(57)【要約】【課題】携帯情報端末と近距離で無線通信を実施する際に、短時間で無線通信を開始することができる情報端末装置を提供する。【解決手段】携帯情報端末と無線通信を行う情報端末装置であって、携帯情報端末の近接を検知する端末近接検出手段と、受信したＲＦ信号を通過または遮断するスイッチと、スイッチを通過したＲＦ信号を復調する受信信号処理手段とを備え、端末近接検出手段は、携帯情報端末が近接していない場合にスイッチを遮断状態に設定し、携帯情報端末の近接を検出した場合にスイッチを通過状態に設定する。【選択図】図１
2015119211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯情報端末と無線通信を行う情報端末装置であって、
前記携帯情報端末の近接を検知する端末近接検出手段と、
受信したＲＦ信号を通過または遮断するスイッチと、
前記スイッチを通過した前記ＲＦ信号を復調する受信信号処理手段とを備え、
前記端末近接検出手段は、
前記携帯情報端末が近接していない場合に前記スイッチを遮断状態に設定し、前記携帯情報端末の近接を検出した場合に前記スイッチを通過状態に設定することを特徴とする情報端末装置。
【請求項２】
前記端末近接検出手段は、
前記情報端末装置周辺の画像を撮像する撮像手段を備え、撮像した前記画像に基づき前記携帯情報端末の位置を推定することにより前記携帯情報端末が近接したか否かを検出することを特徴とする請求項１に記載の情報端末装置。
【請求項３】
前記端末近接検出手段は、
前記情報端末装置周辺の３次元画像を撮像する撮像手段を備え、撮像した前記３次元画像に基づき前記携帯情報端末との距離を推定し、推定した前記距離が予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断し、推定した前記距離が前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断することを特徴とする請求項１に記載の情報端末装置。
【請求項４】
前記端末近接検出手段は、
前記情報端末装置周辺の前記携帯情報端末までの距離を測定する測距手段を備え、測定した前記距離が予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断し、推定した前記距離が前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断することを特徴とする請求項１に記載の情報端末装置。
【請求項５】
前記端末近接検出手段は、
前記ＲＦ信号の受信レベルを常時検出する受信レベル検出手段を備え、前記受信レベルが予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断し、前記受信レベルが前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断することを特徴とする請求項１に記載の情報端末装置。
【請求項６】
前記情報端末装置に備える前記ＲＦ信号を受信するアンテナと前記スイッチは、利得を可変にするアンテナで構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯情報端末と近距離で無線データ伝送を実施する情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界各国に於いて電波免許を要せず９ＧＨｚの広い帯域を利用可能な６０ＧＨｚ帯は、これを用いた近距離無線通信に対する注目が高まり、無線ＬＡＮや無線ＰＡＮの手法として標準化と実用化がすすめられている。その１つの利用形態として、大きなサイズのデータファイルを携帯情報端末と情報キオスク装置の間で非接触転送する形式の非接触高速無線伝送が検討されている。
【０００３】
非接触高速無線伝送における最も重要な条件は、通信リンクの確立に要する時間が短いことである。ユーザが携帯情報端末を情報キオスク装置に翳している短時間のうちに、無線通信のリンク確立とデータファイルの伝送を完了しなければならない。短波帯を利用し、交通機関の自動改札に用いられるＩＣカード方式においては、短時間での無線通信実施を行うためのＭＡＣ（媒体アクセス制御）方式を独自に開発し実装している。
【０００４】
６０ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ方式であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit）に準拠した通信用ＬＳＩが開発され販売されている。今後需要の伸びに従いこれらの通信用ＬＳＩの出荷数が増大し、販売価格は低下するものと予想される。そのため、屋内の無線アクセス用に限らず情報キオスク装置の無線通信機能を製造するためにこれらの通信用ＬＳＩを採用することで情報キオスク装置の開発コストや生産コストを抑えることができる。
【０００５】
