(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ受信端末に対して、無線によりデータを転送するデータ転送装置であって、
前記データ受信端末に設けられたマーカの形状を検出するマーカ形状検出部と、
検出された前記マーカの形状に基づいて、前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行うデータ転送部と、を有し、
前記マーカ形状検出部は、
前記データ受信端末に対して、第１電波を照射する電波照射部と、
照射された前記第１電波が、前記マーカにより反射された信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナの出力を受け取って処理し、前記マーカのパターンを認識して端末情報を検出する制御処理回路と、を含む、
ことを特徴とするデータ転送装置。
【請求項２】
前記マーカ形状検出部は、さらに、
前記データ転送装置の表示部と、前記電波照射部および前記受信アンテナの間に配置され、前記第１電波を集光する集光レンズを含み、
前記電波照射部および前記受信アンテナは、前記集光レンズの前記表示部と反対側の焦点近傍に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ転送装置。
【請求項３】
前記受信アンテナは、
複数のアンテナユニットがアレイ状に配列された第１フェーズドアレイアンテナ、または、イメージセンサアレイである、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ転送装置。
【請求項４】
前記データ転送部は、
前記データ受信端末に対して転送するデータを処理するデータ転送用処理回路と、
前記データ転送用処理回路の出力に基づいて、前記データ受信端末の前記データ受信部に対して、第２電波によりデータを転送するデータ送信アンテナと、を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
【請求項５】
前記第１および第２電波は、ミリ波，サブミリ波およびテラヘルツ波を含む高周波信号である、
ことを特徴とする請求項４に記載のデータ転送装置。
【請求項６】
前記データ送信アンテナは、ホーンアンテナであり、
前記データ転送部は、さらに、
前記制御処理回路の出力に基づいて、前記ホーンアンテナの方向および位置を調整するアンテナ方向調整部を含む、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のデータ転送装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデータ転送装置から、無線により転送されたデータを受け取るデータ受信端末であって、
前記データ受信端末の内部に設けられ、所定の形状を有するマーカと、
前記マーカに対して予め定められた位置に配置され、前記データ転送装置から転送されるデータを受信するデータ受信部と、を有する、
ことを特徴とするデータ受信端末。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのデータ転送装置、および、請求項７に記載の少なくとも１つのデータ受信端末を含むデータ転送システムであって、
前記データ転送装置は、表示部を含み、
前記データ受信端末は、前記データ転送装置の前記表示部に対して、前記データ受信端末をかざすことにより、前記データ転送装置から無線により転送されたデータを受け取る、
ことを特徴とするデータ転送システム。
【請求項９】
データ転送装置からデータ受信端末に対して、無線によりデータを転送するデータ転送方法であって、
前記データ受信端末に設けられたマーカの形状を検出し、
検出された前記マーカの形状に基づいて、前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行い、
前記マーカ形状を検出するのは、
前記データ受信端末に対して、第１電波を照射し、
照射された前記第１電波が、前記マーカにより反射された信号を受信し、
受信された前記マーカにより反射された信号を処理し、前記マーカのパターンを認識して端末情報を検出する、
ことを特徴とするデータ転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で言及する実施例は、データ転送装置，データ受信端末，データ転送システムおよびデータ転送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線を利用したデータ転送が様々な分野で利用されている。例えば、近距離無線通信(ＮＦＣ：Near Field Communication)などの到達距離の短い無線通信技術が普及し、その用途は多岐に及んでいる。今後の技術展開の一つとして、伝送速度を向上し、例えば、高精細映像といった大容量コンテンツのデータ転送を可能にしていくことが考えられる。
【０００３】
その応用例として、例えば、駅の売店やコンビニエンスストアなどに、映画，音楽，スポーツ，ニュースなどの情報を配信するサーバを配置し、ユーザが自らの情報端末をかざすことで瞬時にデータを取得するダウンロードシステムなどが挙げられる。
【０００４】
ところで、近距離無線通信の一例として、非接触型ＩＣカードと、それに対応したサーバにより、データの送受信を行うデータ転送システムが、交通機関の改札処理や各種情報の送受信に実用化されている。このようなＩＣカードとサーバ間のデータ転送には、例えば、十数ＭＨｚ程度の低い周波数が利用されるため、指向性が低くて位置合わせに気を配らなくてもよいが、データ転送量(転送レート)は低くなってしまう。
【０００５】
また、数ＧＨｚといった高い周波数を利用して端末とサーバ間のデータ転送を行う場合、データの転送レートは十分であっても指向性が高くなり、両者の位置を正しく決めないと、データ転送が困難になる。
