JP6128986B2 - 通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法 - Google Patents

通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、近距離無線通信を行うための通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法に関する。
従来、例えばNFC(Near Field Communication)等の近距離無線通信によって装置間で通信を行う技術がある(例えば、特許文献1参照)。近距離無線通信では、イニシエータ側となる近距離無線通信装置に対してターゲットとなる通信対象が接近したことに応じて、近距離無線通信装置側で通信対象が特定されて通信が開始される。例えば、従来の近距離無線通信においては、ターゲットとなる通信対象が通信可能な範囲に接近しているか否かを検出するために、イニシエータ側の近距離無線通信装置がポーリングを行う。そして、通信対象が通信可能な範囲に接近していることが検出された場合、当該通信対象との間で近距離無線通信が行われる。
上記ポーリングを行う際、イニシエータ側の近距離無線通信装置は、ターゲットとなる通信対象の存在を確認するための電波(ポーリング信号)を定期的に送出することがある。そして、通信対象が近距離無線通信装置に接近した場合、当該近距離無線通信装置と通信対象とのコイルの結合によって、当該近距離無線通信装置側にも影響が生じ、当該影響を検出することによって通信対象の接近を検出している。例えば、送出されたポーリング信号により通信対象のインピーダンスが変化することによって生じる、近距離無線通信装置側のアンテナ電圧の振幅や位相の変化によって、上記影響が現れる。
上記影響は、金属や他の装置のアンテナ等、ターゲットとなる通信対象以外の物体がイニシエータ側の近距離無線通信装置に接近した場合でも現れる。したがって、イニシエータ側の近距離無線通信装置は、通信対象が通信可能な範囲に接近していることが検出された後に、当該通信対象と近距離無線通信が開始できない場合、検出された通信対象が近距離無線通信のターゲット以外の物体であると判定し、当該通信対象が検出されないように制御する。例えば、イニシエータ側の近距離無線通信装置は、上記ターゲット以外の物体の接近が誤検出された場合、当該検出の際に現れた影響を検出対象から除外する(例えば、当該影響となって現れたアンテナ電圧の振幅や位相の変化を、検出対象から除外する)ことによって、以降の誤検出を防止している。
特開2005−252613号公報
しかしながら、ターゲットとなる通信対象がNFCのカードエミュレータ機能をオン/オフすることが可能な機器である場合、イニシエータ側の近距離無線通信装置に近接させ、上記誤検出防止機能が働いた後にカードエミュレータ機能をオンすると、当該機器が通信対象から除外されてしまうことがある。
それ故、本発明の目的は、機器同士が近接することによって行われる無線通信において通信が困難となる状況を回避することが可能な通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は例えば以下のような構成を採用し得る。なお、特許請求の範囲の記載を解釈する際に、特許請求の範囲の記載によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解され、特許請求の範囲の記載と本欄の記載とが矛盾する場合には、特許請求の範囲の記載が優先する。
本発明の通信システムの一構成例は、情報処理装置と、当該情報処理装置と近接して無線通信を行う通信端末装置とを含む。情報処理装置は、通信対象検知手段およびイニシエータ側データ通信手段を備える。通信対象検知手段は、自装置のアンテナを介して、当該アンテナ近くの通信対象の存在を確認するための電波を送出し、当該アンテナと他のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界変化を検知することによって当該通信対象の存在を検知する。イニシエータ側データ通信手段は、自装置のアンテナの近くに通信対象の存在が確認された場合、当該通信対象との間でデータ通信を行う。通信端末装置は、アンテナ制御手段およびターゲット側データ通信手段を備える。アンテナ制御手段は、自装置のアンテナを介して情報処理装置との間でデータ通信を行う前に、当該アンテナの抵抗成分、当該アンテナに印加する電圧、および当該アンテナに印加する電流の少なくとも1つを変化させることによって当該アンテナの状態を変化させ、当該変化に起因する通信対象検知手段が検知可能な磁界変化を生じさせる。ターゲット側データ通信手段は、アンテナ制御手段がアンテナの状態を変化させた後、情報処理装置との間でデータ通信を行う。
上記によれば、情報処理装置における通信対象検知の対象から通信端末装置が一旦除外されたとしても、データ通信を行う前に情報処理装置のアンテナと通信端末装置のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界を強制的に変化させて当該除外設定を無効にすることができるため、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避することができる。
また、上記アンテナ制御手段は、無線通信が可能となるエミュレーションを通信端末装置が起動することに応じて、アンテナの状態を変化させてもよい。
上記によれば、通信端末装置のエミュレーションが起動することに応じてアンテナの状態が変化するため、当該エミュレーション機能を用いた無線通信を確実に行うことができる。
また、上記アンテナ制御手段は、データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を減少させることによってアンテナの状態を変化させてもよい。
上記によれば、データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を減少させることによって、情報処理装置のアンテナと通信端末装置のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界を容易に変化させることができる。
また、上記アンテナ制御手段は、情報処理装置との間のデータ通信が終了した後に、自装置のアンテナの抵抗成分を増加させてもよい。
上記によれば、データ通信中はアンテナ抵抗成分が小さい状態となるため、データ通信処理中の負荷が大きくなることもなく安定したデータ通信も可能となる。また、次のデータ通信開始前に、アンテナ抵抗成分が大きい状態で当該通信端末装置を情報処理装置に近接させることができる。
