(57)【要約】本発明は、追加のハードウェアまたは他の接続方法を必要とせず、２つの装置間のデータ伝送を可能とする方法に関する。前記方法は、デジタルデータをデジタル音信号にエンコードする手順と；デジタル音を再生するために発音装置のスピーカーに伝送する手順と；空気を媒体として音を伝搬する手順と；受信装置のマイクロフォンにより音を検知する手順と；前記音をデジタル音データに変換する手順と；元データを回復するためにデジタル音データをデコードする手順と；を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波によってデータを装置間に伝送する方法であって、前記方法は：
デジタルデータをデジタル音信号にエンコードする手順と；
装置１のスピーカーの内部でデジタル信号を再生する手順と；
空気を媒体として音を伝搬する手順と；
装置２のマイクロフォンによってデジタル音信号を検知する手順と；
前記デジタル音信号をデジタル音データに変換する手順と；
デジタル音データを元データにデコードする手順と；を有する、音波によってデータを装置間に伝送する方法。
【請求項２】
前記音波は高周波数で伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高周波数は前記デジタル音信号を外部の干渉による影響を受けにくくする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記高周波数は、前記デジタル音信号をさらに小さい音サンプルにエンコードし、伝送速度を上げる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記高周波数は、８ＫＨｚから２２ＫＨｚの範囲のスペクトルに含まれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記高周波数は、８ＫＨｚに近い周波数である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記高周波数は、２２ＫＨｚよりも高い周波数である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記装置は、計算能力、音出力及びマイクロフォンを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記装置間の間隔は、１０センチから１５センチの間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
周波数（Ｆ）であり、デジタルデータとして伝送された後で再構築される２値信号を表す位相反転による再生とによる基準信号を使用し、デジタルデータのエンコード及びデコードを行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
音響信号として伝送されるデータのエンコーディング手順は、以下の手順を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法：
（ｉ）前記元データをさらに小さいビット列に分割する手順と；
（ｉｉ）請求項７または８に記載された方法により、列を音響信号にエンコードする手順と；
（ｉｉｉ）小さい音響信号を単一のデジタル音データに連結する手順と；
（ｉｖ）前記装置のスピーカーで再生する手順と；を含む。
【請求項１２】
前記受信装置のマイクロフォンで検知した音をデコードする手順は、以下の手順を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法：
（ｉ）前記装置で検知された環境音をデジタル化する手順と；
（ｉｉ）サンプル分析を通じてデータ信号のオンセットを検知する手順と；
（ｉｉｉ）周波数分析のサンプルを分布する手順と；
（ｉｖ）請求項７または８に記載された方法により、ビット列をエンコードする手順と；
（ｖ）前記シーケンスを連結し、伝送データを回復する手順と、を含む。
【請求項１３】
前記装置は、モバイル端末を利用した決済システム、電子ロックまたは個人情報の交換に使用される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算機能を持つモバイル端末を利用し、データ等を直接的に伝送するアプリケーションにおいて、追加のハードウェアまたは他の接続方法を必要とせず、２つの装置間のデータ伝送を可能とする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明、少なくとも一方がモバイル端末である、装置間のアプリケーションに関する市場のニーズを満たすことを目的としており、モバイル端末が容易な方法でペアリングされる（またはマッチングされる）ことによって更に複雑な機能の基礎としての役割を果たすことを目的としている。一般的に、ペアリング機能を行うためには、装置を物理的に隣接することが要求される。
【０００３】
現在、この問題を解決することを目的とした様々なハードウェアまたはソフトウェアが使用されており、例としては：Bluetooth（登録商標）による通信、一時的イベントによるペアリング、ＤＴＭＦ（デュアルトーン・マルチ周波数）による通信、ＮＦＣ（近距離無線通信）による通信及び周波数変換式変調方式（FSK）を通して高周波数音を使用した通信が挙げられる。