情報キオスク装置が他の６０ＧＨｚ帯通信システムから受ける干渉がある場合、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ用通信ＬＳＩ等の市販のミリ波無線通信方式用ＬＳＩを使用してキオスク装置がキャリアセンスによる媒体アクセス制御（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を採用する場合、衝突回避によりリンク確立に時間がかかる。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ方式のＭＡＣも実装した通信用ＬＳＩをそのまま利用すれば、ＣＳＭＡ／ＣＡは必ず実施されるので、他の６０ＧＨｚ帯無線システムからのＲＦ（無線周波数）信号を全く受信しない場合で、約６００ｍｓｅｃかかることが試算される。
【０００７】
しかし、仮に、他の６０ＧＨｚ無線システムからＲＦ信号を受信してしまう場合、つまり、被干渉がある場合には、情報キオスク装置はＣＳＭＡ／ＣＡ機能により待機状態に入るため（非特許文献１参照）、通信開始に要する時間は上記を遥かに上回ることとなる。その結果ユーザが携帯情報端末を情報キオスク装置に近接させてから通信を開始するまでの時間が大きくなってしまう。例えば通信リンク確立を１ｓｅｃ以内とした場合にはこの条件を満たすことは難しい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11-2012、 "9.3 DCF"、 pp.824-844
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術による情報キオスク装置を利用した場合には、次のような動作が想定される。図９は、従来技術による情報キオスク装置の動作を示す図である。情報キオスク装置１０のアンテナ１０２は、他システムの無線通信装置５のアンテナ５１から受信したＲＦ信号を直接受信信号処理部１０１に入力する構造になっている。このため、同一周波数帯を利用した他システムの無線通信装置５のアンテナ５１から受信する干渉ＲＦ信号を受信信号処理部で処理することになる（図９（ａ））。
【００１０】
受信信号処理部１０１に市販の無線ＬＡＮ用通信用ＬＳＩが使用されている場合には、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能によりある時間だけ待機状態となる（図９（ｂ））。この状態でユーザが情報キオスク装置１０との通信をさせたい携帯情報端末２を近接させても、待機状態が解除されるまでは通信を開始することができない（図９（ｃ））。そのため、情報キオスク装置を使用したデータファイルの伝送を実施するのに要する時間が長くなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、携帯情報端末と近距離で無線通信を実施する際に、短時間で無線通信を開始することができる情報端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、携帯情報端末と無線通信を行う情報端末装置であって、前記携帯情報端末の近接を検知する端末近接検出手段と、受信したＲＦ信号を通過または遮断するスイッチと、前記スイッチを通過した前記ＲＦ信号を復調する受信信号処理手段とを備え、前記端末近接検出手段は、前記携帯情報端末が近接していない場合に前記スイッチを遮断状態に設定し、前記携帯情報端末の近接を検出した場合に前記スイッチを通過状態に設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記端末近接検出手段は、前記情報端末装置周辺の画像を撮像する撮像手段を備え、撮像した前記画像に基づき前記携帯情報端末の位置を推定することにより前記携帯情報端末が近接したか否かを検出することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記端末近接検出手段は、前記情報端末装置周辺の３次元画像を撮像する撮像手段を備え、撮像した前記３次元画像に基づき前記携帯情報端末との距離を推定し、推定した前記距離が予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断し、推定した前記距離が前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記端末近接検出手段は、前記情報端末装置周辺の前記携帯情報端末までの距離を測定する測距手段を備え、測定した前記距離が予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断し、推定した前記距離が前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記端末近接検出手段は、前記ＲＦ信号の受信レベルを常時検出する受信レベル検出手段を備え、前記受信レベルが予め設定した