また、上記アンテナ制御手段は、自装置のアンテナの抵抗成分を一時的に減少させてもよい。
上記によれば、通信端末装置のアンテナの抵抗成分を一時的に減少させることによって、無線通信が困難となる状況を回避することができる。
また、上記アンテナ制御手段は、データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を増加させることによってアンテナの状態を変化させてもよい。
上記によれば、データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を増加させることによって、情報処理装置のアンテナと通信端末装置のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界を容易に変化させることができる。
また、上記アンテナ制御手段は、抵抗成分を増加させた後に無線通信を介して情報処理装置側から応答があった場合、自装置のアンテナの抵抗成分を減少させてもよい。
上記によれば、データ通信中はアンテナ抵抗成分が小さい状態となるため、データ通信処理中の負荷が大きくなることもなく安定したデータ通信も可能となる。また、次のデータ通信開始前に、アンテナ抵抗成分が小さい状態で当該通信端末装置を情報処理装置に近接させることができる。
また、上記アンテナ制御手段は、自装置のアンテナの抵抗成分を一時的に増加させてもよい。
上記によれば、通信端末装置のアンテナの抵抗成分を一時的に増加させることによって、無線通信が困難となる状況を回避することができる。
また、上記イニシエータ側データ通信手段は、自装置のアンテナの近くに通信対象の存在が確認された後に当該通信対象からの応答がない場合、当該通信対象とのデータ通信を中止してもよい。上記通信対象検知手段は、データ通信が中止された通信対象が生じさせている磁界変化を以降の検知対象から除外して、新たな通信対象の存在を検知する処理を継続してもよい。
上記によれば、情報処理装置の通信対象でない物体が近づいた場合に、当該物体を通信対象から除外して通信対象検知を継続することができる。
また、上記通信対象検知手段は、基準磁界強さからの変化量が所定量以上となる磁界変化を検知したか否かに応じて、自装置のアンテナの近くに存在する通信対象の存在を検知してもよい。
上記によれば、磁界変化を検知することによって、情報処理装置に近づく通信対象を容易に検出することができる。
また、本発明は、上記通信システムに含まれ得る通信端末装置、上記各手段としてコンピュータを機能させる通信プログラム、および上記各手段で行われる動作を含む通信方法等の形態で実施されてもよい。
本発明によれば、情報処理装置における通信対象検知の対象から通信端末装置が一旦除外されたとしても、データ通信を行う前に情報処理装置のアンテナと通信端末装置のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界を強制的に変化させて当該除外設定を無効にすることができるため、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避することができる。
本実施形態に係る通信システムの構成の一例の構成を示す図 通信システムにおける動作の一例を示す図 通信システムにおいて、装置間のやりとりの一例を時間軸に沿って表現した図 通信システムにおける動作の他の例を示す図 通信端末装置2のメモリ24に設定されるデータ領域の一例を示す図 通信端末装置2において実行される通信処理の一例を示すフローチャート
以下、本実施形態の一例に係る通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法について説明する。まず、通信システムの構成について説明する。図1は、本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図1に示すように、上記通信システムは、情報処理装置1および通信端末装置2を含む。情報処理装置1は、近接する通信端末装置2との間で無線通信(以下、単に近距離無線通信と記載することがある)が可能であり、当該近距離無線通信の際にイニシエータ側の無線通信装置(主として通信先装置に対して命令を発する側の装置)として機能することが可能な任意の情報処理装置である。また、通信端末装置2は、情報処理装置1との間で近距離無線通信が可能であり、当該近距離無線通信の際に情報処理装置1のターゲットとなる無線通信装置(主としてイニシエータ側の無線通信装置から命令を受ける側の装置)として機能することが可能な任意の情報処理装置(例えば、携帯型ゲーム装置、携帯電話、あるいはスマートフォン等といった、携帯型(可搬型とも言う)の装置)である。
本実施形態においては、近距離無線通信の一例として、情報処理装置1と通信端末装置2との間でNFC規格に基づく通信が行われる場合を例として説明する。ここで、本明細書において近距離無線通信とは、一方の装置からの電波によって(例えば電磁誘導によって)他方の装置に起電力を発生させる通信方式を指す。他方の装置は、発生した起電力によって動作することが可能である(他方の装置は、電源を有していてもよいし有していなくてもよい)。近距離無線通信においては、情報処理装置1と通信端末装置2とが接近した場合(典型的には両者の距離が十数センチ以下となった場合)に通信可能となる。また、近距離無線通信では、2つの通信装置の通信が確立している間(通信装置に他の通信対象が接近している間)は電波が送出され続ける。本実施形態においては、情報処理装置1がNFCリーダライタの機能を有する機器である。また、通信端末装置2がNFCのカードエミュレーション機能を有する機器(携帯機器)であり、NFCタグ(例えば、アクティブタグ)として機能する。
以下、情報処理装置1の構成の一例について説明する。図1に示すように、情報処理装置1は、通信部11を備える。通信部11は、近距離無線通信に用いられるアンテナである。また、情報処理装置1は、通信チップ12を備える。通信チップ12は、後述するCPU13からの指示に従い、通信部11から送出すべき信号(電波)を生成し、当該信号を通信部11から送出する。通信チップ12は、例えばNFCチップ(NFC集積回路)である。なお、他の実施形態においては、通信部11および通信チップ12の機能を有する通信モジュール(例えばNFCモジュール)が、情報処理装置1に接続(装着)されてもよい。この通信モジュールは、情報処理装置1に対して着脱可能に構成されてもよい。
また、情報処理装置1は、CPU13およびメモリ14を備える。CPU13は、情報処理装置1で実行される各種の情報処理を実行するための情報処理部である。CPU13は、メモリ14を用いて上記各種の情報処理を実行する。また、情報処理装置1は、バッテリー16および電源IC15を備える。電源IC15は、バッテリー16の電力を情報処理装置1の各部へ供給する。