【０００６】
ところで、従来、高周波を利用して大容量のデータを短時間で転送するデータ転送技術としては、様々なものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０２４０８３号公報
【特許文献２】特開２００９−０７５１０７号公報
【特許文献３】特開２００８−１８７５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、高い周波数を利用してデータ転送を行うと、指向性が高くなるため、端末とサーバの位置決め(位置の合わせ込み)を正しく行わないと、データ転送が難しくなる。また、周波数がさらに高くなって、ミリ波やテラヘルツ波を利用するようになると、指向性の問題はより大きなものとなる。
【０００９】
なお、本明細書において、「高周波信号」の文言は、例えば、周波数が３０ＧＨｚよりも高くて(波長が１０ｍｍよりも短くて)データ転送量が大きく、指向性が高い(鋭い)周波数帯域の信号を意味する。
【００１０】
従って、「高周波信号」には、例えば、ミリ波(波長が１ｍｍ〜１０ｍｍ：周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ)，サブミリ波(１ｍｍ以下：３００ＧＨｚ以上)およびテラヘルツ波(３０μｍ〜３ｍｍ：０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ)の信号が含まれることになる。
【００１１】
ところで、端末とサーバの位置の合わせ込みでは、サーバ側にマーカを設けることが考えられるが、例えば、ミリ波よりも波長が短い(周波数が高い)場合、アンテナサイズは小さいため、位置の合わせ込みに失敗してリトライが多くなるという課題がある。また、端末側にマーカを設けることも考えられるが、端末のデザイン自由度を低下させることになるため、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態によれば、データ受信端末に対して、無線によりデータを転送するデータ転送装置であって、マーカ形状検出部と、データ転送部と、を有するデータ転送装置が提供される。
【００１３】
前記マーカ形状検出部は、前記データ受信端末に設けられたマーカの形状を検出する。前記データ転送部は、検出された前記マーカの形状に基づいて、前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行う。前記マーカ形状検出部は、前記データ受信端末に対して、第１電波を照射する電波照射部と、照射された前記第１電波が、前記マーカにより反射された信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの出力を受け取って処理し、前記マーカのパターンを認識して端末情報を検出する制御処理回路と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
開示のデータ転送装置，データ受信端末，データ転送システムおよびデータ転送方法によれば、十分なデータ転送量を確保すると共に、高い指向性に対応したデータ転送を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、データ転送システムの例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るデータ転送システムの一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示すデータ転送システムにおける端末およびサーバの要部を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示すデータ転送装置における処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、図３に示すデータ転送装置におけるフェーズドアレイアンテナの制御を説明するための図である。
【図６】図６は、図３に示すデータ転送装置におけるホーンアンテナの一例を説明するための図である。
【図７】図７は、図６に示すホーンアンテナの駆動制御を説明するための図である。
【図８】図８は、データ転送装置が検出したデータ受信端末のマーカ形状の変化と、データ受信端末における送信アンテナの位置の関係を説明するための図である。
【図９】図９は、データ受信端末におけるマーカ形状の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、データ転送装置，データ受信端末，データ転送システムおよびデータ転送方法の実施例を詳述する前に、図１を参照して、データ転送システムの例、並びに、その問題点を説明する。図１は、データ転送システムの例を模式的に示す図であり、近距離無線通信によるデータ転送システムの例を示すものである。
【００１７】
ここで、図１(a)は、非接触型ＩＣカード(データ受信端末)101およびサーバ(データ転送装置)102を利用したデータ転送システム100を示し、図１(b)は、スマートフォン103およびサーバ102を利用したデータ転送システム100'を示す。さらに、図１(c)は、非接触型ＩＣカード101および端末104を利用したデータ転送システム100"を示し、図１(d)は、近接無線転送用のアダプタ211，221を利用したデータ転送システム200を示す。
【００１８】
図１(a)に示されるように、例えば、非接触型ＩＣカード101と、それに対応したサーバ102により、データの送受信を行うデータ転送システム100が実用化されている。
【００１９】
ここで、鉄道などの交通機関において、サーバ(例えば、改札機)102は、ＩＣカード101(例えば、定期券または電子マネー対応カード)が、サーバ102の所定位置に設けられた読み取り部(タッチ位置)121に近接されることで、データの送受信(データ転送)を行う。そして、ＩＣカード101の所持者を通過させ、或いは、ＩＣカード101にチャージされた電子マネーによる決済などが行われる。
