(57)【要約】【課題】子機から送信された伝送信号が当該子機と対(ペア)になる親機以外の親機で受信される(混信する)ことによる不具合の発生を抑制する。【解決手段】親機Ａの制御部20は、電気機器Ｃの接続を検出すると、他の親機Ａ(同じ店内に設置されている別の親機Ａ)に対して認証の中止を依頼する制御コマンドを生成し、当該制御コマンドを含む無線信号をローカル通信部24から一斉同報(マルチキャスト)させる。他の親機Ａの制御部20は、前記制御コマンドを受け取ると、所定の待機時間が経過するまで認証処理の実行を中止する。故に、複数台の親機Ａから認証サーバに対して同一の識別符号をほぼ同時に送信されてしまうという不具合の発生を抑制することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルを介して電気機器と接続される親機と、前記ケーブルを介して前記親機との間で電界通信を行う子機とを有し、
前記子機は、前記電気機器に割り当てられた認証情報を電界通信で前記親機に送信するように構成され、
前記親機は、複数の前記子機のうちで何れか１つの前記子機と電界通信可能な状態でのみ、前記認証情報を受信し、受信した前記認証情報に対する認証処理を実行するように構成されることを特徴とする電界通信システム。
【請求項２】
前記親機は、前記ケーブルを介して前記電気機器が接続されたことを検出する接続検出手段と、前記接続検出手段が前記接続を検出した場合、他の親機に対して認証の中止を依頼するとともに前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記認証中止の依頼を受け取った場合は前記認証処理を実行しないように構成されることを特徴とする請求項１記載の電界通信システム。
【請求項３】
前記親機は、操作入力を受け付ける第１の入力受付手段と、前記第１の入力受付手段が所定の操作入力を受け付けた時点から所定時間が経過するまでの間だけ前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、
前記子機は、操作入力を受け付ける第２の入力受付手段と、前記第２の入力受付手段が所定の操作入力を受け付けたときに前記認証情報を前記電界通信で送信する送信手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の電界通信システム。
【請求項４】
前記親機は、前記ケーブルを介して前記電気機器が接続されたことを検出する接続検出手段と、前記接続検出手段が前記接続を検出した場合、前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、
前記子機は、操作入力を受け付ける入力受付手段と、前記入力受付手段が所定の操作入力を受け付けたときに前記認証情報を前記電界通信で送信する送信手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の電界通信システム。
【請求項５】
前記親機は、前記子機から受け取った前記認証情報に基づいて前記電気機器が認証された場合に前記ケーブルを介して前記電気機器に給電するように構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電界通信システム。
【請求項６】
前記親機は、前記制御手段が前記待ち受け状態であることを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電界通信システム。
【請求項７】
前記ケーブルは、通信用の通信線と、給電用の給電線とを有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電界通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体の表面近くで送信機(子機)によって交流の電界を発生(送信)させ、誘導によって人体の表面全体に生じる交流電界を受信機(親機)で検出(受信)する、いわゆる電界通信システムが種々提供されている(例えば、特許文献１又は特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５００８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人体の代わりにケーブルを介して電界通信を行う場合、ケーブルの表面に誘導される電界が他のケーブルを伝搬し、他の親機との間で混信が発生する可能性がある。そして、１台の子機から送信された電界通信の伝送信号が複数台の親機で受信された場合(混信した場合)、本来の通信相手でない親機が伝送信号を受信することで様々な不具合が発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、子機から送信された伝送信号が当該子機と対(ペア)になる親機以外の親機で受信される(混信する)ことによる不具合の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電界通信システムは、ケーブルを介して電気機器と接続される親機と、前記ケーブルを介して前記親機との間で電界通信を行う子機とを有し、前記子機は、前記電気機器に割り当てられた認証情報を電界通信で前記親機に送信するように構成され、前記親機は、複数の前記子機のうちで何れか１つの前記子機と電界通信可能な状態でのみ、前記認証情報を受信し、受信した前記認証情報に対する認証処理を実行するように構成されることを特徴とする。