【０００４】
Bluetooth（登録商標）は、適当なハードウェアを持つ装置間を接続して情報を交換する手段を提供し、近距離での通信に使用される。しかし、Bluetooth（登録商標）によるペアリングは直感性を悪くする認証手順を要するため、実現するのは些細なことではではない。
さらに、いくつかのプラットフォームでは同じブランドの装置間の通信のみを可能とするため、共通的技術ではない。
【０００５】
一時的イベントによる接続について、市場における現在の解決手段の１つは、ＢＵＭＰ（登録商標）による接続である。この解決手段では、２つのモバイル端末に対し、同じ動作（端末を振る）を同時に行う。この動作は、装置のペアリングを開始する合図となる。しかし、この解決手段による動作を行うには、インターネット接続と装置のＧＰＳ機能の利用とが必須となるため、ＢＵＭＰ（登録商標）を実践的及び効率的に使用できる可能性は制限される。
【０００６】
電話をダイヤルする際に再生される音として広く知られているＤＴＭＦによる通信手段は、装置間の通信方法として使用されてもよい。しかし、信号の性質上、第２装置のマイクロフォン音に近い音を再生する単線トラックによる再生が必要であり、または双方向通信を得るために、装置を反転位置に配置する必要がある。
【０００７】
ＮＦＣによる通信手段は、低電力無線周波数を使用して２つの装置間のデータ交換、取引、無線通信を可能とする技術である。これは効率的な技術であるが、装置間の通信を促進するために、双方の装置には所要のハードウェアが備えられている必要がある。
【０００８】
最後に、高周波数を使用する解決手段は、情報の確実な読み込みを非常に妨げる周波数検知ディジタルアルゴリズムに基づいている。これは、例えば（キャリア）信号の正確な開始の特定、様々な周波数に関連して各装置が行う非直線的反応、または装置を配置する際に発生する移動によるドップラー効果など、幾つかの理由によって発生し、信号を読む際のエラーと検出アルゴリズムの計算に係る費用を引き起こす。
【０００９】
上述の技術は、接続の必要性、外部の干渉、低い伝送速度、装置間の極端に近い距離、及び／または特殊なハードウェアの必要性、あるいは計算に掛かるコスト及び／または周波数の検出アルゴリズムの問題等、完璧な機能及び使用を発揮することによる少なくとも１つの課題が発生する。
【００１０】
接続性に関する問題については、装置はプライベートまたはローカルネットワーク、または端末からインターネットに接続される必要がある。低周波数を使用する場合、データのエンコーディングまたはデコーディングをするためには、より多くの信号サンプルが必要となるため、伝送の効率性が低下する結果となる。
【００１１】
装置間が極端に隣接する場合も問題であり、この場合、装置のオーディオ出力は他のマイクロフォンとペアリングされている必要がある。
【００１２】
特定のケースにおいて、外部干渉によって引き起こされる問題は監視することが可能であり、例えば信号の信頼性を低下させるＤＴＭＦ信号（400Hzから600Hz間の周波数）を利用した通信手段においては、トーンを検知するために一定時間が必要であるため、伝送速度が遅くなる。他のケースにおいて、例えばＮＦＣにおいて使用された方法では、現在のモデルでは希少性が高い特別なハードウェアが必要となるため、装置のコストが高くなる。
【００１３】
提案された解決手段が高周波数を使用する方法に関する場合、読み出される周波数を検知するためには、分析されるサンプル量を特定しなければならないため、問題はサンプルウインドウの最適周波数を検知する必要性に関連する。これは、音信号を継続的に読み込むことの問題に繋がる。さらに、周波数の検出アルゴリズムの特徴により、検出された周波数の小さな変化によって読み込みの結果が全く異なり、結果としてデータのデコードに大きく影響する。これらの特性を避けるため、安定したデータを得られるまで、複数回の読み込みを行う必要があり、結果として装置の計算コストの上昇に繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−１８３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、モバイル端末間のデータ通信の技術における上述の課題を効率的に解決し、インターネットへの接続または装置間のネットワーク通信の必要性を取り除くことである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の更なる課題は、高周波数を使用した２つのモバイル端末間の新たな通信手段を提供することにより、信号が干渉の影響を受けにくくすることを目的とする。
【００１７】
本発明の他の課題は、高周波数を使用した２つの装置間の新たな通信手段であり、信号をより小さなサンプル音にコーディングし、伝搬速度を上げることを目的とする。
【００１８】
