JP5500950B2 - 通信装置、及び制御方法 - Google Patents

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本発明は、非接触で電力を受電する通信装置に関するものである。
近年、設置場所の制限が少なく、ユーザの利便性が高いことから、電磁誘導等による非接触電力伝送方式を利用した受電機能を持つ通信装置が開発されている。また、供給される電力が不足した場合に、各デバイスの消費電力を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2001−034370号公報
しかしながら、非接触電力伝送方式の場合、電力供給源と受電通信装置との距離や、方向、機器間に存在する障害物等により供給電力が増減するというおそれがある。ここで、受電通信装置の消費電力が電力供給源から受け取る電力量を上回ってしまうと、通信装置のシステムがダウンし通信が遮断してしまう。また、上記特許文献1のように、むやみに各デバイスの消費電力を抑制してしまうと、必要な通信ができなくなる可能性もある。
本発明は、非接触で供給される電力が減少する場合であっても通信可能な状態を維持するこを目的とする。
本発明に係る通信装置は、記憶手段に記憶されている映像データを送信する送信手段と、非接触で送電装置から電力を受ける受電手段と、前記受電手段によって受け取られた受電電力を検出する検出手段と、前記通信装置における消費電力が前記検出手段によって検出された受電電力を超えないようにするために前記記憶手段に記憶されている映像データの送信を制限する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が第1の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている映像データを前記送信手段に送信させないようにするための第1のモードに前記通信装置を設定し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値以上である場合に、前記記憶手段に記憶されている第1の映像データを第1のデータ転送レートに応じて前記送信手段に送信させるための第2のモードに前記通信装置を設定し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が前記第1の所定値以上であるが前記第2の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている前記第1の映像データとデータサイズの異なる第2の映像データを前記第1のデータ転送レートよりも小さい第2のデータ転送レートに応じて前記送信手段に送信させるための第3のモードに前記通信装置を設定する。
本発明によれば、非接触で供給される電力が減少する場合であっても通信可能な状態を維持することができる。
本発明に係る実施形態1の通信装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態1の送電装置の概略構成を示すブロック図である。 図1の保存部で管理されるデータ管理テーブルである。 実施形態1のデータ通信処理に使用される受電電力量と映像データとを対応付けした制御テーブルを例示する図である。 実施形態1のデータ通信処理を示すフローチャートである。 実施形態1のデータ通信処理に使用される受電電力量と映像データ量とを対応付けした制御テーブルの他の形態を例示する図である。 本発明に係る実施形態2の通信装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態2の受信装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態2のデータ通信処理を示すフローチャートである。
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
[実施形態1]以下に、図1及び図2を参照して、実施形態1の通信装置100及び送電装置200の構成について説明する。図1に示すように、通信装置100は、通信アンテナ101、送信部102、保存部103、受電アンテナ104、受電部105、比較部106、制御部107を備える。また、図2に示すように、送電装置200は、送電部201、送電アンテナ202を備える。
本実施形態では、通信データとしてHD映像データと超解像度映像データを適用した例について説明する。ここで、HD映像データとは、MPEG2でエンコードされた1920*1080ピクセルの画素を持つデータである。また、超解像度映像データとは、同一の映像がより高精細な映像となるよう画素を3840*2160ピクセルに増加し、再エンコードされたデータである。なお、本発明は、上記映像データ以外の他のデータにも適用可能であることは言うまでもない。また、本実施形態では、受電アンテナ104から電力を受け取る非接触電力伝送方式に適用した例について説明するが、同様の課題を具有する他の送電方式にも適用できることは言うまでもない。なお、非接触電力伝送方式には、電磁誘導や電磁波、磁界共鳴や電界共鳴等を利用した方式があるが、いずれの方式であっても本発明は適用可能である。