【０００７】
この電界通信システムにおいて、前記親機は、前記ケーブルを介して前記電気機器が接続されたことを検出する接続検出手段と、前記接続検出手段が前記接続を検出した場合、他の親機に対して認証の中止を依頼するとともに前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、前記制御手段は、前記認証中止の依頼を受け取った場合は前記認証処理を実行しないように構成されることが好ましい。
【０００８】
この電界通信システムにおいて、前記親機は、操作入力を受け付ける第１の入力受付手段と、前記第１の入力受付手段が所定の操作入力を受け付けた時点から所定時間が経過するまでの間だけ前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、前記子機は、操作入力を受け付ける第２の入力受付手段と、前記第２の入力受付手段が所定の操作入力を受け付けたときに前記認証情報を前記電界通信で送信する送信手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
この電界通信システムにおいて、前記親機は、前記ケーブルを介して前記電気機器が接続されたことを検出する接続検出手段と、前記接続検出手段が前記接続を検出した場合、前記認証情報の受信を待ち受ける制御手段とを備え、前記子機は、操作入力を受け付ける入力受付手段と、前記入力受付手段が所定の操作入力を受け付けたときに前記認証情報を前記電界通信で送信する送信手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
この電界通信システムにおいて、前記親機は、前記子機から受け取った前記認証情報に基づいて前記電気機器が認証された場合に前記ケーブルを介して前記電気機器に給電するように構成されることが好ましい。
【００１１】
この電界通信システムにおいて、前記親機は、前記制御手段が前記待ち受け状態であることを表示する表示手段を備えることが好ましい。
【００１２】
この電界通信システムにおいて、前記ケーブルは、通信用の通信線と、給電用の給電線とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、子機から送信された伝送信号が当該子機と対(ペア)になる親機以外の親機で受信される(混信する)ことによる不具合の発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電界通信システムの実施形態１を示すシステム構成図である。
【図２】同上における子機のブロック図を含むシステム構成図である。
【図３】同上における親機のブロック図である。
【図４】本発明に係る電界通信システムの実施形態２における親機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(実施形態１)
本発明に係る電界通信システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、スマートフォンやフィーチャーフォンなどの携帯電話端末、あるいは携帯音楽プレーヤー、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータなどの２次電池を電源とする電気機器に充電環境を提供する用途に用いられる。
【００１６】
本実施形態の電界通信システムは、図１に示すように親機Ａと子機Ｂとで構成される。親機Ａは、角筒状の合成樹脂成形体からなる筐体４を有し、筐体４の前面中央にレセプタクルコネクタ34の差込口が設けられている。このレセプタクルコネクタ34には、ケーブルＤのプラグコネクタ71が挿抜自在に接続される。
【００１７】
ケーブルＤは、多心の電線70の一端にプラグコネクタ71が設けられ、電線70の他端に別のプラグコネクタ72が設けられてなる。ケーブルＤの他端側のプラグコネクタ72は、電気機器(例えば、携帯電話端末)Ｃのレセプタクルコネクタ(図示せず)と挿抜自在に接続される。
【００１８】
親機Ａは、ケーブルＤを介して電気機器Ｃに充電電流を供給する。そして、電気機器Ｃは、ケーブルＤを介して親機Ａから供給される充電電流で内蔵のバッテリを充電することができる。
【００１９】
