JP5010718B2

JP5010718B2 - 通信装置および通信制御方法

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Publication number: JP5010718B2
Application number: JP2010148070A
Authority: JP
Inventors: 英之中川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: JP2010273356A

Description

本発明は、近接無線通信方式で通信を行う通信装置および通信制御方法に関する。

近接無線通信方式では、ユーザがデバイス同士を近づけることで、デバイス間における通信を行うことができる。この操作は、ユーザにとって直感的で簡単であるため、近接無線通信は今後、携帯端末機器等において広く普及することが見込まれる。

近接無線通信方式の各デバイスは、他のデバイスから送信される何らかの信号を受信するための待ち受け処理を行うことが必要である。このため、各デバイスは実際にデータ転送のような通信が行われない待機時においても電力を消費する。近接無線通信方式のデバイスは携帯端末機器等に用いられ、長時間連続しての利用が想定されるため、消費電力はできるだけ抑えられることが望ましい。

特許文献１には、磁気センサと赤外線通信部とを備えた携帯端末機器が開示されている。赤外線は強い指向性を持つ。このため、赤外線通信を正常に行うためには、厳密な位置合わせが必要とされる。特許文献１の携帯端末機器においては、磁気センサは、当該機器内の赤外線通信部と他の機器内の赤外線通信部との間の位置合わせを行うために利用される。携帯端末機器間が位置合わせされたことが磁気センサによって検出された場合にのみ、赤外線通信を実行することが可能となる。

特開２００５−３１１９１８号公報

しかし、特許文献１の携帯端末機器では、機器間の距離については何等考慮されていない。近接無線通信は、デバイス同士が近接状態である場合、つまりデバイス間の距離が所定の通信可能距離内である場合に実行可能となる。したがって、近接無線通信にかかる消費電力を効率よく低減するためには、デバイス間の距離を考慮した新たな省電力技術の実現が必要である。

本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、近接無線通信にかかる消費電力を低減することができる通信装置および通信制御方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の通信装置は、外部デバイスからの接続要求を待つ待ち受け状態において待機時に第１の消費電力を消費する近接無線通信デバイスと、前記第１の消費電力よりも低い第２の消費電力で動作し、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとが近接状態にあることと、当該近接状態が解除されたこととを検出する接近検出部と、前記接近検出部が前記近接状態を検出した場合、前記近接無線通信デバイスを起動して前記待ち受け状態にするデバイス制御手段と、前記待ち受け状態である近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間で接続を確立する接続確立手段と、前記接続が確立されたとき、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間でデータ通信を実行する通信手段とを具備し、前記デバイス制御手段は、前記データ通信の完了後に前記接近検出部が前記近接状態の解除を検出した後に、前記近接無線通信デバイスを省電力状態にするまたは前記近接無線通信デバイスを電源オフすることを特徴とする。

本発明によれば、近接無線通信にかかる消費電力を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図。同実施形態の２つの通信装置の使用例を説明する図。同実施形態の２つの通信装置が近接状態となった場合の動作を示すフローチャート。同実施形態の２つの通信装置が近接状態を解除した場合の動作を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る通信装置２００の構成を説明する。この通信装置２００は、例えば、携帯電話機やＰＤＡといった携帯端末機器、パーソナルコンピュータ、またはＴＶ、オーディオプレーヤのようなコンシューマ機器として実現される。この通信装置２００は、システム制御部２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、近接無線通信デバイス２０４、接近検出部２０５、およびデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６により構成される。

システム制御部２０１は、通信装置２００内の各部の動作を制御する。システム制御部２０１はＣＰＵ２０１ａを備え、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、近接無線通信デバイス２０４、接近検出部２０５、およびデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に接続される。

ＲＡＭ２０３には、処理中の命令群、データ、およびスタックが格納される。ＲＯＭ２０２には、アプリケーションプログラムおよびドライバ等が格納される。ＣＰＵ２０１ａは、ＲＯＭ２０２に格納された命令群およびデータをＲＡＭ２０３へロードし、必要な処理を実行する。ＣＰＵ２０１ａは、例えば、近接無線通信を利用してデータファイル等のデータの転送を実行するためのアプリケーションプログラムを実行する。