通信装置100は、保存部103に保存されているHD映像データ又は超解像映像データを選択し、通信アンテナ101へ送出する。また、受電アンテナ104は送電装置200から電力を受電する。通信アンテナ101は、送信部102で変調されて通信アンテナ101から送出される映像データは、図示しないデータ受信装置で受信され表示装置等に再生される。データ受信装置は、例えば無線通信規格のIEEE802.11nを用いた映像データ受信機能と、受信した映像データをデコードし表示できる機能とを有する。データ受信装置は、受信したHD映像データもしくは超解像映像データを、対応した解像度で表示できる。また、100Mbpsの映像データ通信を行うため、IEEE802.11n技術で用いるMIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送を行う場合、通信アンテナ101が複数個必要であるが、本実施形態は代表して1つの通信アンテナで実現した場合について説明する。また、本実施形態では、上記IEEE802.11n技術についての詳細な説明は省略する。
送信部102は、保存部103に保存されている映像データを高周波信号に変調し、通信アンテナ101に送出する。例えば、送信部102はIEEE802.11nに準拠した変調機能を持ち、当該方式に準拠した手順を踏むことで、受信装置へ映像データを送信することができる。また、送信部102は、データ転送レートに応じて変調方式を変更すると共に、送電する電力量を調整することができる。例えば、64QAM変調で送信できる最大ビットレートに対して、送信する映像データのビットレートが十分低い場合、通信データの変調方式64QAMと符号化率4/5を、それぞれ16QAMと1/2に変更し、且つ送電電力量を減少させることができる。つまり、送信部102は、よりビットレートの低い映像データの送信に変更することで、消費電力の低減が可能となる。
保存部103は送信する映像データを管理し、制御部107のデータ送信指令に基づき、送信部102にデータを送出する。例えば、保存部103は、HDD(ハードディスクドライブ)で構成され、図3に示すようなデータ管理テーブル300を持ち、1つのコンテンツに対しデータAとデータBの2種類の映像データを管理している。データAは、例えばHD映像データであり、データBは、例えばデータAを再エンコードして作成された超解像映像データである。データ管理テーブル300からわかるように、データAが20Mbps、データBが100Mbpsであり、ビットレートに差がある。また、データAを送信する場合の保存部103での消費電力は、データAのビットレートが低く、データBを送信する場合に比べてHDDにアクセスする時間を削減できるため、省電力となる。
上述したように、通信装置100は、受電アンテナ104を介して、非接触電力伝送方式により、図2の送電装置200から電力の供給を受ける。ここで送電装置200について説明する。送電装置200は、家庭に供給されている交流電源の電力を送電アンテナ202で送信する。送電部201は、交流電源の電力を受電アンテナ104で受電できる共振周波数に変換する。受電アンテナ104は、コイルとコンデンサからなり、送電部201で変換された送電周波数に合わせることで、送電装置200から送出された電力を受電し、受電部105に送出する。
受電部105は、受電した電力を平滑化し、通信装置100の各ブロックに必要な電力に変換して供給する。また、受電部105は、送電装置200から受電できる最大受電電力量を比較部106に送出する。
ここで、上記最大受電電力量の算出方法について説明する。図4は、最大受電電力量に応じて映像データを選択するための制御テーブル400を例示している。図4において、データA,Bは、通信装置100が当該データA,Bを通信可能な状態を維持するために必要な消費電力に応じて決定される。また、閾値が小さくなるほど、単位時間あたりに転送されるデータ量(データ転送レート以外に、データ転送速度やデータサイズを含む)が小さいデータが対応付けされている。受電アンテナ104で受電する電圧は、受電電力が大きいほど、高い電圧となる。よって、電力を受ける受電部105は、受電アンテナ104で受ける受電電圧から最大受電電力量を算出することができる。
比較部106は、受電部105で算出された最大受電電力量と、図4の制御テーブル400の受電電力量の閾値とを比較し、比較の結果から最大受電電力量が閾値を満たすような映像データを制御テーブル400から選択する。また、比較部106は、選択の結果を制御部107に送出する。制御部107は、比較部106での選択の結果により、送信部102に送出すべき映像データを保存部103に指令する。
次に、図5のフローチャートを参照して、比較部106と制御部107による受電電力量に応じて映像データを選択するための処理について説明する。図5において、本処理は、例えば、ユーザが図示しないリモートコントローラで、保存部103の映像データを前述の受信装置で再生する操作を行なうことにより開始され、映像データの再生終了で終了する。ステップS502からステップS506は映像データの再生中繰り返し実行される。