【００２０】
また、図１(b)に示されるように、スマートフォン103などに対して、上述したＩＣカード101に対して電子決済サービス機能などを搭載し、同様のデータの送受信ができるデータ転送システム100'も実用化されている。
【００２１】
ここで、ＩＣカード101(スマートフォン103)およびサーバ(リーダ／ライタ)102を利用したデータ転送システムは、図１(a)および図１(b)を参照して説明した交通機関などの改札処理に限定されるものではない。
【００２２】
例えば、図１(c)に示されるように、クレジットカード，診察券または身分証明書などの各種情報を格納したＩＣカード101を、リーダ／ライタ104(サーバ102に相当)のマーカ141に近接させてデータの送受信を行うデータ転送システム100"も実用化されている。なお、リーダ／ライタ104は、例えば、直接、サーバやパーソナルコンピュータ本体に接続されることもあるが、通信回線を経由して離れた場所のサーバなどに接続されることもある。
【００２３】
さらに、図１(d)に示されるように、例えば、スマートフォン201に近接無線転送用の一方のアダプタ211を接続し、ノートパソコン202に他方のアダプタ221を接続する。そして、これらのアダプタ211および221を介して、スマートフォン201とノートパソコン202の間でデータの送受信を行うデータ転送システム200も実用化されている。
【００２４】
しかしながら、図１(a)〜図１(c)を参照して説明した非接触型ＩＣカード101やスマートフォン103などに搭載する電子決済サービス機能は、例えば、１３．５６ＭＨｚといった低い周波数を利用するため指向性が低い。
【００２５】
すなわち、ＩＣカード101やスマートフォン103などと、サーバ102やリーダ／ライタ104の間で行うデータ転送(無線通信)は、両者の位置関係に無頓着でも、問題を生じることがない。ただし、利用する周波数が低いため、データ転送可能な容量(情報量)もが少ない。
【００２６】
これに対して、図１(d)を参照して説明したデータ転送は、例えば、中心周波数が数ＧＨｚで数百ＭＨｚの帯域を利用してデータ転送を行っている。そのため、例えば、アダプタ211および221を設けたスマートフォン201とノートパソコン202の間におけるデータの転送レートを大きく(例えば、数百Ｍｂｐｓ)することができる。ただし、利用する周波数が高いため、スマートフォン201とノートパソコン202(アダプタ211と221)の位置を正しく決めないと、データ転送が困難になる。
【００２７】
このような、スマートフォン201およびノートパソコン202(例えば、データ受信端末およびデータ転送装置)の位置決めは、転送レートを増加するために周波数をさらに高くしてミリ波(３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ)になると、より一層大きな問題になる。すなわち、例えば、利用する周波数がミリ波を超えるようになると、指向性が非常に高くなり、データ受信端末(端末)とデータ転送装置(サーバ)の位置を正確に合わせ込むことが求められる。
【００２８】
ところで、端末とサーバの位置の合わせ込みでは、サーバ側にマーカを設けることが考えられるが、例えば、高周波(例えば、ミリ波)のアンテナサイズは小さいため、合わせ込みに失敗してリトライが多くなってしまう。また、端末側にマーカを設けることも考えられるが、この場合、端末のデザイン自由度を低下させることになってしまう。
【００２９】
以下、データ転送装置，データ受信端末，データ転送システムおよびデータ転送方法の実施例を、添付図面を参照して詳述する。なお、以下の記載において、データ転送に利用する周波数としては、主としてテラヘルツ波(０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ)を想定して説明するが、例えば、サブミリ波(３００ＧＨｚ以上)やミリ波(３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ)などであってもよい。
【００３０】
図２は、本実施形態に係るデータ転送システムの一例を模式的に示す図である。図２に示されるように、本実施形態のデータ転送システム(ダウンロードシステム)１０は、例えば、駅の売店やコンビニエンスストアなどに配置されるデータ転送装置(サーバ)２およびサーバ２からデータを取得するデータ受信端末(端末)１を含む。
【００３１】
サーバ２は、例えば、映画，音楽，スポーツ，ニュースなどの情報を配信するもので、ユーザがスマートフォンなどの端末１を、サーバ２の表示部(表示エリア)２１にかざすことにより、瞬時にそれらのデータを取得できるようになっている。
【００３２】
サーバ２は、例えば、ユーザが自身の端末１をかざしてデータを取得するため、或いは、個人認証や各種サービスを選択するための表示部２１と、端末１に対するデータ転送を行うための内部装置３を含む。
【００３３】
なお、サーバ２は、上述した映画，音楽，スポーツ，ニュースなどの情報を配信するものに限定されず、例えば、ゲームプログラムや雑誌データといった様々なデータ(特に、大容量データ)を配信するものであってもよい。また、端末１も、スマートフォンに限定されず、タブレットやノートパソコンおよびウェアラブルデバイスなど様々なものであってもよい。
【００３４】
図３は、図２に示すデータ転送システムにおける端末およびサーバの要部を示すブロック図であり、主として、端末１の表示部１１およびサーバ２の内部装置３の構成例を示すものである。
【００３５】
図３に示されるように、端末１の表示部１１の裏側(端末１の内部)には、マーカ１２が設けられ、例えば、そのマーカ１２の内側にデータ受信部(受信アンテナ)１３が配置されている。また、端末１は、データ受信部１３からの受信信号を処理する信号処理部(図示しない)および信号処理部の出力データ(転送データ)を格納するメモリ(図示しない)なども含む。
