置と、電界伝達媒体との接触にて電界を当該伝達媒体に誘起させる、所定の場所に設置された電界通信電極及び前記電界通信電極に電界を発生させると共に当該電界通信電極に誘起した電界を検出して情報の送受信を行う第２のトランシーバを備えたサービス提供装置とで構成される電界通信システムにおいて、
   前記サービス提供装置は、
   前記電界通信電極の近傍の所定の限定された空間にだけ届く強さの交流磁界を発生させる交流磁界発生手段を備え、
   前記携帯端末装置は、
   前記第１のトランシーバとコンピュータとに電力を供給するバッテリと、
   前記交流磁界発生手段の発生する交流磁界を受けて起電力を励起する起電力励起コイルと、
   前記起電力励起コイルの励起中にその起電力にてオン動作して前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記起電力励起コイルの消磁にてオフ動作して前記配線を開路して前記バッテリの電力の前記第１のトランシーバとコンピュータへの供給を遮断するスイッチ手段とを備え、
   携帯端末装置の前記スイッチ手段は、
   前記起電力励磁コイルの起電力にて励磁されるオンリレーコイルと、
   前記バッテリからの通電にて励起するオフリレーコイルと、
   前記オンリレーコイルの励磁にてオン動作してオン状態をラッチし、前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記オフリレーコイルの励磁にてオフ動作して前記バッテリから前記第１のトランシーバとコンピュータに至る配線を開路するラッチ型スイッチと、
   前記オンリレーコイルの励磁・消磁にてオン・オフ動作する非ラッチ型スイッチと、
   前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記非ラッチ型スイッチのオフ動作を検出して電源オフ信号を出力する電源供給モニタ回路と、
   前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記電源供給モニタ回路からの前記電源オフ信号を受信して、一定時間の後に前記オフリレーコイルに励磁電流を給電する電源オフ回路とで構成されていることを特徴とする電界通信システム。
2. 電界通信を行うトランシーバと、
   前記トランシーバとデータ通信を行い、所定の演算処理を実行するコンピュータと、
   前記トランシーバとコンピュータとに電力を供給するバッテリと、
   外部からの交流磁界を受けて起電力を励起する起電力励起コイルと、
   前記起電力励起コイルの励起中にその起電力にてオン動作して前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記起電力励起コイルの消磁にてオフ動作して前記配線を開路して前記バッテリの電力の前記トランシーバとコンピュータへの供給を遮断するスイッチ手段とを備え、
   前記スイッチ手段は、
   前記起電力励磁コイルの起電力にて励磁されるオンリレーコイルと、
   前記バッテリからの通電にて励起するオフリレーコイルと、
   前記オンリレーコイルの励磁にてオン動作してオン状態をラッチし、前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を閉路し、前記オフリレーコイルの励磁にてオフ動作して前記バッテリから前記トランシーバとコンピュータに至る配線を開路するラッチ型スイッチと、
   前記オンリレーコイルの励磁・消磁にてオン・オフ動作する非ラッチ型スイッチと、
   前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記非ラッチ型スイッチのオフ動作を検出して電源オフ信号を出力する電源供給モニタ回路と、
   前記ラッチ型スイッチのオン動作にて前記バッテリからの電力を受電して起動し、前記電源供給モニタ回路からの前記電源オフ信号を受信して、一定時間の後に前記オフリレーコイルに励磁電流を給電する電源オフ回路とで構成されていることを特徴とする携帯端末装置。

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