子機Ｂは、合成樹脂成形体からなる子機本体６を有する。子機本体６は、直方体形状のハウジング60と、ハウジング60に対して閉位置と開位置との間で回動自在に取り付けられた矩形板状のカバー61とを備える。ハウジング60にはケーブルＤ(電線70)が挿通される挿通溝600が設けられている。カバー61は、挿通溝600を塞ぐ閉位置(図１参照)と、挿通溝600を開放する開位置との間で回動するように構成されている。また、ハウジング60の側面には押釦62が設けられている。
【００２０】
また、子機Ｂは、図２に示すように送信電極50、送信部51、制御部52、電源部53、スイッチ54などが子機本体６に収納されて構成されている。
【００２１】
送信部51は、例えば、電圧制御発振器(ＶＯＣ:Voltage Controlled Oscillator)からなり、ＲＦ(Radio Frequency)の交流信号(高周波信号)を発振する。制御部52は、マイクロコントローラを主構成要素とし、例えば、送信部51を制御して前記高周波信号(搬送波)をＦＳＫ(周波数シフトキーイング)変調することにより、認証情報を含む伝送信号を生成し、生成した伝送信号を送信電極50に印加させるように構成される。そして、伝送信号が印加されることで送信電極50の周囲に発生する電界が変化し、当該電界の変化がケーブルＤを介して伝搬し、その結果、伝送信号が子機Ｂから親機Ａに伝送される。なお、電源部53は、電池(一次電池又は二次電池)を電源として各部51，52に動作用の電源を供給する。また、スイッチ54は、一端がグランドに接地され、他端が制御部52の入力ポートに接続されており、押釦62が押操作されているときにオンとなり、押釦62が押操作されていないときにオフとなる。
【００２２】
親機Ａは、図３に示すように電界通信ブロック１と、制御ブロック２と、給電ブロック３とが筐体４に収納されて構成されている。
【００２３】
電界通信ブロック１は、受信電極10、受信部11、復調部12を備える。受信部11は、ケーブルＤを介して受信電極10に誘導される電界の変化を電気信号(伝送信号)に変換して復調部12に出力する。復調部12は、受信部11から受け取った伝送信号から認証情報を復調して制御ブロック２の制御部20に渡す。
【００２４】
給電ブロック３は、電池30、充放電回路31、接続部32、ＤＣ／ＤＣコンバータ33、レセプタクルコネクタ34などを備える。接続部32は、図示しないＡＣアダプタが挿抜自在に接続される。電池30は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの２次電池からなる。充放電回路31は、接続部32を通してＡＣアダプタ(図示せず)から供給される直流電力で電池30を充電する充電動作と、電池30の充電電荷を放電させて給電する放電動作とを択一的に切り換えて実行するように構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ33は、充放電回路31を通して電池30から給電される直流電圧・直流電流を所望の直流電圧・直流電流に変換してレセプタクルコネクタ34に出力する。なお、ケーブルＤは、通信用の電線(通信線)と、給電用の電線(給電線)とを有しており、例えば、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)ケーブルからなる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ33から出力される直流電流が充電電流としてケーブルＤの給電線を介して電気機器Ｃに供給されるのである。
【００２５】
制御ブロック２は、制御部20、無線通信部21、記憶部22、表示部23、ローカル通信部24などを備える。制御部20はマイクロコントローラを主構成要素とし、復調部12から受け取った認証情報を無線通信部21により認証サーバ(図示せず)へ送信させる。
【００２６】
無線通信部21は、例えば、携帯電話事業者の携帯電話網を介して認証サーバと無線通信を行うように構成され、認証サーバによる認証情報の認証結果(認証可又は認証不可)を受信して制御部20に渡す。なお、認証情報は、例えば、個々の子機Ｂに割り当てられた固有の識別符号(ＩＤ)からなる。一方、認証サーバは、前記識別符号が登録されるデータベースを有している。そして、認証サーバは、親機Ａから送られてくる認証情報(識別符号)が前記データベースに登録されている識別符号と一致すれば認証可と判断し、前記データベースに登録されている識別符号と一致しなければ認証不可と判断する。
【００２７】
制御部20は、認証結果が認証可であればＤＣ／ＤＣコンバータ33を動作させて電気機器Ｃへの充電電流の供給を可能とし、認証結果が認証不可であればＤＣ／ＤＣコンバータ33を停止して電気機器Ｃへの充電電流の供給を不可能とする。また、制御部20は、ＤＣ／ＤＣコンバータ33の出力電圧を計測し、ＤＣ／ＤＣコンバータ33の出力電圧が所定のしきい値以上低下したときにケーブルＤを介して電気機器Ｃが接続されたことを検出する。
【００２８】