【００３６】
ここで、マーカ１２は、例えば、テラヘルツイメージングで利用され、このマーカ１２は、例えば、テラヘルツ波に感応(テラヘルツ波を反射)する金属などの材質により、データ受信部１３またはデータ受信部１３が実装される基板上に設けられる。
【００３７】
図３では、データ受信部(受信アンテナ)１３がマーカ１２の内側に配置されているが、マーカ１２の形状に応じて、端末１の受信アンテナの近傍で、端末１の内部(例えば、ボディー内面)に設けてもよい。なお、マーカ１２の形状に関しては、図８および図９を参照して、後に、詳述する。また、端末１のデータ受信部１３は、アンテナ，低雑音増幅器および復調器などを含むのはいうまでもない。
【００３８】
端末１のボディー(筐体)は、マーカ１２のイメージング処理およびサーバ２からのデータ転送に使用される電波(例えば、ミリ波，サブミリ波およびテラヘルツ波)に対して透過特性を有する樹脂またはガラス繊維強化ナイロンなどで形成されるのが好ましい。
【００３９】
このように、本実施形態のデータ転送システムにおける端末(データ受信端末)１は、ボディー表面ではなく、端末１の内部(内側)にマーカ１２を配置することで、端末１のデザイン自由度を確保するようになっている。
【００４０】
次に、サーバ２の構成を説明する。サーバ２に設けられた内部装置３は、例えば、データベース３１，アンテナ方向調整部３２，制御処理回路３３，アレイアンテナ３４，イメージング光源３５，データ転送用処理回路３６およびデータ送信アンテナ３７を含む。
【００４１】
ここで、制御処理回路３３，アレイアンテナ３４およびイメージング光源３５は、例えば、端末１に設けられたマーカ１２の形状を検出するマーカ形状検出部を形成する。また、アンテナ方向調整部３２，データ転送用処理回路３６およびデータ送信アンテナ３７は、例えば、検出されたマーカ１２の形状に基づいて端末１のデータ受信部１３の位置および方向に適したデータ転送を行うデータ転送部を形成する。
【００４２】
データベース３１には、例えば、配信(転送)する映画，音楽，スポーツ，ニュースなどの情報が格納され、例えば、図２に示す表示部２１から入力されるユーザの個人認証や各種サービスの選択に基づいて、対応するデータをデータ転送用処理回路３６に出力する。
【００４３】
データベース３１からの出力データは、例えば、データ転送用処理回路３６に入力され、ホーンアンテナ３７を介して出力される。なお、データベース３１は、サーバ２の内部装置３に設けずに、例えば、インターネットなどの通信回線を経由したクラウドサーバ上に設けることもできる。
【００４４】
或いは、ユーザにより転送が求められる頻度の高いデータは、サーバ２に設けたデータベース３１に格納し、転送が求められる頻度の低いデータは、クラウドサーバ上のデータベースに格納してもよい。
【００４５】
アレイアンテナ(受信アンテナ)３４は、例えば、複数のアンテナユニットを含むテラヘルツイメージング用のフェーズドアレイアンテナであり、制御処理回路３３は、フェーズドアレイアンテナ３４の出力(テラヘルツイメージング信号)を受け取って処理する。ここで、制御処理回路３３は、例えば、端末１におけるマーカ１２のイメージング信号処理およびパターン認識、並びに、アンテナ方向計算および端末情報検出などの様々な処理を行う。
【００４６】
すなわち、フェーズドアレイアンテナ(第１フェーズドアレイアンテナ)３４は、例えば、イメージング光源(電波照射部)３５から照射された信号(例えば、テラヘルツ波の光：第１電波)が、端末１の内部に配置されたマーカ１２により反射された信号を受信する。また、制御処理回路３３は、フェーズドアレイアンテナ３４からの出力を受け取って処理し、端末１のマーカ１２の形状(パターン)を認識する。
【００４７】
ここで、イメージング光源３５は、例えば、フェーズドアレイアンテナ(第２フェーズドアレイアンテナ)として形成することができる。なお、イメージング光源３５は、専用のものを設けてもよいが、例えば、ホーンアンテナ３７により兼用することもできる。
【００４８】
アンテナ方向調整部３２は、例えば、制御処理回路３３により計算された端末１のアンテナ方向の情報に基づいて、サーバ２(送信アンテナ３７)と端末１(データ受信部１３)の位置関係が最良となるように、送信アンテナ３７の位置と向きを調整する。
【００４９】
データ転送用処理回路３６は、例えば、制御処理回路３３により検出された端末情報に基づいて、変調方式や送信電力などの端末１にとって最適な条件を設定し、データベース３１からのデータを、データ送信アンテナ３７を介して端末１に転送する。
【００５０】
ここで、データ送信アンテナ３７は、例えば、データ転送用処理回路３６により処理された転送用のデータを受け取って所定の方向に出力するホーンアンテナであり、イメージング光源３５の電波(第１電波)と異なる電波(第２電波)を利用することができる。すなわち、サーバ２から端末１へのデータ転送量(転送レート)に応じて、例えば、ミリ波〜テラヘルツ波の適切な波長(周波数)を選択することができる。
【００５１】
或いは、ホーンアンテナ３７にイメージング光源３５としての機能を持たせ、端末１のマーカ１２に対してイメージング処理を行うための電波を照射する場合と、端末１に対してデータを転送する場合を切り替えることもできる。
【００５２】
このとき、ホーンアンテナ３７からの電波(第２電波)は、イメージング光源３５の電波(第１電波)と同一にするのが好ましい。また、ホーンアンテナ３７がイメージング光源としての機能を有する場合、専用のイメージング光源３５は省略することができる。
【００５３】
さらに、フェーズドアレイアンテナ３４により、端末１の受信部１３に対する転送データを送信することも可能である。この場合、データ転送用処理回路３６による転送データの生成機能は、制御処理回路３３に含まれることになり、例えば、アンテナ方向調整部３２，データ転送用処理回路３６およびホーンアンテナ３７は省略することもできる。