また、ＣＰＵ２０１ａは、接近検出部２０５から通知される別の通信装置との近接状態、およびデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６から通知される近接無線通信デバイス２０４の動作状態に関する情報に基づいて、処理を実行する。

近接無線通信デバイス２０４は、近接無線通信を実行する。近接無線通信は、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のように数ｃｍという比較的短い距離でのみデータ通信が可能な無線通信技術である。近接無線通信デバイス２０４と別の近接無線通信デバイスとの間の近接無線通信は、ピアツーピア形式で実行される。通信可能距離は例えば３ｃｍである。近接無線通信デバイス２０４と別の近接無線通信デバイスとの間の無線接続は、近接無線通信デバイス２０４と別の近接無線通信デバイスとの間の距離が所定距離（例えば３ｃｍ）以内に接近した場合にのみ可能となる。近接無線通信においては、誘導電界が用いられる。近接無線通信方式としては、例えばTransfer JETを使用し得る。Transfer JETは、UWBを利用した近接無線通信方式であり、高速データ転送を実現することができる。

近接無線通信デバイス２０４は、アンテナ部２０７を備える。アンテナ部２０７は、誘導電界を用いた信号により、別の通信装置とのデータの送受信を行う。

接近検出部２０５は、近接無線通信デバイス２０４と別の近接無線通信デバイスとの近接状態を検出する。つまり、接近検出部２０５は、近接無線通信デバイス２０４に対して、別の近接無線通信デバイスが所定の距離内に近づいたことを、近接状態として検出する。そして、接近検出部２０５は、別の近接無線通信デバイスの検出を、システム制御部２０１、およびデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に通知する。

接近検出部２０５の待機状態もしくは動作状態における消費電力は、近接無線通信デバイス２０４の待機状態における消費電力よりも小さい。また、接近検出部２０５が、別の近接無線通信デバイスとの近接状態を検出できる検出可能距離は、近接無線通信デバイス２０４が、別の近接無線通信デバイスと通信できる通信可能距離を制限しない。つまり、検出可能距離は通信可能距離以上の大きさで、且つ、検出可能距離と通信可能距離との差は所定値以内である。例えば、通信可能距離が３ｃｍである場合には、検出可能距離を５ｃｍとする。通信可能距離と検出可能距離をこのような関係に設定することで、接近検出部２０５の検出可能距離は、近接無線通信デバイス２０４の通信可能距離を制限しない。このような接近検出部２０５として、例えば、誘導磁界を利用する機器を用いることができる。誘導磁界を利用する機器としては、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）、ＩＣチップ、および非接触充電デバイス等がある。

デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、接近検出部２０５からの通知に基づき、近接無線通信デバイス２０４を制御する。接近検出部２０５から近接状態の通知を受けると、デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態から復帰、もしくは回路電源がオンの状態にする。一方、接近検出部２０５から近接状態解除の通知を受けると、デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態に設定する。ここでスリープ状態とは、近接無線通信デバイス２０４を通常の動作時よりも低い消費電力で待機させる、いわゆる省電力モードでの動作である。したがって、スリープ状態からの復帰とは、近接無線通信デバイス２０４が省電力モードでの動作から通常の動作状態になることを指す。

なお、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態に設定する操作は、接近検出部２０５が近接状態の解除を検出してから、所定の時間が経過した後であることが望ましい。これは、データの転送中に、ユーザが意図せず一時的に通信装置２００を別の通信装置から離した場合に、近接無線通信デバイス２０４がスリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態に設定され、転送が失敗することを回避するためである。

図２は、本実施形態の通信装置２００が２台ある場合の使用例を示している。図２では、通信装置２００として携帯電話機を示しているが、本実施形態は携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータやＴＶ、オーディオプレーヤのようなコンシューマ機器等に使用可能である。

携帯電話機ａ１および携帯電話機ｂ１はそれぞれ、待ち受け状態である携帯電話機ａ２および携帯電話機ｂ２に対して、能動的な動作を行う。この動作は、例えば、画像データや音楽データの転送である。図２（ａ）では、携帯電話機ａ１を携帯電話機ａ２に近づけることで近接無線通信による接続を確立し、携帯電話機ａ１と携帯電話機ａ２との間でデータの転送を実行する。図２（ｂ）では、データの転送が終了した後、携帯電話機ｂ２から携帯電話機ｂ１を離すことで近接無線通信による接続を切断する。以下の、携帯電話機（通信装置）間の接続（通信）、および近接無線通信デバイス２０４間の接続（通信）という記載は、いずれも携帯電話機に設けられた近接無線通信デバイス２０４間の接続（通信）を意味し、同義であるものとする。