ステップS502では、比較部106は受電部105から最大受電電力量を取得する。ステップS503では、比較部106は、受電部105から取得した最大受電電力量と図4の制御テーブル400の受電電力量閾値とを比較して映像データを選択し、選択の結果を制御部107に送出する。ここでは、例えば比較部106は、最大受電電力量が800mWであった場合、制御テーブル400において閾値500mW以上となるため、受電電力量が多い状態と判定し、データBの映像データを選択する。また、最大受電電力量が300mWであった場合、制御テーブル400において閾値100mW以上500mW未満であるため受電電力量が少ない状態と判定し、データAの映像データを選択する。更に、最大受電電力量が80mWであった場合、比較部106は映像データを送信するのに必要な受電電力量に満たないと判定し、映像データを送信しない転送不可を選択する。
ステップS504では、制御部107は、比較部106での比較の結果から映像データに変更があるか否かを判定する。ステップS505では、映像データに変更があると判定された場合、制御部107は保存部103に対して出力すべき映像データを改めて指令する。例えば、送電アンテナ202と受電アンテナ104の間に人が横切るなどの障害物が介在して、受電電力量が800mWから300mWに低下した場合、制御部107は、送信すべき映像データをデータBからデータAに変更するよう保存部103へ指令を出す。更に、制御部107は、受電電力量が80mWまで低下した場合、システムがダウンしないようデータ通信を一時停止するよう指令を出すと共に、現状の受電電力でシステムを維持できるよう通信装置100を省電力モードに変更する。また、通信装置100の位置を変更し、受電電力量が300mWから800mWに増加した場合にも、制御部107は、データAからデータBに変更するよう指令を出す。受電電力量が80mWから300mWに増加した場合に、通信装置100の省電力モードを解除し、制御部107は、一時停止していたデータAの送信を再開する。
ステップS506は、制御部107は、映像データの送信を終了するか否か判定する。ここでは、例えばユーザによるデータの再生終了指示や、映像データの再生終了によって判定できる。ステップS506で、データ送信を終了しない場合、ステップS502に戻り処理を継続する。また、データ送信を終了する場合、本処理を終了する。
本例では、比較部106は制御テーブル400の受電電力量閾値に応じた映像データを選択したが、制御テーブル400の受電電力量閾値にヒステリシスを持たせて、最大受電電力量の時系列変化に応じて変化させることもできる。
また、比較部106は受電部105の受電信電力量を一定時間計測し、受電電力量が制御テーブル400の閾値以下になる状態が頻繁である場合、受電電力量が不安定であると判定し、当該閾値以下に対応付けされている映像データを選択するようにもできる。例えば、一定時間中、平均受電電力が550mW且つ下限が490mWまで低下しているならば、比較部106は受電電力量が不安定であると判定し、HD映像データを常時選択する。これにより、頻繁に閾値以下になる受電電力量に起因して映像データが頻繁に切り替わらないよう制御できる。
また、比較部106は、送電装置200と通信装置100との間の距離に応じて、制御テーブル400の受電電力量閾値を変更することもできる。つまり、受電電力の低下と、装置間が障害物等で遮断される可能性の増加とを予め考慮して、事前に受電電力の不安定性に応じた受電電力量閾値に変更するものである。例えば、比較部106は、装置間距離が3m未満であれば制御テーブル400を使用し、距離が3m以上離れているならば受電電力量閾値の異なる制御テーブル600(図6)を使用する。ここで装置間距離は、例えば、装置を設置する際にユーザが入力する装置位置の実測値や、装置間距離に比例して最大受電電力が減少する特性を使用して導出される。
また、本実施形態では、アンテナを介して受電する非接触電力伝送方式に適用した例について説明したが、上記制御は、太陽光を電力に変換する太陽電池を使用した方式や、内蔵/外付け問わず発電装置等を使用した形態でも、同様の制御を行うことができる。
また、本実施形態では、映像データの選択に、通信装置固有の消費電力から導出された制御テーブル400を用いたが、外部機器や、通信装置の各機能動作時の消費電力の計測結果を閾値としてテーブル化することもできる。
また、本実施形態では、送電装置200は、受信装置とは別のものとして説明したが、受信装置と同一筐体に内蔵されても同様の制御を行うことができる。
上述した実施形態によれば、送電装置200からの受電電力量が低下した場合、通信装置100の消費電力が受電電力量を超えないように、通信する映像データをビットレートの低いデータに変更する。これにより、例えば映像データ再生中のシステムダウン等を抑制できる。その後、受電電力が増加に転じた場合、通信装置100の消費電力が受電電力量を超えないように、通信する映像データをビットレートの高いデータに変更することで、より高精細な映像データを通信が可能となる。
[実施形態2]次に、図7乃至図9を参照して、実施形態2の通信システムについて説明する。実施形態1との相違点は、映像データの送信先である受信装置が電力の供給を受け、送信元である通信装置が受信装置での受電電力量に応じて、通信する映像データを制御するところである。図7及び図8は実施形態2の通信装置と受信装置の各構成を示しており、送信装置700は図1の送信部102に代えて、送受信部701を備えている。その他、図1と同じ機能を有する要素には、同一の符号を付して説明を省略する。一方、受信装置800は、受電アンテナ801、受電部802、送受信部803、通信アンテナ804、表示部805を備え、実施形態1の図2に示した送電装置200から電力の供給を受ける。