記憶部22は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの電気的に書換可能な不揮発性の半導体メモリからなり、制御部20のマイクロコントローラが実行するプログラムなどを記憶している。また、表示部23は発光ダイオードなどの発光素子を有し、制御部20に制御されて発光素子を発光させることにより、種々の状況(例えば、充電中であることや認証結果など)を表示するように構成されている。ローカル通信部24は、無線ＬＡＮの規格に準拠して電波を通信媒体とした無線通信を行うように構成されている。なお、制御ブロック２及び給電ブロック３は、給電ブロック３のＤＣ／ＤＣコンバータ33から給電される直流電力で動作する。
【００２９】
ところで、親機Ａは、例えば、喫茶店などの飲食店の店内に設置される。一方、子機Ｂは、電気機器Ｃを携帯して前記飲食店を利用する客(利用客)が所持している。ただし、利用客は、認証サーバを運用する企業(サービス提供者)と事前に利用契約を締結しており、当該サービス提供者から、認証サーバのデータベースに識別情報が登録された子機Ｂが貸与されている。なお、ケーブルＤは、飲食店に備え付けられていてもよいし、利用客が所持していてもよい。
【００３０】
次に、本実施形態の動作、すなわち、利用客が親機Ａに電気機器Ｃを繋いで充電する場合の親機Ａ及び子機Ｂの動作を説明する。
【００３１】
まず、利用客は、ケーブルＤのプラグコネクタ72をレセプタクルコネクタ34に差込接続し、且つケーブルＤのプラグコネクタ72を電気機器Ｃのレセプタクルコネクタに差込接続する。ただし、電気機器Ｃは電源が入っている状態とする。さらに、利用客は、子機Ｂのカバー61を開いてケーブルＤを挿通溝600に挿通させた後、カバー61を閉じる。ただし、利用客は、ケーブルＤを挿通溝600に挿通した後に親機Ａと電気機器ＣをケーブルＤで接続しても構わない。
【００３２】
親機Ａの制御部20は、電気機器Ｃの接続を検出すると、他の親機Ａ(同じ店内に設置されている別の親機Ａ)に対して認証の中止を依頼する制御コマンドを生成し、当該制御コマンドを含む無線信号をローカル通信部24から一斉同報(マルチキャスト)させる。さらに、制御部20は、前記無線信号をローカル通信部24から一斉同報させた後、所定時間(例えば、10秒間)が経過するまでの間、表示部23の発光ダイオードを発光させて電界通信の受信待ち状態であることを表示させる。
【００３３】
他の親機Ａでは、前記無線信号をローカル通信部24で受信し、当該無線信号に含まれる前記制御コマンドがローカル通信部24から制御部20に渡される。制御部20は、前記制御コマンドを受け取ると、所定の待機時間(例えば、10秒間)が経過するまで認証処理(認証サーバへ識別符号を送信する処理)の実行を中止する。
【００３４】
一方、利用客は、カバー61を閉じた後、前記待機時間内に押釦62を押操作する。子機Ｂの制御部52は、押釦62が押操作されてスイッチ54がオンされると、送信部51を制御して識別符号を含む伝送信号を生成し、生成した伝送信号を送信電極50に印加(送信)させる。送信電極50に印加された伝送信号はケーブルＤを介して親機Ａに伝搬される。ただし、伝送信号は、ケーブルＤに接続されている親機Ａだけでなく、他の親機Ａにも伝搬される可能性がある。
【００３５】
ケーブルＤに接続されている親機Ａでは、電界通信ブロック１で伝送信号を受信すると、当該伝送信号に含まれる識別符号が制御ブロック２の制御部20に渡される。制御部20は、電界通信ブロック１(復調部12)から受け取った識別符号を無線通信部21により認証サーバへ送信させる。そして、認証サーバは、親機Ａから送られてくる識別符号が前記データベースに登録されている識別符号と一致すれば認証可と判断し、前記データベースに登録されている識別符号と一致しなければ認証不可と判断する。さらに、認証サーバは、当該認証結果を含む無線信号を親機Ａへ返信する。
【００３６】
親機Ａの制御部20は、無線通信部21で受信した無線信号に含まれる認証結果が認証可であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ33を動作させて電気機器Ｃへの充電電流の供給を可能とする。故に、親機Ａから電気機器ＣへケーブルＤを介して充電電流が供給され、電気機器Ｃが充電される。
【００３７】
一方、他の親機Ａの制御部20は、前記伝送信号を受信した電界通信ブロック１から識別符号を受け取った時点が前記待機時間内である場合、識別符号を無線通信部21から認証サーバへ送信させる処理(認証処理)を実行しない。故に、複数台の親機Ａから認証サーバに対して同一の識別符号をほぼ同時に送信されてしまうという不具合の発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、他の親機Ａに対して認証の中止を依頼する制御コマンドを送信するための通信方法は、上述した電波を媒体とする無線通信に限定されない。例えば、複数台の親機Ａ同士が通信ケーブルで接続され、当該通信ケーブルを介した有線通信で前記制御コマンドが伝送されても構わない。この場合、ローカル通信部24は、電波を媒体とする無線通信ではなく、通信ケーブルを介して有線通信を行うように構成される。あるいは、親機Ａ同士がケーブルＤを介した電界通信によって前記制御コマンドを伝送しても構わない。