閾値以上である場合に前記携帯情報端末が近接していると判断し、前記受信レベルが前記閾値以下である場合に前記携帯情報端末が近接していないと判断することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、前記情報端末装置に備える前記ＲＦ信号を受信するアンテナと前記スイッチは、利得を可変にするアンテナで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、携帯情報端末が近接した場合に、携帯情報端末が遮蔽物となり被干渉となるＲＦ信号を受信しないようにできるため、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有した場合であっても、通信開始に大きな時間を要することを防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す情報キオスク装置１の動作を示す図である。
【図３】図１に示す情報キオスク装置１の動作を示す図である。
【図４】図１に示す情報キオスク装置１の動作を示す図である。
【図５】図１に示す情報キオスク装置１の動作を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第５実施形態の構成を示す図である。
【図９】従来技術による情報キオスク装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による情報端末装置を説明する。ここで、情報端末装置として機能する情報キオスク装置について説明する。情報キオスク装置は、ユーザが持つ携帯情報端末から情報キオスク装置に対してデータファイルをアップロードロードしたり、ユーザが持つ携帯情報通信端末に対して情報キオスク装置からデータファイルをダウンロードしたりする。その際に携帯情報端末と情報キオスク装置はユーザにより近接配置され、近距離の無線通信が実施される。
【００２１】
このように、通信実施時に携帯情報端末は情報キオスク装置に近接しており情報キオスク装置のアンテナは携帯情報端末の筐体に遮られることで、携帯情報端末以外の無線通信装置との間での見通し通信路は遮られた状態になる。情報キオスク装置のアンテナのビーム幅が十分に狭く、携帯情報端末が遮蔽できない方角から到来するいかなるＲＦ信号をも、情報キオスク装置が受信できない（受信感度以下となる）場合、携帯情報端末以外の無線通信装置が送信するＲＦ信号を受信しない。つまりＲＦ信号として６０ＧＨｚ帯のような直進性の高い高周波を利用し、高い指向性を持つアンテナを情報キオスク装置のアンテナとして使用する場合には、携帯情報端末以外の無線通信装置が送信するＲＦ信号を受信せず、つまり、被干渉がない状態となる。
【００２２】
図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。情報キオスク装置１は、携帯情報端末の近接を検知する端末近接センサ１１と、受信するＲＦ（無線周波数）信号を通過または遮断する受信ＲＦスイッチ１２と、受信したＲＦ信号を復調する受信信号処理部１３と、アンテナ１４を備える。例えば、近隣にその他の６０ＧＨｚ無線通信装置、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ対応無線ＬＡＮ通信装置や、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ対応通信装置、その他固定無線アクセス用通信装置が設置されており、情報キオスク装置１のアンテナ１４へＲＦ信号が届く状態であるとする。受信信号処理部１３には市販のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ対応の通信用ＬＳＩが実装されているとすると、情報キオスク装置１はＣＳＭＡ／ＣＡ機能により被干渉がある場合、つまり、その他の６０ＧＨｚ無線通信装置からのＲＦ信号を受信した場合には、待機状態となり、一定時間バックオフ（待機時間）を取ってからその後通信を開始するという動作をする。
【００２３】
そこで、携帯情報端末が情報キオスク装置に近接していない場合、端末近接センサ１１は携帯情報端末が情報キオスク装置に近接していない状態と判断し、受信ＲＦ信号スイッチ１２を遮断状態に設定する。これにより、受信したＲＦ信号は受信信号処理部１３に入力しない。一方、携帯情報端末が情報キオスク装置１に近接したときに、端末近接センサ１１は携帯情報端末が情報キオスク装置１に近接した状態と判断し、受信ＲＦ信号スイッチ１２を通過状態に設定し、受信したＲＦ信号を受信信号処理部１３に入力する。このようなＲＦ受信信号のスイッチングにより、その他の６０ＧＨｚ無線通信装置からの被干渉ＲＦ信号が受信信号処理部１３に入力され情報キオスク装置１が待機動作を行うことを防止できる。
【００２４】