以下、実施形態1の通信装置100と異なる構成について詳しく説明する。送受信部701は、図1の送信部102と同様に、保存部103に保存されている映像データを高周波信号に変調し、通信アンテナ101を介して受信装置800に送信すると共に、受信装置800から受電電力量情報を取得し、比較部106に送出する。
受信装置800は、受電アンテナ801を介して、非接触電力伝送方式により、図2の送電装置200から電力の供給を受ける。受電アンテナ801は、コイルとコンデンサからなり、送電部201で変換された送電周波数に合わせることで、送電装置200から送出された電力を受電し、受電部802に送出する。
受電部802は、受電した電力を平滑化し、受信装置800の各ブロックに必要な電力に変換して供給する。また、受電部802は、送電装置200から受電できる最大受電電力量を送受信部803に送出する。この最大受電電力量の算出方法は、実施形態1で述べた通りである。
送受信部803は、送受信部701とデータ通信可能な変復調機能を持ち、送信装置700から映像データを受信し、受電部802から取得した最大受電電力量を送信装置700へ送信する。更に送受信部803は、通信アンテナ804を介して受信した映像データを表示部805へ送出する。表示部805は、映像データをデコードし表示できる機能を持ち、HD映像データ又は超解像映像データ等に対応した解像度で映像データを表示する。
次に、図9のフローチャートを参照して、送信装置700が、受信装置200の受電電力量に応じて映像データを選択するための処理について説明する。図9において、本処理は、例えば、ユーザが図示しないリモートコントローラで、保存部103の映像データを受信装置800で再生する操作を行なうことにより開始され、映像データの再生終了で終了する。ステップS902からステップS506は映像データの再生中繰り返し実行される。また、図9のステップS503、S504、S505、S506ではそれぞれ、図5と同じ処理を行う。
本実施形態では、例えば受信装置800の最大受電電力量が0mWから800mWに変化した場合、受電部802が最大受電電力量(例えば、800mW)を送受信部803に送出する。送受信部803は、送信装置700が受信できる変調方式に変換し、通信アンテナ804に送出する。ここで、最大受電電力量を送信する際の変調方式は、できるだけ送受信部803がデータ送信するための電力が最小で済む方式であることが望ましい。通信アンテナ804を介して送出された最大受電電力量は、通信アンテナ101を介して送受信部701で受信される。
また、送信装置700では図9のフローに従った処理が行われる。即ち、図9において、ステップS902では、比較部106は送受信部701から最大受電電力量を取得する。ステップS503では、比較部106は、送受信部701から取得した最大受電電力量と図4の制御テーブル400の受電電力量閾値とを比較して映像データを選択し、選択の結果を制御部107に送出する。ここで、比較部106は、最大受電電力量が800mWであり、制御テーブル400において閾値500mW以上となるため、データBの映像データを選択する。ステップS504では、制御部107は、比較部106での比較の結果から映像データに変更があるか否かを判定する。この場合、制御部107は、データ未送信の状態からデータBの送信に切り替わったと判定する。ステップS505では、制御部107は、保存部103に対して出力すべき映像データとしてデータBを指令する。保存部103は、制御部107からの指令を受けて、送受信部701に対してデータBの出力を開始する。送受信部701では、変調方式64QAMと符号化率4/5で映像データを通信アンテナ101に送出する。
ステップS506では、S505でのデータの送信が終了するまで、ステップS902からの処理を繰り返す。そして、通信アンテナ101から送信された映像データは、受信装置800の通信アンテナ804で受信され、送受信部803に送出される。送受信部803は、予め決められた変調方式に応じて映像データを復調し、表示部805に送出する。このようにして、表示部805は、データBの映像データをデコードし、超解像映像を再生表示することができる。
次に、最大受電電力量が800mWから300mWに変化した場合について説明する。最大受電電力量300mWは、映像データを通信中に通信装置800から受信装置700へ送信される(ステップSS902)。通信装置800で受信した最大受電電力量300mWは、比較部106に送出され、制御テーブル400の受電電力量閾値と比較し映像データが選択される(ステップS503)。ここで、比較部106は、最大受電電力量が300mWであり、制御テーブル400において閾値100mW以上500mW未満となるため、データAの映像データを選択する。
制御部107は、送信されるデータがデータBからデータAに変更されたと判定し(ステップS504)、保存部103にデータAを出力するよう指令する。送受信部701は、保存部103から出力されたデータAを、変調方式16QAMと符号化率1/2に変調し、映像データを通信アンテナ101に送出する。通信アンテナ804を介してデータAを受信した送受信部803は、変調方式16QAMと符号化率1/2を復調し、表示部805に送出する。このようにして、表示部805は、データAの映像データをデコードし、HD映像を再生表示することができる。