なお、情報処理装置1は、複数の装置によって構成されてもよい。例えば、他の実施形態においては、情報処理装置1において実行される情報処理の少なくとも一部が、ネットワーク(広域ネットワークおよび/またはローカルネットワーク)によって通信可能な複数の装置によって分散して実行されてもよい。
例えば、情報処理装置1は、アプリケーションプログラムおよび通信プログラム等、複数のプログラムがCPU13によって実行可能に構成されてもよい。アプリケーションプログラムは、通信端末装置2との間でデータ通信を行う任意のアプリケーションを実行するためのプログラムであり、通信端末装置2からゲームデータを読み出して当該ゲームデータを用いてゲーム処理を行うゲームプログラムであってもよい。通信プログラムは、通信端末装置2との間で近距離無線通信を行うためのプログラムである。例えば、通信プログラムは、通信チップ12を動作させるためのファームウェアであり、アプリケーションからの指示を受けて通信のための動作を通信チップ12に行わせる。
次に、通信端末装置2の構成の一例について説明する。図1に示すように、通信端末装置2は、通信部21を備える。通信部21は、イニシエータ側無線通信装置(情報処理装置1)との間で行われる近距離無線通信に用いられるアンテナである。また、通信端末装置2は、通信チップ22および可変抵抗部27を備える。通信チップ22は、後述するCPU23からの指示に従い、通信部21から送出すべき信号(電波)を生成し、可変抵抗部27を介して当該信号を通信部21から送出する。通信チップ22は、例えばNFCチップ(NFC集積回路)である。可変抵抗部27は、CPU23の制御に応じて、通信部21におけるアンテナの抵抗成分を変化させる。例えば、可変抵抗部27は、CPU23の制御によってオン/オフするトランジスタを有しており、当該トランジスタがオン/オフされることによって、当該アンテナと通信チップ22との間の抵抗成分が所定量増加または減少する。なお、可変抵抗部27は、CPU23の制御に応じて、所定量の抵抗成分が増加または減少するものでもいいし、最小抵抗値から最大抵抗値まで任意の抵抗成分を増加または減少するものでもよい。また、他の実施形態においては、通信部21、通信チップ22、および可変抵抗部27の機能を有する通信モジュール(例えばNFCモジュール)が、通信端末装置2に接続(装着)されてもよい。この通信モジュールは、通信端末装置2に対して着脱可能に構成されてもよい。
また、通信端末装置2は、CPU23、メモリ24、および操作部28を備える。CPU23は、通信端末装置2で実行される各種の情報処理を実行するための情報処理部であり、操作部28に対する操作に応じて当該情報処理を行うことが可能である。CPU23は、メモリ24を用いて上記各種の情報処理を実行する。一例として、操作部28を介して、ユーザがカードエミュレーション機能を有効にする操作を行った場合、CPU23は当該カードエミュレーション機能に関連する各種アプリケーションを実行し、通信端末装置2の各部をカードエミュレーションモードで動作させることによって、情報処理装置1との間で近距離無線通信を開始する。操作部28は、通信端末装置2のユーザが操作入力し、当該操作入力を示す信号をCPU23へ出力する操作手段である。例えば、操作部28は、操作ボタンやタッチパネル等の入力装置によって構成される。また、通信端末装置2は、バッテリー26および電源IC25を備える。電源IC25は、バッテリー26の電力を通信端末装置2の各部へ供給する。
次に、図2〜図4を参照して、通信システムにおける通信に関する動作について説明する。図2は、通信システムにおける動作の一例を示す図である。図3は、通信システムにおいて、装置間のやりとりの一例を時間軸に沿って表現した図である。図4は、通信システムにおける動作の他の例を示す図である。
図2に示すように、情報処理装置1は、まず通信端末装置2との近距離無線通信を開始する。例えば、通信端末装置2との間でデータの読み出しおよび/または書き込みを行う旨のユーザ操作に応じて、情報処理装置1が通信を開始してもよい、また、情報処理装置1は、所定のアプリケーションを実行することに応じて、通信端末装置2との近距離無線通信を開始してもよい。
無線通信を開始する場合、情報処理装置1は、自装置(より具体的には、通信部11)の近くに存在する通信端末装置2の有無を検出する近接検知処理(通信対象検知処理)を開始する。例えば、情報処理装置1は、ポーリング処理を実行する。一例として、情報処理装置1は、通信端末装置2の存在を確認するための電波(ポーリング信号(ポーリングコマンドとも言う))を、通信部11を介して送出する。具体的には、イニシエータ側の情報処理装置1は、ターゲットとなる通信端末装置2の存在を確認するためのポーリング信号を定期的に送出し、通信端末装置2とのコイルの結合によって生じる影響(通信部11におけるアンテナ電圧の振幅や位相の変化)を検出することによって通信端末装置2の接近を検出する。一例として、イニシエータ側の情報処理装置1は、ポーリング信号送出状態において基準となる磁界強さを設定しており、当該基準磁界強さからの変化量が所定量以上となる磁界変化を検知した場合に、通信端末装置2が近くに存在すると判定する。上記のポーリング処理の結果、通信部11の近くに存在する通信端末装置2が検知されない場合には、ポーリング処理が繰り返し実行される。
通信端末装置2がユーザ等によって通信部11と近接するように配置された場合、ポーリング処理によって通信端末装置2が検知される。しかしながら、通信部11と近接するように配置された場合であっても、通信端末装置2において情報処理装置1との近距離無線通信を行うための処理(具体的には、カードエミュレーションモードによる動作)が開始されていない場合、情報処理装置1と通信端末装置2との間の近距離無線通信は確立(接続)されない。したがって、情報処理装置1は、検出された対象が通信端末装置2以外であると判定し、当該対象が検出されないように制御する。例えば、情報処理装置1は、通信端末装置2以外の物体の接近が誤検出された場合、当該検出の際に現れたアンテナ電圧の振幅や位相の変化を、ポーリング処理における検出対象から一旦除外する。
一方、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能をオフした状態で情報処理装置1に近接される。なお、通信端末装置2の可変抵抗部27は、通信部21(アンテナ)の抵抗成分を所定量増加した状態(以下、アンテナ抵抗成分大の状態と記載する)に制御されている。そして、通信端末装置2は、情報処理装置1によるポーリング処理によって、アンテナ抵抗成分大の状態で情報処理装置1への接近(近接)が検出されるが、カードエミュレーション機能がオフ状態であるため、検出対象から一旦除外された状態となる。