次に、図面を参照して、図１に示す情報キオスク装置１の動作を説明する。図２〜図５は、図１に示す情報キオスク装置１の動作を示す図である。近隣に他システムの無線通信装置３、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ対応無線ＬＡＮ用アクセスポイントや端末等の通信装置が設置されておりそれらが送信するＲＦ信号、つまり干渉ＲＦ信号が情報キオスク装置１のアンテナ１４へ到達する状態であるとする。この状態においては、端末近接センサ１１は携帯情報端末２が近接していないと判断し、受信ＲＦ信号スイッチをオフ状態にする。ここで、情報キオスク装置１との通信に対応した携帯情報端末２がユーザの手により情報キオスク装置１に接近したとする。端末近接センサ１１は、携帯情報端末２が近接していると判断して受信ＲＦ信号スイッチ１４をオンにし、アンテナ１４に到達したＲＦ信号が受信信号処理部１３に入力される状態にする（図２参照）。
【００２５】
携帯情報端末２は情報キオスク装置１のアンテナ１４を外界から遮蔽するように近接して設置されるので、十分に近接された状態になると、干渉ＲＦ信号が情報キオスク装置１のアンテナ１４に到達することはできない。一方、携帯情報端末２が送信するＲＦ信号、つまり所望のＲＦ信号は、安定して情報キオスク装置１のアンテナ１４に到達する。そして、ＲＦ信号は、アンテナ１４からオン状態になった受信ＲＦ信号スイッチ１２を経由して受信信号処理部に入力され、情報キオスク装置１と携帯情報端末２は通信リンクの確立を開始する。通信リンク確立後は、データファイルの伝送を実施する（図３参照）。
【００２６】
次に、データファイル伝送の実施が完了すると、ユーザは携帯情報端末２を情報キオスク装置１から遠ざける。この時、端末近接センサ１１は携帯情報端末２が近接状態から解除されたことを検知し、受信ＲＦ信号スイッチ１４をオフ状態に変更する（図４参照）。
【００２７】
このように、動作することにより、干渉ＲＦ信号が遮蔽され情報キオスク装置１のアンテナ１４に到達しない状態が解除されたとしても、アンテナ１４に到達したいかなるＲＦ信号についても受信信号処理部１３には入力されない状態になるため、干渉信号が到達しても、情報キオスク装置１がＣＳＭＡ／ＣＡ機能により待機状態となることはない（図５参照）。
【００２８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による情報端末装置を説明する。図６は、同実施形態における情報端末装置として機能する情報キオスク装置１の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図１に示す装置と異なる点は、端末近接センサ１１をカメラ１１１と画像処理ユニット１１２によって構成した点である。カメラ１１１は、アンテナ１４の周辺の画像を常時または定期的に撮影する。画像処理ユニット１１２は、カメラ１１１が撮影した画像を処理することで携帯情報端末２の接近の有無を検出する。カメラ１１１は３次元画像を撮影可能なものでもよく、３次元画像データにより、画像処理ユニット１１２が携帯情報端末２と情報キオスク装置１の距離や、携帯情報端末２が近接してくる動きを検出し、携帯情報端末の接近を判断してもよい。
【００２９】
この時の判断基準は、例えば、携帯情報端末２と情報キオスク装置１の距離が予め設定された閾値より小さいとき近接状態であると判断する方法がある。また、携帯情報端末２が近接してくる速度を検出し、距離が閾値より小さな値をとる時刻を予測して判断を実施する手法を使用してもよい。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態による情報端末装置を説明する。図７は、同実施形態における情報端末装置として機能する情報キオスク装置１の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図１に示す装置と異なる点は、端末近接センサ１１を測距部１１３と信号処理ユニット１１４によって構成した点である。測距部１１３は、レーダー等の物体までの距離を測定できる手段で構成し、情報キオスク装置１に近接する携帯情報端末２を常時または定期的に監視する。信号処理ユニット１１４は、測距部１１３が取得した携帯情報端末２の距離情報（測距情報）を処理することで携帯情報端末２の接近の有無を判断する。測距部１１３は、音波による音波レーダーあるいはソナー、電磁波によるレーダー、等対象物との距離を波動により測定する機能を有するものであればよい。
【００３１】
この時の判断基準は、例えば、携帯情報端末２と情報キオスク装置１の距離が予め設定された閾値より小さいとき近接状態であると判断する方法がある。また、携帯情報端末２が近接してくる速度をドップラー効果や測距情報の時間微分から検出し、検出距離が閾値より小さな値をとる時刻を予測して判断を実施する手法を使用してもよい。また、ここで示したほかにも、測距部１１３としては、誘導（磁界）型、静電容量型、赤外線型を使用してもよい。