図２において、待ち受け側である携帯電話機ａ２および携帯電話機ｂ２にそれぞれ設けられる近接無線通信デバイス２０４は、それぞれ携帯電話機ａ１および携帯電話機ｂ１から送信される信号を受信するため、常時待ち受け状態である必要がある。このため、近接無線通信デバイス２０４は実際にデータ転送のような通信が行われない待機時においても電力を消費する。これは、連続して長時間使用することが想定される携帯電話機をはじめとした通信装置では問題となる。

このため、上述したように本実施形態の通信装置２００は、近接無線通信デバイス２０４よりも消費電力の小さい接近検出部２０５を備える。近接無線通信デバイス２０４は通常、スリープ状態（省電力ステート）、もしくは回路電源オフの状態にあり、接近検出部２０５により別の近接無線通信デバイスを検出した場合に、スリープ状態から復帰、もしくは回路電源がオンの状態にする。つまり、近接無線通信デバイス２０４は、常時動作状態にある接近検出部２０５による別の近接無線通信デバイスの検出をトリガーとして、動作を開始する。

図２（ａ）において、携帯電話機ａ１では近接無線通信デバイス間で近接無線通信を行うためのアプリケーションプログラムが実行されたことをトリガーとして、携帯電話機ａ１の近接無線通信デバイス２０４は、スリープ状態から復帰、もしくは回路電源がオンの状態になる。次に、携帯電話機ａ１を携帯電話機ａ２に近づけると、携帯電話機ａ２の接近検出部２０５は、携帯電話機ａ１が近接状態にあることを検出する。携帯電話機ａ２の接近検出部２０５は、デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に対して、携帯電話機ａ１が近接状態にあることを通知する。携帯電話機ａ２のデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、この通知に基づき、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態から復帰、もしくは回路電源をオンの状態にする。これにより、携帯電話機ａ１と携帯電話機ａ２において、それぞれに設けられた近接無線通信デバイス２０４間で接続が確立され、データの転送等の通信を行うことができる。

一方、図２（ｂ）に示すように、データ転送完了後に携帯電話機ｂ１を携帯電話機ｂ２から離した場合、携帯電話機ｂ１の接近検出部２０５は、携帯電話機ｂ２の近接状態の解除を検出する。また、携帯電話機ｂ２の接近検出部２０５も、携帯電話機ｂ１の近接状態の解除を検出する。携帯電話機ｂ１および携帯電話機ｂ２それぞれに設けられたデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、それぞれの近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは回路電源をオフの状態にする。これにより、次に別の近接無線通信デバイスが近接状態になるまで、近接無線通信デバイス２０４はスリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態となり、消費電力を低減することができる。

次に、図３および図４のフローチャートを参照して、本実施形態の２つの通信装置２００間で通信を行った場合の動作について説明する。まず図３では、２つの通信装置２００が近づけられ、近接状態となった場合の動作を示す。以下では、２つの通信装置２００をそれぞれ通信装置２００ａ、および通信装置２００ｂとして説明を行う。

まず、通信装置２００ａと通信装置２００ｂは近接状態になく、それぞれに設けられた近接無線通信デバイス２０４は、スリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態になっている（ステップＳ３０１）。次に、通信装置２００ａにおいて、ユーザが通信装置２００ａに設けられたボタン等を用いて、メニューやファイルを選択する操作に応答して、通信装置２００ａのＣＰＵ２０１ａは、近接無線通信によりファイル等を通信装置２００ｂへ転送するためのアプリケーションプログラムを起動する（ステップＳ３０２）。起動したアプリケーションプログラムは近接無線通信デバイス２０４を介して近接無線通信を行う。このアプリケーションプログラムの起動をトリガーとして、通信装置２００ａのＣＰＵ２０１ａは、アプリケーションプログラム、もしくはドライバを用いて、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態から復帰、もしくは近接無線通信デバイス２０４を電源オンの状態に設定する（ステップＳ３０３）。ここで、通信装置２００ａは、通信装置２００ｂに接続を要求する接続要求側、もしくは通信装置２００ｂからの接続要求を待つ接続待ち側のどちらかに設定される（ステップＳ３０４）。接続要求側と接続待ち側のいずれに設定するかは、アプリケーションプログラムの形態等に応じて選択することができる。接続要求側の近接無線通信デバイス２０４は、接続待ち側の近接無線通信デバイス２０４に対して接続要求信号を送出する処理を行う。接続待ち側の近接無線通信デバイス２０４は、接続要求信号を検出するための処理を、例えば一定時間毎に行う。