【００３９】
(実施形態２)
本実施形態における親機Ａの構成を図４に示す。親機Ａは、ローカル通信部24の代わりに入力受付部25を制御ブロック２に備えており、その他の構成は実施形態１における親機Ａと共通である。また、本実施形態における子機Ｂ及び電気機器Ｃ、ケーブルＤは、何れも実施形態１と共通の構成を有している。したがって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を適宜省略する。
【００４０】
入力受付部25は、例えば、筐体４の天面に設けられた操作釦(図示せず)が押操作されることでオンとなる押釦スイッチからなり、当該押釦スイッチがオンしたときに制御部20へ操作信号を出力する。
【００４１】
次に、本実施形態の動作、すなわち、利用客が親機Ａに電気機器Ｃを繋いで充電する場合の親機Ａ及び子機Ｂの動作を説明する。
【００４２】
まず、利用客は、実施形態１で説明したように、ケーブルＤのプラグコネクタ72をレセプタクルコネクタ34に差込接続し、且つケーブルＤのプラグコネクタ72を電気機器Ｃのレセプタクルコネクタに差込接続する。ただし、電気機器Ｃは電源が入っている状態とする。さらに、利用客は、子機Ｂのカバー61を開いてケーブルＤを挿通溝600に挿通させた後、カバー61を閉じる。ただし、利用客は、ケーブルＤを挿通溝600に挿通した後に親機Ａと電気機器ＣをケーブルＤで接続しても構わない。
【００４３】
続いて、利用客は、親機Ａの操作釦と子機Ｂの押釦62を同時に長押し(例えば、２秒以上)する。子機Ｂの制御部52は、スイッチ54のオン時間がしきい値(２秒以上の値)を超えると、送信部51を制御して識別符号を含む伝送信号を生成し、生成した伝送信号を送信電極50に印加(送信)させる。送信電極50に印加された伝送信号はケーブルＤを介して親機Ａに伝搬される。
【００４４】
一方、親機Ａの制御部20は、入力受付部25から操作信号を受け取るまでは電界通信ブロック１を停止させており、前記操作信号を受け取ってから所定時間(例えば、10秒間)が経過するまでの間だけ電界通信ブロック１を動作させる。したがって、この親機Ａでは、子機Ｂから送信される伝送信号を電界通信ブロック１で受信することができ、当該伝送信号に含まれる識別符号が制御ブロック２の制御部20に渡される。制御部20は、電界通信ブロック１(復調部12)から受け取った識別符号を無線通信部21により認証サーバへ送信させる。そして、認証サーバは、親機Ａから送られてくる識別符号が前記データベースに登録されている識別符号と一致すれば認証可と判断し、前記データベースに登録されている識別符号と一致しなければ認証不可と判断する。さらに、認証サーバは、当該認証結果を含む無線信号を親機Ａへ返信する。
【００４５】
親機Ａの制御部20は、無線通信部21で受信した無線信号に含まれる認証結果が認証可であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ33を動作させて電気機器Ｃへの充電電流の供給を可能とする。故に、親機Ａから電気機器ＣへケーブルＤを介して充電電流が供給され、電気機器Ｃが充電される。
【００４６】
ここで、伝送信号はケーブルＤを介して親機Ａに伝搬される。ただし、伝送信号は、ケーブルＤに接続されている親機Ａだけでなく、他の親機Ａにも伝搬される可能性がある。しかしながら、他の親機Ａでは操作釦が長押し操作されていない限り、電界通信ブロック１が停止しているため、例え伝送信号が伝搬されても電界通信ブロック１が伝送信号を受信することを回避できる。故に、本実施形態においても実施形態１と同様に、複数台の親機Ａから認証サーバに対して同一の識別符号をほぼ同時に送信されてしまうという不具合の発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、親機Ａの制御部20は、入力受付部25の操作信号を受け取る代わりに、電気機器Ｃの接続を検出したときに所定時間だけ電界通信ブロック１を動作させるようにしても構わない。また、制御部20は、前記所定時間が経過するまでの間、表示部23の発光ダイオードを発光させて電界通信の受信待ち状態であることを表示させることが好ましい。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ  親機
Ｂ  子機
Ｃ  電気機器
Ｄ  ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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