次に、通信端末装置2は、情報処理装置1と近接した状態でカードエミュレーション機能をオンにするとともに、可変抵抗部27における通信部21の抵抗成分が上記アンテナ抵抗成分大の状態より所定量減少した状態(一例として、可変抵抗部27が通信部21に加える抵抗値が実質的に0の状態であり、以下、アンテナ抵抗成分小の状態と記載する)に制御する。これによって、情報処理装置1と通信端末装置2との間で近距離無線通信が可能な状態となるが、通信端末装置2が情報処理装置1のポーリング処理における検出対象から除外された状態となっている。しかしながら、通信端末装置2は、ポーリング処理における検出対象から除外された時点に対して、通信部21(アンテナ)の抵抗成分を変化(本例では、抵抗成分を減少)させている。これによって、抵抗成分を変化させた後に通信端末装置2とのコイルの結合によって生じる影響(通信部11におけるアンテナ電圧の振幅や位相の変化)は、当該変化前と比較すると異なる影響が現れることになる。したがって、情報処理装置1は、上記抵抗成分を変化させることによって、除外した検出対象とは異なる通信対象が新たに検出されたと判定する。つまり、通信端末装置2は、情報処理装置1と近接した状態でカードエミュレーション機能をオンにするとともに、アンテナ抵抗成分小の状態に変化させることによって(一例として、当該アンテナ抵抗成分小の状態に変化させた結果、情報処理装置1において設定された基準磁界強さからの変化量が所定量以上となる変化を当該情報処理装置1に対して与えることによって)、情報処理装置1との間の近距離無線通信を確立(接続)することができる。
通信端末装置2が新たに検知された場合、情報処理装置1は、通信端末装置2との通信を確立するための処理(例えば、データ通信に必要な情報を通信端末装置2から取得する処理)を実行する。そして、図2に示すように、情報処理装置1は、通信端末装置2との間で通信部11を介して通信を行う。具体的には、情報処理装置1は、データ通信処理を行う。例えば、データ通信処理は、情報処理装置1および/または通信端末装置2で実行するアプリケーションで用いられるデータを通信端末装置2との間で送信および/または受信する処理である。データ通信処理は、ポーリング処理や通信を確立するための処理とは異なる通信処理(NFCポーリング処理)であり、例えばデータの読み出し処理や書き込み処理等である。
データ通信処理が終了すると、情報処理装置1は、通信部11を介して、データ通信処理が終わった旨を示す電波を通信端末装置2に送出する。なお、データ通信処理が終わった旨を示す電波は、上述のポーリング処理で用いられるもの(ポーリング信号)と同じであってもよい。なお、他の例として、データ通信処理が終了することに応じて、情報処理装置1は、近距離無線通信のための電波の送出を停止してもよい。また、他の例として、情報処理装置1または通信端末装置2が互いに行っていた近距離無線通信の通信可能範囲を逸脱する(典型的には、通信端末装置2が情報処理装置1と近接している状態から情報処理装置1から離れた状態に移動する)ことによって、互いの装置がデータ通信処理が終わった旨を検出してもよい。
データ通信処理が終了すると、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能をオフにするとともに、アンテナ抵抗成分大の状態に制御する。これによって、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能をオンにする前と同じ状態となる。
このように、近距離無線通信におけるターゲット側となる通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を、カードエミュレーション機能をオンする際に減少させることによって、検出対象から一旦除外されたイニシエータ側の通信装置(情報処理装置1)の設定を無効にすることができるため、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避することができる。また、データ通信処理中においては、ターゲット側となる通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を小さくしているため、データ通信処理中の負荷が大きくなることもなく安定したデータ通信も可能となる。
次に、図3を参照して、本実施形態における通信システムの動作について具体的に説明する。無線通信を開始する際、情報処理装置1は、通信部11の近くに存在するターゲットとなる通信端末装置2等の通信対象を検出するために、通信部11を介してポーリング信号を定期的に送出する(近接検知処理)。そして、情報処理装置1は、当該ポーリング信号とコイル結合される他の通信対象の存在が確認できない場合、通信部11の近くにターゲットとなる通信対象が存在しないと判定し、ポーリング信号を送出する毎に当該判定処理を行っている。
そして、情報処理装置1は、送出したポーリング信号とのコイル結合の影響(例えば、通信部11におけるアンテナ電圧の振幅や位相の変化)が検出された場合、すなわちポーリング信号送出状態における基準磁界強さからの変化量が所定量以上となる磁界変化(通信部11のアンテナと他のアンテナとのコイル結合によって生じ得る磁界変化)を検知した場合、通信部11の近くにターゲットとなる通信対象が存在すると判定する。そして、検出された通信対象と近距離無線通信を開始するために、当該通信対象の識別情報を要求するNFC検知信号を当該通信対象に対して送出する。
一方、通信端末装置2は、アンテナ抵抗成分大の状態でカードエミュレーション機能がオフされて、通信部11に近接している。つまり、通信端末装置2は、情報処理装置1との近距離無線通信できる状態にないため、NFC検知信号が送出されたとしても当該信号に対する応答を送出できない。したがって、情報処理装置1は、NFC検知信号に対する応答を受信することができないため、検出された対象がターゲットとなる通信対象(例えば、通信端末装置2)ではないと判定する。そして、情報処理装置1は、近接検知処理において、当該検出の際に現れたアンテナ電圧の振幅や位相の変化を以降の検出対象から除外する。例えば、情報処理装置1は、他のアンテナとのコイル結合と判定されるアンテナ電圧の振幅や位相の変化のうち、通信端末装置2がアンテナ抵抗成分大の状態でカードエミュレーション機能がオフされたまま通信部11に近接した際に検出されたアンテナ電圧の振幅や位相の変化より大きい変化(例えば、所定量大きい変化)と、当該近接した際に検出されたアンテナ電圧の振幅や位相の変化より小さい変化(例えば、所定量小さい変化)とを、以降の近接検知処理における検出対象とする。これによって、アンテナ抵抗成分大の状態の通信端末装置2は、情報処理装置1の近接検知処理における検出対象から一旦除外される。そして、情報処理装置1は、ポーリング信号を定期的に送出する近接検知処理を継続する。
