(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近距離無線通信にて通信可能な通信機器（９０，９２，９３）に取り付けられるベース部（１１）と、
前記ベース部（１１）に固定されるループアンテナ（２１）と１対の電界通信用電極（２３）とを含んでなり、前記通信機器（９０，９２，９３）から前記近距離無線通信の磁気信号を前記ループアンテナ（２１）で受けて、その磁気信号に対応する電界信号を前記１対の電界通信用電極（２３）から出力する信号変換回路（２０）と、
前記ベース部（１１）の下面（１１Ｕ）に開口し、前記１対の電界通信用電極（２３）の先端部を受容している電極受容部屋（１２）と、を備える通信中継器（１０）。
【請求項２】
前記ループアンテナ（２１）の両端末間に接続されているコイル（２４Ａ）と、前記１対の電界通信用電極（２３）の間に接続されているコイル（２４Ｂ）とからなるトランス（２４）を備える請求項１に記載の通信中継器（１０）。
【請求項３】
前記トランス（２４）は、前記シートコイル（２５）を重ねてなる請求項２に記載の通信中継器（１０）。
【請求項４】
前記信号変換回路（２０）を前記近距離無線通信の周波数で共振させるためのコンデンサ（２２）を備える請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の通信中継器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近距離無線通信の機能を有する通信機器に使用される通信中継器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の通信中継器として、複数のループアンテナを備えて、それらループアンテナに複数の通信機器が宛がわれることで、通信機器同士の間の通信の中継を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２０９３６号公報（段落［００１９］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の通信中継器では、ループアンテナ同士の相互の位置関係によって、相互に通信する通信機器の配置が制約されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、近距離無線通信を利用して通信を行う通信機器の配置の制約を緩和して利便性を向上させることが可能な通信中継器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、近距離無線通信にて通信可能な通信機器（９０，９２，９３）に取り付けられるベース部（１１）と、前記ベース部（１１）に固定されるループアンテナ（２１）と１対の電界通信用電極（２３）とを含んでなり、前記通信機器（９０，９２，９３）から前記近距離無線通信の磁気信号を前記ループアンテナ（２１）で受けて、その磁気信号に対応する電界信号を前記１対の電界通信用電極（２３）から出力する信号変換回路（２０）と、前記ベース部（１１）の下面（１１Ｕ）に開口し、前記１対の電界通信用電極（２３）の先端部を受容している電極受容部屋（１２）と、を備える通信中継器（１０）である。
【０００８】
請求項２の発明は、前記ループアンテナ（２１）の両端末間に接続されているコイル（２４Ａ）と、前記１対の電界通信用電極（２３）の間に接続されているコイル（２４Ｂ）とからなるトランス（２４）を備える請求項１に記載の通信中継器（１０）である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記トランス（２４）は、前記シートコイル（２５）を重ねてなる請求項２に記載の通信中継器（１０）である。
【００１０】
請求項４の発明は、前記信号変換回路（２０）を前記近距離無線通信の周波数で共振させるためのコンデンサ（２２）を備える請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の通信中継器（１０）である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の通信中継器（１０）は、通信機器（９０，９２，９３）に取り付けられて通信機器（９０，９２，９３）から近距離無線通信の磁気信号をループアンテナ（２１）で受け、その磁気信号に対応する電界信号を１対の電界通信用電極（２３）から出力する。そして、その電界信号を任意の部材の表面に伝搬させることで、任意の部材（８０）上における任意の配置で通信機器（９０，９２，９３）が近距離無線通信を利用した通信を行うことができる。つまり、本発明によれば、近距離無線通信を利用して通信を行う通信機器の配置の制約が緩和され、利便性が向上する。なお、任意の部材（８０）は、大地から絶縁された導体であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明によれば、通信中継器（１０）を取り付けた通信機器（９０，９２，９３）が任意の部材（８０）に載置されると、ベース部（１１）の下面（１１Ｕ）に開口する電極受容部屋（１２）内の１対の電界通信用電極（２３）が、任意の部材の載置面に隣接する。これにより、１対の電界通信用電極（２３）から任意の部材（８０）の表面へと容易に電界信号を伝搬させることができる。
【００１３】
請求項２の通信中継器（１０）では、トランス（２４）によりループアンテナ（２１）の両端末間のインピーダンスを変換して１対の電界通信用電極（２３）の間に付与し、電界信号の出力の伝送効率を高めることができる。