【００５４】
図４は、図３に示すデータ転送装置における処理の一例を説明するためのフローチャートである。図４に示されるように、データ転送装置におけるデータ転送処理が開始(START)すると、サーバ(データ転送装置)２は、ユーザがサーバ２に対してサービス要求を出すまで待機する(ステップＳＴ１)。
【００５５】
ユーザが、サーバ２に対してサービス要求(ＤＬ：ダウンロード要求)を出す(ステップＳＴ２)と、サーバ２の待機状態は解除される(ステップＳＴ３)。そして、ユーザに対して、例えば、サーバ２の所定の場所(例えば、表示部２１)に端末１をかざすように要求する(ステップＳＴ４)。
【００５６】
ユーザがサーバ２に対して発するサービス要求は、例えば、サーバ２の表示部２１や所定個所のボタンを押圧し、或いは、表示部２１のパネルに触れるなどの動作であるが、携帯電話やＷｉ−Ｆｉなどの公衆回線を使ってオンラインで行う動作であってもよい。
【００５７】
ステップＳＴ４において、ユーザがサーバ２に端末１をかざしたと判定する(サービス要求を受け取る：ｙｅｓ)と、テラヘルツイメージングを開始する(ステップＳＴ５)。さらに、取得したイメージング信号を画像処理し(ステップＳＴ６)、マーカ１２を検出する(ステップＳＴ７)。
【００５８】
すなわち、前述したように、イメージング光源３５からの電波が端末１のマーカ１２で反射された信号を、フェーズドアレイアンテナ３４で受信し、フェーズドアレイアンテナ３４の出力を、制御処理回路３３で処理して、マーカ１２の検出(パターン認識)を行う。
【００５９】
そして、マーカを検出できなかった場合(ステップＳＴ７：ｎｏ)には、ユーザに対して、サーバ２に端末１を再度かざすよう要求を出し(ステップＳＴ４)、テラヘルツイメージングを再度行い(ステップＳＴ６)、マーカ検出を試みる(ステップＳＴ７)。また、ステップＳＴ４において、ユーザがサーバ２に端末１をかざしていない(ｎｏ)と判定すると、ステップＳＴ１に戻って待機状態になる。
【００６０】
一方、ステップＳＴ７において、マーカ１２を検出できた(ｙｅｓ)場合には、マーカ１２の情報に基づいて、端末１の位置情報や受信部の情報などの端末情報を取得する(ステップＳＴ８)。さらに、サーバ２の送信部(例えば、ホーンアンテナ３７)の位置を調整すると共に、送信方式を決定する(ステップＳＴ９)。
【００６１】
ここで、ステップＳＴ８における端末情報の取得は、例えば、サーバ２(内部装置３)に設けられたデータベース３１に照会してもよい。また、サーバ２が公衆回線または専用回線を介してクラウドサーバに接続されている場合には、クラウド(クラウドのデータベース)に照会してもよいのは、前述した通りである。
【００６２】
さらに、ステップＳＴ１０に進んで、データの送信(データ転送)を開始し、端末１より受信エラーの情報が送られた場合(ステップＳＴ１１：ｙｅｓ)には、再送信を行う。なお、ステップＳＴ１１において、エラーが検出されなければ(ｎｏ)、待機状態に戻る(ステップＳＴ１)。また、端末１側からの再送信の要求があった(ステップＳＴ１２)場合には、例えば、受信エラーメッセージを、端末１の表示部１１のパネルに表示する。
【００６３】
このとき、ユーザは、例えば、サーバ２に設置された再送信ボタンを押圧し、或いは、サーバ２の表示部２１のパネルに触れるなどして再送信を要求する。もしくは、携帯電話やＷｉ−Ｆｉなどの公衆回線を使って、再送信の要求をオンラインで行うこともできる。このようにして、送信(データ転送)がすべて完了(ステップＳＴ１３)したら、待機状態に戻る(ステップＳＴ１)。
【００６４】
図５は、図３に示すデータ転送装置におけるフェーズドアレイアンテナの制御を説明するための図である。上述したように、フェーズドアレイアンテナは、例えば、端末１にテラヘルツ波を照射するイメージング光源３５として、或いは、サーバ２から端末１へデータを転送するデータ送信アンテナ(３７)として利用することができる。
【００６５】
なお、フェーズドアレイアンテナは、端末１の内部に配置されたマーカ１２により反射された信号を受信して、マーカ１２の情報を読み取る受信アンテナ３４としても利用されるが、ここでは、送信アンテナとしての動作を説明する。
【００６６】
図５に示されるように、フェーズドアレイアンテナ３５(３４)は、アレイ状に配列された複数のアンテナユニット353を含み、各アンテナユニット353は、それぞれ対応する移相器3511〜351nおよび増幅器3521〜352nにより、信号の位相および強度が制御される。
【００６７】
このように、アレイ状に配列された複数のアンテナユニット353から出力される信号の位相および強度を制御することにより、出力信号(第１電波，第２電波)に指向性を持たせることが可能になる。
【００６８】
ここで、フェーズドアレイアンテナ３４にホーンアンテナ３７のデータ転送機能を持たせ、フェーズドアレイアンテナ３５から照射されて端末１のマーカ１２で反射された電波(第１電波)を受け取ってイメージング処理を行う場合と、端末１に対してデータを転送する場合を切り替えることもできる。このとき、フェーズドアレイアンテナ３４を形成する複数のアンテナユニット341の構成および配列により、端末１に対してデータを転送する電波の周波数は、イメージング処理を行う電波(第１電波)と同じ周波数にするのが好ましい。
【００６９】
図６は、図３に示すデータ転送装置におけるホーンアンテナの一例を説明するための図である。ここで、図６(a)は、ホーンアンテナの一例における可動構成を模式的に示すものであり、図６(b)は、図６(a)に示す構成により可動制御されるホーンアンテナを説明するためのものである。
【００７０】
前述したように、ホーンアンテナは、例えば、サーバ２から端末１へデータを転送するデータ送信アンテナ３７として、或いは、端末１にテラヘルツ波を照射するイメージング光源３５として利用することができる。