次に、通信端末装置2は、ユーザ操作や実行しているアプリケーションの制御等に応じて、情報処理装置1と近接した状態でカードエミュレーション機能がオンされて、カードエミュレーションモードでの動作を開始する。そして、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能がオンされることに応じて、アンテナ抵抗成分小の状態に制御する。これによって、情報処理装置1において、送出したポーリング信号とのコイル結合によって現れる影響が変化する。具体的には、情報処理装置1は、通信端末装置2がアンテナ抵抗成分大の状態で近接されていることによって検出されたアンテナ電圧の振幅や位相の変化より大きい変化または小さい変化を、近接検知処理において検出する。したがって、情報処理装置1は、アンテナ抵抗成分小の状態の通信端末装置2を検出対象として近接検知処理できるため、当該近接検知処理において通信部11の近くにターゲットとなる新たな通信対象が存在すると判定する。そして、検出された新たな通信対象(すなわち、通信端末装置2)と近距離無線通信を開始するために、当該通信対象の識別情報を要求するNFC検知信号を当該通信対象に対して送出する。
NFC検知信号を受信すると、通信端末装置2は、当該信号によって要求された情報を示す信号を情報処理装置1へ返信する。例えば、通信を確立するための処理として、データ通信に必要な情報(例えば、通信端末装置2の識別情報)の返信を情報処理装置1が要求した場合、通信端末装置2は、通信部21を介して、自装置の識別情報を示す信号を情報処理装置1へ送出する。
情報処理装置1は、データ通信に必要な情報を通信端末装置2から取得した後、通信端末装置2との間でデータの読み出しや書き込みを行うデータ通信処理を開始する。そして、データ通信処理が終了すると、情報処理装置1は、通信部11を介して、データ通信処理が終わった旨を示す電波を通信端末装置2に送出する。
データ通信が終了すると、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能をオフにするとともに、アンテナ抵抗成分を変化させてアンテナ抵抗成分大の状態に制御する。これによって、再度、情報処理装置1と近距離無線通信を行う際も、同様の処理を行うことができる。
なお、データ通信処理が終了した際、通信端末装置2側から情報処理装置1へデータ通信処理が終わった旨を示す電波を送出してもかまわない。この場合、情報処理装置1は、通信端末装置2からデータ通信処理が終了した旨を示す信号を受信したことに応じて、近距離無線通信のための電波の送出を停止、または上述のポーリング処理で用いられるもの(ポーリング信号)を定期的に送出する近接検知処理を開始する。
また、上述した例では、カードエミュレーション機能がオンされることに応じて、アンテナ抵抗成分を通信端末装置2が所定量減少させる例を用いたが、他の方向にアンテナ抵抗成分を変化させてもかまわない。以下、図4を参照して、通信システムにおける動作の他の例を説明する。
図2に示した例と同様に、情報処理装置1は、まず通信端末装置2との近距離無線通信を開始するために、自装置の近くに存在する通信端末装置2の有無を検出する近接検知処理を開始する。そして、カードエミュレーション機能をオフした状態で通信端末装置2が情報処理装置1に近づけられた場合、情報処理装置1は、検出された対象が通信端末装置2以外であると判定し、当該対象が検出されないように制御する。
このとき、通信端末装置2は、カードエミュレーション機能をオフした状態で情報処理装置1に近接されているが、通信部21(アンテナ)の抵抗成分がアンテナ抵抗成分小の状態となるように可変抵抗部27が制御されている。この場合も同様に、通信端末装置2は、情報処理装置1によるポーリング処理によって、アンテナ抵抗成分小の状態で情報処理装置1への接近(近接)が検出されるが、カードエミュレーション機能がオフ状態であるため、検出対象から一旦除外された状態となる。
次に、通信端末装置2は、情報処理装置1と近接した状態でカードエミュレーション機能をオンにするとともに、アンテナ抵抗成分大の状態に制御する。つまり、通信端末装置2は、ポーリング処理における検出対象から除外された後に、通信部21(アンテナ)の抵抗成分を変化(本例では、抵抗成分を増加)させている。これによって、抵抗成分を変化させた後に通信端末装置2とのコイルの結合によって生じる影響(通信部11におけるアンテナ電圧の振幅や位相の変化)は、当該変化前と比較すると異なる影響が現れることになる。したがって、情報処理装置1は、上記抵抗成分を増加させた場合であっても、除外した検出対象とは異なる通信対象が新たに検出されたと判定する。したがって、通信端末装置2は、情報処理装置1と近接した状態でカードエミュレーション機能をオンにするとともに、アンテナ抵抗成分大の状態に変化させることによって、情報処理装置1との間の近距離無線通信を確立(接続)することができる。
そして、通信端末装置2は、情報処理装置1との通信を確立するための処理が行われた後、データ通信処理を開始する前にアンテナ抵抗成分小の状態に制御する。そして、通信端末装置2は、アンテナ抵抗成分小の状態で情報処理装置1との間でデータ通信処理を行う。第1の例として、情報処理装置1とのデータ通信処理を開始する際(例えば、データ通信を開始するためのアクティベーションを受けたとき)、当該開始前に通信端末装置2は、アンテナ抵抗成分小の状態に制御する。第2の例として、データ通信に必要な情報を通信端末装置2から取得するための信号(例えば、NFC検知信号)を情報処理装置1から受信したことに応じて、通信端末装置2は、アンテナ抵抗成分小の状態に制御する。第3の例として、カードエミュレーション機能をオンした後、情報処理装置1からポーリング信号を受信したことに応じて、通信端末装置2は、アンテナ抵抗成分小の状態に制御する。
このように、近距離無線通信におけるターゲット側となる通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を、カードエミュレーション機能をオンする際に増加させた場合も、検出対象から一旦除外されたイニシエータ側の通信装置(情報処理装置1)の設定を無効にすることができるため、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避することができる。また、上述した第1〜第3の例のいずれであっても、情報処理装置1とのデータ通信処理中においてはアンテナ抵抗成分小の状態となるため、データ通信処理中の負荷が大きくなることもなく安定したデータ通信が可能となる。