次に、通信装置２００ａと通信装置２００ｂは近づけられ、近接状態となる（ステップＳ３０５）。通信装置２００ａの接近検出部２０５は、通信装置２００ｂとの近接状態を検出し、通信装置２００ａのデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に通知する。一方、通信装置２００ｂの接近検出部２０５も通信装置２００ａとの近接状態を検出し、通信装置２００ｂのデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に通知する（ステップＳ３０６）。

通信装置２００ｂのデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態から復帰、もしくは近接無線通信デバイス２０４を電源オンする（ステップＳ３０７）。通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４は、通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４が接続要求側である場合には接続待ち側に設定され、通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４が接続待ち側である場合には接続要求側に設定される（ステップＳ３０８）。

これにより、通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４と、通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４との間で接続が確立する（ステップＳ３０９）。例えば、接続要求側である通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４が接続要求信号を送出し、接続待ち側である通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４が、この接続要求信号を検出して応答することで、接続が確立される。

通信装置２００ａは、アプリケーションプログラムを介して、近接無線通信により通信装置２００ｂへデータの転送を行う（ステップＳ３１０）。

以上の処理により、通信装置２００ａと通信装置２００ｂを近づけた場合に、それぞれの通信装置２００に設けられた接近検出部２０５が近接状態を検出したことをトリガーとして、近接無線通信デバイス２０４が作動する。接近検出部２０５が近接状態を検出するまで、近接無線通信デバイス２０４はスリープ状態、もしくは電源がオフの状態であるため、近接無線通信デバイス２０４にかかる消費電力を省電力化することができる。

図４は、通信を行っていた２つの通信装置２００ａと通信装置２００ｂが離されることにより、近接状態が解除された場合の動作を示す。

まず、通信装置２００ａと通信装置２００ｂは、近接無線通信によって接続されており、データ転送が行われている状態にある（ステップＳ４０１）。データ転送完了後、通信装置２００ａと通信装置２００ｂは離され、近接状態が解除される（ステップＳ４０２）。すると、通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４と、通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４との間の接続は切断される（ステップＳ４０３）。

ここで、通信装置２００ａ、および通信装置２００ｂそれぞれが備える近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは回路電源がオフの状態に設定する方法として、２つのシナリオが考えられる。

第１のシナリオ（ステップＳ５０１）では、接近検出部２０５により近接状態の解除を検出する。通信装置２００ａの接近検出部２０５は、通信装置２００ｂとの近接状態が解除されたことを検出し、デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に通知する。また、通信装置２００ｂの接近検出部２０５も、通信装置２００ａとの近接状態が解除されたことを検出し、デバイスイネーブル／ディセーブル部２０６に通知する。（ステップＳ４０４）。通信装置２００ａのデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６は、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは電源オフの状態に設定する。また、通信装置２００ｂのデバイスイネーブル／ディセーブル部２０６も、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは電源オフの状態に設定する（ステップＳ４０５）。

第２のシナリオ（ステップＳ５０２）では、近接無線通信デバイス２０４により切断（接続不能）を検出する。通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４は、自らをスリープ状態、もしくは電源オフの状態にする。また、通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４も、自らをスリープ状態、もしくは電源オフの状態にする（ステップＳ４０６）。なお、第１のシナリオと第２のシナリオのいずれの処理を用いるかは、通信装置２００の利用形態や通信装置２００において実行するアプリケーションプログラム等に基づいて決定することができる。