本発明の他の目的は、高周波数を使用した２つの装置間の通信手段であり、２つの装置がある程度隣接して配置される必要があるものの、たとえば双方の装置の間隔が１０センチから１５センチの間である等、装置間の間隔が先行技術よりも長い間隔あっても機能するため、好ましい双方向通信が行えることを目的としている。
【００１９】
本発明の他の目的は、高周波数を使用した２つの装置間の通信手段であり、現在市場に流通している様々な家庭用器具よりも有利であるよう、計算能力を持ついかなる装置、オーディオ出力及びマイクロフォンにも装備できることを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明における音波を使用した装置間のデータ通信方法は、関連する図面の助けによってより分かりやすくなり、図は単なる実施例であるためが、図面は本発明の範囲を狭めるものではない。
【図１】本発明の方法による２つの装置間のデータ伝送の一般的なスキームを示す。
【図２】データをエンコード及びデコードするための基礎周波数Ｆを示した基礎信号サンプルである。
【図３】伝送されるデータをコード化することにより生成された音サンプルである。
【図４】伝送データの読出しを可能とするために、検出音と基準信号とを重ねあわせた結果を示す。
【図５】音信号として伝送されるデータをエンコードする手順を示す図である。
【図６】受信装置のマイクロフォンによって録音された音をデコードする手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に概略的に図示される通り、本発明による２つの装置間においてデータを伝送する方法は、以下の手順によって行われる：
（ｉ）デジタルデータをデジタル音信号にエンコードする手順と；
（ｉｉ）前記デジタル信号を発音装置のスピーカーに伝送して再生する手順と；
（ｉｉｉ）音を空気に伝搬する手順と；
（ｉｖ）受信装置のマイクロフォンを使用して音を検出する手順と；
（ｖ）前記音をデジタル音データに変換する手順と；
（ｖｉ）デジタル音データをデコードし、元データを回復する手順と；を含む。
【００２２】
図２は、基準周波数Ｆにおいて振動する正弦波を図示している。この正弦波は、情報をエンコードする基礎として使用される。基準周波数Ｆよりも低い全ての周波数は、ハイパスフィルタ（ハイパス）を通過し、音キャプチャにフィルターされる。
【００２３】
本発明によると、好ましい周波数音は、８ＫＨｚから２２ＫＨｚの範囲のスペクトルに含まれる。８ＫＨｚよりも低い周波数音を使用することも可能であるが、この場合は外部干渉が増大し、必然的に伝送速度が低下する。２２ＫＨｚよりも高い周波数音は、この周波数よりも高い周波数を使用できるキャパシティを持つ装置が市場に存在する場合は、使用してもよい。データのエンコード及びデコードをする方法は、この基準波と共に使用される。時間ウインドウは伝送されるデータのビット配列に対応する。０と１との二値化は原波形の位相反転を使用して行われる。０ビットは０度の位相に対応し、１ビットは１８０度の位相に対応する。送信波の位相反転によって、検出音に対して非常に簡単なデコーディングが行われる。
【００２４】
図３はそれぞれの位相反転に対してエンコードされたデータを図示する。
色の変更は、１ビットの情報に対応する時間ウインドウを示している。
【００２５】
図４は、基準信号（図２参照）に結合された検出音（図３参照）がエンコードされたビットをどのように自然に表すかを図示している。エンコードされた音の位相反転は、０または補強された最後の波を視覚的に明確に表す。このエンコード及びデコード方法によって、計算費用が高価であり、生成された周波数の正確性を抑制し、データの特定に一定の時間が必要とされる、複雑な周波数分析アルゴリズムを使用せずにデータ読取を行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の方法によると、波形を重ねあわせることによって、データを明確に読み取ることができる。幾つかの例外を除き、高周波ノイズは周囲音よりも電力が低いため、シンプルなハイパスフィルタは、重ねあわせを行うにはクリーンな状態で保たれる。
【００２７】
２値信号には、伝送されるデジタルデータとエラーの制御及び確認を行うビットの両方を含んでもよい。
【００２８】
本発明における音響信号によって伝送されるデータをエンコードする手順では、元データはビット列毎に仕切られる。各シーケンスは、前述の方法を用いて音響信号にエンコードされる。従って、小さい音響信号は単一のデジタル音データに連結され、図５に示す通り、装置のスピーカーで再生される。
【００２９】
前述の通り、エラーを確認するためのビットは、伝送処理の信頼性を保証するため、シーケンス毎及び／または伝送されるデータに追加される。受信装置のマイクロフォンで検知された音をデコードする手順において、装置は検知した環境音をデジタル化し、サンプルの定数解析を通してデータ信号のオンセットが検知される。従って、サンプルは波形の重ね合わせのために仕切られ、上述のいずれかの方法によって、ビット列毎にエンコードされる。その後、ビット列は連結され、伝送データが回復する。
この手順は図６に開示されている。
【００３０】
＜実施例＞
モバイル端末の決済システム