【００１４】
請求項３の通信中継器（１０）では、トランス（２４）がシートコイル（２５）を重ねてなるので、コンパクトな構成にすることができる。
【００１５】
請求項４の通信中継器（１０）では、信号変換回路（２０）を近距離無線通信の周波数で共振させるためのコンデンサ（２２）を備えているので、消費電力を抑えた近距離無線通信の中継を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１実施形態の通信中継器と通信機器の斜視図
【図２】信号変換回路の回路図
【図３】通信中継器のベース部の断面図
【図４】通信機器が載置された会議机の斜視図
【図５】通信中継器が装着された通信機器同士が通信している状態の概念図
【図６】第２実施形態の通信中継器のベース部の断面図
【図７】通信機器が載置された会議机の斜視図
【図８】通信中継器が装着された通信機器同士が通信している状態の概念図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、「近距離無線通信にて通信可能な通信機器」の一例としてのスマートフォン９０と、そのスマートフォン９０用の通信中継器１０とが示されている。このスマートフォン９０は、例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ  Ｂｅａｍの機能を有し、スマートフォン９０，９０同士で通信を行う場合には、近距離無線通信で通信相手を認識してからＢｌｕｔｏｏｔｈにて通信を行うことができるようになっている。
【００１８】
通信中継器１０は、スマートフォン９０に取り付けられるベース部１１に信号変換回路２０を備えてなる。ベース部１１は、例えば、樹脂の成形品であって、スマートフォン９０に嵌合される偏平な筐体構造をなしている。また、ベース部１１は、例えばスマートフォン９０の裏面に重ねられる主板壁１１Ａを矩形状に切除してなる電極受容部屋１２を備えている。
【００１９】
信号変換回路２０は、ベース部１１のうちスマートフォン９０から出力される近距離無線通信の磁気信号を受信可能な位置に、ループアンテナ２１を例えば埋設された状態に備える。また、ループアンテナ２１の１対の出力端末の間には、コンデンサ２２が接続されると共にトランス２４の１次コイル２４Ａ（図３（Ａ）参照）が接続されている。そして、トランス２４の２次コイル２４Ｂの１対の出力端末に、本発明に係る１対の電界通信用電極２３，２３が接続されている。また、コンデンサ２２は、信号変換回路２０を近距離無線通信の周波数で共振させるために備えられている。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、１次コイル２４Ａ及び２次コイル２４Ｂは、それぞれシートコイル２５，２５で構成され、それらシートコイル２５，２５を共通した磁束が貫通するように重ねてトランス２４が構成されている。また、例えば、１次コイル２４Ａより２次コイル２４Ｂの方が巻数が多くなっている（なお、１次コイル２４Ａより２次コイル２４Ｂの方が巻数が少なくてもよい）。そして、このトランス２４によりループアンテナ２１の両端末間のインピーダンスを変換して１対の電界通信用電極２３，２３の間に付与し、電界信号の出力の伝送効率を高めることができる。
【００２１】
なお、図２（Ｂ）に示した信号変換回路２０のように例えば、複数のシートコイル２５を直列に接続しかつ重ね合わせて２次コイル２４Ｂを構成してもよい。また、図２（Ｃ）に示した信号変換回路２０のように、トランス２４を備えない構成としてもよい。
【００２２】
図３に示すように、１対の電界通信用電極２３，２３は、例えば、ピン形状をなしかつテーパ形先端部２３Ａ，２３Ａを備えている。そして、１対の電界通信用電極２３，２３の基端部がベース部１１における電極受容部屋１２の近傍に埋設され、テーパ形先端部２３Ａ，２３Ａが、電極受容部屋１２内で隙間を空けて突き合わされている。
【００２３】
また、通信中継器１０としては、上記したスマートフォン９０用のもの以外に、例えば、タブレット型端末９２用やＩＤカード９３用の通信中継器１０も用意されている（図４参照）。それらタブレット型端末９２用及びＩＤカード９３用の通信中継器１０は、タブレット型端末９２又はＩＤカード９３に嵌合するベース部（図示せず）に上記した信号変換回路２０を備えてなる。
【００２４】
本実施形態の通信中継器１０の構成に関する説明は以上である。これら通信中継器１０の作用効果は以下の通りである。図４に示された会議机８０は、例えば、樹脂製又は木製の天板８１の内部に導電性の板金８２を内蔵して備えている。そして、この会議机８０の上に、通信中継器１０を装着した複数のスマートフォン９０を載置した場合、何れかのスマートフォン９０が近距離無線通信を行うための磁界信号を出力すると、そのスマートフォン９０に装着されている通信中継器１０のループアンテナ２１に磁界信号が受信されて電圧信号に変換され、その電圧信号が１対の電界通信用電極２３，２３に印加されて電界信号が出力される。即ち、スマートフォン９０からの近距離無線通信の磁界信号が、通信中継器１０の信号変換回路２０により電界信号に変換されて出力される。ここで、電界通信用電極２３，２３が収容されている電極受容部屋１２は、通信中継器１０のうち会議机８０の上面に重なる下面１１Ｕに開口しているので、会議机８０の表面に電界信号を容易に伝搬させることができる。しかも、１対の電界通信用電極２３，２３は先細り形状をなし、それらの先端部が突き合わされているので、僅かな電力で電界信号を発生させることができる。