【００３２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態による情報端末装置を説明する。第４実施形態における情報端末装置として機能する情報キオスク装置は、図１に示す構成と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。第４実施形態による情報キオスク装置１は、受信ＲＦ信号スイッチ１２の構成が一部異なる。受信ＲＦ信号スイッチ１２は、ＲＦ周波数帯の信号をオンまたはオフにするスイッチでもよいし、利得可変増幅器であってもよい。また、受信ＲＦ信号スイッチ１２は、アンテナ１４と一体で、アンテナの利得が高い状態と、非常に低い状態を切り替えるようにしてもよい。この場合、利得を可変にする受信アンテナを使用した方式とすればよい。このようにすることで、受信ＲＦ信号スイッチ１２のオンとオフの切り替え動作と同様に実施することができるようなる。
【００３３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態による情報端末装置を説明する。前述した実施形態では、受信ＲＦ信号スイッチ１２による干渉ＲＦ信号受信防止を示したが、より確実に干渉ＲＦ信号の受信を遮蔽するためには、情報キオスク装置１を図８に示すような構成とすることが有効である。図８は、第５実施形態による情報キオスク装置１の構成を示す図である。
【００３４】
情報キオスク装置１の遠方界の放射パターンを狭いビームとし、アンテナ放射方向に電波遮蔽物（例えば屋根）を設置することで、他の６０ＧＨｚ帯システム４との間の見通し通信路を遮蔽する。また、情報キオスク装置１の筐体表面等における反射により、他の無線通信システムとの間にこの反射を利用した通信路が作られてしまうことを防ぐため、筐体の表面等に電波吸収体を設置する。そして、アンテナの遠方界放射パターンを狭いビームにし、ビーム方向を筐体内側壁面に傾けるようなアンテナ指向性を適用する。
【００３５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態による情報端末装置を説明する。第６実施形態による情報端末装置の構成は図１に示す構成と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。ただし、その機能は一部以下で説明するとおり相違する。端末近接センサ１１は、携帯情報端末２から送信されるビーコン信号等のＲＦ信号の受信レベルを常時検出し、受信レベルが予め設定した閾値以上である場合、携帯情報端末２が情報端末装置１に近接していると判断し、受信レベルが閾値以下である場合、携帯情報端末２が情報端末装置１に近接していないと判断するようにしてもよい。
【００３６】
以上説明したように、情報キオスク装置１は、携帯情報端末２が近接した場合に、携帯情報端末２が遮蔽物となり被干渉となるＲＦ信号を受信しないように構成したため、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有した通信用ＬＳＩを実装して製造された場合であっても、通信開始に大きな時間を要することを防ぐことができる。
【００３７】
また、この構成により、干渉が防止され、高速なリンク確立が実現できる。また、安価に市販されるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ用通信ＬＳＩを使用して装置を構成しても通信を待機する問題がなく短時間でリンク確立ができるため、情報キオスク装置を安価に開発、生産することができる。
【００３８】
前述した実施形態における情報キオスク装置１をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００３９】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
携帯情報端末と近距離で無線通信を実施する際に、短時間で無線通信を開始することが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・情報キオスク装置、２・・・携帯情報端末、１１・・・端末近接センサ、１２・・・受信ＲＦ信号スイッチ、１３・・・受信信号処理部、１４・・・アンテナ、１１１・・・カメラ、１１２・・・画像処理ユニット、１１３・・・測距部、１１４・・・信号処理ユニット
【図１】
2015119211.tif 000003
【図２】
2015119211.tif 000004
【図３】
2015119211.tif 000005
【図４】
2015119211.tif 000006
【図５】
2015119211.tif 000007
【図６】
2015119211.tif 000008
【図７】
2015119211.tif 000009
【図８】
2015119211.tif 000010
【図９】
2015119211.tif 000011