本発明の好ましい実施形態の１つとして、モバイル端末の決済システムとしての使用であり、市場で入手可能な殆どのモバイル端末（スマートフォン、タブレット等）が決済地点（Sale Point、SP）として機能し、簡単なチャージング及び決済機能を使用する決済装置として機能する。本発明による２つの装置間のデータ伝送方法を使用することにより、非常にシンプルな決済方法の設計が可能となる。受領した数値は、販売装置（Sale Device、SD）のアプリケーションに記録される。決済装置Ｐ及びこのアプリケーションは、決済地点SPに近隣して配置され、アプリケーションの特定のプロトコル手段により、装置は音によって通信を行い、必要な情報を交換し、決済を実行する。決済を完了するためには、支払者の確認のみが必要となる。
【００３１】
情報共有のための端末のペアリング
本発明の最も直接的な機能の１つとしては、物理的に隣接して配置されている２つの装置間のデータ共有を簡単かつ直感的実行するために、装置をペアリングすることである。
本発明における２つの装置間のデータ伝送方法によると、２つの装置Ａ、Ｂが同じアプリケーションを使用しており、かつ物理的に近隣に配置されている限り、ペアリングが簡単に行える。装置Ａ及びＢは、アプリケーションにおける特定のペアリングのプロトコルによって認識され、情報交換のリンクが確立される。この時点において、データの送信及び受信をするための発信者及び受信者の両方が特定される。
【００３２】
電子ロック
本発明のさらに単純かつ直接的なアプリケーションは、電子ロックに関する。これは、モバイル端末を使用してロックの解除を可能とする手段である。本発明による２つの装置間のデータ伝送方法を通じて、ＬＦ装置に接続され、扉及び金庫が解除される。ロックに接続されるＤＦ装置は、常に周囲音を感知しており、「使い捨てキー」（データシーケンス）のデータベースを有している。解除装置ＤＬは、再生する「キー」のデータベースを有している。「キー音」の１つを再生する場合において、ＤＦロック装置は音の有効性を認識し、扉を解除する。扉が解除された後、使用された「キー音」は自動的に無効になり、双方のデータベースから拒絶される。
【００３３】
個人情報の交換
本発明のさらなるアプリケーションの例は、例えばビジネスカード等、個人的な連絡先の情報交換に関する。本発明における２つの装置間のデータ伝送の方法を起動することにより、他の種類の接続を行うことなく、名前、会社名、住所、電話番号、メールアドレス等の個人データを簡単な方法で伝送することが可能となる。両方のユーザーは、本発明の情報交換機能を有するアプリケーションを含むモバイル端末を持っており、それぞれの装置を隣接して配置するのみでよい。各ユーザーの個人情報は音によって伝送され、将来使用されるために、各装置の内蔵データベースに滞りなく記録される。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月21日(2014.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
音響信号として伝送されるデータのエンコーディング手順は、以下の手順を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法：
（ｉ）前記元データをさらに小さいビット列に分割する手順と；
（ｉｉ）請求項７または８に記載されたいずれか１つの方法により、列を音響信号にエンコードする手順と；
（ｉｉｉ）小さい音響信号を単一のデジタル音データに連結する手順と；
（ｉｖ）前記装置のスピーカーで再生する手順と；を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記受信装置のマイクロフォンで検知した音をデコードする手順は、以下の手順を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法：
（ｉ）前記装置で検知された環境音をデジタル化する手順と；
（ｉｉ）サンプル分析を通じてデータ信号のオンセットを検知する手順と；
（ｉｉｉ）周波数分析及び位相分析のサンプルを分布する手順と；
（ｉｖ）請求項７または８のいずれか１つに記載された方法により、ビット列をエンコードする手順と；
（ｖ）前記シーケンスを連結し、伝送データを回復する手順と、を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の課題は、モバイル端末間または計算能力を持つ装置間のデータ通信の技術における上述の課題を効率的に解決し、インターネットへの接続または装置間のネットワーク通信の必要性を取り除くことである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の更なる課題は、高周波数を使用する２つのモバイル端末間または計算能力を持つ他の装置間の新たな通信手段を提供することにより、信号が干渉の影響を受けることを防止することを目的とする。
【国際調査報告】
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2015524180.tif 000011
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