これら第１のシナリオと第２のシナリオのいずれかの処理により、通信装置２００ａの近接無線通信デバイス２０４と通信装置２００ｂの近接無線通信デバイス２０４は、スリープ状態、もしくは電源オフの状態に設定される（ステップＳ４０７）。

但し、ユーザが意図せずに、通信装置２００ａと通信装置２００ｂとが離れる場合がある。このため、近接状態の解除、もしくは通信の切断が検出されてから、所定の時間が経過した後に、近接無線通信デバイス２０４をスリープ状態、もしくは電源オフの状態に設定することが望ましい。

以上の処理により、通信装置２００ａと通信装置２００ｂとが離された場合に、それぞれの通信装置２００に設けられた接近検出部２０５が近接状態の解除を検出したこと、もしくは近接無線通信デバイス２０４間で確立された接続が切断されたことをトリガーとして、それぞれの近接無線通信デバイス２０４はスリープ状態、もしくは電源がオフの状態に設定される。これにより、近接無線通信デバイス２０４にかかる消費電力を省電力化することができる。

以上のように、本実施形態においては、近接無線通信デバイスと別の近接無線通信デバイスとが、通信可能な距離である近接状態にあること、また、この近接状態が解除されたことを、通信装置に備える接近検出部により検出できる。接近検出部の動作にかかる消費電力は、近接無線通信デバイスの待機状態にかかる消費電力よりも低く、近接無線通信にかかる消費電力を省電力化することができる。

また本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

２００…通信装置、２０１…システム制御部、２０１ａ…ＣＰＵ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２０４…近接無線通信デバイス、２０５…接近検出部、２０６…デバイスイネーブル／ディセーブル部、２０７…アンテナ部。

Claims

外部デバイスからの接続要求を待つ待ち受け状態において第１の消費電力を消費する近接無線通信デバイスと、
前記第１の消費電力よりも低い第２の消費電力で動作し、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとが近接状態にあることと、当該近接状態が解除されたこととを検出する接近検出部と、
前記接近検出部が前記近接状態を検出した場合、前記近接無線通信デバイスを起動して前記待ち受け状態にするデバイス制御手段と、
前記待ち受け状態である近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間で接続を確立する接続確立手段と、
前記接続が確立されたとき、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間でデータ通信を実行する通信手段とを具備し、
前記デバイス制御手段は、前記データ通信の完了後に前記接近検出部が前記近接状態の解除を検出した後に、前記近接無線通信デバイスを省電力状態にするまたは前記近接無線通信デバイスを電源オフすることを特徴とする通信装置。
前記接近検出部は、前記外部デバイスが前記近接無線通信デバイスに対して、所定距離内にあることを、前記近接状態として検出することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記所定距離は、前記近接無線通信デバイスの通信可能距離以上であり、且つ前記通信可能距離との差が所定値以内の距離であることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
前記デバイス制御手段は、前記接近検出部が前記近接状態を検出した場合、前記近接無線通信デバイスを前記省電力状態から動作状態にするまたは前記近接無線通信デバイスを電源オンすることによって、前記近接無線通信デバイスを起動することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記デバイス制御手段は、前記接近検出部が前記近接状態の解除を検出してから所定の時間経過した後に、前記近接無線通信デバイスを前記省電力状態にするまたは前記近接無線通信デバイスを電源オフすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記近接無線通信デバイスは、前記外部デバイスとの接続が切断されたことを検出した場合、前記省電力状態または電源オフ状態に移行することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
外部デバイスからの接続要求を待つ待ち受け状態において第１の消費電力を消費する近接無線通信デバイスを制御する通信制御方法であって、
前記第１の消費電力よりも低い第２の消費電力で動作する接近検出部によって、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとが近接状態にあることと、当該近接状態が解除されたこととを検出し、
前記接近検出部によって前記近接状態が検出された場合、前記近接無線通信デバイスを起動して前記待ち受け状態にし、
前記待ち受け状態である近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間で接続を確立し、
前記接続が確立されたとき、前記近接無線通信デバイスと前記外部デバイスとの間でデータ通信を実行し、
前記データ通信の完了後に前記接近検出部が前記近接状態の解除を検出した後に、前記近接無線通信デバイスを省電力状態にするまたは前記近接無線通信デバイスを電源オフする通信制御方法。