なお、上述した実施例では、カードエミュレーション機能をオンすることに応じて、通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を変化させる例を用いたが、通信端末装置2が情報処理装置1に近接された後、かつ、カードエミュレーション機能をオンする前に通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を変化させてもよい。例えば、カードエミュレーション機能をオンする操作とは別に、アンテナ抵抗成分を変化させる操作が可能に構成し、ユーザがカードエミュレーション機能をオンする操作より前にアンテナ抵抗成分を変化させる操作を行うようにした場合であっても、同様の効果を得ることができる。
また、上述した実施例では、通信端末装置2のアンテナ抵抗成分を変化させることによって、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避する例を用いたが、情報処理装置1の通信部11と通信端末装置2の通信部21とのコイル結合の状態を変化させることができればどのようなパラメータを変化させてもよい。例えば、通信部21(アンテナ)に電圧や電流を印加する場合、カードエミュレーション機能がオンする際に当該電圧や電流を変化させることによって、当該カードエミュレーション機能をオンする前に機器同士が近接することによって無線通信の開始が困難となる状況を回避することができる。このように、上記実施例では、通信端末装置2のアンテナ抵抗成分、アンテナに印加する電圧、アンテナに印加する電流等を変化させてもよいが、これらのパラメータの少なくとも1つを変化させて、情報処理装置1の通信部11と通信端末装置2の通信部21とのコイル結合の状態を変化させてもよい。
次に、図5および図6を参照して、本実施形態において通信システム(通信端末装置2)で実行される具体的な処理の一例について説明する。図5は、本実施形態において通信端末装置2のメモリ24に設定されるデータ領域の一例を示す図である。なお、メモリ24には、図5に示すデータの他、図示しない表示部へ出力すべき画像やそれを生成するために用いられる画像のデータ等、他のデータも記憶されるが、詳細な説明を省略する。
メモリ24のプログラム記憶領域には、通信端末装置2で実行される各種プログラムPaが記憶される。本実施形態においては、各種プログラムPaは、上述した近距離無線通信を行うための通信プログラムやカードエミュレーションモードで動作するためのプログラム等が記憶される。なお、各種プログラムPaは、通信端末装置2内の記憶装置に予め記憶されていてもよいし、通信端末装置2に着脱可能な記憶媒体から取得されてメモリ24に記憶されてもよいし、インターネット等のネットワークを介して他の装置から取得されてメモリ24に記憶されてもよい。CPU23は、メモリ24に記憶された各種プログラムPaを実行する。
また、メモリ24のデータ記憶領域には、通信端末装置2において実行される通信処理や情報処理において用いられる各種のデータが記憶される。本実施形態においては、メモリ24には、端末操作データDa、識別情報データDb、送信用データDc、および受信データDd等が記憶される。端末操作データDaは、操作部28から出力されたデータであり、操作部28に対する操作内容を示すデータである。識別情報データDbは、カードエミュレーションに用いられる固有の識別情報を示すデータである。送信用データDcは、上述したデータ通信の際に情報処理装置1に書き込むべきデータである。受信データDdは、上述したデータ通信の際に情報処理装置1から読み出されたデータである。
次に、本実施形態における通信処理の詳細な流れを説明する。図6は、本実施形態において通信端末装置2において実行される通信処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態においては、図6に示す一連の処理は、CPU23が各種プログラムPaに含まれる通信プログラムを実行することによって行われる。また、図6に示す通信処理が開始されるタイミングは任意である。また、図6では、CPU23が実行する各ステップを「S」と略称する。
なお、図6に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、単なる一例に過ぎず、同様の結果が得られるのであれば、各ステップの処理順序を入れ替えてもよいし、各ステップの処理に加えて(または代えて)別の処理が実行されてもよい。また、本実施形態では、上記フローチャートの各ステップの処理をCPU23が実行するものとして説明するが、上記フローチャートにおける一部のステップの処理を、CPU以外のプロセッサや専用回路が実行するようにしてもよい。
図6において、CPU23は、操作部28から操作データを取得し、端末操作データDaを更新して(ステップ41)、次のステップに処理を進める。
次に、CPU23は、上記ステップ41において取得した操作データに応じて、カードエミュレーションを開始するか否かを判定する(ステップ42)。例えば、CPU23は、操作部28を介して、カードエミュレーション機能をオンする操作が行われた場合、カードエミュレーションを開始すると判定する。そして、CPU23は、カードエミュレーションを開始する場合、ステップ43に処理を進める。一方、CPU23は、カードエミュレーションを開始しない場合(既にカードエミュレーションが開始されている場合を含む)、ステップ45に処理を進める。
ステップ43において、CPU23は、通信端末装置2の各部をカードエミュレーションモードで動作させ、次のステップに処理を進める。
次に、CPU23は、通信部21(アンテナ)の抵抗成分を所定量減少させる制御を行い(ステップ44)、ステップ45に処理を進める。例えば、カードエミュレーションを開始する前においては、可変抵抗部27は、通信部21と通信チップ22との間の抵抗成分が所定量増加するように制御されている。CPU23は、可変抵抗部27が有するトランジスタをオンまたはオフすることによって、通信部21と通信チップ22との間の抵抗成分が所定量減少する(例えば、可変抵抗部27が通信部21に加える抵抗値が実質的に0の状態にする)ように制御する。
ステップ45において、CPU23は、イニシエータ側の通信装置(ここでは、情報処理装置1)からNFC検知信号(データ通信を確立するために必要な情報(識別情報)の返信を要求する信号)を受信したか否かを判定する。そして、CPU23は、NFC検知信号を受信した場合、ステップ46に処理を進める。一方、CPU23は、NFC検知信号を受信していない場合、ステップ47に処理を進める。