【００７１】
図６(a)に示されるように、ホーンアンテナ３７(３５)は、例えば、半球形状の可動部371に固定され、可動部371は、可動部371に対応する半球形状の凹部を有する基台372に対して、回転軸θおよびφに対して回転可能とされている。また、基台372は、例えば、ｘおよびｙ軸による平面(サーバ２の表示部２１に平行な平面)上を移動可能とされている。
【００７２】
これにより、図６(b)に示されるように、ホーンアンテナ３７(371，372)は、回転および移動可能として、例えば、端末１のデータ受信部(受信アンテナ)１３およびマーカ１２に対して最適な位置および方向でデータ転送および電波の照射を行うことが可能になる。すなわち、ユーザが、サーバ２の表示部２１に対して、端末１を様々な位置および角度でかざした場合でも、ホーンアンテナ３７を最適な(任意の)位置および方向に設定することができる。
【００７３】
図７は、図６に示すホーンアンテナの駆動制御を説明するための図であり、図７(a)は、端末１およびサーバ２を模式的に示し、図７(b)は、端末１を異なる位置および方向でかざした場合(１ａ，１ｂ，１ｃ)のホーンアンテナ３７を説明するためのものである。なお、図７(b)において、受信アンテナ３４は、イメージセンサアレイ(テラヘルツイメージング用イメージセンサアレイ)が適用されているが、フェーズドアレイアンテナであってもよい。或いは、テラヘルツイメージング用イメージセンサアレイをフェーズドアレイアンテナとして兼用することも可能である。
【００７４】
図７(a)に示されるように、例えば、スマートフォンなどの端末１をサーバ２の表示部２１にかざし、所望のデータをサーバ２から受け取る場合、サーバ２の内部装置３では、端末１の位置および方向に基づいて、ホーンアンテナ３７が移動制御される。ここで、図７(a)および図７(b)において、参照符号213は、サーバ２の表示部２１の周辺領域を示し、212は、表示部２１のパネル(表示パネル)を示す。
【００７５】
なお、表示部２１の周辺領域213は、例えば、サーバ２のホーンアンテナ３７から端末１(受信部１３)へのデータ転送に使用される電波に対して透過特性を有する樹脂またはガラス繊維強化ナイロンなどで形成されている。例えば、端末１ｃが表示部２１に斜めにかざされた場合、ホーンアンテナ３７を適切な位置に移動すると右側の周辺領域213の位置になるため、周辺領域213にも透過特性を持たせるようにしている。また、サーバ２の表示パネル212は、例えば、データ転送に使用される電波に対して透過特性を有するタッチパネルで形成され、例えば、各種サービスを選択するためのボタンや説明といった様々な表示が行われるようになっている。
【００７６】
まず、図７(b)に示されるように、内部装置３において、サーバ２の表示部２１(表示パネル212)と、イメージング光源(電波照射部)３５およびイメージセンサアレイ(受信アンテナ)３４の間には集光レンズ３８が設けられている。ここで、イメージング光源３５およびイメージセンサアレイ３４は、集光レンズ３８の表示部２１と反対側の焦点近傍に配置され、イメージング光源３５からの電波をほぼ平行光として端末１に照射するようになっている。さらに、端末１のマーカ１２からの反射波は、イメージセンサアレイ３４に集光して入射され、電気信号に変換されて制御処理回路３３(図示しない)に入力される。
【００７７】
また、端末１はサーバ２の表示部２１(表示パネル212)に向けてかざされるが、その様態は、例えば、参照符号１ａ〜１ｃのように多様であり、データ送信アンテナ(ホーンアンテナ３７)の指向性を、端末１ａ〜１ｃに基づいて制御する。例えば、端末１が表示パネル212に平行でほぼ中央位置にかざされた場合、その中央位置の端末１ｂの受信部(受信アンテナ)１３ｂに対して、ホーンアンテナ３７からの電波(データ送信波)の指向性が最適となるように、ホーンアンテナ３７ｂが制御される。
【００７８】
また、表示パネル212の両側で斜めにかざされた端末１ａおよび１ｃに対しては、それぞれの受信部１３ａおよび１３ｃに対して、電波の指向性が最適となるような位置および方向にホーンアンテナ３７ａおよび３７ｃが制御される。なお、表示部２１にかざされた端末１ａ〜１ｃの位置および方向は、前述したマーカ形状検出部(制御処理回路３３，フェーズドアレイアンテナ３４，イメージング光源３５)などにより検出されたマーカ１２の形状(端末情報)により確認することができる。
【００７９】
なお、図６を参照して説明したように、ホーンアンテナ３７(371，372)は、回転軸θおよびφの制御と共に、表示パネル212と平行な平面(ｘおよびｙ軸)上を移動可能として制御され、各端末１ａ〜１ｃに対して最近接となる位置で電波の指向性を制御している。ただし、ホーンアンテナ３７から端末１へ出力される電波の指向性の制御は、この構成に限定されるものではない。
【００８０】
図８は、データ転送装置が検出したデータ受信端末のマーカ形状の変化と、データ受信端末における送信アンテナの位置の関係を説明するための図であり、図８(a)〜図８(c)は、端末１のマーカ１２をイメージング処理した図形の例を示す。ここで、図８(b)に示されるように、正対におけるマーカ１２の形状は、正方形形状であるものとする。また、正方形形状のマーカ１２は、周辺部のみを金属として形成し、そのマーカ１２の内側に受信アンテナ(受信部１３)を設けてもよい。
【００８１】
このとき、例えば、図８(a)に示されるように、イメージング処理した図形が縦長の長方形形状の場合、端末１は、例えば、右または左に傾斜した状態でサーバ２の表示部２１にかざされていることが分かる。また、例えば、図８(c)に示されるように、イメージング処理した図形が上下の辺が斜めになっている形状の場合、端末１は、例えば、右下または左上に傾斜した状態でサーバ２の表示部２１にかざされていることが分かる。
【００８２】