以上のように、受信装置800は、受信した映像データのビットレートの低下に伴い、送受信部803での復調処理と表示部805でのデコード処理に要する電力が削減され、例えば映像データ再生中のシステムダウン等が抑制される。
本実施形態では、受信装置800の受電電力量が変化した場合に、ビットレートの異なるデータに変更したが、ビットレートの代わりにデータ転送速度やデータサイズを変更することで、同様に消費電力を低減することもできる。
上述した実施形態によれば、受信装置800での受電電力量が低下した場合、受信装置800の消費電力が受電電力量を超えないように、送信装置700から送信する映像データをビットレートの低いデータに変更する。これにより、例えば映像データ再生中のシステムダウン等を抑制できる。その後、受信装置800の受電電力が増加に転じた場合、受信装置800の消費電力が受電電力量を超えないように、通信する映像データをビットレートの高いデータに変更することで、より高精細な映像データを通信が可能となる。また、上記送信装置700と受信装置800とからなる通信システムを構築できる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (6)

  1. 通信装置であって、
    記憶手段に記憶されている映像データを送信する送信手段と、
    非接触で送電装置から電力を受ける受電手段と、
    前記受電手段によって受け取られた受電電力を検出する検出手段と、
    前記通信装置における消費電力が前記検出手段によって検出された受電電力を超えないようにするために前記記憶手段に記憶されている映像データの送信を制限する制御手段とを有し
    前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が第1の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている映像データを前記送信手段に送信させないようにするための第1のモードに前記通信装置を設定し、
    前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値以上である場合に、前記記憶手段に記憶されている第1の映像データを第1のデータ転送レートに応じて前記送信手段に送信させるための第2のモードに前記通信装置を設定し、
    前記制御手段は、前記検出手段によって検出された受電電力が前記第1の所定値以上であるが前記第2の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている前記第1の映像データとデータサイズの異なる第2の映像データを前記第1のデータ転送レートよりも小さい第2のデータ転送レートに応じて前記送信手段に送信させるための第3のモードに前記通信装置を設定することを特徴とする通信装置。
  2. 前記第1の映像データの解像度は、前記第2の映像データの解像度と異なることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている映像データが前記送信手段によって送信されている場合、前記検出手段によって検出された受電電力に応じて、前記通信装置のモードを再び設定す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。
  4. 前記受電手段は、電磁誘導により非接触で前記送電装置からの電力を受けることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の通信装置。
  5. 前記受電手段は、磁界共鳴により非接触で前記送電装置からの電力を受けることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 記憶手段に記憶されている映像データを送信する通信装置を制御する制御方法であって、
    非接触で送電装置から受け取られた受電電力を検出するステップと、
    前記通信装置における消費電力が前記検出された受電電力を超えないようにするために前記記憶手段に記憶されている映像データの送信を制限するステップと
    前記検出された受電電力が第1の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている映像データを送信させないようにするための第1のモードに前記通信装置を設定するステップと、
    前記検出された受電電力が前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値以上である場合に、前記記憶手段に記憶されている第1の映像データを第1のデータ転送レートに応じて送信させるための第2のモードに前記通信装置を設定するステップと、
    前記検出された受電電力が前記第1の所定値以上であるが前記第2の所定値以上でない場合に、前記記憶手段に記憶されている前記第1の映像データとデータサイズの異なる第2の映像データを前記第1のデータ転送レートよりも小さい第2のデータ転送レートに応じて送信させるための第3のモードに前記通信装置を設定するステップとを有することを特徴とする制御方法。
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