ステップ46において、CPU23は、通信部21を介して、情報処理装置1から要求された情報を示す信号を返信し、ステップ47に処理を進める。
ステップ47において、CPU23は、情報処理装置1との間でデータ通信処理を行うか否かを判定する。そして、CPU23は、データ通信処理を行う場合、ステップ48に処理を進める。一方、CPU23は、データ通信処理を行わない場合、ステップ49に処理を進める。
ステップ48において、CPU23は、情報処理装置1との間でデータ通信処理を行って、ステップ49に処理を進める。例えば、CPU23は、上記データ通信処理において、情報処理装置1からデータの送信が要求された場合、送信用データDcから要求されたデータを読み出し、通信部21を介して情報処理装置1へ送信する。また、CPU23は、上記データ通信処理において、情報処理装置1からデータが送信された場合、受信データDdに送信されたデータを書き込む。
ステップ49において、CPU23は、情報処理装置1との間で行っている近距離無線通信を終了するか否かを判定する。例えば、CPU23は、現時点まで行われていたデータ通信処理を終了することを示す信号を情報処理装置1から受信した場合、情報処理装置1から電波の送出が停止された場合、実行しているプログラムによってカードエミュレーション機能をオフする制御が行われる場合、ユーザによって近距離無線通信やデータ通信処理を終了する操作が行われた場合等に、データ通信処理を終了すると判定する。そして、CPU23は、近距離無線通信を終了する場合、ステップ50に処理を進める。一方、CPU23は、近距離無線通信を継続する場合や未だ近距離無線通信が開始されていない場合は、上記ステップ41に戻って処理を繰り返す。
ステップ50において、CPU23は、通信端末装置2の各部で行われているカードエミュレーションモードでの動作を終了させ、次のステップに処理を進める。
次に、CPU23は、通信部21(アンテナ)の抵抗成分を所定量増加させる制御を行い(ステップ51)、当該フローチャートによる処理を終了する。例えば、CPU23は、可変抵抗部27が有するトランジスタをオンまたはオフすることによって、通信部21と通信チップ22との間の抵抗成分が所定量増加するように制御する。
このように、上記で説明した図6に示す一連の処理によれば、ステップ41〜ステップ49の処理が順に繰り返し実行され、近距離無線通信が終了する際にステップ50およびステップ51が行われる。このような一連の処理によって、近距離無線通信におけるターゲット側となる通信端末装置2のアンテナ抵抗成分が、カードエミュレーション機能をオンする際に変化するため、当該通信端末装置2が検出対象から一旦除外されていたとしてもすぐに情報処理装置1とのデータ通信を開始することができる。
なお、上述した実施例では、情報処理装置1と通信端末装置2とを近接させてNFC規格に基づく無線通信を行う近距離無線通信(近接型非接触通信)を一例に用いたが、他の規格に基づく近距離無線通信を行う通信システムに適用してもよい。例えば、非接触型の近距離無線通信において、近接型の他に、近傍型、遠隔型、近距離型等に分類される通信距離で無線通信を行う通信システムであっても、本発明を適用することができる。また、情報処理装置1と通信端末装置2とは、それぞれどのような装置であってもよく、据置型のゲーム装置、携帯型のゲーム装置、一般的なパーソナルコンピュータ、任意の携帯型電子機器(PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話、パーソナルコンピュータ、カメラ等)等の他に、車両と電子キーとの組み合わせで無線通信される通信システムであってもよい。
また、上述した説明では通信処理を情報処理装置1および通信端末装置2でそれぞれ行う例を用いたが、上記処理ステップの少なくとも一部を他の装置で行ってもかまわない。例えば、通信端末装置2がさらに他の装置(例えば、別のサーバ、他の画像表示装置、他のゲーム装置、他の携帯端末)と通信可能に構成されている場合、上記処理ステップは、さらに当該他の装置が協働することによって実行してもよい。このように、上記処理ステップの少なくとも一部を他の装置で行うことによって、上述した処理と同様の処理が可能となる。また、上述した通信処理は、少なくとも1つの情報処理装置により構成される情報処理システムに含まれる1つのプロセッサまたは複数のプロセッサ間の協働により実行されることが可能である。また、上記実施例においては、情報処理装置1のCPU13および通信端末装置2のCPU23がそれぞれ所定のプログラムを実行することによって通信処理を行うことが可能であるが、情報処理装置1および/または通信端末装置2が備える専用回路によって上記処理の一部または全部が行われてもよい。
ここで、上述した変形例によれば、いわゆるクラウドコンピューティングのシステム形態や分散型の広域ネットワークおよびローカルネットワークのシステム形態でも本発明を実現することが可能となる。例えば、分散型のローカルネットワークのシステム形態では、据置型の情報処理装置(据置型のゲーム装置)と携帯型の情報処理装置(携帯型のゲーム装置)との間で上記処理を協働により実行することも可能となる。なお、これらのシステム形態では、上述した処理をどの装置で行うかについては特に限定されず、どのような処理分担をしたとしても本発明を実現できることは言うまでもない。
また、上述した情報処理で用いられる処理順序、設定値、判定に用いられる条件等は、単なる一例に過ぎず他の順序、値、条件であっても、本実施例を実現できることは言うまでもない。
また、上記プログラムは、外部メモリ等の外部記憶媒体を通じて画像処理を行う装置や画像表示装置3に供給されるだけでなく、有線または無線の通信回線を通じて当該装置に供給されてもよい。また、上記プログラムは、当該装置内部の不揮発性記憶装置に予め記録されていてもよい。なお、上記プログラムを記憶する情報記憶媒体としては、不揮発性メモリの他に、CD−ROM、DVD、あるいはそれらに類する光学式ディスク状記憶媒体、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、などでもよい。また、上記プログラムを記憶する情報記憶媒体としては、上記プログラムを記憶する揮発性メモリでもよい。このような記憶媒体は、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体ということができる。例えば、コンピュータ等に、これらの記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、上述で説明した各種機能を提供させることができる。