すなわち、マーカ１２の形状が既知の場合、例えば、イメージング図形の形状により方向(向き)を求めることができる。例えば、正方形のマーカ１２が形成されているとき、イメージング図形が縦長の長方形の場合(図８(a))には、送信部(データ送信アンテナ３７)と受信部(受信アンテナ)１３は横方向にずれていることになる。そこで、送信部をイメージング図形が正方形となるように横方向に回転させて正対とする。
【００８３】
また、例えば、イメージング図形がマーカ１２と同じ正方形の場合(図８(b))には、送受信部は、そのままで正対していることになる。さらに、例えば、イメージング図形がひし形の場合(図８(c))には、送受信部は縦方向と横方向にずれていることになり、送信部を横方向と縦方向に回転させて正対とする。
【００８４】
そして、上述したイメージング処理した図形による端末１がかざされた状態に基づいて、例えば、ホーンアンテナ３７を最適な位置および方向に移動させ、或いは、フェーズドアレイアンテナ３４の各アンテナユニット341に入力する位相および強度を制御する。これにより、端末１(端末１の受信部２１)に指向性が向くように調整してサーバ２から端末１へ高速にデータを転送することが可能になる。ただし、マーカ１２が正方形形状の場合、端末１の左右または上下の向きが不定となる。
【００８５】
図９は、データ受信端末におけるマーカ形状の例を説明するための図である。図９(a)および図９(b)は、左右(Ｘ方向)および上下(Ｙ方向)が判別可能なようにしたマーカ１２の例であり、このようなマーカ１２をサーバ２側でイメージング処理することにより、端末１の上下左右を一意に求めることが可能になる。
【００８６】
また、端末１に設けるマーカ１２としては、上述した位置決めマーカだけでなく、例えば、端末情報などを印字しておくことにより、データ転送を行う前に、端末１との予備的な交信を行うことなく、端末１にとって最適な方法のデータ転送を設定することも可能になる。なお、テラヘルツ波によるイメージング処理は、その大きさにも依存するが数字やアルッファベットなどが認識可能であり、これらを組み合わせることにより、様々な端末１の情報をサーバ２へ伝えることが可能になる。
【００８７】
図９(c)は、端末１の受信部(受信アンテナ)１３の四隅にそれぞれ矩形形状のマーカ１２を設けた例である。このように、マーカ１２の形状および記号(文字)は、様々なものを適用することが可能である。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、例えば、テラヘルツ波といった高周波信号の無線データ転送におけるサーバと端末の位置決めを適切に行うことが可能になり、十分なデータ転送量を確保すると共に、高い指向性に対応したデータ転送を行うことができる。また、端末の受信部や基板などにマーカを設け、端末のボディー(筐体)を透過するテラヘルツ光でイメージングすることで、端末の外観を損なうことなく適切な位置決めが可能な端末を提供することができる。これは、端末を所持するユーザが、位置決めを意識することなく利用できるため、利便性が増すことにもなる。
【００８９】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【００９０】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
（付記１）
データ受信端末に対して、無線によりデータを転送するデータ転送装置であって、
前記データ受信端末に設けられたマーカの形状を検出するマーカ形状検出部と、
検出された前記マーカの形状に基づいて、前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行うデータ転送部と、を有する、
ことを特徴とするデータ転送装置。
【００９１】
（付記２）
前記マーカ形状検出部は、
前記データ受信端末に対して、第１電波を照射する電波照射部と、
照射された前記第１電波が、前記マーカにより反射された信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナの出力を受け取って処理し、前記マーカのパターンを認識して端末情報を検出する制御処理回路と、を含む、
ことを特徴とする付記１に記載のデータ転送装置。
【００９２】
（付記３）
前記マーカ形状検出部は、さらに、
前記データ転送装置の表示部と、前記電波照射部および前記受信アンテナの間に配置され、前記第１電波を集光する集光レンズを含み、
前記電波照射部および前記受信アンテナは、前記集光レンズの前記表示部と反対側の焦点近傍に配置される、
ことを特徴とする付記２に記載のデータ転送装置。
【００９３】
（付記４）
前記受信アンテナは、
複数のアンテナユニットがアレイ状に配列された第１フェーズドアレイアンテナ、または、イメージセンサアレイである、
ことを特徴とする付記２または付記３に記載のデータ転送装置。
【００９４】
（付記５）
前記データ転送部は、
前記データ受信端末に対して転送するデータを処理するデータ転送用処理回路と、
前記データ転送用処理回路の出力に基づいて、前記データ受信端末の前記データ受信部に対して、第２電波によりデータを転送するデータ送信アンテナと、を含む、
ことを特徴とする付記２乃至付記４のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
【００９５】
（付記６）
前記第１および第２電波は、ミリ波，サブミリ波およびテラヘルツ波を含む高周波信号である、
ことを特徴とする付記５に記載のデータ転送装置。
【００９６】
（付記７）
前記データ送信アンテナは、ホーンアンテナであり、
前記データ転送部は、さらに、
前記制御処理回路の出力に基づいて、前記ホーンアンテナの方向および位置を調整するアンテナ方向調整部を含む、
ことを特徴とする付記５または付記６に記載のデータ転送装置。
【００９７】
（付記８）