【００２５】
上述の如く何れかのスマートフォン９０の通信中継器１０から電界信号が出力されると、その電界信号は図５の符号「Ｅ」で示したように会議机８０の表面を伝搬し、他の全てのスマートフォン９０の通信中継器１０における１対の電界通信用電極２３，２３の間で受信される。そして、電界通信用電極２３，２３の間に生じた電位差によってループアンテナ２１に電流が流れ、ループアンテナ２１から各スマートフォン９０に磁界信号が付与される。
【００２６】
これにより、会議机８０上に任意に配置されたスマートフォン９０，９０同士の間で近距離無線通信を利用した通信が可能になる。また、スマートフォン９０，９０同士以外にも、スマートフォン９０、タブレット型端末９２及びＩＤカード９３の任意の通信機器同士の間で同様に通信を行うことができる。
【００２７】
さらに、会議机８０に触れている人体の回りにも電界信号で伝搬されるので、例えば、服装のポケット内に入れた通信中継器１０付きＩＤカード９３と、会議机８０上の通信中継器１０付きのスマートフォン９０等の間で近距離無線通信を利用した通信を行うこともできる。
【００２８】
なお、スマートフォン９０，９０同士の間では、Ａｎｄｒｏｉｄ  Ｂｅａｍ機能を利用して、近距離無線通信により通信相手を認識してからＢｌｕｔｏｏｔｈにて通信を行うようにしてもよい。
【００２９】
このように、本実施形態の通信中継器１０を使用すれば、電界信号を会議机８０等の任意の部材の表面に伝搬させることで、任意の部材上における任意の配置でスマートフォン９０等の通信機器が近距離無線通信を利用した通信を行うことができる。つまり、近距離無線通信を利用して通信を行う通信機器の配置の制約が緩和され、利便性が向上する。
【００３０】
［第２実施形態］
図６には、本実施形態の２種類の通信中継器１０Ｖ，１０Ｗが示されている。これら通信中継器１０Ｖ，１０Ｗは、第１実施形態の通信中継器１０と、電界通信用電極２３の構成のみが異なる、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、通信中継器１０Ｖ，１０Ｗの一方の電界通信用電極２３Ｅは、例えば、平板状をなしてベース部１１の下面１１Ｕに露出しかつ僅かに突出している。
【００３１】
図６（Ａ）に示した通信中継器１０Ｖの他方の電界通信用電極２３Ｆは、第１実施形態の電界通信用電極２３と同様にピン形状をなして先端にテーパ形先端部２３Ａを備えている。そして、ベース部１１の下面１１Ｕに開口する電極受容部屋１２Ａの奥面から下方に向かってテーパ形先端部２３Ａが突出し、その先端は、ベース部１１の下面１１Ｕより僅かに電極受容部屋１２Ａの奥側に位置している。
【００３２】
図６（Ｂ）に示した通信中継器１０Ｗの他方の電界通信用電極２３Ｇは、一方の電界通信用電極２３Ｅと同様の平板状をなし、ベース部１１の下面１１Ｕに開口する電極受容部屋１２Ｂ内に配置されて、その電界通信用電極２３Ｇの下面はベース部１１の下面１１Ｕより僅かに電極受容部屋１２Ｂの奥側に位置している。
【００３３】
図７に示された会議机８０Ｖは、第１実施形態の会議机８０の天板８１に接続されていて天板８１の上面に露出する複数の当接電極８３を備えている。そして、通信中継器１０Ｖ，１０Ｗを装着したスマートフォン９０、タブレット型端末９２、ＩＤカード９３で通信を行う場合には、会議机８０Ｖの当接電極８３に各通信中継器１０Ｖ，１０Ｗの電界通信用電極２３Ｅを当接させる。すると、会議机８０の板金８２と通信中継器１０Ｖ，１０Ｗの電界通信用電極２３Ｆ，２３Ｇとが隙間を空けて対向した状態になり、スマートフォン９０等からの近距離無線通信の磁界信号に基づく電圧信号が、板金８２と板金８２と電界通信用電極２３Ｆ，２３Ｇとの間に付与される。これにより、第１実施形態と同様に、磁界信号に対応した電界信号が会議机８０Ｖの表面を伝搬し、会議机８０Ｖ上に任意に配置されたスマートフォン９０、タブレット型端末９２又はＩＤカード９３の任意の通信機器同士でも通信を行うことができる。また、人体が当接電極８３に触れかつＩＤカード９３に装着された通信中継器１０の電界通信用電極２３Ｅが人体に触れていると、そのＩＤカード９３と会議机８０Ｖ上のスマートフォン９０等の間でも通信を行うことができる。
【００３４】
なお、上記第１及び第２の実施形態では、通信中継器１０，１０Ｖ，１０Ｗ（以下、通信中継器１０等という）を送信と受信の両方に使用する例を示したが、通信中継器１０等を送信のみに使用し、別途、電界信号を受信するための受信装置を設けてパソコン等に接続し、通信中継器１０等を装着したスマートフォン９０等からパソコン等にデータを集めるために通信中継器１０等を使用してもよい。
【００３５】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１０Ｖ，１０Ｗ    各通信中継器
１１    ベース部
１１Ａ    主板壁
１１Ｕ    下面
１２，１２Ａ，１２Ｂ    電極受容部屋
２０    信号変換回路
２１    ループアンテナ
２２    コンデンサ
２３，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ    電界通信用電極
２４    トランス
２５    シートコイル
９０  スマートフォン
９２  タブレット型端末
９３  ＩＤカード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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