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。また、当業者は、本発明の具体的な実施例の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。
以上のように、本発明は、機器同士が近接することによって行われる無線通信が困難となる状況を回避すること等を目的として、例えば、通信システム、通信端末装置、通信プログラム、および通信方法等として利用することができる。
1…情報処理装置
2…通信端末装置
11、21…通信部
12、22…通信チップ
13、23…CPU
14、24…メモリ
15、25…電源IC
16、26…バッテリー
27…可変抵抗部
28…操作部

Claims (13)

  1. 情報処理装置と、当該情報処理装置と近接して無線通信を行う通信端末装置とを含む通信システムであって、
    前記情報処理装置は、
    自装置のアンテナを介して、当該アンテナ近くの通信対象の存在を確認するための電波を送出し、当該アンテナと他のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界変化を検知することによって当該通信対象の存在を検知する通信対象検知手段と、
    自装置のアンテナの近くに通信対象の存在が確認された場合、当該通信対象との間でデータ通信を行うイニシエータ側データ通信手段とを備え、
    前記通信端末装置は、
    自装置のアンテナを介して前記情報処理装置との間でデータ通信を行う前に、当該アンテナの抵抗成分、当該アンテナに印加する電圧、および当該アンテナに印加する電流の少なくとも1つを変化させることによって当該アンテナの状態を変化させ、当該変化に起因する前記通信対象検知手段が検知可能な磁界変化を生じさせるアンテナ制御手段と、
    前記アンテナ制御手段がアンテナの状態を変化させた後、前記情報処理装置との間でデータ通信を行うターゲット側データ通信手段とを備える、通信システム。
  2. 前記アンテナ制御手段は、前記無線通信が可能となるエミュレーションを前記通信端末装置が起動することに応じて、自装置のアンテナの状態を変化させる、請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記アンテナ制御手段は、前記データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を減少させることによって自装置のアンテナの状態を変化させる、請求項1または2に記載の通信システム。
  4. 前記アンテナ制御手段は、前記情報処理装置との間のデータ通信が終了した後に、自装置のアンテナの抵抗成分を増加させる、請求項3に記載の通信システム。
  5. 前記アンテナ制御手段は、自装置のアンテナの抵抗成分を一時的に減少させる、請求項3に記載の通信システム。
  6. 前記アンテナ制御手段は、前記データ通信を行う前に自装置のアンテナの抵抗成分を増加させることによって自装置のアンテナの状態を変化させる、請求項1または2に記載の通信システム。
  7. 前記アンテナ制御手段は、前記抵抗成分を増加させた後に前記無線通信を介して前記情報処理装置側から応答があった場合、自装置のアンテナの抵抗成分を減少させる、請求項6に記載の通信システム。
  8. 前記アンテナ制御手段は、自装置のアンテナの抵抗成分を一時的に増加させる、請求項6または7に記載の通信システム。
  9. 前記イニシエータ側データ通信手段は、自装置のアンテナの近くに通信対象の存在が確認された後に当該通信対象からの応答がない場合、当該通信対象とのデータ通信を中止し、
    前記通信対象検知手段は、前記データ通信が中止された通信対象が生じさせている磁界変化を以降の検知対象から除外して、新たな通信対象の存在を検知する処理を継続する、請求項1乃至8の何れか1つに記載の通信システム。
  10. 前記通信対象検知手段は、基準磁界強さからの変化量が所定量以上となる磁界変化を検知したか否かに応じて、自装置のアンテナの近くに存在する通信対象の存在を検知する、請求項1乃至9の何れか1つに記載の通信システム。
  11. 他の装置と近接して無線通信を行う通信端末装置であって、
    自装置のアンテナを介して他の装置との間でデータ通信を行う前に、当該アンテナの抵抗成分、当該アンテナに印加する電圧、および当該アンテナに印加する電流の少なくとも1つを変化させることによって当該アンテナの状態を変化させるアンテナ制御手段と、
    前記アンテナ制御手段がアンテナの状態を変化させた後、前記他の装置との間でデータ通信を行うデータ通信手段とを備える、通信端末装置。
  12. 他の装置と近接して無線通信を行う通信端末装置に含まれるコンピュータで実行される通信プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    自装置のアンテナを介して他の装置との間でデータ通信を行う前に、当該アンテナの抵抗成分、当該アンテナに印加する電圧、および当該アンテナに印加する電流の少なくとも1つを変化させることによって当該アンテナの状態を変化させるアンテナ制御手段と、
    前記アンテナ制御手段がアンテナの状態を変化させた後、前記他の装置との間でデータ通信を行うデータ通信手段として機能させる、通信プログラム。
  13. 情報処理装置と、当該情報処理装置と近接して無線通信を行う通信端末装置とにより構成されるシステムに含まれる1つのプロセッサまたは複数のプロセッサ間の協働により実行される通信方法であって、
    前記情報処理装置のアンテナを介して、当該アンテナ近くの通信対象の存在を確認するための電波を送出し、当該アンテナと他のアンテナとのコイル結合によって生じる磁界変化を検知することによって当該通信対象の存在を検知する通信対象検知ステップと、
    前記情報処理装置のアンテナの近くに通信対象の存在が確認された場合、当該通信対象との間でデータ通信を行うイニシエータ側データ通信ステップと、
    前記通信端末装置のアンテナを介して前記情報処理装置との間でデータ通信を行う前に、当該アンテナの抵抗成分、当該アンテナに印加する電圧、および当該アンテナに印加する電流の少なくとも1つを変化させることによって当該アンテナの状態を変化させ、当該変化に起因する前記通信対象検知ステップにおいて検知可能な磁界変化を生じさせるアンテナ制御ステップと、
    前記アンテナ制御ステップにおいてアンテナの状態を変化させた後、前記情報処理装置との間でデータ通信を行うターゲット側データ通信ステップとを含む、通信方法。
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