前記アンテナ方向調整部は、
前記ホーンアンテナが固定された半球形状の可動部を、前記可動部に対応する半球形状の凹部を有する基台に対して、回転軸θおよびφに回転可能として制御すると共に、前記基台を、ｘおよびｙ軸による平面上を移動可能として制御する、
ことを特徴とする付記７に記載のデータ転送装置。
【００９８】
（付記９）
前記制御処理回路は、前記データ受信端末に対して転送するデータを処理するデータ転送用処理回路の機能を有し、
前記第１フェーズドアレイアンテナは、前記データ受信端末の前記データ受信部に対してデータを転送するデータ送信アンテナの機能を有し、
前記制御処理回路および前記第１フェーズドアレイアンテナは、前記マーカの形状を検出するイメージ処理と、前記データ受信端末に対してデータを転送するデータ処理が切り替えられ、
前記データ処理を行う場合、前記第１フェーズドアレイアンテナは、前記制御処理回路の出力に基づいて前記複数のアンテナユニットから出力される信号の位相および強度が制御され、前記第１電波により前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行う、
ことを特徴とする付記４に記載のデータ転送装置。
【００９９】
（付記１０）
前記電波照射部は、複数のアンテナユニットがアレイ状に配列された第２フェーズドアレイアンテナである、
ことを特徴とする付記２乃至付記９のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
【０１００】
（付記１１）
さらに、
前記データ受信端末に対して転送するデータを格納しておくデータベースを、有する、
ことを特徴とする付記１乃至付記１０のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
【０１０１】
（付記１２）
前記データ転送装置は、
前記データ受信端末に対して転送するデータを、通信回線を経由してクラウドに設けられたデータベースから受け取る、
ことを特徴とする付記１乃至付記１０のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
【０１０２】
（付記１３）
付記１乃至付記１２のいずれか１項に記載のデータ転送装置から、無線により転送されたデータを受け取るデータ受信端末であって、
前記データ受信端末の内部に設けられ、所定の形状を有するマーカと、
前記マーカに対して予め定められた位置に配置され、前記データ転送装置から転送されるデータを受信するデータ受信部と、を有する、
ことを特徴とするデータ受信端末。
【０１０３】
（付記１４）
前記マーカは、電波照射部から照射される第１電波に感応する材質であって、前記データ受信部または前記データ受信部が実装される基板上に設けられ、
前記データ受信端末の筐体は、データ送信アンテナから出力される第２電波および前記第１電波に対する透過特性の材質である、
ことを特徴とする付記１３に記載のデータ受信端末。
【０１０４】
（付記１５）
前記マーカは、金属で形成され、
前記データ受信端末の筐体は、樹脂またはガラス繊維強化ナイロンで形成される、
ことを特徴とする付記１４に記載のデータ受信端末。
【０１０５】
（付記１６）
前記マーカは、上下左右が識別可能な形状である、
ことを特徴とする付記１３乃至付記１５のいずれか１項に記載のデータ受信端末。
【０１０６】
（付記１７）
前記マーカは、自身のデータ受信端末の受信端末情報を含む、
ことを特徴とする付記１３乃至付記１６のいずれか１項に記載のデータ受信端末。
【０１０７】
（付記１８）
付記１乃至付記１２のいずれか１項に記載の少なくとも１つのデータ転送装置、および、付記１３乃至付記１７のいずれか１項に記載の少なくとも１つのデータ受信端末を含むデータ転送システムであって、
前記データ転送装置は、表示部を含み、
前記データ受信端末は、前記データ転送装置の前記表示部に対して、前記データ受信端末をかざすことにより、前記データ転送装置から無線により転送されたデータを受け取る、
ことを特徴とするデータ転送システム。
【０１０８】
（付記１９）
前記データ受信端末および前記データ転送装置は、公衆回線に対して接続可能とされ、
前記データ受信端末は、前記公衆回線を介して、前記データ転送装置に対するユーザダウンロード要求およびデータ再送信要求を行う、
ことを特徴とする付記１８に記載のデータ転送システム。
【０１０９】
（付記２０）
データ転送装置からデータ受信端末に対して、無線によりデータを転送するデータ転送方法であって、
前記データ受信端末に設けられたマーカの形状を検出し、
検出された前記マーカの形状に基づいて、前記データ受信端末のデータ受信部の位置および方向に適したデータ転送を行う、
ことを特徴とするデータ転送方法。
【符号の説明】
【０１１０】
１    データ受信端末(端末)
２    データ転送装置(サーバ)
３    内部装置(サーバの内部装置)
１０，100，100'，100"，200    データ転送システム(ダウンロードシステム)
１１    表示部(端末の表示部)
１２    マーカ
１３    データ受信部
２１    表示部(サーバの表示部)
３１    データベース(サーバに設けられたデータベース)
３２    アンテナ方向調整部
３３    制御処理回路
３４    受信アンテナ(アレイアンテナ，第１フェーズドアレイアンテナ)
３５    イメージング光源(電波照射部)
３６    データ転送用処理回路
３７    データ送信アンテナ(ホーンアンテナ)
３８    集光レンズ
【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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【図９】
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